用于轴流式压缩机的进口接管

摘要

一种用于轴流式压缩机、尤其是涡轮压缩机的进口接管，包括进口壳体(1)，在该进口壳体(1)中布置有带有用于转子的轴承(3)、尤其是径向轴承和/或轴向轴承的轴承壳体(2)，其中，轴承壳体(2)通过入口撑条(4)与进口壳体(1)相连接，入口撑条(4)在正横截面中与进口壳体相连接。轴承(3)的轴承中心在待压缩流体的流动方向上轴向上至少以正横截面的弦长的0.1倍、尤其地至少以其0.15倍、尤其地至少以其0.2倍、尤其地至少以其0.25倍而布置在正横截面的面中心之后。额外地或备选地，在入口撑条(4)中构造有流体通道(5，6)，其中，流体通道(5，6)至少部分段地与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成锐角。

说明书

本发明涉及一种用于轴流式压缩机(Axialverdichter)、尤其是涡轮压缩机的进口接管(Eintrittsstutzen)，其带有进口壳体在该进口壳体中布置有轴承壳体，该轴承壳体带有用于轴流式压缩机的转子的、在待压缩流体的流动方向上的轴向第一轴承，其中，轴承壳体通过入口撑条(Einlaufstrebe)与进口壳体相连接，该入口撑条在正横截面(Stirnquerschnitt)中与进口壳体相连接。

这样的入口撑条在传统的轴流式压缩机中纯径向地，也就是平行于相对于进口接管的纵轴线而言的法平面(Normalebene)地延伸，从而使得，第一轴承或靠前的轴承的轴承中心(Lagermittelpunkt)在待压缩流体的流动方向上轴向上大致布置在该正横截面的面中心的高度上，换言之，该轴承轴向上居中地在入口撑条中布置在其至进口壳体的过渡部下方。

目前，尤其是轴承轴线穿过对称式轴承的对称平面的穿过点(Durchstoβpunkt)、轴承的质量中心(Massenmittelpunkt)、在轴承的轴向的端面之间的几何中心或轴承的压力点被称作为轴承中心。

因为入口撑条尤其是出于强度原因和制造原因经常轴向上朝向进口接管的进口横截面相对地更靠前地与进口壳体相连接，以便于可举例来说对着进口壳体的相应的加强部进行支撑或在成型(Urformen)时避免强烈变化的壁厚，则，因此，第一轴承或者说靠前的轴承同样相应地更靠前地布置，从而得出至轴流式压缩机的转子的靠后的第二轴承的相对较大的轴承间距，该靠后的第二轴承在流动方向上布置在第一轴承的后面。

在入口撑条中可构造有一个或多个流体通道。这样的流体通道可举例来说用于轴承的润滑，且为此一方面在轴承中或在轴承附近通入到轴承壳体中，且另一方面在进口壳体的外面举例而言通过在邻近的壳体件或类似者中的滑脂嘴、管道、通道而与润滑剂供给部或润滑剂清除部相连接。

在此，为了既最小化流体通道的长度并由此最小化支承轴承壳体的入口撑条的减弱，又最小化用于流体通道的(通常为切削式)的制造的费用，这样的流体通道至今大致径向地延伸。

这导致，由径向的流体通道进行供给的轴承在轴向上须布置在从进口壳体出来的流体通道的出口孔的高度上，这同样不利地增大了转子的轴承中心距(Lagermittenabstand)。

然而，较大的轴承中心距可能负面地影响转子动态特性。

因此本发明的目的是，提供一种经改进的进口接管供使用。

为了实现该目的，通过权利要求1的特征部分的特征中的至少一个来改进根据权利要求1的前序部分的进口接管。权利要求14使得一种带有这样的进口接管的轴流式压缩机受到保护，从属权利要求涉及有利的改进方案。

根据本发明的进口接管设置用于轴流式压缩机、尤其是涡轮压缩机，且可优选地可拆卸地或固定地与轴流式压缩机相连接或整体式地构造而成。进口接管具有进口壳体，进口壳体的内腔优选地在待压缩流体的流动方向上逐渐变窄。在进口壳体中布置有轴承壳体，其容纳用于轴流式压缩机的转子的靠前的轴承或者说第一轴承。在此，其尤其可为径向轴承、轴向轴承或径向轴向轴承。该轴承在待压缩流体的流动方向上是轴向第一轴承、也就是靠前的轴承，其中，转子可支撑在另外的轴承中，这些轴承具有至进口接管的进口横截面的较大的轴向的间距。

