离心压缩的制造方法
离心压缩的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种离心压缩机。离心压缩机(1)具备：叶轮(2)，其具有主翼(21)和副翼(22)；护罩壁(3)，其具有沿着叶轮(2)的形状，且形成吸入口(12)；抽出室(4)，其与护罩壁(3)的外侧面面对。抽出室(4)与压力等于或小于吸入口(12)处的工作流体的压力的排出空间连接。在护罩壁(3)上设有将流入副翼(22)的加压面与主翼(21)之间的工作流体的一部分向抽出室(4)引导的狭缝(32)即抽出通路。
【专利说明】离心压缩机【技术领域】
[0001]本发明涉及离心压缩机。
【背景技术】
[0002]以往公知有构成为使通过叶轮的工作流体的一部分返回吸入口的离心压缩机。例如，专利文献I中公开有如图7所示那样的离心压缩机100。
[0003]在该离心压缩机100 中，在包围叶轮110的护罩壁120上设有圆筒状的处理室130。从处理室130的一端朝向叶轮110开口有狭缝状的第一流路131，从处理室130的另一端朝向吸入口 101开口有狭缝状的第二流路132。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4100030号公报
[0007]发明要解决的课题
[0008]在离心压缩机中，即使采用上述那样的结构，在性能方面仍存在改善的余地。
【发明内容】
[0009]因此，本公开的目的在于提高离心压缩机的性能。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]即，本公开提供一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备:
[0012]叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼；
[0013]护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ；
[0014]抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接，
[0015]在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路，
[0016]在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
[0017]发明效果
[0018]根据本公开，能提高离心压缩机的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本公开的一实施方式涉及的离心压缩机的剖视图。
[0020]图2是图1所示的离心压缩机的局部剖面立体图。
[0021]图3是说明子午面上的主翼和第一狭缝的位置关系及副翼和第二狭缝的位置关系的图。[0022]图4是图3的局部放大图。
[0023]图5是变形例涉及的离心压缩机的剖视图。
[0024]图6是使用图1或图5所示的离心压缩机的制冷循环装置的结构图。
[0025]图7是以往的离心压缩机的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]首先，关于本公开的着眼点进行说明。
[0027]离心压缩机的叶轮通常具有交替地配置主翼和比主翼短的副翼的结构。被吸入到离心压缩机的工作流体首先流入到主翼彼此之间，之后被副翼分割。这些翼的前端和护罩壁之间的间隙多数情况下设定为小于翼的高度的10%。但是，在将离心压缩机小型化的情况下，翼的前端和护罩壁之间的间隙可能比较大。在这样的结构中，由于工作流体通过翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露(换言之，工作流体越过翼的前端)，因此，不仅在流入主翼彼此之间的工作流体中产生旋涡，而且在流入主翼与副翼之间的工作流体中也产生旋涡。本发明人等发现通过抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分及流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分双方，能防止或抑制上述那样的两个阶段的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机的性能。
[0028]但是，即使仅抽出流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分，也能防止或抑制上述的旋涡的产生。另外，即使仅抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分，也能防止或抑制上述的旋涡的产生。本说明书中公开的技术是根据这样的观点形成的。
[0029]本公开的第一方案提供一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备:
[0030]叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼；
[0031]护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ；
[0032]抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接，
[0033]在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路，
[0034]在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
[0035]根据第一方案，通过抽出通路将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分抽出，从而能防止或抑制由工作流体通过副翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机的性能。另外，在上述那样的位置具有抽出通路的入口时，能高效率地将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分向抽出室引导。
[0036]在主翼的上游端的附近，在主翼的加压面处的工作流体的压力与主翼的非加压面处的工作流体的压力之间尚未产生较大的差异。另一方面，在工作流体到达副翼后，在主翼的加压面处的工作流体的压力与主翼的非加压面处的工作流体的压力之间产生比较大的差异。因此，与主翼相比，工作流体越过翼的前端这样的现象更容易在副翼产生。因此，若形成抽出通路(狭缝)以将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分向抽出室引导，则能有效地提高离心压缩机的性能。[0037]第二方案提供离心压缩机，其以第一方案为基础，在所述护罩壁上还设有将流入相邻的所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的追加的抽出通路，在所述子午面投影图中，所述主翼的上游端与所述主翼的前端的交点与所述追加的抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。若在上述那样的位置具有追加的抽出通路的入口，则能有效地将流入主翼彼此之间的工作流体的一部分向抽出室引导。
