[發明專利]用于徑流式渦輪機的中間隔板

有效

• 申請號: 201080051293.6
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102612601A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 維爾納·約嫩;彼得·羅本斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F04D7/04
• 分類號: F04D7/04;F04D29/44;F04D31/00;B01D45/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

技術領域

本發明涉及一種用于徑流式渦輪機的中間隔板和帶有具有該中間隔板的壓縮機級的徑流式渦輪機。

背景技術

徑流式渦輪機例如為多級的單軸徑流式壓縮機，所述單軸徑流式壓縮機的單級作為用于過程氣體的流動引導的組件而具有由軸驅動的葉輪、徑向擴散道、轉向通道以及回流通道。過程氣體首先流過葉輪，其中過程氣體沿軸向方向進入到葉輪中并且在徑向方向上向外地從葉輪中排出。在擴散道中進行靜壓的提高，所述擴散道徑向地連接到葉輪上并且被過程氣體從內向外通流。在多級的徑流式壓縮機中，過程氣體流過多個徑流式壓縮機級，所述徑流式壓縮機級沿軸向彼此連續地設置在軸上并且分別具有葉輪和擴散道。此外，在徑流式壓縮機級中的每個中，在擴散道之后徑向地朝著軸的方向引回氣流，以便進入到隨后的徑流式壓縮機級的葉輪中。借助將過程氣體流動方向從徑向向外轉向徑向向內的轉向通道來完成回流。在徑向方向上延伸的回流通道在下游連接到轉向通道上，以便將過程氣體流輸送給設置在下游的葉輪的入口。在流過最后的徑流式壓縮機級之后，過程氣體流入到螺旋殼體中，所述螺旋殼體連接到最后的徑流式壓縮機級上，并且在所述螺旋殼體上連接有徑流式壓縮機接管，過程氣體穿過所述徑流式壓縮機接管流出。已知的是，從主流中引出過程氣體的一部分，以便獲取例如用于冷卻馬達或者用于冷卻磁性軸承的冷卻氣體。

然而此外，從過程氣體的主流中提取部分氣體流具有下述缺點：因為部分氣體流例如具有過高的濕氣含量，所以在許多情況下，部分氣體流的質量在純度要求方面是不夠的。這可能導致由部分氣體流接觸的構件的損傷，由此徑流式渦輪壓縮機的維護周期很短。

發明內容

本發明的目的是，提供一種用于徑流式渦輪機的中間隔板和具有該中間隔板的徑流式渦輪機，其中該徑流式渦輪機能夠可靠地運行。

根據本發明提出一種用于徑流式渦輪機的中間隔板，所述徑流式渦輪機具有：徑向擴散通道，所述徑向擴散通道的主通流方向徑向從內向外地延伸；轉向通道，所述轉向通道在徑向擴散通道的下游連接到徑向擴散通道上，并且所述轉向通道的主通流方向從徑向向外轉向徑向向內；以及回流通道，所述回流通道在轉向通道的下游連接到轉向通道上，并且所述回流通道的主通流方向徑向從外向內地延伸。中間隔板具有第一外表面區段，所述第一外表面區段凸形地成型，以界定轉向通道。此外，在中間隔板中設有通到轉向通道中的至少一個廢氣導出通道，使得當主通流在轉向通道中具有固態的或者液態的小顆粒時，作為主通流的小顆粒少的氣體的廢氣能夠穿過廢氣導出通道從所述主通流中導出。此外，根據本發明，實現一種具有豎直設置的旋轉軸線的徑流式渦輪機，其中徑流式渦輪機的主流動方向從上向下延伸并且徑流式渦輪機具有帶有中間隔板的壓縮機級。

有利地，本發明在徑流式渦輪機中實現從在徑流式渦輪機的徑流式擴散道級的環形腔中的可能載有顆粒和/或載有水滴的過程氣體流中提取干燥且干凈的部分氣體流。根據本發明，這尤其基于中間隔板的第一外表面區段的凸形的形狀和基于轉向通道和其開口的根據本發明的特別的布置來實現。本發明基于下述思想：將在轉向通道中的部分氣體流的提取位置設置在最大流動轉向的區域中，即設置在轉向通道的內彎曲部中。例如污物顆粒或者小水滴的固態或者液態的小顆粒能夠由于其慣性而不完全跟隨氣體流的轉向。

根據本發明的一種實施形式，中間隔板借助第二外表面區段來界定徑向擴散通道，并且借助第三外表面區段界定回流通道，其中第一外表面區段關于主通流方向而設置在第二和第三外表面區段之間。在本發明的該實施形式中，可有利地由中間隔板作為一體式的部件來提供徑向擴散通道的、轉向通道的和回流通道的內邊界，廢氣導出通道的開口區段以及連接到開口區段上的區段集成地設置在所述部件中。

根據本發明的一種實施形式，廢氣導出通道在第一外表面區段和第三外表面區段之間的過渡區域中通到轉向通道中。在該實施形式中有利的是，能夠將廢氣作為主通流的小顆粒少的氣體而尤其有效地從所述主通流中通過廢氣導出通道導出。有利地起作用的是，在運行中，過程氣體流在回流通道附近以已經大的轉向角度轉向，使得特別少的固態或者液態的小顆粒來到廢氣導出通道的開口附近，因為固態或者液態的小顆粒不能夠完全跟隨氣流的轉向。另一優點為，當在具有豎直的旋轉軸線和從上至下延伸的主流動方向的徑流式渦輪機中使用中間隔板時，固態或者液態的小顆粒由于重力而從廢氣導出通道的開口中去除或者說不到達開口，由此提高廢氣的純度。