專利名稱：具有用于控制間隙的系統(tǒng)的軸向離心壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有用于控制間隙的系統(tǒng)的軸向離心壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
軸向離心壓縮機(jī)包括第一傳統(tǒng)部分，其中轉(zhuǎn)子和定子是圓柱形的并圍繞壓縮機(jī)的 軸線同心，還包括這樣一個(gè)部分，在那里，其在徑向方向上展開，使得轉(zhuǎn)子的相應(yīng)部分(叫 做推動(dòng)器)沿著軸線延伸超出定子之外。其一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，減小了機(jī)器在軸線的方向上的笨 重性，并產(chǎn)生更緊湊且更輕的機(jī)器。壓縮機(jī)及壓縮機(jī)可集成于其中的機(jī)器的生產(chǎn)很大程度上取決于轉(zhuǎn)子和定子之間 存在的間隙，并且，所述間隙是氣體流動(dòng)中的能量損失的原因。傳統(tǒng)地，通過(guò)使氣體在預(yù)期 的溫度和流速下流通以便在徑向方向上在轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生差異(differential)熱膨 脹，來(lái)調(diào)節(jié)這些間隙。通常使用從壓縮機(jī)的一部分中獲得的空氣，以從其增壓中獲益，并使 其在管道或腔體中朝向差異熱膨脹可受控制的位置循環(huán)。根據(jù)在機(jī)器的每個(gè)運(yùn)行速度下需 要的間隙的校正，通過(guò)閥門，可調(diào)節(jié)流通氣體流速及其提供(相反，放出(draw off))的熱
fio然而，用于調(diào)節(jié)徑向間隙的系統(tǒng)應(yīng)用于傳統(tǒng)裝置中的定子。此外，這些裝置僅應(yīng)用 于軸向壓縮機(jī)。還存在用于轉(zhuǎn)子的通風(fēng)裝置，其中，來(lái)自定子的另一空氣流在穿入轉(zhuǎn)子的中心腔 體之前，與支撐轉(zhuǎn)子的徑向臂交叉。這些通風(fēng)裝置僅具有防止轉(zhuǎn)子過(guò)熱的目的。具體地，不 根據(jù)流速對(duì)其進(jìn)行控制，這不允許其進(jìn)行任何間隙調(diào)節(jié)。然而，應(yīng)提到以下專利法國(guó)專利2 698 667，其中，通過(guò)壓力的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向 離心壓縮機(jī)的推動(dòng)器的軸向間隙調(diào)節(jié)；還應(yīng)提到專利US-A-4687 412和DE-A-21 69 528， 其中，通過(guò)機(jī)械和靜力裝置(螺栓組件中的墊片或墊圈)來(lái)調(diào)節(jié)軸向間隙；還應(yīng)提到專利 FR-A-2 722 836，其中，通過(guò)由轉(zhuǎn)子的鄰接軸承的伺服控制致動(dòng)器所控制的軸向位移來(lái)調(diào) 節(jié)軸向間隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，通過(guò)差異熱膨脹實(shí)現(xiàn)軸向離心壓縮機(jī)的展開部分的軸向間隙的 控制以及其本質(zhì)上的軸向間隙的控制，之前沒有建議過(guò)這樣的技術(shù)方案。傳統(tǒng)通風(fēng)裝置的 使用將不會(huì)產(chǎn)生良好的結(jié)果，因?yàn)橐诳刂茐嚎s機(jī)第一部分的徑向間隙的同時(shí)控制軸向間 隙，這對(duì)于獲得令人滿意的結(jié)果來(lái)說(shuō)將是矛盾的。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的特征在于，其包括由流動(dòng)管路分隔的轉(zhuǎn)子和定子，并且，其 均具有圓柱形部分和展開部分，圓柱形部分與軸線同心并由徑向間隙間隔，展開部分沿著 軸線對(duì)齊并由軸向間隙間隔，其特征在于，所述壓縮機(jī)包括通風(fēng)路徑，其對(duì)軸向間隙進(jìn)行調(diào) 節(jié)、從定子處延伸直至轉(zhuǎn)子處并包括第一臂和第二臂，所述第一臂裝配有用于調(diào)節(jié)開口的 第一閥，所述第二臂裝配有熱交換器和用于調(diào)節(jié)開口的第二閥。
