[发明专利]涡轮机内壳体

说明书

本发明涉及一种用于径向涡轮机(RTM)的涡轮机内壳体(TMI)，其中涡轮机内壳体(TMI)具有沿着纵轴线(X)的接合部(TF)、特别是沿着转子纵轴线(RX)的接合部(TF)，使得涡轮机内壳体(TMI)能够分成下部件(LPC)和上部件(UPC)；其中涡轮机内壳体(TMI)被设计为用于包括至少两个级(STG)的径向涡轮机(RTM)；其中涡轮机内壳体(TMI)在两个级(STG)之间分别具有一个回引级(BFC)；其中下部件(LPC)和/或上部件(UPC)至少部分地以跨越至少两个级(STG)的方式一体式形成。为了改进这种类型的涡轮机内壳体，提出了：下部件和/或上部件至少部分地以跨越至少两个级的方式一体式形成。

技术领域

本发明涉及一种用于径向涡轮机的涡轮机内壳体，其中涡轮机内壳体具有沿着纵轴线的接合部、特别是沿着转子纵轴线的接合部，使得涡轮机内壳体能够分成下部件和上部件，其中涡轮机内壳体被设计为用于包括至少两个级的径向涡轮机，其中涡轮机内壳体在两个级之间分别具有回引级，其中下部件和/或上部件至少部分地以跨越至少两个级的方式一体式形成。

背景技术

从公开文献WO2016026825-A1、WO2010034602-Al、WO2007137959-Al和EP1860326-A1中，已经获知具有这种类型的涡轮机内壳体的上述类型的径向涡轮机。

涡轮机内壳体或涡轮机的内壳体、特别是径向涡轮机的内壳体始终被外壳体包围。在这里，外壳体基本上是密封的，使得不会有大量的过程流体可以从外壳体中逸出。如果在外壳体中设置有轴孔，则借助于轴密封件密封该轴孔。在这些位置处可能会发生由技术原因引起的泄漏，但这是不期望的。原则上，还可以将用于例如压缩机或泵的驱动装置设置在外壳体内，从而不需要轴孔。在这种情况下，外壳体的相应密封件是真正密封的。

在本发明的意义上，相应的涡轮机用于借助于转子将技术功从过程流体中传递出来或者将技术功传递到过程流体上，该转子沿着转子轴线延伸。沿着涡轮机内壳体的轴向延伸增大或者减小过程流体的压力，使得在涡轮机内壳体的轴向端部之间在涡轮机中或者在涡轮机上产生显著的压力差。在最简单的情况下，过程流体从流入部流过涡轮机直至流出部。原则上，还可以在流入部和流出部之间供给部分流或分支出部分流。在径向涡轮机的情况下，在每个单独的叶轮中，发生流动从轴向向径向的偏转，或者相反地偏转。

在本申请的术语解释的意义上，多级设计意味着具有多个叶轮的实施方式(在本申请的术语解释中，一个叶轮对应于一级)，叶轮必须实现从径向向外的流动方向到径向向内的流动方向的偏转。在压缩机的情况下，以径向向外流动的方式离开叶轮的过程流体必须关于流动方向径向向内反转180度，并且再次基本上轴向地被供给至下游的叶轮。为此，径向涡轮机具有所谓的回引级。这种回引级通常是装有叶片的环形通道，这些环形通道包括具有径向向外的流动方向的扩散器，并且这些环行通道通过一个相应实施的环形通道实现流动方向的180度反转。随后，径向向内地引导过程流体。扩散器和/或径向向内的回引部通常具有导向静叶，这些导向静叶将已经相对复杂地成形的环形通道在周向上划分成各个流动通道。为了最优的空气动力学性能，还期望的是，三维地构造相应的导向静叶，而这使得这些构件或回引级的几何构造极其复杂。目前，在常规技术上，借助于切削加工无法或者几乎无法实现回引叶片的三维成形。特别地，为了装配的目的，这种回引级或者主要由这些回引级构成的涡轮机内壳体通常沿着平行于纵轴线的接合部被分成上部件和下部件。此外，这种高度复杂的几何结构的常规制造需要将每个单独的回引级轴向地分成至少两个轴向部段，这些轴向部段在组合状态下形成所描述的环形通道。通过这种方式，常规的涡轮机内壳体由单独的回引级构件的两个轴向堆叠构成，这些回引级构件一起形成上部件和下部件，从而形成完整的涡轮机内壳体。由于有大量的零件，从而需要许多固定措施和密封要求，因此这种模块化结构非常复杂。此外，各种零件不仅需要彼此密封，而且需要相应地彼此对准。除了环形的回引级流动通道制造复杂之外，密封面以及所需的大量中心孔和固定部的制造也非常复杂且昂贵。

发明内容