突出，其轴向地延伸到带叶片轮毂部分42的下游侧，以便限定径向接近扩散器壁7的轴向延伸表面51。
[0101]密封件49使得能够获得由突出48围绕的，与叶轮部件的至少部分径向的表面上的压力不同的，在沿最下游叶轮42的气体通道内的气体压力。该压力差生成轴向力，该轴向力可调节，以补偿施加于组装到轴9的叶轮和偏转器上的静态轴向负载的至少一部分。类似的调节效果还可利用密封件50实现。
[0102]在所示实施例中，偏转器部件14包括中空区域45内的径向表面部分，其面对半轴向推力轴承46，例如磁性半轴承。在其他实施例中，偏转器部件14还可包括径向表面部分而不限定中空区域45，且该径向表面部分可面对半轴向推力轴承。当半轴承位于中空区域45中时，机械的总体长度减少。第二半轴向轴承47，诸如磁性半轴承，可面对属于下游叶轮的下游径向表面。由于通过向外面对的表面进行的动态轴向力的自平衡，故机械可包括仅2个半磁性轴承46和47，而不需要额外的推力轴承。
[0103]具有图1或图2的一些特征的根据本发明的旋转机械可具有多于两个级，例如数量η的级，η大于或等于二。沿轴线W从上游侧到下游侧，其可包括上游偏转器部件14、具有第一和第二向外面对的表面的数量η-1的叶轮2、和下游叶轮，该下游叶轮或者没有第二向外面对的表面S，或者具有不属于返回通道的第二向外面对的表面。
[0104]根据本发明的旋转机械，特别是单级机械，可在任何叶轮下游没有第二向外朝向的表面，且在叶轮上仅包括第一向外朝向的表面11，其与上游“第三”向外朝向的表面13相关，构造成平衡由流体施加在第一向外朝向的表面11上的轴向力。
[0105]本发明不限于以上描述或示例的实施例，这些实施例被认为仅是大范围的实施例的一些例子。
[0106]第一和第二、第一和第三向外朝向的表面可以或可以不属于相同部件。可不指望在两个邻接表面上实现平衡效果，但可指望在所有轴向上游和所有轴向下游的偏转旋转表面之间实现平衡效果。
[0107]当第一和第二向外朝向的表面属于为叶轮2的相同部件时，可以说，返回通道17的一部分由叶轮2界定。在一些实施例中，如图2中，固定的返回通道叶片22至少部分地在由第二向外面对的表面12界定的返回通道的一部分中延伸。
[0108]旋转机械优选地处理气体，但可处理其他形式的流体，如气态液滴悬浮体。
[0109]第二向外面对的表面12的一部分可属于也限定叶轮2上游侧的相同部件，且该向外面对的表面12的另一部分，或者若干其他部分，可属于轴本身，或者可由组装到轴的分开的部件限定。
[0110]利用根据本发明的叶轮组件，减小轴向力的由轴向推力轴承抗衡的其余部分。轴向推力轴承的大小然后可减小，或者油轴承可由磁性推力轴承替代。在图2的实施例中，由于叶轮通道与返回通道之间的轴向距离减到最小，故径向旋转机械的总长度可短于现有技术机械。
[0111]在图1的实施例中，机械的总轴向长度更长，但除动态压力的自平衡之外，静态压力也是自平衡的。
[0112]由于叶轮组件的轴向力自平衡能力，故允许更高的流体通过量穿过旋转机械。此种高通过量有时发生在瞬间状态下，其形式上暗示设计更大体积的推力轴承。
[0113]根据本发明的叶轮组件使得能够构造具有更宽功能范围的更紧凑的径向旋转机械，特别是由于关注流体通过量。
【主权项】
1.一种用于处理流体的径向旋转机械，包括附接到相同轴的一个或更多个叶轮(2)，该一个或更多个叶轮(2)各自具有带叶片的轮毂部分(4)，各带叶片的轮毂部分包括第一径向向外面对的流体偏转表面(11)，该表面(11)具有设计成将轴向流体流偏转为径向离心流的弯曲外形， -护罩(8)，其围绕各轮毂部分(4)组装，以便截留到达所述带叶片的轮毂部分(4)的轴向流体流且以便迫使该流体流沿着该第一向外面对的表面(11)， -定子，其包括引导通路，所述引导通路用于来自所述护罩与所述第一向外面对的表面(11)之间的流体，所述通路在各叶轮之后包括离心扩散器部分(16)，在所述离心扩散器部分(16)之后跟着弯头(40)，然后跟着向心返回通道部分(17)， 其特征在于，该机械包括具有第二径向向外面对的流体偏转表面(12、13)的至少一个偏转器部分(3、14)，所述至少一个偏转器部分(3、14)插入流体流动路径中，与轴一起旋转，且具有设计成将径向向心流体流(28、29)偏转为轴向流体流(26、25)的弯曲外形，且其中，该机械包括与附接到轴的叶轮的总数为相同数目的插入流体流动路径中的所述偏转器部分。2.根据权利要求1所述的径向旋转机械，其特征在于，偏转器部分(13、3)置于各带叶片的轮毂部分(4)的上游。