CN105370626A - 用于离心压缩机的回流器及具有其的离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于离心压缩机的回流器及具有其的离心压缩机。回流器包括：壁面组件、叶片连接件、第一列叶片和第二列叶片，壁面组件设有补气口。叶片连接件固定在壁面组件上。第一列叶片包括多个第一叶片，第一列叶片设在叶片连接件上。第二列叶片包括第二叶片，第二列叶片设在叶片连接件上，其中在叶片连接件的径向方向上，第二列叶片位于第一列叶片的内侧且每个第一叶片与每个第二叶片间隔开。根据本发明实施例的回流器，可以减少气体分离现象，提高叶片消旋效果，同时可以减低流动损失，提高回流器的效率，第一列叶片和第二列叶片的包角减小，减小铸造难度。

Description

用于离心压缩机的回流器及具有其的离心压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其是涉及一种用于离心压缩机的回流器及具有其的离心压缩机。

背景技术

回流通道元件又叫回流器，在多级离心制冷压缩机中，它的作用是把前一级扩压器流出的具有强烈切向速度的旋绕气体导向至下一级的叶轮入口，为了获得最佳的设计性能，叶轮入口气流必须以切向速度为零或接近零(仅保留轴向速度)的方向进入叶轮。现有的多级离心制冷压缩机中回流器一般采用单列叶栅消旋叶片和部分补气区域结构，但存在如下问题：1、气体易在叶片尾缘发生分离，降低叶片消旋效果，流动损失较大，回流器效率较低；2、部分补气区域会导致后部流场不均匀，增加流动损失和出口掺混损失；3、单叶叶栅消旋叶片包角较大，不易铸造和加工。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于离心压缩机的回流器，减少气体分离现象。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述回流器的离心压缩机。

根据本发明实施例的用于离心压缩机的回流器，包括：壁面组件，所述壁面组件设有在厚度方向上贯穿所述壁面组件的补气口；叶片连接件，所述叶片连接件固定在所述壁面组件上且与所述壁面组件之间限定出与所述补气口连通的工作气体流通通道；第一列叶片，所述第一列叶片包括多个第一叶片，所述多个第一叶片均匀间隔分布，所述第一列叶片设在所述叶片连接件上且位于所述工作气体流通通道内；第二列叶片，所述第二列叶片包括多个第二叶片，所述多个第二叶片均匀间隔分布，所述第二列叶片设在所述叶片连接件上且位于所述工作气体流通通道内，其中在所述叶片连接件的径向方向上，所述第二列叶片位于所述第一列叶片的内侧且每个所述第一叶片与每个所述第二叶片间隔开。

根据本发明实施例的用于离心压缩机的回流器，通过设有第一列叶片和第二列叶片，从而可以减少气体分离现象，提高叶片消旋效果，同时可以减低流动损失，提高回流器的效率。同时由于设有第一列叶片和第二列叶片，与传统的单列叶栅消旋叶片相比，第一列叶片和第二列叶片的包角减小，减小铸造难度。

