專利名稱：離心式壓縮機組件和方法
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本發(fā)明總地屬于用于壓縮流體的壓縮機。更具體地說，本發(fā)明的各實施例涉及用 在制冷系統(tǒng)中的高效離心式壓縮機組件及其部件。壓縮機組件的實施例包括一體式流體流 動調(diào)節(jié)組件、流體壓縮構(gòu)件以及由可變速驅(qū)動器控制的永磁電動機。制冷系統(tǒng)通常包括制冷回路以提供用于冷卻指定建筑空間的冷卻水。典型的制冷 回路包括壓縮制冷劑氣體的壓縮機、將壓縮的制冷劑冷凝成液體的冷凝器、以及利用液體 制冷劑來冷卻水的蒸發(fā)器。然后將冷卻水用管道送到所要冷卻的空間?！獋€這種制冷或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用至少一個離心式壓縮機并稱為離心式冷卻器。 離心式壓縮涉及僅幾個機械部件的純轉(zhuǎn)動運動。單個離心式壓縮機冷卻器，有時也稱為單 級冷卻器，通常制冷量范圍在100至2000冷噸以上。通常，離心式冷卻器可靠性高，且需要 較少維護。離心式冷卻器在商業(yè)上和其它有高冷卻和/或加熱要求的設(shè)施中消耗大量的能 源。這種冷卻器在某些情況下具有高達30年或更久的運行壽命。離心式冷卻器在用于例如建筑物、城市住宅(例如多層建筑物)或大學校園時提 供一定的優(yōu)點和效率。這些冷卻器在包括中東條件在內(nèi)的寬范圍溫度應(yīng)用中是有用的。較 低制冷量的螺桿式壓縮機、渦旋式壓縮機或往復型壓縮機通常用于例如基于水的冷卻器應(yīng)用。在現(xiàn)有單級冷卻器系統(tǒng)中，在約100冷噸至2000冷噸以上的范圍內(nèi)，壓縮機組件 通常由感應(yīng)電動機齒輪驅(qū)動。冷卻器系統(tǒng)的各部件通常對給定的應(yīng)用條件分別優(yōu)化設(shè)計， 其忽略可通過各壓縮機各級上游與下游之間的流體控制產(chǎn)生的累積優(yōu)點。此外，用在冷卻 器系統(tǒng)中的現(xiàn)有多級壓縮機的第一級定尺寸成優(yōu)化地運行，而允許第二(或之后)級欠佳 地運行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，提供一種用于壓縮多級離心式壓縮機組件內(nèi)制冷劑 的混合流動葉輪機。該多級離心式壓縮組件包括終級壓縮機和非終級壓縮機。每個壓縮機 級別具有混合流動葉輪機，該混合流動葉輪機包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在所 述混合流動葉輪機內(nèi)大致恒定相對擴散的多個葉輪機輪葉。該混合流動葉輪機還包括小于 多級離心式壓縮機組件制冷量時最大直徑的標稱直徑，并定尺寸成滿足目標流量和目標壓 頭，使得終級壓縮機具有用于終級壓縮機的最佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且非終 級壓縮機具有超過終級特定速度的非終級特定速度。
在另一實施例中，提供了一種對多級壓縮機的葉輪機和擴散器定尺寸的方法，該 多級壓縮機具有終極壓縮機和非終級壓縮機。該方法包括下列步驟為每級壓縮機澆鑄具 有用于多級壓縮機的運行速度范圍內(nèi)速度的最大直徑的混合流動葉輪機；所述混合流動葉 輪機還包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在動葉輪機內(nèi)大致恒定相對擴散的多個葉輪 機輪葉；對于每個壓縮機級別將混合流動葉輪機從最大直徑修整到標稱直徑，從而將葉輪 機出口節(jié)距角設(shè)置在相對于葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線的20至90度范圍內(nèi)，所述對于每個壓縮機 級別修整混合流動葉輪機滿足目標流量和壓頭，從而終級壓縮機具有用于終級壓縮機的最 佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且非終級壓縮機具有超過終級特定速度的非終級特定 速度；以及將無葉片擴散器加工成具有與由用于具有最大直徑的混合流動葉輪機的葉輪機 轂和葉輪機護罩限定的壁輪廓一致的壁輪廓。 在又一較佳實施例中，提供一種冷卻器系統(tǒng)，該冷卻器系統(tǒng)包括蒸發(fā)器；冷凝器； 以及用于壓縮制冷劑的多級離心式壓縮機。蒸發(fā)器，冷凝器和多級離心式壓縮機連接成封 閉回路。該多級離心式壓縮機還包括軸；電動機，該電動機安裝在電動機殼體內(nèi)，該電動 機用于在持續(xù)運行速度范圍內(nèi)驅(qū)動該軸；可變速驅(qū)動器，該可變速驅(qū)動器用于在持續(xù)運行 速度范圍內(nèi)改變電動機的運行；終級壓縮機和非終級壓縮機；終級壓縮機和非終級壓縮機 安裝在所述軸上。每個壓縮機包括壓縮機殼體；所述壓縮機殼體具有用于接收制冷劑的 壓縮機入口和用于輸送制冷劑的壓縮機出口 ；以及混合流動葉輪機，該混合流動葉輪機與 所述壓縮機入口和所述壓縮機出口流體連通，安裝在所述軸上的混合流動葉輪機可操作以 壓縮制冷劑，且該混合流動葉輪機還包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在所述混合流 動葉輪機內(nèi)大致恒定相對擴散的多個葉輪機輪葉，混合流動葉輪機具有小于多級離心式壓 縮機制冷量時最大直徑的標稱直徑，并定尺寸成滿足目標流量和目標壓頭，使得終級壓縮 機具有用于終級壓縮機的最佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且非終級壓縮機具有超過 終級特定速度的非終級特定速度。本發(fā)明的各實施例的優(yōu)點應(yīng)當是顯然的。例如，一實施例是高性能一體式壓縮機 組件，該壓縮機組件可以實際上恒定的全負荷效率在較寬標稱制冷量范圍內(nèi)運行，而與標 稱電源頻率和電壓變化無關(guān)。較佳壓縮機組件增加全負荷效率，產(chǎn)生較高的部分負荷效率 并實際上具有在給定制冷量范圍內(nèi)恒定的效率，獨立于電源頻率或電壓變化進行控制。其 它優(yōu)點是壓縮機組件和冷卻器系統(tǒng)的物理尺寸減小，改進整個運行范圍內(nèi)的穩(wěn)定性并降低 總噪聲水平。本發(fā)明的較佳實施例的另一優(yōu)點是可減少在約250至2000冷噸以上的較佳 制冷量范圍內(nèi)所需要運行的壓縮機的總數(shù)量，這可使得制造商的成本顯著下降。從以下說明書和權(quán)利要求書，不難了解其它的優(yōu)點和特征。


以下附圖盡可能地包括指示相同特征的相同附圖標記圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的冷卻器系統(tǒng)和各種部件的立體圖。圖2示出冷卻器系統(tǒng)的端部剖切圖，示出根據(jù)本發(fā)明一實施例用于冷凝器和蒸發(fā) 器的管布置。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的冷卻器系統(tǒng)的另一立體圖。圖4示出用于根據(jù)本發(fā)明一實施例的冷卻器系統(tǒng)的多級離心式壓縮機的剖視圖。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的入口流動調(diào)節(jié)組件的立體圖。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的安裝在流動調(diào)節(jié)本體上的多個入口引導葉片的 布置的立體圖，該流動調(diào)節(jié)本體用于示例性非終級壓縮器。圖7A示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用于冷卻器系統(tǒng)的250冷噸非終級壓 縮機混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖7B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用于冷卻器系統(tǒng)的250冷噸終級壓縮 機的混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖8A示出示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用于冷卻器系統(tǒng)的300冷噸非終 級壓縮機的混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖8B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用 于冷卻器系統(tǒng)的300冷噸終級壓縮 機的混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖9A示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用于冷卻器系統(tǒng)的350冷噸非終級壓 縮機的混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖9B示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的定尺寸成用于冷卻器系統(tǒng)的350冷噸終級壓縮 機的混合流動葉輪機和擴散器的視圖，去除了護罩。圖10示示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于非終級壓縮機的混合流動葉輪機和擴散 器的立體圖，去除了護罩。圖11示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于終級壓縮機的混合流動葉輪機和擴散器的 立體圖，去除了護罩。圖12示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的附連到同軸節(jié)能器布置的共形吸出管的立體 圖。圖13示出根據(jù)本發(fā)明實施例的渦旋減少器的入口側(cè)的立體圖。圖14示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的渦旋減少器的排放側(cè)的立體圖。圖15示出根據(jù)本發(fā)明一實施例定位在附連到終級壓縮機上游的同軸節(jié)能器布置 的共形吸出管之間的三個腿部吸入管的第一腿部內(nèi)的渦旋減少器和旋渦隔板。
