一種回流器及離心式壓縮的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種回流器及離心式壓縮機，其中，回流器包括數個第一列葉片和數個第二列葉片，各所述第一列葉片設置在所述回流器的外圈，相鄰兩個所述第一列葉片之間形成回流器流道，所述第二列葉片設置在所述回流器流道的下游。本發明在第一列葉片的下游設置第二列葉片，延長了有葉片的流道，使氣流按照葉片的方向流動，增強了回流器流道的整流效果，減小了氣流圓周速度，改善了下一級葉輪的入流狀態，提升了下一級葉輪的效率，進而提高了壓縮機的運行效率和運行范圍。
【專利說明】一種回流器及離心式壓縮機
【技術領域】
[0001]本發明涉及回流器領域，尤其涉及一種回流器及離心式壓縮機。
【背景技術】
[0002]在多級壓縮的離心式壓縮機中，葉輪通常為串聯布置形式。氣流從上一級葉輪出口到進入下一級葉輪進口需經過擴壓器、彎道、回流器。從擴壓器流出的氣流通常還具有較大的圓周速度，而帶有大的圓周速度的氣流直接進入下一級葉輪會惡化下一級葉輪的工作狀態，降低葉輪工作效率、產生堵塞、旋渦、甚至導致壓縮機喘振。對于葉輪來說，最理想的入流狀態是，氣流不具有圓周速度，而只有均勻分布的軸向速度。回流器就是用來收集從擴壓器流出的氣體，降低其圓周速度，并將氣流引至下一級葉輪進口，使下一級葉輪進口入流盡可能接近理想狀態。
[0003]在現有技術方案中，回流器與下一級葉輪之間仍有一個較大的環形空間無葉片引導入流，回流器對氣流的引導效果有限，進入下一級葉輪的氣流仍帶有一定的圓周速度，影響下一級葉輪的運行。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種回流器及離心式壓縮機，其能夠強化回流器流道的整流效果，減小氣流圓周速度，使進入下一級葉輪的氣流接近理想狀態。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了一種回流器，其包括數個第一列葉片和數個第二列葉片，各所述第一列葉片設置在所述回流器的外圈，相鄰兩個所述第一列葉片之間形成回流器流道，所述第二列葉片設置在所述回流器流道的下游。
[0006]在一優選或可選實施例中，各所述第二列葉片設置在所述第一列葉片的內圈。
[0007]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片的數量與所述第一列葉片的數量相等，和/或，相鄰兩個所述第一列葉片之間設置有一個所述第二列葉片。
[0008]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片位于相鄰兩個所述第一列葉片之間形成的回流器流道下游的中間，或者，偏向于所述第一列葉片的壓力面。
[0009]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片的進口安放角和出口安放角均為80。?100。。
[0010]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片的進口安放角和出口安放角均為90。±5。。
[0011 ] 在一優選或可選實施例中，所述第一列葉片的進口安放角與進入所述回流器的氣流角一致，所述第一列葉片的出口安放角為90° ±5°。
[0012]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片的整體尺寸小于所述第一列葉片的整體尺寸的50%。
[0013]在一優選或可選實施例中，所述第二列葉片為翼型葉片。
[0014]為實現上述目的，本發明還提供了一種離心式壓縮機，其包括至少兩級葉輪，相鄰兩級所述葉輪之間形成的流道內設置有上述任一實施例中的回流器。
[0015]基于上述技術方案，本發明至少具有以下有益效果:
[0016]本發明在第一列葉片的下游設置第二列葉片，延長了有葉片的流道，使氣流按照葉片的方向流動，增強了回流器流道的整流效果，減小了氣流圓周速度，改善了下一級葉輪的入流狀態，提升了下一級葉輪的效率，進而提高了壓縮機的運行效率和運行范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發明提供的回流器的主視示意圖；
[0019]圖2為設置有本發明提供的回流器的離心式壓縮機的流道子午面簡圖。
[0020]附圖中標號:
[0021]1-第一列葉片；2_第二列葉片；3_回流器流道；4_壓力面；5_吸力面；6_葉輪；7-擴壓器；8-彎道；9-蝸殼；10_主軸軸線。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0023]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0024]如圖1所示，為本發明提供的回流器的示意性實施例，在該示意性實施例中，回流器包括數個第一列葉片I和數個第二列葉片2，各第一列葉片I圍繞回流器的主軸設置在回流器的外圈，各第二列葉片2圍繞回流器的主軸設置在回流器的內圈。相鄰兩個第一列葉片I之間形成回流器流道3，回流器流道3內的氣流是從四周向中心匯聚的，因此，第二列葉片2位于第一列葉片I的出口處，即回流器流道3的下游。進一步的，第二列葉片2位于第一列葉片I的內圈，能夠使第二列葉片2與第一列葉片I沿回流器的徑向串聯設置，第二列葉片2與第一列葉片I之間不存在重合部分。
[0025]第一列葉片I具有壓力面4和吸力面5，其中，第一列葉片I向內凹進的一面為壓力面4，第一列葉片I向外凸起的一面為吸力面5。回流器流道3由相鄰的兩個第一列葉片I形成，其具體由其中一個第一列葉片I的壓力面4和另一個第一列葉片I的吸力面5形成。
[0026]由于回流器流道3內的氣流是從四周向中心匯聚的，本發明在第一列葉片I的下游設置第二列葉片2，延長了有葉片的流道，使氣流按照葉片的方向流動，增強了回流器流道3的整流效果，減小了氣流圓周速度，改善了下一級葉輪6的入流狀態，提升了下一級葉輪6的效率，進而提高了壓縮機的運行效率和運行范圍。
[0027]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第二列葉片2的設置數量可以與第一列葉片I的設置數量相等。進一步的，第二列葉片2可以設置在相鄰兩個第一列葉片I之間，g卩，第一列葉片I與第二列葉片2間隔交錯布置，有效延長了回流器的葉片流道。
[0028]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第二列葉片2的葉片中間軸線位置可以位于相鄰兩第一列葉片I的出口之間，大約中間的位置，即，第二列葉片2可以位于相鄰兩個第一列葉片I之間形成的回流器流道3下游的中間；又或者，第二列葉片2可以偏向于回流器流道3下游中的第一列葉片I的壓力面4。例如:若將相鄰兩第一列葉片I的出口處之間的夾角分為10等分，即:沿主軸的旋轉方向劃分，依次為0、1、2……10，圖2所示的主軸為逆時針旋轉，第二列葉片2的進口大約位于5?7等分的位置。
[0029]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第二列葉片2的進口安放角和出口安放角與葉片本身的形狀有關，可取盡量接近90°，例如:均可以為80°?100°。
[0030]在一優選或可選實施例中，第二列葉片2的進口安放角和出口安放角均可以為90° ±5°，即:第二列葉片2的葉片中間軸線的角度從葉片進口到出口始終取為90° ±5°，即葉片基本指向主軸的軸心方向。
[0031]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第一列葉片I的進口安放角可以與回流器的氣流角一致，第一列葉片I的出口安放角可以為90°或接近于90°，例如90。±5。。
[0032]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第二列葉片2的整體尺寸可以小于第一列葉片I的整體尺寸，在一優選或可選實施例中，第二列葉片2的整體尺寸小于第一列葉片I的整體尺寸的50%。第一列葉片I主要起到引導回流作用，第二列葉片2加強引導回流的效果。
[0033]在本發明提供的回流器的示意性實施例中，第二列葉片2在滿足強度要求的基礎上盡可能薄，其也可采用翼型葉片。
[0034]上述示意性實施例中，第二列葉片2和第一列葉片I均可以采用機加工或精密鑄造的方式制成。
[0035]上述示意性實施例中，第二列葉片2和第一列葉片I的設置有兩個關鍵參數:葉片進口安放角和葉片出口安放角。其中，葉片進口安放角的取值與設計的進入回流器流道3的氣流的氣流角有關。在一優選或可選實施例中，葉片進口安放角的取值與設計的進入回流器流道3的氣流的氣流角一致，當與氣流角一致時才能保證損失最小，葉片出口安放角取垂直于葉輪6的主軸，或與其非常接近的角度。通過這種方式來規范氣流的角度。
[0036]本發明提供的回流器可以應用在壓縮機上。
