WO2017144297A1 - Vorrichtung zum komprimieren oder expandieren eines fluids, verdichter und turbine - Google Patents

Vorrichtung zum komprimieren oder expandieren eines fluids, verdichter und turbine Download PDF

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WO2017144297A1
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fluid
cap
blading
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Jochen Doehring
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Robert Bosch Gmbh
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/307—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the tip of a rotor blade

Definitions

  • the invention relates to a device for compressing or expanding a fluid.
  • the invention further relates to a compressor with a device for compressing a fluid.
  • the invention also relates to a turbine with a device for expanding a fluid.
  • a device for compressing a fluid is a compressor, for example, an exhaust gas turbocharger.
  • a compressor impeller of the compressor may be provided with a cap.
  • Covered compressor wheels have the advantage that the losses of these compressor wheels are lower than the losses in the open design.
  • Closed or capped compressor wheels have the disadvantage that they are exposed by their additional mass on the outer diameter of the compressor inside significantly higher tensile stresses, which usually leads to problems with the strength and the durability of such a compressor wheel.
  • DE 103 21 868 AI discloses a device for the compression of
  • Combustion engine comprising a housing, with an air inlet leading into the housing and with an air outlet leading out of the housing, and with a compressor wheel drivable by a shaft, wherein the compressor wheel has at least a first cover part and a second, connectable to the cover part bottom part.
  • the invention is therefore based on the object, a device for
  • the object is achieved with a device for compressing or expanding a fluid having the features of patent claim 1. Furthermore, the object is achieved with a compressor having a device for compressing a fluid having the features of patent claim 9. Moreover, the object is achieved with a turbine having a device for expanding a fluid having the features of patent claim 10.
  • the present invention provides a device for compressing or expanding a fluid, wherein an axial gap is formed between a cap and a portion of smallest diameter of a blading of an impeller.
  • the present invention further provides a compressor having a device for compressing a fluid, wherein the fluid in the axial direction of the impeller flows into the device and flows out of the device in the radial direction of the impeller.
  • the present invention also provides a turbine with a device for expanding a fluid, wherein the fluid flows in the radial direction of the impeller into the device and flows out of the device in the axial direction of the impeller.
  • An idea of the present invention is, by constructive measures between the cap and a portion of the smallest diameter of the Blade to provide an axial gap, which makes it possible to reduce mechanical stress and to generate a pressure difference between an input and an output of a radial gap between the cap and impeller.
  • the cover has a first section, which is arranged substantially in the axial direction of the impeller and has a substantially contour of the blading
  • Cover for the impeller are provided, which is optimally adapted to the contour of the blading on the one hand and on the other hand makes it possible to reduce mechanical stress during operation of the impeller.
  • the axial gap is formed between the connecting portion of the cap and the smallest diameter portion of the blading, wherein the connecting portion has a projection.
  • the second section of the cover is connected to the blading of the impeller in the region of respective axial end sections of the blading.
  • the cap is formed by an opening of the cap facing in the axial direction of the impeller up to a bottom portion of the impeller, which is formed by the cap together with an at least partially radially extending bottom portion of the impeller, at a radial end portion of the impeller. extending in the radial direction of the impeller further opening extends.
  • the cap extends advantageously from an axial opening of the device to a radial opening of the device and thus has a streamlined construction.
  • the impeller has a hollow cylindrical passage opening for receiving the shaft at a central longitudinal axis, wherein the hollow cylindrical passage opening is formed on a blading side axial end portion of the impeller as a hollow shaft, wherein arranged on an outer circumference of the hollow shaft, a plurality of radial struts are, which space an annular member from the hollow shaft.
  • the annular element serves advantageously as a connecting means between the impeller and the cap.
  • a sealing element formed by surface processing of the annular element is arranged for sealing a gap formed between the cap and the outer circumference of the annular element.
  • impeller and the cover by soldering, welding or gluing
  • the cap and the impeller are joined together, and wherein the cap and the impeller are formed in two parts.
  • the cap and the impeller are preferably simple and inexpensive to produce and have a conditional by the joint connection high strength and durability.