具體實施例方式參照附圖的圖1-3，用于制冷系統(tǒng)的冷卻器或冷卻器系統(tǒng)20。圖1-3中示出單個 離心式冷卻器系統(tǒng)和冷卻器20的基本部件。冷卻器20包括為了圖的簡化而未示出的多個 其它常規(guī)結(jié)構(gòu)。此外，作為詳細說明的序文，應(yīng)當注意到，在本說明書和所附權(quán)利要求書中 所使用的單數(shù)形式的“一”、“一個”以及“該”包括復數(shù)形式，除非文中清楚地另有說明。在所示實施例中，冷卻器20包括蒸發(fā)器22、多級壓縮機24和同軸節(jié)能器40，多級 壓縮機24具有由變速直接驅(qū)動永磁電動機36驅(qū)動的非終級壓縮機26和終級壓縮機28，同 軸節(jié)能器40帶有冷凝器44。冷卻器20是指約250至2000冷噸或更大范圍內(nèi)的相對大冷 噸位的離心式冷卻器。在較佳實施例中，壓縮機級數(shù)命名表示在冷卻器的壓縮機部分內(nèi)有多個不同級別 的氣體壓縮。盡管下文將多級壓縮機24描述為較佳實施例中的兩級構(gòu)造，但本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員會容易地理解，考慮到本發(fā)明的各實施例和特征不僅包括并應(yīng)用于兩級壓縮機/ 冷卻器，而且還包括并應(yīng)用于單級或其它串聯(lián)或并聯(lián)的多級壓縮機/冷卻器。
參照圖1-2，例如，示出較佳蒸發(fā)器22為殼管式。這種蒸發(fā)器是滿溢式。蒸發(fā)器 22也可以是其它已知類型并可布置成單個蒸發(fā)器或者串聯(lián)或并聯(lián)的多個蒸發(fā)器，例如將單 獨的蒸發(fā)器連接到每個壓縮機。如下文進一步解釋的那樣，蒸發(fā)器22也可與節(jié)能器42同 軸布置。蒸發(fā)器22可由碳鋼和/或包括銅合金傳熱管在內(nèi)的其它適當材料制成。
蒸發(fā)器22內(nèi)的制冷劑實施冷卻功能。在蒸發(fā)器22內(nèi)發(fā)生熱交換過程，其中液態(tài)制 冷劑通過蒸發(fā)成蒸氣而改變狀態(tài)。該狀態(tài)改變以及制冷劑蒸氣的任何過熱產(chǎn)生冷卻效應(yīng)， 該冷卻效應(yīng)冷卻穿過蒸發(fā)器22內(nèi)蒸發(fā)器管48的液體(通常是水)。容納在蒸發(fā)器22內(nèi)的 蒸發(fā)器管48可具有各種直徑和厚度并通常由銅合金制成。各管可以是可更換的，并機械地 擴展成管板且是外部有翅片的無縫管。將冷卻水或加熱水從蒸發(fā)器22泵吸到空氣處理單元(未示出)。將來自正在調(diào)節(jié) 溫度的空間的空氣抽吸經(jīng)過空氣處理單元內(nèi)的盤管，該空氣處理單元在空氣調(diào)節(jié)的情況下 包含冷卻水。冷卻抽入的空氣。然后強制冷卻空氣通過空氣調(diào)節(jié)空間并冷卻該空間。此外，在蒸發(fā)器22內(nèi)發(fā)生熱交換過程期間，制冷劑蒸發(fā)并作為低壓(相對于該級 別排放)氣體被引導通過非終級吸入入口管50，到達非終級壓縮機26。非終級吸入入口管 50可以是例如連續(xù)肘管或多件式肘管。例如在圖1-3的非終級吸入入口管50的實施例中示出三件式肘管。非終級吸入 入口管50的內(nèi)徑的尺寸設(shè)置成使液態(tài)制冷劑液滴被抽入非終級壓縮機26的風險最小。例 如，其中非終級吸入入口管50的內(nèi)徑可根據(jù)對目標質(zhì)量流率的每秒60英尺限速、制冷劑溫 度以及三件式肘管構(gòu)造來設(shè)置尺寸。在多件非終級吸入入口管50的情況下，每個管件的長 度也可定尺寸成用于較短的出口部分以例如使角部旋渦的產(chǎn)生最少。為了調(diào)節(jié)從非終級吸入入口管50輸送到非終級壓縮機26的流體流動分布，如圖 13和14所示且在下文進一步描述的渦旋減少器或減渦器146可以選配地包含在非終級吸 入入口管50內(nèi)。制冷劑氣體在其被多級離心式壓縮機24、且具體是非終級離心式壓縮機 26抽吸時穿過非終級吸入入口管50。通常，在冷卻器的封閉制冷回路運行期間，多級壓縮機通過一個或多個葉輪機的 轉(zhuǎn)動多級壓縮制冷劑氣體和其它氣化流體。該轉(zhuǎn)動使流體加速，且又增加流體的動能。由 此，壓縮機使諸如制冷劑的流體的壓力從蒸發(fā)壓力上升到冷凝壓力。該布置提供了從較低 溫度環(huán)境吸熱并將熱量排放到較高溫度環(huán)境的有效裝置。現(xiàn)參照圖4，壓縮機24通常是電動機驅(qū)動的單元?？勺兯衮?qū)動系統(tǒng)驅(qū)動多級壓縮 機?？勺兯衮?qū)動系統(tǒng)包括較佳地位于非終級壓縮機26與終級壓縮機28之間的永磁電動機 36以及用于低壓(小于約600伏)、50Hz和60Hz應(yīng)用的具有功率電子器件的可變速驅(qū)動 器38?？勺兯衮?qū)動系統(tǒng)效率、到電動機軸輸出的線路輸入可較佳地實現(xiàn)系統(tǒng)運行范圍內(nèi)約 95%的最小值。盡管常規(guī)類型的電動機可用于本發(fā)明的實施例并從中受益，但較佳的電動機是永 磁電動機36。永磁電動機36與其它電動機類型相比可增加系統(tǒng)效率。較佳電動機36包括直接驅(qū)動、可變速、密封、永磁電動機。可通過改變供給到電 動機36的電功率的頻率來控制電動機36的速度。較佳電動機36的馬力可在約125至約 2500馬力范圍內(nèi)變化。永磁電動機36受可變速驅(qū)動器38的控制。較佳實施例的永磁電動機38緊湊、高效、可靠且與常規(guī)電動機相比相對安靜。由于減小了壓縮機組件的物理尺寸，所以使用的壓 縮機電動機必須在尺寸上成比例以完全實現(xiàn)改進的流體流動路徑和壓縮機構(gòu)件形狀和尺 寸的優(yōu)點。與采用感應(yīng)電動機的壓縮機組件的常規(guī)現(xiàn)有設(shè)計相比較時，較佳電動機36體積 減小約30至50%或更多，并具有超過250冷噸的制冷量。本發(fā)明實施例產(chǎn)生的尺寸縮小通 過使用與通過更常規(guī)實踐中所能實現(xiàn)的相比更少的材料和更小的尺寸而提供高效、可靠且 安靜運行的更大可能性。通常AC電源(未示出)將對可變速驅(qū)動器38供給多相電壓和頻率。根據(jù)AC電 源，輸送到可變速驅(qū)動器38的AC電壓或線路電壓在50Hz或60Hz的線路頻率下通常具有 200V、230V、380V、415V、480V 或 600V 的標稱值。永磁電動機36包括轉(zhuǎn)子68和定子70。定子70包括圍繞層疊鋼極形成的線圈，層 疊鋼極將可變速驅(qū)動器施加的電流轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動磁場。定子70安裝在壓縮機組件內(nèi)固定位 置并圍繞轉(zhuǎn)子68安裝，用轉(zhuǎn)動磁場包圍轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子68是電動機36的轉(zhuǎn)動部件并包括具有 永磁體的鋼結(jié)構(gòu)，其提供與轉(zhuǎn)動定子磁場相互作用的磁場以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子扭矩。轉(zhuǎn)子68可具有 多個磁體并可包括埋入轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)或安裝在轉(zhuǎn)子鋼結(jié)構(gòu)表面的磁體。轉(zhuǎn)子68表面安裝 磁體用低損失細絲、金屬保持套管或通過其它裝置固定到轉(zhuǎn)子鋼支承件。永磁電動機36的 性能和尺寸部分地歸因于使用高能量密度的永磁體。使用高能量密度磁材料(至少20MG0e(兆高斯奧斯特))形成的永磁體形成強的、 比常規(guī)材料更密的磁場。用具有更強磁場的轉(zhuǎn)子，可產(chǎn)生更大的扭矩，且形成的電動機與包 括感應(yīng)電動機在內(nèi)的常規(guī)電動機相比每單位體積可產(chǎn)生更大的馬力輸出。通過比較，永磁 體電動機36的每單位體積的扭矩比用在相當制冷量的制冷冷卻器中的感應(yīng)電動機的每單 位體積的扭矩高至少約75%。結(jié)果是較小尺寸的電動機符合特定壓縮機組件的所要求的馬 力。用轉(zhuǎn)子68內(nèi)永磁體的數(shù)量和放置可實現(xiàn)其它制造、性能、運行方面的優(yōu)點和缺 點。