另外，根据本发明上述实施例的用于离心压缩机的回流器还可以具有如下附加的技术特征：

优选地，所述第一叶片的数量和所述第二叶片的数量相同。

进一步优选地，所述多个第一叶片和所述多个第二叶片在周向上交错分布。

在本发明的优选实施例中，所述补气口为多个且绕所述壁面组件的周向均匀间隔分布。

在本发明的一些实施例中，所述壁面组件还设有环形的补气腔，所述补气口与所述补气腔连通。

进一步地，每相邻的两个所述第二叶片之间设有一个所述补气口，所述补气口邻近所述第一叶片的朝向所述第二叶片的一端设置。

根据本发明的一些实施例，所述叶片连接件和所述壁面组件为独立加工成型件。

进一步地，回流器还包括固定件，所述叶片连接件和所述壁面组件通过所述固定件固定连接。

在本发明的一些具体实施例中，所述叶片连接件的朝向所述壁面组件的表面上设有定位凸起，所述壁面组件的朝向所述叶片连接件的表面上设有与所述定位凸起配合的定位槽。

优选地，所述定位凸起形成为环形，所述定位槽形成为环形。

根据本发明实施例的离心压缩机，包括根据本发明上述实施例的用于离心压缩机的回流器。

根据本发明实施例的离心压缩机，通过采用上述的回流器，可以减少回流器中气体分离，提高回流器的效率，避免流动损失和出口掺混损失。

附图说明

图1为根据本发明实施例的回流器的剖面图；

图2为根据本发明实施例的回流器中设有第一列叶片和第二列叶片的叶片连接件的示意图；

图3为根据本发明实施例的回流器中的壁面组件的示意图；

图4为设有根据本发明实施例的回流器的离心压缩机的局部剖面图；

图5为图4中A-A方向的剖面图。

附图标记：

回流器100、

壁面组件1、补气口10、补气腔11、定位槽12、第一中心孔13、第一部分14、第二部分15、连接部16、

叶片连接件2、定位凸起20、第二中心孔21、

工作气体流通通道3、入口30、出口31、

第一列叶片4、第一叶片40、第一流通通道41、

第二列叶片5、第二叶片50、第二流通通道51、

压缩机200、第一叶轮7、第二叶轮8、驱动轴9、扩压器19。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的用于离心压缩机200的回流器100，其中离心压缩机200包括第一叶轮7、第二叶轮8、扩压器19、驱动轴9和机组经济器(图未示出)等元件，第一叶轮7、第二叶轮8和回流器100外套在驱动轴9上，回流器100设在第一叶轮7和第二叶轮8之间，驱动轴9转动时带动第一叶轮7、第二叶轮8和回流器100转动，扩压器19位于第一叶轮7和回流器100的入口30之间，从第一叶轮7流出的气体经过扩压器19后再流入到回流器100中。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的用于离心压缩机200的回流器100，包括：壁面组件1、叶片连接件2、第一列叶片4和第二列叶片5，其中，壁面组件1设有在厚度方向上贯穿壁面组件1的补气口10，壁面组件1上设有适于与驱动轴9配合的第一中心孔13。

叶片连接件2固定在壁面组件1上且与壁面组件1之间限定出与补气口10连通的工作气体流通通道3，叶片连接件2上设有适于与驱动轴9配合的第二中心孔21，第一叶轮7与第二叶轮8通过工作气体流通通道3导通，从第一叶轮7流出的工作气体通过工作气体流通通道3流向第二叶轮8，同时经过离心压缩机200的机组经济器的工作气体通过补气口10进入到工作气体流通通道3内以进行补气。

第一列叶片4包括多个第一叶片40，多个第一叶片40均匀间隔分布，第一列叶片4设在叶片连接件2上且位于工作气体流通通道3内，每相邻的两个第一叶片40之间限定出一条用于流通工作气体的第一流通通道41。优选地，多个第一叶片40的外端位于同一圆上，多个第一叶片40的内端位于同一圆上。需要进行说明的是，在本发明的描述中，“内”指的是在叶片连接件2的径向方向上朝向第二中心孔21的中心的方向，“外”指的是在叶片连接件2的径向方向上朝向叶片连接件2的外壁的方向。

第二列叶片5包括多个第二叶片50，多个第二叶片50均匀间隔分布，第二列叶片5设在叶片连接件2上且位于工作气体流通通道3内，每相邻的两个第二叶片50之间限定出一条用于流通工作气体的第二流通通道51。其中在叶片连接件2的径向方向上，第二列叶片5位于第一列叶片4的内侧且每个第一叶片40与每个第二叶片50间隔开。

优选地，多个第二叶片50的外端位于同一圆上，多个第二叶片50的内端位于同一圆上。在本发明的描述中，第二列叶片5位于第一列叶片4的内侧指的是第二列叶片5邻近第二中心孔21设置，换言之，第二列叶片5的外端所在的圆的半径小于第一列叶片4的外端所在的圆的半径。每个第一叶片40和每个第二叶片50间隔开指的是每个第一叶片40和每个第二叶片50之间不存在任何的固体接触点。

具体而言，第一列叶片4和第一列叶片4限定出串列叶栅消旋叶片结构，第一列叶片4和第二列叶片5在绕驱动轴9的环状区域内布置，且第一列叶片4和第二列叶片5限定出的叶栅的起止半径不同形成流动上明显的上下游关系，在流场内叶栅间无任何固体接触点。

在离心压缩机200运行过程中，存在两路气流，第一路为气流通过第一叶轮7进入扩压器19并通过工作气体流通通道3的入口30进入到回流器100中，进入到回流器100中的工作气体首先经过第一列叶片4限定出的多个第一流通通道41，然后从多个第一流通通道41流出的工作气体进入到第二列叶片5限定出的多个第二流通通道51内。第二路气流通过机组经济器进入工作气体流通通道3内，在回流器100中这两路气流充分混合后均匀的进入到第二叶轮8中。

