專利名稱：多級(jí)壓縮機(jī)及其殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種多級(jí)壓縮機(jī)，尤其涉及一種具有第一級(jí) 蝸殼和第二級(jí)蝸殼的二級(jí)離心或輻流式壓縮機(jī)，用以通過該壓縮機(jī) 的級(jí)而連續(xù)傳送氣體進(jìn)而在多個(gè)級(jí)中相繼地壓縮氣體。
背景技術(shù)：
如用于渦輪增壓器的壓縮機(jī)通常包括旋轉(zhuǎn)地裝配在殼體上且限 定徑向向外延伸以接近該殼體內(nèi)表面的葉片的壓縮機(jī)葉輪。該殼體
限定用于在軸向方向上接收空氣或其它氣體的入口 ，且環(huán)形擴(kuò)散道 沿該葉輪周圍環(huán)繞地延伸以從該處徑向地接收空氣。自該擴(kuò)散道徑 向向外安置的蝸殼構(gòu)造為接收來自該擴(kuò)散道的空氣。操作中，通過 壓縮機(jī)葉輪葉片的旋轉(zhuǎn)壓縮空氣，且通過該擴(kuò)散道徑向向外傳送至 該蝸殼。該壓縮機(jī)葉輪通常高速旋轉(zhuǎn)，以使空氣以高速率移動(dòng)至擴(kuò) 散道，然后該擴(kuò)散道使空氣減速且增加空氣的靜壓力。在該蝸殼中， 提供了相對(duì)該擴(kuò)散道較大的體積，空氣的速率進(jìn)一步被減小且空氣 的靜壓力亦被增大。
在壓縮機(jī)具有多個(gè)連續(xù)級(jí)的情況下，于第一級(jí)可將空氣壓縮至
第一壓力，然后進(jìn)一步地在第二級(jí)中壓縮至更大的壓力。例如，Arnold 等人的授權(quán)于2000年5月16日并轉(zhuǎn)讓給了本申請(qǐng)受讓人的美國專利第 6,062,028號(hào)描述了一種"低速高壓比的渦輪增壓器"，其可以具有 帶整合氣流管的背對(duì)背輻流式壓縮機(jī)葉輪的二級(jí)壓縮機(jī)。相較于單 級(jí)設(shè)備，該渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)速度可減小和/或壓力比可增大。
雖然傳統(tǒng)的二級(jí)壓縮機(jī)已^皮證實(shí)是有效率的且比一些單級(jí)壓縮 機(jī)具有優(yōu)越性，但仍繼續(xù)需要可用來在多級(jí)中進(jìn)行連續(xù)壓縮的改進(jìn) 的壓縮機(jī)。特別地，該壓縮機(jī)應(yīng),人第一級(jí)的出口至第二級(jí)的入口間
提供平滑氣流，優(yōu)選地應(yīng)同時(shí)減少離開第一級(jí)的氣體的渦流和/或減 少在離開第二級(jí)的氣體與從第 一級(jí)到第二級(jí)流動(dòng)的空氣之間的熱能 傳輸。 附圖簡述
使用通用術(shù)語并參考附圖描述本發(fā)明，附圖不需按比例繪制，
其中


圖1為示出本發(fā)明 一種實(shí)施例的具有多級(jí)壓縮機(jī)的渦輪增壓器的 截面圖2為示出圖1渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體的正視圖； 圖3為示出圖2壓縮機(jī)殼體的正視圖，自圖2的右側(cè)觀察； 圖4為示出圖2壓縮機(jī)殼體的正視圖，自圖3的右側(cè)觀察； 圖5為示出圖2壓縮機(jī)殼體的截面圖，沿圖2的線5-5觀察； 圖6和圖7為示出圖2壓縮機(jī)殼體的透視圖； 圖8為示出圖2壓縮機(jī)殼體的部分切掉的視圖； 圖9和圖10為示出圖2壓縮機(jī)殼體的流動(dòng)路徑模式的正視圖； 圖1 l和圖12為示出圖2壓縮機(jī)殼體的流動(dòng)路徑才莫式的正視圖； 圖13為示出本發(fā)明另一實(shí)施例的壓縮機(jī)殼體的正視圖； 圖14為示出圖13壓縮機(jī)殼體的流動(dòng)路徑模式的正視圖。 發(fā)明詳述
