CN104179697A - 多级压缩机和空调器 - Google Patents

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张治平
刘华
蒋楠
王宏兴
蒋彩云
谢蓉
陈玉辉
刘建飞
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Abstract

本发明提供了一种多级压缩机和空调器，多级压缩机包括一级叶轮所在的一级压缩腔和二级叶轮所在的二级压缩腔，一级压缩腔与二级压缩腔之间通过过气通道连接，多级压缩机还包括：壳体，壳体内形成至少一部分一级压缩腔；箱体，箱体内形成至少一部分二级压缩腔；级扩压器，与壳体连接；补气通道，用于向过气通道内引入补气气流，级扩压器与箱体之间形成补气通道；补气腔，与补气通道连通并通过进气口与用于补气的气源连接，壳体、箱体和级扩压器之间围成补气腔。本发明的多级压缩机的补气腔由箱体、壳体和级扩压器围成，补气腔的大小不受箱体或壳体的壁厚限制，能够充分发挥上述对补气气流的有益效果，使得多级压缩机的工作效率得到提高。

Description

多级压缩机和空调器
技术领域
本发明涉及空调器设备领域，更具体地，涉及一种多级压缩机和空调器。
背景技术
多级离心式压缩机为了提高能效，经常利用补气增焓技术，即在压缩级支架增加补气口，通过将压缩机的外部的闪发气体经过补气口引入压缩机内，实现级间补气，在气体进入下一级压缩腔之前将气体的温度降低，从而减小下一级压缩的功耗，提高压缩机的能效。
由于现代工艺的需求，多级压缩机的结构越来越紧凑，特别是蜗壳采用前倾的结构，蜗壳在圆周上占据很大的空间，造成补气口的位置布置变得更加困难，经常出现补气流道与蜗壳通道的壁面过薄，影响了压缩机的强度和承压能力，但补气口减小，则无法对压缩机进行充分的补气，某些情况下还会造成补气气流无法与压缩腔内的气体充分混合，导致进入第二级压缩腔的气体温度不均匀，不利于气体的压缩。
发明内容
本发明旨在提供一种多级压缩机和空调器，以解决现有技术的紧凑的多级压缩机结构难以布置补气通道的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种多级压缩机，包括一级叶轮所在的一级压缩腔和二级叶轮所在的二级压缩腔，一级压缩腔与二级压缩腔之间通过过气通道连接，多级压缩机还包括：壳体，壳体内形成至少一部分一级压缩腔；箱体，箱体内形成至少一部分二级压缩腔；级扩压器，与壳体连接；补气通道，用于向过气通道内引入补气气流，级扩压器与箱体之间形成补气通道；补气腔，与补气通道连通并通过进气口与用于补气的气源连接，壳体、箱体和级扩压器之间围成补气腔。
进一步地，级扩压器的围成补气腔的表面呈圆滑曲面。
进一步地，补气腔的容积大于或等于10倍的补气通道的容积。
进一步地，补气通道的流通面积沿补气气流的流通方向逐渐减小。
进一步地，进气口沿多级压缩机的轴向或径向开设在箱体上。
可替换地，进气口沿多级压缩机的轴向或径向开设在壳体上。
进一步地，多级压缩机还包括回流隔板，回流隔板使过气通道的沿多级压缩机的轴向的截面呈U形；级扩压器与回流隔板之间形成过气通道的第一段，箱体与回流隔板之间形成过气通道的第二段，第一段和第二段通过连接段连接，补气通道与过气通道的位于回流隔板的径向外侧的连接段连接。
进一步地，补气通道相对多级压缩机的轴线向内倾斜地设置。
进一步地，补气通道与多级压缩机的轴线间所呈角度小于或等于45度。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种空调器，包括多级压缩机，多级压缩机是上述的多级压缩机。
本发明的多级压缩机包括补气通道和补气腔，其中补气通道用于向过气通道内通入补气气流，而补气腔则用于收集多级压缩机外部的补气气体以形成补气气流，并对补气气流进行降速，使补气气流在多级压缩机的圆周方向充分充盈，保持补气压力均匀，并且补气腔由箱体、壳体和级扩压器围成，并不是开设在箱体或壳体上，补气腔的大小不受箱体或壳体的壁厚限制，能够充分发挥上述对补气气流的有益效果，使得多级压缩机的工作效率得到提高。
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中的第一种多级压缩机的两个压缩级间的剖视图；
图2示意性示出了本发明中的第二种多级压缩机的两个压缩级间的剖视图。
图中附图标记：10、一级叶轮；100、一级压缩腔；20、二级叶轮；200、二级压缩腔；300、过气通道；40、壳体；50、箱体；60、级扩压器；400、补气通道；500、补气腔；501、第一段；502、第二段；600、进气口；30、回流隔板。
