CN107355431A - 扩压器和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种扩压器和压缩机。该扩压器包括本体，所述本体上设置有冷媒喷孔。由于采用了上述技术方案，当高压液态冷媒通过冷媒喷孔后形成雾状液态冷媒，由于雾状液态冷媒比气态冷媒的换热能力强、且比液态冷媒更容易蒸发，因此，不但能有效提升压缩机中间流道气体的冷却效果，还不会使后面的叶轮中出现液体。此外，通过高压液态冷媒直接喷射，能够有效提升液体喷射的流量，从而提升流道中冷媒的速度，有效克服喘振现象。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种扩压器和压缩机。
背景技术
离心压缩机采用多级压缩时，对中间流道气体进行冷却能够提升后面级的压缩效率。制冷离心压缩机中，通常采用闪发器中经过节流的气态冷媒对压缩机中间流道气体进行冷却，但由于气态冷媒的焓值较高，冷却效率一般；同时，由于闪发器压力不能太高，否则容易产生补气带液现象，导致补气的气体量只能在小范围内进行控制。
此外，压缩机在接近喘振区运行时，中间流道内气体量太小，此时需要大量补气以消除喘振，而通过闪发器补气的流量太小不能有效的克服喘振。为此，目前制冷离心压缩机在中间补气提升制冷循环效率与克服喘振通常作为两个单独的控制目标分别进行控制，结构复杂。
发明内容
本发明实施例中提供一种扩压器和压缩机，以解决现有技术中对中间流道气体的冷却效率不高、不能有效的克服喘振的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种扩压器，包括本体，所述本体上设置有冷媒喷孔。
作为优选，所述本体上设置有多个冷媒喷孔，所述多个冷媒喷孔沿所述本体的周向设置。
作为优选，所述多个冷媒喷孔排列形成一个环形或多个由内至外依次嵌套设置的环形。
作为优选，每个所述环形包括15-45个所述冷媒喷孔。
作为优选，所述冷媒喷孔的孔径小于或等于0.5mm。
作为优选，所述冷媒喷孔的喷射角度与所述扩压器所构成的扩压器流道内的气流之间的夹角为40-70度。
作为优选，所述本体上形成有冷媒容纳腔，所述冷媒容纳腔与所述冷媒喷孔连通。
作为优选，所述本体的一侧形成有冷媒容纳槽，所述冷媒容纳槽的顶部设置有盖板，所述盖板盖在所述冷媒容纳槽的开口端从而将所述冷媒容纳槽密封形成所述冷媒容纳腔。
作为优选，所述盖板与所述冷媒容纳槽分体式连接或一体成型。
作为优选，所述冷媒容纳槽与所述本体分体式连接或一体成型。
作为优选，所述冷媒容纳槽及所述盖板呈环形。
作为优选，所述冷媒容纳腔上形成有冷媒进口。
作为优选，所述冷媒进口开设在所述盖板上。
本发明还提供了一种压缩机，包括上述的扩压器。
作为优选，所述压缩机还包括用于根据压缩机运行工况调节所述扩压器的喷液流量的流量调节阀，所述流量调节阀设置在与所述扩压器的冷媒容纳腔连接的冷媒输入管路上。
由于采用了上述技术方案，当高压液态冷媒通过冷媒喷孔后形成雾状液态冷媒，由于雾状液态冷媒比气态冷媒的换热能力强、且比液态冷媒更容易蒸发，因此，不但能有效提升压缩机中间流道气体的冷却效果，还不会使后面的叶轮中出现液体。此外，通过高压液态冷媒直接喷射，能够有效提升液体喷射的流量，从而提升流道中冷媒的速度，有效克服喘振现象。
附图说明
图1是本发明实施例的压缩机的结构示意图；
图2是本发明实施例的扩压器的主视图；
图3是本发明实施例的扩压器的剖视图。
附图标记说明：1、本体；2、冷媒喷孔；3、冷媒容纳腔；4、冷媒容纳槽；5、盖板；6、冷媒进口；7、扩压器；8、冷媒输送管；9、冷媒入口；10、前导流器；11、可调导叶；12、一级叶轮；13、中间流道；14、二级扩压器；15、回流器；16、二级叶轮；17、主轴；18、箱体；19、蜗室。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种扩压器，特别是一种用于多级压缩机中的一级扩压器。该扩压器包括本体1，其中，所述本体1上设置有冷媒喷孔2。