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更充分地描述，其中公開了本發(fā) 明的一些但不是全部的實(shí)施例。事實(shí)上，本發(fā)明可以通過很多不同 的形式具體實(shí)施而不應(yīng)解釋為限制于此處所述的實(shí)施例；更確切地 說，提供這些實(shí)施例以使本公開滿足適用的法律要求。整個(gè)附圖中， 同樣的標(biāo)號(hào)指定于同樣的元件。
參照?qǐng)Dl，其示出了本發(fā)明一種實(shí)施例的具有多級(jí)壓縮機(jī)12的渦 輪增壓器IO。該壓縮機(jī)12包括壓縮機(jī)葉輪16，壓縮機(jī)葉輪16旋轉(zhuǎn)地 裝配于由壓縮機(jī)殼體12本體所限定的空腔或開口 18內(nèi)。該渦輪增壓 器10包括渦輪14,渦輪14具有安置于渦輪殼體24內(nèi)的渦輪葉輪22。
而與該渦輪葉輪22相連接。如圖l所示，該軸26旋轉(zhuǎn)地裝配在該壓縮
機(jī)12和該渦輪14之間的中心殼體28上且由該中心殼體28上的軸承30 支撐。該中心殼體28還可限定一個(gè)或多個(gè)通路32，用于接收和流通 用于潤滑和冷卻的油流。
該渦輪增壓器10配置為從內(nèi)燃機(jī)(未示出)的排氣中吸取能量。 特別地，由通過渦輪殼體24的排氣流可以使該渦輪葉輪22旋轉(zhuǎn)，從 而使該軸26旋轉(zhuǎn)以使該壓縮機(jī)葉輪16壓縮流經(jīng)該壓縮機(jī)殼體20的空 氣，并將該壓縮空氣傳送至該發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的入氣口。雖然圖l 示出了渴輪增壓器10的一個(gè)實(shí)施例，可以理解渦輪增壓器的其它配 置也可以根據(jù)本發(fā)明而使用。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中， 該壓縮機(jī)12可用于壓縮其它氣體，可用于其它目的，且可與除渦輪 增壓器外的其它設(shè)備結(jié)合。
多個(gè)葉片34a、 34b自該壓縮機(jī)葉輪16徑向向外延伸，且該葉片 34a、 34b延伸接近該殼體20的具有輪廓的內(nèi)表面36，以使該壓縮機(jī)葉 輪16可以用于壓縮和傳送通過該殼體20的空氣或其它氣體。更特別 地，該壓縮機(jī)12包括第一級(jí)和第二級(jí)38a、 38b,用于連續(xù)壓縮空氣或 其它氣體一般至第一級(jí)38a內(nèi)的第一壓力，然后至第二級(jí)38b內(nèi)的第二 壓力。這樣，該壓縮機(jī)12通常可以達(dá)到比傳統(tǒng)的單級(jí)壓縮機(jī)更高的 運(yùn)行壓力和/或更低的運(yùn)行旋轉(zhuǎn)速度。
該壓縮機(jī)12可包括用于連續(xù)壓縮氣體的多級(jí)壓縮機(jī)葉輪，如相 應(yīng)于笫 一級(jí)和第二級(jí)壓縮的第 一和第二葉輪，該葉輪可用相同或不 同的配置來配置為沿相同或不同的旋轉(zhuǎn)軸線。可選地，如圖1所示， 對(duì)應(yīng)于不同的壓縮級(jí)，單個(gè)壓縮機(jī)葉輪16可限定不同的部分。即， 該壓縮機(jī)葉輪16可限定安置于該壓縮機(jī)12第一級(jí)38a的第一組葉片34a 及安置于該壓縮機(jī)12第二級(jí)38b的第二組葉片34b。葉片34a、 34b徑向 向外延伸且在該壓縮機(jī)12的軸向方向?qū)?。特別地，第一組葉片34a 以朝向該壓縮機(jī)殼體20第一級(jí)入口40的笫一軸向方向而導(dǎo)向，且笫
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二組葉片34b以朝向該壓縮機(jī)殼體20第二級(jí)入口42的相反的、第二軸 向方向而導(dǎo)向。
