CN105051372B - 具有扩展的操作范围的离心压缩机 - Google Patents

具有扩展的操作范围的离心压缩机 Download PDF

Info

Publication number
CN105051372B
CN105051372B CN201380070191.2A CN201380070191A CN105051372B CN 105051372 B CN105051372 B CN 105051372B CN 201380070191 A CN201380070191 A CN 201380070191A CN 105051372 B CN105051372 B CN 105051372B
Authority
CN
China
Prior art keywords
impeller
refrigerant
recirculation
flow path
downstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380070191.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105051372A (zh
Inventor
J·布拉茨
M·拉斯穆森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danfoss AS
Original Assignee
Danfoss AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss AS filed Critical Danfoss AS
Publication of CN105051372A publication Critical patent/CN105051372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105051372B publication Critical patent/CN105051372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/009—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by bleeding, by passing or recycling fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215—Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0238—Details or means for fluid reinjection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/026—Compressor control by controlling unloaders
    • F25B2600/0262—Compressor control by controlling unloaders internal to the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本公开涉及一种离心压缩机。在第一示例中，该压缩机包括布置在制冷剂流动主路径中的第一叶轮，在制冷剂流动主路径中布置在所述第一叶轮的下游的第二叶轮，以及再循环流动路径。在第一示例中，再循环流动路径沿制冷剂流动主路径布置在第一部位和第二部位之间。第一部位在第二部位的下游，而第二部位在第一叶轮的下游。在第二示例中，压缩机包括布置在制冷剂流动主路径中的叶轮，以及再循环流动路径，该再循环流动路径沿制冷剂流动主路径设置在第一部位和第二部位之间。在第二示例中，再循环流动路径包括再循环蜗壳。本发明还公开了一种用于操作离心压缩机的方法。

Description

具有扩展的操作范围的离心压缩机
相关申请的交叉参照
本申请要求2013年1月31日提交的美国临时申请No.61/758,817的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用结合到本文中。
背景技术
制冷压缩机用于通过制冷剂回路在冷却器中循环制冷剂。一种已知类型的制冷压缩机以固定速度操作，并且具有布置在压缩机入口、叶轮上游处的一组可变式入口引导叶片，该一组可变式入口引导叶片在制冷压缩机的操作期间被致动以在各种操作条件中调节性能。
其它已知的制冷压缩机已经另外使用了位于叶轮的下游处的几何结构可变式扩散器，以在部分负载的操作条件期间改善性能控制。几何结构可变式扩散器使扩散器的横截流动面积适应于在部分负载条件下面临的低流量，由此将流动角度和速度维持成近似等于全负载设计的条件下的流动角度和速度。
一种现有技术的制冷压缩机的构思提议将制冷剂再循环以改善性能控制。例如，在授予Brasz的美国专利No.5,669,756中，制冷剂从扩散器出口处进行再循环，并且在叶轮处回注到流动主路径中。
发明内容
本公开涉及一种离心压缩机。在第一示例中，该压缩机包括：第一叶轮，所述第一叶轮布置在制冷剂流动主路径中；第二叶轮，所述第二叶轮在所述制冷剂流动主路径中布置在所述第一叶轮的下游；以及再循环流动路径。在第一示例中，再循环流动路径沿制冷剂流动主路径布置在第一部位和第二部位之间。第一部位在第二部位下游，并且第二部位在第一叶轮的下游。在第二示例中，该压缩机包括：叶轮，所述叶轮布置在制冷剂流动主路径中；以及再循环流动路径，该再循环流动路径沿制冷剂流动主路径设置在第一部位和第二部位之间。在第二示例中，再循环流动路径包括再循环蜗壳。本发明另外公开了一种用于操作离心压缩机的方法。
前述段落、权利要求、或下文的描述以及附图的实施例、示例以及可替代方案(包括它们的任意的各种方面或相应的独立的特征)可以独立地考虑或以任何组合考虑。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这种特征是不相匹配的。
附图说明
附图可以如下作简要描述：
图1是制冷压缩机的高度示意性的视图。
图2是图1的制冷压缩机的一部分的外部透视图。
图3是沿图2的线3-3截取的剖视图。
图4是沿图2的线4-4截取的剖视图。
图5是图1中的被圈起来的区域的视图。
图6示出了再循环流动喷嘴相对于扩散器叶片的示例性布置。
