[发明专利]包括抽吸式扩散器的离心式或混流式压缩机

说明书

一种压缩机，其包括外壳和布置在外壳内的叶轮。叶轮能够绕着轴线旋转。扩散器区段布置在外壳内。扩散器区段定位在叶轮的出口下游，并且包括绕着扩散器区段沿周向设置的第一组导叶和绕着扩散器区段沿周向设置的第二组导叶。第二组导叶中的至少一个导叶包括抽吸槽。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月22日提交的美国临时申请No.62/876,913的优先权。

技术领域

本公开大体上涉及离心式或混流式压缩机，并且更具体而言，涉及用于离心式或混流式压缩机的扩散器构造。

背景技术

旋转机械(如压缩机)通常使用在制冷和涡轮应用中。在制冷系统中使用的旋转机械的一个实例包括离心式压缩机，该离心式压缩机具有固定于旋转轴的叶轮。叶轮的旋转增加横跨叶轮移动的流体或气体的压力和/或速度。

在使用低压制冷剂的应用中，叶轮可具有超音速出口流。减小叶轮出口处的马赫数的一种方式在于使用从固定的扩散器突出的串联导叶组。高马赫数流利用第一导叶组减速，而常规的亚音速扩散器流经由以第二导叶组转动来实现。在该构造中，可为困难的是减轻横跨导叶组的总压力损失，该导叶组用于将流调节为常规流，并且这继而可导致第二导叶组的导叶根部处的强转角分离。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种压缩机包括外壳、叶轮以及扩散器区段，该叶轮布置在外壳内，叶轮能够绕着轴线旋转，该扩散器区段布置在外壳内，扩散器区段定位在叶轮的出口下游，并且包括绕着扩散器区段沿周向设置的第一组导叶和绕着扩散器区段沿周向设置的第二组导叶，第二组导叶中的至少一个导叶包括抽吸槽。

在以上描述的压缩机的另一实例中，第二组导叶中的每个导叶包括抽吸槽。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，第二组导叶中的每个导叶为相同的。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，抽吸槽为到至少一个导叶的吸入侧中的径向对准的侵入部。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，径向对准的侵入部从至少一个导叶的吸入侧的根部延伸。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，径向对准的侵入部延伸至少一个导叶的部分径向翼展。

以上描述的压缩机中的任一个的另一实例还包括第二径向对准的侵入部，其中第二径向对准的侵入部定位在至少一个导叶上的、与第一径向对准的侵入部相同的轴向位置处。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，抽吸槽经由孔连接于出口，并且其中出口设置在至少一个导叶的末端和至少一个导叶的毂中的一个处。

以上描述的压缩机中的任一个的另一实例还包括设置在至少一个导叶上的多个抽吸槽，并且其中抽吸槽中的每个经由对应的孔连接于出口。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，在抽吸槽中的每个与对应的出口之间的流体连通经由可控阀控制。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，至少一个导叶包括多个抽吸槽，并且每个抽吸槽经由对应的孔连接于不同的出口，出口中的每个设置在至少一个导叶的末端和至少一个导叶的毂中的一个处。

在以上描述的压缩机中的任一个的另一实例中，压缩机为混流式压缩机和离心式压缩机中的一个。

一种用于减少压缩机中的边界层分离的示例性方法，方法包括通过抽吸槽将流从扩散器区段中的导叶的吸入侧抽吸至导叶的末端和导叶的径向向内毂中的一个，其中抽吸槽设置在初始流分离地点处。

在以上描述的、用于减少压缩机中的边界层分离的方法的另一实例中，抽吸流包括允许流体流动穿过抽吸槽至出口，该出口设置在导叶的末端和导叶的径向向内毂中的一个处。