  • Embodiments of the invention mediate. They illustrate
  • Fig. 1 is a schematic representation of an impeller with partially
  • Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the impeller and the cap according to the preferred embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of an apparatus for compressing a
  • Fluids according to the preferred embodiment of the invention and 4 shows a device for expanding a fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an impeller with partially illustrated cap according to a preferred embodiment of the
  • the impeller 14 preferably has on a central longitudinal axis Ai_ a
  • the hollow cylindrical passage opening 19 for receiving a (not shown in Fig. 1) shaft.
  • the hollow cylindrical passage opening 19 is
  • a blading side axial end portion 14e of the impeller 14 preferably formed on a blading side axial end portion 14e of the impeller 14 as a hollow shaft 20.
  • a plurality of radial struts 21 are preferably arranged on an outer circumference 20a of the hollow shaft 20, a plurality of radial struts 21 are preferably arranged. The radial struts 21 preferably space an annular member 22 from the quill 20.
  • a sealing element 23 formed by surface processing of the annular element 22 is preferably arranged on an outer circumference 22a of the annular element 22.
  • the sealing element 23 is preferably for
  • Fig. 2 shows a longitudinal sectional view of the impeller and the cap according to the preferred embodiment of the invention.
  • the device 10 for compressing or expanding a fluid preferably comprises the impeller 14 and the cap 16.
  • the impeller 14 preferably has the blading 14a.
  • the blading 14a can be connected to the cover 16 in the area of respective axial end sections 14c of the blading 14a.
  • the cap 16 preferably has a first section 16a arranged substantially in the axial direction R a of the impeller 14. Furthermore, the cap 16 preferably has a substantially contour to the
  • the cap 16 has a connecting portion 16c connecting the first portion 16a to the second portion 16b.
  • Connecting portion 16c preferably has a projection 17.
  • Fig. 3 shows a longitudinal sectional view of a device for compressing a fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • the device 10 is used in the present embodiment in a compressor.
  • the device 10 is thus preferably designed to compress a fluid F, wherein the fluid F flows into the device 10 in the axial direction R a of the impeller 14 and flows out of the device 10 in the radial direction R r of the impeller 14.
  • the device 10 for compressing the fluid F preferably has the impeller 14 which can be driven by the shaft 12. Furthermore, the device 10 has a cap 16 connected to the blading 14a of the impeller 14 in sections. Between the cap 16 and a portion 14b of the smallest diameter of the blading 14a, an axial gap 15 is preferably formed.
  • the axial gap 15 is preferably between the connecting portion 16c of the cap 16 and the smallest diameter portion 14b of FIG
  • the second portion 16b of the cap 16 is preferably connected to the blading 14a of the impeller 14 in the region of respective axial end portions 14c of the blading 14a of the impeller 14.
  • the cap 16 preferably extends from a directed in the axial direction R a of the impeller 14 opening 16 d of the cap 16 to one of the cap 16 together with an at least partially in
  • the impeller 14 and the cap 16 are preferably joined together by soldering. Alternatively, the impeller 14 and the cap 16 may be joined together by, for example, welding or gluing. The cap 16 and the impeller 14 are preferably formed in two parts.
  • annular member 22 On an outer periphery 22a of the annular member 22, there is preferably disposed a seal member 23 formed by surface-treating the annular member 22 for sealing a gap 24 formed between the cap 16 and the outer periphery 22a of the annular member 22.
  • Fig. 4 shows a device for expanding a fluid according to the preferred embodiment of the invention.
  • the device 10 is used in a turbine.
  • the device 10 thus serves to expand the fluid F, wherein the fluid F in the radial direction R r of the impeller 14 in the
  • Device 10 flows in and flows out of the device 10 in the axial direction R a of the impeller 14.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F), mit einem von einer Welle (12) antreibbaren Laufrad (14) und einer mit einer Beschaufelung (14a) des Laufrads (14) zumindest abschnittsweise verbundenen Deckelung (16), wobei zwischen der Deckelung (16) und einem Abschnitt (14b) geringsten Durchmessers der Beschaufelung (14a) ein axialer Spalt (15) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Verdichter mit der Vorrichtung (10) zum Komprimieren eines Fluids. Die Erfindung betrifft überdies eine Turbine mit der Vorrichtung (10) zum Expandieren des Fluids.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids, Verdichter und Turbine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Verdichter mit einer Vorrichtung zum Komprimieren eines Fluids. Die Erfindung betrifft überdies eine Turbine mit einer Vorrichtung zum Expandieren eines Fluids.