[0037]如圖2所示，在本發明提供的離心式壓縮機的示意性實施例中，離心式壓縮機包括上述任一實施例中的回流器，還可以包括多級葉輪6、擴壓器7和蝸殼9。氣流從上一級葉輪6的出口到進入下一級葉輪6進口需經過擴壓器7、彎道8和回流器。
[0038]圖2中為設置有本發明提供的回流器的離心式壓縮機的流道子午面簡圖，即相對于主軸軸線10對稱設置的部分結構示意圖。
[0039]在多級離心式壓縮機中，多級葉輪6串聯排布在主軸上是一種常見的布置方式，圖2中，為兩級葉輪6串聯于主軸，也可看作多級壓縮機的最后兩級葉輪6及流道，相鄰兩級葉輪6之間形成的流道內設置有擴壓器7、彎道8和上述任一實施例中的回流器。
[0040]氣流進入一級葉輪6，從一級葉輪6流出的氣流具有非常高的動能，其中很大部分為圓周速度。為獲得大的勢能(也就是壓力)，通常都需要在葉輪6下游設置擴壓器7(有葉擴壓器7或無葉擴壓器7)，通過擴壓器7的消旋作用，從擴壓器7流出的氣流的部分動能已轉化為勢能，變為相對高壓低速的氣流。這時氣流仍具有很高的圓周速度。為將氣流流動方向扭轉引入下一級葉輪6進口，通常在擴壓器7下游設置環形的流道，即圖2中標示的彎道8。經彎道8扭轉流動方向的氣流在子午面上的速度的方向上已與進入彎道8時扭轉接近180°，但其圓周速度并未得到有效降低。
[0041]為進一步收集氣流引入下一級葉輪6，在彎道8到下一級葉輪6進口之間需設置回流器，在收集氣流的基礎上再通過回流器上的葉片的作用來降低圓周速度。
[0042]本發明提供的回流器包括第一列葉片I以及位于第一列葉片I下游的第二列葉片2，第二列葉片2的進口安放角和出口安放角度均接近90°，即第二列葉片2的中軸線始終接近保持垂直于主軸方向，延長了有葉片的流道，且兩列葉片交錯布置，有增強了整流的效果，使氣流按照葉片的方向流動，減小了氣流的圓周速度，增強了回流器的流道整流效果，提高了壓縮機的運行效率，主要是提升了下一級葉輪6的效率，改善了下一級葉輪6的入流狀態、拓寬了壓縮機的運行范圍，氣流組織穩定，使壓縮機的運行范圍相應得到拓寬。
[0043]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種回流器，其特征在于:包括數個第一列葉片(I)和數個第二列葉片(2)，各所述第一列葉片(I)設置在所述回流器的外圈，相鄰兩個所述第一列葉片(I)之間形成回流器流道(3)，所述第二列葉片(2)設置在所述回流器流道(3)的下游。
2.如權利要求1所述的回流器，其特征在于:各所述第二列葉片(2)設置在所述第一列葉片(I)的內圈。
3.如權利要求2所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)的數量與所述第一列葉片(I)的數量相等，和/或，相鄰兩個所述第一列葉片(I)之間設置有一個所述第二列葉片⑵。
4.如權利要求3所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)位于相鄰兩個所述第一列葉片⑴之間形成的回流器流道⑶下游的中間，或者，偏向于所述第一列葉片(I)的壓力面⑷。
5.如權利要求1-4任一項所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)的進口安放角和出口安放角均為80°?100°。
6.如權利要求5所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)的進口安放角和出口安放角均為90° ±5°。
7.如權利要求5所述的回流器，其特征在于:所述第一列葉片(I)的進口安放角與進入所述回流器的氣流角一致，所述第一列葉片(I)的出口安放角為90° ±5°。
8.如權利要求1-4任一項所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)的整體尺寸小于所述第一列葉片(I)的整體尺寸的50%。
9.如權利要求1-4任一項所述的回流器，其特征在于:所述第二列葉片(2)為翼型葉片。
10.一種離心式壓縮機，其特征在于:包括至少兩級葉輪(6)，相鄰兩級所述葉輪(6)之間形成的流道內設置有如權利要求1-9任一項所述的回流器。
【文檔編號】F04D29/44GK104500454SQ201410822737
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】謝蓉, 張治平, 鐘瑞興, 蔣楠, 蔣彩云, 劉建飛, 陳玉輝 申請人:珠海格力電器股份有限公司