[0038]第三方案提供离心压缩机，其以第二方案为基础，所述护罩壁的周向上的所述追加的抽出通路的长度比该追加的抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的相邻的所述主翼之间的距离短。若为该结构，则不会出现两个主翼的前端同时位于一个追加的抽出通路上的情况，能利用各主翼良好地进行通过追加的抽出通路的工作流体的取出。
[0039]第四方案提供离心压缩机，其以第二或第三方案为基础，在所述子午面投影图中，在所述主翼的所述前端的投影长度为LI时，所述追加的抽出通路的所述入口位于距离所述主翼的所述上游端0.02L1?0.4L1的范围内。若追加的抽出通路的入口位于这样的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0040]第五方案提供离心压缩机，其以第二?第四方案中的任一方案为基础，所述抽出通路及所述追加的抽出通路均为多个，所述抽出通路和所述追加的抽出通路沿所述护罩壁的周向交替地排列成交错状。根据这样的结构，能有效地抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分及流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分双方。
[0041]第六方案提供离心压缩机，其以第二?第五方案中的任一方案为基础，所述追加的抽出通路的数量与所述主翼的数量相等，所述追加的抽出通路以与所述主翼相同的角度间距配置。根据这样的结构，不会出现两个主翼的前端同时位于一个追加的抽出通路上的情况，能利用各主翼良好地进行通过追加的抽出通路的工作流体的取出。
[0042]第七方案提供离心压缩机，其以第一?第六方案中的任一方案为基础，所述护罩壁的周向上的所述抽出通路的长度比该抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的所述主翼与所述副翼之间的距离短。若为该结果，不会出现主翼的前端及副翼的前端同时位于一个抽出通路上的情况，能利用主翼及副翼良好地进行通过抽出通路的工作流体的取出。
[0043]第八方案提供离心压缩机，其以第一?第七方案中的任一方案为基础，在所述子午面投影图中，在所述副翼的所述前端的投影长度为L2时，所述抽出通路的所述入口位于距离所述副翼的所述上游端0.02L2?0.4L2的范围内。若抽出通路的入口位于这样的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0044]第九方案提供制冷循环装置，其中，具备:
[0045]主回路，其依次连接有储存制冷剂液且在内部使制冷剂液蒸发的蒸发器、压缩制冷剂蒸气的第一压缩机、以及在内部使制冷剂蒸气冷凝且储存制冷剂液的冷凝器；
[0046]第一循环路，其使储存于所述蒸发器的制冷剂液或在所述蒸发器内被冷却的热介质经由吸热用热交换器循环；
[0047]第二循环路，其使储存于所述冷凝器的制冷剂液或在所述冷凝器内被加热的热介质经由散热用热交换器循环，
[0048]所述第一压缩机是第一?第八方案中的任一方案的离心压缩机，所述制冷循环装置还具备使制冷剂蒸气从所述离心压缩机的所述抽出室返回所述蒸发器的回流路。[0049]根据第九方案，使制冷剂蒸气通过回流路从离心压缩机的抽出室返回蒸发器。由此，能提高离心压缩机的性能，进而能提高制冷循环装置的性能。
[0050]第十方案提供制冷循环装置，其以第九方案为基础，所述第二压缩机是离心型，所述第一压缩机与所述第二压缩机通过旋转轴连结。若将第一压缩机与第二压缩机通过旋转轴连结，则能减少第一压缩机及第二压缩机的零件个数。
[0051]第十一方案提供制冷循环装置，其以第九或第十方案为基础，在所述回流路中设有流量调整阀。通过利用流量调整阀调整制冷剂蒸气的流量，能使离心压缩机的效率最佳化。
[0052]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。但是，本发明并不被以下的实施方式限定。
[0053](实施方式)
[0054]图1及图2表示本发明的一实施方式涉及的离心压缩机1A。离心压缩机IA通过旋转轴11与电动机连结或与涡轮及发电机连结。离心压缩机IA通过旋转轴11的旋转而被驱动，对工作流体进行压缩。
[0055]具体而言，离心压缩机IA具备固定于旋转轴11的叶轮2、配置于叶轮2背侧的背板13和收容叶轮2的壳体15。需要说明的是，在以下的说明中，为了方便说明，也有时将旋转轴11的轴向中的背板13的表面侧称作前方，将背面侧称作后方。
[0056]叶轮2包括沿着旋转轴11的轴向从最小径部到最大径部平滑地扩径的主体部20和从主体部20的喇叭状的外周面突出的主翼21及副翼22。主翼21和副翼22沿叶轮2的周向交替地排列。副翼22比主翼21短，如图3所示，副翼22的下游端22c与主翼21的下游端21c位于相同位置，而副翼22的上游端22a位于比主翼21的上游端21a靠后方的位置。关于主翼21及副翼22，叶轮2的旋转方向侧的面为加压面，加压面的相反侧的面为非加压面。
[0057]壳体15包括具有沿着叶轮2的形状的护罩壁3、从护罩壁3的前端部向径向外侧展开的凸缘5、与护罩壁3的后端部相连的周缘构件17和被周缘构件17与凸缘5夹持的前部构件18。护罩壁3比叶轮2向前方延伸而形成吸入口 12，周缘构件17在叶轮2的周围形成与形成于背板13与护罩壁3之间的扩散室连通的旋涡室16。需要说明的是，在本实施方式中，护罩壁3在叶轮2的主翼21的上游端21a附近被前后分割，护罩壁3的前侧部分与凸缘5成为一体,护罩壁3的后侧部分与周缘构件17成为一体。
[0058]需要说明的是，图3是将主翼21 (full blade)、副翼22 (splitter blade)及护罩壁3向通过叶轮2的旋转轴A的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图(旋转投影图)。在涡轮机械的领域中，在子午面投影图中表示的形状被称作“子午面形状”。另外，在本说明书中，将与吸入口 12面对的主翼21的外周缘定义为主翼21的上游端21a。将与护罩壁3面对的主翼21的外周缘定义为主翼21的前端21b。同样地，将与吸入口 12面对的副翼22的外周缘定义为副翼22的上游端22a。将与护罩壁3面对的副翼22的外周缘定义为副翼22的前端22b。
[0059]前部构件18与凸缘5 —起覆盖与护罩壁3的外侧面面对的空间。即，护罩壁3、凸缘5及前部构件18在吸入口 12的周围形成环状的抽出室(bleed chamber)4。另外，前部构件18具有越过凸缘5向前方延伸的筒状面18a。筒状面18a形成与凸缘5的前表面面对的、与吸入口 12连续的环状空间(相当于本发明的排出空间)18b。环状空间18b由于被工作流体充满，因此，环状空间18b具有与吸入口 12处的工作流体的压力相等的压力。在此，“相等”是不仅包含环状空间18b的压力与吸入口 12处的工作流体的压力完全一致的状态，还包含前者比后者大与压力损失相应的量的状态的概念。
[0060]在凸缘5上设有圆弧状的开口 51，利用该开口 51将抽出室4与环状空间18b相连接。
