[发明专利]轴向-径向涡轮机

说明书

本发明涉及一种轴向-径向涡轮机，该轴向-径向涡轮机具有带有至少一个轴向级的轴向部分和带有至少一个径向级的径向部分。

如图1中所示的轴向-径向涡轮机1具有带有多个轴向级11的轴向部分10、带有多个径向级21的径向部分20、带有内腔的壳体30，所述内腔通过沿壳体30的径向RR延伸的隔板40沿壳体30的轴向AR被划分为第一部分空间31和第二部分空间32，轴向部分10被容纳在所述第一部分空间中，而径向部分20被容纳在所述第二部分空间中；所述轴向-径向涡轮机还具有轴50，该轴沿轴向AR延伸穿过壳体30的内腔以及其隔板40并且轴向部分10和径向部分20的叶轮12、22容纳在所述轴上。

由于轴50延伸穿过隔板40，隔板40的强度结构被减弱，这使得隔板40更容易例如沿壳体30的轴向AR变形。出于该原因依据现有技术，隔板40构造成具有这样大小的壁厚S(见图2)，从而隔板40的变形被减小到容许的程度。

这样坚固的或者说较大的壁厚S的例子在图2中示出，该图示出了图1中的区域A的放大的部分视图。示例性地，一种工业大型涡轮机在径向RR上具有大约4000mm的外部尺寸，其中壁厚S(在隔板40的轴向AR上)可以为大约500mm。

如可以容易看出的那样，这样的壁厚增加显著地提高了材料成本和轴向-径向涡轮机1的重量。

本发明的任务在于，提供一种轴向-径向涡轮机，其中隔板被可靠地保护从而沿壳体的轴向不发生过度的变形并且由此可以具有与现有技术相比更小的壁厚。

这通过依据权利要求1的轴向-径向涡轮机实现。本发明的改进方案在各个从属权利要求中定义。

依据本发明的轴向-径向涡轮机具有：带有至少一个轴向级的轴向部分、带有至少一个径向级的径向部分、带有内腔的壳体，该内腔通过沿壳体径向延伸的隔板沿壳体轴向被划分为第一部分空间和第二部分空间，轴向部分被容纳在所述第一部分空间中，而径向部分被容纳在所述第二部分空间中；所述轴向-径向涡轮机还具有轴，该轴沿轴向延伸穿过壳体的内腔以及其隔板并且轴向部分和径向部分的叶轮容纳在所述轴上，其中在隔板和径向部分的、与隔板相邻并且轴向固定在壳体上的导流元件之间形成径向间隙，并且其中在该径向间隙中布置有多个沿壳体的圆周方向分布的固定单元，这些固定单元分别提供隔板在导流元件上的轴向固定。

由于依据本发明在径向间隙中布置有多个沿壳体的圆周方向分布的固定单元，所述固定单元分别提供隔板相对于导流元件的轴向固定，所以隔板被可靠地保护从而沿壳体轴向不发生过度的变形，由此隔板可以构造成具有相对于现有技术更小的壁厚。

例如对于一种工业大型涡轮机来说，例如在径向上能够具有大约4000mm的尺寸，隔板的壁厚(在轴向上)依据本发明可以从500mm减小到250mm。隔板的这样的壁厚减小可以因此形成轴向-径向涡轮机的数吨、例如大约25吨的重量减小。

此外，通过隔板的壁厚减小，用于支承叶轮的轴的旋转轴承(共同形成轴向-径向涡轮机的转子)的轴向的轴承间距可以被更小地实施，由此整个轴向-径向涡轮机可以更紧凑并且特别是在轴向上更短地实施。

导流元件例如可以由径向部分的回流装置(Rückführung)或者扩散部件(Diffusoreinsatz)形成。

依据本发明的一种实施方式，固定元件分别在隔板和/或导流元件上具有搭接沿壳体的轴向的径向间隙的突起。

利用本发明的设计方案，以简单的方式提供了隔板的在导流元件上轴向支承和/或轴向支撑形式的轴向固定，由此在轴向上从轴向部分出发朝向径向部分和/或从径向部分出发朝向轴向部分作用到隔板上的力可以被可靠地拦截(abfangen)。

依据本发明的实施方式，所述突起可以构造成单体的或者说与隔板和/或导流元件(例如作为浇口)集成地构造，或者还可以作为单独的零件装配在隔板或导流元件上。

依据本发明的另一种实施方式固定单元分别具有螺栓，所述螺栓沿壳体的轴向延伸穿过隔板和导流元件，其中螺栓与隔板和导流元件中的至少一个保持螺纹啮合。

在这种情况下，螺栓优选轴向支承在分别不与其保持螺纹啮合的零件(隔板或导流元件)上，从而在这里也提供了隔板的在导流元件上轴向支承形式的轴向固定，由此在轴向上从轴向部分出发朝向径向部分作用到隔板上的力可以被可靠地拦截。

依据本发明的另一种实施方式，螺栓还不仅可以与隔板而且可以与导流元件保持螺纹啮合，由此实现了隔板的两侧的轴向固定。

依据本发明的另一种实施方式，固定单元此外分别具有一个间隔衬套，该间隔衬套被布置在螺栓上的径向间隙中并且沿壳体的轴向搭接径向间隙。