CN110017303A - 径向压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种径向压缩机，具体地，废气涡轮增压器的径向压缩机，其具有旋转的叶轮，具有固定的壳体；具有由壳体限定的主流动通路，主流动通路用于沿叶轮的方向来供给待压缩的介质；具有布置在主流动通路的径向外侧的辅流动室，辅流动室通过轮廓壁而与主流动通路分开，且在叶轮的区域中经由辅流动开口而连接到主流动通路；具有在辅流动室中延伸的支柱，轮廓壁经由支柱而连接到壳体。支柱以如下方式而弯曲：在经向截面中看，相应的支柱在轮廓壁上的第一连接区段沿径向方向或主要地沿径向方向而延伸，并且相应的支柱在壳体上的第二连接区段沿轴向方向或主要地沿轴向方向而延伸。

Description

径向压缩机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的径向压缩机。
背景技术
从EP2194277A1中已知根据权利要求1的前序部分的废气涡轮增压器的径向压缩机。相应地，EP2194272A1显示了具有旋转的叶轮和固定的壳体的径向压缩机。壳体限定主流动通路，以便沿叶轮的方向来引导待压缩的介质。在主流动通路的外侧布置辅流动室，其通过轮廓壁而与主流动通路分开。根据EP2194277A1，辅流动室从主流动通路的吸入区域发源，延伸直到叶轮的区域中的辅流动开口。在叶轮的区域中，辅流动室经由辅流动开口而连接到主流动通路。支柱在辅流动室内延伸，支柱将轮廓壁(其使主流动通路与辅流动通路分开)与壳体连接。根据EP2194272A1，在经向(meridional)截面中看，这些支柱沿径向方向延伸。因而，支柱的连接到壳体的区段且还有支柱的连接到轮廓壁的区段，二者均沿径向方向延伸。
发明内容
本发明基于进一步改善径向压缩机的特征映射稳定性和运行行为的需求。
从该需求出发，本发明的目标是创造新的类型的径向压缩机。该目标通过根据权利要求1的径向压缩机而得到解决。
根据本发明，支柱以如下方式而弯曲：在经向截面中看，相应的支柱在轮廓壁上的第一连接区段沿径向方向或主要地沿径向方向而延伸，并且相应的支柱在壳体上的第二连接区段沿轴向方向或主要地沿轴向方向而延伸。
通过具有在经向截面中看而沿不同方向延伸的连接区段的支柱的弯曲的实施例，通过辅流动室的最佳的、低损耗的流是可能的。由此，可改善径向压缩机的特征映射稳定性。而且，改善了径向压缩机的结构稳定性，且降低了径向压缩机的振动激励的风险。
根据有利的进一步改进，在轴向截面中看，相应的支柱的第一连接区段和第二连接区段沿周向方向相对于彼此而偏移。由此，可进一步改善特征映射稳定性(具体地为泵送稳定性)。而且，进一步改善了径向压缩机的结构稳定性，具体地，降低了对振动的敏感性。
根据有利的进一步改进，在轴向截面中看，相应的支柱的第一连接区段和第二连接区段沿周向方向相对于彼此而偏移。由此，可进一步改善特征映射稳定性(具体地为泵送稳定性)。而且，进一步改善了径向压缩机的结构稳定性，具体地，降低了对振动的敏感性。
根据有利的进一步改进，在轴向截面中看，支柱沿周向方向而非均匀地分布，即以如下方式而分布：在面向螺旋壳体的舌部的周向区段中形成的支柱的数目比在背向螺旋壳体的舌部的周向区段上形成的支柱的数目更少。这些特征也用作降低径向压缩机对振动的敏感性和改善径向压缩机的结构稳定性。
根据有利的进一步改进，在轴向截面中看而各在各情况下夹住相邻的支柱的角具有为360°的非整约数的角度值。进一步改善了径向压缩机的结构稳定性，具体地，降低了径向压缩机对振动的敏感性。
附图说明
从所附权利要求书和以下描述中得到本发明的优选的进一步改进。借助于附图(而不限于此)而更详细地解释了本发明的示例性实施例。附图显示如下：
图1为通过根据本发明的径向压缩机的示意性的经向截面；
图2为沿图1的截面方向II-II而通过根据本发明的径向压缩机的示意性的轴向截面。
标号列表
10 径向压缩机
11 叶轮
12 动叶片
13 壳体
14 吸入区段
15 插入件区段
16 螺旋壳体
17 主流动通路
18 辅流动室
19 轮廓壁
20 辅流动开口
21 辅流动开口
22 支柱
23 连接区段
24 连接区段