[0061]在护罩壁3上设有沿周向延伸的多个第一狭缝31 (追加的抽出通路)及第二狭缝32 (抽出通路)。第一狭缝31在从抽出室4向叶轮2的主翼21的上游端21a附近开口，第二狭缝32在从抽出室4向副翼22的上游端22a附近开口。第一狭缝31与第二狭缝32沿周向交替地排列成交错状。需要说明的是，第一狭缝31及第二狭缝32并非必须与周向完全平行，也可以相对于周向稍微倾斜。
[0062]第一狭缝31将流入相邻的主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导，第二狭缝32将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。例如，第一狭缝31的数量与主翼21的数量相等，第一狭缝31以与主翼21相同的角度间距配置。若为该结构，则不会出现两个主翼21的前端21b同时位于一个第一狭缝31上的情况，能利用各主翼21良好地进行通过第一狭缝31的工作流体的取出。
[0063]如图3及图4所示，第一狭缝31在旋转轴11的轴向上在比主翼21的上游端21a靠后方且比副翼22的上游端22a靠前方的位置开口。详细而言，如图4所示，在子午面投影图中，主翼21的上游端21a与主翼21的前端21b的交点21t与第一狭缝31的入口的接近吸入口 12—侧的开口缘31e相比位于接近吸入口 12的位置。在本实施方式中，第一狭缝31的整个入口与主翼的前端21b面对。在这样的位置具有第一狭缝31的入口时，能高效率地将流入主翼21彼此之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。
[0064]第二狭缝32在旋转轴11的轴向上在比副翼22的上游端22a靠后方的位置开口。详细而言，如图4所示，在子午面投影图中，副翼22的上游端22a与副翼22的前端22b的交点22t与第二狭缝32的入口的接近吸入口 12—侧的开口缘32e相比位于接近吸入口 12的位置。在本实施方式中，第二狭缝32的整个入口与副翼22的前端22b面对。在这样的位置具有第二狭缝32的入口时，能高效率地将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。
[0065]护罩壁3的周向上的第一狭缝31的长度期望比该第一狭缝31朝向叶轮2开口的位置处的相邻的主翼21之间的距离短。这是由于:若为该结构，则不会出现两个主翼21的前端21b同时位于一个第一狭缝31上的情况，能利用各主翼21良好地进行通过第一狭缝31的工作流体的取出。从同样的观点出发，护罩壁3的周向上的第二狭缝32的长度期望比该第二狭缝32朝向叶轮2开口的位置处的主翼21与副翼22之间的距离短。
[0066]如图3所示，在通过叶轮2的旋转轴A(旋转轴11的中心轴)的子午面中，在主翼21的前端21b的投影长度为LI时，第一狭缝31的入口(叶轮2侧的开口)处于距离主翼21的上游端21a例如0.02L1?0.4L1 (或0.05L1?0.1L1)的范围内。另一方面，在副翼22的前端22b的投影长度为L2时，第二狭缝32的入口(叶轮2侧的开口 )处于距离副翼22的上游端22a例如0.02L2?0.4L2 (或0.05L2?0.1L2)的范围内。第一狭缝31的宽度例如为面向第一狭缝31的位置处的主翼21的厚度的3?5倍。同样地，第二狭缝32的宽度例如为面向第二狭缝32的位置处的副翼22的厚度的3?5倍。需要说明的是，“投影长度”是指在图3的子午面投影图中前端21b及22b描画的弧的长度。
[0067]在以上说明的离心压缩机IA中，通过第一狭缝31抽出流入主翼21彼此之间的工作流体的一部分，从而能防止或抑制由工作流体通过主翼21的前端21b与护罩壁3之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。另外，通过第二狭缝32抽出流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分，从而能防止或抑制由工作流体通过副翼22的前端22b与护罩壁3之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机IA的性能。
[0068]此外，由工作流体通过翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露所引起的旋涡多出现在翼的上游端紧接着的下游侧。因此，若使第一狭缝31的开口(入口)位于距离主翼21的上游端21a例如0.02L1?0.4L1 (或0.05L1?0.1L1)的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。同样地，若使第二狭缝32的开口(入口)位于距离副翼22的上游端22a例如0.02L2?0.4L2(或0.05L2?0.1L2)的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0069]<变形例>
[0070]如图5所示，变形例涉及的离心压缩机IB除了在护罩壁3上未设置第一狭缝31这一点之外具有与参照图1?4说明的离心压缩机IA相同的结构。在护罩壁3上设有至少一个第二狭缝32作为将工作流体的一部分向抽出室4引导的抽出通路。离心压缩机IB的其他部分可以适当应用离心压缩机IA的说明。
[0071]在主翼21的上游端21a的附近，在主翼21的加压面处的工作流体的压力与主翼21的非加压面处的工作流体的压力之间尚未产生较大的差异。另一方面，在工作流体到达副翼22时，在主翼21的加压面处的工作流体的压力与主翼21的非加压面处的工作流体的压力之间产生比较大的差异。因此，与主翼21相比，工作流体越过翼的前端这样的现象更容易在副翼22发生。因此，若为了将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导而形成抽出通路(狭缝32)，则能有效地提高离心压缩机IB的性能。
[0072]<其他的变形例>
[0073]在上述实施方式中，第一狭缝31及第二狭缝32均设置有多个，但第一狭缝31及第二狭缝32也可以各设置一个。
[0074]另外，将工作流体的一部分向抽出室4引导的抽出通路的截面形状并不特别限定。例如，代替第一狭缝31，也可以设置具有圆形、椭圆形、矩形等其他的截面形状的贯通孔。另外，也可以沿护罩壁3的周向形成具有彼此不同的截面形状的抽出通路。该结构对第二狭缝32也适用。
[0075]另外，在上述实施方式中，利用设于凸缘5的开口 51将抽出室4与和吸入口 12连续的环状空间18b连接。但是，抽出室4也可以与比吸入口 12处的工作流体的压力小的空间连接。例如，抽出室4也可以通过贯通壳体15的流路与和离心压缩机IA或IB独立地设置的负压源(例如另一压缩机的吸入侧)连接。
[0076](应用例)
[0077]上述的离心压缩机IA及IB的用途没有特别限定，可以应用于定置式或例如搭载于机动车等车辆的燃气涡轮发电装置。或者，离心压缩机IA及IB例如能使用于图6所示那样的制冷循环装置10。[0078]制冷循环装置10具备使制冷剂循环的主回路6、吸热用的第一循环路7及散热用的第二循环路8。在主回路6、第一循环路7及第二循环路8内填充有常温下为液体的制冷齐U。详细而言，作为制冷剂，使用常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂。作为这样的制冷齐U，可举出以水或乙醇为主要成分的制冷剂。主回路6、第一循环路7及第二循环路8内成为比大气压低的负压状态。在本说明书中，“主要成分”是指以质量比计含有最多的成分。
