具有可變空氣動(dòng)力輪廓的壓縮機(jī)單元制造技術(shù)

公開了一種壓縮機(jī)單元(25)，其至少包括驅(qū)動(dòng)壓縮級(jí)的至少一個(gè)葉輪(4)旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)，具有葉輪(4)的出口處的擴(kuò)散器(23)，該擴(kuò)散器(23)設(shè)計(jì)成離心地導(dǎo)送來自葉輪(4)的氣體，并且具有擴(kuò)散器(23)下游的向心返回通道(24)。返回通道(24)包括至少一個(gè)可移動(dòng)葉片部分(21)，其在移動(dòng)時(shí)可改變來自返回通道(24)的氣體的速度的切向分量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及離心壓縮機(jī)單元，并且更具體地涉及嵌入式離心壓縮機(jī)單元，其中壓縮機(jī)和壓縮機(jī)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器件在共用的殼體中組裝成相對(duì)于由壓縮機(jī)處理的氣體密封。
技術(shù)介紹
常規(guī)嵌入式壓縮機(jī)單元包括馬達(dá)器件，其大體上包括電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，以及具有一個(gè)或更多個(gè)壓縮級(jí)的離心壓縮機(jī)。各個(gè)壓縮級(jí)包括安裝在聯(lián)接于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的從動(dòng)軸上的葉輪。在某些應(yīng)用中，并且具體對(duì)于低壓應(yīng)用，提出了可變節(jié)距的葉輪的使用，以根據(jù)氣體流速來修改由壓縮級(jí)所做的功。這使得有可能將壓縮機(jī)的功保持為對(duì)于較寬范圍的氣體流速而言恒定。因此，專利申請(qǐng)F(tuán)R 1061391提出了將可變節(jié)距的葉輪置于壓縮機(jī)葉輪上游和壓縮機(jī)級(jí)的擴(kuò)散器中兩者。機(jī)械裝置可用于修改葉片的定向，例如，通過使一組葉片與由蝸輪裝置驅(qū)動(dòng)的環(huán)形齒輪配合，或通過使各個(gè)葉片與專用于該葉片的直接驅(qū)動(dòng)器件配合。馬達(dá)接著用于促動(dòng)機(jī)械裝置，用于控制葉片的定向。因此，插入在氣流中的可移動(dòng)葉片經(jīng)受關(guān)于其旋轉(zhuǎn)軸線的相當(dāng)大偏轉(zhuǎn)應(yīng)力，并且使各個(gè)葉片定向需要顯著的轉(zhuǎn)矩。葉片及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要相應(yīng)地確定尺寸。因此，添加可移動(dòng)葉片系統(tǒng)代表應(yīng)當(dāng)理想地降低的成本，如果壓縮機(jī)具有若干級(jí)，則所述成本甚至更大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服這些缺陷，特別是對(duì)于具有若干級(jí)的壓縮機(jī)，通過提出具有可變空氣動(dòng)力輪廓的嵌入式壓縮機(jī)單元，該嵌入式壓縮機(jī)單元的實(shí)施需要制造較便宜的較小可移動(dòng)元件，同時(shí)提供至少同樣大的操作范圍。本專利技術(shù)提出了一種壓縮機(jī)單元，其至少包括驅(qū)動(dòng)壓縮級(jí)的至少一個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)。在葉輪的出口處，壓縮機(jī)單元包括設(shè)計(jì)成離心地導(dǎo)送來自葉輪的氣體的擴(kuò)散器部分，以及擴(kuò)散器下游的向心返回通道。返回通道包括至少一個(gè)可移動(dòng)葉片部分，其在移動(dòng)時(shí)，可改變來自返回通道的氣體的速度的切向分量。在該情況中，離心移動(dòng)或裝置意思是趨于使氣體移離葉輪的軸線的移動(dòng)或裝置。在該情況中，向心移動(dòng)或裝置意思是趨于使氣體朝葉輪的軸線移動(dòng)的移動(dòng)或裝置。在給定點(diǎn)處的氣體的速度的切向分量意思是該速度與以葉輪的軸線為中心且穿過該點(diǎn)的圓相切的分量。壓縮機(jī)可包括若干壓縮級(jí)，以及用于各個(gè)壓縮級(jí)的至少一個(gè)葉輪。