一种离心压缩机及空调系统的制作方法

1.本技术涉及离心压缩机领域，尤其涉及一种离心压缩机及空调系统。


背景技术：

2.空调的内部一般设置有双级离心压缩机，双级离心压缩机能够对流经其内部的气态冷媒进行加压，从而保证空调制冷或制热的效率。
3.在相关技术中，双级离心压缩机主要包括机壳以及位于机壳内部的无叶扩压器、一级叶轮、回流器以及二级叶轮，在无叶扩压器和回流器之间形成有扩压通道，扩压通道的进风口与一级叶轮的出风口连通，如此可以使得从一级叶轮排出的高速气态冷媒进入扩压通道内，并转化为低速高压的气态冷媒，以实现对气态冷媒的第一级压缩。
4.但是由于在扩压通道出风口位置处，气态冷媒的流速下降，而压力却升高，即在扩压通道的出风口和进风口之间会出现压力差的现象，如此，扩压通道的出风口处的气态冷媒具有向扩压通道的进风口处流动的趋势，即会出现回流现象，如此会阻挡扩压通道内气态冷媒的流动，从而降低了双级离心压缩机的工作能效。


技术实现要素：

5.本技术提供一种离心压缩机及空调系统，用于解决双级离心压缩机的工作能效降低的问题。
6.第一方面，本技术提供一种离心压缩机，包括机壳，其内部形成有腔体；所述腔体内固定有同轴设置的多级叶轮、无叶扩压器和回流器；所述多级叶轮包括一级叶轮，所述无叶扩压器与所述回流器之间形成扩压通道，所述一级叶轮的出风口与所述扩压通道的进风口连通；换向板，其绕所述无叶扩压器外周设置且与所述机壳固定连接，所述换向板与所述回流器之间形成换向通道，所述换向通道的进风口与所述扩压通道的出风口连通；所述换向板与所述无叶扩压器的周壁面之间形成有环形的补气间隙；所述换向板上形成有补气通道，所述补气通道环绕所述无叶扩压器一周；所述机壳外壁上形成有与所述补气通道的周向相切的第一进气管； 所述补气间隙的第一端连通于所述换向通道的进风口，用于减少所述换向通道进风口的气体回流；所述补气间隙的第二端连通于所述补气通道；所述补气通道连通于所述第一进气管。
7.在本技术的一些实施例中，所述换向板朝向所述无叶扩压器的表面上开设有第一凹槽，所述第一凹槽绕所述无叶扩压器一周，并与所述无叶扩压器形成所述补气通道。
8.在本技术的一些实施例中，所述补气间隙形成于所述第一凹槽的槽口所在的表面与所述无叶扩压器之间，且所述补气间隙的第二端与所述第一凹槽连通。
9.在本技术的一些实施例中，所述第一进气管的第一端与所述补气通道连通，所述第一进气管的第二端流入补气气体。
10.在本技术的一些实施例中，沿所述补气通道内气体的流动方向，所述补气通道的进气面积逐渐减小，所述第一进气管的第一端连通于所述补气通道的进气面积最大处。
11.在本技术的一些实施例中，所述补气通道进气面积按照等比例或变比例逐渐变化。
12.在本技术的一些实施例中，所述换向板与所述机壳一体成型。
13.本技术提供的离心压缩机，低压气态冷媒能够通过一级叶轮的进风口进入一级叶轮内，并在一级叶轮的作用下，转变为高速的气态冷媒，并从一级叶轮的出风口进入扩压通道内，在扩压通道内，高速的气态冷媒会转化为低速高压的气态冷媒，并进入换向通道内，以此实现一级压缩。
14.由于换向板与无叶扩压器之间具有补气间隙，因此可以通过补气间隙将外部的气态冷媒引进换向通道的进风口（扩压通道的出风口）处，以带动换向通道进风口位置处的气态冷媒沿着换向通道进行流动，以此改善此处的回流现象，从而使得气态冷媒能够在扩压通道和换向通道内通畅的进行流动，从而提高多级离心压缩机的能效。
15.补气间隙环绕无叶扩压器一周。如此一来，沿无叶扩压器的周向，扩压通道的出风口处皆能进入气态冷媒，能够更好的提高多级离心压缩机的能效。换向板上形成有补气通道，补气通道环绕无叶扩压器一周，且与补气间隙的第二端连通，风道与外部的气态冷媒连通。通过在换向板上形成风道，利用环形的风道对环形的补气间隙进行补气，简化设计。本技术多级离心压缩机第一进气管固定于机壳的外壁上，并与风道的周向相切，第一进气管的第一端与风道连通，第一进气管的第二端与外部的气态冷媒连通；沿风道内气态冷媒的流动方向，风道的通风截面面积逐渐减小，第一进气管的第一端连通于风道的通风截面面积最大处。利用切向进气，实现扩压通道周向进气的均匀性。
