离心压缩机、空调器

技术领域

本发明属于压缩机设计领域，具体涉及一种离心压缩机、空调器。

背景技术

离心压缩机在用于制冷等用途时，具有负荷大、运行稳定、效率高等优点，且在工业中具有非常大应用价值；但离心压缩机存在的一大缺点是，其在低负荷运行时，存在喘振的限制，当压缩机运行转速低，流量过低，其叶轮输出压力不足，从而导致气流从蜗壳回流，使机组出现严重的振动破坏。基于前述问题，提出本发明。

发明内容

因此，本发明提供一种离心压缩机、空调器，能够解决现有技术中离心压缩机在低负荷运行时发生喘振现象，使机组出现振动破坏的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种离心压缩机，包括：

蜗壳，所述蜗壳内设有叶轮；

扩压面板，与所述蜗壳之间形成出流流道；

吸气罩，处于所述叶轮的吸气侧，所述吸气罩上具有吸气口，以及与所述吸气口连通的内循环补气口；

所述出流流道内的流体能够被控制地与所述内循环补气口连通。

在一些实施方式中，

所述吸气罩内构造有与所述内循环补气口连通且与所述出流流道可控连通的内循环流道。

在一些实施方式中，

所述内循环流道包括与所述内循环补气口连通的节流段。

在一些实施方式中，

所述内循环流道还包括环行所述吸气口设置的集流腔，所述内循环补气口具有多个，多个所述内循环补气口环绕所述吸气口均匀间隔设置，所述节流段具有多个，多个所述节流段与多个所述内循环补气口一一对应设置，且多个所述节流段环绕所述集流腔均匀间隔设置，所述节流段连通于所述集流腔与所述内循环补气口之间。

在一些实施方式中，

还包括通断控制组件，所述扩压面板上构造有与所述出流流道连通的通流孔，所述通断控制组件能够控制所述通流孔与所述集流腔之间的通断。

在一些实施方式中，

所述通断控制组件包括旋转盘以及用于驱动所述旋转盘旋转的旋转驱动件，所述旋转盘套装于所述扩压面板上，所述旋转盘上具有通断组件，所述旋转盘的旋转过程中，所述通断组件能够使所述通流孔与所述集流腔之间导通或者截断。

在一些实施方式中，

所述通断组件包括密封球以及施加弹力于所述密封球远离所述通流孔一侧的弹性件，所述密封球具有部分处于所述通流孔内的截断状态以及处于所述通流孔之外的导通状态；和/或，所述旋转盘通过滑动轴承。

在一些实施方式中，

所述通流孔具有多个，多个所述通流孔环行所述扩压面板均匀间隔设置，所述通断组件具有多个，多个所述通断组件与多个所述通流孔一一对应设置。

在一些实施方式中，

相邻的两个所述通断组件之间区域为第一区域，所述第一区域所对应的所述旋转盘上构造有过流槽，所述过流槽连通所述通流孔与所述集流腔。

在一些实施方式中，

所述旋转盘的盘体外圆周壁上具有多个沿其周向设置的驱动齿，所述旋转驱动件连接于所述蜗壳上且临近所述旋转盘设置，所述旋转驱动件包括转轮，所述转轮与所述驱动齿啮合。

本发明还提供一种空调器，包括上述的离心压缩机。

本发明提供的一种离心压缩机、空调器，在压缩机低负荷运行时，出流流道中的流体能够被引导至压缩机的吸气口处，通过主动分流压缩机气流流量的方式既可以保证叶轮稳定运行的流量需求，又能够实现蜗壳出口流量满足更低负荷的需求，有效避免压缩机出现喘振现象，拓宽了压缩机的运行范围。