25 纵向中心轴线
26 纵向中心轴线。
具体实施方式
图1和图2显示了呈通过根据本发明的径向压缩机10的优选的示例性实施例的选取部的形式的不同的示意性横截面。
径向压缩机10包括具有多个动叶片12的旋转的叶轮11。而且，径向压缩机10包括固定的壳体13。关于固定的壳体13，图1中显示了沿待压缩的介质的流动方向来看而布置在旋转的叶轮11的上游的吸入区段14、定位在叶轮11的区域中的插入件区段15，以及布置在叶轮11的下游的螺旋壳体区段16，在图1的示例性实施例中，吸入区段14、插入件区段15和螺旋壳体区段16完全由单独的组件形成。
相应地，在图1中，壳体13体现为多个部件，且包括单独的吸入区段14、单独的插入件区段15和单独的螺旋壳体区段16，这些部件彼此连接。
要指出的是，与显示的示例性实施例相反，吸入区段14和插入件区段15有可能形成为一体，且相应地由整体式组件来提供。而且，螺旋壳体区段16也有可能连同插入件区段15和吸入区段14而形成为一体，且相应地形成为整体式的。
径向压缩机10的壳体13限定用于待压缩的介质的主流动通路17，以便经由主流动通路17而沿叶轮11的方向来引导待压缩的介质。在主流动通路17的外侧，壳体13限定辅流动室18。轮廓壁19(也被称为环形腹板(annular web))使主流动通路17与辅流动室18分开。
辅流动室18从叶轮11的上游的区段延伸直到叶轮11的区域中。相应地，图1显示了在壳体13的吸入区段14与轮廓壁19之间形成第一辅流动开口20，沿待压缩的介质的流动方向来看，辅流动室18在叶轮11的上游经由第一辅流动开口20而连接到主流动通路17。第二辅流动开口21形成在叶轮11的区域中，辅流动室18在叶轮11的区域中经由第二辅流动开口21而连接到主流动通路17。支柱22在辅流动室18内延伸。通过支柱22，壳体10中的轮廓壁19连接(即在显示的示例性实施例中)到壳体13的吸入区段14。
支柱22为弯曲的，即以如下方式而弯曲：在经向截面中看，支柱22的第一连接区段23在轮廓壁19上沿径向方向或主要地沿径向方向而延伸，并且支柱22的定位在相反侧的第二连接区段24在壳体10上(在显示的示例性实施例中，为在吸入区段14上)沿轴向方向或主要地沿轴向方向而延伸，即在各情况下，均为在经向截面中看。
支柱22的第一连接区段23在轮廓壁19上主要地沿径向方向的延伸意味着，该第一连接区段23的纵向中心轴线25与径向方向相夹最大为20°的角，优选地为最大为10°的角，特别优选地为最大为5°的角。相应的支柱22的第二连接区段24主要地沿轴向方向的延伸意味着，在经向截面中看，相应的支柱22的相应的第二连接区段24的纵向中心轴线26与轴向方向相夹20°的角，优选地为最大为10°的角，特别优选地为最大为5°的角。
以该方式而弯曲的在辅流动室18中延伸的支柱22确保通过辅流动室18的不受阻碍的流，且因而改善了径向压缩机的特征映射稳定性(具体地为泵送稳定性)。而且，支柱22改善了径向压缩机的结构稳定性，使得支柱22受到较小的振动激励，且因而面临较小的振动的风险。
在轴向截面(见图2)中看，各支柱22的连接区段23和24(即相应的支柱22的第一连接区段23和第二连接区段24)沿周向方向相对于彼此而偏移。这也用作改善特征映射稳定性(具体地为泵送稳定性)，且用作增加结构稳定性。
尽管第一连接区段23和第二连接区段24沿周向方向的这种偏移是优选的，但指出的是，在轴向截面中看，在各支柱22的区域中，连接区段23和24也可定位在相同的周向位置上。
如从图2中同样地显而易见的那样，在轴向截面中看，支柱22沿周向方向而非均匀地分布。这里，在轴向截面中看，支柱22以如下方式而沿周向方向非均匀地分布：在轴向截面中看，在面向壳体13的舌部25(即螺旋壳体16的舌部)的周向区段中形成的支柱22的数目比在背向舌部25的周向区段上形成的支柱22的数目更少。螺旋壳体区段16的舌部使壳体13的入口侧流动通路与出口侧流动通路分开。在图2中显示的示例性实施例中，两个支柱定位在面向舌部25的周向区段中，而相比之下，四个支柱22定位在背向舌部25的周向区段中。通过支柱22沿周向方向的这种非均匀的分布，可进一步改善径向压缩机的结构稳定性，具体地，降低径向压缩机对振动的敏感性。
