專利名稱：用于渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)及其冷卻方法
用于渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)及其冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及依據(jù);f又利要求1前序部分所述的用于渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)及其 冷卻方法。
技術(shù)背景
在渦輪增壓機(jī)中，工作介質(zhì)尤其是空氣，通過(guò)壓縮機(jī)被壓縮以在內(nèi)燃機(jī)中 燃燒。此壓縮機(jī)與渦輪機(jī)連接，渦輪機(jī)通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的排氣來(lái)驅(qū)動(dòng)。
通過(guò)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)葉輪和容納該壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體或者工作介質(zhì)之 間產(chǎn)生的摩擦熱，但首先通過(guò)工作介質(zhì)的壓縮本身壓縮機(jī)葉輪出口產(chǎn)生高溫， 尤其是在壓縮機(jī)葉4侖出口 。因此能夠例如在四種氣體的一壓縮比下從室溫加熱 到超過(guò)200°C。
此高溫示出了壓縮機(jī)的巨大的熱應(yīng)力，尤其是在壓縮機(jī)葉4侖上，壓縮機(jī)葉 輪優(yōu)選采用輕金屬例如鋁合金制成，以保持較小的回轉(zhuǎn)質(zhì)量和因此出現(xiàn)的離心 力，可引起了松開(kāi)作用(Emfestigung)并由此降低了渦輪增壓機(jī)的壽命。同時(shí)，工 作介質(zhì)的溫度升高減少了內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的(氣體)注滿并惡化了效率。 因此，EP 0 518 026 Al教示了 一種壓縮機(jī)葉4侖后側(cè)的沖擊式空氣冷卻 (Prallluftkuehlung)，在其中冷空氣#皮導(dǎo)入壓縮才幾葉壽侖與壓縮機(jī)殼4本之間的徑向間 隙(Radialspalt)中，并且在那沖擊(beaufschlaegt)壓縮機(jī)葉4侖后側(cè)。除了這種直接冷 卻之外，WO 01/29426 Al教示了 一種間接冷卻，在其中，冷卻流體流動(dòng)通過(guò)壓 縮機(jī)殼體的靠近壓縮機(jī)葉輪的部分上的腔室，由此通過(guò)徑向間隙中的泄漏流以 及壓縮機(jī)殼體的部件將壓縮機(jī)葉4侖的熱量傳入冷卻流〗本中。
DE 20 2005 019 320 U 1涉及一種用高溫排氣沖擊的渦輪機(jī)，其較壓縮機(jī)通 常遭受更高的溫度，因此教示了采用具有熱保護(hù)層的葉片(Schaufel)。兩個(gè)教示可以使得葉片上出現(xiàn)的溫度各自在限定范圍內(nèi)降低。此外，已知 的EP 0518 026 Al和WO 01/29426 Al的冷卻需要供給大量的冷卻流體，以能夠 發(fā)散大量的熱量。
發(fā)明內(nèi)容
參照WO 01/29426 Al，本發(fā)明的任務(wù)是，使用用于渦4侖增壓機(jī)的壓縮機(jī)， 在其中，使用較少量的冷卻流體能夠降低壓縮工作介質(zhì)時(shí)壓縮機(jī)葉輪上出現(xiàn)的 溫度。為了解決該技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)權(quán)利要求l前序部分的壓縮機(jī)通過(guò)權(quán)利要求1 的特征部分進(jìn)一步被構(gòu)造。權(quán)力要求12提出了冷卻該壓縮機(jī)使之收到保護(hù)的方 法。