16.第二方面，本技术还提供了一种空调系统，包括冷凝器、蒸发器、经济器和上述的离心压缩机，所述经济器通过连接管道连接于冷凝器和蒸发器中间；所述经济器连通于所述第一进气管。利用经济器为多级离心压缩机提供气态冷媒，实现对系统的补气增焓，提高多级离心压缩机的能效和效率。
附图说明
17.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
18.图1为本技术实施例提供的空调系统的第一种外部结构示意图；
19.图2为本技术实施例提供的空调系统的第二种外部结构示意图；
20.图3为本技术实施例提供的空调系统处于制冷模式下的内部冷媒流动的外部结构示意图；
21.图4为相关技术中的多级离心压缩机的剖视示意图；
22.图5为相关技术中的多级离心压缩机的仿真示意图；
23.图6为本技术实施例提供的多级离心压缩机的爆炸示意图；
24.图7为本技术实施例提供的多级离心压缩机的第一种剖视示意图；
25.图8为图7中a处的局部放大图；
26.图9为本技术实施例提供的多级离心压缩机的仿真示意图；
27.图10为本技术实施例提供的机壳的外部结构示意图；
28.图11为本技术实施例提供的空调系统具有经济器的外部结构示意图；
29.图12为本技术实施例提供的多级离心压缩机的第二种剖视示意图；
30.图13为本技术实施例提供的多级离心压缩机的第三种剖视示意图；
31.图14为本技术实施例提供的多级离心压缩机的第一种外部结构示意图；
32.图15为本技术实施例提供的多级离心压缩机的第六种剖视示意图。
33.附图标记：10-空调系统；100-室内机；110-第一外壳；120-第一换热器；121-蒸发器；200-室外机；210-第二外壳；220-第二换热器；221-冷凝器；230-多级离心压缩机；231-机壳；2311-开口； 232-无叶扩压器； 233-一级叶轮；234-回流器；235-二级叶轮；236-隔板；237-换向板；2371-第一凹槽；238-第一进气管；239-第二进气管；23a-扩压通道；23b-换向通道；23c-回流通道；23d-补气间隙；240-经济器；241-电子膨胀阀；250-补气通道。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在对管线进行描述时，本技术中所用“相连”、“连接”则具有进行导通的意义。具体意义需结合上下文进行理解。
38.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
39.空调作为一种调节室内温度的装置被广泛应用于日常生活中。基于此，如图1所示，本技术提供了一种空调系统10，包括室外机200以及室内机100，室外机200与室内机100连通，二者之间进行配合，以对室内温度进行调节。
40.具体地，如图2所示，室内机100包括第一外壳110和第一换热器120，第一换热器120设置于第一外壳110内部，室外机200包括第二外壳210、第二换热器220和多级离心压缩机230，第二换热器220和多级离心压缩机230设置于第二外壳210内部，第一换热器120、第二换热器220、多级离心压缩机230依次连通，实现对室内温度的调控。
41.其中，多级离心压缩机230一般为二级离心压缩机，二级离心压缩机能够对进入其
内部的气态冷媒进行两次压缩，如此可以对气态冷媒进行充分的压缩，保证空调系统10制冷或者制热的顺利进行。
42.示例性地，如图3所示，在夏季制冷时，第一换热器120作为蒸发器121，第二换热器220作为冷凝器221，多级离心压缩机230的进气口与蒸发器121的出气口连通，多级离心压缩机230的出气口与冷凝器221的进气口连通，冷凝器221的出气口与蒸发器121的进气口连通。
43.通过上述设置，进入蒸发器121内的液态冷媒会吸收室内的热量，使得室内的温度降低，实现制冷，同时液态冷媒由于吸收热量会转化为气态冷媒，然后从蒸发器121的出口排出并进入多级离心压缩机230内，在多级离心压缩机230内，气态冷媒被压缩为高压的气态冷媒，然后从多级离心压缩机230的出口排出至冷凝器221中，在冷凝器221中，气态冷媒冷凝放热，热量排放至室外，同时气态冷媒转化为液态冷媒，再次进入蒸发器121内，以此循环，对室内进行持续制冷。