在工作气体的流动路径上，由于工作气体是从第一列叶片4流出后进入到第二列叶片5中然后再从第二列叶片5流出到第二叶轮8中，因此工作气体在不同的通道内流动，可以减少在叶片的边缘处发生气体分离现象，减少流动损失，提高叶片消旋效果。

根据本发明实施例的用于离心压缩机200的回流器100，通过设有第一列叶片4和第二列叶片5，从而可以减少气体分离现象，提高叶片消旋效果，同时可以减低流动损失，提高回流器100的效率。同时由于设有第一列叶片4和第二列叶片5，与传统的单列叶栅消旋叶片相比，第一列叶片4和第二列叶片5的包角减小，减小铸造难度。

下面参考图1-图5详细描述根据本发明具体实施例的用于离心压缩机200的回流器100。

如图1所示，根据本发明实施例的回流器100，包括壁面组件1、叶片连接件2、第一列叶片4和第二列叶片5。壁面组件1和叶片连接件2分别形成为环形且外套在驱动轴9上以由驱动轴9驱动转动。

壁面组件1上设有在厚度方向上贯穿壁面组件1的补气口10，补气口10可以为多个且绕壁面组件1的周向均匀间隔分布，每个补气口10的尺寸应该完全相同，从而通过设有多个均匀间隔分布的补气口10，使得回流器100采用全周均匀补气结构，可以避免部分补气对整个回流器100流场均匀性和对称性的破坏而导致的增加流动损失和出口掺混损失。

为了通过机组经济器的工作气体可以均匀的流入到每个补气口10内，即保证流入每个补气口10的流量均匀，因此壁面组件1还设有环形的补气腔11，补气口10与补气腔11连通。从而可以进一步避免破坏回流器100流场的均匀性和对称性。

如图1所示，壁面组件1包括第一部分14、第二部分15和连接部16，第一部分14形成为回转体，第一部分14的中心设有第一中心孔13，第一部分14形成为大体盆状，且补气口10设在第一部分14上并在第一部分14的厚度方向上贯穿第一部分14，连接部16设在第一部分14的远离叶片连接件2的表面上且环绕第一中心孔13设置，第二部分15从连接部16的远离第一部分14的端部沿第一中心孔13的径向向外延伸，第一部分14的朝向第二部分15的表面、第二部分15的朝向第一部分14的表面和连接部16的外周壁之间限定出环形的补气腔11。其中，第一部分14、第二部分15和连接部16优选地为一体成型件。需要进行说明的是，壁面组件1的结构不限于此，壁面组件1还可以形成为其他形状只要可以限定出环形的补气腔11和与补气腔11连通的补气口10即可。

壁面组件1和叶片连接件2为独立加工成型件，即在加工回流器100时，先将壁面组件1和叶片连接件2加工成型后，再将加工成型后的壁面组件1和叶片连接件2固定在一起，从而可以降低回流器100的加工难度，提高制造和检验的便利性。其中回流器100还可以包括固定件(图未示出)，叶片连接件2和壁面组件1通过固定件固定连接，可选地，固定件可以为螺栓等。其中可以理解的是，壁面组件1和叶片连接件2的连接方式不限于此，例如还可以是采用焊接的方式固定壁面组件1和叶片连接件2。同时还可以理解的是，壁面组件1和叶片连接件2还可以是一体成型件。

叶片连接件2形成为环形，叶片连接件2的朝向壁面组件1的表面上设有定位凸起20，壁面组件1的朝向叶片连接件2的表面上设有与定位凸起20配合的定位槽12。从而可以先采用定位凸起20和定位槽12配合以定位叶片连接件2的位置，然后再用固定件将叶片连接件2与壁面组件1固定在一起，进而便于叶片连接件2和壁面组件1之间的装配。优选地，定位凸起20形成为环形，定位槽12形成为环形，从而可以提高定位效果。当然可以理解的是，还可以是叶片连接件2上设有定位槽12，壁面组件1上设有与定位槽12配合的定位凸起20。