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。
根据本发明的一个方面，提供了一种多级压缩机，如图1和2所示，该多级压缩机包括一级叶轮10所在的一级压缩腔100和二级叶轮20所在的二级压缩腔200，一级压缩腔100与二级压缩腔200之间通过过气通道300连接，其特征在于，多级压缩机还包括：壳体40，壳体40内形成至少一部分一级压缩腔100；箱体50，箱体50内形成至少一部分二级压缩腔200；级扩压器60，与壳体40连接；补气通道400，用于向过气通道300内引入补气气流，级扩压器60与箱体50之间形成补气通道400；补气腔500，与补气通道400连通并通过进气口600与用于补气的气源连接，壳体40、箱体50和级扩压器60之间围成补气腔500。
本发明的多级压缩机包括补气通道400和补气腔500，其中补气通道400用于向过气通道300内通入补气气流，而补气腔500则用于收集多级压缩机外部的补气气体以形成补气气流，并对补气气流进行降速，使补气气流在多级压缩机的圆周方向充分充盈，保持补气压力均匀，并且补气腔500由箱体50、壳体40和级扩压器60围成，并不是开设在箱体50或壳体40上，补气腔500的大小不受箱体50或壳体40的壁厚限制，能够充分发挥上述对补气气流的有益效果，使得多级压缩机的工作效率得到提高。
优选地，级扩压器60的围成补气腔500的表面呈圆滑曲面。如图1和2所示，补气腔500的表面包括壳体40的部分内壁、箱体50的部分内壁和级扩压器60的部分或全部外壁，补气腔500包括第一段501和第二段502，补气气流在第一段501内减速并均匀分布，而第二段502的内壁多成圆滑曲面，补气气流被加速并进入过气通道300的弯道处，降低补气气流与压缩气流的干扰程度。
优选地，补气通道400在沿多级压缩机的周向成连贯的环形。这样能够使得补气通道400能够在多级压缩机的周向与过气通道300均有接触，使得补气气流在圆周方向充分与压缩气流接触，从而使得流到二级压缩腔200内的气体温度均匀。
优选地，补气通道400的流通面积沿补气气流的流通方向逐渐减小。流通面积减小的补气通道400可以利用通流面积减小，提升速度的原理，对气流进行加速收敛。
优选地，补气腔500的容积大于或等于10倍的补气通道400的容积。补气腔500必须有足够的容积，以保障补气气流的连贯性与压力的稳定性。
优选地，在图1示出的实施例中，进气口600沿多级压缩机的轴向或径向开设在箱体50上。
可替换地，在图2示出的实施例中，进气口600沿多级压缩机的轴向或径向开设在壳体40上。
进气口600的位置和方向可以根据多级压缩机的整体设置而变化，由于补气腔500不再直接开设在多级压缩机的各个部件中，所以进气口600能够更加灵活的设置。
优选地，壳体40和箱体50构成多级压缩机的部分或全部外壳体，沿压缩气体的流通方向，壳体40位于箱体50的上游，壳体40与箱体50相连接，过气通道300位于级扩压器60与箱体50之间。
优选地，如图1和2所示，多级压缩机还包括回流隔板30，回流隔板30使过气通道300的沿多级压缩机的轴向的截面呈U形；级扩压器60与回流隔板30之间形成过气通道300的第一段，箱体50与回流隔板30之间形成过气通道300的第二段，第一段和第二段通过连接段连接，补气通道400与过气通道300的位于回流隔板30的径向外侧的连接段连接。
补气通道400以将压缩机外部的低温气体引入压缩机内部，并降低压缩机内原有气体的温度，补气通道400的连通点在过气通道300的弯角处，过气通道300内的气体在弯角处与补气通道400内的气体混合，能够最大程度地使两股气流混合，使得气流在流到过气通道300的出口时能够尽量混合均匀，避免出现气流温度不均匀的情况。
优选地，补气通道400相对多级压缩机的轴线向内倾斜地设置。由于补气通道400相对多级压缩机的轴线向内倾斜地设置，也避免补气通道400的补气气流直接冲击过气通道300内的气流，避免湍流的产生。
优选地，补气通道400与多级压缩机的轴线间所呈角度小于或等于45度。更优选地，出于加工工艺简单的考虑，补气通道400与多级压缩机的轴线间所呈角度为20度。
特别需要指出，上述多级压缩机优选地为多级离心式压缩机。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种空调器，包括多级压缩机，多级压缩机是上述的多级压缩机。特别需要指出，该空调器优选地是离心式冷水机组。
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 (10)