返回通道為導(dǎo)管部分，其設(shè)計(jì)成將氣體從對(duì)應(yīng)于離心擴(kuò)散器的出口的返回通道的環(huán)形入口朝葉輪的幾何軸線傳送。返回通道具有通過圍繞葉輪的軸線旋轉(zhuǎn)為周期性的幾何形狀。返回通道的包線可圍繞葉輪的軸線由兩個(gè)回轉(zhuǎn)表面限定。例如，返回通道可包括兩個(gè)盤形平行面之間，或一個(gè)盤形面與一個(gè)截頭圓錐面之間，或兩個(gè)截頭圓錐面之間的容積。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，返回通道具有固定葉片，可移動(dòng)葉片部分為固定葉片的延伸部。作為優(yōu)選，可移動(dòng)葉片部分為位于固定葉片下游的固定葉片的延伸部。根據(jù)另一個(gè)備選實(shí)施例，返回通道包括一組固定葉片，該組中的各個(gè)固定葉片在為固定葉片的上游延伸部的第一可移動(dòng)葉片部分之后，并且后接為固定葉片的下游延伸部的第二可移動(dòng)葉片部分。根據(jù)另一個(gè)備選實(shí)施例，可移動(dòng)葉片部分可為另一個(gè)可移動(dòng)葉片部分的延伸部。在該情況中，使用了用語葉片部分，因?yàn)槿~片部分為另一個(gè)葉片部分的延伸部，所以兩個(gè)葉片部分(一個(gè)為另一個(gè)的延伸部)可認(rèn)作形成單個(gè)可變幾何形狀的葉片。各個(gè)部分還可認(rèn)作是單獨(dú)的葉片，而不影響本專利技術(shù)的內(nèi)容。〃延伸部〃意思是兩個(gè)葉片中的一個(gè)或兩個(gè)葉片部分的偏轉(zhuǎn)表面大致為另一個(gè)的延伸部，使得在整個(gè)氣流上，氣體由葉片或葉片部分中的一個(gè)偏轉(zhuǎn)，接著由另一個(gè)葉片或葉片部分偏轉(zhuǎn)。根據(jù)特別有利的實(shí)施例，返回通道包括從返回通道中的各個(gè)固定葉片延伸的可移動(dòng)葉片部分。根據(jù)特別有利的實(shí)施例，各個(gè)可移動(dòng)葉片部分在固定葉片的下游。根據(jù)另一個(gè)備選實(shí)施例，各個(gè)可移動(dòng)葉片部分在固定葉片的上游。根據(jù)有利實(shí)施例，返回通道包括設(shè)定在離葉輪的幾何軸線的相同徑向距離處的第一組成角等距的固定葉片，以及從第一組的各個(gè)固定葉片延伸的可移動(dòng)葉片部分。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，返回通道包括設(shè)定在離葉輪的軸線的相同徑向距離處的第一組成角等距的固定葉片，以及僅從第一組固定葉片中的一些延伸的可移動(dòng)葉片部分，可移動(dòng)葉片部分與彼此成角等距。可移動(dòng)葉片部分的數(shù)量?jī)?yōu)選為偶數(shù)，例如，在18到22之間。例如，可存在16、18、20或22個(gè)可移動(dòng)葉片。作為優(yōu)選，可移動(dòng)葉片部分能夠移動(dòng)成關(guān)于大致平行于葉輪的幾何軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)特別有利的實(shí)施例，返回通道具有若干可移動(dòng)葉片部分，其能夠同時(shí)采用中性角位置，對(duì)于該中性角位置，來自返回通道的氣體具有大致零的切向速度分量。各個(gè)可移動(dòng)葉片部分接著可能夠在中性角位置的任一側(cè)上的兩個(gè)極限位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，極限位置與彼此分開10°到60°之間的角間隙，并且優(yōu)選20°到40°之間。角間隙可例如為大約30°。作為優(yōu)選，可移動(dòng)葉片部分或多個(gè)部分的軸向?qū)挾却笾碌扔诜祷赝ǖ赖妮S向?qū)挾取７祷赝ǖ揽砂捎蓡蝹€(gè)控制馬達(dá)移動(dòng)的若干可移動(dòng)葉片部分。可移動(dòng)葉片部分可例如聯(lián)結(jié)于單個(gè)促動(dòng)環(huán)形齒輪，其通過控制馬達(dá)經(jīng)由蝸輪移動(dòng)。根據(jù)另一個(gè)備選實(shí)施例，返回通道包括一組固定葉片、作為固定葉片的延伸部位于上游的第一組可移動(dòng)葉片部分，以及作為固定葉片的延伸部位于下游的第二組可移動(dòng)葉片部分。根據(jù)另一個(gè)變型，固定葉片中的一些可配備有作為其延伸部位于固定葉片下游的可移動(dòng)葉片部分，并且第一組中的其它固定葉片可配備有作為其延伸部位于固定葉片上游的可移動(dòng)葉片部分。