徑向壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種徑向壓縮機(jī)，其帶有至少一個壓縮機(jī)級，其中所述或每一個壓縮機(jī)級包括葉輪，所述葉輪在轉(zhuǎn)子側(cè)帶有被布置在相應(yīng)的壓縮機(jī)級的流動通路中的多個運(yùn)動葉片，其中所述相應(yīng)的壓縮機(jī)級的所述流動通路由轂輪廓和殼體輪廓或蓋盤輪廓限定，并且其中每一個運(yùn)動葉片具有流動進(jìn)口邊緣和流動出口邊緣。
【背景技術(shù)】
[0002]DE102009019061A1公開了具有多個壓縮機(jī)級的徑向壓縮機(jī)的基本構(gòu)造。每個壓縮機(jī)級包括葉輪，該葉輪在轉(zhuǎn)子側(cè)帶有布置在相應(yīng)壓縮機(jī)級的流動通路內(nèi)的多個運(yùn)動葉片，其中相應(yīng)壓縮機(jī)級的所述流動通路由轂輪廓和殼體輪廓或蓋盤輪廓限定，并且其中每個運(yùn)動葉片具有流動進(jìn)口邊緣和流動出口邊緣。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，每個壓縮機(jī)級的相應(yīng)流動通路的轂輪廓是連續(xù)地彎曲形成凹形，而每個壓縮機(jī)級的相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓連續(xù)地彎曲形成凸形。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]從此出發(fā)，本實用新型是基于建立具有改善效率的新型徑向壓縮機(jī)的目標(biāo)。該目標(biāo)通過如下徑向壓縮機(jī)來實現(xiàn):一種徑向壓縮機(jī)，帶有至少一個壓縮機(jī)級，其中所述或每一個壓縮機(jī)級包括葉輪，所述葉輪在轉(zhuǎn)子側(cè)帶有被布置在相應(yīng)的壓縮機(jī)級的流動通路中的多個運(yùn)動葉片，其中所述相應(yīng)的壓縮機(jī)級的所述流動通路由轂輪廓和殼體輪廓或蓋盤輪廓限定，并且其中每一個運(yùn)動葉片具有流動進(jìn)口邊緣和流動出口邊緣，其特征在于，在至少一個壓縮機(jī)級的區(qū)域中，在相應(yīng)的流動通路的所述轂輪廓上首先形成從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化以及在此之后的從所述凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化；和/或在所述相應(yīng)的流動通路的所述殼體輪廓或蓋盤輪廓上，首先形成從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化以及在此之后的從所述凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化。該徑向壓縮機(jī)，在至少一個壓縮機(jī)級的區(qū)域中，首先包括相應(yīng)流動通路的轂輪廓的從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化，以及在此之后的從該凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化，和/或在相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓上，首先從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化，和在此之后的從凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化。
[0004]通過在轂輪廓上提供凸形曲率和上面的曲率變化，可均衡運(yùn)動葉片載荷。通過在殼體輪廓或蓋盤輪廓上提供凹形曲率和上面的曲率變化，可同樣地均衡運(yùn)動葉片載荷。運(yùn)動葉片載荷的均衡減少了流動分離的危險并且能在工作范圍保持不變的情況下使效率增加。
[0005]根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展，下列條件被應(yīng)用到相應(yīng)流動通路的轂輪廓上:
[0006]0.05 < R1-N/D2 < 0.60,
[0007]0.05 < R3-N/D2 < 0.80,
[0008]0.10〈 R2-N/D2〈 5.00。
[0009]其中，Rl-N是在轂側(cè)上的相應(yīng)流動通路的第一凹形曲率，R3-N是在轂側(cè)上的相應(yīng)流動通路的第二曲率范圍，R2-N是在轂側(cè)上的相應(yīng)流動通路的凸形曲率，以及D2是相應(yīng)葉輪的外直徑。相應(yīng)流動通路的轂輪廓的這些設(shè)計參數(shù)對均衡運(yùn)動葉片載荷來說是優(yōu)選的。
[0010]根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展，下列條件被應(yīng)用到相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓上:
[0011]0.03〈 R1-D/D2〈 0.11，
[0012]0.05 < R3-D/D2 < 0.52,
