[實(shí)用新型]低稠度葉片擴(kuò)壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220047359.0
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN202468472U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘瑞興;張治平;蔣楠;謝蓉;蔣彩云;傅鵬;閆秀兵
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及離心式壓縮機(jī)領(lǐng)域，特別是一種低稠度葉片擴(kuò)壓器。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，離心式冷水機(jī)組90％以上的時(shí)間處于部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，其冷水機(jī)組的部分負(fù)荷性能直接影響機(jī)組全年運(yùn)行功耗。同時(shí)，國標(biāo)GB/T18430.1-2007中也提出綜合部分負(fù)荷性能系數(shù)IPLV的規(guī)定和要求。因此，對于離心式制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)來說，不但要保證較高的滿負(fù)荷效率，而且要追求部分負(fù)荷的性能指標(biāo)，同時(shí)還要保證較寬的運(yùn)行工況范圍。

擴(kuò)壓器的合理使用可以使壓縮機(jī)具有很好的性能。由于從葉輪中出來的氣流還有很大的氣流速度，對于制冷壓縮機(jī)的葉輪來說，其出口氣流速度可高達(dá)100m/s。為了減少損失，一般要求排入冷凝器的氣流流速為10～30m/s，若將100m/s這么大速度的氣流直接排入冷凝器，將引起很大的動能損失。因此，為了回收這部分動能，常常在葉輪后面增加擴(kuò)壓器，常用的擴(kuò)壓器形式包括無葉擴(kuò)壓器或葉片擴(kuò)壓器。

如圖1所示，采用無葉擴(kuò)壓器的單級離心壓縮機(jī)，其無葉擴(kuò)壓器70位于葉輪40出口和蝸殼60進(jìn)口之間。從蒸發(fā)器出來的低溫低壓制冷劑蒸汽經(jīng)導(dǎo)葉(IGV)50調(diào)節(jié)和葉輪40做功后變?yōu)楦邏焊咚俚臍怏w，進(jìn)入無葉擴(kuò)壓器70，以一定的氣流方向角從無葉擴(kuò)壓器70的進(jìn)口流動至出口，速度逐漸降低，壓力逐漸升高。在不考慮流動損失情況下，隨著擴(kuò)壓器出口外徑的增大，氣流壓力升高。最后從擴(kuò)壓器70出來的氣體進(jìn)入蝸殼60，經(jīng)蝸殼60收集后排到冷凝器中。

無葉擴(kuò)壓器包括由兩個(gè)壁面構(gòu)成的環(huán)形通道，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，性能曲線平坦，穩(wěn)定工況范圍較寬，且在馬赫數(shù)Ma較高時(shí)，效率降低不明顯，其缺點(diǎn)是因氣流方向角基本不變，流動路程較長。因此摩擦損失大，若想獲得較高的擴(kuò)壓度，必須把擴(kuò)壓器的外徑做得很大，這樣導(dǎo)致機(jī)器的外形尺寸很大；而且在設(shè)計(jì)工況下，其效率低于葉片擴(kuò)壓器，特別在氣流方向角小時(shí)更為明顯。

葉片擴(kuò)壓器是在上述無葉擴(kuò)壓器的環(huán)形空間內(nèi)裝上一系列葉片，具有擴(kuò)壓能力強(qiáng)，尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，其流道短，流動損失小，因而效率較高。在設(shè)計(jì)工況下，其效率可比無葉擴(kuò)壓器高3～5％，特別在氣流方向角較小時(shí)，葉片擴(kuò)壓器效率更高。葉片擴(kuò)壓器的缺點(diǎn)是：由于葉片的存在，變工況時(shí)氣流沖擊損失較大，效率下降明顯，特別在沖角較大時(shí)，流道中易產(chǎn)生嚴(yán)重的分離，會導(dǎo)致喘振的發(fā)生。另外，葉片擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓作用主要發(fā)生在前半段，愈到后面，流動損失越大，擴(kuò)壓作用就愈弱，所以，單一增加葉片出口外徑來增加擴(kuò)壓度的做法效果并不顯著。

葉片擴(kuò)壓器相比無葉擴(kuò)壓器具有較高的效率，但變工況適應(yīng)性差，擴(kuò)壓度也受葉片出口外徑直徑影響，如何利用葉片擴(kuò)壓器既提高效率又保證較寬的運(yùn)行范圍是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種低稠度葉片擴(kuò)壓器，解決現(xiàn)有葉片擴(kuò)壓器效率低、變工況適應(yīng)性差的缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種低稠度葉片擴(kuò)壓器，設(shè)置在壓縮機(jī)的葉輪的出口和蝸殼的進(jìn)口之間，包括：進(jìn)口無葉段，進(jìn)口連通葉輪的出口；低稠度葉片段，內(nèi)部設(shè)置葉片，進(jìn)口連通進(jìn)口無葉段的出口；出口無葉段，進(jìn)口連通低稠度葉片段的出口，出口連通蝸殼的進(jìn)口。

進(jìn)一步地，葉片呈環(huán)形均勻分布，葉片的葉片弦長與葉片間距之比小于1.5。

進(jìn)一步地，進(jìn)口無葉段的內(nèi)徑由進(jìn)口到出口逐漸收斂。

進(jìn)一步地，進(jìn)口無葉段與葉輪的輪蓋同側(cè)的壁逐漸收斂，與葉輪的輪轂同側(cè)的壁為直壁。

進(jìn)一步地，葉片的出進(jìn)口直徑比為1.15～1.32。

進(jìn)一步地，葉片的進(jìn)口角為10°～25°，出口角為25°～35°。

進(jìn)一步地，葉片的葉片數(shù)為7～13片。

進(jìn)一步地，葉片的葉片弦長與葉片間距之比的計(jì)算公式為：其中，l為葉片弦長，t為葉片間距，Z為葉片數(shù)量，D₄為葉片出口直徑，D₃為葉片進(jìn)口直徑，α₃₁為葉片進(jìn)口角，α₄為葉片出口角。

進(jìn)一步地，葉片采用機(jī)翼型葉片。

通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是，1、采用低稠度葉片，提高擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓度，縮小壓縮機(jī)的耗功，提高效率。2、在葉片段的前后分別增設(shè)無葉段解決常規(guī)葉片擴(kuò)壓器變工況適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，減少變工況下的沖擊損失，拓寬壓縮機(jī)工作范圍。

附圖說明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：