图7是另一制冷压缩机的高度示意性的视图。
具体实施方式
图1示出了用于循环制冷剂的制冷压缩机10(“压缩机10”)。示例性的制冷剂包括化学制冷剂，诸如R-134a等。在一个示例中，压缩机10与制冷剂回路L流体连通。制冷剂回路L已知为包括冷凝器11、膨胀装置13、以及蒸发器15。
压缩机10包括外壳12，该外壳包容电动机14。外壳12可以包括一个或更多个零件。电动机14绕轴线A旋转地驱动至少一个叶轮以压缩制冷剂。电动机14可以由变频式驱动装置驱动。压缩机10包括第一叶轮16和第二叶轮18，该第一叶轮和第二叶轮均通过轴19连接到电动机14。虽然示出了两个叶轮，但本公开能够扩展到具有额外的叶轮或具有更少的叶轮的压缩机。轴19由支承组件B支撑，该支承组件在这个示例中是磁性支承组件。
外壳12建立了制冷剂流动主路径F。尤其地，外壳12为制冷剂流动主路径F建立了外边界。制冷剂的第一流动流或主流动流被设定成沿制冷剂流动主路径F在压缩机入口20和压缩机出口22之间流动。在这个示例中，在压缩机入口20处未布置有入口引导叶片。入口引导叶片的缺失减少了压缩机10中的在长期使用之后将需要维护和/或更换的机械部件的数量。如将从下文理解的，第一叶片式扩散器24的存在允许去除入口引导叶片。
在图1中从左到右，制冷剂流动主路径F开始于压缩机入口20，在该压缩机入口处，制冷剂被吸向第一叶轮16。第一叶轮16布置在制冷剂流动主路径F中，并且关于制冷剂流动主路径F布置在第二叶轮18的上游。第一叶轮16包括：入口16I，该入口基本上平行于轴线A轴向地布置；以及出口16O，该出口基本上垂直于轴线A径向地布置。
在这个示例中，紧邻出口16O的下游的是第一叶片式扩散器24。第一叶片式扩散器24包括多个叶片24V。在这个示例中，叶片24V是固定的叶片。即，叶片24V的相对取向在压缩机10的操作期间不可调节，并且在叶片24V之间产生的流动路径在压缩机10的操作期间不可调节。虽然本公开不限于固定的叶片式扩散器，但使用具有固定的叶片的扩散器具有减少压缩机10中的机械部件的数量(同样的，所述机械部件在一段时间的使用之后将需要维修和/或更换)的优点。此外，避免使用几何结构可变式扩散器可以具有消除通常与几何结构可变式扩散器关联的泄漏流的益处。
制冷剂流动主路径F沿总体上径向远离轴线A的方向延伸通过扩散器24。接着，制冷剂流动主路径F在跨越弯脖25中转过180度，并且向着第二叶轮18径向向内流动通过具有去漩涡叶片29的返回通道27。类似于第一叶轮16，第二叶轮18包括轴向取向的入口18I和径向取向的出口18O。第二级扩散器26布置在第二叶轮18的下游。在这个示例中，第二级扩散器26包括固定的叶片。然而，第二级扩散器不需要包括叶片。出口蜗壳28布置在第二级扩散器26的下游处。出口蜗壳28通常绕轴线A盘旋设置并且通向压缩机出口22。
在这个示例中，压缩机10包括再循环流动路径R，该再循环流动路径构造成用于将来自制冷剂流动主路径F的制冷剂的一部分(即，制冷剂的“第二流动流”)从第一部位30再循环到第一部位30的上游的第二部位32。在这个示例中，第一部位30与压缩机出口22相邻，并且第二部位32位于第一叶轮16的下游，如下面将讨论的。然而，第一部位30和第二部位32可以被设置在其它部位而不偏离本公开的范围。第一部位30的可替代候选方案是一跨越弯脖25，或者是返回通道27内的部位。第二部位32可以可替代地设置在第二级扩散器26的入口处。
再循环流动路径R部分地由再循环管路34提供。在这个示例中，再循环管路34从出口蜗壳28导出其流体流，在出口蜗壳处，流体的流动是无漩涡的。这与在扩散器的出口处周向地导出流动形成对比，在后者的情况中，需要由去漩涡叶片分隔的多个通道来维持通过再循环喷嘴46喷注流体流所需的压力。在没有去漩涡叶片的情况下，由于再循环喷嘴46的较小半径，角动量的守恒导致速度的增加和压力的减小。由于再循环喷嘴46上的减小的压力差，静态压力的这种减小限制了再循环流动R。
该再循环流动路径R还包括流动调节器36。在这个示例中，流动调节器36在再循环管路34中布置在外壳12外部。这允许容易地更换和安装流动调节器36。该流动调节器36可以是构造成用于调节制冷剂的流动的任何类型的装置，该装置包括机械阀，诸如具有电控制或气动控制的蝶阀、闸门阀或球阀(例如，由存在的压力调节的阀)。流动调节器36可以包括致动器，该致动器能够操作以响应于来自控制器C的指令来定位阀。该控制器C可以是包括存储器、硬件以及软件的任何已知类型的控制器。该控制器C构造成用于存储指令，并且将那些指令提供给压缩机10的各种部件(包括电动机14，以及其它结构，诸如磁性支承组件B)。该控制器C还可以包括一个或更多个部件。
再循环流动路径R最初沿基本上垂直于轴线A的方向径向地向外延伸，从第一部位30沿制冷剂流动主路径F延伸到再循环管路34中的第一弯脖38。再循环流动路径R随后在图1中从右到左(并且基本上平行于轴线A)轴向延伸，从第一弯脖38延伸到第二弯脖40，再循环流动路径R进而在该第二弯脖处向着轴线A径向向内转向。在这个示例中，流动调节器36在再循环流动路径R中布置在第二弯脖40的下游。虽然再循环流动路径R以特别的方式被示出，但再循环流动路径R可以进行不同地布置。
在流动调节器36的下游，再循环流动路径R在入口42处进入外壳12至再循环蜗壳44。再循环管路34中的流体的速度(动能)在其进入再循环蜗壳44时保持而在进入增压室(诸如增压室154)时失去。因此，再循环蜗壳44形成更有效的流动再循环系统。
再循环蜗壳44绕轴线A盘旋设置，并且与多个再循环喷嘴46连通。在这个示例中，再循环喷嘴46的数量对应于扩散器叶片24V之间的通道的数量，不过可以提供不同数量的再循环喷嘴46。在这个示例中，再循环喷嘴46形成在注射器板48中。再循环流动路径R内的制冷剂通过再循环喷嘴46被导入到制冷剂流动主路径F中，如下文将讨论的。
图2从外部视角示出了压缩机10的上述部分。如图示出的，外壳12可以包括相独立的零件，该相独立的零件显示为第一部分12A和第二部分12B。压缩机出口22由第一部分12A形成，而压缩机入口20由第二部分12B形成。再循环管路34在外壳的第一部分12A和外壳的第二部分12B之间延伸。
图3是沿图2中的线3-3截取的剖视图，并且示出了外壳的第一部分12A的细节，但移除了外壳的第二部分12B。尤其地，图3示出了第一叶轮16相对于第一叶片式扩散器24的布置情况。如图示出的，叶片24V彼此相邻布置，并且在相邻的叶片24V之间形成有多个喉部T(图6)。在制冷剂以大的切向速度分量从第一叶轮16径向向外排出时，所述制冷剂穿过喉部T。