44.具体地，为对进入多级离心压缩机230内的气态冷媒进行压缩，如图4所示，在相关技术中，提供了一种多级离心压缩机230，多级离心压缩机230包括机壳231、无叶扩压器232、一级叶轮233、回流器234和二级叶轮235，将无叶扩压器232、一级叶轮233、回流器234和二级叶轮235依次安装于机壳231内，并在无叶扩压器232、回流器234和机壳231之间形成依次连通的扩压通道23a、换向通道23b和回流通道23c，其中，扩压通道23a的进风口与一级叶轮233的出风口连通，回流通道23c的出风口与二级叶轮235的进风口连通，换向通道23b连通于扩压通道23a和回流通道23c之间。
45.通过上述设置，以使得从一级叶轮233的出风口排出的气态冷媒能够依次通过扩压通道23a、换向通道23b、回流通道23c并进入二级叶轮235内，并最终被排出至机壳231外部，在气态冷媒经过一级叶轮233和二级叶轮235的过程中，一级叶轮233和二级叶轮235会进行旋转，并利用旋转过程中的离心力对气态冷媒进行压缩，以得到高压的气态冷媒。
46.能够理解的是，无叶扩压器232的作用是，将一级叶轮233排出的气态冷媒中的动能转化为压力能，以对气态冷媒进行更充分的压缩。回流器234的作用是对从一级叶轮233的出风口排出的气态冷媒进行整流，以使得其能够从二级叶轮235的进风口进入二级叶轮235内，从而实现对气态冷媒的二级压缩。
47.但是由于在扩压通道23a内，气态冷媒的动能转化为静压能，如图5所示，如此便会使得扩压通道23a出风口位置处的气态冷媒流速降低，压力升高，即在扩压通道23a的出风口和进风口之间会出现压力差现象，如此扩压通道23a的出风口处的气态冷媒具有向扩压通道23a的进风口处流动的趋势，即会出现回流现象，如此会阻挡扩压通道23a内气态冷媒的流动，从而降低多级离心压缩机230的工作能效。
48.为解决上述问题，如图6所示，本技术提供的多级离心压缩机230包括压缩机组件、一级叶轮233以及二级叶轮235，压缩机组件包括机壳231、回流器234和无叶扩压器232，机壳231内部形成有腔体；如图7所示，回流器234和无叶扩压器232固定于腔体内；一级叶轮233转动设置于腔体内，无叶扩压器232和回流器234分别位于一级叶轮233沿其轴向的两侧，且无叶扩压器232与回流器234之间形成扩压通道23a，一级叶轮233的出风口与扩压通道23a的进风口连通；一级叶轮233的进风口与蒸发器121的出气口连通；隔板236固定于腔体内，且位于回流器234远离无叶扩压器232的一侧，隔板236绕一级叶轮233的轴线一周设
置，并与回流器234之间形成回流通道23c，回流通道23c的进风口与换向通道23b的出风口连通；二级叶轮235转动设置于腔体内，且位于隔板236与回流器234之间，回流通道23c的出风口与二级叶轮235的进风口连通，二级叶轮235的出气口与冷凝器221连通。
49.如图7所示，上述压缩机组件还包括换向板237，换向板237固定于腔体内，并绕无叶扩压器232一周设置，如图8所示，且换向板237与无叶扩压器232的周壁面之间形成有补气间隙23d，换向板237接近回流器234的一侧边沿朝接近回流器234的方向延伸，并与回流器234之间形成换向通道23b，换向通道23b的进风口与扩压通道23a的出风口连通；补气间隙23d的第一端与换向通道23b的进风口连通，补气间隙23d的第二端用于与外部的气态冷媒连通。
50.如此一来，如图7所示，从蒸发器121排出的低压气态冷媒能够通过一级叶轮233的进风口进入一级叶轮233内，并在一级叶轮233的作用下，转变为高速的气态冷媒，并从一级叶轮233的出风口进入扩压通道23a内，在扩压通道23a内，高速的气态冷媒会转化为低速高压的气态冷媒，并进入换向通道23b内，以此实现一级压缩。在经过换向通道23b后，气态冷媒会转弯进入回流通道23c内，并通过回流通道23c进入二级叶轮235内，在二级叶轮235的作用下，实现二级压缩，并最终从二级叶轮235的出风口排出至冷凝器221中，以此对蒸发器121排出的气态冷媒进行压缩。
51.如图8所示，由于换向板237与无叶扩压器232的周壁面之间具有补气间隙23d，因此如图9所示，可以通过补气间隙23d将外部的气态冷媒引进换向通道23b的进风口处，以带动扩压通道23a的出风口（换向通道23b进风口）位置处的气态冷媒沿着换向通道23b进行流动，以此改善此处的回流现象，从而使得气态冷媒能够在扩压通道23a和换向通道23b内通畅的进行流动，从而提高多级离心压缩机230的能效。