[0079]主回路6包括蒸发器66、第一压缩机61、中间冷却器62、第二压缩机63、冷凝器64及膨胀阀65，这些设备通过流路依次连接。
[0080]蒸发器66储存制冷剂液并且在内部使制冷剂液蒸发。具体而言，利用第一循环路7使储存于蒸发器66的制冷剂液经由吸热用热交换器71循环。例如，在制冷循环装置10为进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，吸热用热交换器71设置于室内，通过与制冷剂液进行热交换而将由鼓风机供给来的室内的空气冷却。
[0081]第一压缩机61及第二压缩机63通过两阶段对制冷剂蒸气进行压缩。作为第一压缩机61，使用上述的离心压缩机IA或1B。第二压缩机63可以是与第一压缩机61独立的容积型压缩机，但在本实施方式中，是通过旋转轴11与第一压缩机61连结的离心型压缩机。使旋转轴11旋转的电动机67可以配置于第一压缩机61与第二压缩机63之间，也可以配置于任一压缩设备的外侧。若通过旋转轴11将第一压缩机61与第二压缩机63连结，则将减少第一压缩机61及第二压缩机63的零件个数。
[0082]中间冷却器62将从第一压缩机21排出的制冷剂蒸气在被第二压缩机22吸入之前冷却。中间冷却器62可以是直接接触式的热交换器，也可以是间接式的热交换器。
[0083]冷凝器64在内部使制冷剂蒸气冷凝并且储存制冷剂液。具体而言，利用第二循环路8使储存于冷凝器64的制冷剂液经由散热用热交换器81循环。例如，在制冷循环装置10为进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，散热用热交换器81设置于室外，通过与制冷剂液进行热交换而将由鼓风机供给来的室外的空气加热。
[0084]但是，制冷循环装置10并非必须是制冷专用的空气调节装置。例如，若通过四通阀将设置于室内的第一热交换器及设置于室外的第二热交换器分别与蒸发器66及冷凝器64连接，则能获得可切换进行制冷运转和供暖运转的空气调节装置。在该情况下，第一热交换器及第二热交换器双方作为吸热用热交换器71及散热用热交换器81发挥功能。另外，制冷循环装置10并非必须是空气调节装置，例如也可以是冷却装置。另外，吸热用热交换器71的冷却对象及散热用热交换器81的加热对象也可以是空气以外的气体或液体。
[0085]膨胀阀65是对冷凝的制冷剂液进行减压的减压机构的一例。但是，作为减压机构，例如也可以不在主回路6上设置膨胀阀65，而采用蒸发器66内的制冷剂液的液面比冷凝器64内的制冷剂液的液面高这样的结构。
[0086]在图6所示的结构中，离心压缩机IA或IB的抽出室4(参照图1?4)通过回流路9与蒸发器66的内部空间连接。即，蒸发器66的内部空间相当于本发明的排出空间。因此，制冷剂蒸气通过回流路9从离心压缩机IA或IB的抽出室4返回蒸发器66。由此，能提高离心压缩机IA或IB的性能，进而能提高制冷循环装置10的性能。期望在回流路9上设有流量调整阀91。通过利用流量调整阀91调整制冷剂蒸气的流量，能将离心压缩机IA或IB的效率最佳化。
[0087]需要说明的是，蒸发器66并非必须为直接接触式的热交换器，也可以为间接式的热交换器。在该情况下，在蒸发器66内被冷却的热介质在第一循环路7中循环。同样地，冷凝器64并非必须为直接接触式的热交换器，也可以为间接式的热交换器。在该情况下，在冷凝器64内被加热的热介质在第二循环路8中循环。
【权利要求】
1.一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备: 叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼； 护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ； 抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接， 在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路， 在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 在所述护罩壁上还设有将流入相邻的所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的追加的抽出通路， 在所述子午面投影图中，所述主翼的上游端与所述主翼的前端的交点与所述追加的抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述护罩壁的周向上的所述追加的抽出通路的长度比该追加的抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的相邻的所述主翼之间的距离短。
4.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 在所述子午面投影图中，在所述主翼的所述前端的投影长度为LI时，所述追加的抽出通路的所述入口位于距离所述主翼的所述上游端0.02L1~0.4L1的范围内。
5.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述抽出通路及所述追加的抽出通路均为多个，所述抽出通路和所述追加的抽出通路沿所述护罩壁的周向交替地排列成交错状。
6.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述追加的抽出通路的数量与所述主翼的数量相等，所述追加的抽出通路以与所述主翼相同的角度间距配置。
7.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 所述护罩壁的周向上的所述抽出通路的长度比该抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的所述主翼与所述副翼之间的距离短。
8.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 在所述子午面投影图中，在所述副翼的所述前端的投影长度为L2时，所述抽出通路的所述入口位于距离所述副翼的所述上游端0.02L2~0.4L2的范围内。
9.一种制冷循环装置，其中，具备: 主回路，其依次连接有储存制冷剂液且在内部使制冷剂液蒸发的蒸发器、压缩制冷剂蒸气的第一压缩机、以及在内部使制冷剂蒸气冷凝且储存制冷剂液的冷凝器； 第一循环路，其使储存于所述蒸发器的制冷剂液或在所述蒸发器内被冷却的热介质经由吸热用热交换器循环； 第二循环路，其使储存于所述冷凝器的制冷剂液或在所述冷凝器内被加热的热介质经由散热用热交换器循环， 所述第一压缩机是权利要求1所述的离心压缩机，所述制冷循环装置还具备使制冷剂蒸气从所述离心压缩机的所述抽出室返回所述蒸发器的回流路。
10.根据权利要求9所述的制冷循环装置，其中， 所述第二压缩机是离心型， 所述第一压缩机与所述第二压缩机通过旋转轴连结。
