[发明专利]离心式压缩机组件和方法

权利要求书

1.一种冷却器系统，包括：蒸发器；冷凝器；以及用于压缩替代的制冷剂的多级离心式压缩机；所述蒸发器、所述冷凝器以及所述多级离心式压缩机连接成封闭回路；所述多级离心式压缩机还包括：

a.轴；

b.电动机，所述电动机安装在电动机壳体内；所述电动机用于在持续运行速度范围内驱动所述轴；

c.可变速驱动器，所述可变速驱动器用于在所述持续运行速度范围内改变所述电动机的运行；

d.终级压缩机和非终级压缩机，终级压缩机和非终级压缩机安装在所述轴上；每个压缩机包括：

i.压缩机壳体；所述压缩机壳体具有用于接收所述制冷剂的压缩机入口和用于输送所述制冷剂的压缩机出口；以及

ii.混合流动叶轮机，所述混合流动叶轮机与所述压缩机入口和所述压缩机出口流体连通，安装在所述轴上的所述混合流动叶轮机可操作以压缩制冷剂，且所述混合流动叶轮机还包括：叶轮机毂、叶轮机护罩以及布置成在所述混合流动叶轮机内大致恒定相对扩散的多个叶轮机轮叶，所述混合流动叶轮机具有标称直径，该标称直径小于多级离心式压缩机制冷量的最大直径，并且尺寸设定成满足目标流量和目标压头，使得所述终级压缩机具有用于所述终级压缩机的最佳特定速度范围内的终级特定速度，且所述非终级压缩机具有超过所述终级特定速度的非终级特定速度。

2.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，所述替代的制冷剂是对R-134a或R-22的替代物。

3.如权利要求2所述的冷却器系统，其特征在于，所述替代的制冷剂是共沸混合物、非共沸混合物或共沸混合物和非共沸混合物的混合物，并且是液态、气态或多相的。

4.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，还包括无叶片扩散器，所述无叶片扩散器具有与由用于具有最大直径的所述混合流动叶轮机的所述叶轮机毂和所述叶轮机护罩限定的壁轮廓一致的壁轮廓。

5.如权利要求4所述的冷却器系统，其特征在于，每级压缩机还包括外部蜗壳，所述外部蜗壳形成围绕每个所述压缩机壳体的周向流动路径，用以从所述无叶片扩散器接收制冷剂。

6.如权利要求5所述的冷却器系统，其特征在于，所述外部蜗壳具有大于所述无叶片扩散器的质心半径的质心半径。

7.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，具有标称直径的所述混合流动叶轮机的从所述叶轮机的转动轴线测得的出口节距角在相对于所述叶轮机的转动轴线的60至90度范围内。

8.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，还包括连接在封闭制冷剂回路内的节能器。

9.如权利要求8所述的冷却器系统，其特征在于，还包括连接在封闭制冷剂回路内的同轴节能器，其中所述同轴节能器还包括：

a.内部壳体和外部壳体，所述内部壳体和外部壳体具有公共轴线；所述外部壳体具有用于从多级离心式压缩机中的一级接收制冷剂的入口和用于将制冷剂传送到所述多级离心式压缩机的下游级的出口；

b.流动室，所述流动室形成围绕所述内部壳体的流体流动路径；

c.闪蒸室，所述闪蒸室用于将液态制冷剂闪蒸成气态；以及

d.所述闪蒸室与所述流动室之间的流动通路，所述流动通路用于将闪蒸气体从所述闪蒸室传送到所述流动室；其中从所述闪蒸室传送的所述闪蒸气体和从所述外部壳体的所述入口接收的所述制冷剂沿朝向所述外部壳体的所述出口的流体流动路径混合。

10.如权利要求9所述的冷却器系统，其特征在于，所述内部壳体由所述冷凝器限定，且所述外部壳体由所述节能器限定。

11.如权利要求9所述的冷却器系统，其特征在于，所述内部壳体由所述蒸发器限定，且所述外部壳体由所述节能器限定。

12.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，所述可变速驱动器是构造成在所述持续运行速度范围内改变所述电动机的运行的可变频驱动器。

13.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，所述电动机是感应电动机。

14.如权利要求1所述的冷却器系统，其特征在于，所述电动机包括紧凑的高能量密度电动机，所述紧凑的高能量密度电动机包括由至少20兆高斯奥斯特的高能量密度磁材料制成的永磁电动机。