如圖l-圖8所示，該壓縮機(jī)12的第一和第二級(jí)38a、 38b為"背對(duì) 背，，配置，且第一級(jí)入口40和笫二級(jí)入口42以相反的軸向方向而導(dǎo) 向。即，該壓縮機(jī)葉輪16配置成在第一方向上將氣體接收進(jìn)第一級(jí) 入口40并在大體上相反的共線方向上將氣體接收進(jìn)第二級(jí)入口42。 如下所述，氣體從該壓縮機(jī)12第一級(jí)38a流通至第二級(jí)38b。其后，氣 體可以經(jīng)由該第二級(jí)出口44從該第二級(jí)38b放出，該第二級(jí)出口44在 朝向內(nèi)燃機(jī)或類似裝置入口的大體切線方向上延伸。
如圖5和圖8所示，該壓縮機(jī)殼體20限定對(duì)應(yīng)于該壓縮機(jī)12第一 和第二級(jí)38a、 38b的第一和第二級(jí)蝸殼46、 48。各個(gè)蝸殼46、 48配置 為經(jīng)由擴(kuò)散道(difftiser)50、 52在大體上徑向向外的方向從該壓縮才凡葉 輪16的各組葉片34a、 34b接收氣體。即，由該殼體20限定的第一級(jí)擴(kuò) 散道50周向地圍繞該第 一組葉片34a延伸且流體式連接該開口 18至該 第一級(jí)蝸殼46。類似地，由該殼體20限定的第二級(jí)擴(kuò)散道52周向地 圍繞該第二組葉片34b延伸并流體式連接該開口 18至該第二級(jí)蝸殼 48。這樣，該壓縮機(jī)12的各個(gè)級(jí)38a、 38b配置成在大體軸向方向上才矣 收氣體，且在大體徑向方向上分別通過各自的擴(kuò)散道50、 52將氣體 傳送進(jìn)各自的蝸殼46、 48。
該第一和第二級(jí)擴(kuò)散道50、 52通過隔板54或密封板(如圖l所示) 分隔。該隔板5/M皮典型地配置為相對(duì)于該殼體20保持固定，以使該 壓縮機(jī)葉輪16鄰近于該隔板54旋轉(zhuǎn)，但在其它情況下，該隔板54可 隨該葉輪16旋轉(zhuǎn)。在任何情況下，該隔板54與該葉輪16和/或該殼體20 之間可提供有密封56以防止氣體直接在擴(kuò)散道50、 52或蝸殼46、 48 之間流動(dòng)。
現(xiàn)在描述蝸殼46、 48的配置，示于圖l、圖2和圖7的笫一級(jí)蝸殼 46包括第一和笫二段或部分46a、 46b。各部分46a、 46b圍繞葉輪16延 伸大約180度，且通過兩個(gè)通道58a、 58b中各自的一個(gè)或管道而流體
式連接至該笫二級(jí)入口42。各個(gè)通道58a、 58b在第一級(jí)蝸殼46及第二 級(jí)入口42之間軸向延伸且在第二級(jí)蝸殼48的徑向外部通過。
該第一和第二級(jí)蝸殼46、 48和該通道58a、 58b的配置進(jìn)一步于圖 9-12中示出，每個(gè)附圖以立體形式示出以清楚說明，空間由通過該壓 縮機(jī)的部分流動(dòng)通路所限定，特別地，該空間僅由該蝸殼46、 48和 通道58a、 58b所限定。在這點(diǎn)上，注意這里所用的術(shù)語"蝸殼，，、"通 道"、和"擴(kuò)散道"用來提及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)以及由此所限定的空間或 間隙。如所示出的，第二級(jí)蝸殼48可以大致連續(xù)地且環(huán)形地圍繞該 殼體20的開口18延伸。典型地，該第二級(jí)蝸殼48在其通過的氣流方 向上限定逐漸增大的截面尺寸。該第二級(jí)蝸殼48的出口44可以自該 第二級(jí)蝸殼48以大體上切向方向向外延伸。類似地，第一蝸殼46可 以以環(huán)形配置連續(xù)地延伸，該第一級(jí)蝸殼46的各個(gè)部分46a、 46b大約 延伸180度。該第一蝸殼46的各個(gè)部分46a、 46b也可在氣流方向上具 有逐漸增大的截面尺寸，也就是，在朝從通道58a、 58b的各自一個(gè)向 該第二級(jí)入口42延伸的方向。這樣，氣體的速度可以在蝸殼46、 48 中降低。
