CN221003265U - 叶轮进口导流装置和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叶轮进口导流装置和压缩机，其中，叶轮进口导流装置包括壳体(10)和导流结构(20)，壳体(10)设有用于输送流体的流道，流道包括用于输入流体的入口(11)和用于输出流体的出口(12)，入口(11)的流通方向与出口(12)的流通方向之间具有预设夹角；导流结构(20)设置在流道中，导流结构(20)被配置为对从入口(11)输入的流体进行整流和引导，导流结构(20)包括导流件(21)，导流件(21)自壳体(10)内部延伸至出口(12)，且在出口(12)处导流件(21)与壳体(10)之间形成环状流道。压缩机包括上述叶轮进口导流装置。

Description

叶轮进口导流装置和压缩机

技术领域

本实用新型涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种叶轮进口导流装置和压缩机。

背景技术

单悬臂双级离心压缩机在正常工作时由于叶轮入口及出口的压力大小差异，会导致转子在轴向方向上产生轴向力，从而影响压缩机工作的稳定性。

因此，相关技术中，为了减小轴向力的影响，设计人员提出了双悬臂(即叶轮分布在电机两侧)的压缩机结构，使两侧轴向力可以相互抵消。但在双悬臂压缩机中，从一级压缩出来的气体要经过蜗壳及多个弯道进入二级压缩，这种情况下气流会以紊乱的状态进入二级叶轮入口，并导致二级压缩的效率下降。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种叶轮进口导流装置和压缩机。

根据本实用新型的一个方面，提供一种叶轮进口导流装置，包括：

壳体，设有用于输送流体的流道，流道包括用于输入流体的入口和用于输出流体的出口，入口的流通方向与出口的流通方向之间具有预设夹角；和

导流结构，设置在流道中，被配置为对从入口输入的流体进行整流和引导，导流结构包括导流件，导流件自壳体内部延伸至出口，且在出口处导流件与壳体之间形成环状流道。

在一些实施例中，预设夹角为90°。

在一些实施例中，沿流道中流体的流动方向，流道的流通面积逐渐减小。

在一些实施例中，导流件被配置为与流道配合以使流体的流动方向改变90°。

在一些实施例中，导流件包括第一端和第二端，第一端连接于流道的第一壁面，第二端朝向流道的第二壁面延伸，第一壁面与第二壁面相对设置，出口设置于第二壁面。

在一些实施例中，导流件的第二端的端面为平面。

在一些实施例中，以导流件的第一端的端面作为基准面，导流件的平行于基准面的截面的面积沿流体流动方向逐渐减小。

在一些实施例中，基准面为圆形。

在一些实施例中，导流结构还包括多个导流叶片，导流叶片被配置为引导从入口输入的流体流向导流件。

在一些实施例中，导流件的第一端连接于流道的第一壁面，导流叶片在第一壁面上的投影为圆弧形。

在一些实施例中，壳体为对称结构，导流件、多个导流叶片关于壳体的对称面对称布置。

在一些实施例中，以导流件的第一端的端面作为基准面，导流叶片自基准面的边缘向远离导流件的方向延伸且向靠近入口的方向弯折。

在一些实施例中，在平行于基准面的平面上，导流叶片的远离导流件的端点的切线与流道内壁上的第一预设点的切线平行，且导流叶片的远离导流件的端点与第一预设点的连线垂直于第一预设点的切线。

在一些实施例中，导流件的第一端连接于流道的第一壁面，基准面为圆形，基准面的圆周上设有第二预设点，第二预设点是圆周与导流叶片在第一壁面上的投影的交点，经过第二预设点的导流叶片在第一壁面上的投影的切线与经过第二预设点的基准面的半径的延长线之间的夹角为1°～2°。

在一些实施例中，以导流件的第一端的端面作为基准面，基准面的边缘上设有多个均匀分布的分界点，基准面的中心与分界点的连线为分界线，在垂直于基准面的方向上，流道的过分界点且垂直于分界线的截面的高度沿靠近基准面的中心的方向逐渐减小。

