轴流式压缩机和轴流式压缩机的使用_2

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计,而声音的速度是约高出2.5倍。因此,使用根据本发明的轴流式压缩来压缩制冷循环中的水蒸汽是有益的,因为这种轴流式压缩机比传统的压缩机更有效。
【附图说明】
[0040]以下结合附图对本发明进行进一步详细描述,其中:
[0041]图1示出从侧面看的轴流式压缩机;
[0042]图2示出从侧面看的不带外壳的轴流式压缩机;
[0043]图3示出从侧面看的穿过轴流式压缩机的中间的横截面;
[0044]图4示出从正面看的穿过轴流式压缩机的横截面;
[0045]图5示出从侧面看的对驱动装置的供给的简化示意,及
[0046]图6示出立体的穿过轴流式压缩机的中间的横截面。
【具体实施方式】
[0047]图1示出从侧面看的轴流式压缩机1。
[0048]在本实施例中,压缩机1被示为包括外壳18,因此本图未表达太多,主要是显示轴流式压缩机1的这个实施例非常紧凑且易于安装。
[0049]图2示出从侧面看的不带外壳18的轴流式压缩机1。
[0050]在本实施例中,轴流式压缩机1——与图1,3,4和6中公开的相同——包括六个独立的压缩机级2,3,15。然而,在另一个实施例中,压缩机1可以包括其他数量的压缩机级2,3,15,比如两个、三个、四个、五个、八个或更多个。
[0051]压缩机1的入口 19首先设有入口导叶21,以将进入的蒸汽或气体引导到第一压缩机级2中。如果在压缩机1的正常使用期间从压缩机1正面看,即在流动通过压缩机1的流体的方向上,第一叶轮4将逆时针旋转以从入口 19吸取流体以在出口 20的轴向方向上推动流体。当流体离开第一叶轮,不会仅在轴向方向上向出口 20移动。流体的运动也会具有一个切向分量,使流体也在反时针方向上移动。这是有益的,因为在本实施例中第二压缩机级3设有在顺时针方向上旋转的第二叶轮5—一如果从压缩机1的正面看的话一一并且由于第二叶轮5的叶片17的桨距角A基本上相对于第一叶轮4的桨距角A是相反的,第二叶轮5也会在出口 21的方向上推动流体,以使该流体被进一步压缩。流体将从第二压缩机级3进入进一步的压缩机级15,在进一步的压缩机级15中,叶轮将与第一级2的叶轮在相同的方向上旋转——并且此叶轮的叶片以与第一叶轮14的叶片16实质上相同的方式被定向。此反向旋转级设计运用在整个压缩机1中,使得所有的级2,3,15都被设计成在相同的轴向方向上使流体移动——即,从压缩机1的入口 19到出口 20——即使所有的叶轮以与其相邻的叶轮相反的方向旋转。然而,在另一个实施例中,只有一些压缩机级被设置成反向旋转或所有的级被设计成在相同的轴向方向上推动流体而同时在相同的方向上旋转。
[0052]在本实施例中,每个压缩机级2,3,15基本上与该级的叶轮的宽度一样宽,然而,在另一个实施例中,这些级中的一个或多个级可以比叶轮更宽,例如,以便提供用于冷却被压缩的流体或其它的空间。
[0053]在本实施例中,压缩机级2,3,15的宽度从第一压缩机级2向最后的压缩机级逐渐减少。压缩机级2,3,15的叶轮能在高达15.000rpm或甚至更高的速度下旋转,并且,在该速度下,叶片主要受到由其固有质量产生的离心力,即,相较而言,由流体施加的力是相对较小的。因此,在这些情况下,叶片长度对叶片宽度的比理想地是1.3左右。由于当流体通过压缩机级2,3,15时越来越被压缩,第一压缩机级2的有效容积大于第二压缩机级3的有效容积,而第二压缩机级3的有效容积又大于下一个压缩机级15的有效容积,并以此类推。因此,为了根据压缩来减少有效容积,每个级2,3,15的内径可以增加或者每个级2,3,15的外径可以减少。在本例情况下,这些级的内径逐渐增大一一如在图3中更清楚地看到的一一但随着内径增加而外径保持恒定,叶片的长度也必须相应减小。而且为了保持叶片的长度和宽度之间所希望的比例,叶片的宽度也必须相应减小。由于将叶轮设置成彼此尽可能地接近以确保紧凑的设计并利用流体的旋转运动是有益的,因此叶片变得越窄压缩机级2,3,15就变得越窄一一如在图2和3中可以清楚地看到的。
[0054]当流体沿着压缩机级2,3,15移动,流体变得越来越被压缩并且其温度升高。因此,流体的流动特性也发生变化,并且在本例情况下,在流动方向上每一个叶轮的桨距角A被降低几度。