依據(jù)本發(fā)明，用于渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)葉輪，壓縮機(jī)葉輪可旋 轉(zhuǎn)地-波容納在壓縮機(jī)殼體中。優(yōu)選地，其涉及離心式壓縮機(jī)，在離心式壓縮機(jī) 中，軸向吸入的工作介質(zhì)通過(guò)壓縮機(jī)葉輪的葉片徑向向外加速，其后將其速度 轉(zhuǎn)化為壓力。此外可安裝有擴(kuò)散器。
壓縮機(jī)殼體的靠近壓縮機(jī)葉輪的部件，其優(yōu)選地通過(guò)徑向間隙與壓縮機(jī)葉 輪分隔，并設(shè)置在壓縮機(jī)葉輪的與工作流卩本的主流相遠(yuǎn)離的一側(cè)，被冷卻流體 流動(dòng)通過(guò)。冷卻流體直接或間接的冷卻了面向該部件的壓縮機(jī)葉輪的后側(cè)，從 中吸取了熱量。
本發(fā)明教示了，壓縮機(jī)葉輪另外至少部分地設(shè)有減少熱量輸入的涂層。由 此大體減小了壓縮機(jī)葉輪中被壓縮并由此升溫的工作介質(zhì)的熱量輸入，使此較 少量的冷卻流體已經(jīng)散發(fā)出足夠的熱量，保證壓縮機(jī)葉輪中出現(xiàn)的溫度不超出 允許的最高值。
較少冷卻流體量有利地只需要具有較小直徑和/或較小流速的流體管道。因 此依據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)能夠造得較小，因?yàn)閴嚎s機(jī)殼體內(nèi)的輸入管道和輸出管 道以及冷卻流體管道能夠設(shè)計(jì)得較小。能夠減少循環(huán)的冷卻流體的總量，也就 能夠使用較小的冷卻流體儲(chǔ)庫(kù)。此外，也能減小熱交換器的大小，在此熱交換 器中冷卻流體將從壓縮機(jī)傳輸出的熱量再次傳入周圍環(huán)境中。較小的體積流量(Volumenstrom)只需要較小的功率來(lái)使冷卻流體進(jìn)行循環(huán) 并且也提高了配備有本發(fā)明所涉及的壓縮機(jī)的馬達(dá)的效率，該效率與使用的冷 卻流體量相關(guān)。此冷卻流體量需要較少冷卻流體管道并提高了壓縮機(jī)的壽命。 在較低的流速情況下在前述的有利的熱交換器中的較長(zhǎng)停留也實(shí)現(xiàn)在使用了較 小熱交換器時(shí)釋放從壓縮機(jī)中獲的熱量。此熱量已經(jīng)通過(guò)減少熱量輸入的涂 層在任何情況下減少了。
因此在依據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)中能夠?qū)崿F(xiàn)，在冷卻流體中具有較小的體積流 量，壓縮機(jī)葉輪的溫度保持在較低范圍內(nèi)并由此延長(zhǎng)了壓縮機(jī)壽命。相反地， 減少熱量輸入的涂層僅減少了輸入的熱量，從而熱量能夠被冷卻流體散出。涂 層可以由經(jīng)濟(jì)的材料制成和/或可以制成較低強(qiáng)度，這有利地減小回轉(zhuǎn)質(zhì)量和降 低壓縮機(jī)葉輪上的離心力。
在壓縮機(jī)葉輪中 一 定的熱量輸入是有利的，因?yàn)橛纱私档土吮粔嚎s的工作 介質(zhì)的溫度和從而提高了內(nèi)燃機(jī)的容積效率(Fuellungsgrad)。通過(guò) 一 方面減少熱 量輸入的涂層和另外一方面冷卻流體的冷卻間合適的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了有利于內(nèi)燃 機(jī)的效率和對(duì)壓縮機(jī)壽命有矛"的熱量輸入之間的優(yōu)化壓縮。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，壓縮機(jī)葉輪包括壓縮機(jī)4侖轂(Verdichtemabe)和至少一 個(gè)壓縮機(jī)葉片(Verdichterschaufel)。壓縮機(jī)輪轂和/或壓縮機(jī)葉片能夠各自部分地 設(shè)有減少熱量輸入的涂層。其中在 一 特別優(yōu)選實(shí)施例中減少熱量輸入的涂層從 部分葉片組(Verdichterbeschaufelung)的進(jìn)口邊緣延伸至葉輪出口 。因?yàn)閴嚎s中出 現(xiàn)的熱量的主要部分，其為了避免壓縮機(jī)葉4侖過(guò)熱而必須4皮散出，直接在壓縮 機(jī)葉片組區(qū)域內(nèi)尤其是在葉輪出口附近產(chǎn)生。此外，冷卻流體不必尤其冷卻壓 縮機(jī)葉輪的區(qū)域，這樣由于此處存在高轉(zhuǎn)速能夠簡(jiǎn)化冷卻，尤其是簡(jiǎn)化直接沖 擊壓縮機(jī)葉|侖的冷卻流^本的流入和流出。