由于在扩压器上设置有冷媒喷孔2，当高压液态冷媒通过冷媒喷孔2后形成雾状液态冷媒，由于雾状液态冷媒比气态冷媒的换热能力强、且比液态冷媒更容易蒸发，因此，不但能有效提升压缩机中间流道气体的冷却效果，还不会使后面的叶轮中出现液体。此外，通过高压液态冷媒直接喷射，能够有效提升液体喷射的流量，从而提升流道中冷媒的速度，有效克服喘振现象。
优选地，所述本体1上设置有多个冷媒喷孔2，所述多个冷媒喷孔2沿所述本体1的周向设置。
优选地，所述多个冷媒喷孔2排列形成一个环形或多个由内至外依次嵌套设置的环形。可见，本发明中的环形可以为单层或多层，其中，层数的多少主要取决于冷却所需的流量以及克服喘振所需的流量。为提升压缩机中间级气体的冷却效果以及提升喘振克服能力，推荐采用多层的环形。
考虑到冷媒喷孔2的制造成本与实施效果，最好采用2-3层的所述环形。其中，每个所述环形可包括15-45个所述冷媒喷孔2，更优选地，所述冷媒喷孔2的孔径小于或等于0.5mm。
在一个更优选地实施例中，为了减少冷媒喷孔2的喷液与压缩机主流气体的冲击损失，冷媒喷孔2的喷射角度最好接近气流角度。更优选地，所述冷媒喷孔2的喷射角度与所述扩压器所构成的扩压器流道内的气流之间的夹角为40-70度。
在图1至图3所示的实施例中，优选地，所述本体1上形成有冷媒容纳腔3，所述冷媒容纳腔3与所述冷媒喷孔2连通。高压液态冷媒先进入冷媒容纳腔3，然后再均匀地分配至每个冷媒喷孔2处。冷媒容纳腔3起到了限制和容纳高压液态冷媒的作用，使冷媒在其限定的一定空间内更利于保持高压状态，并由冷媒喷孔2喷出。
如图1和图3所示，优选地，所述本体1的一侧形成有冷媒容纳槽4，所述冷媒容纳槽4的顶部设置有盖板5，所述盖板5盖在所述冷媒容纳槽4的开口端从而将所述冷媒容纳槽4密封形成所述冷媒容纳腔3。其中，冷媒容纳槽4可以是如图1和图3所示的突出于本体1的形式，也可以采用凹入本体1的凹槽形式，为了保证足够大的体积、便于加工制造，优选采用本发明图示实施例中的方式。
本发明中，用于构成冷媒容纳槽的结构可以集成在扩压器的本体上，也可以是单独结构镶嵌在本体上。为此，所述盖板5与所述冷媒容纳槽4分体式连接或一体成型，进一步优选地，所述冷媒容纳槽4与所述本体1分体式连接或一体成型。
在图1至图3所示的实施例中，优选地，所述冷媒容纳槽4及所述盖板5呈环形。这样，环状的盖板5盖在环状的冷媒容纳槽4的左侧开口端，从而形成一个所述的冷媒容纳腔3。
更优选地，本发明还在所述冷媒容纳腔3上形成有冷媒进口6。高压液态冷媒通过设置在壳体上的冷媒入口9进入冷媒输送管8中，而冷媒输送管的出口端则与冷媒进口6连接，这样，高压液态冷媒便被输送至冷媒容纳腔3中。更优选地，所述冷媒进口6开设在所述盖板5上。
本发明还提供了一种压缩机，特别是一种多功能离心压缩机。该压缩机包括上述的扩压器7。更优选地，扩压器7为一级扩压器。
请参考图1，气态冷媒经过设置在前导流器10内的可调导叶11后，在一级叶轮12的作用下进入中间流道13。高压液态冷媒由冷媒入口9经过冷媒输送管8进入冷媒容纳腔3中，然后由本体1上的冷媒喷孔2向外喷入中间流道13中。然后经过回流器15通过二级叶轮16进入二级扩压器14的流道中，最后进入箱体18所形成的蜗室19中。其中，一级叶轮12和二级叶轮16安装在主轴17上，在主轴17的驱动下转动。
由于采用了上述具有冷媒喷孔2的喷液结构，本发明中的压缩机可在一级扩压器上形成一层或多层环状的冷媒喷孔2，这样，在压缩机运行时，高压液体冷媒经过压缩机内部的高压液态冷媒流道进入压缩机内部，再经过冷媒喷孔2喷射进入压缩机的中间流道13。当高压液态冷媒经过冷媒喷孔2后，形成雾状并蒸发吸热，从而降低压缩机流道内的气体温度，进而提升后面级的压缩效率。
