[发明专利]离心式压缩机组件和方法

说明书

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联邦赞助研发

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背景技术

本发明总地属于用于压缩流体的压缩机。更具体地说，本发明的各实施例涉及用在制冷系统中的高效离心式压缩机组件及其部件。压缩机组件的实施例包括一体式流体流动调节组件、流体压缩构件以及由可变速驱动器控制的永磁电动机。

制冷系统通常包括制冷回路以提供用于冷却指定建筑空间的冷却水。典型的制冷回路包括压缩制冷剂气体的压缩机、将压缩的制冷剂冷凝成液体的冷凝器、以及利用液体制冷剂来冷却水的蒸发器。然后将冷却水用管道送到所要冷却的空间。

一个这种制冷或空气调节系统使用至少一个离心式压缩机并称为离心式冷却器。离心式压缩涉及仅几个机械部件的纯转动运动。单个离心式压缩机冷却器，有时也称为单级冷却器，通常制冷量范围在100至2000冷吨以上。通常，离心式冷却器可靠性高，且需要较少维护。

离心式冷却器在商业上和其它有高冷却和/或加热要求的设施中消耗大量的能源。这种冷却器在某些情况下具有高达30年或更久的运行寿命。

离心式冷却器在用于例如建筑物、城市住宅(例如多层建筑物)或大学校园时提供一定的优点和效率。这些冷却器在包括中东条件在内的宽范围温度应用中是有用的。较低制冷量的螺杆式压缩机、涡旋式压缩机或往复型压缩机通常用于例如基于水的冷却器应用。

在现有单级冷却器系统中，在约100冷吨至2000冷吨以上的范围内，压缩机组件通常由感应电动机齿轮驱动。冷却器系统的各部件通常对给定的应用条件分别优化设计，其忽略可通过各压缩机各级上游与下游之间的流体控制产生的累积优点。此外，用在冷却器系统中的现有多级压缩机的第一级定尺寸成优化地运行，而允许第二(或之后)级欠佳地运行。

发明内容

根据本发明的较佳实施例，提供一种用在压缩制冷剂的压缩机中的入口流动调节组件。该入口流动调节组件包括：入口流动调节壳体，所述入口流动调节壳体定位在压缩机内且在容纳在压缩机内的叶轮机的上游；该入口流动调节壳体形成流动调节通道，所述流动调节通道具有与通道出口流体连通的通道入口；流动调节本体，所述流动调节本体具有第一本体端、中间部分和第二本体端；所述流动调节本体沿流动调节通道的长度大致中央地定位；流动调节本体在第一本体端与流动调节前端重合并在第二本体端与叶轮机的叶轮毂重合，所述流动调节本体具有流线形弯曲部分，所述弯曲部分相对于叶轮机的转动轴线的曲率半径超过叶轮毂的半径；以及多个入口引导叶片，各叶片定位在所述通道入口与通道出口之间；所述入口引导叶片在沿流动调节本体的流动调节本体相对于叶轮机的转动轴线的半径超过叶轮毂半径的位置可转动地安装在支承轴上。

在又一实施例中，提供一种调节通过压缩机的制冷剂涡旋的方法，该压缩机具有压缩机壳体，所述压缩机用于压缩制冷剂。该方法包括下列步骤：将入口流动调节组件定位在叶轮机上游，该叶轮机设置在压缩机壳体内，且在压缩机运行期间将制冷剂抽吸通过所述入口流动调节组件到达叶轮机。用在该方法中的入口流动调节组件包括：入口流量调节壳体，该入口流量调节壳体定位在压缩机内且在容纳在压缩机内的叶轮机的上游；该入口流量调节壳体形成流量调节通道，该流量调节通道具有与通道出口流体连通的通道入口；流量调节本体，该流量调节本体具有第一本体端、中间部分和第二本体端；所述流量调节本体沿流量调节通道的长度大致中央地定位；流量调节本体在第一本体端与流量调节前端重合并在第二本体端与叶轮机的叶轮毂重合，所述流量调节本体具有流线形弯曲部分，该弯曲部分相对于叶轮机的转动轴线的曲率半径超过叶轮毂的半径；以及多个入口引导叶片，所述入口引导叶片定位在所述通道入口和通道出口之间；所述多个引导叶片沿所述流动调节本体的相对于所述叶轮机的转动轴线的半径超过所述叶轮机毂的半径的位置处可转动地安装在支承轴上。

本发明的各实施例的优点应当是显然的。例如，一实施例是高性能一体式压缩机组件，该压缩机组件可以实际上恒定的全负荷效率在较宽标称制冷量范围内运行，而与标称电源频率和电压变化无关。较佳压缩机组件：增加全负荷效率，产生较高的部分负荷效率并实际上具有在给定制冷量范围内恒定的效率，独立于电源频率或电压变化进行控制。其它优点是压缩机组件和冷却器系统的物理尺寸减小，改进整个运行范围内的稳定性并降低总噪声水平。本发明的较佳实施例的另一优点是可减少在约250至2000冷吨以上的较佳制冷量范围内所需要运行的压缩机的总数量，这可使得制造商的成本显著下降。

从以下说明书和权利要求书，不难了解其它的优点和特征。

附图说明