[0013]0.05 < R2-D/D2 < 0.84。
[0014]其中，Rl-D是在殼體側(cè)或蓋帶側(cè)上的相應(yīng)流動通路的第一凸形曲率半徑，R3-D是在殼體側(cè)或蓋帶側(cè)上的相應(yīng)流動通路的第二凸形曲率范圍，R2-D是在殼體側(cè)或蓋帶側(cè)上的相應(yīng)流動通路的凹形曲率半徑，以及D2是相應(yīng)葉輪的外直徑。相應(yīng)葉輪的殼體輪廓或蓋盤輪廓的這些設(shè)計參數(shù)對均衡運(yùn)動葉片載荷來說是優(yōu)選的。
[0015]根據(jù)另外的有利的進(jìn)一步發(fā)展，相應(yīng)流動通路的轂輪廓上的從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓的長度的10.0%到60.0 %之間的范圍內(nèi)，其中在相應(yīng)流動通路的轂輪廓上從凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓的長度的15.0%到75.0%之間的范圍中。
[0016]在相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓上，從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓的長度的0.0%到25%之間的范圍內(nèi)，其中在相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓上，從所述凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中所述殼體輪廓或蓋盤輪廓的10.0%和60.0 %之間的范圍內(nèi)。
[0017]曲率變化在轂輪廓和殼體輪廓和蓋盤輪廓上的這種定位對均衡運(yùn)動葉片載荷來說是優(yōu)選的。
[0018]根據(jù)另外的有利的進(jìn)一步發(fā)展，下列條件中的至少兩個，優(yōu)選地至少三個，尤其優(yōu)選地至少四個，最優(yōu)選地下列條件中的全部被應(yīng)用到緊接著的壓縮機(jī)級的區(qū)域中。
[0019]0.15 < D1/D2 < 0.60，
[0020]0.20 < D3/D2 < 0.94，
[0021]0.05 < L1/D2 < 0.35,
[0022]0.01 < L2/D2 < 0.15，
[0023]-20。 〈 α 〈 +90。。
[0024]其中Dl是相應(yīng)葉輪的轂直徑，D3是相應(yīng)葉輪的吸入口直徑，D2是相應(yīng)葉輪的外直徑，LI是相應(yīng)流動通路的殼體輪廓或蓋盤輪廓的軸向長度，L是相應(yīng)葉輪的運(yùn)動葉片的流動出口邊緣的軸向長度，以及α是相應(yīng)葉輪的運(yùn)動葉片的流動進(jìn)口邊緣的傾斜角。相應(yīng)壓縮機(jī)級的這些設(shè)計參數(shù)對均衡運(yùn)動葉片載荷來說是優(yōu)選的。
【附圖說明】
[0025]從屬權(quán)利要求和下面的描述給出了本實用新型的其它優(yōu)選發(fā)展。借助于附圖更具體地解釋了本實用新型的示范性實施例，但并不局限于此。其中示出了:
[0026]圖1位于子午線截面內(nèi)的根據(jù)本實用新型的徑向壓縮機(jī)的細(xì)節(jié)以解釋所述徑向壓縮機(jī)的設(shè)計參數(shù)；以及
[0027]圖2圖2的細(xì)節(jié)用于解釋所述徑向壓縮機(jī)的另外的設(shè)計參數(shù)。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型涉及帶有至少一個壓縮機(jī)級的徑向壓縮機(jī)。圖1和圖2都示出了在子午線截面中的壓縮機(jī)級區(qū)域中的根據(jù)本實用新型的徑向壓縮機(jī)的細(xì)節(jié)。根據(jù)本實用新型的徑向壓縮機(jī)的這個或者每個壓縮機(jī)級包括葉輪10，所述葉輪在轉(zhuǎn)子側(cè)具有布置在相應(yīng)壓縮機(jī)級的流動通路11中的多個運(yùn)動葉片12。相應(yīng)壓縮機(jī)級的流動通路11由轉(zhuǎn)子側(cè)上的轂輪廓13和定子側(cè)上的殼體輪廓14或轉(zhuǎn)子側(cè)上的蓋盤輪廓14限定。每個運(yùn)動葉片12具有流動進(jìn)口邊緣15和流動出口邊緣16。
[0029]在圖1和2中，在那里示出的壓縮機(jī)級的各種設(shè)計參數(shù)都被加入，即相應(yīng)葉輪10的轂直徑D1，相應(yīng)葉輪10的吸入口直徑D2，相應(yīng)葉輪10的外直徑D2，相應(yīng)流動通路11的殼體輪廓或蓋盤輪廓14的軸向長度LI，相應(yīng)葉輪10的運(yùn)動葉片的流動出口邊緣16的軸向長度L2，和相應(yīng)葉輪10的運(yùn)動葉片12的流動進(jìn)口邊緣15的相對于其徑向方向的傾斜角
α ο
[0030]而且，相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13的第一凹形曲率Rl-Ν、凸形曲率半徑R2-N和第二凹形曲率半徑R3-N在圖1中都被加入作為其中示出的壓縮機(jī)級10的設(shè)計參數(shù)。
[0031]在圖2中，相應(yīng)流動通路11的殼體輪廓或蓋盤輪廓14的第一凸形曲率半徑R1-D、凹形曲率半徑R2-D和第二凸形曲率半徑R3-D也被加入。
