[发明专利]带有再循环扩散器的离心压缩机

说明书

本发明涉及一种用于制冷系统中的离心压缩机，特别地涉及一种包括能够在负载范围较大的情况下有效地运作的再循环扩散器的离心式压缩机。

离心压缩机一般用于具有水冷凝器的大容量冷却系统中。这种压缩机的运行线是非常需要的。当制造商能够通过实验证明压缩机将可在满设计容量降至满设计容量的10％范围中运行而无喘振时，空调和制冷协会(ARI)将担保该冷却系统。该压缩机的运行一般与绘制在已知为ARI线的压缩机图(压力对流速)作比较。该线从100％满容量压力的满设计容量点倾斜至10％满容量的50％压力。为了满足这一标准，必须对压缩机进行一些控制以防止当经过压缩机的压力和流速减小时该压缩机发生喘振现象。防止喘振最突出的方法是改变压缩机的速度或者改变其几何形状。但改变压缩机速度会存在许多问题故一般不予采用。因此，基于系统的特殊设计要求，压缩机速度是固定的。同理，叶轮尺寸也是固定的，并且可调节的入口导向叶片用来改变压缩机的几何形状。通过调节入口导向叶片位置，可以控制经过压缩机的流速以在低容量情况下保持高压力，因而避免发生喘振现象。即使有可调节的入口导向叶片，某些压缩机的不稳定还可能是由固定几何形状的叶轮引起。

除了固定的叶轮设计可引起不稳定之外，压缩机的扩散段也可能在某些负载情况下引起不稳定。具有可调节几何形状的扩散器已经不同程度成功地克服了这一问题。这些可调节的扩散器较详细地示出在美国专利第4,527,949、4,378,194和4,219,305中，其中经过扩散器的流速是通过改变扩散器通道的面积来控制的。但是调节某些扩散器的面积，诸如揭示在美国专利第5,445,496和5,145,317中的管道扩散器在实践上是不能够实现的。

在诸如亚洲-太平洋地区的气候区域中必须保持较高的压缩机压力，那儿大气温度终年相对稳定。在这些情况下，由于稳定的大气湿球温度例如为85°，所以在大约为10％容量的运作情况下压缩机压力可仅跌至设计压力的85％左右。因此，当需要在这些情况下以低容量运行时，具有极好的ARI负载线性能的压缩机不一定能够有效地运作或不发生喘振现象。

这一目的在根据权利要求绪论的方法和器件以及通过其特征部件的性能下来达到。

为此，本发明的一个目的是为了改进现有的离心式压缩机。

为此，本发明提供了一种离心压缩机，具有一叶轮，以及用来使压缩后的流体扩散到一集合腔中的扩散器。该压缩机还包括一位于压缩机护罩后面的圆形的通风腔，以及安装在圆周地安装在通风腔周围的一系列非涡旋通道，用来将流体从集合腔输送到通风腔中。第二列通道叶片安装在靠近叶轮末端的护罩周围，用来将装在通风腔中的流体引入离开叶轮叶片的流中。一截流环可调节地安装在非涡旋通道中，它能够从一完全打开位置移到一完全关闭的位置以改变经过非涡旋通道的流量。控制截流环的位置，以当系统中的负载需求减小时保持经过扩散器的总流量恒定，因而避免低容量情况下的喘振。

在本发明的一种形式中，截流环起到连接可调节的入口导向叶片的作用以控制一恒速压缩机的总体性能，从而当系统在低容量高温度气候下、即容量为设计容量的10％左右运行时防止压缩机发生喘振。

为了较好地理解本发明的这些和其它目的，以下结合附图对本发明作详细的描述；其中：

图1是本发明的一个压缩机的侧视剖面图，并且还示出了位于非涡旋通道入口处、并处于完全打开位置的可调节截流环；

图2是与图1类似的侧视图，示出了处于完全关闭位置的可调节截流环；

图3是放大的局部侧视图，更详细地示出了用于本发明的扩散器再循环回路；

图4是一放大的局部平面图，示出了与本发明配合使用的一管状扩散器的形状；

图5是放大的平面图，示出了本发明的非涡旋叶片组件；

图6是叶轮护罩的局部侧视图，还示出本发明的通道叶片的几何形状；以及

图7是一图表，示出了本发明压缩机的喘振特性，为压缩机压力对流量的曲线。