图4是沿图2中的线4-4截取的剖视图，并且示出了外壳的第二部分12B，而移除了外壳的第一部分12A。尤其地，图4示出了注射器板48的细节，该注射器板包括多个再循环喷嘴46。注射器板48可以与外壳的第一部分12A整体地形成，或者分离地附接。
图5至图6示出了再循环喷嘴46相对于第一叶片式扩散器24V的布置情况。图5是示出了图1中的被圈起来的区域的细节的放大视图。如图5中所示，再循环喷嘴46各包括与再循环蜗壳44相邻的入口46I，以及与叶片24V相邻的出口46O。在一个示例中，在再循环喷嘴46从入口46I移动到出口46O时，再循环喷嘴46径向地远离轴线A倾斜，以便配合离开叶轮16的流动的径向分量。
图6描绘了一个再循环喷嘴46相对于两个相邻的叶片24V1、24V2的布置情况。在一个示例中，再循环喷嘴46被布置成使得出口46O与在相邻的叶片24V1、24V2之间跨越的喉部T相邻布置。喉部T被限定为垂直于扩散器的流动方向的最小横截面区域。沿轴线A观察，喉部T变成相邻的叶片24V1、24V2之间的最短距离。尤其地，在一个示例中，出口46O完全位于喉部T的上游。在另一示例中，当沿轴线A观察时，出口46O的至少一部分与喉部T重叠。即，出口46O至少部分地与喉部T径向对准。此外，如图示出的，再循环喷嘴46倾斜成使得入口46I绕轴线A与出口46O周向地间隔开，以便配合离开叶轮16的流动的切向分量。虽然为清楚起见在图6中没有示出，但应当理解，如图6中概括性地示出的，再循环喷嘴46中的每一者可以布置在相邻的叶片24V之间。
基于压缩机10的操作条件，可以选择性地控制(通过控制器C)流动调节器36以在第一部位30处移走制冷剂流动主路径F内的制冷剂的一部分，并且通过再循环流动路径R将制冷剂的移走的部分注射回到制冷剂流动主路径F中。在一个示例中，流动调节器36由控制器C响应于压缩机10的操作性能进行控制。可以通过监控冷却器内的流体(例如，水)的温度来监控压缩机10的操作性能。
在一个示例中，在压缩机以正常性能操作时关闭流动调节器36。正常性能的范围是所设计性能的大约40％至100％。然而，在相对低的部分负载的操作性能(例如，所设计性能的大约30％左右)下，控制器C指令流动调节器36打开，使得制冷剂通过再循环流动路径R注射到制冷剂流动主路径F中。另外地或可替代地，在一些示例中，该控制器可以指令流动调节器36在压缩机启动期间打开。
注射来自再循环流动路径R的制冷剂通过允许下游元件(例如，第一叶片式扩散器24、返回通道27、第二叶轮18、以及第二级扩散器26)经历更接近它们的最佳范围的流动来增加部分负载条件下的压缩机10的操作的稳定性。反过来，这使得压缩机10的高效操作范围拓展到较低的部分负载的操作条件，这减小了发生喘振工况的可能性。此外，并且如上所述，压缩机10可以在不需要入口引导叶片或几何结构可变式扩散器的情况下实现此操作，这增加了压缩机10的可靠性。
图7示出了根据本公开的另一示例性压缩机110。关于没有另外描述或示出的内容，压缩机110对应于图1至图6的压缩机10，相似的部分由具有前面添加有“1”的相似的附图标记表示。压缩机110包括替代再循环蜗壳44的增压室154。增压室154不以再循环蜗壳44的方式绕轴线A盘旋设置，并且可以有效地替代再循环蜗壳44。
虽然不同的示例在图中示出了具体的部件，但本公开的实施例不限于那些特别的组合。可以将所述示例中的一个示例的部件或特征中的一些部件或特征与所述示例中的另一个示例的特征或部件组合地使用。
本领域技术人员将理解，上述的实施例是示例性的并且是非限制性的。即，本公开的改进型将落在权利要求的范围内。因此，以下权利要求应该被研究以确定它们的真实范围和内容。

Claims (13)

1.一种离心压缩机，所述离心压缩机包括：
第一叶轮，所述第一叶轮布置在制冷剂流动主路径中；
第二叶轮，所述第二叶轮在所述制冷剂流动主路径中布置在所述第一叶轮的下游；以及
再循环流动路径，所述再循环流动路径沿所述制冷剂流动主路径布置在第一部位和第二部位之间，所述第一部位在所述第二叶轮下游，所述第二部位在所述第一叶轮下游；
第一叶片式扩散器，所述第一叶片式扩散器位于所述第一叶轮的下游，所述第二部位与所述第一叶片式扩散器相邻；
多个再循环喷嘴，所述多个再循环喷嘴布置在所述再循环流动路径中，每个所述再循环喷嘴具有与所述第一叶片式扩散器相邻布置并且位于所述第一叶轮下游的出口，其中，当沿第一叶轮的旋转轴线观察时，每个所述再循环喷嘴的出口的至少一部分与所述第一叶片式扩散器的相邻叶片之间的喉部重叠；以及
其中，所述再循环流动路径包括与所述再循环喷嘴的入口相邻的再循环蜗壳，所述再循环蜗壳相对于再循环流动路径位于再循环喷嘴的上游。
2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，所述压缩机包括位于所述第二叶轮的下游的出口蜗壳，所述第一部位与所述出口蜗壳相邻。
3.根据权利要求1所述的离心压缩机，所述压缩机包括注射板，所述再循环喷嘴形成在所述注射板中。
4.根据权利要求1所述的离心压缩机，所述压缩机还包括：
控制器；以及
布置在所述再循环流动路径中的流动调节器，所述流动调节器能够响应于来自所述控制器的指令选择性地调节所述再循环流动路径内的制冷剂的流动。
5.根据权利要求4所述的离心压缩机，其中，所述控制器响应于压缩机的操作性能提供指令给所述流动调节器。
6.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，第二部位在所述第二叶轮的上游。
7.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，所述再循环流动路径的至少一部分在压缩机的外壳的外部。
8.根据权利要求7所述的离心压缩机，其中，所述再循环流动路径没有去漩涡叶片。
9.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，所述再循环蜗壳绕第一叶轮的旋转轴线盘旋设置。
10.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中，所述流动调节器包括致动器和机械阀。
11.一种离心压缩机，所述离心压缩机包括：
叶轮，所述叶轮布置在制冷剂流动主路径中；