3.根据前述权利要求中的任一项所述的径向旋转机械，其特征在于，至少一个偏转器部分(3)属于与其在下游方向上跟随的带叶片的轮毂部分(4)相同的叶轮部件(2)。4.根据权利要求3所述的径向旋转机械，其特征在于，除了最下游的带叶片的轮毂部分(4)，各带叶片的轮毂部分(4)属于与在下游方向上跟随该带叶片的轮毂部分(4)的偏转器部分(3)相同的单个部分。5.根据前述权利要求中的任一项所述的径向旋转机械，其特征在于，轴(9)具有可变区段，以至于所述轴的表面限定第一(11)或第二(12、13)向外面对的表面的一部分。6.根据前述权利要求中的任一项所述的径向旋转机械，其特征在于，包括上游偏转器部件(14)，所述上游偏转器部件(14)在最上游叶轮的入口处安装到所述轴，偏转器部件(14)包括第二向外面对的表面(13)，其中，所述上游偏转器部件(14)包括径向向内面对的表面(43)，所述径向向内面对的表面(43)在所述上游偏转器部件(14)与轴之间限定自由空间(45)，所述自由空间与所述第二向外面对的表面(13)至少部分地轴向重叠，且在偏转器部件(14)的上游端部处围绕轴开口。7.根据权利要求3所述的径向旋转机械，其特征在于，所述叶轮部件包括第一密封部分表面(31)，所述第一密封部分表面(31)轴向地位于其带叶片的轮毂部分与其偏转器部分之间，所述第二向外面对的表面由全部径向地或径向向外面对地定向的表面部分限定在其从所述第二向外面对的表面(12)的最下游侧(33)直到所述第一密封部分表面(31)的范围上。8.根据权利要求3或7所述的径向旋转机械，其特征在于，所述第二向外面对的表面(12)包括具有轴向表面部分的下游中心表面部分(33)，或与轴向方向相切的下游中心表面部分(33)。9.根据权利要求3或7所述的径向旋转机械，其特征在于，所述第二向外面对的表面(12)由包括径向表面部分的上游表面部分(34)限制，或由与径向平面相切的上游表面部分(34)限制，整个向外面对的表面(12)在该径向平面的下游轴向地延伸。10.根据权利要求3至9所述的径向旋转机械，其特征在于，返回通道(17)的至少一部分由第二向外面对的表面(12)界定。11.根据权利要求10所述的径向旋转机械，其特征在于，包括第一密封件(20)，所述第一密封件(20)桥接所述定子与所述叶轮部件之间的间隙，所述第一密封件处于所述第一向外面对的表面(11)与所述叶轮部件的第二向外面对的表面(12)之间的轴向位置处，且包括围绕护罩的第二密封件(19)，所述第二密封件(19)桥接所述护罩(8)与定子部件(7)之间的间隙。12.根据权利要求11所述的径向旋转机械，其特征在于，所述第一密封件(20)沿着叶轮组件的周向外边缘(35)径向地位于所述第一向外面对的表面(11)的外侧上。13.根据权利要求11所述的径向旋转机械，其特征在于，所述第一密封件(20)和所述第二密封件(19)从轴的轴线大约延伸到相同的径向距离处。14.根据前述权利要求中的任一项所述的径向旋转机械，其特征在于，在径向平面中观察，第一向外面对的表面的出口切向方向与第二向外面对的表面的入口切向方向之间的角度保持小于或等于180°，且其中，入口和出口切向方向是关于流体流方向限定的。15.根据前述权利要求中的任一项所述的径向旋转机械，其特征在于，包括作为单独轴承的磁性轴向推力轴承，以平衡施加在轴上的轴向力。
【专利摘要】用于径向旋转机械的叶轮组件(2)包括叶轮的带叶片的轮毂部分(4)，该带叶片的轮毂部分(4)具有第一径向向外面对的流体偏转表面(11)，该表面(11)具有设计成将轴向流体流偏转为径向离心流的弯曲外形，且包括偏转器部分(3、14)，该偏转器部分(3、14)具有第二径向向外面对的流体偏转表面(12、13)。第二径向向外面对的表面(12、13)具有设计成将径向向心流体流(28、29)偏转为轴向流体流(26、25)的弯曲外形。
【IPC分类】F04D29/051, F04D29/28, F04D29/44
【公开号】CN105308331
【申请号】CN201380068660
【发明人】T·阿尔班, S·吉勒明, M·比日, G·尤里斯奇, S·法罗米
【申请人】热力学公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2013年12月18日
【公告号】CA2895570A1, EP2749771A1, US20160195100, WO2014102125A1