多級壓縮機及具有其的制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及多級壓縮機技術領域，具體而言，涉及一種多級壓縮機及具有其的制冷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，制冷系統(tǒng)的四大部件包括離心式壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器以及節(jié)流裝置。為了提高制冷系統(tǒng)的循環(huán)效率，通常采用多級壓縮中間補氣的形式，將一級節(jié)流變?yōu)槎嗉壒?jié)流，并且在節(jié)流裝置之間設置經(jīng)濟器。具體地，以兩級壓縮中間補氣的循環(huán)為例，將一級節(jié)流變?yōu)閮杉壒?jié)流，并且在節(jié)流裝置之間設置經(jīng)濟器，冷凝器底部的液態(tài)制冷劑在通過一級節(jié)流后，形成氣液混合制冷劑進入經(jīng)濟器，其中，液態(tài)制冷劑繼續(xù)經(jīng)過二次節(jié)流進入蒸發(fā)器，而氣態(tài)制冷劑則通過管路回到壓縮機內(nèi)參與壓縮機第二級的壓縮。相應的離心式壓縮機也具有兩個壓縮級，每個壓縮級包含其對應的葉輪以及擴壓器(葉片擴壓器或其他類型的擴壓器)，為了結(jié)構(gòu)緊湊，級與級之間以彎道、回流器相連。
[0003]在現(xiàn)有技術中，當經(jīng)濟器處于最佳工作壓力時，制冷系統(tǒng)循環(huán)效率最高，壓縮機的兩級之間的中間壓力(即連接壓縮機的兩級的彎道和回流器的區(qū)域的壓力)也是按照上述最佳工作壓力進行設計的，在理論上來說，壓縮機的兩級之間的中間壓力與上述經(jīng)濟器的最佳工作壓力相等。因此，在現(xiàn)有技術中，補氣結(jié)構(gòu)通常設置在壓縮機的級間，例如兩級壓縮的制冷系統(tǒng)，將補氣結(jié)構(gòu)設置在壓縮機的級間彎道或回流器區(qū)域，即一級擴壓器出口到二級葉輪進口之間的區(qū)域。現(xiàn)有技術中公開了一種多級制冷壓縮機及其中間補氣結(jié)構(gòu)，該補氣結(jié)構(gòu)的補氣位置位于回流器葉片出口到次級葉輪入口之間。
[0004]然而，現(xiàn)有的補氣結(jié)構(gòu)的補氣位置存在以下缺點:
[0005]首先，在上述補氣位置進行補氣時，氣流經(jīng)過補氣結(jié)構(gòu)的管道、彎頭、閥門等部件之后會產(chǎn)生壓力損失，因此，為了保證補氣量就必須提高經(jīng)濟器壓力，從而使經(jīng)濟器的工作壓力高于最佳工作壓力(壓縮機的兩級之間的中間壓力)，進而造成了系統(tǒng)循環(huán)效率的降低。
[0006]其次，離心式壓縮機是依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對氣體的做功進而實現(xiàn)壓縮的。為了防止高速葉輪損傷，壓縮機各級葉輪吸氣不可帶液，現(xiàn)有的補氣結(jié)構(gòu)的補氣位置離葉輪較近，葉輪對于補氣帶液非常敏感，所以需要在補氣管上增加相應的閥門控制補氣量，以此減小對葉輪的損傷，但是這樣會影響到系統(tǒng)循環(huán)效率。
[0007]第三，喘振是離心式壓縮機的固有屬性，當壓縮機降低到一定負荷時(即達到壓縮機的喘振點)，壓縮機將發(fā)生喘振，并且喘振首先發(fā)生在擴壓器流道內(nèi)，壓縮機容易運行不穩(wěn)定。同時，離心式壓縮機內(nèi)的大部分噪音都是高速氣體流動所造成的，葉輪出口氣流流速最高，氣動噪聲高。而現(xiàn)有的補氣結(jié)構(gòu)的補氣位置并不能解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于提供一種多級壓縮機及具有其的制冷系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中的壓縮機容易運行不穩(wěn)定、制冷系統(tǒng)循環(huán)效率低、氣動噪聲大的問題。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種多級壓縮機，包括:多級壓縮腔，每級壓縮腔內(nèi)設置有葉輪，相鄰的兩級壓縮腔之間設置有過氣通道，其中，相鄰的兩級壓縮腔分為上游壓縮腔和下游壓縮腔；擴壓器，設置在過氣通道內(nèi)；補氣結(jié)構(gòu)，設置在至少一個過氣通道上，補氣結(jié)構(gòu)位于上游壓縮腔和與上游壓縮腔對應的擴壓器之間，或者，補氣結(jié)構(gòu)位于擴壓器內(nèi)。
[0010]進一步地，每個過氣通道上均設置有補氣結(jié)構(gòu)。
[0011]進一步地，擴壓器為有葉擴壓器，補氣結(jié)構(gòu)位于上游壓縮腔和與上游壓縮腔對應的擴壓器之間，并且補氣結(jié)構(gòu)靠近上游壓縮腔的出氣口處。
[0012]進一步地，擴壓器為無葉擴壓器，補氣結(jié)構(gòu)位于擴壓器內(nèi)。