在一可選實(shí)施例中，整個(gè)旋轉(zhuǎn)的葉片組以及與工作介質(zhì)接觸的壓縮機(jī)葉4侖 的輪轂設(shè)有減少熱量輸入的涂層，能夠簡(jiǎn)化涂層的生產(chǎn)，這能夠例如通過(guò)浸浴 (Tauchbaeder)獲得。此外，能夠避免未涂層區(qū)域的局部熱峰值和實(shí)現(xiàn)在壓縮機(jī)葉
6輪內(nèi)均勻的溫度分布。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，減少熱量輸入的涂層然而僅構(gòu)造在面對(duì)從 壓縮;f幾的壓縮工作流的主流的壓縮機(jī)葉輪的表面上。由此 一 方面能夠減少來(lái)源 于被壓縮的工作介質(zhì)的主流的熱量進(jìn)入并且因此有利i也減少具有前述優(yōu)點(diǎn)的冷
卻流體量。另外一方面不妨礙壓縮機(jī)葉輪的熱量散發(fā)至靠近壓縮機(jī)殼體的部件。 同樣優(yōu)點(diǎn)還有，面對(duì)壓縮機(jī)殼體的部件的壓縮機(jī)葉輪的后側(cè)與冷卻流體沖擊從 而直接被冷卻，還有通過(guò)分開(kāi)壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼^f本的間隙中的介質(zhì)中的熱 量傳導(dǎo)，和從這些壓縮機(jī)殼體的部件的介質(zhì)以及流過(guò)的冷卻流體間接實(shí)現(xiàn)冷卻。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中減少熱量輸入的涂層包括陶瓷涂層，此陶瓷涂層根據(jù) 其硬度和熱傳遞系數(shù)尤其適合應(yīng)用于壓縮機(jī)中。通過(guò)熱噴涂來(lái)進(jìn)行陶瓷涂層， 這允許了具有較薄壁厚的均勻涂層的經(jīng)濟(jì)性的生產(chǎn)以及尤其是選出的葉片組的 部分區(qū)域的涂層。
陶瓷涂層已經(jīng)被證實(shí)為十分合適的，其包括氧化鋁和/或氧化鋯，尤其是釔
固一fl^匕4告(Ytttium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid)。 通常各自4乍為 "thermal barrier coating"或"heat barrier coating"熱障涂層而已知的涂層能夠#1應(yīng)用，此涂層能 夠減少熱量輸入進(jìn)壓縮機(jī)葉輪中，同樣尤其具有低的熱傳遞系數(shù)。與此相關(guān)EP 0 211 032 Bl的技術(shù)內(nèi)容也大j本描述了并完全包括該涂層。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中冷卻流體流過(guò)壓縮機(jī)殼體中的腔室并因此間接冷 卻壓縮機(jī)葉輪。因?yàn)橛纱税l(fā)散出壓縮機(jī)殼體上靠近壓縮機(jī)葉輪的部件的熱量。 由此在壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼體間的間隙中，尤其是在徑向間隙中的介質(zhì)被冷 卻，此冷卻流體冷卻了壓縮機(jī)葉輪的毗鄰后側(cè)。