在轴向截面中看，通过支柱22沿周向方向的非均匀的分布，至少一些直接相邻的支柱相夹不同于其它直接相邻的支柱22的角。在各情况下真实的是，在轴向截面中看而在各情况下夹住相邻的支柱的角具有为360°的非整约数的角度值。相应地，直接相邻的支柱之间未形成360°是其整倍数的角。由此，也可改善结构稳定性，具体地，降低径向压缩机的振动激励的风险。
相应地，本发明提供了具有改善的特征映射稳定性和相应地优化的运行行为的径向压缩机。具体地，可增加泵送稳定性，且降低径向压缩机对振动的敏感性。可以以低损耗的方式流过辅流动室。支柱22的轮廓是弯曲的，其中连接区段23、24在轮廓壁19上和在壳体10上(具体地，在壳体10的吸入区段14上)沿不同的方向而延伸。

Claims (10)

1.一种径向压缩机(10)，具体地，废气涡轮增压器的径向压缩机，其
具有旋转的叶轮(11)；
具有固定的壳体(13)；
具有由所述壳体(13)限定的主流动通路(17)，所述主流动通路(17)用于沿所述叶轮(11)的方向来供给待压缩的介质；
具有布置在所述主流动通路(17)的径向外侧的辅流动室(18)，所述辅流动室(18)通过轮廓壁(19)而与所述主流动通路(17)分开，且在所述叶轮(11)的区域中经由辅流动开口(21)而连接到所述主流动通路；
具有在所述辅流动室(18)中延伸的支柱(22)，所述轮廓壁(19)经由所述支柱(22)而连接到所述壳体(13)，
其特征在于，
所述支柱(22)以如下方式而弯曲：在经向截面中看，相应的支柱(22)在所述轮廓壁(19)上的第一连接区段(23)沿径向方向或主要地沿径向方向而延伸，并且相应的支柱(22)在所述壳体(13)上的第二连接区段(24)沿轴向方向或主要地沿轴向方向而延伸。
2.根据权利要求1所述的径向压缩机，其特征在于，在所述经向截面中看，所述第一连接区段(23)的纵向中心轴线与所述径向方向相夹最大为20°的角，优选地为最大为10°的角，特别优选地为最大为5°的角。
3.根据权利要求1或2所述的径向压缩机，其特征在于，在所述经向截面中看，所述第二连接区段(24)的纵向中心轴线与所述轴向方向相夹最大为20°的角，优选地为最大为10°的角，特别优选地为最大为5°的角。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的径向压缩机，其特征在于，在轴向截面中看，相应的支柱(22)的所述第一连接区段(23)和所述第二连接区段(24)沿周向方向相对于彼此而偏移。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的径向压缩机，其特征在于，在轴向截面中看而在各情况下夹住相邻的支柱(22)的角具有为360°的非整约数的角度值。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的径向压缩机，其特征在于，在轴向截面中看，所述支柱(22)沿周向方向而非均匀地分布，即以如下方式而分布：在面向螺旋壳体的舌部的周向区段中形成的支柱(22)的数目比在背向所述螺旋壳体的所述舌部的周向区段上形成的支柱(22)的数目更少。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的径向压缩机，其特征在于，所述壳体(13)包括沿所述待压缩的介质的流动方向来看而布置在所述叶轮(11)的上游的吸入区段(14)、在所述叶轮(11)的区域中延伸的插入件区段(15)和布置在所述叶轮(11)的下游的螺旋壳体区段(16)。
8.根据权利要求7所述的径向压缩机，其特征在于，至少所述螺旋壳体区段(16)形成为所述壳体(11)的单独的组件。
9.根据权利要求7或8所述的径向压缩机，其特征在于，所述吸入区段(14)和所述插入件区段(15)同样地各形成为所述壳体(13)的单独的组件。
10.根据权利要求7-9中的任一项所述的径向压缩机，其特征在于，所述支柱(22)利用它们的第二连接区段(24)而作用于所述壳体(13)的所述吸入区段(14)。
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