出口蜗壳，设置在所述叶轮的下游；
再循环流动路径，所述再循环流动路径沿所述制冷剂流动主路径布置在第一部位和第二部位之间，所述再循环流动路径包括再循环蜗壳，所述再循环蜗壳相对于再循环流动路径位于第二部位的上游；
叶片式扩散器，所述叶片式扩散器位于所述叶轮的下游，所述第二部位与所述叶片式扩散器相邻并且位于所述叶轮的下游；以及
多个再循环喷嘴，所述多个再循环喷嘴布置在所述再循环流动路径中，其中每个所述再循环喷嘴具有出口，并且其中当沿叶轮的旋转轴线观察时，每个所述再循环喷嘴的出口的至少一部分与所述叶片式扩散器的相邻叶片之间的喉部重叠。
12.根据权利要求11所述的离心压缩机，其中，所述第二部位相对于制冷剂流动主路径位于所述第一部位的上游。
13.一种操作离心压缩机的方法，所述方法包括：
沿制冷剂流动主路径形成制冷剂的第一流动流；
通过第一叶轮对所述制冷剂的第一流动流加压；
在所述第一叶轮的下游的部位选择性地将制冷剂的第二流动流引入到所述制冷剂流动主路径中，所述制冷剂的第二流动流源于所述制冷剂流动主路径，在将制冷剂的所述第二流动流引入到所述制冷剂流动主路径之前，制冷剂的所述第二流动流流动经过再循环蜗壳；
通过第二叶轮对组合的制冷剂的第一流动流和制冷剂的第二流动流加压；以及
其中，所述制冷剂的第二流动流在所述第二叶轮的下游的部位处源自所述制冷剂流动主路径，并且经由多个再循环喷嘴引入所述制冷剂流动主路径，所述再循环喷嘴布置成当沿第一叶轮的旋转轴线观察时，每个所述再循环喷嘴的出口的至少一部分与一叶片式扩散器的相邻叶片之间的喉部重叠。
CN201380070191.2A 2013-01-31 2013-12-04 具有扩展的操作范围的离心压缩机 Active CN105051372B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361758817P 2013-01-31 2013-01-31
US61/758,817 2013-01-31
PCT/US2013/073020 WO2014120335A1 (en) 2013-01-31 2013-12-04 Centrifugal compressor with extended operating range

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105051372A CN105051372A (zh) 2015-11-11
CN105051372B true CN105051372B (zh) 2017-05-31

Family

ID=51221455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380070191.2A Active CN105051372B (zh) 2013-01-31 2013-12-04 具有扩展的操作范围的离心压缩机

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9157446B2 (zh)
EP (1) EP2951440B1 (zh)
CN (1) CN105051372B (zh)
AU (1) AU2013376868B2 (zh)
WO (1) WO2014120335A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867196B2 (en) 2019-12-02 2024-01-09 Carrier Corporation Centrifugal compressor and method of operating the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3037110B1 (fr) * 2015-06-05 2019-11-01 Danfoss A/S Compresseur frigorifique centrifuge
US10113553B2 (en) * 2016-01-12 2018-10-30 Daikin Applied Americas Inc. Centrifugal compressor with hot gas injection
EP3411596B1 (en) * 2016-02-04 2023-11-01 Danfoss A/S Active surge control in centrifugal compressors using microjet injection
US11015848B2 (en) * 2016-04-20 2021-05-25 Danfoss A/S Axial flow compressor for HVAC chiller systems
JP2020535344A (ja) 2017-09-25 2020-12-03 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニーＪｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ 遠心圧縮機用の２部品分割スクロール
US11268523B2 (en) * 2017-10-10 2022-03-08 Daikin Industries, Ltd. Centrifugal compressor with recirculation structure
WO2019199962A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 Carrier Corporation Compressor having extended range and stability
KR102545557B1 (ko) * 2018-06-12 2023-06-21 엘지전자 주식회사 원심 압축기
KR102545555B1 (ko) 2018-06-12 2023-06-20 엘지전자 주식회사 원심 압축기
US11143193B2 (en) * 2019-01-02 2021-10-12 Danfoss A/S Unloading device for HVAC compressor with mixed and radial compression stages
