[发明专利]具有扩压器的变速多级离心式制冷压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及在制冷系统中使用的离心压缩机，并且更具体地涉及具有至少一个有叶片式扩压器的变速多级离心式压缩机。

背景技术

具有无叶片或有叶片式扩压器的现有的单级和两级离心式制冷压缩机典型地在压缩机入口具有至少一组可调进气导片，以在各操作状态期间调节压缩机的容量。

变速离心压缩机用无级变速作为他们的主要容量控制机制，但这种压缩机仍需要可调进气导片，以便在低容量状态无浪涌地操作。

多级离心压缩机使用多级，用具有进气导片且可变速的固定的、通常无叶片的扩压器作为容量控制机构。已经提出了单级制冷压缩机，除了在叶轮上游的一组可旋转进气导片之外，该单级制冷压缩机使用变频驱动(VFD)进行容量控制。在变速容量的情况下，几何形状可变的扩压器已经在叶轮的下游使用，以改进部分载荷工作状态下的压缩机浪涌特性。

发明内容

制冷系统包括具有制冷剂回路的冷却器。压缩机与制冷剂回路流体连通。压缩机具有第一和第二压缩机级，几何形状可变的扩压器和固定扩压器分别设置在第一和第二级叶轮的下游。

在一个实例中，压缩机包括具有第一级入口和出口以及第二级入口和出口的壳体。第一和第二级叶轮设置在壳体中，第一级叶轮流体地设置在第一级入口和出口之间，第二级叶轮流体地设置在第二级入口和出口之间。第一和第二级扩压器设置在壳体内，第一级扩压器流体地设置在第一级叶轮入口和第二级压缩机入口之间。第二级扩压器流体地设置在第二级叶轮下游。第一和第二级扩压器彼此不同，这些扩压器中的一个是几何形状可变的。

附图说明

当结合附图理解时参考下面的详细说明能进一步理解本发明，其中：

图1是具有多级的示例性制冷压缩机的制冷系统的高度示意图。

图2是本发明的两级制冷压缩机的流路的子午面的剖面图。

图3A是在处于基本不受限的状态的一个示例性的壁可运动、几何形状可变的扩压器的子午面的放大剖面图。

图3B是处于受限的状态的图3中所示的壁可运动、几何形状可变的扩压器的子午面的放大剖面图。

图3C是另一示例性的壁可运动、几何形状可变的扩压器的垂直于压缩机轴线的平面的剖面图。

图4是壁固定、叶片旋转、几何形状可变的扩压器的垂直于压缩机旋转轴线的平面的示意性剖面图。

图5A是处于基本不受限的状态的几何形状可变的叶片分裂式扩压器的垂直于压缩机旋转轴线的平面的示意性剖面图。

图5B是处于基本不受限的状态的图5A中所示的几何形状可变的叶片分裂式扩压器的垂直于压缩机旋转轴线的平面的示意性剖面图。

图6是低密实度固定叶片式扩散器的示意图。

附图中相同的附图标记可用于表示相同元件。

具体实施方式

参考图1，制冷系统12包括用于使制冷剂循环的制冷剂压缩机10。制冷剂压缩机10包括壳体14，电动机16设置在该壳体内。壳体14被示意性地示出并且可包括一个或多个部件。电动机16借助转子轴20围绕轴线A旋转地驱动第一和第二叶轮18、19，以便以两级压缩机的结构来压缩制冷剂。转子轴20可包括一个或多个部件。

虽然示出了两个压缩机级，但本发明也可在具有更多级的压缩机中使用。在示出的实例中，第一和第二叶轮18、19定位在转子轴20的相对的端部上，但叶轮可定位成彼此相邻(如图2中所示的)。在图1中所示的实例中，压缩机包含离心式叶轮18。即，叶轮入口被轴向设置，并且叶轮出口被径向设置。参考例如第一叶轮18，每个叶轮包括轮叶40，轮叶40从入口端42沿着通向出口端44的弧形路径基本径向向外延伸。

第一叶轮18包括第一压缩机入口22和第一压缩机出口24。第二叶轮19包括第二压缩机入口21和第二压缩机出口23。第一和第二叶轮18、19与冷却剂回路26流体连通，冷却剂回路使冷却剂间循环到工作部件，例如冷却器28。冷却剂回路26包括冷凝器，蒸发器，膨胀装置(未示出)。

在所示的设置中，冷却剂在第一压缩机级被第一压缩机入口22接收并在从第一压缩机出口25排出之前被第一叶轮18压缩。被压缩的制冷剂被送到第二压缩机级的第二压缩机入口21并被第二叶轮19进一步压缩。被进一步被压缩的冷却剂被提供到冷却器28，在这里被进一步压缩的冷却剂在返回到第一压缩机级之前被冷凝、膨胀和蒸发。