在一些实施例中，相邻两条分界线之间的夹角为15°～30°。

在一些实施例中，流道的过分界点且垂直于分界线的截面包括第一截面和第二截面，其中，第一截面过与入口距离最近的分界点且直于入口的流通方向，第一截面的面积S₁和第二截面的面积S₂之间满足Δ是第一截面所对应的分界线和第二截面所对应的分界线之间的夹角，k的取值范围是0.95～0.98，且Δ越大则k的取值越大。

在一些实施例中，以导流件的第一端的端面作为基准面，基准面边缘处的流道的流通面积与出口的流通面积相等。

在一些实施例中，以导流件的第一端的端面作为基准面，基准面为圆形，出口的流通面为圆形，基准面的半径为出口的流通面的半径的1.5～1.8倍。

在一些实施例中，沿流道中流体的流动方向，叶轮进口导流装置还包括设置于导流结构上游的分流叶片，分流叶片被配置为引导从入口输入的流体沿分流叶片的两侧均匀地流向导流结构。

在一些实施例中，分流叶片自导流件向靠近入口的方向延伸。

在一些实施例中，导流结构还包括多个导流叶片，导流叶片被配置为引导从入口输入的流体流向导流件，分流叶片的厚度大于导流叶片的厚度。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种压缩机，包括上述的叶轮进口导流装置。

基于上述技术方案，本实用新型通过设置导流结构，可以对流体进行整流并使流体沿着流道中预设的路径流动；导流结构包括导流件，导流件自壳体的内部延伸至壳体的出口，并且在出口处形成环状流道，可以使导流件的导流作用一直延伸到出口，使出口流体按照导流件的引导方向流出，以满足后续流体流向的需求，有利于减小叶轮进口导流装置下游流体方向偏移造成的压力损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1a示出了本实用新型叶轮进口导流装置一个实施例的流道的主剖视图；

图1b示出了图1a中叶轮进口导流装置的流道的侧剖视图；

图1c示出了图1a中叶轮进口导流装置的流道的第一截面的形状示意图；

图2示出了本实用新型叶轮进口导流装置一个实施例中导流叶片和分流叶片的分布示意图；

图3示出了本实用新型叶轮进口导流装置一个实施例中流道结构的主剖视图。

图中：

10、壳体；11、入口；12、出口；13、第一壁面；14、第二壁面；20、导流结构；21、导流件；211、基准面；22、导流叶片；30、分流叶片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

在压缩机的应用中，容易发生由于叶轮入口处流体的流动紊乱而导致的压缩机压缩效率下降的问题，因此，本实用新型提供一种叶轮进口导流装置，用于优化叶轮入口处流体的流动情况。

参考图1a、图1b、图1c和图2所示，在本实用新型提供的叶轮进口导流装置的一些实施例中，该叶轮进口导流装置包括壳体10和导流结构20。其中，壳体10设有用于输送流体的流道，流道包括用于输入流体的入口11和用于输出流体的出口12，入口11的流通方向与出口12的流通方向之间具有预设夹角；导流结构20设置在流道中，该导流结构20被配置为对从入口11输入的流体进行整流和引导，导流结构20包括导流件21，导流件21自壳体10内部延伸至出口12，且在出口12处导流件21与壳体10之间形成环状流道。

通过设置导流结构20，可以对流体进行整流并使流体沿着流道中预设的路径流动。而设置导流结构20包括导流件21，导流件21自壳体10内部延伸至出口12，可以使导流件21的导流作用一直延伸到出口，减少流体在没有导流件21的引导作用的情况下自由流动的距离，使出口12的流体按照导流件21的引导方向流出，以满足后续流体流向的需求，有利于减小叶轮进口导流装置下游的流体方向偏移造成的压力损失。此外，在出口12处导流件21与壳体10之间形成环状流道，该环状流道的流通面积可以基于叶轮进口导流装置下游连接的部件的入口的流通面积进行设置，以提高流体输送至下游连接的部件的过程中的流动稳定性，进而减少流体的能量损耗。

