[發(fā)明專利]渦輪制冷機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380076771.2
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN105247298B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 古賀淳;上田憲治
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: F25B1/053
• 分類號: F25B1/053
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 雒運樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用了離心壓縮機(jī)的渦輪制冷機(jī)。

背景技術(shù)

對于制冷機(jī)，公知使用了離心壓縮機(jī)的渦輪制冷機(jī)。該渦輪制冷機(jī)廣泛使用于大廈的大型空調(diào)、化學(xué)設(shè)備組中的冷卻設(shè)備等。

并且，近年來，隨著對環(huán)境問題的意識增高，對該渦輪制冷機(jī)也要求基于制冷能力的提高所帶來的高性能化。

另外，一方面要求高性能化，另一方面從降低成本的觀點出發(fā)，需要減少壓縮機(jī)的級數(shù)。因此，即便為了降低成本而減少了壓縮機(jī)級數(shù)，也必須維持制冷能力，即，制冷能力的進(jìn)一步提高的必要性增加。

這里，在專利文獻(xiàn)1所公開的CO₂制冷循環(huán)裝置中，在串聯(lián)連接的兩個減壓裝置(膨脹閥與毛細(xì)管)之間配置氣液分離器，在從通過了第一個減壓裝置的制冷劑分離出氣相與液相之后，僅將液相向第二個減壓裝置導(dǎo)入而進(jìn)行減壓。

通過這樣做，實現(xiàn)蒸發(fā)器前后的制冷劑的焓差即制冷能力R的提高。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-292229號公報

發(fā)明概要

發(fā)明要解決的課題

然而，專利文獻(xiàn)1所公開的構(gòu)造限定于渦旋式壓縮機(jī)，并沒有示出應(yīng)用于具備葉輪的離心壓縮機(jī)的例子。

這里，此前，在將具有多個葉輪的多級離心壓縮機(jī)應(yīng)用于壓縮機(jī)的渦輪制冷機(jī)中，向配置在壓縮機(jī)的級間即葉輪彼此間的流路吹入通過氣液分離器分離出的制冷劑的氣相，從而利用氣液分離器實現(xiàn)制冷能力的提高。因此，氣液分離器的設(shè)置數(shù)量比壓縮機(jī)的級數(shù)少一個，無法進(jìn)一步期待使用了氣液分離器的制冷能力的提高。

此外，如上所述，由于將來自氣液分離器的制冷劑的氣相向葉輪彼此間的流路吹入，因此，在采用例如通過一個葉輪進(jìn)行壓縮的單級離心壓縮機(jī)作為壓縮機(jī)的情況下，無法吹入通過氣液分離器分離出的制冷劑的氣相。因此，難以向單級離心壓縮機(jī)應(yīng)用氣液分離器。因此，在使用了單級離心壓縮機(jī)的制冷機(jī)中，難以使用氣液分離器來實現(xiàn)制冷能力的提高。

這樣，在使用氣液分離器時，其設(shè)置數(shù)量受到壓縮機(jī)的級數(shù)限制，難以在減少壓縮機(jī)的級數(shù)的同時提高制冷能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是考慮到此類情況而完成的，提供能抑制成本并提高制冷能力從而實現(xiàn)性能提高的渦輪制冷機(jī)。

用于解決課題的手段

(1)根據(jù)本發(fā)明的第一方式，渦輪制冷機(jī)具備離心壓縮機(jī)、冷凝器、多個減壓器、蒸發(fā)器、氣液分離器以及流入路。離心壓縮機(jī)通過具有多個葉片的葉輪的旋轉(zhuǎn)來壓縮制冷劑。冷凝器對壓縮后的所述制冷劑進(jìn)行冷卻。減壓器將來自所述冷凝器的所述制冷劑減壓而形成氣液二相，并且以比所述離心壓縮機(jī)的級數(shù)多的數(shù)量串聯(lián)連接。蒸發(fā)器使通過所述多個減壓器之后的所述制冷劑蒸發(fā)。氣液分離器在所述減壓器彼此之間各配置有一個，將所述制冷劑分離成氣液二相。流入路使在所述氣液分離器中的至少一個之中從所述制冷劑分離出的氣相向相鄰的所述葉片間的前緣與后緣之間流入。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在至少一個氣液分離器中從制冷劑分離出的氣相從流入路向葉片的前緣與后緣之間吹入。因此，不必一定向離心壓縮機(jī)的級間即葉輪彼此間吹入利用氣液分離器從制冷劑分離出的氣相。此外，即便離心壓縮機(jī)的級數(shù)是單級或者多級，都能夠不受離心壓縮機(jī)的級數(shù)限制地可靠地設(shè)置氣液分離器。

并且，由于能夠通過氣液分離器將制冷劑形成為僅是液相的狀態(tài)，因此能夠再次利用減壓器進(jìn)行減壓。即，能夠?qū)⒗缰评溲h(huán)是單級壓縮單級膨脹循環(huán)的制冷循環(huán)形成為單級壓縮二級膨脹循環(huán)。因此，與不利用氣液分離器從制冷劑分離氣相的情況比較，能夠擴(kuò)大通過蒸發(fā)器前后的制冷劑的焓差，能夠提高制冷能力。此外，通過將利用氣液分離器從制冷劑分離出的氣相向離心壓縮機(jī)內(nèi)吹入，能夠減少壓縮機(jī)內(nèi)的制冷劑的溫度，還能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮效率的提高。

(2)在所述(1)的渦輪制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，也可以是，所述流入路使所述氣相向比所述葉片的前緣與后緣的中間部靠前緣側(cè)的位置流入。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于流入路以此方式使氣相流入，因此尤其能夠使在葉輪的葉片周圍的前緣側(cè)產(chǎn)生的失速區(qū)域增速，通過提高喘振的抑制效果而實現(xiàn)離心壓縮機(jī)的動作范圍的擴(kuò)大。因此，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)性能提高。

(3)在所述(1)或(2)的渦輪制冷機(jī)的基礎(chǔ)上，也可以是，所述流入路使所述氣相沿所述葉輪的子午面中的所述制冷劑的流通方向流入。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于流入路以此方式使氣相流入，因此，不會在氣相向在葉輪內(nèi)流通的制冷劑的主流混合時妨礙主流的流動的順暢性。由此，能夠減少混合損失，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)葉輪的性能提高。