通過(guò)此裝置，可對(duì)軸向間隙進(jìn)行充分的調(diào)節(jié)，不會(huì)出現(xiàn)軸向間隙和徑向間隙之間 的任何調(diào)節(jié)矛盾，其原因?qū)⒃诤竺婷枋觥Ｓ捎趦蓚€(gè)臂均具有可調(diào)節(jié)的流量，且第二臂將溫度變化傳遞至所抽出的氣體以使 其流通，所以，此氣體的流速和溫度均是可調(diào)節(jié)的，這是建立間隙的充分調(diào)節(jié)以及充分通風(fēng) 所必需的。根據(jù)本發(fā)明的各種改進(jìn)，路徑的臂在與管路相鄰的定子的腔體中具有公共起點(diǎn)并 被供以相同的氣體實(shí)際上第二臂是第一臂的旁路。包括用以從中獲取氣體的單個(gè)源的裝 置得以簡(jiǎn)化，因?yàn)檩S向離心壓縮機(jī)較小，所以此簡(jiǎn)化更加明顯。熱交換器有利地對(duì)第二臂進(jìn)行冷卻，使得該裝置施加轉(zhuǎn)子的收縮。然后，典型操作 對(duì)應(yīng)于啟動(dòng)和加速時(shí)的更大間隙，其中，調(diào)節(jié)裝置在被施加的巡航速度下是不活動(dòng)的。事實(shí) 上，在最頻繁且由此主要使用燃料的巡航速度下使用該裝置是有利的，使得在那時(shí)可獲得 最顯著的節(jié)省。在具有更短持續(xù)時(shí)間的加速和啟動(dòng)速度下，更大的間隙是可接受的，同時(shí)， 間隙的全部消失可損壞壓縮機(jī)。此外，巡航速度被穩(wěn)定且良好地限定，使得該間隙為已知 的，從而比在不穩(wěn)定的操作條件期間具有更高的精度。熱交換器可包括第二臂的穿過(guò)定子的外腔體的一部分，這使其與更新鮮的空氣接 觸，并以特別簡(jiǎn)單的方式獲得熱交換器。


現(xiàn)在將結(jié)合以下附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的但是非限制性的實(shí)施方式圖1是壓縮機(jī)以及用于控制間隙的裝置的總體視圖；圖2是控制裝置的更詳細(xì)的視圖。
具體實(shí)施例方式軸向離心壓縮機(jī)包括轉(zhuǎn)子1和定子2，轉(zhuǎn)子1和定子2由用于氣流的管路3分隔。 轉(zhuǎn)子1和定子2中的每個(gè)均具有基本上圓柱形的軸向部分，分別為軸向部分4或軸向部分 5，以及具有展開的展開部分，分別為展開部分6或展開部分7。轉(zhuǎn)子1的部分6是推動(dòng)器。 展開部分6與展開部分7之間具有應(yīng)被調(diào)節(jié)的軸向間隙8。在靜止時(shí)(at rest)，軸向間隙 的值典型地是十分之幾毫米左右(例如，0. 7或0. 8mm)。定子2包括位于管路3周圍的腔體9。管道10伸入這些腔體中的一個(gè)中，并抽出 其一股氣體成分。然后，將管道10分成裝配有第一閥12的第一臂11和裝配有第二閥14 且裝配有熱交換器15的第二臂13。然后，臂11和13通過(guò)公共管道17結(jié)合在一起并且它 們的流動(dòng)終止于轉(zhuǎn)子1的腔體16中。然而，這不是必須的，此流動(dòng)可保持分離直至腔體16。 僅略述的控制系統(tǒng)18根據(jù)通過(guò)壓力、溫度、轉(zhuǎn)速傳感器等得知的機(jī)器的速度來(lái)控制閥12和 14的開口，所述傳感器測(cè)量各種點(diǎn)中的這些參數(shù)。因此，通過(guò)改變穿過(guò)熱交換器15的此 氣體的比例可影響提供給腔體16的氣體流速及其溫度。這樣做的結(jié)果是軸向間隙8的改 變，可將其減小十分之幾毫米(例如，0. 3或0. 4mm,其通過(guò)對(duì)之前的數(shù)值做減法而產(chǎn)生小于 0. 5mm的間隙，并且，這是完全可以接受的)。顯示臂11和13中的兩個(gè)流速的調(diào)節(jié)，以使從 臂11和13中提取的熱量改變足夠的程度。首先，用第一臂11來(lái)確保在機(jī)器的所有速度下 的通風(fēng)，其中，沒有實(shí)現(xiàn)(通過(guò)第二臂13的)明顯冷卻。此外，其允許將加熱氣體提供給轉(zhuǎn)子1，以在啟動(dòng)階段期間增加軸向間隙8，并確保安全的操作。根據(jù)先于壓縮機(jī)的實(shí)際操作 且已允許軸向間隙和其可能減少的值的確定的測(cè)試和測(cè)量，由控制系統(tǒng)18執(zhí)行控制。優(yōu)選 地，控制系統(tǒng)18在巡航速度下是起作用的，在該速度下，操作特性是穩(wěn)定且眾所周知的，間 隙也是同樣，使得可能將其減小至較低的值，不存在完全抑制它們或由于摩擦導(dǎo)致機(jī)器磨 損，或甚至由于例如鈦火(titanium fires)而更嚴(yán)重地?fù)p壞機(jī)器的任何危險(xiǎn)。應(yīng)給出一些說(shuō)明，以顯示該裝置的實(shí)用性。由定子2借助于與推動(dòng)器6相對(duì)的軸 承19支撐轉(zhuǎn)子1，并且，不管其軸向離心設(shè)計(jì)如何，轉(zhuǎn)子1在軸線X上比在徑向方向上延 伸得更多。