CN111486108A (zh) * 2019-01-29 2020-08-04 青岛海尔智能技术研发有限公司 离心压缩机、热泵系统
US11174822B1 (en) * 2020-07-13 2021-11-16 Cummins Power Generation Inc. Turbocharger compressor bypass coaxial re-introduction system to optimize transient load response
WO2023249780A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 Danfoss A/S Deswirlers in refrigerant compressors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741676A (en) * 1971-10-12 1973-06-26 Barodyne Inc Surge control for fluid compressors
CN1222649A (zh) * 1997-11-29 1999-07-14 Lg电子株式会社 涡轮压缩机

Family Cites Families (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2277647A (en) 1940-08-01 1942-03-24 Carrier Corp Refrigeration
DE842893C (de) 1950-09-13 1952-07-03 Siemens Ag Selbstansaugende Kreiselpumpe
US2888809A (en) 1955-01-27 1959-06-02 Carrier Corp Gas compression apparatus
US2793506A (en) * 1955-03-28 1957-05-28 Trane Co Refrigerating apparatus with motor driven centrifugal compressor
US3011322A (en) 1958-08-12 1961-12-05 Dresser Operations Inc Stabilization of refrigeration centrifugal compressor
US3070974A (en) * 1959-12-14 1963-01-01 Garrett Corp Single valve refrigeration control
US3232074A (en) * 1963-11-04 1966-02-01 American Radiator & Standard Cooling means for dynamoelectric machines
US3362629A (en) * 1965-12-21 1968-01-09 Carrier Corp Centrifugal compressor
US3391858A (en) * 1966-08-04 1968-07-09 Lancey Warren Heathcote De Fluid pump having multiple impellers
US3901620A (en) 1973-10-23 1975-08-26 Howell Instruments Method and apparatus for compressor surge control
US4094613A (en) 1976-05-07 1978-06-13 Sundstrand Corporation Variable output centrifugal pump
SU682674A1 (ru) 1978-04-13 1979-08-30 Институт Горной Механики И Технической Кибернетики Им.М.М.Федорова Пр моточный центробежный вентил тор
US4378194A (en) 1980-10-02 1983-03-29 Carrier Corporation Centrifugal compressor
US4695224A (en) 1982-01-04 1987-09-22 General Electric Company Centrifugal compressor with injection of a vaporizable liquid
US4503684A (en) 1983-12-19 1985-03-12 Carrier Corporation Control apparatus for centrifugal compressor
US4815935A (en) * 1987-04-29 1989-03-28 General Motors Corporation Centrifugal compressor with aerodynamically variable geometry diffuser
JPH0646035B2 (ja) * 1988-09-14 1994-06-15 株式会社日立製作所 多段遠心圧縮機
GB2268228A (en) 1992-06-24 1994-01-05 Rover Group A compressor surge control system.
GB2305974B (en) 1995-06-10 1999-08-11 Adrian Graham Alford Device for improving turbocharger dynamic characteristics
WO1997024591A1 (en) 1996-01-02 1997-07-10 Woodward Governor Company Surge prevention control system for dynamic compressors
US5709526A (en) 1996-01-02 1998-01-20 Woodward Governor Company Surge recurrence prevention control system for dynamic compressors