轴承壳体通过一个或多个入口撑条支撑在进口壳体中。多个入口撑条可等间距地分布在轴承壳体的圆周上，或具有彼此间的不同的角间距。等间距地分布的入口撑条均匀地且因此很少地干扰在轴承壳体中的流动，而带有彼此间的不同的角间距的入口撑条可被适配于壳体的结构上的边界条件，尤其是位于外面的输入管道、肋条、不同的壁厚或类似者。

一个或多个入口撑条在相应的入口撑条的各一正横截面中与进口壳体相连接。尤其地，一个或多个、优选地所有的入口撑条可一件式地(举例来说通过成型)与进口壳体和/或轴承壳体相连接。然而，一个或多个入口撑条同样也可在成型之后与进口壳体和/或轴承壳体相连接，举例来说被焊接或被螺栓拧紧。

根据本发明的第一种实施例，此时第一轴承的轴承中心在待压缩流体的流动方向上轴向上至少以正横截面的弦长的0.1倍、优选至少以其0.15倍、更优选至少以其0.2倍且尤其是至少以其0.25倍而布置在正横截面的面中心的后面。在此，正横截面在轴向方向上、也就是在待压缩流体的流动方向上的最大长度被称作为弦长，其举例来说在圆形的正横截面的情形中与其直径相应，在椭圆形的正横截面的情形中与其最大的半径相应。

因此，根据第一种实施例作如下建议，即，第一轴承布置在正横截面的面中心的后面。由此，至转子质量中心的和(如果存在的话)至轴流式压缩机的转子的靠后的第二轴承的轴承间距有利地被缩短，该靠后的第二轴承在流动方向上布置在第一轴承的后面。

在此，第一轴承可尤其地布置在弦长的第一个三分之二之后，也就是至少以弦长的0.17倍而布置在正横截面的面中心之后，优选地布置在弦长的第一个四分之三之后，也就是至少以弦长的0.25倍而布置在正横截面的面中心之后。

如果轴承壳体通过多个入口撑条与进口壳体相连接，根据本发明的第一种实施例，第一轴承的轴承中心轴向上以正横截面的弦长的至少0.1倍、0.15倍、0.2倍或者0.25倍而布置在至少一个入口撑条的正横截面的面中心的后面。那么，同样可存在如下入口撑条，即，参照于其正横截面，第一轴承轴向上布置在面中心之前或在面中心中。在一种优选的改进方案中，第一轴承的轴承中心轴向上以正横截面的弦长的至少0.1倍、0.15倍、0.2倍或者0.25倍而布置在所有入口撑条的正横截面的面中心的后面。

轴承中心不再必须处在该一个或多个正横截面的投影到进口接管的纵轴线上的弦长内，而是轴向上同样可布置在该一个或多个正横截面的后面。然而，轴承中心同样也可处在该一个或多个正横截面的投影到进口接管的纵轴线上的弦长内，尤其地至多以正横截面的弦长的0.75倍、尤其是至多以正横截面的弦长的0.5倍而布置在正横截面的面中心的后面。

根据本发明的第二种实施例，在至少一个入口撑条中构造有流体通道。该流体通道可尤其地设置用于供应和/或排出至用于叶轮的轴承的润滑剂。流体通道同样地可用于供应和/或排出冷却流体(尤其是冷却空气)和/或阻隔流体(尤其是阻隔空气)，以便于冷却轴流式压缩机或者避免润滑剂流出到轴流式压缩机中。同样地，其它的流体，举例来说尤其是被调节的轴承的液压流体，可流动通过流体通道。尤其地为了上面所提及的功能，流体通道在一种优选的实施例中可在轴承中或在轴承附近通入到轴承壳体中。相对流体而言额外地或备选地，至此仅为了简化而如此地命名的流体通道举例来说同样可构造用于引导线缆、导线或类似者(例如用于轴承壳体中的传感器的电气的和/或光学的导线)。

根据本发明的第二种实施例，此时作如下建议，即，这样的流体通道至少部分段地与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面围成锐角，也就是相对于进口接管的轴向方向倾斜地延伸，尤其是在待压缩流体的流动方向上由径向外侧向径向内侧延伸。