其中，入口11的流通方向和出口12的流通方向之间的预设夹角根据实际应用的需求进行设计即可。

例如，在一些实施例中，入口11的流通方向与出口12的流通方向之间的预设夹角为90°。

因此，在一些实施例中，导流件21被配置为与流道配合以使流体的流动方向改变90°。

通过上述设置，本实用新型叶轮进口导流装置能够适配不同压缩机或者压缩机中不同位置的流道结构，对于优化不同使用场景下叶轮入口处流体的流动情况有重要意义。

在另一些实施例中，沿流道中流体的流动方向，流道的流通面积逐渐减小。

通过逐渐减小流道的流通面积，使得流体在流动中逐渐收敛，能够减少流体的扩散，进而对流体进行整合，有利于提高流体的流动稳定性和在压缩机级间传输的高效性，进而保证压缩机的工作稳定性、提高压缩机的压缩效率。

参考图1a和图1b所示，在一些实施例中，导流件21包括第一端和第二端，第一端连接于流道的第一壁面13，第二端朝向流道的第二壁面14延伸，第一壁面13与第二壁面14相对设置，出口12设置于第二壁面14。

通过设置导流件21自流道的第一壁面13向流道的第二壁面14延伸，则流体沿着导流件21的外轮廓形状流动，便可流至设置于第二壁面14的出口12，导流件21起到了引导流体转向的作用。其中，导流件21的第一端与流道的第一壁面13连接的方式有多种选择，例如，导流件21的第一端可以与流道的第一壁面13一体成型，或者在生产制造中也可以单独生产导流件21，再通过焊接等方式将其与流道的第一壁面13连接。

在上述实施例中，在出口12处导流件21的第二端与壳体10之间形成环状流道，流体在流道中沿着导流件21的第一端和第二端之间的外周面流动，沿着流体的流动方向，参考图1b所示，该外周面的型线可以设置为流线型，导流件21的第二端的形状不做限制，只要不影响流体往出口12流动即可。

例如，在一些实施例中，导流件21的第二端为圆弧面，该圆弧面与导流件21的外周面之间采用圆角过渡。

而在另一些实施例中，参考图1b所示，导流件21的第二端的端面为平面。

参考图1a和图1b所示，在一些实施例中，以导流件21的第一端的端面作为基准面211，导流件21的平行于基准面211的截面的面积沿流体流动方向逐渐减小。

即沿着流体的流动方向，导流件21是渐缩结构，从而给流体构造出较为缓和的转向路径，能够平稳地引导流体的流动。

其中，基准面211的形状有多种选择，与流道的内壁形状相互适应即可，例如可以是圆形、椭圆形等。

参考图1a和图2所示，在一些实施例中，基准面211为圆形。

参考图2所示，在一些实施例中，导流结构20还包括多个导流叶片22，导流叶片22被配置为引导从入口11输入的流体流向导流件21。

多个导流叶片22起到对流体的整流作用，能够使流体沿着导流叶片22之间、导流叶片22与流道内壁之间形成的路径流通，起到均匀分布流体流量的作用，并且使原本从入口21流入的紊乱的流体向导流件21集中，进而有效降低流体的紊流程度。

其中，导流叶片22的形状有多种选择，例如可采取流线形、圆弧形或其他有助于流体流动的曲线形设计，而导流叶片22在流道中的高度与其安装位置处相应的流道截面形状的高度相适应即可。

参考图3所示，在一些实施例中，壳体10为对称结构，导流件21、多个导流叶片22关于壳体10的对称面对称布置。

其中，导流叶片22的数量可根据实际需要进行选择，其数量的多少与流量的大小成正相关的关系，此外，考虑到导流叶片22的数量对流道内流通面积的影响，设置于壳体10的对称面的单侧的导流叶片22数量不应多于6个。

