制冷系统混流式压缩机技术方案

一种可安装在离心式压缩机内的叶轮包括：集线器，其具有前侧和后侧，所述集线器可围绕旋转轴线旋转；和多个叶片，其从所述集线器的所述前侧向外延伸，使得多个通道限定在相邻的叶片之间。所述多个叶片定向成使得来自邻近所述叶轮的所述后侧的所述多个通道的流动输出与所述旋转轴线布置成小于20度的角度。

Mixed Flow Compressor for Refrigeration System

【技术实现步骤摘要】
制冷系统混流式压缩机
技术介绍
本公开的实施方案整体涉及制冷系统，更具体地说，涉及压缩机。旋转机器通常用于制冷和涡轮机应用中。旋转机器的示例包括离心式压缩机，所述离心式压缩机具有固定到旋转轴的叶轮。叶轮的旋转增加了流过叶轮的流体或气体的压力和/或速度。在使用新型低压制冷剂的应用中，压缩机的总直径通常很大，以适应高速。但是，这些大尺寸可能超过包装封套内的可用空间。因此，需要开发一种具有减小的占地面积并且适用于低压制冷剂应用的压缩机。
技术实现思路
根据一个实施方案，一种可安装在离心式压缩机内的叶轮包括：集线器，其具有前侧和后侧，所述集线器可围绕旋转轴线旋转；和多个叶片，其从集线器的前侧向外延伸，使得多个通道限定在相邻的叶片之间。多个叶片定向成使得来自邻近叶轮的后侧的多个通道的流动输出与旋转轴线成小于20度的角度布置。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，来自多个通道的流动输出的角度小于10度。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，来自多个通道的流动输出大致平行于旋转轴线布置。根据另一实施方案，一种离心式压缩机包括：壳体；叶轮，其布置在壳体内，叶轮可围绕轴线旋转；和扩散器部分，其布置在壳体内。扩散器部分轴向地定位在叶轮的出口的下游。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，扩散器部分还包括扩散器结构，和轴向流动通道，其限定在扩散器结构的外表面和壳体的内表面之间。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，扩散器结构通常为圆柱形。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，扩散器结构相对于轴线固定。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，包括布置在扩散器结构和壳体之间的多个叶片。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，多个叶片与轴线成角度布置。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，多个叶片布置成将经过压缩机的流体流的马赫数减少至少50％。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，多个叶片包括从扩散器结构的第一端延伸到扩散器结构的中心部分的多个第一叶片和从扩散器结构的中心部分延伸到扩散器结构的第二端的多个第二叶片。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，多个第一叶片和多个第二叶片基本相同或不同。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，多个第二叶片中的每一个与多个第一叶片中的对应叶片轴向重叠。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，包括蜗壳，所述蜗壳轴向地布置在扩散器部分的出口的下游。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，包括马达部分，其中扩散器部分的出口布置为与形成在马达部分中的通道流体连通。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，至少一个防旋叶片位于扩散器部分的出口端附近。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，马达部分还包括：马达外壳，其附连到壳体；马达，其布置在马达外壳内，用于绕轴线驱动叶轮，所述马达包括定子；和轴向通道，其在马达外壳和定子的外表面之间延伸。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，离心式压缩机是混流式压缩机。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，离心式压缩机可用低压制冷剂操作。除了上述一个或多个特征之外，或作为替代，在其他实施方案中，离心式压缩机可用中压制冷剂操作。附图说明以下描述决不应当被认为是限制性的。参考附图，相同的元件用相同的数字编号：图1是已知的离心式压缩机的横截面图；图2是根据一个实施方案的混流式离心式压缩机的透视横截面图；图3A是根据一个实施方案的混流式离心式压缩机的叶轮的前透视图；图3B是根据一个实施方案的混流式离心式压缩机的叶轮的横截面图；图4是根据一个实施方案的混流式离心式压缩机的扩散器结构的透视图；和图5是根据另一实施方案的混流式离心式压缩机的横截面图。具体实施方式参考附图，在本文以举例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。术语“约”旨在基于在提交所述申请时可用的设备而包括与特定量的测量值相关联的误差程度。本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而不旨在限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”也意在包括复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件部件和/或其群组的存在或添加。现在参考图1，图示了现有离心式压缩机10的一个示例。如图所示，离心式压缩机10包括具有入口14的主壳体12，入口14通过一系列可调节入口引导叶片18将制冷剂引导到旋转叶轮16中。叶轮16通过任何合适的装置固定到驱动轴20，以使叶轮16沿着压缩机10的轴线对齐。叶轮16具有形成在其中的多个通道22，这些通道22使得制冷剂流体的进入轴向流动沿径向方向转动并排出到相邻的扩散器部分30中。扩散器部分30大致围绕叶轮16周向设置，并且用于将压缩的制冷剂流体引导到环形蜗壳32中，所述蜗壳32将压缩流体引向压缩机出口，或者可选地引向压缩机10的第二级(未示出)，这取决于压缩机的配置。因为叶轮16、扩散器30和蜗壳32围绕旋转轴20径向堆叠，所以由这些部件限定的压缩机10的总直径可能很大，因此不适合具有尺寸限制的应用。图2中示出相对于现有离心式压缩机(诸如压缩机10)具有减小直径的离心式压缩机40的示例。在所示的非限制性实施方案中，离心式压缩机40被配置为“混流式”压缩机。与图1类似，压缩机40包括具有入口44的主壳体或外壳42，流体(诸如制冷剂)通过入口44轴向地引向旋转叶轮46。叶轮46固定到驱动轴48，使得叶轮46与压缩机40的轴线X对齐。如图2、3A和3B所示，叶轮46包括具有前侧52和后侧54的集线器或主体50。如图所示，主体50的前侧52的直径通常朝向后侧54增加，使得叶轮46通常为圆锥形。多个桨叶或叶片56从主体50向外延伸。多个桨叶56中的每一个与轴48的旋转轴线X和叶轮46成角度布置。在一个实施方案中，桨叶56中的每一个在叶轮46的前侧52和后侧54之间延伸。如图所示，每个桨叶56包括大致邻近集线器50的第一端布置的第一端58和大致邻近叶轮46的后侧54定位的第二端60。此外，桨叶56的第二端60从桨叶56的对应第一端58周向偏移。多个通道62限定在相邻桨叶56之间，以大致平行于轴线X排出流过叶轮46的流体。当叶轮46旋转时，流体沿大致轴向方向接近叶轮46的前侧52，并流过限定在相邻桨叶56之间的通道62。因为通道62具有轴向和径向分量两者，所以提供给叶轮46的前表面52的轴向流体同时平行于轴48的轴线并且围绕轴48的轴线周向地移动。组合地，外壳42的内表面64(图1中示出)和叶轮46的通道62配合以从叶轮46排出压缩的制冷剂流体。在一个实施方案中，压缩流体以相对于轴48的轴线X成任何角度从叶轮46排出到相邻的扩散器部分70中。所述角度可以在0°，即通常平行于轴48的旋转轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够安装在离心式压缩机内的叶轮，其包括：集线器，其具有前侧和后侧，所述集线器能够围绕旋转轴线旋转；多个叶片，其从所述集线器的所述前侧向外延伸，使得多个通道限定在相邻的叶片之间，所述多个叶片定向成使得来自邻近所述叶轮的所述后侧的所述多个通道的流动输出与所述旋转轴线成角度布置，所述角度小于20度。