第一列叶片4包括多个第一叶片40，多个第一叶片40绕驱动轴9的中心线均匀间隔分布，第二列叶片5包括多个第二叶片50，多个第二叶片50绕驱动轴9的中心线均匀间隔分布。第一列叶片4和第二列叶片5分别设在叶片连接件2的朝向壁面组件1的表面上，其中第一叶片40的数量和第二叶片50的数量相同，且多个第一叶片40和多个第二叶片50在周向上交错分布。从而保证回流器100的消旋效果。其中可以理解的是，第一叶片40和第二叶片50的数量也可以不相同例如相差一两个，只要保证从第一流通通道41流出的工作气体可以流入相应的第二流通通道51内即可。

每个第一叶片40的内端位于第二流通通道51内以起到导引工作气体流动的作用。需要进行说明的是，每个第一叶片40和每个第二叶片50的具体结构尺寸在此不做具体限定，每个第一叶片40和每个第二叶片50的具体结构尺寸可以根据实际需要进行具体限定。

每相邻的两个第二叶片50之间设有一个补气口10，补气口10邻近第一叶片40的朝向第二叶片50的一端设置，补气口10的数量与气流在回流器100内被分割的数量相等。从而可以对第一流通通道41和第二流通通道51的连接处的工作气体流动起到扰动的作用，可以起到最优的补气效果。

根据本发明实施例的回流器100的工作原理如下：在离心压缩机200运行过程中，存在两路气流，第一路为气流通过第一叶轮7进入扩压器19，并经过工作气体流通通道3的入口30进入到第一列叶片4后再进入第二列叶片5。第二路气流通过机组经济器进入补气腔11再通过多个补气口10流入到第二列叶片5中。在回流器100的第二列叶片5内两路气流充分混合后均匀的进入第二叶轮8。

根据本发明实施例的回流器100具有如下优点：1、采用串列叶栅消旋叶片结构，提高叶片消旋效果，减少回流器100中气体分离，提高回流器100的效率；2、采用全周均匀补气结构，避免部分补气对整个回流器100流场均匀性和对称性的破坏从而导致的增加流动损失和出口掺混损失；3、单列叶片(即第一列叶片4和第二列叶片5)包角减小，减小铸造难度。

根据本发明实施例的离心压缩机200，包括根据本发明上述实施例的用于离心压缩机200的回流器100。

根据本发明实施例的离心压缩机200，通过采用上述的回流器100，可以减少回流器100中气体分离，提高回流器100的效率，避免流动损失和出口掺混损失。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种用于离心压缩机的回流器，其特征在于，包括：

壁面组件，所述壁面组件设有在厚度方向上贯穿所述壁面组件的补气口；

叶片连接件，所述叶片连接件固定在所述壁面组件上且与所述壁面组件之间限定出与所述补气口连通的工作气体流通通道；

第一列叶片，所述第一列叶片包括多个第一叶片，所述多个第一叶片均匀间隔分布，所述第一列叶片设在所述叶片连接件上且位于所述工作气体流通通道内；

第二列叶片，所述第二列叶片包括多个第二叶片，所述多个第二叶片均匀间隔分布，所述第二列叶片设在所述叶片连接件上且位于所述工作气体流通通道内，其中在所述叶片连接件的径向方向上，所述第二列叶片位于所述第一列叶片的内侧且每个所述第一叶片与每个所述第二叶片间隔开。

2.根据权利要求1所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述第一叶片的数量和所述第二叶片的数量相同。

3.根据权利要求2所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述多个第一叶片和所述多个第二叶片在周向上交错分布。

4.根据权利要求1所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述补气口为多个且绕所述壁面组件的周向均匀间隔分布。

5.根据权利要求1或4所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述壁面组件还设有环形的补气腔，所述补气口与所述补气腔连通。

6.根据权利要求4所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，每相邻的两个所述第二叶片之间设有一个所述补气口，所述补气口邻近所述第一叶片的朝向所述第二叶片的一端设置。

7.根据权利要求1所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述叶片连接件和所述壁面组件为独立加工成型件。

8.根据权利要求7所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，还包括固定件，所述叶片连接件和所述壁面组件通过所述固定件固定连接。

9.根据权利要求7或8所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述叶片连接件的朝向所述壁面组件的表面上设有定位凸起，所述壁面组件的朝向所述叶片连接件的表面上设有与所述定位凸起配合的定位槽。

10.根据权利要求9所述的用于离心压缩机的回流器，其特征在于，所述定位凸起形成为环形，所述定位槽形成为环形。

11.一种离心压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的用于离心压缩机的回流器。