具体的，参考图2所示，在一些实施例中，导流件21的第一端连接于流道的第一壁面13，导流叶片22在第一壁面13上的投影为圆弧形。

在一些实施例中，为了优化流体在流道中的流动情况，使得流体相对于导流叶片22的流道更加稳定，参考图2所示，以导流件21的第一端的端面作为基准面211，导流叶片22自基准面211的边缘向远离导流件21的方向延伸且向靠近入口11的方向弯折。

通过上述设置，流体从入口11流入壳体10内的流道，进而能够顺着导流叶片22的端部的引导流向导流件21，减少流体与导流叶片22之间碰撞，从而减少流体流动的能量损耗。

在一些实施例中，在平行于基准面211的平面上，导流叶片22的远离导流件21的端点的切线与流道内壁上的第一预设点的切线平行，且导流叶片22的远离导流件21的端点与第一预设点的连线垂直于第一预设点的切线。

具体参考图2所示，导流叶片22的远离导流件21的端点在图中示出为b点，流道内壁上的第一预设点在图中示出为a点，通过使导流叶片22的b点的切线与流道内壁上a点的切线平行，能够进一步减少流体在流动过程中与流道内壁、导流叶片22发生的碰撞，减少流体流动的能量损耗，提高流体的流动稳定性。

参考图2所示，在另一些实施例中，在平行于基准面211的平面上，导流叶片22的远离导流件21的端点(b点)与第一预设点(a点)的连线的延长线与基准面211的投影的边缘相交(在图中示出为c点)，则b点最好设置在线段ac的中点与线段ac的靠近c点的1/3点(在图中示出为d点)的范围内，并且流道内的流体流速越大，则将导流叶片22的远离导流件21的端点(b点)设置在上述范围内的越靠近线段ac的中点的位置，从而保证导流叶片22两侧流体的流量分配大致均匀。

在一些实施例中，导流件21的第一端连接于流道的第一壁面13，基准面211为圆形，基准面211的圆周上设有第二预设点，第二预设点是圆周与导流叶片22在第一壁面13上的投影的交点，经过第二预设点的导流叶片22在第一壁面13上的投影的切线与经过第二预设点的基准面211的半径的延长线之间的夹角为1°～2°。

具体参考图2所示，基准面211的半径在图中示出为r，经过第二预设点的导流叶片22在第一壁面13上的投影的切线与经过第二预设点的基准面211的半径的延长线之间的夹角在图中示出为β，考虑到流体流动的滞后性，将β设置为1°～2°，有助于保证流体沿基准面211的径向向导流件21流动。

参考图2所示，在一些实施例中，以导流件21的第一端的端面作为基准面211，基准面211的边缘上设有多个均匀分布的分界点，基准面211的中心与分界点的连线为分界线，参考图1c所示，在垂直于基准面211的方向上，流道的过分界点且垂直于分界线的截面的高度沿靠近基准面211的中心的方向逐渐减小。

具体参考图1c所示，其示出的是过与入口11距离最近的分界点且垂直于入口11的流通方向的流道的截面的形状，M、N分别是截面的远离导流件21的一端的两个端点，m、n分别是截面的靠近导流件21的一端的两个端点，从截面的MN端到mn端，截面的高度逐渐减小，例如，截面形状可以为梯形，从而能够使得流体在从流道的外周流动到流道的中心位置的过程中，以逐步收敛的流动方式流动，有助于将流体往流道的中心位置(即导流件21处)集中，从而能够减少流体的扩散，提高流体的传输效率。