【技术特征摘要】
2018.03.16 US 62/6440171.一种能够安装在离心式压缩机内的叶轮，其包括：集线器，其具有前侧和后侧，所述集线器能够围绕旋转轴线旋转；多个叶片，其从所述集线器的所述前侧向外延伸，使得多个通道限定在相邻的叶片之间，所述多个叶片定向成使得来自邻近所述叶轮的所述后侧的所述多个通道的流动输出与所述旋转轴线成角度布置，所述角度小于20度。2.如权利要求1所述的叶轮，其中来自所述多个通道的所述流动输出的所述角度小于10度。3.如权利要求1所述的叶轮，其中来自所述多个通道的所述流动输出大致平行于所述旋转轴线布置。4.一种离心式压缩机，其包括：壳体；叶轮，其布置在所述壳体内，所述叶轮能够围绕轴线旋转；扩散器部分，其布置在所述壳体内，所述扩散器部分轴向地定位在所述叶轮的出口的下游。5.如权利要求4所述的离心式压缩机，其中所述扩散器部分还包括：扩散器结构；和轴向流动通道，其限定在所述扩散器结构的外表面和所述壳体的内表面之间。6.如权利要求5所述的离心式压缩机，其中所述扩散器结构通常为圆柱形。7.如权利要求5所述的离心式压缩机，其中所述扩散器结构相对于所述轴线固定。8.如权利要求5所述的离心式压缩机，其还包括布置在所述扩散器结构和所述壳体之间的多个叶片。9.如权利要求8所述的离心式压缩机，其中所述多个叶片与所述轴线成角度布置。10.如权利要求8所述的离心式压缩机，其中所述多个叶片布...

【专利技术属性】
技术研发人员：WT库辛斯，VM西什特拉，MM乔利，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US