附图说明

图1为本发明实施例的离心压缩机的内部结构示意图；

图2为图1中的通流孔被截断时的流体流向示意(在离心压缩机处于较高转速运转工况下)；

图3为图1中的通流孔被导通时的流体流向示意(在离心压缩机处于较低转速运转工况下)；

图4为图1中的旋转盘与转轮的相对位置关系示意图；

图5为图1中的旋转盘的另一侧面(与图4中的侧面相对的一面)的结构示意图；

图6为图1中的旋转盘的纵向断面示意图。

附图标记表示为：

11、蜗壳；111、出流流道；12、叶轮；121、转轴；122、锁定螺钉；123、电机端盖；124、支撑轴承；125、主驱电机；13、扩压面板；131、通流孔；14、吸气罩；141、吸气口；142、内循环补气口；143、节流段；144、集流腔；21、旋转盘；211、过流槽；22、旋转驱动件；221、转轮；231、密封球；232、弹性件；233、定位螺钉；24、滑动轴承。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种离心压缩机，包括：蜗壳11，蜗壳11内设有叶轮12，叶轮12驱动的气流经由该蜗壳11上的出气口排出压缩机，能够理解的，叶轮12通过锁定螺钉122固定于转轴121上，转轴121为相应的驱动电机的转轴，此处不做赘述；扩压面板13，其连接于蜗壳11的一侧以与蜗壳11之间形成出流流道111，出流流道111的出流位置即为前述的出气口；吸气罩14，处于叶轮12的吸气侧，在一个具体的实施例中，该吸气罩14与蜗壳11可拆卸连接，而扩压面板13将处于蜗壳11与吸气罩14之间的区域，吸气罩14上具有吸气口141以及与吸气口141连通的内循环补气口142，能够理解的是，对于离心压缩机而言，叶轮12为轴向进流，因此，吸气口141与叶轮12的旋转轴同轴；出流流道111内的流体能够被控制地与内循环补气口142连通，也即出流流道111中的流体可以被控制经由内循环补气口142与吸气口141连通。在一个具体的实施例中，前述的流体为冷媒，此时的离心压缩机被应用于制冷系统中，当然，在其他的一些应用工况下，前述的流体还可以为空气。

该技术方案中，在压缩机低负荷运行时，出流流道111中的流体能够被引导至压缩机的吸气口141处，通过主动分流压缩机气流流量的方式既可以保证叶轮稳定运行的流量需求，又能够实现蜗壳出口流量满足更低负荷的需求，有效避免压缩机出现喘振现象，拓宽了压缩机的运行范围。

在一些实施方式中，吸气罩14内构造有与内循环补气口142连通且与出流流道111可控连通的内循环流道，通过在吸气罩14内直接构造前述的内循环流道，无需单独针对内循环的流路设置独立组装的管件，简化组装的同时，使离心压缩机的结构设计更加紧凑。

在一个具体的实施例中，内循环流道包括与内循环补气口142连通的节流段143，前述节流段143也即流通面积较小的一段流道，其能够对从出流流道111内引流过来的高压流体进行适当的节流降压，防止其压力与吸气口141处的压力差距过大，如此能够有效防止过高压力的引流流体对吸气口141处的气流的扰动，降低吸气阻力。

在一些实施方式中，内循环流道还包括环行吸气口141设置的集流腔144，内循环补气口142具有多个，多个内循环补气口142环绕吸气口141均匀间隔设置，节流段143具有多个，多个节流段143与多个内循环补气口142一一对应设置，且多个节流段143环绕集流腔144均匀间隔设置，节流段143连通于集流腔144与内循环补气口142之间。该技术方案中，集流腔144环行吸气口141设置，同时具有环行设置的多个节流段143、内循环补气口142，能够使引流过来的流体在吸气口141的圆周方向上均衡引入，进一步减少对吸气气流的不利扰动。在一个具体的实施例中，各个内循环补气口142的出流方向沿着吸气口141的径向设置，也即与吸气口141的轴向相互垂直。

离心压缩机还包括通断控制组件(图中未标引)，扩压面板13上构造有与出流流道111连通的通流孔131，通断控制组件能够控制通流孔131与集流腔144之间的通断，将通流孔131设置于扩压面板13上，能够使内循环流路的设计得到进一步简化，基于此结构可以通过通断控制组件对通流孔131余集流腔144之间的通断形成控制。

作为通断控制组件的一种优选的实施方式，通断控制组件包括旋转盘21以及用于驱动旋转盘21旋转的旋转驱动件22，旋转盘21套装于扩压面板13上，也即旋转盘21的中心区域具有相应的通孔，通过该通孔实现旋转盘21与扩压面板13之间的套装，旋转盘21上具有通断组件(图中未标引)，旋转盘21的旋转过程中，通断组件能够使通流孔131与集流腔144之间导通或者截断。该技术方案中，通断组件的通断与旋转盘21的旋转位置相关联，例如在旋转盘21处于某一位置时，通断组件被导通，而在旋转盘21被驱动旋转一个角度后处于另一个位置时，通断组件则被截断，通断组件的通断控制更加灵活且可靠。