[0013]進一步地，補氣結(jié)構(gòu)位于擴壓器內(nèi)，補氣結(jié)構(gòu)位于擴壓器的前三分之一段。
[0014]進一步地，多級壓縮機還包括回流器，回流器設置在過氣通道內(nèi)，并位于下游壓縮腔和與下游壓縮腔對應的擴壓器之間。
[0015]進一步地，過氣通道位于擴壓器與回流器之間的部分形成彎道。
[0016]進一步地，補氣結(jié)構(gòu)包括補氣通道，補氣通道與過氣通道連通，并且補氣通道與過氣通道之間的夾角小于45度。
[0017]進一步地，多級壓縮機為兩級壓縮機。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制冷系統(tǒng)，包括經(jīng)濟器和多級壓縮機，多級壓縮機為上述的多級壓縮機，多級壓縮機的補氣結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟器連接。
[0019]應用本發(fā)明的技術方案，過氣通道設置在相鄰的兩級壓縮腔之間，擴壓器設置在過氣通道內(nèi)，將補氣結(jié)構(gòu)設置在至少一個過氣通道上并位于上游壓縮腔和與上游壓縮腔對應的擴壓器之間，或者位于擴壓器內(nèi)。在上述補氣位置對壓縮機進行補氣時，使經(jīng)濟器的工作壓力等于最佳工作壓力(壓縮機的兩級之間的中間壓力)，雖然氣流經(jīng)過補氣結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部件之后會產(chǎn)生壓力損失，但是由于補氣氣流經(jīng)過擴壓器之后壓力會升高，此時補氣壓力仍然可以等于壓縮機的兩級之間的中間壓力(經(jīng)濟器的最佳工作壓力)，從而在保證補氣量的同時，提高制冷系統(tǒng)循環(huán)效率。同時，上述補氣結(jié)構(gòu)的補氣位置與下游葉輪距離較遠，可以有效避免對葉輪的損傷，不需要嚴格控制補氣量，進而不會影響制冷系統(tǒng)循環(huán)效率。此外，上游壓縮腔內(nèi)的葉輪出口氣流速度非常高、焓值遠高于補氣氣流，通過在上游壓縮腔和擴壓器之間補氣，可有效降低上游壓縮腔出口處焓值，使氣流降溫減速，進而降低壓縮機氣動噪聲。同時，在擴壓器的上游補氣，可有效提高擴壓器內(nèi)的氣體流量，從而降低壓縮機發(fā)生喘振時的最小流量，拓寬壓縮機穩(wěn)定運行范圍。
【附圖說明】
[0020]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的多級壓縮機的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的多級壓縮機的實施例三的流道結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0023]圖3示出了圖2的多級壓縮機的補氣結(jié)構(gòu)與流道配合示意圖。
[0024]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0025]11、上游壓縮腔；12、下游壓縮腔；13、第一級壓縮腔；14、第二級壓縮腔；20、過氣通道；30、蝸殼；40、擴壓器；41、第一級擴壓器；50、補氣結(jié)構(gòu)；51、補氣通道；60、回流器；70、經(jīng)濟器。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，實施例一的多級壓縮機為兩級壓縮機，兩級壓縮機包括第一級壓縮腔13、第二級壓縮腔14、第一級擴壓器41以及補氣結(jié)構(gòu)50。其中，第一級壓縮腔13內(nèi)設置有第一級葉輪，第二級壓縮腔14內(nèi)設置有第二級葉輪。第一級壓縮腔13和第二級壓縮腔14之間設置有過氣通道20。第一級擴壓器41設置在過氣通道20內(nèi)。第二級壓縮腔14與兩級壓縮機末端的蝸殼30之間設置有連通通道，連通通道內(nèi)設置有第二級擴壓器。補氣結(jié)構(gòu)50設置在過氣通道20上并位于第一級壓縮腔13和第一級擴壓器41之間。
[0028]應用本實施例的多級壓縮機，過氣通道20設置在第一級壓縮腔13和第二級壓縮腔14之間，第一級擴壓器41設置在過氣通道20內(nèi)，將補氣結(jié)構(gòu)50設置在過氣通道20上并位于第一級壓縮腔13和第一級擴壓器41之間。在上述補氣位置對壓縮機進行補氣時，使經(jīng)濟器的工作壓力等于最佳工作壓力(壓縮機的兩級之間的中間壓力)，雖然氣流經(jīng)過補氣結(jié)構(gòu)50的內(nèi)部部件之后會產(chǎn)生壓力損失，但是由于補氣氣流經(jīng)過第一級擴壓器41之后壓力會升高，此時補氣壓力仍然可以等于壓縮機的兩級之間的中間壓力(經(jīng)濟器的最佳工作壓力)，從而在保證補氣量的同時，提高制冷系統(tǒng)循環(huán)效率。同時，上述補氣結(jié)構(gòu)50的補氣位置與第二級葉輪距離較遠，可以有效避免對葉輪的損傷，不需要嚴格控制補氣量，進而不會影響制冷系統(tǒng)循環(huán)效