11.根据权利要求9所述的制冷循环装置，其中， 在所述回流路中设有流量调整阀。
【文档编号】F04D29/66GK103620225SQ201380001726
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】田口英俊, 西胁文俊, 小森晃 申请人:松下电器产业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种离心压缩机。离心压缩机(1)具备：叶轮(2)，其具有主翼(21)和副翼(22)；护罩壁(3)，其具有沿着叶轮(2)的形状，且形成吸入口(12)；抽出室(4)，其与护罩壁(3)的外侧面面对。抽出室(4)与压力等于或小于吸入口(12)处的工作流体的压力的排出空间连接。在护罩壁(3)上设有将流入副翼(22)的加压面与主翼(21)之间的工作流体的一部分向抽出室(4)引导的狭缝(32)即抽出通路。
【专利说明】离心压缩机【技术领域】
[0001]本发明涉及离心压缩机。
【背景技术】
[0002]以往公知有构成为使通过叶轮的工作流体的一部分返回吸入口的离心压缩机。例如，专利文献I中公开有如图7所示那样的离心压缩机100。
[0003]在该离心压缩机100 中，在包围叶轮110的护罩壁120上设有圆筒状的处理室130。从处理室130的一端朝向叶轮110开口有狭缝状的第一流路131，从处理室130的另一端朝向吸入口 101开口有狭缝状的第二流路132。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4100030号公报
[0007]发明要解决的课题
[0008]在离心压缩机中，即使采用上述那样的结构，在性能方面仍存在改善的余地。
【发明内容】
[0009]因此，本公开的目的在于提高离心压缩机的性能。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]即，本公开提供一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备:
[0012]叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼；
[0013]护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ；
[0014]抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接，
[0015]在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路，
[0016]在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
[0017]发明效果
[0018]根据本公开，能提高离心压缩机的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本公开的一实施方式涉及的离心压缩机的剖视图。
[0020]图2是图1所示的离心压缩机的局部剖面立体图。
[0021]图3是说明子午面上的主翼和第一狭缝的位置关系及副翼和第二狭缝的位置关系的图。[0022]图4是图3的局部放大图。
[0023]图5是变形例涉及的离心压缩机的剖视图。
[0024]图6是使用图1或图5所示的离心压缩机的制冷循环装置的结构图。
[0025]图7是以往的离心压缩机的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]首先，关于本公开的着眼点进行说明。
[0027]离心压缩机的叶轮通常具有交替地配置主翼和比主翼短的副翼的结构。被吸入到离心压缩机的工作流体首先流入到主翼彼此之间，之后被副翼分割。这些翼的前端和护罩壁之间的间隙多数情况下设定为小于翼的高度的10%。但是，在将离心压缩机小型化的情况下，翼的前端和护罩壁之间的间隙可能比较大。在这样的结构中，由于工作流体通过翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露(换言之，工作流体越过翼的前端)，因此，不仅在流入主翼彼此之间的工作流体中产生旋涡，而且在流入主翼与副翼之间的工作流体中也产生旋涡。本发明人等发现通过抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分及流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分双方，能防止或抑制上述那样的两个阶段的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机的性能。
[0028]但是，即使仅抽出流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分，也能防止或抑制上述的旋涡的产生。另外，即使仅抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分，也能防止或抑制上述的旋涡的产生。本说明书中公开的技术是根据这样的观点形成的。
[0029]本公开的第一方案提供一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备:
[0030]叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼；
[0031]护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ；
[0032]抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接，
[0033]在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路，
[0034]在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
[0035]根据第一方案，通过抽出通路将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分抽出，从而能防止或抑制由工作流体通过副翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机的性能。另外，在上述那样的位置具有抽出通路的入口时，能高效率地将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分向抽出室引导。
[0036]在主翼的上游端的附近，在主翼的加压面处的工作流体的压力与主翼的非加压面处的工作流体的压力之间尚未产生较大的差异。另一方面，在工作流体到达副翼后，在主翼的加压面处的工作流体的压力与主翼的非加压面处的工作流体的压力之间产生比较大的差异。因此，与主翼相比，工作流体越过翼的前端这样的现象更容易在副翼产生。因此，若形成抽出通路(狭缝)以将流入副翼的加压面与主翼之间的工作流体的一部分向抽出室引导，则能有效地提高离心压缩机的性能。[0037]第二方案提供离心压缩机，其以第一方案为基础，在所述护罩壁上还设有将流入相邻的所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的追加的抽出通路，在所述子午面投影图中，所述主翼的上游端与所述主翼的前端的交点与所述追加的抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。若在上述那样的位置具有追加的抽出通路的入口，则能有效地将流入主翼彼此之间的工作流体的一部分向抽出室引导。