旋转盘21通过滑动轴承24与扩压面板13的相应结构套装，能够保证旋转盘21的顺畅且可靠地旋转。

在一个具体的实施例中，旋转盘21上具有相应的容置孔，通断组件被容置于该容置孔内，具体而言，通断组件包括密封球231以及施加弹力于密封球231远离通流孔131一侧的弹性件232，密封球231具有部分处于通流孔131内的截断状态以及处于通流孔131之外的导通状态，具体而言，伴随着旋转盘21的旋转，密封球231将进入或者脱出相应的通流孔131，当密封球231进入通流孔131时则为前述的截断状态，而密封球231从通流孔131内脱出时，则为前述的导通状态，通过这样的结构，利用弹性件232(例如弹簧)的弹力作用结合旋转盘21的旋转实现了内循环的导通与截断，结构简单紧凑、运行可靠。参见图6所示，容置孔背离扩压面板13的一端具有相应的定位螺钉233，通过该定位螺钉233实现对弹性件232的定位。前述的密封球231的具体结构不限，原则上弧形、椭圆形等可光滑接触的形状均可应用于该结构。

结合参见图4及图5所示，在一个优选的实施例中，通流孔131具有多个，多个通流孔131环行扩压面板13均匀间隔设置，通断组件具有多个，多个通断组件与多个通流孔131一一对应设置，如此能够实现从出流流道111内引入的较高压力的流体能够被节流降压后更加均匀地经过内循环补气口142进入吸气口141中，更加平缓的参与到流体的内循环中。

参见图5，在一个优选的实施例中，相邻的两个通断组件之间区域为第一区域，第一区域所对应的旋转盘21上构造有过流槽211，过流槽211连通通流孔131与集流腔144，通过该过流槽211的设置，可以使旋转盘21的侧面与扩压面板13的对应侧面之间具有过流功能的同时形成较小间隙的接触，如此能够保证旋转盘21的位置可靠性，保证其旋转的顺畅。

参见图1所示，旋转盘21的盘体外圆周壁上具有多个沿其周向设置的驱动齿，旋转驱动件22连接于蜗壳11上且临近旋转盘21设置，旋转驱动件22包括转轮221，转轮221与驱动齿啮合，转轮221与相应的旋转电机的输出轴驱动连接，在旋转电机接收到运转信号后，将驱动转轮221旋转一定的角度，进而驱动旋转盘21产生位置变化，实现内循环的导通与截断的切换，前述的旋转电机可以安装于扩压面板13上。前述旋转电机的运转信号可以来自于人工选择所触发的指令，亦可以是采用传感器的检测蜗壳11的出气口的流量，当检测的流量低于预设值时则自动发出前述指令。

以下以流体为气流尤其是冷媒气流为例对本发明的技术方案进一步阐述：

参见图2所示，本发明所涉及的离心压缩机，在客观上包含主气流系统和内循环系统，其中主气流系统的气流走向为：吸气口141-叶轮流道-扩压器流道-蜗壳流道；如图3所示，内循环系统气流走向为：扩压器流道-内循环入口流道-集气蜗壳流道(也即前述的集流腔144，下同)-内循环节流流道(也即前述的节流段143，下同)-吸气口141。

如图3所示，本发明所涉及的离心压缩机拓宽运行范围的原理是：当气流从吸气口进入后，经叶轮12和扩压器(也即前述的扩压面板13，下同)后，一部分气流从扩压器分流进入内循环系统，经内循环系统节流降压后，再次进入吸气口141，该内循环系统能够有效分流主气流的流量，从而可以有效控制从蜗壳11出去的气流流量；本发明所涉及的离心压缩机其目的主要用于拓宽离心压缩机的运行范围，特别是解决在低负荷(低流量)时，压缩机容易喘振的问题，当压缩机蜗壳出口的流量负荷较低时，打开内循环系统；在保证叶轮12可以正常运转的条件下，使蜗壳11出口的流量降低，其中一部分进入内循环系统进行内部循环，其路径如前所述，扩压器流道-内循环入口流道-集气蜗壳流道-内循环节流流道-吸气口141。

根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的离心压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。