在一些实施例中，相邻两条分界线之间的夹角为15°～30°，参考图1a所示，该夹角示出为α，α的具体大小可根据实际应用中对流道的设计需要进行选择。

参考图1a所示，在基准面211为圆形的情况下，基准面211的分界线即为该圆形的半径，在图中示出为r。参考图1a和图1c所示，以壳体10的对称面一侧的结构为例，多条分界线对基准面211的半圆进行分割，流道包括过分界点且垂直于分界线的多个截面，相邻两条分界线之间的夹角示出为α，过与入口11距离最近的分界点且垂直于入口11的流通方向的流道的截面即为垂直于壳体10的对称面的截面，在图1a中以A₁₈₀表示，则沿流道中流体的流动方向，下游的截面依次是是A_180-α，A_180-2α，A_180-3α，…，A0。

具体的，在一些实施例中，流道的过分界点且垂直于分界线的截面包括第一截面和第二截面，其中，第一截面过与入口11距离最近的分界点且垂直于入口11的流通方向，第一截面的面积S₁和第二截面的面积S₂之间满足Δ是第一截面所对应的分界线和第二截面所对应的分界线之间的夹角，k的取值范围是0.95～0.98，且Δ越大则k的取值越大。

参考参考图1a所示，第一截面即为上述的截面A₁₈₀，第二截面是流体的流动方向下游的截面，以壳体10的对称面一侧的结构为例，Δ的取值包括α，2α，3α，…，nα，…，180，其中1、2、3、n等表示分界线的编号。

其中，第一截面的面积S₁应为入口11的流通面积的一半的0.9～0.95倍，从而保证流道有一定的收敛度，并且沿流道中流体的流动方向，参考图1a和图3所示，流道的过分界点且垂直于分界线的截面的面积逐渐减小，直至流道收敛至基准面211处，考虑到流体的流动损失，n越大时(即Δ越大)k应取越大的值，这样可以保证各个截面处的流体流速相当，保证流道中由MN端到mn端方向的流体在圆周方向上流量相当。

在一些实施例中，以导流件21的第一端的端面作为基准面211，基准面211边缘处的流道的流通面积与出口12的流通面积相等。

具体的，参考图1a、图1b和1c所示，基准面211边缘处流道的流通面为圆柱面，该圆柱面的面积为2πrL_mn，即基准面211边缘处的流通面积为2πrL_mn，其中，L_mn为图1c中线段mn的长度。通过使基准面211边缘处的流道的流通面积与出口12的流通面积相等，能够保证流体在基准面211与出口12之间流动的稳定性。

当本实用新型叶轮进口导流装置用于连接压缩机级间叶轮时，出口12处的流通面积应设置为与其下游连接的叶轮的入口流通面积一致，即导流件21与壳体10之间形成的环状流道的截面积应设置为与其下游连接的叶轮的入口流通面积一致，进而保证流入该叶轮的流体的流动稳定性。其中，出口12的形状可以根据实际需要进行设置，与其要连接的部件的入口处的形状相适应即可。

在一些实施例中，以导流件21的第一端的端面作为基准面211，基准面211为圆形，出口12的流通面为圆形，基准面211的半径为出口12的流通面的半径的1.5～1.8倍。

通过给基准面211和出口12的流通面之间设置合适的尺寸关系，使两者之间能够形成平缓的流道结构，从而有助于减少流体的波动，保证流体流至出口12过程中的稳定性。

参考图2和图3所示，在一些实施例中，沿流道中流体的流动方向，叶轮进口导流装置还包括设置于导流结构20上游的分流叶片30，分流叶片30被配置为引导从入口11输入的流体沿分流叶片30的两侧均匀地流向导流结构20。

分流叶片30能够对从入口11输入的流体进行初步的分流，实现对流体的流向的调整，使得流体在流向导流结构20之前尽量均匀并顺着流道的走向分布，能够改善流体的流动情况，减少流体的不均匀性和涡流现象，有助于提高导流结构20对流体的整流和引导效果。