成組的第一可移動(dòng)葉片優(yōu)選能夠在第一中性角位置的任一側(cè)上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且成組的第二可移動(dòng)葉片部分優(yōu)選能夠在第二中性角位置的任一側(cè)上轉(zhuǎn)動(dòng)，兩組都能夠獨(dú)立于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)兩組可移動(dòng)葉片部分置于其相應(yīng)中性位置時(shí)，來自返回通道的氣體的切向速度分量大致為零。根據(jù)備選實(shí)施例，壓縮機(jī)單元可包括若干離心壓縮級(jí)，其中離心壓縮級(jí)中的至少兩個(gè)均具有一個(gè)葉輪、一個(gè)擴(kuò)散器部分，以及設(shè)有可移動(dòng)葉片部分的一個(gè)返回通道。這些可移動(dòng)葉片部分可自然地與返回通道的固定葉片部分相關(guān)聯(lián)。根據(jù)特別有利的實(shí)施例，由第一馬達(dá)、葉輪、擴(kuò)散器部分、返回通道和控制馬達(dá)形成的一套在共用的殼體中組裝成相對(duì)于由壓縮單元處理的氣體密封。作為優(yōu)選，第一馬達(dá)和葉輪的至少一部分經(jīng)受大致相同的氣體壓力，或換言之，第一馬達(dá)浸沒在與葉輪下游的區(qū)域相同的氣體容積中。該布置消除了容納第一馬達(dá)的殼體與容納壓縮級(jí)(包括葉輪)的單獨(dú)殼體之間的密封問題。如果壓縮機(jī)包括若干壓縮級(jí)，則第一馬達(dá)經(jīng)受與定位成接近馬達(dá)的壓縮機(jī)葉輪中的一個(gè)大致相同的氣體壓力。壓縮機(jī)可包括若干驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)若干壓縮級(jí)葉輪。所有這些驅(qū)動(dòng)馬達(dá)接著在共用的殼體中，并且各個(gè)在與壓縮機(jī)的葉輪中的一個(gè)的入口或出口大致相同的氣體壓力下。接著，壓縮級(jí)中的各個(gè)的返回通道中可存在一組可移動(dòng)葉片。根據(jù)備選實(shí)施例，位于壓縮機(jī)下游的壓縮級(jí)或多個(gè)壓縮級(jí)的返回通道或多個(gè)返回通道中可存在一組可移動(dòng)葉片。壓縮機(jī)單元還可包括殼體外的電子控制單元，其使用穿過殼體的電源和控制線纜經(jīng)由密封的線纜架設(shè)(run)連接于控制馬達(dá)。【附圖說明】本專利技術(shù)的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在以下描述中陳述，該以下描述僅經(jīng)由非限制性實(shí)例并且參照附圖給出，在該附圖中:圖1為單級(jí)壓縮機(jī)單元的大體構(gòu)架的示意圖；圖2為根據(jù)本專利技術(shù)的壓縮機(jī)單元的細(xì)節(jié)；圖3a為圖2中的壓縮機(jī)單元的調(diào)整元件的局部截面圖；圖3b為圖3a的元件的隔離視圖；圖4為示出對(duì)于圖3a中的調(diào)整元件的不同位置，由壓縮機(jī)單元根據(jù)進(jìn)入氣體流速所做的功率和功的趨勢(shì)的圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
壓縮機(jī)單元(25)，其至少包括驅(qū)動(dòng)壓縮級(jí)的至少一個(gè)葉輪(4)旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)(1)，具有所述葉輪(4)的出口處的設(shè)計(jì)成離心地導(dǎo)送來自所述葉輪(4)的氣體的擴(kuò)散器(23)，并且具有所述擴(kuò)散器(23)下游的向心返回通道(24)，其特征在于，所述返回通道(24)包括至少一個(gè)可移動(dòng)葉片部分(21)，其在移動(dòng)時(shí)可改變來自所述返回通道(24)的氣體的速度的切向分量。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·瑙羅基，P·戈代，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：熱力學(xué)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：法國(guó);FR