[0038]第三方案提供离心压缩机，其以第二方案为基础，所述护罩壁的周向上的所述追加的抽出通路的长度比该追加的抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的相邻的所述主翼之间的距离短。若为该结构，则不会出现两个主翼的前端同时位于一个追加的抽出通路上的情况，能利用各主翼良好地进行通过追加的抽出通路的工作流体的取出。
[0039]第四方案提供离心压缩机，其以第二或第三方案为基础，在所述子午面投影图中，在所述主翼的所述前端的投影长度为LI时，所述追加的抽出通路的所述入口位于距离所述主翼的所述上游端0.02L1?0.4L1的范围内。若追加的抽出通路的入口位于这样的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0040]第五方案提供离心压缩机，其以第二?第四方案中的任一方案为基础，所述抽出通路及所述追加的抽出通路均为多个，所述抽出通路和所述追加的抽出通路沿所述护罩壁的周向交替地排列成交错状。根据这样的结构，能有效地抽出流入主翼彼此之间的工作流体的一部分及流入主翼与副翼之间的工作流体的一部分双方。
[0041]第六方案提供离心压缩机，其以第二?第五方案中的任一方案为基础，所述追加的抽出通路的数量与所述主翼的数量相等，所述追加的抽出通路以与所述主翼相同的角度间距配置。根据这样的结构，不会出现两个主翼的前端同时位于一个追加的抽出通路上的情况，能利用各主翼良好地进行通过追加的抽出通路的工作流体的取出。
[0042]第七方案提供离心压缩机，其以第一?第六方案中的任一方案为基础，所述护罩壁的周向上的所述抽出通路的长度比该抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的所述主翼与所述副翼之间的距离短。若为该结果，不会出现主翼的前端及副翼的前端同时位于一个抽出通路上的情况，能利用主翼及副翼良好地进行通过抽出通路的工作流体的取出。
[0043]第八方案提供离心压缩机，其以第一?第七方案中的任一方案为基础，在所述子午面投影图中，在所述副翼的所述前端的投影长度为L2时，所述抽出通路的所述入口位于距离所述副翼的所述上游端0.02L2?0.4L2的范围内。若抽出通路的入口位于这样的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0044]第九方案提供制冷循环装置，其中，具备:
[0045]主回路，其依次连接有储存制冷剂液且在内部使制冷剂液蒸发的蒸发器、压缩制冷剂蒸气的第一压缩机、以及在内部使制冷剂蒸气冷凝且储存制冷剂液的冷凝器；
[0046]第一循环路，其使储存于所述蒸发器的制冷剂液或在所述蒸发器内被冷却的热介质经由吸热用热交换器循环；
[0047]第二循环路，其使储存于所述冷凝器的制冷剂液或在所述冷凝器内被加热的热介质经由散热用热交换器循环，
[0048]所述第一压缩机是第一?第八方案中的任一方案的离心压缩机，所述制冷循环装置还具备使制冷剂蒸气从所述离心压缩机的所述抽出室返回所述蒸发器的回流路。[0049]根据第九方案，使制冷剂蒸气通过回流路从离心压缩机的抽出室返回蒸发器。由此，能提高离心压缩机的性能，进而能提高制冷循环装置的性能。
[0050]第十方案提供制冷循环装置，其以第九方案为基础，所述第二压缩机是离心型，所述第一压缩机与所述第二压缩机通过旋转轴连结。若将第一压缩机与第二压缩机通过旋转轴连结，则能减少第一压缩机及第二压缩机的零件个数。
[0051]第十一方案提供制冷循环装置，其以第九或第十方案为基础，在所述回流路中设有流量调整阀。通过利用流量调整阀调整制冷剂蒸气的流量，能使离心压缩机的效率最佳化。
[0052]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。但是，本发明并不被以下的实施方式限定。
[0053](实施方式)
[0054]图1及图2表示本发明的一实施方式涉及的离心压缩机1A。离心压缩机IA通过旋转轴11与电动机连结或与涡轮及发电机连结。离心压缩机IA通过旋转轴11的旋转而被驱动，对工作流体进行压缩。
[0055]具体而言，离心压缩机IA具备固定于旋转轴11的叶轮2、配置于叶轮2背侧的背板13和收容叶轮2的壳体15。需要说明的是，在以下的说明中，为了方便说明，也有时将旋转轴11的轴向中的背板13的表面侧称作前方，将背面侧称作后方。
[0056]叶轮2包括沿着旋转轴11的轴向从最小径部到最大径部平滑地扩径的主体部20和从主体部20的喇叭状的外周面突出的主翼21及副翼22。主翼21和副翼22沿叶轮2的周向交替地排列。副翼22比主翼21短，如图3所示，副翼22的下游端22c与主翼21的下游端21c位于相同位置，而副翼22的上游端22a位于比主翼21的上游端21a靠后方的位置。关于主翼21及副翼22，叶轮2的旋转方向侧的面为加压面，加压面的相反侧的面为非加压面。
[0057]壳体15包括具有沿着叶轮2的形状的护罩壁3、从护罩壁3的前端部向径向外侧展开的凸缘5、与护罩壁3的后端部相连的周缘构件17和被周缘构件17与凸缘5夹持的前部构件18。护罩壁3比叶轮2向前方延伸而形成吸入口 12，周缘构件17在叶轮2的周围形成与形成于背板13与护罩壁3之间的扩散室连通的旋涡室16。需要说明的是，在本实施方式中，护罩壁3在叶轮2的主翼21的上游端21a附近被前后分割，护罩壁3的前侧部分与凸缘5成为一体,护罩壁3的后侧部分与周缘构件17成为一体。
[0058]需要说明的是，图3是将主翼21 (full blade)、副翼22 (splitter blade)及护罩壁3向通过叶轮2的旋转轴A的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图(旋转投影图)。在涡轮机械的领域中，在子午面投影图中表示的形状被称作“子午面形状”。另外，在本说明书中，将与吸入口 12面对的主翼21的外周缘定义为主翼21的上游端21a。将与护罩壁3面对的主翼21的外周缘定义为主翼21的前端21b。同样地，将与吸入口 12面对的副翼22的外周缘定义为副翼22的上游端22a。将与护罩壁3面对的副翼22的外周缘定义为副翼22的前端22b。
[0059]前部构件18与凸缘5 —起覆盖与护罩壁3的外侧面面对的空间。即，护罩壁3、凸缘5及前部构件18在吸入口 12的周围形成环状的抽出室(bleed chamber)4。另外，前部构件18具有越过凸缘5向前方延伸的筒状面18a。筒状面18a形成与凸缘5的前表面面对的、与吸入口 12连续的环状空间(相当于本发明的排出空间)18b。环状空间18b由于被工作流体充满，因此，环状空间18b具有与吸入口 12处的工作流体的压力相等的压力。在此，“相等”是不仅包含环状空间18b的压力与吸入口 12处的工作流体的压力完全一致的状态，还包含前者比后者大与压力损失相应的量的状态的概念。