尤其是壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼體間的徑向間隙能夠被進(jìn)入壓縮機(jī)葉輪和壓 縮機(jī)殼體間的工作介質(zhì)的泄漏流通過(guò)。沒(méi)有冷卻，壓縮機(jī)葉輪將受到熱的工作 介質(zhì)對(duì)其前端和后側(cè)的沖擊。在依據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)中， 一方面從泄漏流中自 身輸入的熱量通過(guò)壓縮機(jī)殼體中面向徑向間隙的部件4非出到冷卻流體，另外一 方面壓縮機(jī)葉4侖的熱量4非出到以此方式冷卻的泄漏流中并通過(guò)泄漏流4非出到冷卻流體。這里尤為有利的是，減少熱量輸入的涂層僅被設(shè)置在面向工作介質(zhì)主 流的壓縮機(jī)葉輪的前端，并且尤其從部分葉片組的進(jìn)口邊緣延伸至葉輪出口 ， 這是因?yàn)樵趶较蜷g隙的介質(zhì)中以及在冷卻流體中的熱量傳遞沒(méi)有減小，因此冷 卻沒(méi)有被沖擊。
腔室能在壓縮機(jī)殼體的部件的周向方向延伸，具有一個(gè)或多個(gè)輸入、輸出 管路。較冷的冷卻流體被導(dǎo)入圓周上分布的多個(gè)位置，較熱的冷卻流體被導(dǎo)出 圓周上分布的多個(gè)位置，從而能夠平均有效地冷卻壓縮機(jī)葉4侖。出于此目的， 腔室在輸入、輸出管路間能夠具有多個(gè)平行通道，以盡可能地吸收熱量。此外， 腔室具有渦流升高(turbulenzerhoehend)的幾何形狀，以提高冷卻流體流的渦流及 其熱吸收。
作為所述間接冷卻的補(bǔ)充的或者選擇，冷卻流體能夠?qū)霃较蜷g隙中，有 利的是在此處與壓縮機(jī)葉4侖的后側(cè)相遇，從其吸收熱量從而能夠直接冷卻。如 果工作介質(zhì)的泄漏流進(jìn)入徑向間隙中，那么徑向間隙中導(dǎo)入的冷卻流體與工作 介質(zhì)是相同的，其中有利的是冷卻流體在高壓下被導(dǎo)入并沖擊(prallen)壓縮機(jī)葉 輪的后側(cè)。
在壓縮機(jī)葉輪后側(cè)的冷卻流體吸收熱量之后，有利的是冷卻流體流至工作 流體的主流中并減小壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼4本之間的間隙中不期望的泄漏流。 這進(jìn)一步減少了導(dǎo)出的熱量及由此需要的冷卻流體量，因?yàn)閴嚎s機(jī)葉輪在后側(cè) 不再或者僅少量地被熱工作流沖擊。
有兩個(gè)冷卻原則共同;f皮應(yīng)用，間接冷卻的冷卻流4本和直^妻冷卻的冷卻流4本
中抽取。這有利的簡(jiǎn)化了冷卻流體的輸入和輸出管路。同樣也能應(yīng)用不同的冷 卻流。例如優(yōu)逸地從內(nèi)燃機(jī)的冷循環(huán)中抽取的水，當(dāng)空氣通過(guò)一單獨(dú)的輸入管 道流入壓縮機(jī)葉輪的后側(cè)期間，能夠流過(guò)壓縮機(jī)殼^f本中的腔室并由此間接冷卻 壓縮機(jī)葉輪。由此可以實(shí)現(xiàn)，在各種條件下，也就是i兌一方面壓縮機(jī)葉輪的流 入以及另 一方面通過(guò)熱傳導(dǎo)和對(duì)流的熱發(fā)散替換各自最合適的流體。尤其在所述間接冷卻的應(yīng)用中，壓縮機(jī)殼體的靠近徑向間隙的部件具有用 于熱傳導(dǎo)入冷卻流體的散熱片布置(Rippenanordnung)。由此有利地?cái)U(kuò)大了熱傳導(dǎo) 面積和提高了熱發(fā)散。在直接冷卻中這種散熱片布置有利地?cái)噭?dòng)了冷卻流體并 放大了其冷卻作用。
在 一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，壓縮機(jī)殼體的靠近徑向間隙的部件具有曲徑式密封 件(Labyrinthdichtung)以密封泄漏流。由此 一 方面在壓縮機(jī)殼體和在其中轉(zhuǎn)動(dòng)的 壓縮機(jī)葉輪間采用了低摩擦密封，這不但是低損耗和低維護(hù)的，尤其也是不產(chǎn) 生摩擦熱或僅產(chǎn)生低摩擦熱的，由此額外的貢獻(xiàn)在于，將壓縮機(jī)葉輪的溫度保 持在臨界范圍內(nèi)。另外一方面，曲徑式密封件也作為散熱片布置而作用，因此 提高了從徑向間隙中的介質(zhì)到壓縮機(jī)殼體的部件和進(jìn)入冷卻流體的熱量傳導(dǎo)。 因此曲徑式密封件能夠#1優(yōu)選地布置在冷卻流體流過(guò)的壓縮機(jī)殼4本的部件的區(qū) 域中。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)特征可以,人4又利要求書以及從本發(fā) 明的下述實(shí)施例中獲知，其中這里圖示了