Stand der Technik
Vorrichtungen zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids gelten als bekannt. Ein Beispiel einer Vorrichtung zum Komprimieren eines Fluids ist ein Verdichter beispielsweise eines Abgasturboladers. Um einen Wirkungsgrad eines solchen Verdichters zu verbessern, kann ein Verdichterrad des Verdichters mit einer Deckelung versehen sein. Gedeckelte Verdichterräder haben den Vorteil, dass die Verluste dieser Verdichterräder geringer sind als die Verluste bei offener Bauweise. Geschlossene bzw. gedeckelte Verdichterräder weisen jedoch andererseits den Nachteil auf, dass sie durch ihre zusätzliche Masse am äußeren Durchmesser des Verdichterrades im Inneren wesentlich höheren Zugspannungen ausgesetzt sind, was in der Regel zu Problemen mit der Festigkeit und der Dauerbelastbarkeit eines solchen Verdichterrades führt. Die DE 103 21 868 AI offenbart eine Vorrichtung zur Verdichtung von
Verbrennungsluit, insbesondere für eine kraftfahrzeugtechnische
Verbrennungsmaschine, mit einem Gehäuse, mit einem in das Gehäuse hineinführenden Lufteinlass und mit einem, aus dem Gehäuse herausführenden Luftauslass, sowie mit einem von einer Welle antreibbaren Verdichterrad, wobei das Verdichterrad zumindest ein erstes Deckelteil sowie einen zweiten, mit dem Deckelteil verbindbaren Bodenteil aufweist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Komprimieren oder Expandieren eines Fluids anzugeben, welche die
mechanischen Belastungen eines mit einer Deckelung versehenen Laufrads bei einem Betrieb der Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids verringert.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe mit einem Verdichter mit einer Vorrichtung zum Komprimieren eines Fluids mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Überdies wird die Aufgabe mit einer Turbine mit einer Vorrichtung zum Expandieren eines Fluids mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids, wobei zwischen einer Deckelung und einem Abschnitt geringsten Durchmessers einer Beschaufelung eines Laufrads ein axialer Spalt ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren einen Verdichter mit einer Vorrichtung zum Komprimieren eines Fluids, wobei das Fluid in Axialrichtung des Laufrads in die Vorrichtung einströmt und in Radialrichtung des Laufrads aus der Vorrichtung ausströmt.
Die vorliegende Erfindung schafft überdies eine Turbine mit einer Vorrichtung zum Expandieren eines Fluids, wobei das Fluid in Radialrichtung des Laufrads in die Vorrichtung einströmt und in Axialrichtung des Laufrads aus der Vorrichtung ausströmt.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch konstruktive Maßnahmen zwischen der Deckelung und einem Abschnitt geringsten Durchmessers der Beschaufelung einen axialen Spalt vorzusehen, welcher es ermöglicht, eine mechanische Belastung zu reduzieren sowie einen Druckunterschied zwischen einem Eingang und einem Ausgang eines Radialspaltes zwischen Deckelung und Laufrad zu erzeugen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Deckelung einen, im Wesentlichen in Axialrichtung des Laufrads angeordneten ersten Abschnitt, einen im Wesentlichen an eine Kontur der Beschaufelung
angepassten zweiten Abschnitt, und einen den ersten Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt verbindenden Verbindungsabschnitt aufweist. Somit kann eine
Deckelung für das Laufrad bereitgestellt werden, welche zum einen optimal an die Kontur der Beschaufelung angepasst ist und zum anderen es ermöglicht, mechanische Belastungen beim Betrieb des Laufrads zu verringern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der axiale Spalt zwischen dem Verbindungsabschnitt der Deckelung und dem Abschnitt geringsten Durchmessers der Beschaufelung ausgebildet ist, wobei der Verbindungsabschnitt ein Vorsprung aufweist. Durch Vorsehen des Vorsprungs kann somit in vorteilhafter Weise ein erforderlicher Bauraum zum Ausbilden des axialen Spaltes zwischen dem Abschnitt geringsten Durchmessers der
