离心式压缩机、制冷系统、空调器和制冷设备的制作方法

1.本实用新型属于压缩机系统技术领域，具体提供了一种离心式压缩机、制冷系统、空调器和制冷设备。


背景技术：

2.离心式压缩机因其节能高效、运行稳定和寿命长，而被广泛应用于空调、冰箱等电器设备中。
3.离心式压缩机一般都包括蜗壳、设置在蜗壳内的叶轮和扩压器，其工作原理是：当叶轮高速旋转时，气体会随之旋转并在离心力作用下被甩到扩压器中，从而在叶轮处形成真空区域，吸引外界的气体进入叶轮。随着叶轮的不断旋转，气体被不断地吸入并甩出，从而实现气体的连续流动。
4.更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速转动的叶轮使气体的流动速度和压力在离心力的作用下均有所提升。即，离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。然后，气体在流经扩压器的通道时，随着扩压器流道截面的逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，进一步起到增压的作用。
5.但是，离心式压缩机在工作的过程中经常会由于喘振而被破坏。离心式压缩机喘振产生的原因是：随着离心式压缩机所在系统的管网阻力不断增大，离心式压缩机内部的流量也会逐渐变小，进而导致离心式压缩机内部叶轮和蜗壳中气体的流动性变差。当流量减小到一定值时，由于气体在叶轮处的流动恶化，导致叶轮不能正常对气体做功，进而导致离心式压缩机出口处的压力小于管网压力，致使离心式压缩机与管网之间出现气流振荡，从而使离心式压缩机产生剧烈振动，极易导致离心式压缩机在很短时间内受到严重破坏。这种现象称为喘振。


技术实现要素：

6.本实用新型的一个目的在于，解决现有离心式压缩机在工作的过程中容易因喘振而被破坏的问题。
7.本实用新型进一步的目的在于，提供一种避免离心式压缩机出现喘振或降低离心式压缩机喘振现象的制冷系统、空调器和制冷设备。
8.为实现上述目的，本实用新型在第一方面提供了一种离心式压缩机，包括电机和压缩装置，所述电机包括机壳、定子和转子，所述机壳上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔分别用于连通所述机壳的内外两侧；所述压缩装置包括与所述机壳固定连接或一体制成的蜗壳、设置在所述蜗壳内并且与所述转子驱动连接的叶轮和设置在所述蜗壳内的扩压器；所述蜗壳上设置有供气通道，所述供气通道通过其一端与所述扩压器连通，所述供气通道通过其另一端与所述蜗壳的外侧连通。
9.可选地，所述电机的所述机壳上设置有储气腔和补气通道，所述储气腔与所述供
气通道的所述另一端连通，所述补气通道的一端与所述储气腔连通，所述补气通道的另一端与所述机壳的外侧连通。
10.可选地，所述储气腔设置为环形空腔。
11.可选地，所述供气通道包括多个环形通道和/或多个弧形通道。
12.可选地，所述供气通道整体上为锥形。
13.本实用新型在第二方面提供了一种制冷系统，包括冷凝器、降压构件、蒸发器和第一方面中任一项所述的离心式压缩机，所述离心式压缩机的出口与所述冷凝器的进口流体连接，所述冷凝器的出口与所述降压构件的进口流体连接，所述降压构件的出口与所述蒸发器的进口流体连接，所述蒸发器的出口与所述离心式压缩机的进口流体连接；所述第一通孔与所述冷凝器的出口流体连接，所述第二通孔与所述供气通道、所述降压构件的出口和所述蒸发器的进口分别流体连接；所述制冷系统还包括控制阀，所述控制阀用于控制从所述第二通孔流出的冷媒是否流向所述供气通道。
14.可选地，所述控制阀是三通控制阀，所述三通控制阀包括与所述第二通孔流体连接的进口、与所述降压构件的出口和所述蒸发器的进口分别流体连接的第一出口以及与所述供气通道流体连接的第二出口。
15.可选地，所述控制阀是两通控制阀，所述两通控制阀串联在所述第二通孔与所述供气通道之间。
16.本实用新型在第三方面提供了一种空调器，包括第二方面中任一项所述的制冷系统。
17.本实用新型在第四方面提供了一种制冷设备，包括第二方面中任一项所述的制冷系统。