US5669756A (en) 1996-06-07 1997-09-23 Carrier Corporation Recirculating diffuser
TW402666B (en) 1997-08-06 2000-08-21 Carrier Corp Drive positioning mechanism, centrifugal compressor, and backlash adjustment mechanism
GB9717400D0 (en) 1997-08-15 1997-10-22 Boc Group Plc Vacuum pumping systems
US6036432A (en) 1998-07-09 2000-03-14 Carrier Corporation Method and apparatus for protecting centrifugal compressors from rotating stall vibrations
JP2002048098A (ja) 2000-08-02 2002-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ圧縮機および冷凍機
CA2373905A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Ronald David Conry Twin centrifugal compressor
US6672826B2 (en) 2002-04-05 2004-01-06 Mafi-Trench Corporation Compressor surge control apparatus
US7069733B2 (en) 2003-07-30 2006-07-04 Air Products And Chemicals, Inc. Utilization of bogdown of single-shaft gas turbines to minimize relief flows in baseload LNG plants
CN1820133A (zh) 2003-08-08 2006-08-16 霍尼韦尔国际公司 压缩机的喘振控制系统
JP4191563B2 (ja) 2003-08-28 2008-12-03 三菱重工業株式会社 圧縮機の制御方法
US7356999B2 (en) 2003-10-10 2008-04-15 York International Corporation System and method for stability control in a centrifugal compressor
WO2005068842A1 (en) 2003-12-24 2005-07-28 Honeywell International, Inc. Recirculation port
KR100568183B1 (ko) * 2004-01-08 2006-04-05 삼성전자주식회사 터보압축기
US6945748B2 (en) 2004-01-22 2005-09-20 Electro-Motive Diesel, Inc. Centrifugal compressor with channel ring defined inlet recirculation channel
US7326027B1 (en) 2004-05-25 2008-02-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Devices and methods of operation thereof for providing stable flow for centrifugal compressors
WO2005121560A1 (en) 2004-06-07 2005-12-22 Honeywell International Inc. Compressor apparatus with recirculation and method therefore
DE602004014541D1 (de) * 2004-06-07 2008-07-31 Honeywell Int Inc Verdichter mit entstellbarer rückführung und verfahren
US8122724B2 (en) * 2004-08-31 2012-02-28 Honeywell International, Inc. Compressor including an aerodynamically variable diffuser
US20060067833A1 (en) 2004-09-22 2006-03-30 Hamilton Sundstrand Integral add heat and surge control valve for compressor
US7322202B2 (en) 2004-09-22 2008-01-29 Hamilton Sundstrand Corporation Electric motor driven supercharger with air cycle air conditioning system
FR2879689B1 (fr) 2004-12-17 2007-03-09 Renault Sas Dispositif de suralimentation d'un moteur a combustion interne comprenant un circuit de decharge et un amortisseur des pulsations du turbocompresseur
FI20050119A (fi) 2005-02-02 2006-08-03 Sulzer Pumpen Ag Menetelmä ja laite kaasumaisen tai nestemäisen aineen syöttämiseksi väliaineen joukkoon
US20070144170A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Caterpillar Inc. Compressor having integral EGR valve and mixer
