专利名称：串列式叶片扩压器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及离心式压缩机领域，特别是一种串列式叶片扩压器及其制造方法。
背景技术：
据统计，离心式冷水机组90%以上的时间处于部分负荷工况下运行，其冷水机组的部分负荷性能直接影响机组全年运行功耗。同时，国标GB/T18430.1-2007中也提出综合部分负荷性能系数IPLV的规定和要求。因此，对于离心式制冷压缩机的设计来说，不但要保证较高的满负荷效率，而且要追求部分负荷的性能指标，同时还要保证较宽的运行工况范围。扩压器的合理使用可以使压缩机具有很好的性能。由于从叶轮中出来的气流还有很大的气流速度，对于制冷压缩机的叶轮来说，其出口气流速度可高达100m/S。为了减少损失，一般要求排入冷凝器的气流流速为10 30m/s，若将100m/S这么大速度的气流直接排入冷凝器，将引起很大的动能损失。因此，为了回收这部分动能，常常在叶轮后面增加扩压器，常用的扩压器形式包括无叶扩压器或叶片扩压器。如
图1所示，采用无叶扩压器的单级离心压缩机，其无叶扩压器70位于叶轮40出口和蜗壳60进口之间。从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽经导叶(IGV)50调节和叶轮40做功后变为高压高速的气体，进入无叶扩压器70，以一定的气流方向角从无叶扩压器70的进口流动至出口，速度逐渐降低，压力逐渐升高。在不考虑流动损失情况下，随着扩压器出口外径的增大，气流压力升高。最后从扩压器70出来的气体进入蜗壳60，经蜗壳60收集后排到冷凝器中。无叶扩压器包括由 两个壁面构成的环形通道，结构简单，造价低，性能曲线平坦，稳定工况范围较宽，且在马赫数Ma较高时，效率降低不明显，其缺点是因气流方向角基本不变，流动路程较长。因此摩擦损失大，若想获得较高的扩压度，必须把扩压器的外径做得很大，这样导致机器的外形尺寸很大；而且在设计工况下，其效率低于叶片扩压器，特别在气流方向角小时更为明显。叶片扩压器是在上述无叶扩压器的环形空间内装上一系列叶片，具有扩压能力强，尺寸小的优点，其流道短，流动损失小，因而效率较高。在设计工况下，其效率可比无叶扩压器高3 5%，特别在气流方向角较小时，叶片扩压器效率更高。叶片扩压器的缺点是:由于叶片的存在，变工况时气流冲击损失较大，效率下降明显，特别在冲角较大时，流道中易产生严重的分离，会导致喘振的发生。另外，叶片扩压器的扩压作用主要发生在前半段，愈到后面，流动损失越大，扩压作用就愈弱，所以，单一增加叶片出口外径来增加扩压度的做法效果并不显著。叶片扩压器相比无叶扩压器具有较高的效率，但变工况适应性差，扩压度也受叶片出口外径直径影响，如何利用叶片扩压器既提高效率又保证较宽的运行范围是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种串列式叶片扩压器及其制造方法，解决现有叶片扩压器效率低、变工况适应性差的缺点。本发明通过如下技术方案实现:一种串列式叶片扩压器，设置在压缩机的叶轮的出口和蜗壳的进口之间，包括:进口无叶段，进口连通叶轮的出口 ；串列式叶片段，内部设置叶片，进口连通进口无叶段的出口 ；出口无叶段，进口连通串列式叶片段的出口，出口连通蜗壳的进口 ；其中，串列式叶片段内设置多组叶片，每一组叶片呈环形均匀分布，多组叶片之间彼此间隔布置。进一步地，进口无叶段的内径由进口到出口逐渐收敛。进一步地,叶片包括第一组叶片和第二组叶片。进一步地，第一组叶片和第二组叶片弦线之间的夹角为10° 14°。进一步地，第一组叶片的出进口直径比为1.1 1.3，第二组叶片的出进口直径比为1.25 1.35，第二组叶片进口直径与第一组叶片出口直径比为0.9 1.1。进一步地，每组叶片的进口角为10。 25。，出口角为25。 35。。进一步地，每组叶片的叶片数为7 13片。进一步地，每组叶片的叶片弦长与叶片间距之比为小于1.5。进一步地，叶片的叶片弦长与叶片间距之比的计算公式为:
权利要求
1.一种串列式叶片扩压器，设置在压缩机的叶轮(40)的出口和蜗壳的进口之间，其特征在于，包括: 进口无叶段(10)，进口连通所述叶轮(40)的出口； 串列式叶片段(20)，内部设置叶片(21)，进口连通所述进口无叶段(10)的出口 ； 出口无叶段(30)，进口连通所述串列式叶片段(20)的出口，出口连通所述蜗壳的进n ； 其中，所述串列式叶片段(20)内设置多组叶片(21)，每一组叶片(21)呈环形均匀分布，多组所述叶片(21)之间彼此间隔布置。
2.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述进口无叶段(10)的内径由进口到出口逐渐收敛。
3.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述叶片(21)包括第一组叶片(211)和第二组叶片(212)。
4.根据权利要求3所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述第一组叶片(211)和所述第二组叶片(212)弦线之间的夹角为10° 14°。
5.根据权利要求3所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述第一组叶片(211)的出进口直径比为1.1 1.3，所述第二组叶片(212)的出进口直径比为1.25 1.35，所述第二组叶片(212)进口直径与所述第一组叶片(211)出口直径比为0.9 1.1。
6.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，每组所述叶片(21)的进口角为10° 25°，出口角为25° 35°。
7.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，每组所述叶片(21)的叶片数为7 13片。
8.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，每组所述叶片(21)的叶片弦长与叶片间距之比为小于1.5。
9.根据权利要求8所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述叶片(21)的叶片弦长与叶片间距之比的计算公式为
10.根据权利要求1所述的串列式叶片扩压器，其特征在于，所述叶片(21)采用机翼型叶片。
11.一种串列式叶片扩压器的制造方法，其特征在于，包括: 过渡段加工步骤，在第一板上预留出串列式叶片段(20)，在所述串列式叶片段(20)的进口处加工进口无叶段(10)，在所述串列式叶片段(20)的出口处加工出口无叶段(30)；叶片加工步骤，在所述串列式叶片段(20)加工呈环形均匀分布的叶片(21)，其中，所述串列式叶片段(20)内设置多组叶片(21)，多组所述叶片(21)之间彼此间隔布置； 组合安装步骤，将第二板与所述第一板组合形成串列式叶片扩压器，将所述串列式叶片扩压器安装在压缩机叶轮(40)的出口和蜗壳的进口之间。
全文摘要
本发明提供了一种串列式叶片扩压器及其制造方法。本发明的串列式叶片扩压器，设置在压缩机的叶轮的出口和蜗壳的进口之间，包括进口无叶段，进口连通叶轮的出口；串列式叶片段，内部设置叶片，进口连通进口无叶段的出口；出口无叶段，进口连通串列式叶片段的出口，出口连通蜗壳的进口；其中，串列式叶片段内设置多组叶片，每一组叶片呈环形均匀分布，多组叶片之间彼此间隔布置。本发明的主要优点是，采用多组串列式叶片，提高扩压器的扩压度，缩小压缩机的耗功，提高效率；在叶片段的前后分别增设无叶段解决常规叶片扩压器变工况适应性差的缺点，减少变工况下的冲击损失，拓宽压缩机工作范围。
文档编号B23P15/00GK103244462SQ20121003317
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者钟瑞兴, 张治平, 蒋楠, 谢蓉, 蒋彩云, 傅鹏, 闫秀兵 申请人:珠海格力电器股份有限公司