Beschaufelung und der Deckelung vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt der Deckelung mit der Beschaufelung des Laufrads im Bereich jeweiliger axialer Endabschnitte der Beschaufelung verbunden ist. Somit kann in vorteilhafter Weise ein zwischen einem Bodenabschnitt des Laufrads, der Beschaufelung des Laufrads und der Deckelung ausgebildeter Strömungskanal ausgebildet werden, welcher die Strömung nahezu verlustfrei in eine Rotation des Laufrads umwandelt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich die Deckelung von einer in Axialrichtung des Laufrads gerichteten Öffnung der Deckelung bis zu einer, von der Deckelung zusammen mit einem sich zumindest abschnittsweise in Radialrichtung erstreckenden Bodenabschnitt des Laufrads, an einem radialen Endabschnitt des Laufrads ausgebildeten, in Radialrichtung des Laufrads gerichteten weiteren Öffnung erstreckt. Somit erstreckt sich die Deckelung in vorteilhafter Weise von einer axialen Öffnung der Vorrichtung zu einer radialen Öffnung der Vorrichtung und weist damit eine strömungsgünstige Konstruktion auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Laufrad an einer Mittellängsachse eine hohlzylindrische Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweist, wobei die hohlzylindrische Durchgangsöffnung an einem beschaufelungsseitigen axialen Endabschnitt des Laufrads als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei an einem Außenumfang der Hohlwelle eine Mehrzahl radialer Verstrebungen angeordnet sind, welche ein ringförmiges Element von der Hohlwelle beabstanden. Durch die Beabstandung des ringförmigen Elements aus der Mehrzahl radialer Verstrebungen dient das ringförmige Element in vorteilhafter Weise als Verbindungsmittel zwischen dem Laufrad und der Deckelung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an einem Außenumfang des ringförmigen Elements ein durch Oberflächenbearbeitung des ringförmigen Elements ausgebildetes Dichtelement zum Abdichten eines zwischen der Deckelung und dem Außenumfang des ringförmigen Elements ausgebildeten Spalts angeordnet ist. Durch die entsprechende
Oberflächenbearbeitung des ringförmigen Elements kann somit in vorteilhafter Weise eine Dichtung vorgesehen werden. Damit können vorzugsweise zwischen der Deckelung und dem Außenumfang des ringförmigen Elements auftretende Strömungsverluste reduziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Laufrad und die Deckelung durch Löten, Schweißen oder Kleben
aneinandergefügt sind, und wobei die Deckelung und das Laufrad zweiteilig ausgebildet sind. Somit sind die Deckelung und das Laufrad vorzugsweise einfach und kostengünstig herstellbar und weisen eine durch die Fügeverbindung bedingte hohe Festigkeit und Dauerbelastbarkeit auf.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der
Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen
Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Laufrads mit teilweise
dargestellter Deckelung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Laufrads und der Deckelung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung zum Komprimieren eines
Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 4 eine Vorrichtung zum Expandieren eines Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts
Gegenteiliges angegeben ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Laufrads mit teilweise dargestellter Deckelung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung.
Das Laufrad 14 weist vorzugsweise an einer Mittellängsachse Ai_ eine
hohlzylindrische Durchgangsöffnung 19 zur Aufnahme einer (in Fig. 1 nicht gezeigten) Welle auf. Die hohlzylindrische Durchgangsöffnung 19 ist
vorzugsweise an einem beschaufelungsseitigen axialen Endabschnitt 14e des Laufrads 14 als Hohlwelle 20 ausgebildet. An einem Außenumfang 20a der Hohlwelle 20 sind vorzugsweise eine Mehrzahl radialer Verstrebungen 21 angeordnet. Die radialen Verstrebungen 21 beabstanden vorzugsweise ein ringförmiges Element 22 von der Hohlwelle 20.