例如，由于沒有中介材料的磁損失，易于制造成形成精確磁場，且有效使用轉(zhuǎn)子場而產(chǎn) 生響應(yīng)度高的轉(zhuǎn)子扭矩，所以表面安裝磁體可用于實現(xiàn)更大的電動機效率。同樣，埋入磁體 可用于實現(xiàn)更簡單制造的組件并反應(yīng)于負載變化來控制啟動和運行轉(zhuǎn)子扭矩。諸如滾動件軸承(REB)或液體動壓軸承之類的軸承可以是油潤滑的。其它類型的 軸承可以是無油系統(tǒng)。制冷劑潤滑的特定類別的軸承是箔帶軸承且另一種使用具有陶瓷滾 珠的REB。每個軸承類型具有對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的優(yōu)點和缺點?？刹捎眠m于保持 約2000至約20000RPM轉(zhuǎn)動速度范圍的任何軸承類型。用于永磁電動機36的轉(zhuǎn)子68和定子70端匝損失與包括感應(yīng)電動機在內(nèi)的某些 常規(guī)軸承相比非常低。因此電動機36可通過系統(tǒng)制冷劑來冷卻。由于液體制冷劑僅需要 接觸定子70的外徑，所以可免除通常用在感應(yīng)電動機定子內(nèi)的電動機冷卻饋送環(huán)。或者， 可計量制冷劑到定子70的外表面或到定子70的端匝以提供冷卻?？勺兯衮?qū)動器38通常將包括電源轉(zhuǎn)換器，該電源轉(zhuǎn)換器包括線路整流器和線路 電流諧波減少器，功率電路和控制電路(這種電路還包括所有的通信和控制邏輯，包括電 子功率切換電路)。可變速驅(qū)動器38將響應(yīng)于例如從與冷卻器控制面板182關(guān)聯(lián)的微處理 器(也未示出)接收的信號來通過改變供給到電動機36的電流的頻率來增加或減小電動 機的速度。電動機36和/或可變速驅(qū)動器38或其各部分的冷卻可通過使用在冷卻器系統(tǒng)20內(nèi)循環(huán)的制冷劑或通過其它常規(guī)冷卻方法進行。利用電動機36和可變速驅(qū)動器38，非 終級壓縮機26和終級壓縮機28通常具有約250冷噸至約2000冷噸或更大范圍內(nèi)的有效 制冷量，具有從約2000至約20000RPM的全負荷速度范圍。繼續(xù)參照圖4并轉(zhuǎn)向壓縮機結(jié)構(gòu)，非終級壓縮機26、終級壓縮機28和任何中間級 壓縮機(未示出)的結(jié)構(gòu)和功能如果不完全相同也基本上相同，且因此例如圖4所示類似 地進行表示。但是在較佳實施例中存在壓縮機級之間的區(qū)別，并將在下文討論其區(qū)別。未 討論的特征和區(qū)別對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。較佳的非終級壓縮機26具有壓縮機殼體30，該壓縮機殼體30具有壓縮機入口 32 和壓縮機出口 34。非終級壓縮機26還包括入口流動調(diào)節(jié)組件54、非終級葉輪機56、擴散器 112和非終級外部蝸殼60。非終級壓縮機26可具有一個或多個可轉(zhuǎn)動葉輪機56，用于壓縮諸如制冷劑的流 體。這種制冷劑可以是液體、氣體或多相的，并可包括R-123制冷劑。也可考慮諸如R-134a、 R-245fa、R-141b及其它的其它制冷劑以及制冷劑混合物。此外，本發(fā)明還考慮使用共沸混 合物，非共沸混合物和/或其混合物或摻合物已經(jīng)開發(fā)作為通用的所考慮的制冷劑的替代 物。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當顯而易 見的一個優(yōu)點是，在中等壓力制冷劑的情況下，可 免除通常用在高速壓縮機內(nèi)的齒輪箱。通過使用電動機36和可變速驅(qū)動器38，多級壓縮機24在冷卻器系統(tǒng)上的流動或 壓頭要求不需要壓縮機以最大制冷量運行時可低速運行，且在對冷卻器制冷量的需求增加 時高速運行。即，電動機36的速度可改變成與變化的系統(tǒng)要求相匹配，這致使與沒有可變 速驅(qū)動器的壓縮機相比提高約30%的系統(tǒng)運行效率。通過在冷卻器上的負荷或壓頭不高或 不是其最大值時低速運行壓縮機24，可提供足夠的制冷效果來以節(jié)能方式冷卻減少的熱負 荷，使冷卻器從運行成本觀點看更經(jīng)濟，并使冷卻器的運行與不能進行這種負荷匹配的冷 卻器相比極為高效。仍參照圖1-4，將制冷劑從非終級吸入管50抽吸到非終級壓縮機26的一體式入口 流動調(diào)節(jié)組件54。一體式入口流動調(diào)節(jié)組件54包括入口流動調(diào)節(jié)殼體72，該入口流動調(diào) 節(jié)殼體72形成具有流動調(diào)節(jié)通道入口 76和流動調(diào)節(jié)通道出口 78的流動調(diào)節(jié)通道74。通 道74部分地由具有護罩側(cè)表面82的護罩壁80、流動調(diào)節(jié)前端84、支桿86、流動調(diào)節(jié)本體 92以及多個入口引導輪葉/葉片100限定。這些結(jié)構(gòu)可以以渦旋減少器146作為補充，協(xié) 作以產(chǎn)生輸送到葉片100的流體流動特性，使得需要葉片100的較少轉(zhuǎn)動來形成用于在葉 輪機56、58內(nèi)高效運行的目標渦旋分布。流動調(diào)節(jié)通道74是從鄰近于非終級吸入管50的排放端的流動調(diào)節(jié)通道入口 76 延伸的流體流動路徑，并延伸到流動調(diào)節(jié)通道出口 78。流動調(diào)節(jié)通道74延伸過入口流動調(diào) 節(jié)組件54的軸向長度。較佳的是，流動調(diào)節(jié)通道74總體具有沿入口流動調(diào)節(jié)殼體72的長 度徑向減縮的順滑、流線型截面，并使護罩側(cè)表面82的一部分的形狀做成使葉片100的較 佳護罩側(cè)邊緣104可嵌入其中。流動調(diào)節(jié)通道74的通道入口 76可具有大致與非終級吸入 管50的內(nèi)徑匹配的直徑。通道入口 76的尺寸的通道入口面積與葉輪機入口平面面積比值 較佳地至少大于2. 25。通道入口 76的直徑可根據(jù)給定應(yīng)用的設(shè)計邊界條件而變化。流動調(diào)節(jié)前端84較佳地沿入口流動調(diào)節(jié)組件54內(nèi)每個葉輪機56、58的轉(zhuǎn)動軸線 中央地定位。流動調(diào)節(jié)前端84較佳地具有圓錐形形狀。流動調(diào)節(jié)前端84較佳地由其端點斜率與非終級吸入管50相同的三次樣條曲線形成。流動調(diào)節(jié)前端84的尺寸和形狀可以變 化。例如，前端84可采用二次樣條、正切卵形線、正割卵形線、橢圓拋物線或冪級數(shù)的形狀?，F(xiàn)參照圖5，流動調(diào)節(jié)前端84可選地連接(較佳地一體地連接)到通道入口 76處 或與該通道入口鄰近的支桿86。支桿86將流動調(diào)節(jié)前端84定位在流動調(diào)節(jié)通道74內(nèi)。 支桿86還分布跨越多個入口引導葉片/輪葉100的流體流動尾流。支桿86可采用各種形 狀并可包括一個以上的支桿86。較佳的是，支桿86在大致平行于通道入口 76的平面內(nèi)具 有“S”狀形狀，如圖5所示，且支桿86具有沿通道入口 76的流動方向平面對齊的中脊線， 并較佳地具有圍繞支桿86的沿通道入口 76的流動方向平面(通道入口 76至通道出口 78) 的中脊線的對稱厚度分布。支桿86可以是曲面的，且較佳地沿通道入口 76的流動方向平面 具有薄的對稱翼面形狀。支桿86的形狀使得其使阻塞最小，且同時符合澆鑄和機械要求。 如果流動調(diào)節(jié)前端84和入口流動調(diào)節(jié)殼體72是作為一個整體單元澆鑄的，則支桿86在將 流動調(diào)節(jié)前端84和入口流動調(diào)節(jié)殼體72澆鑄在一起的過程中其輔助作用。例如一體地或機械地連接到流動調(diào)節(jié)前端84和支桿86的是流動調(diào)節(jié)本體92。流 動調(diào)節(jié)本體92是細長結(jié)構(gòu)，該細長結(jié)構(gòu)較佳地從通道入口 76到葉輪機轂前端118或與其 重合沿流動調(diào)節(jié)通道74的長度延伸。流動調(diào)節(jié)本體92具有第一本體端94、中間部分96以及第二本體端98，其形成的 形狀增加入口引導葉片100相對于葉輪機56、58入口的平均半徑。與不存在流動調(diào)節(jié)本體 92的情況相比，這致使葉片100以較少轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)流體流動的目標切向速度。在一實施例 中，第一本體端94、中間部分96和第二本體端98各具有分別從葉輪機56、58的轉(zhuǎn)動軸線延 伸的半徑94A、96A和98A。中間部分96的半徑96A大于第一本體端半徑94A或第二本體端 半徑98A。在一較佳實施例中，流動調(diào)節(jié)本體92具有沿葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線高度變化的曲線 外表面，其中流動調(diào)節(jié)本體92的最大半徑曲率與葉輪機轂116的入口平面的半徑的比值約 為 2 1。參照圖4-6，多個入口引導葉片100較佳地在流動調(diào)節(jié)本體92的最大半徑位置處 定位在通道入口 76與通道出口 78之間。