本發(fā)明涉及一種壓縮機，壓縮機具有能轉動地受到支承的壓縮機輪，其中，壓縮機輪具有徑向內部的流入?yún)^(qū)域和徑向外部的流出區(qū)域，其中，流入?yún)^(qū)域與流出區(qū)域經由流動通道連接，流動通道從流入?yún)^(qū)域延伸至流出區(qū)域，其中，流動通道在流出區(qū)域中形成流動出口，流動出口與壓縮機輪的轉動軸線間隔開地布置，其中，流動通道分別具有沿壓縮機輪的周向方向延伸的流動橫截面，其中，流動通道具有從流入?yún)^(qū)域延伸至流出區(qū)域的通道長度，并且其中，流動通道沿著通道長度具有最小的流動通道橫截面積。

背景技術：

1、由現(xiàn)有技術已知呈多種實施方式的壓縮機。ep?3?421?825?a1示出渦輪壓縮機的一示例。在渦輪壓縮機中使用壓縮機輪，該壓縮機輪保持在驅動軸上。為了產生高壓和高質量流，這些壓縮機實施成徑向壓縮機或離心式壓縮機。壓縮機輪在此沿軸線方向居中地在其流入?yún)^(qū)域處吸入待壓縮的空氣。吸入的空氣隨后經由流動入口進入流動通道中?？諝庠诹鲃油ǖ乐斜灰龑Р⑶以趬嚎s機輪旋轉時經由作用的離心力沿徑向向外輸送空氣。因此經壓縮的空氣在流動出口處離開流動通道。

2、對于特定的應用，此時可能需要提供一種壓縮機，該壓縮機適合產生高壓，但是同時僅提供小的質量流。

3、例如在根據(jù)本發(fā)明的應用中可能需要提供一種壓縮機，該壓縮機以非常小的質量流(例如在1-10g/s之間的范圍中)輸送流體，同時壓力比高(在流出區(qū)域中的壓力和流入?yún)^(qū)域中的壓力之間的壓差在大于2bar的范圍中)。這些非常特殊的要求可由根據(jù)本發(fā)明的壓縮機的應用中得出，在該應用中環(huán)境空氣被壓縮，以便將其提供給以壓縮空氣運行的用于雷達傳感器的清潔系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明這種清潔系統(tǒng)例如可使用在具有雷達傳感器的自動駕駛車輛中。

4、與渦輪壓縮機相關聯(lián)，通過在壓縮機輪的流動出口處的相應的圓周速度可實現(xiàn)所要求的壓力比。由于驅動器的轉速限制在(例如借助電動馬達)驅動壓縮機輪的大約100000u/min，實現(xiàn)高的壓力比是一種挑戰(zhàn)。因此，僅通過大的壓縮機輪出口直徑就可實現(xiàn)為此所需的圓周速度。這引起具有非常低的直徑特定的生產率的設計。渦輪壓縮機的直徑特定的生產率主要由葉片、轉子套筒和殼體輪廓之間的流動橫截面決定，并且只能通過設計有限地改變。當設計非常低的直徑特定的生產率時，通道橫截面的尺寸必須相應小。這在極端設計中導致葉片高度與在壓縮機葉輪和殼體之間的間隙高度之間的比率不利。

5、最終，通道高度不能低于間隙高度。如果在極限情況下，通道高度與間隙高度相對應，則將不再留有空間用于轉子葉片并且壓縮機將無法再發(fā)揮其功能。如果在這種假設情況下的直徑特定的生產率仍然始終大于要求，則在技術上無法進行相應的渦輪壓縮機的設計。即使在所描述的極限情況之前，通過減小葉片高度也實現(xiàn)非常不利的表面積與體積的比。這導致由于邊界層，幾乎沒有自由的流動橫截面，由此無法實現(xiàn)技術上合理的設計。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種壓縮機，壓縮機具有非常小的直徑特定的生產率，但是仍實現(xiàn)了高的壓力比并且具有穩(wěn)定的運行性能。

2、該目的通過以下方式實現(xiàn)，流動出口與壓縮機輪的轉動軸線間隔最遠的距離形成用于計算圓面積的半徑，并且壓縮機輪的所有流動通道的最小流動通道橫截面積的總和相對于該圓面積小于0.01，優(yōu)選小于0.008。

3、換句話說，即

4、優(yōu)選地<0.008。

5、與已知的渦輪壓縮機相比，在根據(jù)本發(fā)明的方案中由于實施流動通道對流過壓縮機輪的流量進行限制。在此僅少量的質量流被輸送，但是同時徑向壓縮機所使用的壓縮機原理保持不變，從而實現(xiàn)期望的高壓力比。

6、通過使流動出口與轉動軸線間隔開可調整壓縮比例的大小。通過調整流動通道(在其數(shù)量和其橫截面積方面)調整生產率。因此實現(xiàn)壓縮機在兩個重要維度(生產率和壓力比)中的可變化性。在此，壓縮機能運行可靠地穩(wěn)定地運行。壓縮機的穩(wěn)定運行的特征在于，工作點處于兩個工作極限(喘振和堵塞極限)內。

7、例如根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)方案可提供壓縮機，利用該壓縮機可以實現(xiàn)無量綱的轉速特征值σ在0.01至0.05之間的范圍內，優(yōu)選地在0.01至0.03之間，其中σ根據(jù)以下公式計算：

