CN110296106A - 离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心式压缩机（21），其具有压缩机转子（22）；具有压缩机壳体（23），其具有径向外螺旋形壳体区段（24）和径向内插入区段（25）；具有主流动通道（26），用于在朝向压缩机转子（22）的方向上供应待压缩的介质；具有布置在主流动通道（26）的径向外侧的循环室，该循环室通过轮廓壁（28）与主流动通道（26）分开，轮廓壁通过循环开口（29、30）与主流动通道（26）连接并且通过延伸到循环室（37）中的支柱（31）与插入区段（25）连接，其中主流动通道（26）由轮廓壁（28）界定并且通过插入区段（25）的上游部分（32）在轮廓壁（28）的上游界定；并且具有布置在压缩机壳体（23）上游的抽吸元件（34），其径向外部分（34b）邻接螺旋形壳体区段（24）并且其径向内部分（34a）邻接插入区段（25）的上游部分（32）。抽吸元件（34）的径向内部分（34a）和插入区段（25）的上游部分（32）的邻接表面位于圆筒形表面上。

Description

离心式压缩机

技术领域

本发明涉及离心式压缩机。

背景技术

图1示出了现有技术中已知的涡轮增压器1的基本结构设计。涡轮增压器具有用于释放第一介质、特别是用于释放内燃机的废气的涡轮机2。涡轮增压器1还具有特别是使用在释放第一介质时在涡轮机2中得到的能量用于压缩第二介质、特别是进气空气的压缩机3。涡轮机2具有涡轮机壳体4和涡轮机转子5。压缩机3具有压缩机壳体6和压缩机转子7。压缩机转子7通过安装在轴承壳体9中的轴8与涡轮机转子5联接，其中轴承壳体9定位在涡轮机壳体4和压缩机壳体6之间并且与涡轮机壳体4和压缩机壳体6两者连接。图1还示出了压缩机侧消音器10。

图1所示的涡轮增压器1的压缩机3被设计为离心式压缩机。离心式压缩机的压缩机壳体6具有径向外螺旋形壳体区段11以及径向内插入区段12。离心式压缩机3的由压缩机壳体6径向向外地界定的主流动通道13用于在朝向压缩机转子7的方向上供给待压缩的介质。循环室14形成在主流动通道13的外侧，特别是径向外侧。

循环室14由主流动通道13的轮廓壁15界定。循环室14通过循环开口16、17与主流动通道13连接。轮廓壁15通过图1上未示出的支柱与插入区段12连接。根据图1，主流动通道13通过插入区段12的上游部分在轮廓壁15的上游界定。

根据图1，消音器10定位在压缩机壳体6的上游，并在出口侧提供抽吸元件18。抽吸元件18通过径向外部分18a与螺旋形壳体区段11邻接，并且通过径向内部分18b与插入区段12的上游部分邻接。在图1所示的离心式压缩机中，通过使用夹子19将凸缘连接件20设置在抽吸元件18的径向外部分18a和螺旋形壳体区段11之间。

如果离心式压缩机3的压缩机转子7在离心式压缩机3的操作期间断裂，则压缩机转子7的碎片可能撞击插入区段12，并且使之在朝向抽吸元件18的方向上移位。在该过程中，抽吸元件18然后受到可能导致压缩机壳体6和抽吸元件18之间的连接件20发生故障的力。

需要一种离心式压缩机，其不会产生以下危险：假如压缩机转子发生故障，抽吸元件和压缩机壳体之间的连接将发生故障。

发明内容

从上文出发，本发明的目的是提供一种新型的离心式压缩机。

该目标通过根据权利要求1的离心式压缩机来解决。根据本发明，抽吸元件的径向内部分和插入区段的上游部分的邻接表面位于圆筒形表面上。如果压缩机的压缩机转子发生故障并且压缩机转子的碎片撞击插入区段，则插入区段的上游部分可以以限定的方式移动到抽吸元件中，使得不存在以下危险：在损坏的情况下作用在插入区段上的力将导致压缩机壳体的螺旋形壳体区段与抽吸元件之间的连接区域的故障。

在有利的进一步发展中，抽吸元件的径向内部分的相应表面径向向内面向，并且插入区段的上游部分的邻接表面径向向外面向，其中插入区段的上游部分相对于抽吸元件的径向内部分径向向内定位。这种构造特别优选用于在压缩机转子的碎片撞击插入区段而导致压缩机转子损坏的情况下使插入区段的上游部分能够移动到抽吸元件中。

在有利的进一步发展中，将轮廓壁与插入区段连接的支柱接合插入区段的一部分，该部分相对于插入区段的上游部分径向向外偏移并且通过在径向方向上延伸的一部分与插入区段的上游部分连接。在插入区段的在径向方向上延伸的该部分与抽吸元件的径向内部分之间形成自由空间。自由空间限定插入区段的上游部分进入抽吸元件的限定的移位路径。