52.能够理解的是，一级叶轮233、无叶扩压器232、回流器234、二级叶轮235和隔板236应为同轴设置，通过在腔体内设置转轴，使转轴依次穿过一级叶轮233、无叶扩压器232、回流器234、二级叶轮235和隔板236，并利用电机驱动转轴转动，以此使得一级叶轮233和二级叶轮235进行转动。
53.其中，为使得一级叶轮233的进风口与蒸发器121的出气口连通，如图10所示，在机壳231上开设有开口2311，开口2311与腔体连通，将无叶扩压器232固定于腔体内，并使得无叶扩压器232的进气口通过开口2311与蒸发器121的出气口连通，将一级叶轮233设置于无叶扩压器232的进气口处，使得一级叶轮233通过无叶扩压器232的进气口与蒸发器121的出气口连通。
54.当然，也可以直接利用管道穿过机壳231的侧壁，使得管道的第一端与无叶扩压器232的进气口连通，从而使得管道的第一端与一级叶轮233的进气口连通，使得管道的第二端与蒸发器121的出气口连通。
55.另外，为提供气态冷媒，如图11所示，本技术提供的室外机200还包括经济器240，经济器240与补气间隙23d的第二端连通。利用经济器240为补气间隙23d提供气态冷媒。
56.由于从经济器240排出的气态冷媒为低温的气态冷媒，因此将低温的气态冷媒排进换向通道23b内，可以实现对多级离心压缩机230的补气，可以降低多级离心压缩机230的工作温度，以提高多级离心压缩机230工作的效率。
57.当然，也可以设置单独的设备，提供气态冷媒。
58.示例性地，当经济器240为换热型经济器时，为利用经济器240提供气态冷媒，如图11所示，将经济器240连接于蒸发器121和冷凝器221之间，经济器240的第一进口通过连接管道与冷凝器221的出液口连通，在冷凝器221和经济器240之间连接有第一旁通路，第一旁通路的一端与连接管道连通，第一旁通路的另一端与经济器240的第二进口连通，经济器240的第一出口与蒸发器121的进液口连通，经济器240的第二出口与补气间隙23d的第二端连通；在连接管道与第一旁通支路的连接点，与经济器240的第二进口之间设置有电子膨胀阀241。
59.如此一来，可以通过调节电子膨胀阀241，控制经过经济器240的第一进口进入经济器240内部的冷媒的流量，以使得从第一进口进入经济器240内部的冷媒与从第二进口进入经济器240内部的冷媒之间进行换热，以使得从经济器240的第二出口排出的为低温的气态冷媒，由于经济器240的第二出口与补气间隙23d的第二端连通，因此低温的气态冷媒能够经过补气间隙23d进入换向通道23b内。以此改善扩压通道23a的出风口（换向通道23b的进风口）处的回流现象，并实现补气增焓，以提高多级离心压缩机230的能效，并提高其效率。
60.当然经济器240也可以是其它的类型。
61.在此基础上，如图8所示，上述补气间隙23d环绕无叶扩压器232一周设置，如此一来外部的气态冷媒能够通过环形的补气间隙23d，从扩压通道23a的出风口位置处进入换向通道23b内，如此在沿无叶扩压器232的周向，换向通道23b的进风口每一处皆能够进入气态冷媒，如此可以改善沿无叶扩压器232周向上，扩压通道23a的出风口每一处的回流情况，从而更好的提高多级离心压缩机230的能效。
62.或者，上述补气间隙23d也可以沿无叶扩压器232的周向，环绕无叶扩压器232的一部分。
63.在此基础上，为便于外部的气态冷媒进入补气间隙23d内，如图12所示，压缩机组件上形成有补气通道250，补气通道250环绕无叶扩压器232一周，且与补气间隙23d的第二端连通，补气通道250与外部的气态冷媒连通。
64.如此一来，外部的气态冷媒便能够进入补气通道250内，由于补气通道250绕无叶扩压器232一周设置，因此气态冷媒能够环绕无叶扩压器232一周，由于补气通道250与补气间隙23d的第二端连通，而补气间隙23d又为环形的补气间隙23d，故补气通道250内的气态冷媒能够通过补气间隙23d进入换向通道23b内。