1.一种多级压缩机，包括一级叶轮(10)所在的一级压缩腔(100)和二级叶轮(20)所在的二级压缩腔(200)，所述一级压缩腔(100)与所述二级压缩腔(200)之间通过过气通道(300)连接，其特征在于，所述多级压缩机还包括：
壳体(40)，所述壳体(40)内形成至少一部分所述一级压缩腔(100)；
箱体(50)，所述箱体(50)内形成至少一部分所述二级压缩腔(200)；
级扩压器(60)，与所述壳体(40)连接；
补气通道(400)，用于向所述过气通道(300)内引入补气气流，所述级扩压器(60)与所述箱体(50)之间形成所述补气通道(400)；
补气腔(500)，与所述补气通道(400)连通并通过进气口(600)与用于补气的气源连接，所述壳体(40)、所述箱体(50)和所述级扩压器(60)之间围成所述补气腔(500)。
2.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述级扩压器(60)的围成所述补气腔(500)的表面呈圆滑曲面。
3.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述补气腔(500)的容积大于或等于10倍的所述补气通道(400)的容积。
4.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述补气通道(400)的流通面积沿补气气流的流通方向逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述进气口(600)沿所述多级压缩机的轴向或径向开设在所述箱体(50)上。
6.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述进气口(600)沿所述多级压缩机的轴向或径向开设在所述壳体(40)上。
7.根据权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于，所述多级压缩机还包括回流隔板(30)，所述回流隔板(30)使所述过气通道(300)的沿所述多级压缩机的轴向的截面呈U形；所述级扩压器(60)与所述回流隔板(30)之间形成所述过气通道(300)的第一段，所述箱体(50)与所述回流隔板(30)之间形成所述过气通道(300)的第二段，所述第一段和所述第二段通过连接段连接，所述补气通道(400)与所述过气通道(300)的位于所述回流隔板(30)的径向外侧的连接段连接。
8.根据权利要求7所述的多级压缩机，其特征在于，所述补气通道(400)相对所述多级压缩机的轴线向内倾斜地设置。
9.根据权利要求8所述的多级压缩机，其特征在于，所述补气通道(400)与所述多级压缩机的轴线间所呈角度小于或等于45度。
10.一种空调器，包括多级压缩机，其特征在于，所述多级压缩机是权利要求1至9中任一项所述的多级压缩机。
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