An einem Außenumfang 22a des ringförmigen Elements 22 ist vorzugsweise ein durch Oberflächenbearbeitung des ringförmigen Elements 22 ausgebildetes Dichtelement 23 angeordnet. Das Dichtelement 23 ist vorzugsweise zum
Abdichten eines zwischen der (in Fig. 1 teilweise dargestellten) Deckelung 16 und dem Außenumfang 22a des ringförmigen Elements 22 ausgebildeten Spalts angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht des Laufrads und der Deckelung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Vorrichtung 10 zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids weist vorzugsweise das Laufrad 14 und die Deckelung 16 auf. Das Laufrad 14 weist vorzugsweise die Beschaufelung 14a auf. Die Beschaufelung 14a ist im Bereich jeweiliger axialer Endabschnitte 14c der Beschaufelung 14a mit der Deckelung 16 verbindbar. Die Deckelung 16 weist vorzugsweise einen im Wesentlichen in Axialrichtung Ra des Laufrads 14 angeordneten ersten Abschnitt 16a auf. Des Weiteren weist die Deckelung 16 vorzugsweise einen im Wesentlichen an eine Kontur der
Beschaufelung 14a des Laufrads 14 angepassten zweiten Abschnitt 16b auf. Überdies weist die Deckelung 16 einen den ersten Abschnitt 16a mit dem zweiten Abschnitt 16b verbindenden Verbindungsabschnitt 16c auf. Der
Verbindungsabschnitt 16c weist vorzugsweise einen Vorsprung 17 auf.
Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung zum Komprimieren eines Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Vorrichtung 10 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Verdichter verwendet. Die Vorrichtung 10 ist somit vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Fluid F zu komprimieren, wobei das Fluid F in Axialrichtung Ra des Laufrads 14 in die Vorrichtung 10 einströmt und in Radialrichtung Rr des Laufrads 14 aus der Vorrichtung 10 ausströmt.
Die Vorrichtung 10 zum Komprimieren des Fluids F weist vorzugsweise das von der Welle 12 antreibbare Laufrad 14 auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 10 eine mit der Beschaufelung 14a des Laufrads 14 abschnittsweise verbundene Deckelung 16 auf. Zwischen der Deckelung 16 und einem Abschnitt 14b geringsten Durchmessers der Beschaufelung 14a ist vorzugsweise ein axialer Spalt 15 ausgebildet.
Der axiale Spalt 15 ist vorzugsweise zwischen dem Verbindungsabschnitt 16c der Deckelung 16 und dem Abschnitt 14b geringsten Durchmessers der
Beschaufelung 14a ausgebildet, wobei der Verbindungsabschnitt 16c den Vorsprung 17 aufweist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein erforderlicher Bauraum zum Ausbilden des axialen Spalts 15 geschaffen. Der zweite Abschnitt 16b der Deckelung 16 ist vorzugsweise mit der Beschaufelung 14a des Laufrads 14 im Bereich jeweiliger axialer Endabschnitte 14c der Beschaufelung 14a des Laufrads 14 verbunden. Die Deckelung 16 erstreckt sich vorzugsweise von einer in Axialrichtung Ra des Laufrads 14 gerichteten Öffnung 16d der Deckelung 16 bis zu einer, von der Deckelung 16 zusammen mit einem sich zumindest abschnittsweise in
Radialrichtung Rr erstreckenden Bodenabschnitt 14d des Laufrads 14, an einem radialen Endabschnitt 14e des Laufrads 14 ausgebildeten, in Radialrichtung Rr des Laufrads 14 gerichteten weiteren Öffnung 18.
Das Laufrad 14 und die Deckelung 16 sind vorzugsweise durch Löten aneinandergefügt. Alternativ können das Laufrad 14 und die Deckelung 16 beispielsweise durch Schweißen oder Kleben aneinandergefügt sein. Die Deckelung 16 und das Laufrad 14 sind vorzugsweise zweiteilig ausgebildet.
