[发明专利]用于制冷系统的混流式压缩机构造

说明书

本发明涉及一种离心压缩机，其包括壳。叶轮布置在壳内。叶轮可绕轴线旋转。扩散器区段布置在壳内。扩散器区段轴向上定位于叶轮出口的下游，并且包括相对于叶轮固定的前部和与该前部不同的后部。

技术领域

本公开总体上涉及混流式压缩机，并且更具体地涉及用于混流式压缩机的扩散器构造。

相关申请的交叉引用

本申请请求享有于2019年5月31日提交的美国临时申请号62/855352的优先权。

背景技术

诸如压缩机的旋转机器通常用于制冷和涡轮机应用中。在制冷系统中使用的旋转机器的一个实例包括离心压缩机，离心压缩机具有固定到旋转轴的叶轮。叶轮的旋转增加了流过叶轮的流体或气体的压力和/或速度。

在使用高压制冷剂的应用中，压缩机可具有超音速出口流。现有的压缩机使用从固定扩散器伸出的串联导叶组，以利用第一导叶组扩散高马赫数流，并通过与第二导叶组一起转动来实现常规的亚音速扩散器流。在现有系统中，可能难以减轻在用于调节流向常规流的流的导叶上的总压力，并且这反过来又会导致在第二导叶组的导叶根部处发生强烈的角区分离。

发明内容

在一个示例性实施例中，离心压缩机包括：壳；布置在壳内的叶轮，该叶轮可绕轴线旋转；以及布置在壳内的扩散器区段，该扩散器区段轴向上定位于该叶轮的出口的下游，并包括相对于叶轮固定的前部，以及后部。

在上述离心压缩机的另一个实例中，扩散器区段的前部的径向向内边界包括径向向外突出的导叶组，并且该导叶组构造成将流从超音速减小到亚音速。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，导叶组构造成将流的马赫数减少至少50％。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，导叶组构造成将马赫数减小到0.4到0.8马赫范围内的数。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，后部通过导叶的缺少来限定。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，扩散器区段的径向高度沿扩散器区段的前部恒定。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，扩散器区段的径向高度沿后部的至少一部分增加。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，扩散器区段的径向内壁沿后部的至少一部分朝向由扩散器区段限定的轴线会聚。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，扩散器区段的径向外壁沿后部的一部分远离由扩散器区段限定的轴线分叉。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，扩散器区段的径向外壁沿后部的一部分远离由扩散器区段限定的轴线分叉。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，径向高度沿后部的至少一部分以恒定速率增加。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，径向高度沿后部的至少一部分以变化的速率增加。

在上述离心压缩机中的任何一个的另一个实例中，离心压缩机是混流式压缩机。

在一个示例性实施例中，离心压缩机包括：壳；布置在壳内的叶轮，该叶轮可绕轴线旋转；以及布置在壳内的扩散器区段，该扩散器区段轴向地定位于该叶轮的出口的下游，并且包括具有恒定径向高度的前部和具有沿流动方向增加的径向高度的后部。

在上述离心压缩机的另一个实例中，后部相对于前部和叶轮自由地旋转。

在上述离心压缩机中的任一个的另一个实例中，前部相对于叶轮固定。

在上述离心压缩机的任何一个的另一个实例中，后部包括沿径向高度增加的径向会聚的内壁和径向分叉的外壁中的至少一个。