因此，由流通氣體提供的與熱膨脹相關(guān)的位移在遠(yuǎn)離軸承19的位置中均更大， 即，特別是在推動(dòng)器6處。將轉(zhuǎn)子1的軸向部分4的軸向位移減小得更多，并且，無(wú)論如何 都是可接受的，因?yàn)槠鋬H稍微改變了固定葉片(vane) 20和移動(dòng)葉片21的臺(tái)架(stage)之 間的距離；并且，轉(zhuǎn)子1在徑向方向上的膨脹比在軸向方向上的小得多，具有百分之幾毫米 (0. 02mm或0. 03mm)等級(jí)的尺寸，小至其可能被忽略的程度?？稍诙ㄗ?中建立用于控制轉(zhuǎn) 子1的軸向部分4與定子2的軸向部分5之間的徑向距離的傳統(tǒng)系統(tǒng)，并可與本發(fā)明的裝 置無(wú)關(guān)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，如所提到的，一開始可將臂11和13分開并伸入到不同的腔體中，但是，意識(shí) 到可使用單個(gè)流通氣體源。用以從中獲得流通氣體的腔體9可以是直接圍繞定子2的內(nèi)層 22 (在管路3上)的腔體中的一個(gè)，并且，向旋塞23提供來(lái)自壓縮機(jī)的確定部分的壓縮空 氣。第二臂13可在外腔體M中延伸，外腔體M在腔體9與第二管路25 (該第二管路形成 定子2的外部)之間延伸。由于外腔體M更新鮮，使得通過(guò)第二臂13的空氣變得新鮮，無(wú) 需任何其它動(dòng)作，并且，由此用第二臂13的通過(guò)外腔體M的此部分形成熱交換器15。為 了更明顯地變得新鮮，將可能使第二臂13也通過(guò)第二管路25。默認(rèn)地，通過(guò)使其靠近一個(gè) 通氣口 26 (該通氣口沈從第二管路25對(duì)外腔體M供氣)來(lái)獲得明顯的變得新鮮的效果。 在更下游的地方，公共管道17可穿過(guò)支撐轉(zhuǎn)子1的徑向臂沈中的一個(gè)并在那里進(jìn)入轉(zhuǎn)子 的開口端。
權(quán)利要求
1.一種軸向離心壓縮機(jī)，包括由流動(dòng)管路C3)分隔的轉(zhuǎn)子(1)和定子0)，并且，所述 轉(zhuǎn)子(1)和定子( 中的每個(gè)均具有軸向部分(4，幻和展開部分(6，7)，所述軸向部分與軸 線(X)同心并且所述軸向部分由徑向間隙間隔，所述展開部分沿著所述軸線(X)對(duì)準(zhǔn)且所 述展開部分由軸向間隙(8)間隔，其特征在于，所述軸向離心壓縮機(jī)包括通風(fēng)路徑，所述通 風(fēng)路徑對(duì)軸向間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)、從所述定子向上延伸直至所述轉(zhuǎn)子處并包括第一臂(11)和 第二臂(13)，所述第一臂裝配有用于調(diào)節(jié)開口的第一閥(12)，所述第二臂裝配有熱交換器 (15)及用于調(diào)節(jié)開口的第二閥(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向離心壓縮機(jī)，其特征在于，所述臂在定子的與所述管路 ⑶相鄰的腔體(9)中具有公共起點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的軸向離心壓縮機(jī)，其特征在于，在所述熱交換器 (15)下游，所述第二臂(13)比所述第一臂更新鮮。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸向離心壓縮機(jī)，其特征在于，所述熱交換器包括所述第二 臂的穿過(guò)所述定子的外腔體04)的一部分。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸向離心壓縮機(jī)，其特征在于，所述第二閥設(shè)置 有控制裝置(18)，在所述壓縮機(jī)的穩(wěn)定巡航速度下，所述控制裝置(18)打開所述第二閥。
全文摘要
在軸向離心壓縮機(jī)中，其轉(zhuǎn)子包括推動(dòng)器(6)，通過(guò)包括兩個(gè)平行的臂(11，13)的路徑，用朝向轉(zhuǎn)子的特殊空氣流通來(lái)控制軸向間隙(8)，其中用相應(yīng)的管路(12，14)來(lái)控制這兩個(gè)臂的流速，此外，用熱交換器(15)調(diào)整這兩個(gè)臂中的一個(gè)的溫度。由此同時(shí)根據(jù)溫度和流速來(lái)控制流通空氣。
文檔編號(hào)F04D29/16GK102076974SQ200980125249
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者勞倫特·多納蒂安·貝哈格爾, 埃迪·斯特凡娜·喬爾·方塔爾, 本杰明·菲利普·皮埃爾·佩奧埃特 申請(qǐng)人:斯奈克瑪公司