[实用新型]离心压缩机

说明书

本实用新型涉及一种离心压缩机。

为了密封旋转系统，在涡轮机结构中广泛使用无接触密封尤其是迷宫式密封。在旋转件和固定件之间的液体流动的隔离间隙中，由于形成的流动边界面而出现很高的摩擦力，由此引起隔离间隙中液体的加热和隔离间隙周围构件的加热。很高的材料温度减小了相应构件的使用寿命。

根据废气涡轮压缩机的设计，其具有逆着或沿着离心压缩机的方向作用的废气涡轮的轴向力。在后一种情况中，压缩机叶片的旋转后壁和相邻的静止的压缩机壳体之间隔离间隙中的压力必须减小，因此这种隔离间隙公差很小。此外，该隔离间隙通常具有无接触密封。在这种窄的隔离间隙中具有特别高的摩擦力，此外，流经隔离间隙的工作液体在密封的节流点的偏转和涡旋引起工作液体的再次重新混合，产生很高的脉冲交换和热交换。工作液体在节流点下游的旋转件上沿圆周方向受到重新加速，从而在这一范围继续提高摩擦力和热的生成。

由EP 0518027B1公开了一种离心压缩机的冷却装置，该离心压缩机在其叶轮的后壁上在后壁和压缩机壳体之间的隔离间隙中设置有密封件。其中，具有高于压缩机叶轮的出口压力的冷却气体通过密封件，这些气体撞击到压缩机叶轮的后壁上并在那里同时作为阻隔气体起作用，以阻止来自压缩机叶轮出口的热压缩空气流过迷宫间隙，从而明显提高这种具有密封几何体的压缩机叶轮的寿命。在这种方案中，不利的是这种特殊结构的密封件使整个结构和压缩机的安装变得复杂和昂贵。此外，因为隔离间隙的净宽度为十分之一毫米的范围，因此始终存在旋转的压缩机叶轮在压缩机壳体上的潜在的摩擦危险。

相反，在废气涡轮对着离心压缩机作用轴向力时没有必要减少隔离间隙中的压力，因此，其净宽度位于毫米范围，不必密封压缩机叶轮后壁范围内的隔离间隙。由DE 19548852公开了一种没有这种密封件的离心压缩机，它结构简单，因而制造价廉。旋转的压缩机叶轮在压缩机壳体上不存在摩擦的危险，然而，由于流动剪切层而在压缩机叶轮的后壁出现的摩擦热引起对压缩机叶轮的加热，从而减少了其寿命。没有一种解决方案在压缩机叶轮的后壁范围在没有密封件的情况下来减少离心压缩机中热的生成。

本实用新型试图避免上述所有缺点，其目的在于，提供一种结构简单的离心压缩机，其在压缩机叶轮的后壁范围没有在压缩机叶轮和压缩机壳体的隔离间隙中的密封件，这样提高了离心压缩机的寿命。

按照本实用新型上述目的是这样实现的，离心压缩机具有设置在轴上的、具有大致沿径向延伸的后壁的压缩机叶轮、包围压缩机叶轮的压缩机壳体、在压缩机叶轮和压缩机壳体之间形成的离心压缩机的工作介质的通流通道和连接通流通道的压缩机叶轮和压缩机壳体之间的隔离间隙；隔离间隙在压缩机叶轮后壁的范围没有密封件，其中，在压缩机壳体中至少设置一条气态冷却介质的供给通道和至少一条冷却介质的排出通道，上述供给通道穿过压缩机壳体并在压缩机叶轮后壁的范围通入隔离间隙和指向后壁。

基于上述离心压缩机的相应结构，离心压缩机叶轮的后壁可以用气态冷却介质有效冷却，从而提高了离心压缩机的寿命。因为工作介质的泄漏流已由冷却介质充分冷却，为此，不必阻止泄漏流侵入隔离间隙中。因此，只需供给很少量的冷却介质就足够了，这样就可使用简单的供给装置。

由于工作介质的泄漏流的压力在其输入隔离间隙时已经相对于工作介质的主流的压力减少了，因此，冷却介质可以有利地按或高于或低于工作介质主流的压力引入隔离间隙。为此，在压缩机叶轮后壁的上游的隔离间隙中设置一密封件。已用过的冷却介质通过压缩机的外壳或向外排放或排入离心压缩机工作介质的主流中，为此，冷却介质的排放通道或是通入周围大气中或是通入压缩机的径向通流通道中。按这一方式产生众多的解决方案来冷却压缩机叶轮并允许离心压缩机最佳地匹配其使用条件。

冷却介质的供给通道安装成近似平行于或近似交叉于压缩机叶轮的轴或近似切向于压缩机叶轮的后壁地通入隔离间隙。冷却介质平行于轴向的供给实现了冲击冷却，从而可以直接和有效地冷却压缩机叶轮后壁的特别危险的部位。相反，在冷却介质径向供给时实现了薄膜冷却，借此也可以冷却压缩机叶轮后壁的较大的区域。冷却介质的交叉供给也具有上述方案的优点，但具有较低的冷却效率。为了补偿这一缺陷，至少一条供给通道安装一伸入隔离间隙的并指向压缩机叶轮的后壁的小管。尤其有利的是每根小管在压缩机叶轮后壁的径向外壁范围通入隔离间隙，因为在此范围承受最大的温度负荷，因此可以有效地使用冷却介质。