專利名稱：串列式葉片擴壓器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心式壓縮機領(lǐng)域，特別是一種串列式葉片擴壓器及其制造方法。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，離心式冷水機組90%以上的時間處于部分負(fù)荷工況下運行，其冷水機組的部分負(fù)荷性能直接影響機組全年運行功耗。同時，國標(biāo)GB/T18430.1-2007中也提出綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV的規(guī)定和要求。因此，對于離心式制冷壓縮機的設(shè)計來說，不但要保證較高的滿負(fù)荷效率，而且要追求部分負(fù)荷的性能指標(biāo)，同時還要保證較寬的運行工況范圍。擴壓器的合理使用可以使壓縮機具有很好的性能。由于從葉輪中出來的氣流還有很大的氣流速度，對于制冷壓縮機的葉輪來說，其出口氣流速度可高達(dá)100m/S。為了減少損失，一般要求排入冷凝器的氣流流速為10 30m/s，若將100m/S這么大速度的氣流直接排入冷凝器，將引起很大的動能損失。因此，為了回收這部分動能，常常在葉輪后面增加擴壓器，常用的擴壓器形式包括無葉擴壓器或葉片擴壓器。如

圖1所示，采用無葉擴壓器的單級離心壓縮機，其無葉擴壓器70位于葉輪40出口和蝸殼60進(jìn)口之間。從蒸發(fā)器出來的低溫低壓制冷劑蒸汽經(jīng)導(dǎo)葉(IGV)50調(diào)節(jié)和葉輪40做功后變?yōu)楦邏焊咚俚臍怏w，進(jìn)入無葉擴壓器70，以一定的氣流方向角從無葉擴壓器70的進(jìn)口流動至出口，速度逐漸降低，壓力逐漸升高。在不考慮流動損失情況下，隨著擴壓器出口外徑的增大，氣流壓力升高。最后從擴壓器70出來的氣體進(jìn)入蝸殼60，經(jīng)蝸殼60收集后排到冷凝器中。無葉擴壓器包括由 兩個壁面構(gòu)成的環(huán)形通道，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，性能曲線平坦，穩(wěn)定工況范圍較寬，且在馬赫數(shù)Ma較高時，效率降低不明顯，其缺點是因氣流方向角基本不變，流動路程較長。因此摩擦損失大，若想獲得較高的擴壓度，必須把擴壓器的外徑做得很大，這樣導(dǎo)致機器的外形尺寸很大；而且在設(shè)計工況下，其效率低于葉片擴壓器，特別在氣流方向角小時更為明顯。葉片擴壓器是在上述無葉擴壓器的環(huán)形空間內(nèi)裝上一系列葉片，具有擴壓能力強，尺寸小的優(yōu)點，其流道短，流動損失小，因而效率較高。在設(shè)計工況下，其效率可比無葉擴壓器高3 5%，特別在氣流方向角較小時，葉片擴壓器效率更高。葉片擴壓器的缺點是:由于葉片的存在，變工況時氣流沖擊損失較大，效率下降明顯，特別在沖角較大時，流道中易產(chǎn)生嚴(yán)重的分離，會導(dǎo)致喘振的發(fā)生。另外，葉片擴壓器的擴壓作用主要發(fā)生在前半段，愈到后面，流動損失越大，擴壓作用就愈弱，所以，單一增加葉片出口外徑來增加擴壓度的做法效果并不顯著。葉片擴壓器相比無葉擴壓器具有較高的效率，但變工況適應(yīng)性差，擴壓度也受葉片出口外徑直徑影響，如何利用葉片擴壓器既提高效率又保證較寬的運行范圍是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種串列式葉片擴壓器及其制造方法，解決現(xiàn)有葉片擴壓器效率低、變工況適應(yīng)性差的缺點。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種串列式葉片擴壓器，設(shè)置在壓縮機的葉輪的出口和蝸殼的進(jìn)口之間，包括:進(jìn)口無葉段，進(jìn)口連通葉輪的出口 ；串列式葉片段，內(nèi)部設(shè)置葉片，進(jìn)口連通進(jìn)口無葉段的出口 ；出口無葉段，進(jìn)口連通串列式葉片段的出口，出口連通蝸殼的進(jìn)口 ；其中，串列式葉片段內(nèi)設(shè)置多組葉片，每一組葉片呈環(huán)形均勻分布，多組葉片之間彼此間隔布置。進(jìn)一步地，進(jìn)口無葉段的內(nèi)徑由進(jìn)口到出口逐漸收斂。進(jìn)一步地,葉片包括第一組葉片和第二組葉片。進(jìn)一步地，第一組葉片和第二組葉片弦線之間的夾角為10° 14°。進(jìn)一步地，第一組葉片的出進(jìn)口直徑比為1.1 1.3，第二組葉片的出進(jìn)口直徑比為1.25 1.35，第二組葉片進(jìn)口直徑與第一組葉片出口直徑比為0.9 1.1。進(jìn)一步地，每組葉片的進(jìn)口角為10。 25。，出口角為25。 35。。進(jìn)一步地，每組葉片的葉片數(shù)為7 13片。進(jìn)一步地，每組葉片的葉片弦長與葉片間距之比為小于1.5。進(jìn)一步地，葉片的葉片弦長與葉片間距之比的計算公式為:
權(quán)利要求
1.一種串列式葉片擴壓器，設(shè)置在壓縮機的葉輪(40)的出口和蝸殼的進(jìn)口之間，其特征在于，包括: 進(jìn)口無葉段(10)，進(jìn)口連通所述葉輪(40)的出口； 串列式葉片段(20)，內(nèi)部設(shè)置葉片(21)，進(jìn)口連通所述進(jìn)口無葉段(10)的出口 ； 出口無葉段(30)，進(jìn)口連通所述串列式葉片段(20)的出口，出口連通所述蝸殼的進(jìn)n ； 其中，所述串列式葉片段(20)內(nèi)設(shè)置多組葉片(21)，每一組葉片(21)呈環(huán)形均勻分布，多組所述葉片(21)之間彼此間隔布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述進(jìn)口無葉段(10)的內(nèi)徑由進(jìn)口到出口逐漸收斂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述葉片(21)包括第一組葉片(211)和第二組葉片(212)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述第一組葉片(211)和所述第二組葉片(212)弦線之間的夾角為10° 14°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述第一組葉片(211)的出進(jìn)口直徑比為1.1 1.3，所述第二組葉片(212)的出進(jìn)口直徑比為1.25 1.35，所述第二組葉片(212)進(jìn)口直徑與所述第一組葉片(211)出口直徑比為0.9 1.1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，每組所述葉片(21)的進(jìn)口角為10° 25°，出口角為25° 35°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，每組所述葉片(21)的葉片數(shù)為7 13片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，每組所述葉片(21)的葉片弦長與葉片間距之比為小于1.5。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述葉片(21)的葉片弦長與葉片間距之比的計算公式為
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串列式葉片擴壓器，其特征在于，所述葉片(21)采用機翼型葉片。
11.一種串列式葉片擴壓器的制造方法，其特征在于，包括: 過渡段加工步驟，在第一板上預(yù)留出串列式葉片段(20)，在所述串列式葉片段(20)的進(jìn)口處加工進(jìn)口無葉段(10)，在所述串列式葉片段(20)的出口處加工出口無葉段(30)；葉片加工步驟，在所述串列式葉片段(20)加工呈環(huán)形均勻分布的葉片(21)，其中，所述串列式葉片段(20)內(nèi)設(shè)置多組葉片(21)，多組所述葉片(21)之間彼此間隔布置； 組合安裝步驟，將第二板與所述第一板組合形成串列式葉片擴壓器，將所述串列式葉片擴壓器安裝在壓縮機葉輪(40)的出口和蝸殼的進(jìn)口之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種串列式葉片擴壓器及其制造方法。本發(fā)明的串列式葉片擴壓器，設(shè)置在壓縮機的葉輪的出口和蝸殼的進(jìn)口之間，包括進(jìn)口無葉段，進(jìn)口連通葉輪的出口；串列式葉片段，內(nèi)部設(shè)置葉片，進(jìn)口連通進(jìn)口無葉段的出口；出口無葉段，進(jìn)口連通串列式葉片段的出口，出口連通蝸殼的進(jìn)口；其中，串列式葉片段內(nèi)設(shè)置多組葉片，每一組葉片呈環(huán)形均勻分布，多組葉片之間彼此間隔布置。本發(fā)明的主要優(yōu)點是，采用多組串列式葉片，提高擴壓器的擴壓度，縮小壓縮機的耗功，提高效率；在葉片段的前后分別增設(shè)無葉段解決常規(guī)葉片擴壓器變工況適應(yīng)性差的缺點，減少變工況下的沖擊損失，拓寬壓縮機工作范圍。
文檔編號B23P15/00GK103244462SQ20121003317
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者鐘瑞興, 張治平, 蔣楠, 謝蓉, 蔣彩云, 傅鵬, 閆秀兵 申請人:珠海格力電器股份有限公司