通过相对于传统的、纯径向地延伸的流体通道的结构上的改动，可有利地在待压缩流体的流动方向上轴向地向后移置轴承，由此缩短轴承中心距，以减少或避免转子动态问题。同时，至流体通道的输入管道可优化地、举例来说在待压缩流体的流动方向上更加靠前地布置在进口壳体的外表面处，且因此在该(多个)入口撑条的区域中在进口壳体的外表面处设置例如肋条或类似者等的加强部。

第一种和第二种实施例可有利地彼此相组合。当第一轴承根据第一种实施例相对于入口撑条的正横截面轴向向后移置时，该轴承可通过在该入口撑条中倾斜地延伸的流体通道而特别良好地被操作。然而，只要入口撑条的横截面允许，在第一种实施例中同样可设置纯径向地延伸的流体通道，或相反地，在纯径向地指向的入口撑条中设置倾斜的流体通道，在这些入口撑条中轴承中心轴向上处在正横截面的面中心下方。就此而言，下面的说明同样地涉及本发明的第一种和/或第二种实施例。

在一个或多个入口撑条中，各可构造有多个、尤其是两个或三个流体通道，其中，至少一个、优选地多个、特别优选地所有的流体通道与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成锐角。这样的流体通道可优选地大致上彼此平行地延伸，这使得制造变得简单。然而，这样的流体通道同样也可与法平面围成不同的角度，以便由此限定在进口壳体处的与在轴承壳体处的出口位置之间的尤其地优化的路径。以这种方式，彼此靠近地通入到轴承壳体中的流体通道举例来说可与进口壳体处的轴向上彼此远离的输入管道相连接，且反之亦然。

在两个入口撑条中，可构造有不同数量的流体通道，以便由此举例来说优化地分布输入管道和输出管道。同样地，在相同的或不同的入口撑条中的流体通道不须具有相同的直径，而是可举例来说被适配于待供应的或待排出的介质的特性和量。

一个或多个流体通道可大致上直线状地延伸，从而使得流体通道在各处都与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成相同的锐角。这样的流体通道可特别简单地通过钻孔来制造和在设计中被考虑。

这样的大致上直线状地延伸的流体通道与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面所构成的角度，可优选地处在10°与40°之间的范围中，尤其是处在20°与30°之间的范围中。这示出了缩短轴承中心距与增加制造费用的良好的折衷。

一个或多个流体通道同样可具有弯折的走向，从而使得该流体通道的至少一个截段与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成锐角。与之相反，这样的流体通道的其它的截段可举例来说大致在进口壳体的径向方向上延伸。以这种方式，纯径向的和倾斜地延伸的流体通道的优点可彼此相结合。

带有弯折走向的流体通道的这样的倾斜的截段与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面所构成的角度，优选地处在60°与80°之间的范围中，尤其是处在65°与75°之间的范围中。因为此处仅有较短的在径向方向上的路段可供使用以用于补偿流体通道的进口与出口之间的轴向偏置量，所以这样的倾斜的截段与无弯折的流体通道相比优选地具有更大的相对于法平面的角度。

在一种优选的实施例中，两个或多个流体通道通入到共同的截段中，该截段与轴承壳体的内部相连通。该截段可尤其地倾斜地延伸，而通入到该截段中的流体通道优选地大致在进口壳体的径向方向上延伸。由此，由这样的大致上纯径向地延伸的流体通道进行供给或清除的部位可通过共同的倾斜的截段来供料，这有利地降低了制造费用和入口撑条的减弱。

通过至少一个入口撑条的面中心或面重心的径向轴线同样可(至少部分段地)与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成锐角。对此，举例来说，带有恒定的横截面的入口撑条可整体上倾斜地、尤其是在待压缩流体的流动方向上通向轴承壳体地构造而成。这样的定向的入口撑条特别适合用于容纳尤其直线状的流体通道。尤其地为了直线状的流体通道的容纳，然而也为了弯折的流体通道的容纳以及为了轴向向后移置的第一轴承的支撑，入口撑条同样也可大致在进口壳体的径向方向上延伸，且朝向轴承壳体变宽，从而使得面中心或面重心朝向轴承壳体在待压缩流体的流动方向上向后移位。