如上所述，該第二級(jí)蝸殼48典型地軸向安置于第一級(jí)蝸殼46和 第二級(jí)入口42之間，且各個(gè)通道58a、 58b軸向地延伸經(jīng)過該第二級(jí)蝸 殼48以將第一級(jí)蝸殼46連接至第二級(jí)入口42。在這點(diǎn)上，各個(gè)通道 58a、 58b可以從第一級(jí)蝸殼46延伸至第二級(jí)蝸殼48徑向外部的位置， 并由此延伸至第二級(jí)入口42。典型地，該通道58a、 58b分別從第一級(jí) 蝸殼46的部分以大致切向方向延伸，但通道58a、 58b可以鄰近第二級(jí) 入口42以大致徑向方向延伸，以減小該第二級(jí)入口42內(nèi)氣體的渦流。 進(jìn)一步地，通道58a、 58b可從在第一級(jí)蝸殼46的大體上管狀配置轉(zhuǎn)變 為在第二級(jí)入口42的扁平配置，即具有一定截面大小的配置，該截 面在壓縮機(jī)殼體20的橫向方向上的第 一尺寸大于第一級(jí)蝸殼46的寬 度和/或大于在軸向方向的各個(gè)通道58a、 58b的第二、垂直尺寸。
雖然前面描述了用于將第一級(jí)蝸殼46連接到第二級(jí)入口42的兩
通道S8a、 58b,應(yīng)理解可以提供任意數(shù)量的通道。例如在某些情況下， 可限定三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、或更多個(gè)通道，且該通道可由一致或不 一致地周向隔開的間隔提供。通過提供多個(gè)通道58a、 58b，對(duì)氣流的 阻力可以減小且可對(duì)該第二級(jí)入口 42提供大致一致的流量。在某些 情況下，通道58a、 58b和第二級(jí)蝸殼48之間的熱量傳遞也可以減小， 以減少來自第二級(jí)蝸殼48內(nèi)的氣體對(duì)通道58a、 58b內(nèi)氣體的加熱，第 二級(jí)蝸殼48的氣體一般經(jīng)歷過額外的壓縮操作且因此比通道58a、 58b 內(nèi)的氣體熱。例如，可將通道58a、 58b安置于離第二級(jí)蝸殼48更遠(yuǎn)的 距離，和/或增大各個(gè)通道58a、 58b的截面尺寸與各個(gè)通道58a、 58b 表面積的比率，例如通過給各個(gè)通道58a、 58b的至少一部分提供大體 上管狀的截面。
在某些情況下，壓縮機(jī)12內(nèi)可提供輪葉或其它部件以引導(dǎo)和/或 控制通過其間的氣流。例如，可以將可調(diào)輪葉或其它可調(diào)部件提供 在一個(gè)或兩個(gè)擴(kuò)散道50、 52內(nèi)。可調(diào)輪葉更具體地描述于Arnold的美 國專利第6，665,604號(hào)中，名稱為"可變幾何渦輪增壓器的控制方法 及相關(guān)系統(tǒng)",授權(quán)于2003年12月16日；Arnold的美國專利第6,681,573 號(hào)，名稱為"可變幾何渦輪增壓器控制的方法及系統(tǒng)"，授權(quán)于2004 年1月27日；及Arnold的美國專利第6,679,057號(hào)，名稱為"可變幾何 渦輪增壓器"，授權(quán)于2004年1月20日，所有這些專利均轉(zhuǎn)讓給本申 請(qǐng)的受讓人。此輪葉可用于在運(yùn)行期間調(diào)整擴(kuò)散道50、 52的截面尺 寸，以適用于具有變化的質(zhì)量流率的壓縮機(jī)12的有效運(yùn)行。另外， 可提供輪葉或其它流動(dòng)部件于第二級(jí)入口 42內(nèi)以引導(dǎo)其內(nèi)的流動(dòng)， 如美國專利第6,062,028號(hào)所述，但應(yīng)理解，該壓縮機(jī)12可以不使用 此輪葉而運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)上，可以配置通道58a、 58b以提供通過第二級(jí)入 口 42的大致不一致的流量，而在入口 42的流動(dòng)通路上不使用輪葉或 其它部件，從而潛在地減少了壓縮機(jī)12的重量。各件美國專利第 6,665,604號(hào)、第6，681,573號(hào)、第6,679,057號(hào)、及第6,062,028號(hào)的內(nèi) 容通過引用全部結(jié)合于本文中。