[0060]在凸缘5上设有圆弧状的开口 51，利用该开口 51将抽出室4与环状空间18b相连接。
[0061]在护罩壁3上设有沿周向延伸的多个第一狭缝31 (追加的抽出通路)及第二狭缝32 (抽出通路)。第一狭缝31在从抽出室4向叶轮2的主翼21的上游端21a附近开口，第二狭缝32在从抽出室4向副翼22的上游端22a附近开口。第一狭缝31与第二狭缝32沿周向交替地排列成交错状。需要说明的是，第一狭缝31及第二狭缝32并非必须与周向完全平行，也可以相对于周向稍微倾斜。
[0062]第一狭缝31将流入相邻的主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导，第二狭缝32将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。例如，第一狭缝31的数量与主翼21的数量相等，第一狭缝31以与主翼21相同的角度间距配置。若为该结构，则不会出现两个主翼21的前端21b同时位于一个第一狭缝31上的情况，能利用各主翼21良好地进行通过第一狭缝31的工作流体的取出。
[0063]如图3及图4所示，第一狭缝31在旋转轴11的轴向上在比主翼21的上游端21a靠后方且比副翼22的上游端22a靠前方的位置开口。详细而言，如图4所示，在子午面投影图中，主翼21的上游端21a与主翼21的前端21b的交点21t与第一狭缝31的入口的接近吸入口 12—侧的开口缘31e相比位于接近吸入口 12的位置。在本实施方式中，第一狭缝31的整个入口与主翼的前端21b面对。在这样的位置具有第一狭缝31的入口时，能高效率地将流入主翼21彼此之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。
[0064]第二狭缝32在旋转轴11的轴向上在比副翼22的上游端22a靠后方的位置开口。详细而言，如图4所示，在子午面投影图中，副翼22的上游端22a与副翼22的前端22b的交点22t与第二狭缝32的入口的接近吸入口 12—侧的开口缘32e相比位于接近吸入口 12的位置。在本实施方式中，第二狭缝32的整个入口与副翼22的前端22b面对。在这样的位置具有第二狭缝32的入口时，能高效率地将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导。
[0065]护罩壁3的周向上的第一狭缝31的长度期望比该第一狭缝31朝向叶轮2开口的位置处的相邻的主翼21之间的距离短。这是由于:若为该结构，则不会出现两个主翼21的前端21b同时位于一个第一狭缝31上的情况，能利用各主翼21良好地进行通过第一狭缝31的工作流体的取出。从同样的观点出发，护罩壁3的周向上的第二狭缝32的长度期望比该第二狭缝32朝向叶轮2开口的位置处的主翼21与副翼22之间的距离短。
[0066]如图3所示，在通过叶轮2的旋转轴A(旋转轴11的中心轴)的子午面中，在主翼21的前端21b的投影长度为LI时，第一狭缝31的入口(叶轮2侧的开口)处于距离主翼21的上游端21a例如0.02L1?0.4L1 (或0.05L1?0.1L1)的范围内。另一方面，在副翼22的前端22b的投影长度为L2时，第二狭缝32的入口(叶轮2侧的开口 )处于距离副翼22的上游端22a例如0.02L2?0.4L2 (或0.05L2?0.1L2)的范围内。第一狭缝31的宽度例如为面向第一狭缝31的位置处的主翼21的厚度的3?5倍。同样地，第二狭缝32的宽度例如为面向第二狭缝32的位置处的副翼22的厚度的3?5倍。需要说明的是，“投影长度”是指在图3的子午面投影图中前端21b及22b描画的弧的长度。
[0067]在以上说明的离心压缩机IA中，通过第一狭缝31抽出流入主翼21彼此之间的工作流体的一部分，从而能防止或抑制由工作流体通过主翼21的前端21b与护罩壁3之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。另外，通过第二狭缝32抽出流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分，从而能防止或抑制由工作流体通过副翼22的前端22b与护罩壁3之间的间隙而泄露所引起的旋涡的产生。由此，能提高离心压缩机IA的性能。
[0068]此外，由工作流体通过翼的前端与护罩壁之间的间隙而泄露所引起的旋涡多出现在翼的上游端紧接着的下游侧。因此，若使第一狭缝31的开口(入口)位于距离主翼21的上游端21a例如0.02L1?0.4L1 (或0.05L1?0.1L1)的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。同样地，若使第二狭缝32的开口(入口)位于距离副翼22的上游端22a例如0.02L2?0.4L2(或0.05L2?0.1L2)的范围内，则能极有效地防止或抑制旋涡的产生。
[0069]<变形例>
[0070]如图5所示，变形例涉及的离心压缩机IB除了在护罩壁3上未设置第一狭缝31这一点之外具有与参照图1?4说明的离心压缩机IA相同的结构。在护罩壁3上设有至少一个第二狭缝32作为将工作流体的一部分向抽出室4引导的抽出通路。离心压缩机IB的其他部分可以适当应用离心压缩机IA的说明。
[0071]在主翼21的上游端21a的附近，在主翼21的加压面处的工作流体的压力与主翼21的非加压面处的工作流体的压力之间尚未产生较大的差异。另一方面，在工作流体到达副翼22时，在主翼21的加压面处的工作流体的压力与主翼21的非加压面处的工作流体的压力之间产生比较大的差异。因此，与主翼21相比，工作流体越过翼的前端这样的现象更容易在副翼22发生。因此，若为了将流入副翼22的加压面与主翼21之间的工作流体的一部分向抽出室4引导而形成抽出通路(狭缝32)，则能有效地提高离心压缩机IB的性能。
[0072]<其他的变形例>
[0073]在上述实施方式中，第一狭缝31及第二狭缝32均设置有多个，但第一狭缝31及第二狭缝32也可以各设置一个。
[0074]另外，将工作流体的一部分向抽出室4引导的抽出通路的截面形状并不特别限定。例如，代替第一狭缝31，也可以设置具有圆形、椭圆形、矩形等其他的截面形状的贯通孔。另外，也可以沿护罩壁3的周向形成具有彼此不同的截面形状的抽出通路。该结构对第二狭缝32也适用。
[0075]另外，在上述实施方式中，利用设于凸缘5的开口 51将抽出室4与和吸入口 12连续的环状空间18b连接。但是，抽出室4也可以与比吸入口 12处的工作流体的压力小的空间连接。例如，抽出室4也可以通过贯通壳体15的流路与和离心压缩机IA或IB独立地设置的负压源(例如另一压缩机的吸入侧)连接。
[0076](应用例)
[0077]上述的离心压缩机IA及IB的用途没有特别限定，可以应用于定置式或例如搭载于机动车等车辆的燃气涡轮发电装置。或者，离心压缩机IA及IB例如能使用于图6所示那样的制冷循环装置10。[0078]制冷循环装置10具备使制冷剂循环的主回路6、吸热用的第一循环路7及散热用的第二循环路8。在主回路6、第一循环路7及第二循环路8内填充有常温下为液体的制冷齐U。详细而言，作为制冷剂，使用常温下的饱和蒸气压为负压的制冷剂。作为这样的制冷齐U，可举出以水或乙醇为主要成分的制冷剂。主回路6、第一循环路7及第二循环路8内成为比大气压低的负压状态。在本说明书中，“主要成分”是指以质量比计含有最多的成分。
