CN104204535A - 带有在压缩机级中对气体进行移取的多级的径向压缩机单元 - Google Patents

带有在压缩机级中对气体进行移取的多级的径向压缩机单元 Download PDF

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Abstract

一种用于压缩气体的径向压缩机单元，带有多个压缩机级(11)，其中每个压缩机级(11)具有带有转子叶片(23)的叶轮(18)和在待压缩的气体的流动方向上观察布置在叶轮(18)的下游的流动通道(24)，该流动通道带有扩散区段(25)、转向区段(26)以及带有引导叶片(28)的返回区段(27)，其中可从压缩机级(11)中移取压缩的气体作为冷却空气并且可在朝向待冷却的构件的方向上输送该压缩的气体用于冷却待冷却的构件，并且其中可邻近于压缩机级(11)的中间壁(32)从压缩机级(11)的流动通道(24)的转向区段(26)和/或返回区段(27)中移取冷却气体。

Description

带有在压缩机级中对气体进行移取的多级的径向压缩机单元
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的径向压缩机单元。
背景技术
从文件DE 37 29 486 C1中已知一种用于压缩气体的压缩机单元也称为压气机单元，其具有多个压缩机级和构造为电动机的驱动器。根据现有技术将压缩机级和驱动器布置在共同的、气密的壳体中。在文件DE 37 29 486 C1中建议，引导压缩的气体经过表面冷却器，以冷却该压缩的气体。此处压缩的气体的冷却借助于表面冷却器在两个压缩机级之间起作用。
从文件DE 10 2007 019 264 A1中已知，在压缩机单元的压缩机级的区域中移取压缩的气体并且应用该压缩的气体作为用于待冷却的构件的冷却气体。在此作为冷却气体移取的气体应当不含有污染物，例如颗粒和/或流体。此外值得期待的是，移取的气体具有尽可能地高的压力。为了从压缩机单元的压缩机级中移取尽可能地干净的冷却气体，依照现有技术根据文件DE 10 2007 019 264 A1建议，通过移取通道移取冷却气体，该移取通道邻近于叶轮(也将其称作转轮)并且邻近于在叶轮的下游伸延的流动通道的扩散区段从轮侧边区域分支。由此虽然能将相对干净(包括较少的污染物)的冷却气体移取，然而移取的冷却气体仅仅含有相对小的压力。
需要这样的径向压缩机单元处，即在该径向压缩机单元处可在压缩机级的区域中移取一方面具有相对少的污染物并且另一方面具有相对高的压力的冷却气体。
发明内容
由此本发明的目标是，创造新型的径向压缩机单元。
这个目标通过根据权利要求1的径向压缩机单元解决。根据本发明冷却气体可在压缩机级的中间壁的区域中从压缩机级的流动通道的转向区段和/或返回区段(Rückführabschnitt，有时称为再循环区段)中移取。
因为在压缩机级的中间壁的区域中从压缩机级的流动通道的转向区段和/或返回区段中移取冷却气体，可移取并且提供一方面带有相对少的污染物并且另一方面带有足够高的压力的冷却气体。
根据本发明的有利的第一改进方案，冷却气体可从压缩机级的流动通道的转向区段和/或返回区段中移取，更确切地说通过至少一个伸入到流动通道中的移取管道，其带有邻近于中间壁定位的移取开口。
根据本发明的有利的第二改进方案，冷却气体可从压缩机级的流动通道的返回区段中移取，更确切地说通过至少一个移取通道，其带有引入到引导叶片的前棱边或吸入侧中的移取开口。
利用本发明所有两个上述的有利的改进方案以简单的设计方式实现邻近于中间壁从流动通道的转向区段和/或返回区段中移取冷却气体。
附图说明
从从属权利要求和下文的描述中得到本发明的优选的改进方案。借助于图纸详细地解释本发明的实施例，然而本发明不受限于这些实施例。其中：
图1显示了穿过用于压缩气体的径向压缩机单元的示意性的截面图；
图2显示了在根据本发明的第一方案的径向压缩机单元的压缩机级的区域中的来自根据本发明的径向压缩机单元的部段；
图3显示了在根据本发明的第二方案的径向压缩机单元的压缩机级的区域中的来自根据本发明的径向压缩机单元的部段。
具体实施方式
本发明涉及用于压缩气体的径向压缩机单元，如其例如在离岸区域中输送天然气时所应用的那样。
图1显示了穿过用于压缩气体的径向压缩机单元10的示意性的截面图，其中径向压缩机单元10具有多个压缩机级11,12和13，其由构造为电动机的驱动器14驱动，其中在构造为电动机的驱动器14中一方面显示了定子15并且另一方面显示了转子16。