当压缩机运行在喘振工况附近时，压缩机的中间流道13由于气体速度不足首先出现大规模的气体分离现象。本发明可通过提升冷媒容纳腔3内的压力，增加冷媒喷孔2的喷液质量，从而使压缩机流道中的气体量增加，以提升流道中气体的速度，减少气体漩涡与气体分离，从而克服喘振。
优选地，所述压缩机还包括用于根据压缩机运行工况调节所述扩压器7的喷液流量的流量调节阀，所述流量调节阀设置在与所述扩压器7的冷媒容纳腔3连接的冷媒输入管路上。这样，当压缩机正常运行时，流道冷却所需要的喷液量较小，但是在压缩机运行在喘振工况时，为了消除压缩机的喘振，需要喷射较多的流量才能克服，此时，则可通过该流量调节阀对流量进行调节，以增大流量。
通过上述技术方案，本发明能够提升压缩机运行时中间流道气体的冷却效果，从而提升压缩机运行效率，同时能够提升压缩机克服喘振的能力，有效拓宽离心压缩机的运行范围。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种扩压器，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)上设置有冷媒喷孔(2)。
2.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述本体(1)上设置有多个冷媒喷孔(2)，所述多个冷媒喷孔(2)沿所述本体(1)的周向设置。
3.根据权利要求2所述的扩压器，其特征在于，所述多个冷媒喷孔(2)排列形成一个环形或多个由内至外依次嵌套设置的环形。
4.根据权利要求3所述的扩压器，其特征在于，每个所述环形包括15-45个所述冷媒喷孔(2)。
5.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒喷孔(2)的孔径小于或等于0.5mm。
6.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒喷孔(2)的喷射角度与所述扩压器所构成的扩压器流道内的气流之间的夹角为40-70度。
7.根据权利要求1所述的扩压器，其特征在于，所述本体(1)上形成有冷媒容纳腔(3)，所述冷媒容纳腔(3)与所述冷媒喷孔(2)连通。
8.根据权利要求7所述的扩压器，其特征在于，所述本体(1)的一侧形成有冷媒容纳槽(4)，所述冷媒容纳槽(4)的顶部设置有盖板(5)，所述盖板(5)盖在所述冷媒容纳槽(4)的开口端从而将所述冷媒容纳槽(4)密封形成所述冷媒容纳腔(3)。
9.根据权利要求8所述的扩压器，其特征在于，所述盖板(5)与所述冷媒容纳槽(4)分体式连接或一体成型。
10.根据权利要求8所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒容纳槽(4)与所述本体(1)分体式连接或一体成型。
11.根据权利要求8所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒容纳槽(4)及所述盖板(5)呈环形。
12.根据权利要求8所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒容纳腔(3)上形成有冷媒进口(6)。
13.根据权利要求12所述的扩压器，其特征在于，所述冷媒进口(6)开设在所述盖板(5)上。
14.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的扩压器(7)。
15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括用于根据压缩机运行工况调节所述扩压器(7)的喷液流量的流量调节阀，所述流量调节阀设置在与所述扩压器(7)的冷媒容纳腔(3)连接的冷媒输入管路上。
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