圖6示出入口引導葉片100的實施例，去除了入 口流動調(diào)節(jié)殼體72。多個入口引導葉片100具有從轂到護罩的可變翼展曲面分布。入口引 導葉片100還較佳地是具有對稱厚度分布的徑向變化的曲翼面以嵌入支承軸102。入口流動調(diào)節(jié)殼體72較佳地形狀做成使入口引導葉片100的護罩側(cè)邊緣104能 夠可轉(zhuǎn)動地嵌入入口流動調(diào)節(jié)殼體72內(nèi)。內(nèi)側(cè)壁表面82和護罩側(cè)邊緣104的較佳形狀是 大致球形的。用于內(nèi)側(cè)壁表面82和護罩側(cè)邊緣104的其它形狀應(yīng)當是顯而易見的。多個 入口引導葉片100嵌入形成在壁82上的球形截面內(nèi)使輪葉引導最大，并使對入口引導葉片 100整個全范圍轉(zhuǎn)動的任何位置的泄漏最少。轂側(cè)上的多個葉片100較佳地符合流動調(diào)節(jié) 本體92的葉片100定位在入口流動調(diào)節(jié)通道74內(nèi)位置處的形狀。多個葉片可另外地形狀 做成嵌入流動調(diào)節(jié)本體92內(nèi)。如圖4-6所示，多個入口引導葉片100的尺寸和形狀做成完全封閉，以使相鄰入口 引導葉片100的前緣與后緣之間的間隙和壁表面82處護罩側(cè)的間隙最小。入口引導葉片 100的弦長106至少部分選擇成進一步提供泄漏控制。多個入口引導葉片100的前緣與后 緣之間的某些交疊是較佳的。應(yīng)當顯而易見，因為多個入口引導葉片100的轂、中部和護罩 半徑大于下游多個葉輪機輪葉120的轂、中部和護罩半徑，所以需要多個入口引導葉片100
12的較小曲面來實現(xiàn)相同的目標徑向渦旋。具體來說，引導葉片100的尺寸和形狀做成用壓縮機通過引導葉片100的最小總 壓力損失在葉輪機入口 108處或其上游賦予約0至約20度范圍內(nèi)的恒定徑向渦旋。在較 佳實施例中，可變翼展曲面在葉輪機入口 108處產(chǎn)生約恒定徑向12度的渦旋。于是入口引 導葉片100不必這樣封閉，這產(chǎn)生通過入口引導葉片100的較小壓降。這使入口引導葉片 100能夠停留在其最小損失位置，并還提供目標渦旋。多個葉片100可定位在全打開位置，使多個輪葉120的前緣與流動方向?qū)R，且輪 葉120的后緣具有從轂側(cè)到護罩側(cè)徑向變化的曲面。多個輪葉120的這種布置使得多個入 口引導葉片100也可用流體穿過引導葉片100之后壓縮機的最小總壓力損失賦予葉輪機入 口 108上游以0至約20度的渦旋。葉片100的其它構(gòu)造，包括對于給定應(yīng)用從某些壓縮機 將它們省略，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當是易于得知的。將流體輸送通過一體式入口流動調(diào)節(jié)組件54的優(yōu)點至少從下文應(yīng)當是顯而易見 的。入口流動調(diào)節(jié)組件54控制輸送到葉輪機56、58的制冷劑氣體的渦旋分布，從而可形成 所要求的入口速度三角形，具有最少的徑向和周向變形。通過例如形成進入葉輪機入口 108 的恒定角度渦旋分布來實現(xiàn)流動分布的變形和控制。該流動產(chǎn)生較低的損失，還實現(xiàn)對動 態(tài)和熱力學流動場分布的不同水平的控制。提供適當性能的任何其它受控渦旋分布都是可 接受的，只要其整合在葉輪機56、58的設(shè)計中即可。沿流動調(diào)節(jié)通道74產(chǎn)生的渦旋使制冷 劑蒸氣能夠在寬范圍的壓縮機制冷量范圍內(nèi)更高效地進入葉輪機56、58?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向葉輪機，圖4還示出雙端軸66，該雙端軸66具有安裝在軸66 —端上的非終 級葉輪機56和在軸66另一端上的終級葉輪機58。該實施例的雙端軸構(gòu)造允許進行兩級或 多級壓縮。葉輪機軸66通常是動態(tài)平衡的，以用于減振運行，較佳地且主要地用于無振運 行。葉輪機56、58，軸66和電動機36的不同布置和定位對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說 是顯而易見的，且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還應(yīng)當理解，在該實施例中，葉輪機56、葉輪機58和 增加到壓縮機24的任何其它葉輪機的結(jié)構(gòu)和功能即使不完全相同也基本上相同。但是，葉 輪機56、葉輪機58和任何其它葉輪機可能必須提供葉輪機之間不同的流動特性。例如，圖 7A所示的較佳非終級葉輪機56和圖7B所示的較佳終級葉輪機58之間的區(qū)別是顯而易見 的。葉輪機56、58可以是完全罩住的并由高強度鋁合金制成。葉輪機56、58具有葉輪 機入口 108和葉輪機出口 110，在葉輪機出口處流體流出而進入擴散器112。葉輪機56、58 的典型部件包括葉輪機護罩114、具有葉輪機轂前端118的葉輪機轂116以及多個葉輪機輪 葉129。葉輪機56、58的尺寸和形狀部分地取決于電動機36的目標速度和葉輪機上游累積 的流動調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)如果有的話，是來自入口流動調(diào)節(jié)組件54和選配渦旋減少器146的 使用。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，第一級壓縮機和其部件(例如葉輪機)通常這樣來定尺寸優(yōu)化第 一級運行，允許之后的級別欠佳運行并定尺寸成用于這種欠佳運行。相反，在本發(fā)明的各實 施例中，較佳地通過設(shè)置每個冷噸制冷量的目標速度來選擇可變速電動機36的目標速度， 從而優(yōu)化終級壓縮機28以在對制冷量和壓頭的目標組合最佳的特定速度范圍內(nèi)運行。特 定速度的一個表達式是NS = RPM*sqrt (CFM/60)) / Δ HisV4，其中RPM是每分鐘轉(zhuǎn)速，CFM是以立方英尺/分鐘為單位的流體流量，且AHis是BTU/lb為單位的等熵壓頭升高變化。在較佳實施例中，終級壓縮機28設(shè)計成用于接近最佳特定速度(Ns)范圍(例如 95-130)，其中非終級壓縮機26速度可上浮，使其特定速度可高于終級壓縮機28的最佳特 定速度，例如Ns = 95-180。使用選定的目標電動機速度使終級壓縮機28以最佳特定速度 運行允許常規(guī)地確定的葉輪機56、58的直徑能夠滿足壓頭和流動要求。通過將非終級壓縮 機26定尺寸成在終級壓縮機28的最佳特定速度范圍以上運行，效率損失的變化率小于以 最優(yōu)特定速度或更小速度運行的壓縮機，這可通過非終級壓縮機26的壓縮機絕熱效率與 特定速度的關(guān)系來確認。由于特定速度的范圍從較高值(例如約180以上)至接近最佳值(例如95-130)， 所以從葉輪機56、58的轉(zhuǎn)動軸線測得的葉輪機56、58的出口節(jié)距角各自變化。出口節(jié)距角 可從約20度變化到90度(徑向葉輪機)，約60度至90度是較佳的出口節(jié)距角范圍。葉輪機56、58較佳地各澆鑄為混合流動葉輪機，澆鑄成用于預定壓縮機名義制冷 量的最大直徑。對于電動機36的運行速度范圍內(nèi)的給定應(yīng)用制冷量，葉輪機56、58通過加 工或其它方法根據(jù)最大直徑(例如01_，02_，01_等)來設(shè)定形狀，使得流出葉輪機56、58 的流體流動在運行期間在用于給定壓頭和流動要求的徑向或混合流動狀態(tài)。為給定應(yīng)用定 尺寸的葉輪機56、58對于每級壓縮可具有相同或不同的直徑?；蛘呷~輪機56、58可澆鑄成 應(yīng)用尺寸而無需將葉輪機機加工成應(yīng)用直徑。因此，通過改變速度和葉輪機直徑尺寸，對于葉輪機56、58的最大直徑的單次澆 鑄可用于給定壓縮機制冷量的寬運行范圍內(nèi)的多種流動要求。具體例如，代表性實例是 38. 1/100. 0循環(huán)、300冷噸標稱制冷量壓縮機24，62度的升角，具有約6150RPM的目標速 度。終級壓縮機28的尺寸設(shè)置成在用于這些負荷要求的最佳特定速度范圍內(nèi)運行，且非終 級壓縮機26的尺寸設(shè)置成以超過終級壓縮機28的最佳特定速度范圍的特定速度運行。具體地說，對于這種300冷噸制冷量的壓縮機，終級混合流動葉輪機58澆鑄成 D2fflax的最大直徑，并加工成用于300冷噸終級葉輪機直徑的D2n，如圖4和8B所示。產(chǎn)生的 終級出口節(jié)距角約為90度(或徑向出口節(jié)距角)。300冷噸非終級混合流動葉輪機56則 澆鑄成Dlmax的最大直徑，并加工成用于300冷噸終級葉輪機直徑的Din，如圖4和8A所示。 非終級出口節(jié)距角小于終級葉輪機58的出口節(jié)距角(即混合流動，具有徑向和軸向流動分 量)，因為非終級特定速度高于用于終級壓縮機28的最佳特定速度范圍。該方法還使該300冷噸壓縮機的尺寸設(shè)置成在制冷量增加的寬范圍內(nèi)運行。例 如，說明性的300冷噸制冷量壓縮機可在250冷噸至350冷噸制冷量之間高效地運行。具體地說，當說明性的300冷噸制冷量壓縮機要輸送用于350冷噸制冷量的應(yīng)用 壓頭和流率時，同一電動機36將以比300冷噸標稱速度(例如約6150RPM)高的速度(例 如約7175RPM)運行。終級葉輪機58將澆鑄成與300冷噸葉輪機相同的最大直徑D2max，并加 工成用于350冷噸終級葉輪機直徑的D23，如圖4和9B所示。350冷噸直徑設(shè)置D23比300 冷噸葉輪機直徑設(shè)置D2n小。350冷噸終級出口節(jié)距角則形成混合流出口。300冷噸非終級 混合流動葉輪機56則澆鑄成與300冷噸葉輪機相同的最大直徑Dlmax,并加工成用于350冷 噸非終級葉輪機直徑D13，如圖4和9A所示。350冷噸非終級出口節(jié)距角約等于350冷噸終 級出口節(jié)距角(即都是混合流動)，因為非終級特定速度仍比用于終級壓縮機28的最佳特 定速度范圍高。
