CN110307180A - 径向压缩机和涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及径向压缩机和涡轮增压器。具体公开了一种径向压缩机（10），其具有包括动叶片的压缩机转子（14）并且具有接收扩压器（13）的压缩机壳体（11），其中，所述扩压器（13）至少区段式界定远离压缩机转子（14）的动叶片的流动通道，并且其中，所述扩压器（13）仅包括支撑叶片（16）。

Description

径向压缩机和涡轮增压器
技术领域
本发明涉及径向压缩机，并且涉及涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器包括压缩机和涡轮机。在涡轮增压器的涡轮机中，第一介质膨胀，其中，在该过程中提取的能量被用在涡轮增压器的压缩机中，以便压缩第二介质。在此提出的本发明涉及涡轮增压器的径向压缩机，并且涉及具有径向压缩机的涡轮增压器。
涡轮增压器的径向压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子。径向压缩机的压缩机转子经受轴向入流和径向出流，压缩机转子承载动叶片。压缩机壳体容纳插入件和扩压器，其中，插入件至少区段式界定通向压缩机转子的动叶片的流动通道，并且扩压器至少区段式界定径向压缩机的远离压缩机转子的动叶片的流动通道。
从EP 1340920 B1已知具有扩压器的径向压缩机，其中，该篇文献公开的径向压缩机的扩压器包括扩压器导向叶片。径向压缩机的扩压器的这种扩压器导向叶片实质上确定远离压缩机转子的动叶片的流动通道。此处，在扩压器的周向部分上看，布置了相对高数量的扩压器导向叶片，也就是至少16个扩压器导向叶片，所述扩压器导向叶片相应地以距彼此小的周向距离延伸并且在前缘与后缘之间具有相对大的长度。
发明内容
由此出发，本发明基于以下目的：创建新型的径向压缩机和具有这种径向压缩机的涡轮增压器。
该目的通过根据权利要求1所述的径向压缩机实现。根据本发明，扩压器仅包括支撑叶片。根据本发明的扩压器不包括任何扩压器导向叶片，而仅包括支撑叶片。与扩压器导向叶片相比，支撑叶片并非实质上确定远离压缩机转子的动叶片的流动通道。经压缩的介质的流动实际上完全不受支撑叶片的影响。这种扩压器使得可以将具有扩压器导向叶片的带叶片的扩压器的优点与无叶片扩压器的优点结合。特别地，径向压缩机的所谓的特性图不受限制。
根据有利的进一步进展，扩压器包括分布在其周向部分上的三至十个支撑叶片，优选地在三至七个支撑叶片之间。上述低数量的支撑叶片是优选的，以保持无叶片扩压器的优点。
根据有利的进一步进展，支撑叶片的位于径向内侧的边缘位于直径d3上，其中，以下适用于支撑叶片的径向内边缘位于其上的直径d3：1.2*d2≤d3≤1.35*d2。这些细节还被用于保持无叶片扩压器的优点。
根据有利的进一步进展，支撑叶片的位于径向外侧的边缘位于一直径上。以下适用于支撑叶片的由径向内边缘与径向外边缘之间的距离限定的长度L：0.1*d2≤L≤0.35*d2，其中，d2是径向压缩机的压缩机转子的外直径。在具有上述支撑叶片的长度的情况下，无叶片扩压器的优点可以被保持。
在权利要求9中限定了根据本发明的涡轮增压器。
附图说明
从从属权利要求和以下描述获得本发明的优选的进一步进展。通过附图更详细地解释本发明的示例性实施例，但不限制于此。
附图示出如下内容：
图1 为贯穿径向压缩机的局部的轴向截面；
图2 为沿图1的观察方向II的径向压缩机的扩压器的视图。
具体实施方式
本发明涉及径向压缩机，并且涉及具有径向压缩机的涡轮增压器。
在此提到的本领域技术人员熟悉涡轮增压器的基本结构。在此指出，涡轮增压器包括压缩机和涡轮机。在涡轮增压器的涡轮机中，第一介质，特别是废气，膨胀并且在该过程中能量被提取。在第一介质的膨胀期间在涡轮机中提取的能量被用于涡轮增压器的压缩机中，以便压缩第二介质，特别是增压空气。
在此提出的本发明涉及涡轮增压器，并且涉及用于涡轮增压器的径向压缩机，其中，径向压缩机经受待压缩的介质沿轴向方向的入流和经压缩的介质沿径向方向的出流。
涡轮增压器的涡轮机（未示出）包括涡轮机转子和涡轮机壳体。所述压缩机，也就是径向压缩机10，包括压缩机壳体11和压缩机转子14。涡轮机转子和压缩机转子14经由轴（未示出）联接，所述轴安装在轴承壳体15中。轴承壳体15一方面连接到涡轮机的涡轮机壳体，并且另一方面连接到径向压缩机10的压缩机壳体11。
此外，图1示出了插入件12和扩压器13。分别地，插入件12至少区段式界定通向压缩机转子14的动叶片的流动通道，并且扩压器13至少区段式界定远离压缩机转子14的动叶片的流动通道。
根据本发明的径向压缩机10的扩压器13不具有实质上限定介质在压缩机转子14的上游的流动行为的任何扩压器导向叶片，而是仅具有支撑叶片16，这用于简化组装以及简化扩压器13在压缩机壳体11中的安装。
在扩压器13的周向部分上，分布有在三个与十个之间的支撑叶片16，优选地在三个与七个之间的支撑叶片16，特别优选地在四个与六个之间的支撑叶片16。如从图2易知的，在所示出的优选示例性实施例5中，支撑叶片16分布在扩压器13的周向部分上。
在各支撑叶片16之间形成有相对大的距离，特别是沿径向方向看的相对大的距离，在相邻的支撑叶片16之间不存在交叠。因此，支撑叶片16实际上根本不影响压缩机转子14的动叶片14的下游的经压缩的介质的流动。沿周向方向看的直接相邻的支撑叶片16之间的距离相当于至少10°，优选地至少20°，特别优选地至少30°。在该角度范围中，沿径向方向和周向方向看，则没有一个支撑叶片16在此延伸。因此，经压缩的介质的流可以以无阻碍且不偏转的方式在该角度范围中流过。
支撑叶片16的也被称为前缘的径向内边缘17位于具有直径d3的圆或圆形轮廓上。以下适用于支撑叶片16的径向内边缘17位于其上的该直径d3：1.2*d2≤d3≤1.35*d2，其中，d2是径向压缩机的压缩机转子14的外直径。
除了径向内边缘17之外，支撑叶片16还包括径向外边缘18，径向外边缘18也被称为后缘。径向内边缘17与径向外边缘18之间的距离限定支撑叶片16的长度L。以下适用于长度L：0.1*d2≤L≤0.3*d2，其中d2进而是压缩机转子14的外直径。
径向外边缘18位于具有直径d4的圆形轮廓上。以下适用于支撑叶片16的径向外边缘18位于其上的该外直径d4：1.4*d2≤d4≤1.55*d2，其中，d2进而是径向压缩机10的压缩机转子14的外直径。
因此，在此呈现的本发明提出了一种径向压缩机10或具有径向压缩机10的涡轮增压器，其中，径向压缩机10的扩压器13包括具有相对短的长度L的支撑叶片16，支撑叶片16具有相对短的径向延伸，该径向延伸由差d4-d3限定，并且除此之外，沿周向方向看，支撑叶片16被定位成距彼此有相对大的距离。以这种方式，无叶片扩压器的优点可以得到保持。扩压器13可以简单地安装在压缩机壳体11中。
附图标记列表
10 径向压缩机
11 压缩机壳体
12 插入件
13 扩压器
14 压缩机转子
15 轴承壳体
16 支撑叶片
17边缘
18边缘。

