[实用新型]多级压缩机及具有其的制冷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及多级压缩机技术领域，具体而言，涉及一种多级压缩机及具有其的制冷系统。

背景技术

目前，制冷系统的四大部件包括离心式压缩机、蒸发器、冷凝器以及节流装置。为了提高制冷系统的循环效率，通常采用多级压缩中间补气的形式，将一级节流变为多级节流，并且在节流装置之间设置经济器。具体地，以两级压缩中间补气的循环为例，将一级节流变为两级节流，并且在节流装置之间设置经济器，冷凝器底部的液态制冷剂在通过一级节流后，形成气液混合制冷剂进入经济器，其中，液态制冷剂继续经过二次节流进入蒸发器，而气态制冷剂则通过管路回到压缩机内参与压缩机第二级的压缩。相应的离心式压缩机也具有两个压缩级，每个压缩级包含其对应的叶轮以及扩压器(叶片扩压器或其他类型的扩压器)，为了结构紧凑，级与级之间以弯道、回流器相连。

在现有技术中，当经济器处于最佳工作压力时，制冷系统循环效率最高，压缩机的两级之间的中间压力(即连接压缩机的两级的弯道和回流器的区域的压力)也是按照上述最佳工作压力进行设计的，在理论上来说，压缩机的两级之间的中间压力与上述经济器的最佳工作压力相等。因此，在现有技术中，补气结构通常设置在压缩机的级间，例如两级压缩的制冷系统，将补气结构设置在压缩机的级间弯道或回流器区域，即一级扩压器出口到二级叶轮进口之间的区域。现有技术中公开了一种多级制冷压缩机及其中间补气结构，该补气结构的补气位置位于回流器叶片出口到次级叶轮入口之间。

然而，现有的补气结构的补气位置存在以下缺点：

首先，在上述补气位置进行补气时，气流经过补气结构的管道、弯头、阀门等部件之后会产生压力损失，因此，为了保证补气量就必须提高经济器压力，从而使经济器的工作压力高于最佳工作压力(压缩机的两级之间的中间压力)，进而造成了系统循环效率的降低。

其次，离心式压缩机是依靠叶轮高速旋转实现对气体的做功进而实现压缩的。为了防止高速叶轮损伤，压缩机各级叶轮吸气不可带液，现有的补气结构的补气位置离叶轮较近，叶轮对于补气带液非常敏感，所以需要在补气管上增加相应的阀门控制补气量，以此减小对叶轮的损伤，但是这样会影响到系统循环效率。

第三，喘振是离心式压缩机的固有属性，当压缩机降低到一定负荷时(即达到压缩机的喘振点)，压缩机将发生喘振，并且喘振首先发生在扩压器流道内，压缩机容易运行不稳定。同时，离心式压缩机内的大部分噪音都是高速气体流动所造成的，叶轮出口气流流速最高，气动噪声高。而现有的补气结构的补气位置并不能解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多级压缩机及具有其的制冷系统，以解决现有技术中的压缩机容易运行不稳定、制冷系统循环效率低、气动噪声大的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种多级压缩机，包括：多级压缩腔，每级压缩腔内设置有叶轮，相邻的两级压缩腔之间设置有过气通道，其中，相邻的两级压缩腔分为上游压缩腔和下游压缩腔；扩压器，设置在过气通道内；补气结构，设置在至少一个过气通道上，补气结构位于上游压缩腔和与上游压缩腔对应的扩压器之间，或者，补气结构位于扩压器内。

进一步地，每个过气通道上均设置有补气结构。

进一步地，扩压器为有叶扩压器，补气结构位于上游压缩腔和与上游压缩腔对应的扩压器之间，并且补气结构靠近上游压缩腔的出气口处。

进一步地，扩压器为无叶扩压器，补气结构位于扩压器内。

进一步地，补气结构位于扩压器内，补气结构位于扩压器的前三分之一段。

进一步地，多级压缩机还包括回流器，回流器设置在过气通道内，并位于下游压缩腔和与下游压缩腔对应的扩压器之间。

进一步地，过气通道位于扩压器与回流器之间的部分形成弯道。

进一步地，补气结构包括补气通道，补气通道与过气通道连通，并且补气通道与过气通道之间的夹角小于45度。

进一步地，多级压缩机为两级压缩机。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种制冷系统，包括经济器和多级压缩机，多级压缩机为上述的多级压缩机，多级压缩机的补气结构与经济器连接。