根据具体的应用需求和流体特性，可以对分流叶片30的位置和形状等参数进行优化设计，以实现更好的流体分流效果。

例如，参考图3所示，在一些实施例中，分流叶片30自导流件21向靠近入口11的方向延伸。

在另一些实施例中，导流结构20还包括多个导流叶片22，导流叶片22被配置为引导从入口11输入的流体流向导流件21，分流叶片30的厚度大于导流叶片22的厚度。

也就是说，为了实现更好的分流和引导作用，分流叶片30的厚度可以设置得大一些，分流叶片30的外部引导面的形状也可以根据需求进行设计，如设置为弧形、流线形等；而导流叶片22主要起引导流体流动方向的作用，将其厚度设置得较小，有利于可以减少叶片与流体的碰撞，减少流体的流动损耗，也保证流道中具有足够的流通面积。

下面对本实用新型叶轮进口导流装置的一个具体实施例进行说明：

参考图1a～图3所示，本实用新型叶轮进口导流装置包括壳体10、导流结构20和分流叶片30。其中，壳体10设有用于输送流体的流道，导流结构20设置在流道中，分流叶片30相对于导流结构20设置于流道中流体流动方向的上游。

流道包括用于输入流体的入口11和用于输出流体的出口12，入口11的流通方向与出口12的流通方向之间具有90°夹角。

导流结构20设置在流道中，该导流结构20包括导流件21和多个导流叶片22，导流件21自壳体10内部延伸至出口12，且在出口12处导流件21与壳体10之间形成环状流道，导流件21与流道配合以使流体的流动方向改变90°。

参考图1a～图1c所示，导流件21包括第一端和第二端，第一端连接于流道的第一壁面13，第二端朝向流道的第二壁面14延伸。

以导流件21的第一端的端面作为基准面211，在本实施例中，基准面211为圆形，出口12的流通面也为圆形，以基准面211的半径r为基准，基准面211的半径r为出口12的流通面半径的1.5-1.8倍。

参考图1a～1c和图3所示，壳体10为对称结构，导流件21、多个导流叶片22关于壳体10的对称面对称布置，壳体10中流道的主要结构表现为由入口11处的圆形逐步转变为蝴蝶形状，即沿流体的流动方向，流道的截面的整体形状为“外高内低”，并且截面的面积呈逐渐收缩状。

参考图1a所示，以壳体10的对称面一侧的结构为例，将基准面211的半圆周以圆心角α进行均匀划分(α值取15°～30°)，基准面211的圆心与其圆周的连线形成分界线，分界线与圆周的交点为分界点，流道包括多个过分界点且垂直于分界线的截面。

具体的，以图1a中截面A₁₈₀为初始截面，截面A_180-α为沿流道中流体的流动方向下游的垂直于分界线的截面，截面A_180-α和截面A₁₈₀所对应的分界线之间的夹角为α。

在本实施例中截面A₁₈₀为梯形，包括M、N、n和m四个端点。其中截面A_180-α的面积(即梯形MNnm的面积)应为入口面积(即图1a中示出的入口11的一半面积)的0.9～0.95倍，从而保证流道有一定的收敛度，有利于整合流体。

用S₁表示初始截面A₁₈₀的面积，用S₂表示流体流动方向下游的任一截面的面积，则S₁和S₂之间满足其中，Δ是上述两个截面所对应的分界线之间的夹角，考虑到流动损失，k值应当取值0.95～0.98(Δ越大则k取越大值)，这样可以保证各个截面处流速相当，保证流体由截面的MN端流向mn端在圆周方向上流量相当。

通过上述设置，流道中的流体经过逐渐收敛的通道最终趋近于基准面211的圆心位置(此处通过圆台结构的导流件21进行导流)，导流件21的第一端和第二端之间由光滑的曲面连接，从而使流体实现90°转向。