在本發(fā)明的 一種實(shí)施例的運(yùn)行中，例如空氣這樣的氣體在壓縮
機(jī)12的第一級(jí)和第二級(jí)38a、 38b中不斷地壓縮。特別地，氣體通過第 一級(jí)入口40而被接收于壓縮機(jī)葉輪16的第一組葉片34a，即，葉輪16 的第一級(jí)。 一旦該壓縮機(jī)葉輪16旋轉(zhuǎn)，氣體被壓縮至第一壓力且被 傳送至第 一級(jí)蝸殼46。氣體從該第 一級(jí)蝸殼46流通通過第 一和第二 通道58a、 58b,且在大體軸向方向上通過第二級(jí)入口42而流通至葉輪 16的第二組葉片34b，即，葉輪16的第二級(jí)。特別地，氣體在徑向向 外延伸超過第二級(jí)蝸殼48的通路上流通通過各個(gè)通道58a、 58b,并從 該第一級(jí)蝸殼46流通到與從第一級(jí)蝸殼46到第二級(jí)蝸殼48的軸向相 對(duì)的位置。氣體可以在與進(jìn)入第一級(jí)38a的氣體方向相反的軸向方向 上進(jìn)入第二級(jí)38b。然后，氣體在第二壓力下再次被壓縮并傳送至第 二級(jí)蝸殼48。
如上所述，提供到第二級(jí)入口42的流量可以大致相同，且提供 到該入口42的流量具有減少的渦流。在這點(diǎn)上，注意到雖然各通道 58a、 58b自第一級(jí)蝸殼46的相應(yīng)的部分46a、 46b大體上切向地延伸， 4旦各通道58a、 58b可以變成如圖ll所示的軸向方向(或4妾近軸向方 向)，以使氣體的圓周速度(或渦流)減小。進(jìn)一步地，通道58a、 58b 接著可以變成以徑向向內(nèi)朝向第二級(jí)入口42的方向引導(dǎo)氣流。這樣， 氣體可以具有減少的渦流而進(jìn)入該笫二級(jí)入口 42 。
如圖10所示，該通道58a、 58b可以繞第二級(jí)入口42的外周擴(kuò)散氣 流，以使氣體以大致一致的壓力和速度進(jìn)入該第二級(jí)入口42。例如， 該通道58a、 58b可限定具有比第二級(jí)入口直徑更大的寬度，且限定通 道58a、 58b的壁59可以是彎曲的，以徑向向內(nèi)地引導(dǎo)氣體。進(jìn)一步地， 應(yīng)理解，可以至少部分地才艮據(jù)所希望的進(jìn)入第二級(jí)入口 42的流量而 設(shè)計(jì)該通道58a、 58b的配置。在某些情況下，限定該通道58a、 58b的 壁59的角度和曲率可以根據(jù)所希望的到第二級(jí)入口42的流量而進(jìn)行 配置。例如，圖13和14所示的實(shí)施例，其中該通道58a、 58b的壁59限 定大約90度的彎曲。這樣，如圖13所示，流經(jīng)該通道58a、 58b的氣體
被大體上徑向向內(nèi)引導(dǎo)到第二級(jí)入口42，且具有較小的渦流和大致 一致的壓力和速度。
其它實(shí)施例，而具有在前面描述和相關(guān)附圖中的教導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。因此， 應(yīng)理解，本發(fā)明不僅限于所公開的具體實(shí)施例，且修改和其它實(shí)施
例將包含在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然此處釆用了特定的術(shù)語， 其僅為通用和描述性的理解而使用，但是，并不是限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)壓縮機(jī)殼體，配置為容置壓縮機(jī)葉輪以在第一級(jí)和第二級(jí)連續(xù)地壓縮氣體，所述壓縮機(jī)殼體包括限定用于容置所述壓縮機(jī)葉輪的開口的本體，第一級(jí)入口和第二級(jí)入口沿大體上軸向方向流體式連接至所述開口，第一級(jí)蝸殼和第二級(jí)蝸殼至少部分地環(huán)形圍繞所述開口而延伸，以使各蝸殼配置為接收從所述壓縮機(jī)葉輪大體上徑向向外流動(dòng)的氣體，且第一通道和第二通道流體式將所述第一級(jí)蝸殼連接到所述第二級(jí)入口，其中，各個(gè)通道從所述第一級(jí)蝸殼沿某一通路延伸至所述第二級(jí)入口，所述通路在所述第二級(jí)蝸殼的徑向外部延伸，并從所述第一級(jí)蝸殼軸向地相對(duì)于所述第二級(jí)蝸殼延伸。
2. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于各通道徑向 向內(nèi)延伸至所述第二級(jí)入口 。
3. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于所述第一級(jí)蝸殼限定至少兩個(gè)部分，各個(gè)部分在所述通道中的兩個(gè)之間延伸， 且其截面尺寸在朝向所述通道中的的相應(yīng)一個(gè)的方向上增加，所述通道大體上切向地乂人所述部分延伸。
4. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于所述第二級(jí) 蝸殼的截面尺寸在朝向出口方向上增大，所述出口從所述第二級(jí)蝸 殼大體上切向向外導(dǎo)向。
5. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于各通道限定 在橫向方向上的寬度大于所述第 一級(jí)蝸殼。
6. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于所述第一級(jí) 蝸殼圍繞所述開口連續(xù)地延伸。
7. 如權(quán)利要求l所述的壓縮機(jī)殼體，其特征在于所述本體限 定第一級(jí)擴(kuò)散道和第二級(jí)擴(kuò)散道，所述第一級(jí)擴(kuò)散道從所述第一級(jí) 蝸殼徑向向內(nèi)延伸，所述第二級(jí)擴(kuò)散道從所述第二級(jí)蝸殼徑向向內(nèi) 延伸，使得所述擴(kuò)散道流體式將所述開口連接到所述蝸殼。
8. —種多級(jí)壓縮機(jī)，用于在第一級(jí)和第二級(jí)內(nèi)連續(xù)地壓縮氣體，所述壓縮機(jī)包括至少一個(gè)壓縮機(jī)葉輪，其配置為繞在軸向方向上延伸的軸線旋轉(zhuǎn)，用于壓縮氣體；殼體，其限定用于容置所述壓縮機(jī)葉輪的開口，所述開口具有 第一級(jí)入口和第二級(jí)入口，各入口大體上軸向地導(dǎo)向；第一級(jí)擴(kuò)散道，其周向地圍繞所述壓縮機(jī)葉輪延伸，并配置為 接收來自第一級(jí)入口由所述葉輪流通的氣體；第一級(jí)蝸殼，其大致環(huán)形地圍繞所述壓縮機(jī)葉輪延伸，所述第 一級(jí)蝸殼流體式連接至所述第 一級(jí)擴(kuò)散道，并配置為接收通過所述 第 一級(jí)擴(kuò)散道由所述葉輪傳送的氣體；第二級(jí)擴(kuò)散道，其周向地圍繞所述壓縮機(jī)葉輪延伸，并配置為 接收來自所述第二級(jí)入口由所述葉輪流通的氣體；第二級(jí)蝸殼，其大致環(huán)形地圍繞所述壓縮機(jī)葉輪延伸，所述第二級(jí)蝸殼流體式連接至所迷第二級(jí)擴(kuò)散道，并配置為接收通過所述 第二級(jí)擴(kuò)散道由所述葉輪傳送的氣體；以及至少兩個(gè)通道，其流體式連接所述第一級(jí)蝸殼至所述第二級(jí)入 口 ，各個(gè)通道從所述第一級(jí)蝸殼沿某一通路延伸至所述第二級(jí)入口 ， 所述通路在所述笫二級(jí)蝸殼的徑向外部延伸，并從所述第一級(jí)蝸殼 軸向地相對(duì)于所述第二級(jí)蝸殼延伸。
9. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述壓縮機(jī)葉輪 限定第一組和第二組周向間隔的葉片，所述第一組葉片安置于所述 葉輪上接近于所述第一級(jí)擴(kuò)散道的第一軸向位置，且所述第二組葉 片安置于所述葉輪上接近于第二級(jí)擴(kuò)散道的第二且不同的軸向位 置。
10. 如權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第一組葉片 和第二組葉片以相對(duì)的軸向方向而導(dǎo)向。
11. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于各通道以徑向向內(nèi)的方向延伸至所述第二級(jí)入口。
12. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第一級(jí)蝸殼 限定至少兩個(gè)部分，各部分在所述通道中的兩個(gè)之間延伸，且其截 面尺寸在朝向所述通道中的相應(yīng)一個(gè)的方向上增加，所述通道大體 上切向地/人所述部分延伸。
13. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第二級(jí)蝸殼 的截面尺寸在朝向從所述第二級(jí)蝸殼大體上切向向外導(dǎo)向的出口的 方向上增大。
14. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于各通道的橫向?qū)?度大于所述第一級(jí)蝸殼。
15. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第一級(jí)蝸殼 圍繞所述開口連續(xù)地延伸。
16. 如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述本體限定從 所述第一級(jí)蝸殼徑向向內(nèi)延伸的第一級(jí)擴(kuò)散道，和從所述第二級(jí)蝸 殼徑向向內(nèi)延伸的笫二級(jí)擴(kuò)散道，以便所述擴(kuò)散道流體式將所述開 口連接至所述蝸殼。
17. —種離心壓縮才幾，包4舌壓縮機(jī)殼體，其限定從其軸向延伸通過的空腔，第一級(jí)入口， 其沿一個(gè)方向大體軸向延伸入所述空腔的相對(duì)端，第二級(jí)入口，其 沿相對(duì)方向大體軸向地延伸進(jìn)所述空腔的另一端，大體上環(huán)形配置 的第一級(jí)蝸殼，其周向地圍繞所述空腔延伸，并經(jīng)由延伸于所述空 腔和所述第一級(jí)蝸殼之間的笫一級(jí)擴(kuò)散道連接，用以接收來自所述 空腔的流體，以及大體上環(huán)形配置的第二級(jí)蝸殼，其在所述一個(gè)方 向上與所述第一級(jí)蝸殼軸向間隔的位置周向地圍繞所述空腔延伸， 所述笫二級(jí)蝸殼被連接用以經(jīng)由延伸于所述空腔和所述第二級(jí)蝸殼 之間的第二級(jí)擴(kuò)散道接收來自所述空腔的流體；第二級(jí)流體出口 ，其連接到所述第二級(jí)蝸殼并自所述笫二級(jí)蝸 殼大體上切向地延伸；壓縮機(jī)葉輪組件，其旋轉(zhuǎn)地裝配在所述空腔內(nèi)，并包括笫一級(jí) 葉輪，所述第一級(jí)葉輪可運(yùn)行以從所述第一級(jí)入口接收流體，并壓 縮所迷流體，并將所述流體通過所述第一級(jí)擴(kuò)散道排入所述第一級(jí) 蝸殼，還包括第二級(jí)葉輪，所述第二級(jí)葉輪可運(yùn)行以從所述第二級(jí) 入口接收流體，并壓縮所述流體，并將所述流體通過所述第二級(jí)擴(kuò)散道排入所述第二級(jí)蝸殼；其中，所述第 一級(jí)蝸殼包括共同地大致環(huán)繞所述第 一級(jí)擴(kuò)散道 的兩個(gè)大體上半環(huán)形段，各個(gè)段具有獨(dú)立的連接所述段至所述第二 級(jí)入口的管道，所述管道在第二級(jí)蝸殼的徑向外部通過。
18. 如權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述壓縮機(jī)第 一級(jí)蝸殼的各個(gè)段繞所述第一級(jí)擴(kuò)散道延伸大約180度，所述管道其 中之一從各段以大體上切向方向延伸。
19. 如權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第一級(jí)蝸 殼的兩段的端部流體式連接，以使所述段繞所述第一級(jí)擴(kuò)散道連續(xù) 地延伸。
