CN103206389A - 多级制冷压缩机及其中间补气结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多级制冷压缩机的中间补气结构，包括：补气机构，补气机构包括第一进气通道、第二进气通道、混合腔；第一进气通道和第二进气通道分别与混合腔的第一端连通；第一进气通道与多级制冷压缩机的经济器连接；第二进气通道与多级制冷压缩机的一个叶轮的出口连接，混合腔的第二端与该一个叶轮的下一级叶轮的进口连接；第一进气通道与混合腔之间的气流入射夹角为30～90°。本发明通过补气流道设计将经济器中闪发得来的低温制冷剂蒸汽与来自某一级叶轮的高温制冷剂蒸汽充分混合均匀，从而降低了进入该某一级叶轮的下一级叶轮的进气温度，提高了压缩机效率。

Description

多级制冷压缩机及其中间补气结构
技术领域
本发明涉及制冷压缩机领域，更具体地，涉及一种多级制冷压缩机及其中间补气结构。
背景技术
现有技术中的制冷压缩机(特别是离心制冷压缩机)为了达到较高的压比，通常采用两级以上的叶轮。进一步，为了提高循环效率，通常采用带经济器的循环方式。在循环中，制冷剂的压缩过程被分成两个阶段进行(以两级叶轮为例)：首先，来自蒸发器的低压制冷剂蒸汽通过第一级叶轮压缩到中间压力；然后，蒸汽被从经济器闪发得到低温制冷剂蒸汽冷却，然后进入下一级叶轮中进行进一步压缩直至达到冷凝压力，最后排入冷凝器。在现有技术中的循环方式中，通常是将闪发得到低温制冷剂蒸汽直接引入主要流道以对高温制冷剂蒸汽进行冷却，但这样会对该下一级叶轮入口的气流均匀性造成不利影响，引起该下一级叶轮内部的流动不均匀现象，容易发生喘振，且会造成压缩机效率不高的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种多级制冷压缩机及其中间补气结构，以解决现有技术的多级制冷压缩机的次级叶轮内部的制冷剂蒸汽流动不均匀现象及压缩机效率低的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种多级制冷压缩机的中间补气结构，包括：补气机构，补气机构包括第一进气通道、第二进气通道、混合腔；第一进气通道和第二进气通道分别与混合腔的第一端连通；第一进气通道与多级制冷压缩机的经济器连接；第二进气通道与多级制冷压缩机的一个叶轮的出口连接，混合腔的第二端与该一个叶轮的下一级叶轮的进口连接；第一进气通道与混合腔之间的气流入射夹角为30～90°。
进一步地，补气机构设置在该一个叶轮与下一级叶轮之间的位置。
进一步地，补气机构包括回流器和与回流器相配合的环形的嵌入部；在回流器与嵌入部之间形成间隙，第二进气通道和混合腔依次形成在间隙内。
进一步地，第一进气通道设置在嵌入部上。
进一步地，第一进气通道是环状的。
进一步地，第一进气通道的截面面积沿朝向混合腔的方向递减。
进一步地，第一进气通道的出口部具有环状间隙，第一进气通道与混合腔通过环状间隙连通。
进一步地，第一进气通道的内壁为流线型，第一进气通道包括一个沿直线延伸的入口部、一个沿曲线延伸的出口部以及一个连接入口部和出口部的弯折部。
进一步地，第一进气通道与经济器通过管路连接，在管路上设置有调节阀。
进一步地，气流入射夹角为60～70°。
根据本发明的另一个方面，提供了一种多级制冷压缩机，其包括多级叶轮，在至少一处相邻的两级叶轮之间设置有上述的中间补气结构。
本发明通过补气流道设计将经济器中闪发得来的低温制冷剂蒸汽与来自某一级叶轮的高温制冷剂蒸汽充分混合均匀，从而降低了进入该某一级叶轮的下一级叶轮的进气温度，并提高了压缩机效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明的结构示意图。
图中附图标记：1、经济器；2、调节阀；3、下一级叶轮；4、补气机构；5、叶轮；41、嵌入部；42、回流器；43、第二进气通道；44、混合腔；46、间隙；411、第一壁；412、第二壁；413、第一进气通道；414、出口部；415、入口部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的一个方面，本发明提供了一种多级制冷压缩机的中间补气结构。如图1所示，该中间补气结构包括：补气机构4，补气机构4包括第一进气通道413、第二进气通道43、混合腔44；其中，第一进气通道413和第二进气通道43分别与混合腔44的第一端连通；第一进气通道413与多级制冷压缩机的经济器1连接；第二进气通道43与多级制冷压缩机的一个叶轮5的出口连接，混合腔44的第二端与该一个叶轮5的下一级叶轮3的进口连接。第一进气通道413与混合腔44之间的气流入射夹角A为30～90°，优选地，是60～70°。如图1所示，在补气机构4的一侧设置有多级制冷压缩机的某一级叶轮5，在补气机构4的另一侧设置有该某一级叶轮5的下一级叶轮3，即补气机构4设置在两级叶轮之间，因此为保证有足够的安装空间，可能需要稍微增大两级叶轮之间的轴向距离。由于第一进气通道413(特别是该第一进气通道413为环形腔体时)具有较大的通流面积，因而可有效降低来流的流速，使来流在第一进气通道413内的流动、压力分布趋于均匀，从而避免对混合腔44内混合后的制冷剂蒸汽的均匀流动造成不利影响。因此，该中间补气结构可将经济器中闪发得来的低温制冷剂蒸汽与来自该某一级叶轮的高温制冷剂蒸汽充分混合均匀，从而降低了进入该下一级叶轮的进气温度，并提高压缩机效率(可将压缩机效率提高5％左右)。特别地，本发明中的补气结构可适用于双级或多级压缩机(特别是多级离心压缩机)。