驱动器14驱动径向压缩机单元10的轴17，其中压缩机级11,12和13的所谓的叶轮18与轴17联结，从而压缩机级11,12和13的叶轮18由径向压缩机单元10的驱动器14驱动。也将压缩机级11,12和13的叶轮18称作为转动轮。
在待压缩的气体的流动方向上观察在相应的压缩机级11,12,13的叶轮18的下游，相应的压缩机级11,12,13分别联接有流动通道24。
在显示的实施例中图1的径向压缩机单元10示例性地具有4个压缩机级11,12和13，其中未压缩的气体在箭头19的指向中被输送到压缩机级11,12和13以用于压缩，并且其中已压缩的气体在箭头20的指向中引出。压缩机级11,12和13相继地连结(schalten)并且用作连续地压缩气体，其中也能将压缩机级11称作为低压压缩机级，也能将压缩机级12称作为中压压缩机级并且也能将压缩机级13称作为高压压缩机级。
将径向压缩机单元10的压缩机级11,12和13与构造为电动机的驱动器14一起容纳在共同的壳体21中，其中在壳体21中通过轴承22支承轴17。
在径向压缩机单元的运行中需要的是冷却径向压缩机单元的组件，尤其地冷却驱动器14，为此可从径向压缩机单元10的压缩机级中移取压缩的气体作为冷却气体并且可在朝向待冷却的组件的方向上输送该压缩的气体以用于冷却待冷却的组件，尤其为待冷却的驱动器14。
此处重要的是，将冷却气体这样从压缩机级中移取，即该冷却气体一方面具有少的污染物并且另一方面含有足够高的压力，以为了一方面不通过冷却气体污染待冷却的组件并且为了另一方面确保尽可能地有效地冷却待冷却的组件。
图2到3分别显示了在一个压缩机级(即压缩机级11)的区域中根据本发明的径向压缩机10的细节，其中在图2到3中一方面显示了相应的压缩机级11的叶轮18，其具有转子叶片23，并且其中此外显示了在待压缩的气体的流动方向上观察在叶轮18的下游联接的流动通道24，其中流动通道24具有多个区段，即直接地联接在叶轮18处的扩散区段25、联接在扩散区段25处的转向区段26以及联接在转向区段26处的返回区段27。在返回区段27中定位有固定的引导叶片28，在其中示意性地一方面显示进入棱边29以及另一方面显示离开棱边30。通过压缩机级11的气体的流动方向通过箭头31显现。
压缩机级11的流动通道24的扩散区段25、转向区段26以及返回区段27径向上在内部至少部分段地由定子侧的、轮毂侧的中间壁32限制。
为了从压缩机级11中移取带有足够高的压力的尽可能地干净的冷却气体，根据本发明建议，邻近于压缩机级11的中间壁32从压缩机级11的流动通道24的转向区段26和/或返回区段27中移取冷却气体并且将该冷却气体输送到待冷却的组件。
图2显示了本发明的第一方案，在其中从压缩机级11的流动通道24的转向区段26和/或返回区段27中移取冷却气体，更确切说通过至少一个在转向区段26和/或返回区段27的区域中伸入到流动通道26中的移取管道35，该移取管道具有邻近于中间壁32定位的移取开口36。移取管道35的移取开口36(通过该移取开口在中间壁32的区域中从压缩机级11中移取冷却气体)在此定位在转向区段26和返回区段27之间的过渡区域中，从而在过渡区域中和由此在转向区段26和/或返回区段27的区域中从流动通道24中移取冷却气体。
一个或每个伸入到流动通道24中的移取管道35至少在伸入到流动通道24中的区段37处具有含特定轮廓的、起导流作用的外壁，以为了排除通过伸入到流动通道24的移取管道35损害流动。
图3显示了本发明另一方案，其中在图3中从压缩机级11的流动通道24的返回区段27中移取冷却气体，更确切地说通过至少一个移取通道38，该移取通道的移取开口39引入到引导叶片28的前棱边29中。在此，如可从图3中得出的那样，邻近于中间壁32将引入到引导叶片28的前棱边中或在引导叶片28的吸入侧中引入的用于移取通道38的移取开口39引入到引导叶片28的前棱边29中。
利用所有根据本发明的方案可如此将冷却气体从压缩机级11中移取，即冷却气体具有少的污染物和足够高的压力。由此一方面实现有效地冷却径向压缩机单元10的待冷却的组件并且另一方面不存在通过冷却气体污染待冷却的组件的风险。
参考符号列表
10 径向压缩机单元
11 压缩机级
12 压缩机级
13 压缩机级
14 驱动器/电动机
15 定子
16 转子
17 轴
18 叶轮
19 气体流动
20气体流动
21 壳体
22 轴承
23 转子叶片
24 流动通道
25 扩散区段
26 转向区段
27 返回区段
28 引导叶片
29 进入棱边
30 离开棱边
31 气体流动
32 分隔壁
33 移取开口/缺口
34 移取通道
35 移取管道
36 移取开口
37 区段
38 移取通道
39 移取开口