20. —種在壓縮機(jī)的第一級(jí)和第二級(jí)內(nèi)連續(xù)壓縮氣體的方法， 所述方法包4舌接收通過第 一級(jí)入口到至少 一個(gè)壓縮機(jī)葉輪的第 一級(jí)的氣體； 繞在軸向方向延伸的軸線旋轉(zhuǎn)所述壓縮機(jī)葉輪并由此壓縮所述氣體，并在第一壓力下將所述氣體從所述第一級(jí)入口傳送至第一級(jí)蝸殼；使氣體流通通過第一通道和第二通道，并由此處在軸向方向上 通過第二級(jí)入口到所述至少一個(gè)壓縮機(jī)葉輪的第二級(jí)；以及以壓縮機(jī)葉輪的笫二級(jí)壓縮氣體并將所述氣體在第二壓力下從所述第二入口傳送至第二級(jí)蝸殼，其中，所述流通步聚包括使所述氣體以某一通路流通通過各個(gè) 通道，所述通路在所述第二級(jí)蝸殼的徑向外部延伸，并乂人所述第一 級(jí)蝸殼延伸到自所述第 一級(jí)蝸殼的與所述第二級(jí)蝸殼的軸向相對(duì)的 位置。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)步驟包 括旋轉(zhuǎn)單個(gè)壓縮機(jī)葉輪并由此壓縮所述第 一級(jí)入口與所述笫 一級(jí)蝸 殼之間的第 一級(jí)內(nèi)的氣體以及所迷第二級(jí)入口與所述第二級(jí)蝸殼之 間的第二級(jí)內(nèi)的氣體。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述接收步驟包 括在第一軸向方向上通過所述第一級(jí)入口接收氣體，且所述流通步 驟包括在與所述第一軸向方向相對(duì)的第二軸向方向上通過所述第二 級(jí)入口流通所述氣體。
23. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述流通步驟包 括將所述氣體以徑向向內(nèi)方向流通通過所述通道，到達(dá)所述第二級(jí) 入口 。
24. 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述流通步驟包 括將所述氣體流通通過所述第一級(jí)蝸殼的第一部分和第二部分，各 個(gè)部分在所述通道之間延伸并在朝向所述通道的相應(yīng)一個(gè)的方向上 具有增大的截面尺寸，以使所述氣體在進(jìn)入所述通道前在所述部分 中大體上減速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多級(jí)壓縮機(jī)(12)及相關(guān)的壓縮機(jī)殼體和方法。該殼體限定用于容置壓縮機(jī)葉輪(16)的開口(18)以在第一級(jí)和第二級(jí)(38a，38b)內(nèi)連續(xù)地壓縮氣體。第一級(jí)入口和第二級(jí)入口(40，42)在大體上軸向方向流體式連接于該開口(18)，且第一級(jí)蝸殼和第二級(jí)蝸殼(45，48)至少部分地環(huán)形圍繞該開口延伸，以使各個(gè)蝸殼配置為接收從壓縮機(jī)葉輪(16)大體上徑向向外流動(dòng)的氣體。另外，第一通道和第二通道(58a，58b)流體式連接第一級(jí)蝸殼(46)至第二級(jí)入口。各個(gè)通道從第一級(jí)蝸殼(46)延伸至第二級(jí)蝸殼(48)的徑向向外的位置，且從該處在與從第一級(jí)蝸殼到第二級(jí)蝸殼反向的軸向位置延伸至第二級(jí)入口(42)。這樣，氣體通過第一級(jí)入口(40)接收，由葉輪(16)壓縮，經(jīng)由第一級(jí)蝸殼和通道流通至第二級(jí)入口，再次由葉輪壓縮，并傳送至第二級(jí)蝸殼。
文檔編號(hào)F04D17/12GK101111683SQ200580047522
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者D·A·卡爾塔, G·F·湯普森, K·N·杜拉克, S·D·阿諾 申請(qǐng)人:霍尼韋爾有限公司