圖1依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件的示意側(cè)視圖2為在圖1中相應(yīng)描述的本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件；
圖3為在圖1、 2中相應(yīng)描述的本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件；
圖4為在圖l一3中相應(yīng)描述的本發(fā)明的第四實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件。
具體實(shí)施方式
圖1示意地圖示了依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件的側(cè)視圖。壓 縮機(jī)包括壓縮機(jī)葉輪l,其在壓縮機(jī)殼體ll中可旋轉(zhuǎn)地安置并且通過(guò)徑向間隙 14與壓縮機(jī)殼體隔開(kāi)。多個(gè)周向方向上彎曲的壓縮機(jī)葉片12分布在壓縮機(jī)葉4侖 的輪轂圓周上，在圖l中只示出了一個(gè)。
壓縮機(jī)葉片12是具有由氧化鋁入12〇3制成的減少熱量輸入的涂層2,此涂層在實(shí)施例中從部分葉片組的進(jìn)氣邊緣13延伸至葉輪出口并且通過(guò)熱噴涂被涂 覆。雖然在圖l中不能被認(rèn)知，壓縮機(jī)輪轂的表面面積在該區(qū)域也設(shè)有涂層。
空氣在徑向和周向方向上被壓縮機(jī)葉片12加速，在隨后的擴(kuò)散器(未被示 出)內(nèi)減速并由此^皮壓縮。其中空氣首先在部分葉片組區(qū)域加熱，在部分葉片 組中空氣的能量通過(guò)加速被導(dǎo)入。其熱量部分地發(fā)散至壓縮機(jī)葉輪，其中與熱 量輸入成比例的溫差在部分葉片組的區(qū)域內(nèi)是最高的。通過(guò)減小熱量輸入的涂 層2的熱傳遞系數(shù)小于未被涂層的壓縮機(jī)葉輪的熱傳遞系數(shù)。由此，與熱傳遞 系數(shù)成比例的熱量輸入較小，從而壓縮空氣更少的總熱量傳遞給壓縮機(jī)葉輪。
為了排出壓縮機(jī)葉輪的部分熱量，在附圖1中所示的第一實(shí)施例中設(shè)有間 接冷卻。為此，壓縮機(jī)殼體11優(yōu)選地由兩部件構(gòu)成，其中面向徑向間隙14的 部件6和壓縮機(jī)殼體11的另外一個(gè)部件各具有凹槽(Ausspamng)，這些凹槽限定 了在共同連接狀態(tài)下的腔室4。其中面向徑向間隙l4的部件6螺紋連接在壓縮 機(jī)殼體11的另一部件上(未被示出)，腔室4通過(guò)密封圏5 ^4']徑向間隙14 而4皮密封。
通過(guò)輸入管if各3冷水從馬達(dá)冷卻循環(huán)流入腔室中，流過(guò)腔室并且通過(guò)輸出 管路(未被示出)再次從壓縮機(jī)殼體中排出。在這里，水從通過(guò)壓縮加熱的空 氣中獲耳又熱量，其從作為壓縮機(jī)葉4侖1和壓縮機(jī)殼體11間的泄漏流、沿著葉片 12的主流流入徑向間隙14。為了提高熱傳導(dǎo)，部件6在腔室4區(qū)域內(nèi)具有一排 散熱片布置7，散熱片擴(kuò)大了熱傳導(dǎo)的面積，另外能夠提高泄漏流的渦流及其通 過(guò)對(duì)流的熱傳導(dǎo)。接著被加熱的水在設(shè)在壓縮機(jī)外部的熱交換器(未被示出) 中再次被冷卻。
由此 一 方面纟皮壓縮以及由于壓縮凈皮加熱的泄漏流的空氣凈皮冷卻，并且因此 避免了面向徑向間隙14的壓縮機(jī)葉4侖1的后側(cè)的加熱。另外如此^皮冷卻的泄漏 流從壓縮機(jī)葉輪中吸收熱量并將熱量傳導(dǎo)給在腔室4中流過(guò)的水。由此壓縮機(jī) 葉輪1間接地通過(guò)在徑向間隙14中的空氣，散熱片布置7和流過(guò)腔室4的水被