8、

9、在此適用以下規(guī)定：

10、δp＝流出區(qū)域中的壓力與流入?yún)^(qū)域中的壓力之間的壓差

11、ρ＝輸送流體的密度

12、v＝輸送流體的體積流量。

13、附加地或替代地，例如根據(jù)本發(fā)明的實現(xiàn)方案可提供壓縮機，通過該壓縮機可實現(xiàn)無量綱的直徑特征值δ在20至100之間，優(yōu)選地在20至70之間的范圍內，其中δ根據(jù)以下公式計算：

14、

15、在此適用以下規(guī)定：

16、δp＝流出區(qū)域中的壓力與流入?yún)^(qū)域中的壓力之間的壓差

17、ρ＝輸送流體的密度

18、v＝輸送流體的體積流量。

19、這種無量綱的轉速和/或直徑特征值可產生現(xiàn)有技術中未知的全新工作機器。

20、根據(jù)本發(fā)明的可能的變體可規(guī)定，壓縮機輪占據(jù)的體積至少是流動通道的通道體積的總和的3倍大，和/或壓縮機輪的流動出口或流動出口的至少一部分的最大開口尺寸沿周向方向在10°的最大中心角上延伸。

21、在此，壓縮機輪的體積由壓縮機輪的外輪廓確定，其中壓縮機輪內的內部空穴、例如凹部或空腔保持不被考慮在內。

22、工作輪的體積是壓縮機輪的流動通道的體積總和的多倍大。通過調整壓縮機輪的外直徑可以調整壓縮比的大小。通過調整流動通道(在其數(shù)量和其橫截面積方面)調整生產率。因此實現(xiàn)壓縮機在兩個重要維度(生產率和壓力比)中的可變化性。

23、優(yōu)選地，壓縮機輪所占據(jù)的體積可以是流動通道的通道體積的總和的至少6倍，優(yōu)選地至少8倍，和/或壓縮機輪的流動出口或流動出口的至少一部分的最大開口尺寸在周向方向上在0.5°至10°的最大中心角，優(yōu)選地在1°至7°的最大中心角上延伸，和/或壓縮機輪的流動通道的流動入口或流動入口的至少一部分的最大開口尺寸在周向方向上在3°至20°的最大中心角，優(yōu)選地在6°至14°的最大中心角上延伸。這些設計特別適合傳感器表面的有效清潔。

24、根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的變體可規(guī)定，至少一部分流動通道至少局部地構造成周向閉合的空穴。與已知的渦輪壓縮機相對，在該實現(xiàn)方案中沒有使用葉片。因此，在該實現(xiàn)方案中不存在可能的葉片高度和必要的間隙之間的極限情況。相反，決定生產率的橫截面積可以通過調整空穴的橫截面積和調整空穴的數(shù)量來調整。

25、本發(fā)明的優(yōu)選的變體可設計為，至少一部分流動通道的流動橫截面積的尺寸在通道長度方向上至少局部不改變。這種壓縮機輪的設計可以簡單完成。優(yōu)選地可以在此規(guī)定，至少一部分流動通道在流動入口和流動出口之間的區(qū)域中具有圓柱形的孔的形狀。例如，可以簡單地在壓縮機輪上鉆出孔。所述孔在此可以沿徑向延伸，或者也可以沿壓縮機輪的轉動方向或與轉動方向相反傾斜地延伸。

26、在本發(fā)明中也可想到，至少一部分流動通道的流動橫截面的尺寸在通道長度的方向上至少部分地改變。由此可以進一步影響通過流動通道的流量，特別是在給定轉速下產生的壓力比。

27、優(yōu)選地可規(guī)定，在至少一部分流動通道中在流動入口和流動出口之間的區(qū)域中的流動橫截面沿徑向方向向外收窄。由此可有效地補償流動通道中輸送的流體的密度增加。

28、根據(jù)本發(fā)明的壓縮機可設計成，至少一部分流動通道的流動出口相對于流動入口在周向方向上和/或軸線方向上錯開地布置。由此可調整壓縮機輪的流動入口處的錯誤來流以及流動出口處的流出角度，從而影響壓縮機，例如在運行穩(wěn)定性和壓力大小方面影響壓縮機。這可以額外地或附加地通過使至少一部分流動通道在流動入口和流動出口之間的區(qū)域中沿周向方向彎曲地延伸來改進。

29、沿軸線方向錯開可使壓縮機輪結構空間優(yōu)化地設計。

30、如果至少一部分流動通道形成在兩個彼此連接的構件之間的區(qū)域中，此時也可簡單地實現(xiàn)復雜的流動通道走向。特別優(yōu)選地，在此規(guī)定，其中一個構件具有在通道長度的方向上延伸的凹槽，凹槽對流動通道界定并且另一構件至少局部地使凹槽完整或遮蓋凹槽。凹槽可以期望的形狀簡單地加工、例如銑削到構件中。

31、根據(jù)本發(fā)明的可能的變體可規(guī)定，至少一個流動通道在流動入口處和/或流動出口處的橫截面積至少為0.5mm2并且最大為15mm2，優(yōu)選至少1mm2并且最大5mm2，以實現(xiàn)期望的輸送效果。

32、本發(fā)明的目的還通過尤其用于陸地車輛或船舶或飛機的組件實現(xiàn)，組件具有光學傳感器、尤其雷達傳感器和根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的壓縮機，其中，在壓縮機輪和傳感器之間布置有通道連接部，從而將通過壓縮機輪壓縮的流體、尤其空氣引導至傳感器的表面以用于清潔。