類似地，當說明性的300冷噸制冷量壓縮機要輸送用于250冷噸制冷量的應(yīng)用壓 頭和流率時，同一電動機將以比300冷噸標稱速度(例如約6150RPM)低的速度(例如約 5125RPM)運行。終級葉輪機58將澆鑄成與300冷噸葉輪機相同的最大直徑D2max,并加工成 用于250冷噸終級葉輪機直徑D22，如圖4和7B所示。250冷噸直徑設(shè)置D22比300冷噸葉 輪機直徑設(shè)置D2n大。250冷噸終級出口節(jié)距角約為90度(或徑向出口節(jié)距角)。250冷 噸非終級混合流動葉輪機則澆鑄成與300冷噸葉輪機相同的最大直徑Dlmax,并加工成用于 250冷噸非終級葉輪機直徑D12，如圖4和7A所示。250冷噸非終級出口節(jié)距角約等于250 冷噸終級出口節(jié)距角(即都是徑向流動)，因為非終級特定速度仍比用于終級壓縮機28的 最佳特定速度范圍低。對于這樣定尺寸的任何壓縮機，例如以上討論的示例壓縮機直徑可 改變約至少+/-3%來實現(xiàn)從標準ARI到像中東的其它位置的條件的可能的壓頭應(yīng)用范圍。與上述對葉輪機56、58定尺寸一體的是在葉輪機56、58之后有無葉片擴散器112， 該擴散器112可以是徑向流動或混合流動擴散器。用于每一級的擴散器112具有入口和出 口。無葉片擴散器112提供穩(wěn)定的流體流動場且是較佳的，但如果能夠?qū)崿F(xiàn)適當?shù)男阅?，?它常規(guī)擴散器布置也是可以接受的。擴散器112具有在流體流動路徑長度的至少約50至100%上與具有最大直徑(例 如設(shè)置成Dlmax或D2max)的葉輪機56、58的經(jīng)向輪廓重合的擴散器壁輪廓。即，在葉輪機加 工成應(yīng)用目標壓頭和流率之后，將擴散器加工成其與具有最大直徑的葉輪機的經(jīng)向輪廓基 本上相同(在加工公差內(nèi))。此外，通過任何兩組多個葉輪機輪葉120的出口區(qū)域具有恒定的橫截面面積。修 整時，擴散器112的第一擴散器靜止壁部分形成第一恒定橫截面面積。擴散器112的第二 擴散器靜止壁部分形成局部轂和護罩壁坡度基本上與擴散器入口和出口匹配的過渡部分。 擴散器112的第三擴散器靜止壁部分具有恒定寬度的壁，面積朝向擴散器112出口快速增 加。擴散器尺寸可變化并取決于冷卻器20的目標運行制冷量。擴散器112具有從擴散器 入口到擴散器出口稍微收縮的擴散器面積，這有助于流體流動穩(wěn)定性。顯然，本發(fā)明的各實施例有利地形成對于單尺寸壓縮機具有至少約100冷噸或更 多的寬運行范圍的高效運行的壓縮機。即，300冷噸標稱制冷量壓縮機可通過選擇不同的速 度和直徑組合而以250冷噸制冷量、300冷噸制冷量和350冷噸制冷量壓縮機(或其間的制 冷量)高效運行，而無需改變300冷噸標稱制冷量結(jié)構(gòu)(例如電動機、殼體等)，使得終級壓 縮機28在最佳特定速度范圍內(nèi)，且非終級壓縮機28可浮動到終級的最佳特定速度以上。采用本發(fā)明實施例的實際效果在于尤其是對用于制冷系統(tǒng)的多級壓縮機的制造 商，無需提供對于每個噸位制冷量優(yōu)化的二十個或更多的壓縮機，而是可提供定尺寸成在 比先前已知的噸位制冷量更寬范圍內(nèi)高效運行的一個壓縮機。葉輪機56、58可廉價制造、 具有更緊密的公差和統(tǒng)一性。這通過減少所要制造和庫存中保留的部件的數(shù)量而對制造商 產(chǎn)生顯著的成本節(jié)省?，F(xiàn)將討論較佳葉輪機56、58的其它方面。由葉輪機轂116和護罩114的表面(由 前端密封件和出口末端泄漏間隙界定)形成的封閉容積設(shè)置影響軸向和徑向推力負荷的 轉(zhuǎn)動靜態(tài)壓力場。使壓縮機26、28的靜止結(jié)構(gòu)與葉輪機56、58的運動部分之間的間隙最小， 從而減小徑向壓力梯度，這有助于控制整體推力負荷。葉輪機轂前端118的形狀做成與葉輪機入口 108的流動調(diào)節(jié)本體92 —致。使轂前端118符合流動調(diào)節(jié)本體92的輪廓還改進了流體通過葉輪機56、58的輸送并可減少通 過葉輪機56、58的流動損失。如圖4所示，多個葉輪機輪葉120設(shè)置在葉輪機護罩114與葉輪機轂116之間以 及葉輪機入口 108與葉輪機出口 110之間。如圖4、7-11所示，多個葉輪機輪葉120中任何 相鄰的兩個形成使流體通過其中并用葉輪機56、58的轉(zhuǎn)動從葉輪機入口 108被輸送到葉輪 機出口 110的流體路徑。多個輪葉120通常周向間隔開。多個葉輪機輪葉120是全入口輪 葉類型?？墒褂梅至鬏喨~，但通常會增加設(shè)計和制造成本，尤其是在轉(zhuǎn)動馬赫數(shù)大于0. 75 時更是如此。例如300冷噸制冷量機器中的多個輪葉的較佳實施例使用非終級葉輪機56的 二十個輪葉，如圖7A、8A和9A所示，和終級葉輪機58的十八個輪葉，如圖7B、8B和9B所示。 該布置可控制輪葉阻塞。也考慮其它輪葉數(shù)量，包括奇數(shù)輪葉數(shù)量。較佳實施例還通過包含作為半徑的函數(shù)的可變后傾出口輪葉角來對每個壓縮機 級別的每個目標速度控制進入擴散器112的絕對流動角。為了實現(xiàn)葉輪機56、58的實施例 中幾乎恒定的相對擴散，例如可變?nèi)~輪機后傾出口輪葉角對非終級葉輪機56可在約36至 46度之間，且對終級葉輪機58可在約40至50度之間。也可考慮其它后傾出口角。如圖 10-11所示，多個葉輪機輪葉120中相鄰兩個之間的末端寬度WE可變化以控制葉輪機出口 110的面積。葉輪機56、58具有外部葉輪機表面124。外部表面124較佳地加工成或澆鑄成小 于約125RMS。葉輪機56、58具有內(nèi)部葉輪機表面126。內(nèi)部葉輪機表面126較佳地加工成 或澆鑄成小于125RMS。另外地或替代地，葉輪機56、58的表面可涂有諸如特氟隆，和/或機 械或化學拋光(或其某些組合)來實現(xiàn)對于應(yīng)用來說理想的表面光潔度。在較佳實施例中，將流體從葉輪機56、58和擴散器112輸送到分別用于每級的非 終級外部蝸殼60和終級外部蝸殼62。圖1-4所示的蝸殼60、62是外部蝸殼。蝸殼60、62 具有大于擴散器112出口處質(zhì)心半徑的質(zhì)心半徑。蝸殼60、62對每級分別具有彎曲漏斗形 且面積向排放端口 64增加。稍離開最大值擴散器中心線的蝸殼有時稱為外懸。該實施例的外部蝸殼60、62代替常規(guī)返回通道設(shè)計并包括兩個部分渦卷部分和 排放圓錐部分。在部分負荷時使用蝸殼60、62與返回通道相比降低損失，且在全負荷時具 有大約相同或更少的損失。由于橫截面面積增加，蝸殼60、62的渦卷部分內(nèi)的流體處于大 約恒定的靜態(tài)壓力，從而其在擴散器出口處產(chǎn)生無變形邊界條件。該排放圓錐通過面積增 加而增加交換動能時的壓力。在該實施例的非終級壓縮機26的情況下，將流體從外部蝸殼60輸送到同軸節(jié)能 器40。在該實施例的終級壓縮機28的情況下，將流體從外部蝸殼62輸送到冷凝器44 (可 與節(jié)能器同軸布置)?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向用在本發(fā)明中的各種節(jié)能器，還已知并考慮標準節(jié)能器布置。轉(zhuǎn)讓給本發(fā) 明受讓人的美國專利第4，232，533號揭示了現(xiàn)有節(jié)能器布置和功能，并以參見的方式納入 本文。本發(fā)明的某些實施例包含同軸節(jié)能器40。在共同待審查申請第12/034,551號中 還揭示了對較佳同軸節(jié)能器40的討論，該申請共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并以參見的方 式納入本文。同軸用于表示其中一個結(jié)構(gòu)(例如節(jié)能器42)具有與至少一個另一結(jié)構(gòu)(例如冷凝器44或蒸發(fā)器22)重合的軸線的普通含義。對較佳同軸節(jié)能器40的討論如下。通過使用同軸節(jié)能器40，可對冷卻器20內(nèi)發(fā)生的壓縮過程增加附加效率，并增加 冷卻器20的總體效率。同軸節(jié)能器40具有與冷凝器44同軸布置的節(jié)能器42。申請人將 該實施例中的該布置稱為同軸節(jié)能器40。同軸節(jié)能器40將多種功能組合成一個整體系統(tǒng) 并進一步提高系統(tǒng)效率。盡管在較佳實施例中節(jié)能器42圍繞冷凝器44并與其同軸，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當理解，在某些情況下節(jié)能器42圍繞蒸發(fā)器22可能是有利的。這種情況的一個實例是 其中由于特定應(yīng)用或使用冷卻器20，需要蒸發(fā)器22在由節(jié)能器42圍繞時實際上用作散熱 裝置來提供對流過節(jié)能器40的制冷劑氣體的附加中間級冷卻，預期產(chǎn)生冷卻器20內(nèi)制冷 循環(huán)的總體效率的增加。