如图1所示，优选地，补气机构4包括回流器42和与回流器42相配合的环形的嵌入部41(优选地，该环形是360°的)；在回流器42与嵌入部41之间形成间隙46，第二进气通道43、混合腔44依次形成在间隙46内。优选地，第一进气通道413设置在嵌入部41上，从而使得嵌入部41被第一进气通道413分隔为第一壁411和第二壁412，在第一壁411和第二壁412之间形成该第一进气通道413。优选地，第一进气通道413的内壁为流线型，第一进气通道413包括一个沿直线延伸的入口部415、一个沿曲线延伸的出口部414以及一个连接入口部415和出口部的弯折部；特别地，第一进气通道413的截面面积沿朝向混合腔44的方向递减，进一步，第一进气通道413是环状的。优选地，所述流线型采用流体分析软件分析设计，采用流线型的内壁可规范流体的流动速度和方向，使经济器中闪发得来的低温制冷剂蒸汽以较小的入流角度流入混合腔44，从而减小了低温制冷剂蒸汽和高温制冷剂蒸汽在混合时的冲击损失。通过上述合理的流道设计，能够达到均匀补气及降低能耗损失的目的。
使用时，可先将嵌入部41置于回流器42的一侧，然后再将上述下一级叶轮3与回流器42结合起来，从而将嵌入部41安装到回流器42与上述下一级叶轮3之间。
优选地，第一进气通道413的出口部414具有环状间隙，第一进气通道413与混合腔44通过环状间隙连通，由于采用了较窄的环状间隙，因而能够提高流体的流动速度，使流体的流动变更更加均匀。如图1所示，经济器1中闪发得来的低温制冷剂蒸汽由第一进气通道413的入口部415进入第一进气通道413中，同时，来自该某一级叶轮5的高温制冷剂蒸汽由第二进气通道43进入补气机构4，随后低温制冷剂蒸汽和高温制冷剂蒸汽在混合腔44的第一端处混合，然后经由混合腔44的第二端入该下一级叶轮3。
优选地，第一进气通道413与经济器1通过管路连接，在该管路上设置有调节阀2，其用于控制进入中间补气结构的来自经济器的低温制冷剂蒸汽的流量，从而控制下一级叶轮3的叶轮的进气温度，以适应设计要求。优选的，调节阀2是电子膨胀阀。
作为本发明的另一个方面，本发明提供了一种多级制冷压缩机，其包括多级叶轮，在至少一处相邻的两级叶轮之间设置有上述各实施例中的中间补气结构。
本发明将经济器中闪发得来的低温制冷剂蒸汽与来自某一级叶轮的高温制冷剂蒸汽充分混合均匀，从而降低了进入该某一级叶轮的下一级叶轮的进气温度，并提高压缩机效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多级制冷压缩机的中间补气结构，其特征在于，包括：
补气机构(4)，所述补气机构(4)包括第一进气通道(413)、第二进气通道(43)、混合腔(44)；
所述第一进气通道(413)和第二进气通道(43)分别与所述混合腔(44)的第一端连通；
所述第一进气通道(413)与所述多级制冷压缩机的经济器(1)连接；所述第二进气通道(43)与所述多级制冷压缩机的一个叶轮(5)的出口连接，所述混合腔(44)的第二端与该所述一个叶轮(5)的下一级叶轮(3)的进口连接；
所述第一进气通道(413)与所述混合腔(44)之间的气流入射夹角(A)为30～90°。
2.根据权利要求1所述的中间补气结构，其特征在于，所述补气机构(4)设置在该所述一个叶轮(5)与所述下一级叶轮(3)之间的位置。
3.根据权利要求1所述的中间补气结构，其特征在于，所述补气机构(4)包括回流器(42)和与所述回流器(42)相配合的环形的嵌入部(41)；在所述回流器(42)与嵌入部(41)之间形成间隙(46)，所述第二进气通道(43)和混合腔(44)依次形成在所述间隙(46)内。
4.根据权利要求3所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)设置在所述嵌入部(41)上。
5.根据权利要求3所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)是环状的。
6.根据权利要求3所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)的截面面积沿朝向所述混合腔(44)的方向递减。
7.根据权利要求3所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)的出口部(414)具有环状间隙，所述第一进气通道(413)与所述混合腔(44)通过所述环状间隙连通。
8.根据权利要求3所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)的内壁为流线型，所述第一进气通道(413)包括一个沿直线延伸的入口部(415)、一个沿曲线延伸的出口部(414)以及一个连接所述入口部(415)和出口部(414)的弯折部。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的中间补气结构，其特征在于，所述第一进气通道(413)与所述经济器(1)通过管路连接，在所述管路上设置有调节阀(2)。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的中间补气结构，其特征在于，所述气流入射夹角(A)为60～70°。
11.一种多级制冷压缩机，其包括多级叶轮，其特征在于，在至少一处相邻的两级所述叶轮之间设置有权利要求1-10中任一项所述的中间补气结构。
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