在本实施例中，基准面211圆周处流道的流通面(为环形圆柱面)的流通面积为2πrL_mn，其中，L_mn为图1c中线段mn的长度。

当本实用新型叶轮进口导流装置用于连接压缩机级间叶轮时，该流通面积应与叶轮的入口的流通面积A₁相等，即2πrL_mn＝A₁。

具体参考图3所示，导流叶片20和分流叶片30的起点均位于基准面211的圆周处，导流叶片20为圆弧形，分流叶片30为直线形，分流叶片30的厚度较导流叶片20更厚。分流叶片30位于壳体10的结构中线上，起到均匀流量及引导流体方向的作用，使得流道的两边流入相同流量，也能够防止流体直接冲向出口12。多个导流叶片20对称地分布于收敛的流道内，考虑到流道的流通面积，流道单侧中导流叶片20的数量不应多余6片。

参考图2所示，导流叶片20的起点的切线与基准面211的半径的夹角为β，考虑到流体流动的滞后性，β值应为1°～2°，从而保证流体沿径向流入二级叶轮入口；导流叶片20的末端(图中b点)的切线应与对应位置流道的外侧轮廓处(图中a点)的切线相平行，从而保证其末端的朝向与流体的流向大致平行，且导流叶片20的末端位置位于流道的外侧轮廓与基准面211边缘之间的中点至1/3处(图中d点)，导流叶片20的末端位置的设置与流速相关，流速越大则将其末端设置为越靠近该中点，从而保证导流叶片20两侧的流体的流量分配大致均匀。

通过对本实用新型叶轮进口导流装置的多个实施例的说明，可以看到本实用新型叶轮进口导流装置能够对流体进行整流，并且能对流体的流向进行调整，有助于减少流体的流动阻力和能量损耗、提高流体输送的稳定性，并且适用于不同压缩机或者压缩机中不同位置的流道结构，对于优化不同使用场景下的流体流动情况有重要意义。

基于上述的叶轮进口导流装置，本实用新型还提出一种压缩机，该压缩机包括上述的叶轮进口导流装置。

该叶轮进口导流装置设置于压缩机的一级叶轮和二级叶轮之间，具体安装在二级叶轮的进口处。叶轮进口导流装置的出口12与二级叶轮的进口连接，出口12的外圆半径与二级叶轮的进气口的外圆半径相适应，并且出口12处的环形流道的截面的面积与二级叶轮入口的流通面积相等。

通过将叶轮进口导流装置安装于压缩机的一级叶轮和二级叶轮之间，能够实现对从一级叶轮输出的流体进行整流和引导，降低流体的紊流程度，经过叶轮进口导流装置进行整流的流体能够获得稳定、集中的流动状态，进一步输入至二级叶轮中，能够有效提高二级叶轮的压缩效率。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本实用新型原理的前提下，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (23)

1.一种叶轮进口导流装置，其特征在于，包括：

壳体(10)，设有用于输送流体的流道，所述流道包括用于输入流体的入口(11)和用于输出流体的出口(12)，所述入口(11)的流通方向与所述出口(12)的流通方向之间具有预设夹角；和

导流结构(20)，设置在所述流道中，被配置为对从所述入口(11)输入的流体进行整流和引导，所述导流结构(20)包括导流件(21)，所述导流件(21)自所述壳体(10)内部延伸至所述出口(12)，且在所述出口(12)处所述导流件(21)与所述壳体(10)之间形成环状流道。

2.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述预设夹角为90°。

3.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，沿所述流道中流体的流动方向，所述流道的流通面积逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流件(21)被配置为与所述流道配合以使所述流体的流动方向改变90°。

5.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流件(21)包括第一端和第二端，所述第一端连接于所述流道的第一壁面(13)，所述第二端朝向所述流道的第二壁面(14)延伸，所述第一壁面(13)与所述第二壁面(14)相对设置，所述出口(12)设置于所述第二壁面(14)。

6.根据权利要求5所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流件(21)的第二端的端面为平面。

7.根据权利要求5所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，以所述导流件(21)的第一端的端面作为基准面(211)，所述导流件(21)的平行于所述基准面(211)的截面的面积沿所述流体流动方向逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述基准面(211)为圆形。