Claims (8)

1. 一种用于压缩气体的径向压缩机单元，带有多个压缩机级(11,12,13)，其中每个压缩机级(11,12,13)具有带有转子叶片(23)的叶轮(18)和在待压缩的气体的流动方向上观察布置在叶轮(18)的下游的流动通道(24)，所述流动通道(24)带有扩散区段(25)、转向区段(26)和带有引导叶片(28)的返回区段(27)，其中可从压缩机级(11)中移取压缩的气体作为冷却气体并且可在朝向待冷却的构件的方向上输送该压缩的气体以用于冷却待冷却的构件，其特征在于，可邻近于所述压缩机级(11)的中间壁(32)从所述压缩机级(11)的所述流动通道(24)的所述转向区段(26)和/或所述返回区段(27)中移取所述冷却气体。
2. 根据权利要求1所述的径向压缩机单元，其特征在于，在其区域中可移取冷却气体的所述中间壁(32)径向在内部至少部分区段地至少限制所述转向区段(26)和所述返回区段(27)。
3. 根据权利要求1或2所述的径向压缩机单元，其特征在于，所述冷却气体可从所述压缩机级(11)的所述流动通道(24)的所述转向区段(26)和/或所述返回区段(27)中移取，更确切地说通过至少一个伸入到所述流动通道中的带有邻近于所述中间壁(32)定位的移取开口(36)的移取管道(35)。
4. 根据权利要求3所述的径向压缩机单元，其特征在于，将所述移取管道(35)的所述移取开口(36)邻近于所述中间壁(32)定位在所述转向区段(26)和所述返回区段(27)之间的过渡区域中。
5. 根据权利要求3或4所述的径向压缩机单元，其特征在于，所述移取管道(35)的伸入到所述流动通道(24)中的区段(37)具有包含特定轮廓的，起导流作用的外壁。
6. 根据权利要求1或2所述的径向压缩机单元，其特征在于，所述冷却气体可从所述压缩机级(11)的所述流动通道(24)的所述返回区段(27)中移取，更确切地说通过至少一个移取通道(38)，该移取通道(38)带有引入到一个或多个引导叶片(28)的前棱边(29)或吸入侧中的移取开口(39)。
7. 根据权利要求8所述的径向压缩机单元，其特征在于，邻近于所述中间壁(32)将所述移取开口(39)引入到所述引导叶片(28)的前棱边(29)中。
8. 根据权利要求8或9所述的径向压缩机单元，其特征在于，所述引导叶片(28)的前棱边(29)位于转向区段(26)的区域中。
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