[0032]就本實用新型來說，首先從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化以及在此之后的從所述凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化，當(dāng)沿相應(yīng)流動通路11的通流方向觀察時，是形成在轉(zhuǎn)子側(cè)上相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13上的至少一個壓縮機(jī)級的區(qū)域中。替換地或者優(yōu)選是附加地，首先從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化以及在此之后的從所述凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化，當(dāng)沿著相應(yīng)流動通路11的通流方向觀察時，是形成在相應(yīng)流動通路11的殼體輪廓或蓋盤輪廓14上。通過在轂輪廓13和/或殼體輪廓或蓋盤輪廓14上的上述曲率變化，相應(yīng)葉輪10的運(yùn)動葉片載荷可被均衡。在相應(yīng)葉輪上的運(yùn)動葉片載荷的均衡減少了流動分離的風(fēng)險并且能在工作范圍保持不變的情況下使效率增加。
[0033]在相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13上，從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓的長度L-N的10.0%到60.0 %之間的范圍內(nèi)，其中在相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13上從所述凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓的長度L-N的15.0%到75.0%之間的范圍中。
[0034]在子午線投影中轂輪廓13的長度L-N的0%位于運(yùn)動葉片12的流動進(jìn)口邊緣15的上游，并且在子午線投影中轂輪廓13的長度L-N的100%位于相應(yīng)葉輪的運(yùn)動葉片12的流動出口邊緣15的區(qū)域內(nèi)。
[0035]優(yōu)選地，從第一凹形曲率到凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓13的長度的16.0%和46.0%之間的范圍內(nèi)，并且從所述凸形曲率到第二凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中轂輪廓的長度的30.0%和65.0%之間的范圍內(nèi)。這些設(shè)計參數(shù)尤其在相應(yīng)流動通路11是由轉(zhuǎn)子側(cè)上的轂輪廓13和轉(zhuǎn)子側(cè)上的蓋盤輪廓14限定時，即是在所謂的封閉徑向壓縮機(jī)的情況下，是優(yōu)選的。
[0036]在相應(yīng)流動通路11的殼體輪廓或蓋盤輪廓14上，從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓14的長度L-D的0.0%到25.0%之間的范圍內(nèi)，其中在相應(yīng)流動通路11的殼體輪廓或蓋盤輪廓14上，從所述凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中所述殼體輪廓或蓋盤輪廓14的長度L-D的10.0%和60.0 %之間的范圍內(nèi)。
[0037]在子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓14的長度L-D的0%位于運(yùn)動葉片12的流動進(jìn)口邊緣15的上游，并且在子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓14的長度L-D的100%位于相應(yīng)葉輪的運(yùn)動葉片12的流動出口邊緣15的區(qū)域內(nèi)。
[0038]優(yōu)選地，從第一凸形曲率到凹形曲率的曲率變化位于子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓14的長度的5.0%和9.0%之間的范圍內(nèi)，并且從所述凹形曲率到第二凸形曲率的曲率變化位于子午線投影中殼體輪廓或蓋盤輪廓的長度的21.0%和35.0%之間的范圍內(nèi)。這些設(shè)計參數(shù)對所謂的封閉徑向壓縮機(jī)來說是優(yōu)選的。
[0039]在轉(zhuǎn)子側(cè)上的相應(yīng)葉輪10的相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13上，應(yīng)用下列條件:
[0040]0.05 < R1-N/D2 < 0.60,
[0041]0.05 < R3-N/D2 < 0.80,
[0042]0.10〈 R2-N/D2〈 5.00。
[0043]優(yōu)選地，在所謂的封閉徑向壓縮機(jī)的情況下，下列條件應(yīng)用在轉(zhuǎn)子側(cè)上的相應(yīng)葉輪10的相應(yīng)流動通路11的轂輪廓13上:
[0044]0.08 <