在有利的进一步发展中，底切部或材料凹部形成在插入区段的上游部分上，特别是在自由空间的轴向位置处。当在压缩机转子损坏的情况下插入区段的上游部分移动到抽吸元件中时，该底切部或材料凹部防止插入区段的上游部分在抽吸元件中倾斜。

附图说明

本发明的优选的进一步改进可以从从属权利要求和以下描述中得出。将基于附图更详细地说明本发明的示例性实施例，但不限于此。示出于：

图1是通过从现有技术已知的涡轮增压器的透视横截面；

图2是通过根据本发明的离心式压缩机的示意性子午线截面。

具体实施方式

图2示出了通过根据本发明的离心式压缩机21的子午线截面，其特别地被设计为废气涡轮增压器的离心式压缩机。

离心式压缩机21具有布置在压缩机壳体23中的压缩机转子22。压缩机壳体23具有径向外螺旋形壳体区段24以及径向内插入区段25，径向内插入区段25在所示的示例性实施例中包括两个节段25a、25b。插入区段25的两个节段25a、25b在所示的示例性实施例中被构造为分开的组件，并且也可以在设计上是一体的。

离心式压缩机21具有主流动通道26，待压缩的介质可以通过主流动通道26在朝向压缩机转子22的方向上被引导。在主流动通道26的径向外侧形成循环室27，循环室27通过轮廓壁28与主流动通道26分开。循环室27通过循环开口29、30与主流动通道26连接。

支柱31在循环室27内延伸，并且将轮廓壁28与插入区段25连接，具体地与图2上的插入区段25的节段25b连接。

因此，主流动通道26的区段由轮廓壁28径向向外界定。主流动通道26通过插入区段25的下游部分32在轮廓壁28的上游界定。主流动通道26通过插入区段25的下游部分33在轮廓壁28的下游界定，该下游部分33向外邻接压缩机转子22。

图2还示出了布置在压缩机壳体23的上游的抽吸元件34。抽吸元件34具有径向内部分34a和径向外部分34b。抽吸元件34的径向外部分34b邻接螺旋形壳体区段24。抽吸元件的径向内部分34a邻接插入区段25的上游部分32，该上游部分32在所示的示例性实施例中由插入区段25的节段25a提供。

凸缘连接件36形成在抽吸元件34的凸缘状径向外部分34b与螺旋壳体区段24的凸缘35之间。

在根据本发明的离心式压缩机21中，抽吸元件34的径向内部分34a和插入区段25的上游部分32的邻接表面位于圆筒形表面上。抽吸元件34的径向内部分34a的位于该圆筒形表面上的相应表面在此径向向内面向，并且插入区段25的上游部分32的位于圆筒形表面上的相应表面径向向外面向。插入区段25的下游部分32相对于抽吸元件34的径向内部分34径向向内定位。

如果压缩机转子22在操作期间断裂并且其碎片撞击插入区段25，则插入区段25的上游部分32可以以限定的方式移动到抽吸元件34中，使得抽吸元件34不受到可能导致凸缘连接件36发生故障的任何力。

如已经说明的那样，轮廓壁28通过在循环空间27中延伸的支柱31与插入区段25连接。支柱31在此与插入区段25的部分37接合，该部分37相对于插入区段25的上游部分32径向向外偏移并且通过在径向方向上延伸的部分38与上游部分32连接。在图2的示例性实施例中，插入区段25的该径向向外偏移的部分37由插入区段25的节段25b提供。在所示的示例性实施例中，在径向方向上延伸并且将部分37与插入区段25的下游部分32连接的部分38由插入区段25的节段25a形成。如已经说明的那样，与图2相比，节段25a、25b在设计上也可以是一体的。

自由空间39布置在插入区段25的在径向方向上延伸的部分38与抽吸元件34的径向内部分34a之间，该部分38将插入区段25的上游部分32与插入区段25的相对于上游部分32径向向外偏移的部分37连接，该自由空间39形成一种变形空间并且限定用于插入区段25的上游部分32进入抽吸元件34的可能的轴向入口通道。在损坏的情况下，自由空间39为插入区段25的上游部分32提供轴向移动自由度。

在所示的示例性实施例中，在插入区段25的上游部分32中、在插入区段25的在径向方向上延伸的部分38与抽吸元件34的径向内部分34a之间引入底切部40或材料凹部，该部分38将插入区段25的上游部分32与其径向向外偏移部分37连接。

底切部40或材料凹部径向向内地布置在自由空间39的轴向位置上，该轴向位置也可以相对于自由空间39被称为轴向变形空间，并且逐渐变成自由空间39。

底切部40或材料凹部相对于插入区段25的上游部分32的径向向外指向的表面径向向内指向，该表面位于与抽吸元件34的径向内部分34a的径向向内指向的表面相对。如果插入区段25在损坏的情况下移动到抽吸元件34中，则该底切部40或材料凹部防止插入区段25的上游部分32在抽吸元件34中倾斜。

