[發明專利]螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪

無效

• 申請號: 201310372519.8
• 申請日: 2013-08-25
• 公開（公告）號: CN103423197A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張周衛;吳金群;汪雅紅;張小衛
• 申請（專利權）人: 張周衛
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28;F04D29/66;F04D29/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪適用于螺旋壓縮膨脹制冷機進氣增壓過程及其它需要利用離心增壓且工作流體需要沿軸向擴壓并流動的流體增壓設備。螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪主要利用流體離心加速增壓原理，使葉片帶動流體高速旋轉并產生離心力，在葉輪內外殼與葉片構成的導流通道中離心加速，通過外殼邊緣減速增壓并改變流體流動方向，沿軸向流動并在擴壓環進行二次軸向擴壓，最終實現流體沿軸向增壓的徑軸流增壓過程。本發明適用于螺旋壓縮膨脹制冷機進氣增壓過程，可有效減小螺旋壓縮膨脹制冷機壓縮段氣缸直徑，防止氣流喘振。

背景技術

首先，螺旋壓縮膨脹制冷機進氣口制冷劑氣體進入螺旋壓縮段時，由于進氣口管道氣源不穩定及瞬時吸氣等因素導致進氣負壓，容易引起氣流喘振，損毀輕薄的多級螺旋壓縮葉片，使制冷機壓縮段不能正常工作。為保護螺旋壓縮葉片，防止喘振，增大進氣壓比，在螺旋壓縮制冷機壓縮段進氣口處設置螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪，使進入多級壓縮段的進氣壓力提高至原管道壓力的1.1～1.2倍，防止吸氣負壓及壓縮過程中出現較嚴重的喘振問題。此外，傳統的離心葉輪采用徑向設置擴壓腔，導致離心壓縮段氣缸直徑增大，壓縮機體積較大，且擴壓過程中由于一次性改變流體方向導致流體動能損失較大，壓縮段溫度較高。為便于減少螺旋壓縮膨脹制冷機壓縮段的動能損失及壓縮段擴壓腔結構，縮小壓縮段氣缸直徑，本發明采用氣流出口沿軸向設置的全封閉徑軸向后彎葉片葉輪，在葉輪后再設置氣流沿軸向擴壓的擴壓環，擴壓環安裝于離心葉輪的出氣口。離心加速后的氣流首先經離心葉輪外殼改變方向，減速擴壓后，再沿軸向進入擴壓環進行二次擴壓，克服了傳統的徑軸流葉輪離心壓縮后，擴壓腔沿徑向設置，壓縮段氣缸直徑較大的缺點。該葉輪也適用于需要縮小壓縮段氣缸直徑，防止流體喘振的其它流體機械。

發明內容

根據螺旋壓縮膨脹制冷機徑軸流增壓原理及制冷機結構需要，發明了螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪，該葉輪可使高速流體沿軸向流動并擴壓，可減小壓縮段氣缸直徑，防止氣流喘振等特點。

本發明的技術解決方案：

螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪由動態離心式徑軸流葉輪與靜態擴壓環兩部分組成，動態離心式徑軸流葉輪由葉輪進氣管1、葉輪外殼2、葉輪葉片3、葉輪內殼4構成，靜態擴壓環由擴壓環葉片5、擴壓環內殼6、擴壓環外殼7構成，兩者同軸且均為軸對稱結構。

動態離心葉輪外殼2為軸對稱半橢圓形殼體，頂部開孔；動態離心葉輪內殼4為軸對稱半橢圓形殼體，尺寸小于葉輪外殼2并安裝于葉輪外殼2內部；動態離心葉輪葉片3為后彎葉片并沿徑向圓周陣列。

擴壓環葉片5安裝于擴壓環內殼6與擴壓環外殼7之間；擴壓環葉片5頂部聯接擴壓環外殼7內表面，底部聯接擴壓環內殼6外表面；擴壓環葉片5為圓弧槽形葉片并沿徑向圓周陣列。?

進氣管1與葉輪外殼2頂部連接；葉輪葉片3上邊緣與葉輪外殼2內表面連接；葉輪葉片3下邊緣與葉輪內殼4連接；葉輪葉片3安裝于葉輪外殼2與葉輪內殼4之間。

動態離心式徑軸流葉輪在前，靜態擴壓環在后，兩者同軸相鄰安裝。

流體經進氣管1進入動態離心式徑軸流葉輪外殼2與葉輪內殼4之間的導流通道，葉輪葉片3帶動流體做高速旋轉，使流體產生離心力，并在葉輪外殼2、葉輪內殼4和葉輪葉片3構成的導流通道中離心加速，在葉輪外殼2邊緣減速增壓并改變流動方向，沿軸向流動進入靜態擴壓環擴壓。

方案所涉及的原理問題：

　　螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪采用徑軸流形式，徑軸向兩次擴壓，軸向流動的徑軸流離心增壓原理，在螺旋壓縮制冷機壓縮段進氣口處設置螺旋壓縮膨脹制冷機用徑軸流進氣增壓葉輪，解決由于螺旋壓縮膨脹制冷機進氣口制冷劑氣體進入螺旋壓縮段時進氣口管道氣源不穩定及瞬時負壓引起的喘振問題，保護多級螺旋壓縮葉片，增大進氣壓比1.1～1.2倍，防止螺旋壓縮膨脹制冷機進氣壓縮過程發生喘振，使制冷機能夠正常工作。其次，傳統的離心葉輪擴壓腔徑向設置，導致離心壓縮段氣缸直徑增大，壓縮機體積較大，且擴壓過程中由于一次性改變流體方向導致流體動能損失較大，壓縮段溫度較高。為便于減少螺旋壓縮膨脹制冷機壓縮段的動能損失及改變擴壓腔結構，縮小壓縮段氣缸直徑，本發明采用氣流出口沿軸向設置的全封閉徑軸向后彎葉片葉輪，在葉輪后再設置氣流沿軸向擴壓的擴壓環，擴壓環安裝于離心葉輪出氣口，離心后的氣流首先經離心葉輪外殼改變方向，減速擴壓后，再進入軸向擴壓環進行二次擴壓，克服了傳統的徑軸流葉輪離心壓縮后，擴壓腔沿徑向設置，壓縮段氣缸直徑較大的缺點。