另外的优点和特征由从属权利要求和下面的实施例中得出。其中，以部分地示意性的方式：

图1在半截面中显示了根据本发明的一种实施例的进口接管；且

图2在透视的四分之一截面中显示了根据图1的进口接管。

图2在透视图示中显示了根据本发明的一种实施例的进口接管的、被剖切的下部的、在待压缩流体的流动方向上观察的左侧的四分之一，图1显示了图2中的水平截面。

进口接管具有用于至(未示出的)涡轮压缩机的介质的收集和供应的进口壳体1。在进口壳体1中布置有轴承壳体2，其具有大致上圆柱形的形状，带有在待压缩介质的流动方向(在图中从左向右)上靠前的半球形的端面。在轴承壳体2中构造有用于带有涡轮压缩机的叶轮(未示出)的转子的径向轴承3，其轴承中心3a轴向上处在示出的轴承环的中心处。

轴承壳体2通过三个、四个或多个入口撑条与进口壳体1相连接，其中，在图2中可辨识下部的(经剖切的)和左侧的(部分被遮盖的)入口撑条4，在图1中可辨识左侧的入口撑条4。

在一种未示出的变型中，在进口壳体的上半部中额外地布置有两个或更多个盲撑条，这些盲撑条不与轴承壳体相连接。

图1中示出的左侧的入口撑条4一件式地与进口壳体1相连接且在它们的面向进口壳体1的正横截面中过渡到进口壳体1中。正横截面的面中心10在图1中被画入，且可辨识地在轴向上处在轴承中心3a的前面，轴承中心3a相对于面中心10在待压缩流体的流动方向上轴向上向后(在图1中向右)移置了0.375倍。

在左侧的入口撑条4中构造有三个流体通道5，其中图1中左侧的靠前的流体通道5.1(图1中以点划线画出)用于将传感器的导线引导至轴承3且在轴承3附近在轴承3之前通入到轴承壳体2中，中间的流体通道5.2(在图1中以实线画出)用于将润滑剂供应至轴承3且在轴承3中通入到轴承壳体2中，且图1中右侧的靠后的流体通道5.3(在图1中以双点划线画出)用于将阻隔空气供应到轴承壳体2中且在轴承3附近在轴承3之后中通入到轴承壳体2中。

这些流体通道5构造成贯通孔且因此大致上直线状地延伸。它们与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面(垂直于图1的图纸平面的垂直平面)围成大约23°的锐角或者与纵轴线围成大约67°的补角。

在下部的入口撑条4中构造有两个流体通道6，其用于将润滑剂从轴承壳体2的内部排出。这些流体通道6部分段地与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成锐角。为此，它们具有弯折的走向，其中，各大致在径向方向上伸延的截段6.1或者6.2过渡到对两个流体通道6而言共同的截段8中，截段8与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面构成大约72°的锐角。

该共同的倾斜的截段8在进口壳体1的纵向方向上(图1中从左向右)伸延，且在端部处通入到圆弓形的环形槽7中，该环形槽7构造成垂直于截段8，且在轴承壳体2的下半部中在70°的范围上伸延。通过布置在轴承3后面的环形槽7和朝向轴承壳体2的内部敞开的共同的截段8(其从环形槽7出发在径向轴承3下方穿过而向前伸延直至到在径向方向上延伸的截段6.1，6.2)，两个流体通道与轴承壳体2的内部相连通。

参照于下部的入口撑条4的面中心10，轴承3的轴承中心(如在图2中可辨识的那样)同样轴向地向后移置且处在其投影到纵轴线9上的弦长的最后的三分之一中。

如尤其地在图1中可良好地辨识的那样，入口撑条4大致在径向方向上(图1中从上向下)伸延。在此，为了在两侧上具有用于倾斜地延伸的流体通道5或者倾斜的共同的截段8的足够的材料，且为了能够良好地支撑轴承中心，入口撑条4在其在待压缩流体的流动方向(图1，2中向右)上靠后的流出棱边处具有大致三角形的附加部4.1。因此，通过入口撑条4的面中心的径向轴线在带有该附加部4.1的截段中与相对于进口接管的纵轴线而言的法平面间具有锐角。

附图标记列表

1        进口壳体

2        轴承壳体

3        径向轴承

3a       轴承中心

4        入口撑条

4.1      附加部

5.1-5.3  流体通道(用于空气、润滑剂或者线缆)

6.1，6.2 流体通道

7        环形槽

8        共同的截段

9        纵轴线

10       正横截面的面中心