回流器装置及具有其的压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种回流器装置及具有其的压缩机。

背景技术：

在离心压缩机、鼓风机、空压机等旋转机械中，一般都会在压缩机进气口处，设置风叶调节机构，通过调节风叶，从而调节进气流量，满足变工况的性能要求，达到较宽的工作范围。

对于多级压缩机，在回流器内布置叶片，可以调节下一级叶轮进气角度，但是由于现有技术中的叶片角度均为固定式设计。而且，一级进气口处的风叶调节仅能够调节一级叶轮的进气流量，二级或者三级的流量的进气角度无法调节，使得压缩机工作范围被限制，造成压缩机性能低的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种回流器装置及具有其的压缩机，以解决现有技术中压缩机性能低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种回流器装置，包括：回流管道；第一风叶组，与回流管道的内壁相连接；第二风叶组，与内壁相连接，第二风叶组相对第一风叶组可转动地设置。

进一步地，第一风叶组固定地设置于内壁上，第二风叶组可转动地设置于内壁上。

进一步地，第一风叶组位于第二风叶组的上游。

进一步地，第一风叶组包括多个第一风叶，多个第一风叶沿内壁间隔地设置，第二风叶组包括多个第二风叶，多个第二风叶沿内壁间隔地设置，第一风叶组和第二风叶组在回流管道的径向方向上截面的投影中，相邻两个第一风叶之间具有至少一个第二风叶。

进一步地，第二风叶包括：柱形体，设置于内壁上；叶片，与柱形体相连接，叶片绕柱形体的中心线可转动地设置。

进一步地，叶片具有第一导流位置和第二导流位置，叶片位于第一导流位置时，叶片的几何中心线与位于第二导流位置时的叶片的几何中心线的夹角为α，其中，65°≤α≤75°。

进一步地，叶片的长度为a，相邻两个第一风叶之间的距离为b，其中，3a≤b。

进一步地，第一风叶的长度与第二风叶的长度的比为l1，其中，2≤l1≤3。

进一步地，相邻两个第一风叶之间的距离与第二风叶的长度比为l2，其中，1.2≤l2≤1.9。

进一步地，第一风叶的个数与第二风叶的个数相同。

进一步地，第一风叶(21)的两端的连线与第一风叶的远离回流管道的几何中心的一端至几何中心的连线的夹角为β，其中，25°≤β≤45°。

进一步地，叶片的两端的连线与叶片的远离回流管道的几何中心的一端至几何中心的连线的夹角为γ，其中，5°≤γ≤20°。

根据本发明的另一方面，提供了一种离心压缩机，包括回流器装置，回流器装置为上述的回流器装置。

应用本发明的技术方案，在回流管道内设置第一风叶组和第二风叶组，其中，第二风叶组相对第一风叶组可转动地设置。这样设置可以通过调节第二风叶组转动，以改变回流管道内气流的进气角度，避免了现有技术中回流管道内气流角度不能通过调节风叶的转动改变进气角度造成压缩机压缩性能低的问题。采用该回流装置有效地提高了压缩机的压缩性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的回流器装置的第二风叶组位于第一位置时的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的第二风叶组位于第二位置时的实施例的结构示意图；

图3示出了图1中的第二风叶组的实施例的结构示意图；

图4示出了图1中的回流器装置的实施例的结构示意图；

图5示出了具有图1的回流器装置的压缩机运行工作曲线对比图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、回流管道；20、第一风叶组；21、第一风叶；30、第二风叶组；31、第二风叶；311、柱形体；312、叶片；

40、叶轮；50、扩压器；60、弯道；70、蜗壳；80、叶轮轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供了一种回流器装置。

具体地，该回流装置包括回流管道10、第一风叶组20和第二风叶组30。第一风叶组20与回流管道10的内壁相连接。第二风叶组30与内壁相连接，第二风叶组30相对第一风叶组20可转动地设置。

在本实施例中，在回流管道10内设置第一风叶组20和第二风叶组30，其中，第二风叶组30相对第一风叶组20可转动地设置。这样设置可以通过调节第二风叶组30转动，以改变回流管道内气流的进气角度，避免了现有技术中回流管道内气流角度不能通过调节风叶的转动改变进气角度造成压缩机压缩性能低的问题。采用该回流装置有效地提高了压缩机的压缩性能。

其中，第一风叶组20固定地设置于内壁上，第二风叶组30可转动地设置于内壁上。这样设置能够有效地提高第一风叶组20和第二风叶组30的导流作用，有效提高了回流装置的回流性能。当然，本实施例中的第二风叶组30的组数可以根据回流装置的具体设置空间来设定，即可以将第二风叶组30设置成一组或是多组的方式，这样能够通过调节各组的第二风叶组30的风叶的导流方向进行调节，进一步地达到提高回流装置的回路性能的作用。

优选地，可以将第一风叶组20位于第二风叶组30的上游。这样设置使得第二风叶组30能够改变经过第一风叶组20导流后的气流的流向，提高了回流装置的回路作用。

具体地，如图1所示，第一风叶组20包括多个第一风叶21，多个第一风叶21沿内壁间隔地设置。第二风叶组30包括多个第二风叶31，多个第二风叶31沿内壁间隔地设置，第一风叶组20和第二风叶组30在回流管道10的径向方向上截面的投影中，相邻两个第一风叶21之间具有至少一个第二风叶31。这样设置使得第二风叶组30能够达到对经第一风叶组20导流后的气流进行方向控制，进一步地提高了回流装置的实用性。