Claims (9)

1.一种径向压缩机（10），具有包括动叶片的压缩机转子（14）；接收扩压器（13）的压缩机壳体（11），
其中，所述扩压器（13）至少区段式界定远离所述压缩机转子（14）的动叶片的流动通道；
其特征在于，所述扩压器（13）仅包括支撑叶片（16）。
2.根据权利要求1所述的径向压缩机，其特征在于，所述扩压器（13）包括分布在其周向部分上的三至十个支撑叶片（16）。
3.根据权利要求1或2所述的径向压缩机，其特征在于，所述扩压器（13）包括分布在其周向部分上的三至七个支撑叶片（16）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的径向压缩机，其特征在于，所述支撑叶片（16）的径向内边缘（17）位于具有直径（d3）的圆形轮廓上。
5.根据权利要求4所述的径向压缩机，其特征在于，以下适用于所述支撑叶片（16）的径向内边缘（17）位于其上的直径（d3）：1.2*d2≤d3≤1.35*d2，其中，d2是所述径向压缩机的压缩机转子（14）的外直径。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的径向压缩机，其特征在于，所述支撑叶片（16）的径向外边缘（18）位于具有直径（d4）的圆形轮廓上。
7.根据权利要求4所述的径向压缩机，其特征在于，以下适用于所述支撑叶片（16）的径向外边缘（18）位于其上的直径（d4）：1.4*d2≤d4≤1.55*d2，其中，d2是所述径向压缩机的压缩机转子（14）的外直径。
8.根据权利要求3至4中任一项所述的径向压缩机，其特征在于，以下适用于所述支撑叶片（16）的长度（L）：0.1*d2≤L≤0.3*d2，所述长度（L）由径向内边缘（17）与径向外边缘（18）之间的距离限定，其中，d2是所述径向压缩机的压缩机转子（14）的外直径。
9.一种具有用于使第一介质膨胀的涡轮机的涡轮增压器，具有设计为径向压缩机（10）的压缩机，其用于使用在第一介质的膨胀期间在涡轮机中提取的能量来压缩第二介质，
其特征在于，根据权利要求1至8中任一项来设计所述径向压缩机（10）。
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