[0079]主回路6包括蒸发器66、第一压缩机61、中间冷却器62、第二压缩机63、冷凝器64及膨胀阀65，这些设备通过流路依次连接。
[0080]蒸发器66储存制冷剂液并且在内部使制冷剂液蒸发。具体而言，利用第一循环路7使储存于蒸发器66的制冷剂液经由吸热用热交换器71循环。例如，在制冷循环装置10为进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，吸热用热交换器71设置于室内，通过与制冷剂液进行热交换而将由鼓风机供给来的室内的空气冷却。
[0081]第一压缩机61及第二压缩机63通过两阶段对制冷剂蒸气进行压缩。作为第一压缩机61，使用上述的离心压缩机IA或1B。第二压缩机63可以是与第一压缩机61独立的容积型压缩机，但在本实施方式中，是通过旋转轴11与第一压缩机61连结的离心型压缩机。使旋转轴11旋转的电动机67可以配置于第一压缩机61与第二压缩机63之间，也可以配置于任一压缩设备的外侧。若通过旋转轴11将第一压缩机61与第二压缩机63连结，则将减少第一压缩机61及第二压缩机63的零件个数。
[0082]中间冷却器62将从第一压缩机21排出的制冷剂蒸气在被第二压缩机22吸入之前冷却。中间冷却器62可以是直接接触式的热交换器，也可以是间接式的热交换器。
[0083]冷凝器64在内部使制冷剂蒸气冷凝并且储存制冷剂液。具体而言，利用第二循环路8使储存于冷凝器64的制冷剂液经由散热用热交换器81循环。例如，在制冷循环装置10为进行室内的制冷的空气调节装置的情况下，散热用热交换器81设置于室外，通过与制冷剂液进行热交换而将由鼓风机供给来的室外的空气加热。
[0084]但是，制冷循环装置10并非必须是制冷专用的空气调节装置。例如，若通过四通阀将设置于室内的第一热交换器及设置于室外的第二热交换器分别与蒸发器66及冷凝器64连接，则能获得可切换进行制冷运转和供暖运转的空气调节装置。在该情况下，第一热交换器及第二热交换器双方作为吸热用热交换器71及散热用热交换器81发挥功能。另外，制冷循环装置10并非必须是空气调节装置，例如也可以是冷却装置。另外，吸热用热交换器71的冷却对象及散热用热交换器81的加热对象也可以是空气以外的气体或液体。
[0085]膨胀阀65是对冷凝的制冷剂液进行减压的减压机构的一例。但是，作为减压机构，例如也可以不在主回路6上设置膨胀阀65，而采用蒸发器66内的制冷剂液的液面比冷凝器64内的制冷剂液的液面高这样的结构。
[0086]在图6所示的结构中，离心压缩机IA或IB的抽出室4(参照图1?4)通过回流路9与蒸发器66的内部空间连接。即，蒸发器66的内部空间相当于本发明的排出空间。因此，制冷剂蒸气通过回流路9从离心压缩机IA或IB的抽出室4返回蒸发器66。由此，能提高离心压缩机IA或IB的性能，进而能提高制冷循环装置10的性能。期望在回流路9上设有流量调整阀91。通过利用流量调整阀91调整制冷剂蒸气的流量，能将离心压缩机IA或IB的效率最佳化。
[0087]需要说明的是，蒸发器66并非必须为直接接触式的热交换器，也可以为间接式的热交换器。在该情况下，在蒸发器66内被冷却的热介质在第一循环路7中循环。同样地，冷凝器64并非必须为直接接触式的热交换器，也可以为间接式的热交换器。在该情况下，在冷凝器64内被加热的热介质在第二循环路8中循环。
【权利要求】
1.一种离心压缩机，其对工作流体进行压缩，其中，具备: 叶轮，其交替地配置有主翼和比所述主翼短的副翼； 护罩壁，其具有沿着所述叶轮的形状，且形成吸入口 ； 抽出室，其与所述护罩壁的外侧面面对，且与压力等于或小于所述吸入口处的工作流体的压力的排出空间连接， 在所述护罩壁上设有将流入所述副翼的加压面与所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的抽出通路， 在将所述主翼、所述副翼及所述护罩壁向通过所述叶轮的旋转轴的子午面进行旋转投影而得到的子午面投影图中，所述副翼的上游端和所述副翼的前端的交点与所述抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 在所述护罩壁上还设有将流入相邻的所述主翼之间的工作流体的一部分向所述抽出室引导的追加的抽出通路， 在所述子午面投影图中，所述主翼的上游端与所述主翼的前端的交点与所述追加的抽出通路的入口的接近所述吸入口一侧的开口缘相比位于接近所述吸入口的位置。
3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述护罩壁的周向上的所述追加的抽出通路的长度比该追加的抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的相邻的所述主翼之间的距离短。
4.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 在所述子午面投影图中，在所述主翼的所述前端的投影长度为LI时，所述追加的抽出通路的所述入口位于距离所述主翼的所述上游端0.02L1~0.4L1的范围内。
5.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述抽出通路及所述追加的抽出通路均为多个，所述抽出通路和所述追加的抽出通路沿所述护罩壁的周向交替地排列成交错状。
6.根据权利要求2所述的离心压缩机，其中， 所述追加的抽出通路的数量与所述主翼的数量相等，所述追加的抽出通路以与所述主翼相同的角度间距配置。
7.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 所述护罩壁的周向上的所述抽出通路的长度比该抽出通路朝向所述叶轮开口的位置处的所述主翼与所述副翼之间的距离短。
8.根据权利要求1所述的离心压缩机，其中， 在所述子午面投影图中，在所述副翼的所述前端的投影长度为L2时，所述抽出通路的所述入口位于距离所述副翼的所述上游端0.02L2~0.4L2的范围内。
9.一种制冷循环装置，其中，具备: 主回路，其依次连接有储存制冷剂液且在内部使制冷剂液蒸发的蒸发器、压缩制冷剂蒸气的第一压缩机、以及在内部使制冷剂蒸气冷凝且储存制冷剂液的冷凝器； 第一循环路，其使储存于所述蒸发器的制冷剂液或在所述蒸发器内被冷却的热介质经由吸热用热交换器循环； 第二循环路，其使储存于所述冷凝器的制冷剂液或在所述冷凝器内被加热的热介质经由散热用热交换器循环， 所述第一压缩机是权利要求1所述的离心压缩机，所述制冷循环装置还具备使制冷剂蒸气从所述离心压缩机的所述抽出室返回所述蒸发器的回流路。
10.根据权利要求9所述的制冷循环装置，其中， 所述第二压缩机是离心型， 所述第一压缩机与所述第二压缩机通过旋转轴连结。
11.根据权利要求9所述的制冷循环装置，其中， 在所述回流路中设有流量调整阀。
【文档编号】F04D29/66GK103620225SQ201380001726
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】田口英俊, 西胁文俊, 小森晃 申请人:松下电器产业株式会社
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