如圖2和15所示，節(jié)能器40具有由兩個螺旋式擋板154隔離的腔室。擋板154 的數(shù)量可變化。擋板154將節(jié)能器閃蒸室158與過熱室160隔離。節(jié)能器閃蒸室158包含 兩相流體氣體和液體。冷凝器44將液體供給到節(jié)能器閃蒸室158。圖15中所示的螺旋式擋板154形成由兩個噴射狹槽限定的流動通路156。流動通 路156可采取其它形式，諸如擋板154上的多個穿孔。在運行期間，通過噴射狹槽156將節(jié) 能器閃蒸室158內(nèi)的氣體抽出進入過熱室160。螺旋式擋板154定向成使流體通過螺旋式 擋板154的兩噴射狹槽流出。流體沿與從非終級壓縮機26排出的流動大致相同的切線方 向流出。流動通路156的表面面積的尺寸設(shè)置成在流動通路156內(nèi)產(chǎn)生相對于相鄰的局部 混合過熱室160 (吸入管側(cè))大致匹配的速度和流率。這需要流動通路156的基于切向排 放圓錐流動的位置的不同噴射表面面積，其中最靠近最短路徑長度距離形成較小間隙，在 最遠路徑長度距離形成較大間隙。當例如使用兩級以上壓縮時可設(shè)置中間過熱室160和閃 蒸室。節(jié)能器閃蒸室158引入流過冷卻器20的總流體的約10% (可以更多或更少)。節(jié) 能器閃蒸室158用來自非終級壓縮機26的排放圓錐的過熱氣體引入較低溫度的節(jié)能器閃 蒸氣體。同軸節(jié)能器42布置將來自節(jié)能器閃蒸室158的固有局部渦旋與通過非終級壓縮 機26的切向排放(通常在冷凝器44的外徑頂部和同軸布置的節(jié)能器42的內(nèi)徑上的排放) 引起的總體渦流充分混合。將腔室162內(nèi)的液體輸送到蒸發(fā)器22。節(jié)能器閃蒸室158底部內(nèi)的液體與過熱 室160密封。液體室162的密封可通過將擋板154焊接到同軸布置的節(jié)能器42的外殼體 來密封。將其它匹配表面之間的泄漏最小化至小于約5%。除了將多個功能組合到一個整體系統(tǒng)中之外，同軸節(jié)能器40還形成緊湊的冷卻 器20布置。該布置之所以有利還因為與現(xiàn)有節(jié)能器系統(tǒng)相比，來自節(jié)能器閃蒸室158的閃 蒸流體更好地與來自非終級壓縮機26的流動混合，在現(xiàn)有節(jié)能器系統(tǒng)中有閃蒸節(jié)能器氣 體在進入終級壓縮機28之前不混合的傾向。此外，當混合的流出過熱氣體沿周向行進到終 級壓縮機28并到達切向終級吸入入口 52時，同軸節(jié)能器40消散局部圓錐排放渦旋。盡管 在終級吸入入口管52的入口處存在一定的總體渦旋，但與非終級壓縮機26圓錐排放渦旋 速度相比同軸節(jié)能器40將流體渦旋減少約80%。可以可選地通過在終級吸入管52內(nèi)增加 渦旋減少器或減渦器146來減少其余的總體渦旋。轉(zhuǎn)向圖15，可增加旋渦隔板164來控制共形吸出管142的四分之一部分內(nèi)的強烈局部角渦系。旋渦隔板164的位置是在同軸布置的節(jié)能器42和共形吸出管142的最相切 交疊點(pickuppoint)上的相對側(cè)上。旋渦隔板164較佳地通過從共形吸出管142的內(nèi)徑 突出的金屬板裙部(需要不超過一半的管或180度)形成，并界定冷凝器44的外徑與同軸 布置的節(jié)能器42的內(nèi)徑之間的表面。旋渦隔板164消除在吸出管142的入口區(qū)域內(nèi)形成 的角旋渦或使其最少。在供給入口流動調(diào)節(jié)組件54之前螺旋吸出管142圍繞更大角距離 纏繞的情況下，可能不需要使用旋渦隔板164。通過終級壓縮機28的終級葉輪機58從該實施例的同軸節(jié)能器40抽吸制冷劑蒸 氣并將其輸送到共形吸出管142。參照圖12，共形吸出管142具有約180度的總管繞角度， 該管繞角度示出為從吸出管142自恒定面積變化的位置開始到其具有零面積的位置。吸出 管142的吸出管出口 144具有與共軸布置的節(jié)能器42的冷凝器44的內(nèi)徑位于相同平面內(nèi) 的外徑表面。共形吸出管142實現(xiàn)進入下一級壓縮的改進的流體流動分布、變形控制和渦 旋控制。共形吸出管142可具有多個腿部。使用多個腿部比圖12所示的共形吸出管142 生產(chǎn)成本更低。使用這種構(gòu)造具有小于90度的總管繞角度，該管繞角度從突出的管自恒定 面積變化的位置開始到減小得多的面積的位置。具有多個腿部的吸出管142實現(xiàn)對分布、 變形和渦旋控制的約80%的理想管結(jié)果。仍參照圖15，將流體從吸出管142輸送到終級吸入管52。終級吸入管52的構(gòu)造 與入口吸入管50如果不完全相同構(gòu)造也與其類似。所述吸入管50、52可以是三件式肘管。 例如，所示終級吸入管52具有第一腿部52A、第二腿部52B和第三腿部52C。可選的是，渦旋減少器或減渦器146可定位在終級吸入管52內(nèi)。渦旋減少器146 可定位在第一腿部52A、第二腿部52B或第三腿部52C內(nèi)。參照圖10和11，渦旋減少器146 的實施例具有流動導管148和連接到流動導管148以及吸入管50、52的徑向輪葉150。流 動導管148和徑向輪葉150的數(shù)量可根據(jù)設(shè)計流動條件而變化。流動導管148和曲面或非 曲面徑向輪葉150形成多個流動室152。渦旋減少器146定位成使流動室152具有與吸入 管50、52重合的中心。渦旋減少器146將渦旋的上游流動變成渦旋減少器146下游的基本 上軸向流動。流動導管148較佳地具有兩個同心的流動導管148并選擇成實現(xiàn)相同的面積 并使阻塞最少。腔室152的數(shù)量通過所要求的渦旋控制的量來設(shè)置。越多的腔室和越多的輪葉以 更大的阻塞為代價產(chǎn)生更好的減渦控制。在一實施例中，有四個徑向輪葉150，輪葉150的 尺寸和形狀無分別地做成將切向速度分量轉(zhuǎn)換成軸向，并提供最少阻塞。渦旋減少器146的位置可根據(jù)設(shè)計流動條件而位于吸入管52內(nèi)的其它位置。如 上所述，渦旋減少器146可放置在非終級吸入管50內(nèi)或終級吸入管52內(nèi)，兩所述管內(nèi)或根 本不使用。此外，渦旋減少器146的外壁可與吸入管52的外壁重合并如圖13和14所示那樣 附連?；蛘?，可將一個或多個流動導管148和一個或多個徑向輪葉150附連到外壁并作為 完整單元插入吸入管50、52內(nèi)。如圖13所示，徑向輪葉150的一部分在上游伸出流動導管148。在一實施例中，徑 向輪葉150的總弦長設(shè)置成為吸入管50、52的直徑的大約一半。徑向輪葉150具有曲面卷 狀物。徑向輪葉150的曲面卷狀物卷成徑向輪葉150的最初約40%。曲面卷狀物可變化。
18徑向輪葉150的脊線曲率半徑設(shè)置成與流動入射角相匹配。人們可以通過將前緣圓卷過徑 向輪葉150的翼展來增加入射范圍。圖14示出渦旋減少器146排放側(cè)的一實施例。徑向輪葉150的徑向非曲面部分 (沒有幾何轉(zhuǎn)彎)在徑向輪葉150的弦長的約60%處被同心流動導管148捕集。制冷劑流出定位在終級吸入管52內(nèi)的渦旋減少器146并進一步被終級壓縮機28 抽吸到下游。流體通過終級壓縮機28壓縮(類似于非終級壓縮機26的壓縮)并通過外部 蝸殼62排放出終級壓縮機出口 34而進入冷凝器44。參照圖2，來自終級壓縮機28的錐形 排放口大致與冷凝器管束46相切地進入冷凝器。現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖1-3和15所示的冷凝器44，冷凝器44可以是殼管式的，且通常通過液體 冷卻。通常為城市用水的液體通入并通出冷卻塔，并在與熱的壓縮系統(tǒng)制冷劑通過熱交換 被加熱后流出冷凝器44，制冷劑被引導出壓縮機組件24以氣體狀態(tài)進入冷凝器44。冷凝 器44可以是一個或多個分開的冷凝器單元。較佳的是，冷凝器44可以是同軸節(jié)能器40的 一部分。從制冷劑抽取的熱或者通過空氣冷卻冷凝器直接排放到大氣或通過與另一水回 路和冷卻塔的熱交換間接排放到大氣。加壓液體制冷劑從冷凝器44穿過，通過諸如小孔 (未示出)的膨脹裝置來降低制冷劑液體的壓力。發(fā)生在冷凝器44內(nèi)的熱交換過程使輸送到此的相對熱的壓縮制冷劑氣體冷凝并 作為相對冷得多的液體積在冷凝器44底部內(nèi)。然后將冷凝的制冷劑引導出冷凝器44、穿過 排放管、到達計量裝置(未示出)，該計量裝置在較佳實施例中是固定小孔。制冷劑在穿過 計量裝置的其通路內(nèi)壓力減小，并通過膨脹過程又進一步被冷卻，并接著主要以液體形式 被輸送通過管道返回例如蒸發(fā)器22或節(jié)能器42諸如小孔系統(tǒng)的計量裝置可以本領(lǐng)域公知的方式實施。這種計量裝置可保持整個 負荷范圍的冷凝器42、節(jié)能器42和蒸發(fā)器22之間的正確壓力差。此外，壓縮機和冷卻器系統(tǒng)的運行通常通過例如微機控制面板182控制，該微機 控制面板182與位于冷卻器系統(tǒng)內(nèi)的傳感器連接，這允許冷卻器可靠運行，包括冷卻器運 行狀態(tài)的顯示?？蓪⑵渌刂破麈溄拥轿C控制面板，諸如壓縮機控制器；可與其它控制 器聯(lián)接以改進效率的系統(tǒng)監(jiān)管控制器；軟式電動機起動器控制器；用于調(diào)節(jié)引導葉片100 的控制器和/或避免系統(tǒng)流體沖擊的控制器；用于電動機或可變速驅(qū)動器的控制電路；并 如所應(yīng)當理解的那樣還可考慮其它傳感器/控制器。