9.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流结构(20)还包括多个导流叶片(22)，所述导流叶片(22)被配置为引导从所述入口(11)输入的流体流向所述导流件(21)。

10.根据权利要求9所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述壳体(10)为对称结构，所述导流件(21)、多个所述导流叶片(22)关于所述壳体(10)的对称面对称布置。

11.根据权利要求9所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流件(21)的第一端连接于所述流道的第一壁面(13)，所述导流叶片(22)在所述第一壁面(13)上的投影为圆弧形。

12.根据权利要求9所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，以所述导流件(21)的第一端的端面作为基准面(211)，所述导流叶片(22)自所述基准面(211)的边缘向远离所述导流件(21)的方向延伸且向靠近所述入口(11)的方向弯折。

13.根据权利要求12所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，在平行于所述基准面(211)的平面上，所述导流叶片(22)的远离所述导流件(21)的端点的切线与所述流道内壁上的第一预设点的切线平行，且所述导流叶片(22)的远离所述导流件(21)的端点与所述第一预设点的连线垂直于所述第一预设点的切线。

14.根据权利要求12所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流件(21)的第一端连接于所述流道的第一壁面(13)，所述基准面(211)为圆形，所述基准面(211)的圆周上设有第二预设点，所述第二预设点是所述圆周与所述导流叶片(22)在所述第一壁面(13)上的投影的交点，经过所述第二预设点的所述导流叶片(22)在所述第一壁面(13)上的投影的切线与经过所述第二预设点的所述基准面(211)的半径的延长线之间的夹角为1°～2°。

15.根据权利要求5所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，以所述导流件(21)的第一端的端面作为基准面(211)，所述基准面(211)的边缘上设有多个均匀分布的分界点，所述基准面(211)的中心与所述分界点的连线为分界线，在垂直于所述基准面(211)的方向上，所述流道的过所述分界点且垂直于所述分界线的截面的高度沿靠近所述基准面(211)的中心的方向逐渐减小。

16.根据权利要求15所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，相邻两条所述分界线之间的夹角为15°～30°。

17.根据权利要求15所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述流道的过所述分界点且垂直于所述分界线的截面包括第一截面和第二截面，其中，所述第一截面过与所述入口(11)距离最近的分界点且垂直于所述入口(11)的流通方向，所述第一截面的面积S₁和所述第二截面的面积S₂之间满足Δ是所述第一截面所对应的分界线和所述第二截面所对应的分界线之间的夹角，k的取值范围是0.95～0.98，且Δ越大则k的取值越大。

18.根据权利要求5所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，以所述导流件(21)的第一端的端面作为基准面(211)，所述基准面(211)边缘处的所述流道的流通面积与所述出口(12)的流通面积相等。

19.根据权利要求5所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，以所述导流件(21)的第一端的端面作为基准面(211)，所述基准面(211)为圆形，所述出口(12)的流通面为圆形，所述基准面(211)的半径为所述出口(12)的流通面的半径的1.5～1.8倍。

20.根据权利要求1所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，沿所述流道中流体的流动方向，所述叶轮进口导流装置还包括设置于所述导流结构(20)上游的分流叶片(30)，所述分流叶片(30)被配置为引导从所述入口(11)输入的流体沿所述分流叶片(30)的两侧均匀地流向所述导流结构(20)。

21.根据权利要求20所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述分流叶片(30)自所述导流件(21)向靠近所述入口(11)的方向延伸。

22.根据权利要求20所述的叶轮进口导流装置，其特征在于，所述导流结构(20)还包括多个导流叶片(22)，所述导流叶片(22)被配置为引导从所述入口(11)输入的流体流向所述导流件(21)，所述分流叶片(30)的厚度大于所述导流叶片(22)的厚度。

23.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1～22任一项所述的叶轮进口导流装置。