[发明专利]涡轮机

说明书

                         技术领域

本发明涉及一种涡轮机，它包括一个壳体和一个转子，其中的壳体上具有若干列导向叶片，转子上具有若干列工作叶片，在所述壳体上沿轴向在每两列导向叶片之间设有一个导向环，该导向环和与之配属的那列工作叶片限定出一个间隙。

                         背景技术

在公知的涡轮机中，所述间隙或其尺寸是采用热力方式来调节的。为此目的，所述壳体在工作叶片范围内明显强于所需地受到冷却。通过这种强化冷却壳体产生收缩，使间隙减小。通常采用冷却空气作为冷却介质，它取自于涡轮机上设置的一个压缩机。之后该冷却空气无法再用于燃烧。由于该原因，涡轮机不仅功率会下降，而且也降低了效率。

                         发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，采用简单的手段实现间隙的改变而不影响功率和效率。

根据本发明，上述技术问题是通过这样一种涡轮机来解决的，它包括一个壳体和一个转子，其中的壳体上具有若干列导向叶片，转子上具有若干列工作叶片，在所述壳体上沿轴向在每两列导向叶片之间设有一个导向环，该导向环和与之配属的那列工作叶片限定出一个间隙，为改变所述间隙，该导向环可调节移动。

由于导向环可以作机械调整，所以不再需要热力调节。因此对冷却介质的需求大大减小。为改变间隙，要对导向环进行调整。因为导向环在通常情况下是作为独立零件构成的，它设置在两列导向叶片之间，因此所需的结构上的开销增加量很小。这种调节可以达到很高的精度，而且时间延迟很小，所以间隙可以与迅速变化的边界条件相匹配，而不会产生任何困难。

按照一个第一优选方案，所述导向环可沿涡轮机的轴向调整。因为涡轮机壳体通常呈锥形布置，所以通过轴向调整可以实现所要求的间隙变化。并不需要导向环圆周的改变。当然根据一个第二方案，所述导向环也可以作径向调整。

在所述第一方案中，所述导向环优选至少具有一个导向面，它平行于转子的转动轴线延伸。该导向面与至少一个固定的支承面相接触。该支承面可以直接设置在壳体上，或者设置在固定于壳体上的零件上。该支承面也可以平行于转子的转动轴线布置。所述导向环最好具有两个导向面，它们与对应的支承面相接触。这样可以保证导向环仅在轴向上平行于转子的转动轴线进行调整。因此能够可靠地避免导向环无意中被径向调整。

所述支承面尤其在与导向环相邻的导向叶片的支座平台上构成。因此不需要对壳体进行额外的加工。

所述导向环优选设置在可相对壳体进行调整的导向环支座上。所述导向环支座用于可靠地固定导向环。因此能够可靠排除导向环的不确定运动。导向环支座可以简单地放置在壳体的一个对应的凹槽内，并且在该凹槽内以适当的方式实现导向。所以不仅在新的涡轮机中可以从一开始就设置导向环支座，也可以在已有的涡轮机中通过改装实现。

根据一种有利的改进方案，所述导向环支座具有至少一个槽，槽内啮合有一个用于调整的可转动偏心轮。通过适当选择导向环支座和偏心轮的材料可以省略润滑。调整是根据高温条件设计的，它的工作既迅速又可靠，而且制造简单。

在一种有利的改进方案中，在所述导向环和导向环支座之间设置一个用于冷却所述导向环的冷却室。该冷却室经合适的连接通道被充入冷却介质。因此所述导向环可以在高温下使用。

最好用至少一个密封件将所述导向环相对于壳体密封，以减少冷却介质的损失或完全避免损失。所述冷却介质如上所述来自压缩机。得到的冷却介质越多，效率就越低。通过至少设置一个密封件可以减少冷却介质的需要量，从而实现更高的效率。

所述密封可采用迷宫式密封或弹性变形式密封。使用弹性变形式密封时，最好采用金属材料制造，以适应高温条件。

所述导向环优选被容纳在一个插入件内，并且相对该插入件密封。密封件设置在插入件和导向环之间。所述插入件与密封件和导向环一起预先装配好，然后放入壳体的凹槽内。因此使用密封件可以简化结构、制造和装配。

                         附图说明

下面对照附图所示实施例对本发明作进一步的说明。图中功能相同的部件均使用相同的标号。

图1表示涡轮机的一个纵向剖视示意图；

图2表示图1中的细节部分X的放大图；

图3和图4是与图2类似的视图，它们分别表示出导向环的不同位置；

图5表示导向环的纵向剖视图，显示出其可调整性；

图6表示图5中的细节部分Y的放大图；

图7表示图5中的细节部分Z的放大图；