65.由于补气通道250的存在，在通入气态冷媒时，不需要直接在环形的补气间隙23d的第二端通入气态冷媒，不需要设置环形的进气管道连通环形的补气间隙23d的第二端，只需要在补气通道250壁上开设一个连通风道外部的开口，使得开口与外部的气态冷媒连通即可，如此可以简化加工，便于安装连通外部的气态冷媒。
66.在一些实施例中，为形成上述补气通道250，如图13所示，机壳231与换向板237固定连接，换向板237朝向无叶扩压器232的表面上开设有第一凹槽2371，第一凹槽2371绕无叶扩压器232一周，并与无叶扩压器232形成补气通道250，补气间隙23d形成于第一凹槽2371的槽口所在的表面与无叶扩压器232之间，且补气间隙23d的第二端与第一凹槽2371连通。
67.通过在换向板237上开设第一凹槽2371，利用第一凹槽2371与无叶扩压器232形成
补气通道250，使得第一凹槽2371所在的表面与无叶扩压器232之间形成补气间隙23d，将补气间隙23d的第二端与第一凹槽2371连通，以使得外部的气态冷媒能够进入第一凹槽2371内，并最终通过补气间隙23d进入换向通道23b内。
68.能够理解的是，第一凹槽2371的槽口所在的平面与无叶扩压器232之间形成补气间隙23d，是指第一凹槽2371的槽口所在的表面，接近回流器234一侧的部分与无叶扩压器232之间形成补气间隙23d，如此可以便于使得补气间隙23d连通于第一凹槽2371与换向通道23b的进气口之间。
69.其中，机壳231与换向板237固定连接可以是二者为一体成型结构，一体成型结构的机壳231与换向板237结构强度更高，另外在加工时，可以一次性加工完成，不需要进行二次加工。当然机壳231和换向板237也可以是分体结构，将机壳231和换向板237分别加工出来，然后再进行二次加工，将二者固定于一起，如此可以降低加工机壳231和换向板237的难度。
70.在此基础上，为使得进入补气通道250内部的气态冷媒能够沿补气通道250的一周均匀的通过补气间隙23d进入换向通道23b内，如图14所示，多级离心压缩机230还包括第一进气管238，第一进气管238固定于机壳231的外壁上，如图15所示，第一进气管238与补气通道250的周向相切，第一进气管238的第一端与补气通道250连通，第一进气管238的第二端与外部的气态冷媒连通；沿补气通道250内气态冷媒的流动方向，补气通道250的通风截面面积逐渐减小，第一进气管238的第一端连通于补气通道250的通风截面面积最大处。
71.由于第一进气管238与补气通道250的周向相切，因此进入第一进气管238内的气态冷媒能够通过第一进气管238沿与补气通道250相切的方向进入补气通道250内，并沿补气通道250顺时针或者逆时针（图15中为顺时针）进行流动。
72.又由于沿补气通道250内气态冷媒的流动方向，补气通道250的通风截面面积逐渐减小，因此在气态冷媒流动的过程中，气态冷媒的压力逐渐增大，如此可以弥补随着气态冷媒的流动，其自身压力能逐渐减小的问题，可以确保气态冷媒在扩压器周向上均匀的进入补气间隙23d内，从而确保换向通道23b周向进气的均匀性，从而更好的改善换向通道23b的进风口处的回流现象。
73.其中，为更好的实现周向进气的均匀性，沿补气通道250内的气态冷媒的流动方向，补气通道250的截面面积呈等比例减小。即以固定的比例缩小，为了确定此比例，可以根据补气通道250的风阻，或者也可以根据进入补气通道250内的气态冷媒的初始速度以及补气通道250通风截面面积最大值进行确定。或者也可以通过上述综合数据进行确定。
74.当然，沿补气通道250内气态冷媒的流动方向，补气通道250的截面面积也可以以变化的比例进行减小。
75.示例性地，当补气通道250由第一凹槽2371和换向板237组成时，为使得第一进气管238与补气通道250的周向相切，如图13所示，应使得第一进气管238与第一凹槽2371的周向相切，且相切于机壳231上第一凹槽2371的槽底所在的一侧。如此一来，外部的气态冷媒便能够通过第一进气管238进入第一凹槽2371内，并从第一凹槽2371的槽口排出至补气间隙23d内，并最终进入换向通道23b内。
76.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本申
请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。