An einem Außenumfang 22a des ringförmigen Elements 22 ist vorzugsweise ein durch Oberflächenbearbeitung des ringförmigen Elements 22 ausgebildetes Dichtelement 23 zum Abdichten eines zwischen der Deckelung 16 und dem Außenumfang 22a des ringförmigen Elements 22 ausgebildeten Spalts 24 angeordnet.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Expandieren eines Fluids gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In der in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsform wird die Vorrichtung 10 in einer Turbine verwendet. Die Vorrichtung 10 dient somit dem Expandieren des Fluids F, wobei das Fluid F in Radialrichtung Rr des Laufrads 14 in die
Vorrichtung 10 einströmt und in Axialrichtung Ra des Laufrads 14 aus der Vorrichtung 10 ausströmt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist eine Geometrie der Deckelung an eine
Geometrie der Beschaufelung des Laufrads anpassbar.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (10) zum Komprimieren oder Expandieren eines Fluids (F), mit einem von einer Welle (12) antreibbaren Laufrad (14); und
einer mit einer Beschaufelung (14a) des Laufrads (14) zumindest
abschnittsweise verbundenen Deckelung (16), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Deckelung (16) und einem Abschnitt (14b) geringsten Durchmessers der Beschaufelung (14a) ein axialer Spalt (15) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelung (16) einen, im Wesentlichen in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (14) angeordneten ersten Abschnitt (16a), einen im Wesentlichen an eine Kontur der Beschaufelung (14a) angepassten zweiten Abschnitt (16b), und einen den ersten Abschnitt (16a) mit dem zweiten Abschnitt (16b) verbindenden Verbindungsabschnitt (16c) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale
Spalt (15) zwischen dem Verbindungsabschnitt (16c) der Deckelung (16) und dem Abschnitt (14b) geringsten Durchmessers der Beschaufelung (14a) ausgebildet ist, wobei der Verbindungsabschnitt (16c) einen Vorsprung (17) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (16b) der Deckelung (16) mit der Beschaufelung (14a) des Laufrads (14) im Bereich jeweiliger axialer
Endabschnitte (14c) der Beschaufelung (14a) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Deckelung (16) von einer in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (14) gerichteten Öffnung (16d) der Deckelung (16) bis zu einer, von der Deckelung (16) zusammen mit einem sich zumindest
abschnittsweise in Radialrichtung (Rr) ersteckenden Bodenabschnitt (14d) des Laufrads (14), an einem radialen Endabschnitt (14e) des Laufrads (14) ausgebildeten, in Radialrichtung (Rr) des Laufrads (14) gerichteten weiteren Öffnung (18) erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) an einer Mittellängsachse (Ai_) eine hohlzylindrische Durchgangsöffnung (19) zur Aufnahme der Welle (12) aufweist, wobei die hohlzylindrische Durchgangsöffnung (19) an einem beschaufelungsseitigen axialen Endabschnitt (14e) des Laufrads (14) als Hohlwelle (20) ausgebildet ist, wobei an einem Außenumfang (20a) der Hohlwelle (20) eine Mehrzahl radialer Verstrebungen (21 ) angeordnet sind, welche ein ringförmiges Element (22) von der Hohlwelle (20) beabstanden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einem
Außenumfang (22a) des ringförmigen Elements (22) ein durch
Oberflächenbearbeitung des ringförmigen Elements (22) ausgebildetes Dichtelement (23) zum Abdichten eines zwischen der Deckelung (16) und dem Außenumfang (22a) des ringförmigen Elements (22) ausgebildeten Spalts (24) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Laufrad (14) und die Deckelung (16) durch Löten, Schweißen oder Kleben aneinander gefügt sind, und wobei die Deckelung (16) und das Laufrad (14) zweiteilig ausgebildet sind.
9. Verdichter mit einer Vorrichtung (10) zum Komprimieren eines Fluids (F) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Fluid (F) in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (14) in die Vorrichtung (10) einströmt und in Radialrichtung (Rr) des Laufrads (14) aus der Vorrichtung (10) ausströmt.
10. Turbine mit einer Vorrichtung (10) zum Expandieren eines Fluids (F) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Fluid (F) in Radialrichtung (Rr) des Laufrads (14) in die Vorrichtung (10) einströmt und in Axialrichtung (Ra) des Laufrads (14) aus der Vorrichtung (10) ausströmt.
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