應(yīng)當顯而易見的是，可提供與例如可 變速驅(qū)動器和冷卻器系統(tǒng)20的其它部件的運行關(guān)聯(lián)的軟件。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是，所揭示的離心式冷卻器可容易地在其它 環(huán)境中以各種規(guī)格實施。各種電動機類型、驅(qū)動機構(gòu)和構(gòu)造用于本發(fā)明各實施例對本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，多級壓縮機24的實施例可以是通常采用感應(yīng)電 動機的直接驅(qū)動或齒輪驅(qū)動型。冷卻器系統(tǒng)也可串聯(lián)或并聯(lián)地連接和運行(未示出)。例如，可將四個冷卻器連接 成根據(jù)建筑負荷和其它典型運行參數(shù)以25%的制冷量運行。本發(fā)明所要求保護的范圍如以上說明書所描述那樣由權(quán)利要求書來限定。盡管已 經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的特定結(jié)構(gòu)、實施例和應(yīng)用，包括最佳模式，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員可能理解其它特征、實施例或應(yīng)用也在本發(fā)明的范圍為內(nèi)。因此還考慮到權(quán)利要求書將覆蓋這些其它特征、實施例或應(yīng)用，并包含落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的這些特征。
權(quán)利要求
一種用于壓縮多級離心式壓縮機組件內(nèi)制冷劑的混合流動葉輪機，所述壓縮機組件具有終級壓縮機和非終級壓縮機，所述混合流動葉輪機包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在所述混合流動葉輪機內(nèi)大致恒定相對擴散的多個葉輪機輪葉，所述混合流動葉輪機具有小于多級離心式壓縮機組件制冷量時最大直徑的標稱直徑，并定尺寸成滿足目標流量和目標壓頭，使得所述終級壓縮機具有用于所述終級壓縮機的最佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且所述非終級壓縮機具有超過所述終級特定速度的非終級特定速度。
2.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，具有標稱直徑的所述混合流動 葉輪機的從所述葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線測得的出口節(jié)距角在相對于所述葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線的 20至90度范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，所述混合流動葉輪機還包括由 具有所述最大直徑的所述混合流動葉輪機的所述葉輪機轂和所述葉輪機護罩限定的壁輪 廓，并與所述混合流動葉輪機下游的無葉片擴散器的壁輪廓一致。
4.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，所述混合流動葉輪機具有被加 工、澆鑄、涂敷、拋光或其組合成小于約125RMS的內(nèi)表面。
5.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，所述混合流動葉輪機具有被加 工、澆鑄、涂敷、拋光或其組合成小于約125RMS的外表面。
6.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，所述混合流動葉輪機具有外表 面和內(nèi)表面，所述外表面和內(nèi)表面被加工、澆鑄、涂敷、拋光或其組合成小于約125RMS。
7.如權(quán)利要求1所述的混合流動葉輪機，其特征在于，所述混合流動葉輪機包括容納 在非終級壓縮機殼體內(nèi)的非終級混合流動葉輪機和容納在終級壓縮機殼體內(nèi)的終級混合 流動葉輪機，所述非終級混合流動葉輪機和所述終級混合流動葉輪機構(gòu)造成背對背的關(guān) 系；其中電動機安裝在所述非終級壓縮機殼體與所述終級壓縮機殼體之間的殼體內(nèi)。
8.一種對用于多級壓縮機的葉輪機和擴散器定尺寸的方法，所述多級壓縮機具有終極 壓縮機和非終級壓縮機，所述方法包括以下步驟a.為每級壓縮機澆鑄具有用于所述多級壓縮機的運行速度范圍內(nèi)速度的最大直徑的 混合流動葉輪機；所述混合流動葉輪機還包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在所述葉 輪機內(nèi)大致恒定相對擴散的多個葉輪機輪葉；b.對于每個壓縮機級別將所述混合流動葉輪機從所述最大直徑修整到標稱直徑，從而 將葉輪機出口節(jié)距角設(shè)置在相對于所述葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線的20至90度范圍內(nèi)，所述對于 每個壓縮機級別修整所述混合流動葉輪機滿足目標流量和目標壓頭，從而所述終級壓縮機 具有用于所述終級壓縮機的最佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且所述非終級壓縮機具 有超過所述終級特定速度的非終級特定速度；以及c.將無葉片擴散器加工成具有與由用于具有最大直徑的所述混合流動葉輪機的所述 葉輪機轂和所述葉輪機護罩限定的壁輪廓一致的壁輪廓。
9.如權(quán)利要求8所述的用于定尺寸的方法，其特征在于所述修整步驟還包括修整成 一線與葉輪機的中值直徑相交并垂直于與葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線軸線對稱的線。
10.如權(quán)利要求8所述的用于定尺寸的方法，其特征在于所述修整步驟還包括為具有 混合流動出口角的所述混合流動葉輪機修整角度減小。
11.如權(quán)利要求8所述的用于定尺寸的方法，其特征在于所述修整步驟還包括以恒定半徑為具有徑向流動出口角的所述混合流動葉輪機進行修整。
12.如權(quán)利要求8所述的用于定尺寸的方法，其特征在于所述澆鑄步驟還包括提供小 于約125RMS的所述混合流動葉輪機的內(nèi)表面和外表面。
13.如權(quán)利要求8所述的用于定尺寸的方法，其特征在于，還包括通過加工、涂敷或其 組合將所述混合流動葉輪機的內(nèi)表面和外表面拋光成小于約125RMS的步驟。
14.一種冷卻器系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器；冷凝器；以及用于壓縮制冷劑的多級離心式壓縮 機；所述蒸發(fā)器，所述冷凝器，以及所述多級離心式壓縮機連接成封閉回路；所述多級離心 式壓縮機還包括a.軸；b.電動機，所述電動機安裝在電動機殼體內(nèi)；所述電動機用于在持續(xù)運行速度范圍內(nèi) 驅(qū)動所述軸；c.可變速驅(qū)動器，所述可變速驅(qū)動器用于在所述持續(xù)運行速度范圍內(nèi)改變所述電動機 的運行；d.終級壓縮機和非終級壓縮機；終級壓縮機和非終級壓縮機安裝在所述軸上；每個壓 縮機包括i.壓縮機殼體；所述壓縮機殼體具有用于接收所述制冷劑的壓縮機入口和用于輸送 所述制冷劑的壓縮機出口 ；以及 .混合流動葉輪機，所述混合流動葉輪機與所述壓縮機入口和所述壓縮機出口流體 連通，安裝在所述軸上的所述混合流動葉輪機可操作以壓縮制冷劑，且所述混合流動葉輪 機還包括葉輪機轂、葉輪機護罩以及布置成在所述混合流動葉輪機內(nèi)大致恒定相對擴散 的多個葉輪機輪葉，所述混合流動葉輪機具有小于多級離心式壓縮機制冷量時最大直徑的 標稱直徑，并定尺寸成滿足目標流量和目標壓頭，使得所述終級壓縮機具有用于所述終級 壓縮機的最佳特定速度范圍內(nèi)的終級特定速度，且所述非終級壓縮機具有超過所述終級特 定速度的非終級特定速度。
15.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷劑是液態(tài)、氣態(tài)或多相的 R-123、R-134a 或 R-22。
16.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷劑是液態(tài)、氣態(tài)或多相的 共沸混合物、非共沸混合物或其混合物或摻合物。
17.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，還包括無葉片擴散器，所述無葉片 擴散器具有與由用于具有最大直徑的所述混合流動葉輪機的所述葉輪機轂和所述葉輪機 護罩限定的壁輪廓一致的壁輪廓。
18.如權(quán)利要求17所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，每級壓縮機還包括外部蝸殼，所述 外部蝸殼形成圍繞所述壓縮機殼體的周向流動路徑以從所述無葉片擴散器接收制冷劑。
19.如權(quán)利要求18所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述外部蝸殼具有大于所述無葉 片擴散器的質(zhì)心半徑的質(zhì)心半徑。