优选地，为了提高第二风叶组30的稳定性和可靠性，如图3所示，第二风叶31包括柱形体311和叶片312。柱形体311设置于内壁上。叶片312与柱形体311相连接，叶片312绕柱形体311的中心线可转动地设置。

如图1和图2所示，叶片312具有第一导流位置和第二导流位置，叶片312位于第一导流位置时，叶片312的几何中心线与位于第二导流位置时的叶片312的几何中心线的夹角为α，其中，65°≤α≤75°。即叶片312围绕柱形体311转动的夹角范围为α，这样设置能够提高叶片312的导流范围，使得每一个叶片能够具有最大限度的导流面积，有效地提高了回流装置的回路效果。

请在参照图1所示，叶片312的长度为a，相邻两个第一风叶21之间的距离为b，其中，3a≤b。这样设置使得叶片312在起到导流的作用下不会对气流产生干涉的作用。其中，距离b为相邻两个第一风叶21的相对的轮廓线之间的距离。

优选地，第一风叶21的长度与第二风叶31的长度的比为l1，其中，2≤l1≤3。相邻两个第一风叶21之间的距离与第二风叶31的长度比为l2，其中，1.2≤l2≤1.9。这样设置能够实现第一风叶21与第二风叶31进行配合实现导流的作用，能够有效地提高回路装置的回路性能。

进一步地，第一风叶21的个数与第二风叶31的个数相同。以设置11至16个叶片为佳。

上述实施例中的回流装置还能用于离心压缩机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种离心压缩机。该离心压缩机包括回流器装置，回流器装置为上述实施例中的回流器装置。具体地，回流器装置包括回流管道10、第一风叶组20和第二风叶组30。第一风叶组20与回流管道10的内壁相连接。第二风叶组30与内壁相连接，第二风叶组30相对第一风叶组20可转动地设置。在回流管道10内设置第一风叶组20和第二风叶组30，其中，第二风叶组30相对第一风叶组20可转动地设置。这样设置可以通过调节第二风叶组30转动，以改变回流管道内气流的进气角度，避免了现有技术中回流管道内气流角度不能通过调节风叶的转动改变进气角度造成压缩机压缩性能低的问题。采用该回流装置有效地提高了该离心压缩机的压缩性能。采用具有该回流装置的离心压缩机，能够有效地拓宽压缩机的运行范围，尤其是对于多级压缩机。

对于多级压缩机，在回流装置排布双列串行叶片，一排固定，一排可旋转。固定叶片调节气流角度，减小冲击损失；可旋转叶片改变了冷媒的预旋角，从而调节气流流量，以适应变工况工作。可以同时达到高效和宽范围运行的目的。其中，如图4所示，该压缩机还包括蜗壳70，图中的80为压缩机叶轮的叶轮轴。

将叶片分为两组(亦或为多组)，串联布置在回流装置的回流管道上。外圈为若干个固定的大叶片，内圈为若干个小叶片，都以回流管道的中心为在圆周方向均布。

在本实施例中，采用大小叶片(第一风叶组为大叶片、第二风叶组为小叶片)交叉排列，小叶片位于两个大叶片中间距离的1/3区域内。优选地，大、小叶片均为翼型形状，弧形方向沿同一个方向设置。

如图1所示，第一风叶21的两端的连线与第一风叶21的远离回流管道10的几何中心的一端至回流管道10的几何中心的连线的夹角为β，其中，25°≤β≤45°。叶片312的两端的连线与叶片312的远离回流管道10的几何中心的一端至回流管道10的几何中心的连线的夹角为γ，其中，5°≤γ≤20°。其中，β以28°至38°为最佳。γ以7°至15°为最佳。叶片312的转动角为0°至70°之间。即在本实施例中，叶片312旋转调整前角度为γ，变工况时，叶片312从这个角度开始以转动角转动。

如图5所示，曲线1为叶片312固定的工作曲线。曲线2为叶片312根据压缩机进气量进行旋转调整的工作曲线。由图5中看出，叶片312根据压缩机进气量进行旋转调整后，喘振点偏离，压缩机工作范围增加。在设计工况下，冷媒气体通过进气口进入第一级的叶轮40，经过叶轮40做功压缩，经过扩压器50，进一步提高势能。经过弯道60到达回流装置，在收集气流的基础上再通过回流装置叶片的作用来降低圆周速度，起到消旋的作用。

通常回流装置的叶片的设计有两个关键参数：叶片进口安防角、叶片出口安防角。其中，叶片进口安防角的取值与设计的进入回流装置流道气流的气流角有关，叶片出口安防角应该尽量与叶轮进口方向一致，即垂直于叶轮主轴，或与其尽量接近的角度。通过这种方式来规范气流的角度。

在实施例中，将回流装置的叶片分为两组(第一风叶组、第二风叶组)，通过内圈叶片(第二风叶组)进一步减小与叶轮轴的角度，可以减小与第二级的叶轮40的冲击损失，提高做功效率。

在变工况下，进入回流装置的冷媒气体，经过外圈叶片改变气流角度，减小了圆周速度，回流器的内圈叶片绕底部圆柱中心转动调节，改变冷媒气流的角度和速度，提高了扩压器的工作效率，可以防止气流失速引发的喘振发生，从而增加了压缩机的运行范围。在本实施例中的压缩机可以是双级压缩机。对于多级压缩机，本申请中的回流装置同样适用。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。