US7600961B2 (en) * 2005-12-29 2009-10-13 Macro-Micro Devices, Inc. Fluid transfer controllers having a rotor assembly with multiple sets of rotor blades arranged in proximity and about the same hub component and further having barrier components configured to form passages for routing fluid through the multiple sets of rotor blades
US7871239B2 (en) 2006-02-03 2011-01-18 Dresser-Rand Company Multi-segment compressor casing assembly
US8156757B2 (en) 2006-10-06 2012-04-17 Aff-Mcquay Inc. High capacity chiller compressor
US7811050B2 (en) 2006-12-28 2010-10-12 General Electric Company Operating line control of a compression system with flow recirculation
DE102007017825A1 (de) 2007-04-16 2008-10-23 Continental Automotive Gmbh Verdichtergehäuse und Turbolader
DE102007035966A1 (de) 2007-07-30 2009-02-05 Bosch Mahle Turbosystems Gmbh & Co. Kg Radialverdichter für einen Turbolader
FR2920829B1 (fr) 2007-09-11 2014-03-21 Ge Energy Products France Snc Systeme d'admission d'air pour compresseur de turbine a gaz, et procede associe
JP2009085027A (ja) 2007-09-27 2009-04-23 Fujitsu General Ltd ２段圧縮ロータリ圧縮機
US20110277498A1 (en) 2007-10-17 2011-11-17 Sander Kaart Method and apparatus for controlling a regrigerant compressor, and use thereof in a method of cooling a hydrocarbon stream
TWI437167B (zh) 2007-10-31 2014-05-11 Johnson Controls Tech Co 控制系統
DE102008004834A1 (de) 2008-01-17 2009-07-23 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Radialverdichter mit Abnahme und Rückführung von Luft am Gehäuse
DE102008007027A1 (de) 2008-01-31 2009-08-13 Continental Automotive Gmbh Turbolader mit einem Verdichter, welcher zwei Luftkanäle aufweist, zum Regeln einer Zapfluft und zum Abblasen einer Schubumluft
US8272832B2 (en) 2008-04-17 2012-09-25 Honeywell International Inc. Centrifugal compressor with surge control, and associated method
CN102378888B (zh) 2008-07-29 2014-09-17 国际壳牌研究有限公司 用于控制压缩机的方法和设备以及冷却烃流的方法
WO2010059447A2 (en) 2008-11-18 2010-05-27 Borgwarner Inc. Compressor of an exhaust-gas turbocharger
EP2194277A1 (de) 2008-12-05 2010-06-09 ABB Turbo Systems AG Verdichterstabilisator
IT1396001B1 (it) 2009-04-28 2012-11-09 Nuovo Pignone Spa Sistema di recupero dell'energia in un impianto per la compressione di gas
JP5316365B2 (ja) * 2009-10-22 2013-10-16 株式会社日立プラントテクノロジー ターボ型流体機械
US8434305B2 (en) 2010-05-06 2013-05-07 Honeywell International Inc. Compressed-air-assisted turbocharger system for internal combustion engine
EP2423515A1 (en) 2010-08-25 2012-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Industrial compressor system
IT1401663B1 (it) 2010-08-31 2013-08-02 Nuovo Pignone Spa Dispositivo e metodo per rilevare una sovracorrente in un compressore e spostare un margine di sovracorrente.
