蒸汽涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种蒸汽涡轮机，特别是用于内燃机废热利用，其具有:至少一个涡轮机壳体；带有至少一个喷管的导轮；和至少一个叶轮，其中，所述喷管构造为陷入到所述导轮中的通道。
[0002]此外，本发明涉及一种蒸汽涡轮机的喷管通道的制造方法。
【背景技术】
[0003]由DE 10 2010 042 412A1公开了这种蒸汽涡轮机。该蒸汽涡轮机设置用于内燃机的废热利用，并且具有呈涡轮机壳体、带至少两个喷管的导轮和叶轮形式的常规构件。该喷管构造为矩形的通道，并且具有沿着所述通道汇聚和发散的横截面变化曲线(Querschnittsverlauf)。此外，所述通道设置在导轮的中间区域中。具有变化的横截面变化曲线的这种通道很难制造。在该文献中所述的喷管的特色在于，所述至少两个喷管设置用于叶轮的不同负荷点并且能彼此独立地接通和断开。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提出一种蒸汽涡轮机，其具有至少一个设置在导轮中的喷管，其喷管制造简单。此外，要给出相应的制造方法。
[0005]发明优点
[0006]该目的这样实现，即所述通道具有恒定的宽度B和沿着通道变化的深度T。该构型具有优点:这样构造的通道由于通道的恒定宽度B而制造简单，因为通道的深度T通过相应的工具到工件中的伸入深度可简单地制造。相应的制造方法比常规通道的制造方法本质上更简单，在常规的制造方法中，通道的宽度B在穿过通道的中间纵向平面的两侧上改变。为此，必须设置不同的工具和/或制造过程，以便制造这种构造的通道。
[0007]在本发明的改进方案中，所述通道在导轮中以角度β倾斜地设置。该斜度被设置，以便流过该喷管的蒸汽这样定向到叶轮的叶片上，使得实现优化的驱动效率。
[0008]在本发明的其他构型中，所述通道盘绕地设置在导轮中。这样盘绕的通道也能够简单地例如用指铣刀制造，所述指铣刀具有与通道的宽度B相应的直径。在这样盘绕的通道中，角度β沿着通道变化。
[0009]在本发明的改进构型中，到通道中的入口部和来自通道的出口部相对于通道中间部或者说通道中心盘绕地设置。在此，特别是出口部或者说其相对于叶轮的叶片的定向对于蒸汽涡轮机的高效率是重要的，而入口部的定向对决定效率作用不大。在此，出口部的定向在出口侧的输出部上具有角度α。
[0010]在本发明的其他构型中，相对于穿过该蒸汽涡轮机的轴向纵轴线X而言，在来自通道的输出部上、朝向叶轮过渡的角度α为15°。该角度α与叶轮的几何形状相协调，并且在叶轮不同的构型中当然也可以具有不同的角度。在不盘绕的通道中，角度α和β相等。
[0011]在本发明的改进方案中，喷管是拉瓦尔喷管(Lavalduse)。特别是借助于拉瓦尔喷管能够实现:将蒸汽加速到超音速，并且因此借助加速到超音速的蒸汽来驱动叶轮。
[0012]在本发明的改进方案中，多个喷管在外周缘上陷入到导轮中。该构型实现在其整个周缘上使叶轮有利地迎流。此外，由于单个通道的宽度B沿着通道是恒定的，能够在该导轮上设置比在常规喷管更多数量的喷管。此外，通道之间得出的隔片的恒定宽度B有助于提高导轮的强度并因此有助于改进蒸汽涡轮机的运行可靠性。最后，在外周缘上设置的通道制造简单。
[0013]在本发明的改进方案中，喷管沿着相应的通道彼此之间具有恒定的间距A。这特别是在盘绕的通道中也是有利的。
[0014]在本发明的改进方案中，仅一个工具被设置用于制造所述通道。该工具能够例如是铣盘，所述铣盘可用于制造直线的通道。铣盘具有的厚度相应于要制造的通道的宽度，而加工到工作轮中的通道的深度通过该工具到工作轮中的伸入深度确定。但是如之前已经实施的那样，指状(stiftfrmig)铣刀工具也适合于制造所述通道，其中，在制造盘绕的通道时使用这样的铣刀工具。
[0015]本发明的其他有利的构型在【附图说明】中得出，在所述【附图说明】中详细地描述本发明的在附图中示出的实施例。
【附图说明】
[0016]附图示出了:
[0017]图1:用于对内燃机的废热进行废热利用的系统的回路示意图；
[0018]图2:蒸汽涡轮机的螺旋导入件、导轮和叶轮的分解立体图；
[0019]图3:具有三个陷入式喷管的导轮的细节图；和
[0020]图4:常规的和改型的拉瓦尔喷管的原理示意图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出了用于废热利用，特别是用于从内燃机的废热流中回收能量的系统的示意图。在内燃机运行时，燃料和燃气供应给该内燃机，所述燃料和燃气在内燃机的燃烧室内在内燃机运行时在热效应下燃烧，并且使活塞运动，用于使与活塞连接的曲轴在缸体中产生旋转运动。内燃机的燃料喷射系统例如构造为共轨喷射系统，并且内燃机是以柴油燃料运行的自燃式内燃机。燃料和燃气的废热流通过废气管路I导出并且被引导穿过蒸发器
2。蒸发器2例如构造为管式热交换器并且具有多个管道，热废气被引导经过所述管道，之后热废气在蒸发器2的输出侧上到达进一步引导的废气管路I中。在废气从废气管路I中被导出到坏境中之前，在该废气管路I中可在蒸发器2之前或者之后安装有废气消声器和/或用于废气再处理的装置(例如呈催化净化器和/或烟灰过滤器的形式)。
[0022]蒸发器2是用于从内燃机的废热流中进行废热利用的系统的一部分，并且具有工作流体回路3，所述工作流体回路被工作流体流过，所述工作流体例如是水或者有机介质例如乙醇。为此，栗4被接入工作流体回路3中，所述栗输送工作流体流过工作流体回路3。栗4能够机械地、液压地或者优选电地运行，其中，该运行能够被控制。也就是说，该栗能至少根据系统的运行状态被开启和关闭。工作流体被栗4输送通过蒸发器2并且接着到达呈蒸汽涡轮机5形式的膨胀机。蒸汽涡轮机5具有呈叶轮6 (图2)形式的支承在涡轮机壳体中的涡轮机，所述叶轮在流动的工作流体流过时被置于旋转运动。涡轮机还具有设有轴承的轴7，叶轮6设置并且固定在所述轴上，其中，轴7此外与工作机连接。工作机例如是发电机，通过所述发电机产生电流并且必要时将电流例如存储在蓄电池中。这样以电流形式产生的能源能够以任意方式使用，例如在安装内燃机到车辆中的情况下用于运行车辆。但是工作机也可例如是液压的机器，通过所述液压的机器液压流体例如输送到储存器中。最后，工作机也可以是机械的机器，所述机械的机器例如直接与车辆的驱动系连