18.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型前述的技术方案中，通过在电机的机壳上设置第一通孔和第二通孔，在蜗壳上设置供气通道，并使供气通道通过其一端与扩压器连通，使供气通道通过其另一端与蜗壳的外侧连通，使得离心式压缩机在使用时能够通过供气通道为扩压器补气增焓，从而提升扩压器内气体的静压能。因此，本实用新型能够有效地避免或降低离心式压缩机的喘振。
19.进一步，通过在电机的机壳上设置储气腔和补气通道，并使储气腔与供气通道的另一端连通，使补气通道的一端与储气腔连通，使补气通道的另一端与机壳的外侧连通，使得气体在进入扩压器之前，先经过储气腔进行缓冲，从而使得气体进入扩压器时流速更加稳定，提升了扩压器补气时的稳定性。
20.再进一步，通过使第一通孔与冷凝器的出口流体连接，使第二通孔与供气通道、降压构件的出口和蒸发器的进口分别流体连接，并使控制阀控制从第二通孔流出的冷媒是否流向供气通道；使得离心式压缩机能够利用从冷凝器流出的冷媒先对电机进行冷却再对扩压器进行补气。因此，本实用新型不仅有效地降低了离心压缩机中电机的温度，保证了电机的工作效率，同时还避免了离心式压缩机出现或降低了喘振。
21.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，后文将参照附图来描述本实用新型的部分实施例。本领域技术人员应当理解的是，同一附图标记在不同附图中所标示的部件或部分相同或类似；本实用新型的附图彼此之间并非一定是按比例绘制的。附图中：
23.图1是本实用新型一些实施例中离心式压缩机的结构示意图；
24.图2是图1中离心式压缩机沿a-a方向的剖视图(示例一)；
25.图3是图1中离心式压缩机沿a-a方向的剖视图(示例二)；
26.图4是本实用新型一些实施例中制冷系统的构成示意图；
27.图5是本实用新型另一些实施例中制冷系统的构成示意图。
具体实施方式
28.本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本实用新型的保护范围之内。
29.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.进一步，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“冷量”和“热量”为同一物理状态的两种描述。即，某目标物(例如蒸发器、空气、冷凝器等)具有的“冷量”越高，则具有的“热量”越低，具有的“冷量”越低，则具有的“热量”越高。某目标物吸收“冷量”的同时会释放“热量”，释放“冷量”的同时会吸收“热量”。某目标物保存“冷量”或“热量”，为使该目标物保持当前的温度。“制冷”和“吸热”为同一物理现象的两种描述，即，某目标物(例如蒸发器)在制冷的同时会吸热。
32.下面参照图1来对本实用新型一些实施例中的离心式压缩机进行详细说明。
33.在此之前需要说明的是，为了方便描述，以及为了使本领域技术人员能够快速地理解本实用新型的技术方案，后文仅对与本实用新型所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较强(直接相关或间接相关)的技术特征进行描述，对于与实用新型所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较弱的技术特征不再进行赘述。由于该关联程度较弱的技术特征属于本领域的公知常识，因此本实用新型即便是不描述该关联程度较弱的特征，也不会导致本实用新型的公开不充分。
34.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，离心式压缩机100包括电机110和两个压缩装置120。此外，在本实用新型的其他实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，使离心式压缩机100仅包括一个压缩装置120或三个以上数量的压缩装置120。
35.继续参阅图1，在本实用新型的一些实施例中，电机110包括机壳111、定子112和转子113。其中，机壳111上设置有第一通孔1111和第二通孔1112，第一通孔1111和第二通孔1112分别用于连通机壳111的内外两侧。定子112与机壳111固定连接，转子113相对于定子112可转动。
