本發明涉及壓縮機領域,具體而言,涉及一種回流器葉片、壓縮機結構和壓縮機。
背景技術:
在離心壓縮機中,由于氣體經壓縮后,溫度會急劇上升,在高溫下,氣體比容很大,在保證相同制冷量的情況下,壓縮機能耗將會急劇增大。為了降低壓縮機耗功,提高制冷能力,常用多級壓縮制冷循環。
目前使用最為廣泛的是帶有閃發蒸汽分離器(俗稱經濟器)的“雙級壓縮中間不完全冷卻制冷循環”。雙級壓縮制冷循環,是將從經濟器分離出來的閃發蒸汽與來自低級壓縮的排氣相混合,降低了二級壓縮的進氣溫度,使制冷劑氣體比容下降,壓縮機能耗降低。
現有技術中,采用雙級壓縮制冷循環,冷媒經過一級葉輪壓縮后,需經過擴壓器、彎道及回流器才能達到二級葉輪進口。回流器布置有葉片以將來流的周向速度消除,使二級葉輪進口速度為軸向。
但是,壓縮機在非設計點運行時,回流器葉片來流攻角較大,回流器吸里面易出現分離,導致二級葉輪進氣畸變,影響壓縮機性能。此外,現有技術中的補氣方案由于主流與補氣流在氣流速度大小及方向上的差別,導致補氣產生較大氣流摻混損失,降低壓縮機氣動效率。
技術實現要素:
本發明實施例中提供一種回流器葉片、壓縮機結構和壓縮機,以降低補氣帶來的氣流摻混損失和/或防止二級葉輪進氣畸變。
為實現上述目的,本發明實施例提供一種回流器葉片,包括:葉片本體,所述葉片本體的內部形成有空腔,所述葉片本體上形成有補氣孔。
作為優選,所述補氣孔設置在所述葉片本體的吸力面。
作為優選,所述葉片本體通過鑄造或機加工制成。
本發明還提供了一種壓縮機結構,包括上述的回流器葉片。
作為優選,所述壓縮機結構還包括殼體,所述殼體上形成與所述回流器葉片的所述空腔連通的補氣通道。
作為優選,所述壓縮機結構還包括一級葉輪和二級葉輪,所述一級葉輪的輸出氣流經過設置有所述回流器葉片的回流器流道進入所述二級葉輪。
作為優選,所述一級葉輪的輸出氣流經過一級擴壓器流道進入所述回流器流道。
作為優選,所述一級擴壓器流道與所述回流器流道之間的過渡處形成為彎道。
作為優選,所述二級葉輪的輸出端安裝有二級擴壓器。
本發明還提供了一種壓縮機,包括上述的壓縮機結構。
當采用本發明中的中空式回流器葉片時,由補氣通道進入回流器葉片的空腔內的補氣會在回流器葉片的吸力面形成射流,從而吹除吸力面形成的低速低能區,以減小氣流摻混損失,防止二級葉輪進氣畸變,提高壓縮機運行范圍。
附圖說明
圖1是本發明實施例的離心式壓縮機補氣回流消旋結構的示意圖;
圖2是本發明實施例的回流器葉片的截面示意圖;
圖3是本發明實施例的葉輪出口速度三角形示意圖。
附圖標記說明:1、葉片本體;2、空腔;3、補氣孔;4、回流器葉片;5、補氣通道;6、一級葉輪;7、二級葉輪;8、回流器流道;9、一級擴壓器流道;10、二級擴壓器流道;11、一級擴壓器葉片;12、二級擴壓器葉片;13、蝸殼。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細描述,但不作為對本發明的限定。
本發明的目的是提供一種離心壓縮機結構,以降低補氣帶來的氣流摻混損失,并防止壓縮機二級葉輪進氣畸變,提高壓縮機運行范圍。
本發明實施例提供一種回流器葉片,包括:葉片本體1,所述葉片本體1的內部形成有空腔2,所述葉片本體1上形成有補氣孔3。
請參考圖1至圖3,壓縮機在設計點工況運行時,氣體冷媒經過一級葉輪6后,由于冷媒隨一級葉輪6作圓周運動,氣流的絕對速度c由cm和ct組成。冷媒氣流以絕對速度進入一級擴壓器流道9,然后經彎道轉彎后,以較小攻角沖擊回流器葉片4消旋后進入二級葉輪7。在圖3中,w為相對速度,u為旋轉速度,c為絕對速度,且w+u=c。
當未采用本發明中的回流器葉片時,若壓縮機偏離設計點工況運行時,葉輪出口冷媒的絕對氣流角a減小,氣流經過一級擴壓器及彎道后以較大的攻角沖擊回流器葉片4,導致在回流器葉片4的吸力面分離,出現較大的低速低能區,導致二級葉輪7進氣畸變,嚴重影響壓縮機運行范圍。
當采用本發明中的中空式回流器葉片(優選地,所述葉片本體1通過鑄造或機加工制成)時,由于其具有位于葉片背部的微型的補氣孔3。因此,由補氣通道5進入空腔2內的補氣會在回流器葉片4的吸力面形成射流(如圖2中的箭頭),從而吹除吸力面形成的低速低能區,以減小氣流分離損失(氣流摻混損失),防止二級葉輪進氣畸變,提高壓縮機運行范圍。
優選地,所述補氣孔3設置在所述葉片本體1的吸力面。進一步地,通過合理設計補氣孔3的位置、角度及孔徑大小,即合理組織射流的位置、角度及射流速度,能夠有效抑制非設計點工況回流器葉片吸力面分離。
本發明還提供了一種壓縮機結構,特別是一種壓縮機補氣回流消旋結構,其包括上述的回流器葉片4。
通過上述設計,回流器葉片背部射流補氣,可以有效降低一級葉輪出口冷媒的溫度及比容,提高二級葉輪氣動效率。通過補氣在回流器葉片吸力面形成射流,吹除吸力面形成的低速低能區,減小氣流分離損失,進而提高了離心壓縮機的氣動效率,還可防止二級葉輪進氣畸變,提高壓縮機運行范圍。
請參考圖1,優選地,所述壓縮機結構還包括殼體,所述殼體上形成與所述回流器葉片4的所述空腔2連通的補氣通道5。通過補氣通道5可以將補氣引入空腔2中。
優選地,所述壓縮機結構還包括一級葉輪6和二級葉輪7,所述一級葉輪6的輸出氣流經過設置有所述回流器葉片4的回流器流道8進入所述二級葉輪7。所述一級葉輪6的輸出氣流經過一級擴壓器流道9進入所述回流器流道8。所述一級擴壓器流道9與所述回流器流道8之間的過渡處形成為彎道。所述二級葉輪7的輸出端還安裝有二級擴壓器。
工作時,冷媒氣流依次經過一級葉輪6、一級擴壓器流道9(其中設置有一級擴壓器葉片11)、彎道進入回流器流道8,經過回流器葉片4時,補氣會在回流器葉片4的吸力面形成射流,從而吹除吸力面形成的低速低能區,以減小氣流分離損失(氣流摻混損失),防止二級葉輪進氣畸變。然后,流經二級葉輪7、二級擴壓器的二級擴壓器流道10,二級擴壓器流道10內安裝有二級擴壓器葉片12,最后從蝸殼13流出。
本發明還提供了一種壓縮機,包括上述的壓縮機結構。
當然,以上是本發明的優選實施方式。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明基本原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。