20.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，具有標稱直徑的所述混合流動葉 輪機的從所述葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線測得的出口節(jié)距角在相對于所述葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線的60 至90度范圍內(nèi)。
21.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接在封閉制冷劑回路內(nèi)的節(jié)能器。
22.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接在封閉制冷劑回路內(nèi) 的同軸節(jié)能器，其中所述同軸節(jié)能器還包括a.內(nèi)部殼體和外部殼體，所述內(nèi)部殼體和外部殼體具有公共軸線；所述外部殼體具有 用于從多級壓縮機中的一級接收制冷劑的入口和用于將制冷劑傳送到所述多級壓縮機的 下游級的出口；b.流動室，所述流動室形成圍繞所述內(nèi)部殼體的流體流動路徑；c.閃蒸室，所述閃蒸室用于將液態(tài)制冷劑閃蒸成氣態(tài)；以及d.所述閃蒸室與所述流動室之間的流動通路，所述流動通路用于將閃蒸氣體從所述閃 蒸室傳送到所述流動室；其中從所述閃蒸室傳送的所述閃蒸氣體和從所述外部殼體的所述 入口接收的所述制冷劑沿朝向所述外部殼體的所述出口的流體流動路徑混合。
23.如權(quán)利要求22所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部殼體由所述冷凝器限定， 且所述外部殼體由所述節(jié)能器限定。
24.如權(quán)利要求22所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部殼體由所述蒸發(fā)器限定， 且所述外部殼體由所述節(jié)能器限定。
25.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述可變速驅(qū)動器是構(gòu)造成在所 述持續(xù)運行速度范圍內(nèi)改變所述電動機的運行的可變頻驅(qū)動器。
26.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述電動機是感應(yīng)電動機。
27.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述電動機包括緊湊的高能量密 度電動機。
28.如權(quán)利要求27所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述緊湊的高能量密度電動機包 括由至少20兆高斯奧斯特的高能量密度磁材料制成的永磁電動機。
29.如權(quán)利要求27所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，用于所述緊湊的高能量密度電動 機對于R_134a制冷劑的持續(xù)運行速度范圍為約每分鐘4，000轉(zhuǎn)至約每分鐘20，000轉(zhuǎn)。
30.如權(quán)利要求27所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，用于所述緊湊的高能量密度電動 機對于R-123制冷劑的持續(xù)運行速度范圍為約每分鐘4，000轉(zhuǎn)至約每分鐘8，600轉(zhuǎn)。
31.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述電動機的馬力在約125至約 2500范圍內(nèi)。
32.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述多級離心式壓縮機具有約250 冷噸至2000冷噸范圍內(nèi)的制冷量。
33.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，至少一個混合流動葉輪機具有被 加工、澆鑄、涂敷、拋光或其組合成小于約125RMS的內(nèi)表面。
34.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，至少一個混合流動葉輪機具有被 加工、澆鑄、涂敷、拋光或其組合成小于約125RMS的外表面。
35.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，非終級壓縮機殼體與終級壓縮機 殼體以背對背關(guān)系定位；且所述電動機設(shè)置在所述非終級壓縮機殼體與所述終級壓縮機殼 體之間。
36.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述多級離心式壓縮機的所述非 終級壓縮機構(gòu)造成將所述制冷劑排放到同軸節(jié)能器內(nèi)。
37.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述多級離心式壓縮機的所述終 級壓縮機構(gòu)造成排放到同軸節(jié)能器的冷凝器內(nèi)。
38.如權(quán)利要求37所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器包括管束，所述管束與 從所述終級壓縮機出口排放的制冷劑的流動方向大致相切地布置。
39.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述終級壓縮機的所述終級壓縮 機入口從第二吸入管接收所述制冷劑，所述第二吸入管限定與同軸節(jié)能器流體連通的流體 流動路徑。
40.如權(quán)利要求39所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二吸入管還包括定位在所 述第二吸入管內(nèi)的渦旋減少器，使得所述渦旋減少器上游所述制冷劑的渦旋流動在所述渦 旋減少器的下游具有基本上軸向流動。
41.如權(quán)利要求39所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二吸入管從共形吸出管接 收所述制冷劑；所述共形吸出管形成圍繞所述同軸節(jié)能器的周向流動路徑并連接到所述同 軸節(jié)能器。
42.如權(quán)利要求41所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述共形吸出管具有圍繞所述節(jié) 能器的纏繞角度，所述纏繞角度約為180度。
43.如權(quán)利要求14所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，至少一個壓縮機級別還包括用于 調(diào)節(jié)所述混合流動葉輪機上游的制冷劑的入口流動調(diào)節(jié)組件，所述入口流動調(diào)節(jié)組件包 括a.入口流動調(diào)節(jié)殼體，所述入口流動調(diào)節(jié)殼體定位在所述壓縮機內(nèi)和容納在所述壓縮 機內(nèi)的葉輪機的上游；所述入口流動調(diào)節(jié)殼體形成流動調(diào)節(jié)通道，所述入口調(diào)節(jié)通道具有 與通道出口流體連通的通道入口 ；b.流動調(diào)節(jié)本體，所述流動調(diào)節(jié)本體具有第一本體端、中間部分以及第二本體端；所 述流動調(diào)節(jié)本體沿所述流動調(diào)節(jié)通道的長度大致中央地定位；所述流動調(diào)節(jié)本體布置成與 所述第一本體端處的流動調(diào)節(jié)前端重合并與所述第二本體端處所述混合流動葉輪機的葉 輪機轂重合，所述流動調(diào)節(jié)本體具有流線型彎曲部分，所述彎曲部分相對于所述葉輪機的 轉(zhuǎn)動軸線的曲率半徑超過所述葉輪機轂的半徑；以及c.多個入口引導葉片，所述入口引導葉片定位在所述通道入口和通道出口之間；所述 多個入口引導葉片在沿所述流動調(diào)節(jié)本體的相對于所述混合流動葉輪機的轉(zhuǎn)動軸線的半 徑超過所述葉輪機轂的半徑的位置處可轉(zhuǎn)動地安裝在支承軸上。
44.如權(quán)利要求43所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述入口流動調(diào)節(jié)組件還包括支 桿，所述支桿包括第一支桿端和第二支桿端，所述第一支桿端附連到所述流動調(diào)節(jié)前端，且 所述第二支桿端附連到所述入口流動調(diào)節(jié)殼體。
45.如權(quán)利要求44所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述入口流動調(diào)節(jié)組件還包括至 少兩個支桿。
全文摘要
一種用于壓縮250冷噸或更大制冷量的冷卻器系統(tǒng)(20)內(nèi)制冷劑的離心式壓縮機組件(24)，該離心式壓縮機組件包括混合流動葉輪機(56，58)和無葉片擴散器(112)，它們定尺寸成使終級壓縮機(28)以用于壓頭和制冷量的目標組合的最佳特定速度范圍運行，而非終級壓縮機(26)以高于終級壓縮機的最佳特定速度的速度運行。
文檔編號F04D17/12GK101952601SQ200980106123
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者P·F·哈力 申請人:特靈國際有限公司