[0055]然而,在另一个实施例中,仅一些叶轮4,5的桨距角A被降低或者所有的叶轮具有基本上相同的桨距角A。
[0056]需要指出的是,本桨距角A是在叶片装置16,17的尖端处测得的,S卩,在此配置中在相同的直径处。要使叶片的桨距角A适应于其穿过液体的实际速度,叶片16,17在本实施例中是弯曲的,使得轮毂8附近一一在此处叶片穿过液体运动得最慢一一叶片的桨距角尚于叶片尖端处的叶片的奖距角A 在此处叶片16,17运动得最快。
[0057]然而,在另一个实施例中,叶片可以形成为或多或少笔直的且在叶片16,17的整个长度上具有恒定的桨距角。
[0058]在本实施例中,所有的叶轮4,5的所有的叶片16,17是由铝制成的,但在另一个实施例中,一些或所有的叶轮的一些或所有的叶片——例如,最后的压缩机级——可以由不同的材料制成,例如钛或复合材料。
[0059]图3示出从侧面看的穿过轴流式压缩机1的中间的横截面。
[0060]在本实施例中,所有的六个压缩机级2,3,15都设有叶轮4,5,叶轮4,5通过驱动装置6,7驱动,驱动装置6,7设置在相应的叶轮4,5的轮毂8中。然而,在另一个实施例中,例如,仅两个、三个或四个压缩机级2,3,15包括整合轮毂的驱动装置6,7。
[0061]在本实施例中,所有的驱动装置6,7都是电动马达并且所有的马达都被配置成使得固定的定子部件10被设置在中心并且旋转的转子部件11被设置成使得其包围定子部件10。此马达构造也称为“外转子”或“外部转子”构造,其中线圈和磁铁间的径向关系相对于普通马达构造是相反的,即,在此构造中,定子线圈10形成马达的中心(芯子),而永久磁铁在围绕芯子的悬臂转子11内旋转。
[0062]然而,在另一个实施例中,没有或仅一些驱动装置6,7是电动马达,并且/或者没有或仅一些电动马达被形成为具有外部转子构造。
[0063]在本实施例中,驱动装置6,7设置成对,以使前两个压缩机级2,3的驱动装置6,7被设置成背对背,后两个压缩机级的驱动装置也被设置成背对背并且最后两个压缩机级的驱动装置也被设置成背对背。这种成对设计的优点在于其提供了一个紧凑的设计,而同时使所有的驱动装置可以从至少一侧通过轴装置被供给电源、冷却流体、信号电缆和其他。
[0064]在本实施例中,所有的驱动装置被设置在同一个轴装置9上,在本例情况下轴装置9包括多个单独的轴部件24,25,单独的轴部件24,25被布置成在彼此的轴向延续上重叠的或端对端的。然而,在另一个实施例中,轴装置9可以包括至少一个连续的轴部件。
[0065]实际上,在本实施例中,轴装置9包括多个中空连续的驱动装置轴部件25,其各自通过一个驱动装置6,7延伸。在驱动装置对6,7之间,这些驱动装置轴部件25通过刚性和空心的轴连接器24连接。这种驱动装置对的驱动装置轴部分件25的自由端随后由入口导叶21的轮毂8、设置在中间的支撑部件23 (将在后面讨论)和后部支撑部件26支撑,从而每对压缩机级2,3,15在原则上都是独立地悬起的,因为驱动装置轴部件25没有以不同于借助于被设置用于保持压缩机级对2,3,15的轴向位置的中心杆27的方式被连接在驱动装置对2,3,15之间。本例的轴设置可以在图6中看得更清楚。
[0066]在本实施例中,制冷剂和电源缆线被引导至驱动装置6,7,穿过轴装置9的最外端并且穿过延伸穿过套管18的中空支撑臂22并进入设置在驱动装置对6,7之间的支撑部23。支撑臂22和支撑部件23的主要功能是为压缩机级2,3,15提供支撑和稳定性,但在本实施例中它们也用于为压缩机级2,3,15分配电力、冷却流体和其它。
[0067]图4示出从正面看的穿过轴流式压缩机1的横截面。
[0068]本例的横截面是向下穿过支撑部件23形成的,因此其清楚地表明冷却剂可以穿过支撑臂22中的一个进入,冷却剂可穿过另一支撑臂22离开并且电源缆线、信号线和其他可穿过第三支撑臂22进入。然而,在另一个实施例中,支撑部件23可以由其他数量的支承臂22悬起,比如一个、两个、四个、六个或更多。
[0069]图5示出从侧面看的对驱动装置6,7的供给的简化示意。
[0070]在本实施例中,公开了驱动装置6,7是如何有效地供给与冷却的。
[0071]冷却回路13在本实施例中被设置成如下:从冷却装置1
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