36.优选地，在电机110的轴向上，第一通孔1111和第二通孔1112分别位于定子112的两侧，以使从第一通孔1111流入机壳111并且从第二通孔1112流出机壳111的介质(例如冷媒、气体)都流经定子112，对定子112进行冷却。
37.继续参阅图1，虽然图中并未标记，但是电机110还包括支撑轴承(滚子轴承)、磁悬浮轴承、推力轴承等结构。由于电机110内的该些结构为离心式压缩机100的常规结构，所以此处不再进行详细说明。
38.继续参阅图1，压缩装置120包括与机壳111固定连接或一体制成的蜗壳121、设置在蜗壳121内并且与转子113驱动连接的叶轮122和设置在蜗壳121内的扩压器123。其中，叶轮122优选地与转子113同轴固定连接。扩压器123在叶轮122的径向上位于叶轮122的外侧。
39.继续参阅图1，在本实用新型的一些实施例中，蜗壳121上设置有供气通道1211，供气通道1211通过其一端与扩压器123连通，供气通道1211通过其另一端与蜗壳121的外侧连通。电机110的机壳111上设置有补气通道1113和储气腔1114，储气腔1114与供气通道1211的另一端连通，补气通道1113的一端与储气腔1114连通，补气通道1113的另一端与机壳111的外侧连通。以使气体在进入扩压器123之前，先经过储气腔1114进行缓冲，从而使得气体进入扩压器123时流速更加稳定，提升了扩压器123补气时的稳定性。
40.优选地，储气腔1114为环形空腔，并且供气通道1211整体上为锥形。
41.进一步，供气通道1211可以是任意可行的结构。例如，圆形、环形、方形、环形等。
42.作为示例一，如图2所示，供气通道1211包括多个环形通道12111，并且每一个环形通道12111均为锥形。
43.作为示例二，如图3所示，供气通道1211包括多个弧形通道12112。优选地，该多个弧形通道12112在蜗壳121的径向上分布为三层，并且每一层内的所有弧形通道12112绕蜗壳121的轴线等间距分布。
44.需要说明的是，当离心式压缩机100仅有一个压缩装置120时，则该一个压缩装置120的蜗壳121上设置有供气通道1211，机壳111上设置有与该供气通道1211相对应的补气通道1113和储气腔1114。当离心式压缩机100具有两个压缩装置120时，则一个或两个压缩装置120的蜗壳121上设置有供气通道1211，并且机壳111上设置有与每一个供气通道1211相对应的补气通道1113和储气腔1114。
45.下面参照图4并结合制冷系统1000来对图1中离心式压缩机100的工作原理进行详细说明。
46.如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，制冷系统1000包括离心式压缩机100、单向阀200、冷凝器300、过滤器400、降压构件500、蒸发器600、电动球阀700和控制阀800。
47.其中，离心式压缩机100的两个压缩装置120串联，以使离心式压缩机100仅有一个
进口和一个出口。本领域技术人员能够理解的是，两个压缩装置120中上游的一个压缩装置120能够给下游的一个压缩装置120提供更高流速和压力的冷媒。
48.继续参阅图4，离心式压缩机100的出口与冷凝器300的进口流体连接，冷凝器300的出口与降压构件500的进口流体连接，降压构件500的出口与蒸发器600的进口流体连接，蒸发器600的出口与离心式压缩机100的进口流体连接。
49.进一步，单向阀200串联在离心式压缩机100的出口与冷凝器300的进口之间，以防止冷凝器300内的冷媒回流至离心式压缩机100的出口。过滤器400串联在冷凝器300的出口与降压构件500的进口之间。电动球阀700串联在蒸发器600的出口与离心式压缩机100的进口之间。
50.优选地，降压构件500为电子膨胀阀。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将降压构件500设置为毛细管。
51.继续参阅图4，第一通孔1111与冷凝器300的出口流体连接，第二通孔1112与供气通道1211、降压构件500的出口和蒸发器600的进口分别流体连接。
52.进一步，控制阀800是三通控制阀810，三通控制阀810包括与第二通孔1112流体连接的进口(图中未标记)、与降压构件500的出口和蒸发器600的进口分别流体连接的第一出口(图中未标记)以及与供气通道1211流体连接的第二出口(图中未标记)。
53.在离心式压缩机100正常工作的过程中，扩压器123并不需要补气。此时，三通控制阀810使其进口仅与第一出口连通，以使第二通孔1112与蒸发器600的进口的连通，以避免从第二通孔1112流出的冷媒流入供气通道1211。
54.当转子113的转速较低，使得冷媒在扩压器123内的流量较小时，即，冷媒在扩压器123内的流量低于预先设定的最小流量时，扩压器123需要补气。此时，三通控制阀810使其进口与第一出口和第二出口分别连通，以使从第二通孔1112流出的冷媒经由补气通道1113、储气腔1114和供气通道1211进入扩压器123。
55.如图5所示，在本实用新型的另一些实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，将控制阀800设置为两通控制阀820，并使两通控制阀820串联在第二通孔1112与供气通道1211之间。以使从第二通孔1112流出的冷媒始终流向蒸发器600，并在扩压器123需要补气时，使两通控制阀820开启，从而使从第二通孔1112流出的冷媒经由补气通道1113、储气腔1114和供气通道1211进入扩压器123。
56.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，通过在电机110的机壳111上设置第一通孔1111和第二通孔1112，在蜗壳121上设置供气通道1211，并使供气通道1211通过其一端与扩压器123连通，使供气通道1211通过其另一端与蜗壳121的外侧连通，使得离心式压缩机100在使用时能够通过供气通道1211为扩压器123补气增焓，从而提升扩压器123内气体的静压能。因此，本实用新型能够有效地避免或降低离心式压缩机100的喘振。
57.进一步，通过在电机110的机壳111上设置补气通道1113和储气腔1114，并使储气腔1114与供气通道1211的另一端连通，使补气通道1113的一端与储气腔1114连通，使补气通道1113的另一端与机壳111的外侧连通，使得气体在进入扩压器123之前，先经过储气腔1114进行缓冲，从而使得气体进入扩压器123时流速更加稳定，提升了扩压器123补气时的稳定性。
58.再进一步，通过使第一通孔1111与冷凝器300的出口流体连接，使第二通孔1112与
供气通道1211、降压构件500的出口和蒸发器600的进口分别流体连接，并使控制阀800控制从第二通孔1112流出的冷媒是否流向供气通道1211；使得离心式压缩机100能够利用从冷凝器300流出的冷媒先对电机110进行冷却再对扩压器123进行补气。因此，本实用新型不仅有效地降低了离心压缩机中电机110的温度，保证了电机110的工作效率，同时还避免了离心式压缩机100出现或降低了喘振。
59.本领域技术人员能够理解的是，当离心式压缩机100包括两个压缩装置120时，并且每一个压缩装置120分别配置有供气通道1211时，控制阀800用于控制第二通孔1112流出的冷媒是否流向两个压缩装置120的供气通道1211。进一步，每一个压缩装置120的供气通道1211是否接收从第二通孔1112流出的冷媒，可以通过同一个控制阀800控制，也可以分别通过一个控制阀800控制。
60.此外，虽然图中并未示出，但是本实用新型还提供了一种空调器和制冷设备，该空调器和制冷设备分别包括前文任一实施例中描述的制冷系统1000。该空调器可以是柜机空调、挂机空调、窗机空调(室内室外各一半)、中央空调或一拖二式空调(一个室外机同时控制两个室内机)。该制冷设备可以是冰箱、冷冻柜或冷藏柜。
61.至此，已经结合前文的多个实施例描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本实用新型技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本实用新型的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本实用新型的保护范围之内。