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多級制冷壓縮機及其中間補氣結構背景
截至2011年10月技術中的制冷壓縮機（特別是離心制冷壓縮機）為了達到較高的壓比，通常采用兩級以上的葉輪。進一步，為了提高循環效率，通常采用帶經濟器的循環方式。在循環中，制冷劑的壓縮過程被分成兩個階段進行（以兩級葉輪為例）：首先，來自蒸發器的低壓制冷劑蒸汽通過級葉輪壓縮到中間壓力；然后，蒸汽被從經濟器閃發得到低溫制冷劑蒸汽冷卻，然后進入下一級葉輪中進行進一步壓縮直至達到冷凝壓力，最后排入冷凝器。在截至2011年10月技術中的循環方式中，通常是將閃發得到低溫制冷劑蒸汽直接引入下一級葉輪內部的主要流道以對高溫制冷劑蒸汽進行冷卻，但這樣會對該下一級葉輪入口的氣流均勻性造成不利影響，引起該下一級葉輪內部的流動不均勻現象，且會造成壓縮機效率不高的問題。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構發明內容
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構目的
《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》旨在提供一種多級制冷壓縮機及其中間補氣結構，以解決多級制冷壓縮機的次級葉輪內部的制冷劑蒸汽流動不均勻現象及壓縮機效率低的問題。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構技術方案
根據《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》的一個方面，提供了一種多級制冷壓縮機的中間補氣結構，包括：補氣機構，補氣機構包括進氣通道、第二進氣通道、混合腔；進氣通道和第二進氣通道分別與混合腔的端連通；進氣通道與多級制冷壓縮機的經濟器連接；第二進氣通道與多級制冷壓縮機的一個葉輪的出口連接，混合腔的第二端與該一個葉輪的下一級葉輪的進口連接。
進一步地，補氣機構設置在該一個葉輪與下一級葉輪之間的位置。
進一步地，補氣機構包括擴流器和環形的嵌入部；擴流器包括環形擴流槽，嵌入部的至少一部分置于環形擴流槽中，在擴流器與嵌入部之間形成間隙，第二進氣通道和混合腔依次形成在間隙內。
進一步地，進氣通道設置在嵌入部上。
進一步地，進氣通道是環狀的。
進一步地，進氣通道的截面面積沿朝向混合腔的方向遞減。
進一步地，進氣通道的出口部具有環狀間隙，進氣通道與混合腔通過環狀間隙連通。
進一步地，進氣通道的內壁為流線型，進氣通道包括一個沿直線延伸的入口部、一個沿曲線延伸的出口部以及一個連接入口部和出口部的彎折部。
進一步地，進氣通道與經濟器通過管路連接，在管路上設置有調節閥。
根據《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》的一個方面，提供了一種多級制冷壓縮機，其包括多級葉輪，在至少一處相鄰的兩級葉輪之間設置有上述的中間補氣結構。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構改善效果
《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》將經濟器中閃發得來的低溫制冷劑蒸汽與來自某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進入該某一級葉輪的下一級葉輪的進氣溫度，并提高壓縮機效率。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構附圖說明
圖1示意性示出了《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》的結構示意圖。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構技術領域
《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》涉及制冷壓縮機領域，更具體地，涉及一種多級制冷壓縮機及其中間補氣結構。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構權利要求
1.一種多級制冷壓縮機的中間補氣結構，其特征在于，包括：補氣機構（4），所述補氣機構（4）包括進氣通道（413）、第二進氣通道（43）、混合腔（44）；所述進氣通道（413）和第二進氣通道（43）分別與所述混合腔（44）的端連通；所述進氣通道（413）與所述多級制冷壓縮機的經濟器（1）連接；所述第二進氣通道（43）與所述多級制冷壓縮機的一個葉輪（5）的出口連接，所述混合腔（44）的第二端與該所述一個葉輪（5）的下一級葉輪（3）的進口連接。
2.根據權利要求1所述的中間補氣結構，其特征在于，所述補氣機構（4）設置在該所述一個葉輪（5）與所述下一級葉輪（3）之間的位置。
3.根據權利要求1所述的中間補氣結構，其特征在于，所述補氣機構（4）包括擴流器（42）和環形的嵌入部（41）；所述擴流器（42）包括環形擴流槽，所述嵌入部（41）的至少一部分置于所述環形擴流槽中，在所述擴流器（42）與嵌入部（41）之間形成間隙（46），所述第二進氣通道（43）和混合腔（44）依次形成在所述間隙（46）內。
4.根據權利要求3所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）設置在所述嵌入部（41）上。
5.根據權利要求3所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）是環狀的。
6.根據權利要求3所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）的截面面積沿朝向所述混合腔（44）的方向遞減。