底切部40在周向方向上在设计上是连续的，并且形成在插入区段25的上游部分32的径向外表面上。

如已经说明的那样，多部件式插入区段25在所示的示例性实施例中包括节段25a、25b。插入区段25也可以包括单个部件，在这种情况下，节段25a、25b在设计上是一体的。

在图2的示例性实施例中，压缩机壳体24的插入区段25和径向外螺旋形壳体区段24在部件方面是分开的，因此插入区段和径向外螺旋形壳体区段由分开的部件提供。可能的是插入区段25延伸直到进入螺旋形壳体区段24，其中螺旋形壳体区段24的若干区段然后也由插入区段25组成。

在压缩机转子22损坏并且插入区段25在朝向抽吸元件34的方向上的所引起的轴向位移的情况下，本发明可以防止压缩机壳体23（即，在压缩机壳体23的螺旋形壳体区段24中）与抽吸元件34之间的凸缘连接件36的故障发生。因此，该凸缘连接件36在损坏的情况下不会受到任何直接载荷。由于这个原因，与传统的离心式压缩机相比，凸缘连接件36可以被给予更细长和更轻量的设计。

附图标记列表

1涡轮增压器

2涡轮机

3压缩机

4涡轮机壳体

5涡轮转子

6压缩机壳体

7压缩机转子

8轴

9轴承壳体

10消音器

11螺旋形壳体区段

12插入区段

13主流动通道

14循环室

15轮廓壁

16循环开口

17循环开口

18抽吸元件

18a径向外部分

18b径向内部分

19夹子

20凸缘连接件

21离心式压缩机

22压缩机转子

23压缩机壳体

24螺旋形壳体区段

25插入区段

26主流动通道

27循环室

28轮廓壁

29循环开口

30循环开口

31 支柱

32上游部分

33下游部分

34抽吸元件

34a径向内部分

34b径向外部分

35凸缘

36凸缘连接件

37部分

38部分

39自由空间

40底切部

Claims (10)

1.一种离心式压缩机（21），特别是废气涡轮增压器的离心式压缩机，

具有压缩机转子（22）；

具有压缩机壳体（23），所述压缩机壳体具有径向外螺旋形壳体区段（24）和径向内插入区段（25）；

具有主流动通道（26），用于在朝向所述压缩机转子（22）的方向上供应待压缩的介质；

具有布置在所述主流动通道（26）的径向外侧的循环室（27），所述循环室（27）通过轮廓壁（28）与所述主流动通道（26）分开，所述轮廓壁（28）通过循环开口（29、30）与所述主流动通道（26）连接并且通过延伸到所述循环室（37）中的支柱（31）与所述插入区段（25）连接，其中所述主流动通道（26）由所述轮廓壁（28）界定并且通过所述插入区段（25）的上游部分（32）在所述轮廓壁（28）的上游界定；

具有布置在所述压缩机壳体（23）上游的抽吸元件（34），其径向外部分（34b）邻接螺旋形壳体区段（24）并且其径向内部分（34a）邻接所述插入区段（25）的所述上游部分（32），其特征在于，

所述抽吸元件（34）的所述径向内部分（34a）和所述插入区段（25）的所述上游部分（32）的邻接表面位于圆筒形表面上。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于，所述抽吸元件（34）的所述径向内部分（34a）的相应表面径向向内面向，并且所述插入区段（25）的所述上游部分（32）的邻接表面径向向外面向。

3.根据权利要求1或2所述的离心式压缩机，其特征在于，所述插入区段（25）的所述上游部分（32）相对于所述抽吸元件（34）的所述径向内部分（34a）径向向内定位。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，连接所述轮廓壁（28）和所述插入区段（25）的所述支柱（31）接合所述插入区段（25）的一部分（37），所述部分（37）相对于所述插入区段（25）的所述上游部分（32）径向向外偏移并通过在径向方向上延伸的部分（38）与所述插入区段（25）的所述上游部分（32）连接。

5.根据权利要求4所述的离心式压缩机，其特征在于，在所述插入区段（25）的在径向方向上延伸的该部分（38）与所述抽吸元件（34）的所述径向内部分（34a）之间形成自由空间（39）。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，在所述插入区段（25）的所述上游部分（32）处形成底切部（40）或材料凹部。

7.根据权利要求6所述的离心式压缩机，其特征在于，所述底切部（40）或材料凹部相对于所述插入区段（25）的所述上游部分（32）的径向向外指向的表面径向向内指向。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，所述插入区段（25）在设计上是一体的。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，所述插入区段（25）具有多部件式设计。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，定子侧压缩机壳体（23）的所述插入区段（25）和所述径向外螺旋形壳体区段（24）在部件方面是分开的，其中所述插入区段和所述径向外螺旋形壳体区段由分开的部件提供。