[发明专利]离心式压缩机组件和方法

说明书

本发明专利申请是申请人特灵国际有限公司提交的国际申请号为PCT/US2009/034624、国际申请日为2009年2月20日、进入中国国家阶段的申请号为200980106123.0、题为“离心式压缩机组件和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

无

联邦赞助研发

无

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

根据本发明的一较佳实施例，提供一种用于压缩多级离心式压缩机组件内制冷剂的混合流动叶轮机。该多级离心式压缩组件包括终级压缩机和非终级压缩机。每个压缩机级别具有混合流动叶轮机，该混合流动叶轮机包括：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。该混合流动叶轮机还包括小于多级离心式压缩机组件制冷量时最大直径的标称直径，并定尺寸成满足目标流量和目标压头，使得终级压缩机具有用于终级压缩机的最佳特定速度范围内的终级特定速度，且非终级压缩机具有超过终级特定速度的非终级特定速度。

在另一实施例中，提供了一种对多级压缩机的叶轮机和扩散器定尺寸的方法，该多级压缩机具有终极压缩机和非终级压缩机。该方法包括下列步骤：为每级压缩机浇铸具有用于多级压缩机的运行速度范围内速度的最大直径的混合流动叶轮机；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动叶轮机内大致恒定相对扩散的多个叶轮机轮叶；对于每个压缩机级别将混合流动叶轮机从最大直径修整到标称直径，从而将叶轮机出口节距角设置在相对于叶轮机的转动轴线的20至90度范围内，所述对于每个压缩机级别修整混合流动叶轮机满足目标流量和压头，从而终级压缩机具有用于终级压缩机的最佳特定速度范围内的终级特定速度，且非终级压缩机具有超过终级特定速度的非终级特定速度；以及将无叶片扩散器加工成具有与由用于具有最大直径的混合流动叶轮机的叶轮机毂和叶轮机护罩限定的壁轮廓一致的壁轮廓。