7.根據權利要求3所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）的出口部（414）具有環狀間隙，所述進氣通道（413）與所述混合腔（44）通過所述環狀間隙連通。
8.根據權利要求3所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）的內壁為流線型，所述進氣通道（413）包括一個沿直線延伸的入口部（415）、一個沿曲線延伸的出口部（414）以及一個連接所述入口部（415）和出口部（414）的彎折部。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的中間補氣結構，其特征在于，所述進氣通道（413）與所述經濟器（1）通過管路連接，在所述管路上設置有調節閥（2）。
10.一種多級制冷壓縮機，其包括多級葉輪，其特征在于，在至少一處相鄰的兩級所述葉輪之間設置有權利要求1-9中任一項所述的中間補氣結構。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構實施方式
作為《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》的一個方面，《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》提供一種多級制冷壓縮機的中間補氣結構。如圖1所示，該中間補氣結構包括：補氣機構4，補氣機構4包括進氣通道413、第二進氣通道43、混合腔44；其中，進氣通道413和第二進氣通道43分別與混合腔44的端連通；進氣通道413與多級制冷壓縮機的經濟器1連接；第二進氣通道43與多級制冷壓縮機的一個葉輪5的出口連接，混合腔44的第二端與該一個葉輪5的下一級葉輪3的進口連接。如圖1所示，在補氣機構4的一側設置有多級制冷壓縮機的某一級葉輪5，在補氣機構4的另一側設置有該某一級葉輪5的下一級葉輪3，即補氣機構4設置在兩級葉輪之間，因此為保證有足夠的安裝空間，可能需要稍微增大兩級葉輪之間的軸向距離。由于進氣通道413（特別是該進氣通道413為環形腔體時）具有較大的通流面積，因而可有效降低來流的流速，使來流在進氣通道內的流動、壓力分布趨于均勻，從而避免對混合腔44內混合后的制冷劑蒸汽的均勻流動造成不利影響。因此，該中間補氣結構可將經濟器中閃發得來的低溫制冷劑蒸汽與來自該某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進入該下一級葉輪的進氣溫度，并提高壓縮機效率（可將壓縮機效率提高5％左右）。特別地，《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》中的補氣結構可適用于雙極或多級壓縮機（特別是多級離心壓縮機）。
如圖1所示，優選地，補氣機構4包括擴流器42和環形的嵌入部41；擴流器42包括環形擴流槽，嵌入部41的至少一部分置于環形擴流槽中，在擴流器42與嵌入部41之間形成間隙46，第二進氣通道43、混合腔44依次形成在間隙46內。優選地，進氣通道413設置在嵌入部41上，從而使得嵌入部41被進氣通道413分隔為壁411和第二壁412，在壁411和第二壁412之間形成該進氣通道413。優選地，進氣通道413的內壁為流線型，進氣通道413包括一個沿直線延伸的入口部415、一個沿曲線延伸的出口部414以及一個連接入口部415和出口部的彎折部；特別地，進氣通道413的截面面積沿朝向混合腔44的方向遞減，進一步，進氣通道413是環狀的。優選地，所述流線型采用流體分析軟件分析設計，采用流線型的內壁可規范流體的流動速度和方向，使經濟器中閃發得來的低溫制冷劑蒸汽以較小的入流角度流入混合腔44，從而減小了低溫制冷劑蒸汽和高溫制冷劑蒸汽在混合時的沖擊損失。通過上述合理的流道設計，能夠達到均勻補氣及降低能耗損失的目的。
使用時，可先將嵌入部41置于擴流器42的一側，然后再將上述下一級葉輪3與擴流器42結合起來，從而將嵌入部41安裝到擴流器42的環形擴流槽中。
優選地，進氣通道413的出口部414具有環狀間隙，進氣通道413與混合腔44通過環狀間隙連通，由于采用了較窄的環狀間隙，因而能夠提高流體的流動速度，使流體的流動變更更加均勻。如圖1所示，經濟器1中閃發得來的低溫制冷劑蒸汽由進氣通道413的入口部415進入進氣通道413中，同時，來自該某一級葉輪5的高溫制冷劑蒸汽由第二進氣通道43進入補氣機構4，隨后低溫制冷劑蒸汽和高溫制冷劑蒸汽在混合腔44的端處混合，然后經由混合腔44的第二端入該下一級葉輪3。
優選地，進氣通道413與經濟器1通過管路連接，在該管路上設置有調節閥2，其用于控制進入中間補氣結構的來自經濟器的低溫制冷劑蒸汽的流量，從而控制下一級葉輪3的葉輪的進氣溫度，以適應設計要求。
作為《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》的另一個方面，《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》提供一種多級制冷壓縮機，其包括多級葉輪，在至少一處相鄰的兩級葉輪之間設置有上述各實施例中的中間補氣結構。
《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》將經濟器中閃發得來的低溫制冷劑蒸汽與來自某一級葉輪的高溫制冷劑蒸汽充分混合均勻，從而降低了進入該某一級葉輪的下一級葉輪的進氣溫度，并提高壓縮機效率。[3]
多級制冷壓縮機及其中間補氣結構榮譽表彰
2018年12月20日，《多級制冷壓縮機及其中間補氣結構》獲得第二十屆中國優秀獎。[2]
參考資料
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