冷卻o因?yàn)闇p少熱量輸入的涂層2已經(jīng)減小了從壓縮空氣導(dǎo)入壓縮機(jī)葉輪1中的 熱量，較少的流過(guò)腔室4的循環(huán)水的量就足夠從壓縮機(jī)葉輪中導(dǎo)出這些熱量， 使得壓縮機(jī)葉輪不會(huì)超過(guò)允許的例如200°C臨界溫度。由此腔室4、輸入管道3、 輸出管道和散熱片布置7能夠設(shè)計(jì)得較小。這樣減小了必要的水循環(huán)的功率以及將水中的熱量散發(fā)環(huán)境中的熱交換器的規(guī)格。圖2圖示了在圖1中相應(yīng)描述的依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件。下面僅將對(duì)與第一實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其余，尤其是相同的特征參 考前述說(shuō)明。在第二實(shí)施例中面向徑向間隙14的部件6與壓縮機(jī)葉輪1的后側(cè)組成曲徑 式密封件8。其中部件6與壓縮機(jī)殼體11的另 一部件在共同連接狀態(tài)下限定了 腔室4。這一方面減小了出自主流的熱壓縮空氣到徑向間隙14中的泄漏流，以 至壓縮機(jī)葉輪1的后側(cè)不再或4艮少被高溫空氣沖擊，有利地減少了對(duì)壓縮機(jī)葉 輪的熱輸入以及用于間接冷卻必須的冷卻流體量。另外，曲徑式布置8,其被構(gòu) 造在被水流過(guò)的腔室4區(qū)域中，如第一實(shí)施例中描述的冷卻散熱片布置7 —樣 起作用。圖3圖示了依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓縮機(jī)部件。下面再次僅對(duì)與前述 實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其余的特征參考前述說(shuō)明。在第三實(shí)施例中設(shè)有壓縮機(jī)葉輪l的直接冷卻。為此，壓縮機(jī)殼體ll的部 件6具有多個(gè)在周向方向上的分布的軸向孔10，其與腔室4相通，與第一第二 實(shí)施例不同的是其不具有輸出管路。冷空氣從未被示出的增壓空氣冷卻器中被 抽取，在超壓下通過(guò)輸入管路3導(dǎo)入腔室4,從腔室流過(guò)軸向孔10并沖擊在面 向徑向間隙14的壓縮機(jī)葉輪1的后側(cè)。在那冷空氣從壓縮機(jī)葉4侖吸收熱量并接 著流出徑向間隙進(jìn)入工作介質(zhì)的主流中。由此有利地是不僅壓縮機(jī)葉輪后側(cè)被 冷卻，而且同時(shí)減小了泄漏流對(duì)來(lái)自主流的熱壓縮氣4本的沖擊。因?yàn)樾手苯优c來(lái)自增壓空氣冷卻器的冷空氣的吸收相結(jié)合，通過(guò)減少經(jīng) 過(guò)本發(fā)明的涂層2的導(dǎo)出的熱量以及減小所必需的與之相連的冷空氣量，改善了壓縮機(jī)的效率。圖4圖示了依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的壓縮機(jī)的部件。下面再次僅對(duì)與前述實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其余的特征參考前述說(shuō)明。
不同于第三個(gè)實(shí)施例，根據(jù)第四實(shí)施例的壓縮機(jī)在腔室4區(qū)域中具有曲徑式密封件，曲徑式密封件減少了徑向間隙14中泄漏流的進(jìn)入(參第二實(shí)施例)。在該曲徑式密封件中，構(gòu)造有圓周分布地多個(gè)周向方向上延伸的槽9，槽與腔室4相通。如同第三實(shí)施例，冷空氣流過(guò)此槽，4妄著沖擊壓縮機(jī)葉專侖1的后側(cè)，壓縮機(jī)葉輪1的后側(cè);波冷卻并接著4皮導(dǎo)入到工作介質(zhì)的主流中。通過(guò)在壓縮機(jī)葉輪1和靠近壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體11的部件6上構(gòu)造的曲徑式密封件以及壓縮機(jī)葉輪l的旋轉(zhuǎn)，在此區(qū)域通過(guò)槽9離開(kāi)的流在冷空氣上攪動(dòng)，這提高了冷空氣和壓縮機(jī)葉4侖間的熱傳遞并由此有利地大大加強(qiáng)了冷卻，^吏在較少冷空氣量的情況下本發(fā)明涂覆的壓縮機(jī)葉輪的溫度被保持在允許的最高溫度例如200°C之下。冷空氣量的減少再次提高了壓縮機(jī)的效率。