IT1402481B1 (it) 2010-10-27 2013-09-13 Nuovo Pignone Spa Metodo e dispositivo che effettua una compensazione del tempo morto di anti-pompaggio basata su modello
CN103201462B (zh) 2010-11-03 2015-08-05 丹佛斯公司 一种离心压缩机和致冷系统
DE102011019006B3 (de) 2011-04-29 2012-08-30 Voith Patent Gmbh Strömungsverdichter, insbesondere zur Aufladung eines Verbrennungsmotors
EP2615308A1 (en) 2012-01-12 2013-07-17 Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG Charging device
GB2499217A (en) 2012-02-08 2013-08-14 Edwards Ltd Vacuum pump with recirculation valve
US9145858B2 (en) 2012-02-29 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Intake system with an integrated charge air cooler
FR2987602B1 (fr) 2012-03-02 2014-02-28 Aircelle Sa Nacelle de turbomoteur equipe d'un echangeur de chaleur
EP2639411B1 (de) 2012-03-12 2014-12-10 MTU Aero Engines GmbH Gehäuse einer Stömungsmaschine mit einem Fluidleitsystem
DE102012204403A1 (de) 2012-03-20 2013-09-26 Man Diesel & Turbo Se Radialverdichtereinheit
DE102013201482B3 (de) 2013-01-30 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Mehrstufiger Verdichter
CN103174678B (zh) 2013-03-26 2015-09-30 哈尔滨工程大学 多通道的离心压气机引气再循环结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741676A (en) * 1971-10-12 1973-06-26 Barodyne Inc Surge control for fluid compressors
CN1222649A (zh) * 1997-11-29 1999-07-14 Lg电子株式会社 涡轮压缩机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867196B2 (en) 2019-12-02 2024-01-09 Carrier Corporation Centrifugal compressor and method of operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013376868B2 (en) 2017-03-30
US20150354589A1 (en) 2015-12-10
US20140208788A1 (en) 2014-07-31
CN105051372A (zh) 2015-11-11
US10184481B2 (en) 2019-01-22
EP2951440B1 (en) 2019-07-31
WO2014120335A1 (en) 2014-08-07
AU2013376868A1 (en) 2015-08-13
US9157446B2 (en) 2015-10-13
EP2951440A4 (en) 2017-01-11
EP2951440A1 (en) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105051372B (zh) 具有扩展的操作范围的离心压缩机
CN105765319B (zh) 具有扩展范围和容量控制特征的两级离心式压缩机
US10197064B2 (en) Centrifugal compressor with fluid injector diffuser
JP2003013898A (ja) 軸流形流体機械
CN108431521A (zh) 带热气喷射的离心压缩机
CN104246394B (zh) 高压力比多级离心压缩机
CN104067071A (zh) 具有扩压器的变速多级离心式制冷压缩机
CN109162934A (zh) 压缩机及空调系统
JP3989025B2 (ja) 循環ポンプに関する方法及び構造
CN106164494A (zh) 用于离心式压缩机的控制系统和方法
JP7204524B2 (ja) 圧縮機
WO2019174497A1 (zh) 一种磁悬浮压缩机
CN109715955A (zh) 离心压缩机
US20200208642A1 (en) Unloading device for hvac compressor with mixed and radial compression stages
CN103758780A (zh) 可动叶片式轴流泵
EP3411596B1 (en) Active surge control in centrifugal compressors using microjet injection
CN205823750U (zh) 用于径流式燃气轮机的径向可调入口导叶
US20220341437A1 (en) Active unloading device for mixed flow compressors
JPH08261195A (ja) うず巻ポンプ
CN109973197A (zh) 一种自冷却式发动机用冷却水泵
JP2003247500A (ja) エジェクタおよび冷凍システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant