多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)榮譽(yù)表彰

2018年12月20日，《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。 2100433B

作為《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》的一個方面，《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》提供一種多級制冷壓縮機(jī)的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)包括：補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4包括第一進(jìn)氣通道413、第二進(jìn)氣通道43、混合腔44；其中，第一進(jìn)氣通道413和第二進(jìn)氣通道43分別與混合腔44的第一端連通；第一進(jìn)氣通道413與多級制冷壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)器1連接；第二進(jìn)氣通道43與多級制冷壓縮機(jī)的一個葉輪5的出口連接，混合腔44的第二端與該一個葉輪5的下一級葉輪3的進(jìn)口連接。如圖1所示，在補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4的一側(cè)設(shè)置有多級制冷壓縮機(jī)的某一級葉輪5，在補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4的另一側(cè)設(shè)置有該某一級葉輪5的下一級葉輪3，即補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4設(shè)置在兩級葉輪之間，因此為保證有足夠的安裝空間，可能需要稍微增大兩級葉輪之間的軸向距離。由于第一進(jìn)氣通道413（特別是該第一進(jìn)氣通道413為環(huán)形腔體時）具有較大的通流面積，因而可有效降低來流的流速，使來流在第一進(jìn)氣通道內(nèi)的流動、壓力分布趨于均勻，從而避免對混合腔44內(nèi)混合后的制冷劑蒸汽的均勻流動造成不利影響。因此，該中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)可將經(jīng)濟(jì)器中閃發(fā)得來的低溫制冷劑蒸汽與來自該某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進(jìn)入該下一級葉輪的進(jìn)氣溫度，并提高壓縮機(jī)效率（可將壓縮機(jī)效率提高5％左右）。特別地，《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》中的補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)可適用于雙極或多級壓縮機(jī)（特別是多級離心壓縮機(jī)）。

如圖1所示，優(yōu)選地，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4包括擴(kuò)流器42和環(huán)形的嵌入部41；擴(kuò)流器42包括環(huán)形擴(kuò)流槽，嵌入部41的至少一部分置于環(huán)形擴(kuò)流槽中，在擴(kuò)流器42與嵌入部41之間形成間隙46，第二進(jìn)氣通道43、混合腔44依次形成在間隙46內(nèi)。優(yōu)選地，第一進(jìn)氣通道413設(shè)置在嵌入部41上，從而使得嵌入部41被第一進(jìn)氣通道413分隔為第一壁411和第二壁412，在第一壁411和第二壁412之間形成該第一進(jìn)氣通道413。優(yōu)選地，第一進(jìn)氣通道413的內(nèi)壁為流線型，第一進(jìn)氣通道413包括一個沿直線延伸的入口部415、一個沿曲線延伸的出口部414以及一個連接入口部415和出口部的彎折部；特別地，第一進(jìn)氣通道413的截面面積沿朝向混合腔44的方向遞減，進(jìn)一步，第一進(jìn)氣通道413是環(huán)狀的。優(yōu)選地，所述流線型采用流體分析軟件分析設(shè)計，采用流線型的內(nèi)壁可規(guī)范流體的流動速度和方向，使經(jīng)濟(jì)器中閃發(fā)得來的低溫制冷劑蒸汽以較小的入流角度流入混合腔44，從而減小了低溫制冷劑蒸汽和高溫制冷劑蒸汽在混合時的沖擊損失。通過上述合理的流道設(shè)計，能夠達(dá)到均勻補(bǔ)氣及降低能耗損失的目的。

使用時，可先將嵌入部41置于擴(kuò)流器42的一側(cè)，然后再將上述下一級葉輪3與擴(kuò)流器42結(jié)合起來，從而將嵌入部41安裝到擴(kuò)流器42的環(huán)形擴(kuò)流槽中。

優(yōu)選地，第一進(jìn)氣通道413的出口部414具有環(huán)狀間隙，第一進(jìn)氣通道413與混合腔44通過環(huán)狀間隙連通，由于采用了較窄的環(huán)狀間隙，因而能夠提高流體的流動速度，使流體的流動變更更加均勻。如圖1所示，經(jīng)濟(jì)器1中閃發(fā)得來的低溫制冷劑蒸汽由第一進(jìn)氣通道413的入口部415進(jìn)入第一進(jìn)氣通道413中，同時，來自該某一級葉輪5的高溫制冷劑蒸汽由第二進(jìn)氣通道43進(jìn)入補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)4，隨后低溫制冷劑蒸汽和高溫制冷劑蒸汽在混合腔44的第一端處混合，然后經(jīng)由混合腔44的第二端入該下一級葉輪3。

優(yōu)選地，第一進(jìn)氣通道413與經(jīng)濟(jì)器1通過管路連接，在該管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥2，其用于控制進(jìn)入中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)的來自經(jīng)濟(jì)器的低溫制冷劑蒸汽的流量，從而控制下一級葉輪3的葉輪的進(jìn)氣溫度，以適應(yīng)設(shè)計要求。

作為《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》的另一個方面，《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》提供一種多級制冷壓縮機(jī)，其包括多級葉輪，在至少一處相鄰的兩級葉輪之間設(shè)置有上述各實(shí)施例中的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)。

《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》將經(jīng)濟(jì)器中閃發(fā)得來的低溫制冷劑蒸汽與來自某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進(jìn)入該某一級葉輪的下一級葉輪的進(jìn)氣溫度，并提高壓縮機(jī)效率。

1.一種多級制冷壓縮機(jī)的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)（4），所述補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)（4）包括第一進(jìn)氣通道（413）、第二進(jìn)氣通道（43）、混合腔（44）；所述第一進(jìn)氣通道（413）和第二進(jìn)氣通道（43）分別與所述混合腔（44）的第一端連通；所述第一進(jìn)氣通道（413）與所述多級制冷壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)器（1）連接；所述第二進(jìn)氣通道（43）與所述多級制冷壓縮機(jī)的一個葉輪（5）的出口連接，所述混合腔（44）的第二端與該所述一個葉輪（5）的下一級葉輪（3）的進(jìn)口連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)（4）設(shè)置在該所述一個葉輪（5）與所述下一級葉輪（3）之間的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)（4）包括擴(kuò)流器（42）和環(huán)形的嵌入部（41）；所述擴(kuò)流器（42）包括環(huán)形擴(kuò)流槽，所述嵌入部（41）的至少一部分置于所述環(huán)形擴(kuò)流槽中，在所述擴(kuò)流器（42）與嵌入部（41）之間形成間隙（46），所述第二進(jìn)氣通道（43）和混合腔（44）依次形成在所述間隙（46）內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）設(shè)置在所述嵌入部（41）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）是環(huán)狀的。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）的截面面積沿朝向所述混合腔（44）的方向遞減。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）的出口部（414）具有環(huán)狀間隙，所述第一進(jìn)氣通道（413）與所述混合腔（44）通過所述環(huán)狀間隙連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）的內(nèi)壁為流線型，所述第一進(jìn)氣通道（413）包括一個沿直線延伸的入口部（415）、一個沿曲線延伸的出口部（414）以及一個連接所述入口部（415）和出口部（414）的彎折部。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一進(jìn)氣通道（413）與所述經(jīng)濟(jì)器（1）通過管路連接，在所述管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥（2）。

10.一種多級制冷壓縮機(jī)，其包括多級葉輪，其特征在于，在至少一處相鄰的兩級所述葉輪之間設(shè)置有權(quán)利要求1-9中任一項所述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)。

《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》涉及制冷壓縮機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)。

圖1示意性示出了《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》的結(jié)構(gòu)示意圖。

多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)專利目的

《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》旨在提供一種多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，以解決多級制冷壓縮機(jī)的次級葉輪內(nèi)部的制冷劑蒸汽流動不均勻現(xiàn)象及壓縮機(jī)效率低的問題。

多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

根據(jù)《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》的一個方面，提供了一種多級制冷壓縮機(jī)的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)，包括：補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)包括第一進(jìn)氣通道、第二進(jìn)氣通道、混合腔；第一進(jìn)氣通道和第二進(jìn)氣通道分別與混合腔的第一端連通；第一進(jìn)氣通道與多級制冷壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)器連接；第二進(jìn)氣通道與多級制冷壓縮機(jī)的一個葉輪的出口連接，混合腔的第二端與該一個葉輪的下一級葉輪的進(jìn)口連接。

進(jìn)一步地，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)設(shè)置在該一個葉輪與下一級葉輪之間的位置。

進(jìn)一步地，補(bǔ)氣機(jī)構(gòu)包括擴(kuò)流器和環(huán)形的嵌入部；擴(kuò)流器包括環(huán)形擴(kuò)流槽，嵌入部的至少一部分置于環(huán)形擴(kuò)流槽中，在擴(kuò)流器與嵌入部之間形成間隙，第二進(jìn)氣通道和混合腔依次形成在間隙內(nèi)。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道設(shè)置在嵌入部上。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道是環(huán)狀的。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道的截面面積沿朝向混合腔的方向遞減。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道的出口部具有環(huán)狀間隙，第一進(jìn)氣通道與混合腔通過環(huán)狀間隙連通。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道的內(nèi)壁為流線型，第一進(jìn)氣通道包括一個沿直線延伸的入口部、一個沿曲線延伸的出口部以及一個連接入口部和出口部的彎折部。

進(jìn)一步地，第一進(jìn)氣通道與經(jīng)濟(jì)器通過管路連接，在管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。

根據(jù)《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》的一個方面，提供了一種多級制冷壓縮機(jī)，其包括多級葉輪，在至少一處相鄰的兩級葉輪之間設(shè)置有上述的中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)。

多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)改善效果

《多級制冷壓縮機(jī)及其中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)》將經(jīng)濟(jì)器中閃發(fā)得來的低溫制冷劑蒸汽與來自某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進(jìn)入該某一級葉輪的下一級葉輪的進(jìn)氣溫度，并提高壓縮機(jī)效率。

截至2011年10月技術(shù)中的制冷壓縮機(jī)（特別是離心制冷壓縮機(jī)）為了達(dá)到較高的壓比，通常采用兩級以上的葉輪。進(jìn)一步，為了提高循環(huán)效率，通常采用帶經(jīng)濟(jì)器的循環(huán)方式。在循環(huán)中，制冷劑的壓縮過程被分成兩個階段進(jìn)行（以兩級葉輪為例）：首先，來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸汽通過第一級葉輪壓縮到中間壓力；然后，蒸汽被從經(jīng)濟(jì)器閃發(fā)得到低溫制冷劑蒸汽冷卻，然后進(jìn)入下一級葉輪中進(jìn)行進(jìn)一步壓縮直至達(dá)到冷凝壓力，最后排入冷凝器。在截至2011年10月技術(shù)中的循環(huán)方式中，通常是將閃發(fā)得到低溫制冷劑蒸汽直接引入下一級葉輪內(nèi)部的主要流道以對高溫制冷劑蒸汽進(jìn)行冷卻，但這樣會對該下一級葉輪入口的氣流均勻性造成不利影響，引起該下一級葉輪內(nèi)部的流動不均勻現(xiàn)象，且會造成壓縮機(jī)效率不高的問題。

中間支承常用彈性元件來滿足上述功用，中間支承是由支架和軸承等組成，雙列錐軸承固定在中間傳動軸后部的軸頸上。帶油封的支承蓋之間裝有彈性元件橡膠墊環(huán)，用三個螺栓緊固。緊固時，橡膠墊環(huán)會徑向擴(kuò)張，其外圓被擠緊于支架的內(nèi)孔。