權(quán)利要求
1.壓縮機(jī)，尤其是離心式壓縮機(jī)，用于具有壓縮機(jī)葉輪(1)的渦輪增壓機(jī)，其在壓縮機(jī)殼體(11)中能旋轉(zhuǎn)地被容納，其中靠近壓縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體的部件(6)被冷卻流體通過(guò)，其特征在于，壓縮機(jī)葉輪至少部分地具有減小熱量輸入的涂層(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮機(jī)葉輪包括壓縮機(jī)輪 轂和至少一個(gè)壓縮機(jī)葉片(12)，其中壓縮機(jī)輪轂和/或至少一個(gè)壓縮機(jī)葉片至 少部分地具有減少熱量輸入的涂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，其特征在于，減少熱量輸入的涂層僅僅 構(gòu)造在面對(duì);波壓縮機(jī)壓縮的工作流 <本的主流的壓縮機(jī)的表面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)，其特征在于，減少熱量輸入的涂層從部 分葉片組的進(jìn)口邊緣(13)延伸至葉輪出口。
5. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機(jī)，其特征在于，減少熱量輸入的涂 層包括陶瓷涂層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其特征在于，陶瓷涂層通過(guò)熱噴涂涂覆。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5 — 6任一所述的壓縮機(jī)，其特征在于，陶瓷涂層包括氧化 鋁和/或氧化鋯，尤其是釔固氧化鋯。
8. 4艮據(jù)前述任一^又利要求所迷的壓縮機(jī)，其特征在于，冷卻流體流過(guò)壓縮 機(jī)殼體中的腔室(4)。
9. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機(jī)，其特征在于，冷卻流體導(dǎo)入徑向 間隙中，該徑向間隙被構(gòu)造在壓縮機(jī)葉輪和壓縮機(jī)殼體之間。
10. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機(jī)，其特征在于，靠近壓縮機(jī)葉輪的 壓縮機(jī)殼體的部件(6)具有在冷卻流體中熱傳導(dǎo)的散熱片布置(7)。
11. 沖艮據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的壓縮機(jī)，其特征在于，靠近壓縮機(jī)葉輪的 壓縮機(jī)殼體的部件(6)具有密封泄漏流的曲徑式密封件(8)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所迷的壓縮機(jī)的冷卻方法，其特征在于，靠近壓 縮機(jī)葉輪的壓縮機(jī)殼體的部件被冷卻流體流過(guò)。
全文摘要
壓縮機(jī)，尤其是離心式壓縮機(jī)，用于具有壓縮機(jī)葉輪(1)的渦輪增壓機(jī)，其在壓縮機(jī)殼體中可旋轉(zhuǎn)地被容納，其中壓縮機(jī)殼體的靠近壓縮機(jī)葉輪的部件(6)被冷卻流體流動(dòng)通過(guò)。壓縮機(jī)葉輪至少部分地具有減小熱量輸入的涂層(2)。
文檔編號(hào)F02C6/12GK101631940SQ200780045671
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者F·沃德克, H·莫格爾, M·邁耶 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)歐洲股份公司