压缩机和空调器的制作方法

本发明涉及制冷设备领域，具体而言，涉及一种压缩机和空调器。

背景技术：

离心压缩机是一种通过高速旋转的叶轮对沿径向流动的冷媒气体做功而使该气体获得动能，再经扩压流动后转变为压力能的设备。

离心压缩机工作时，叶轮排出的高速气体经过扩压器扩压，动能有效的转化为压力能，成为低速高压气体。扩压器有无叶扩压器和有叶扩压器两种。

采用无叶扩压器，压缩机运行范围比较宽广，但是设计点的气动性能偏低。

采用叶片扩压器，降低气流在扩压器流道的行程，降低摩擦等损失，可以有效提高压缩机在设计点的气动性能。为了提高压缩机性能，离心压缩机一般采用有叶片的扩压器。

但是，离心压缩机不会时时在所设计的满负荷状态下工作。即，离心压缩机具有满负荷运行和部分负荷运行的运行工况。压缩机流道内的气动元件，都是按照满负荷工况运行设计的，所以满负荷工况运行时，气体流动状态好，压缩机的压缩工作协调、效率较高。

但是当客户所需要的负荷降低，压缩机在部分负荷工况下，压缩机内部流道中气体流量明显减小，气流在流道中会发生恶化而出现旋转脱离的现象。对于有叶片的扩压器结构，旋转脱离首先在叶片扩压器中出现。当流量减小到临界值时，脱离严重并且迅速扩张，形成突变型失速，破坏了气体的正常流动，甚至气体回流，就会产生喘振。喘振不但使压缩机不能正常制冷，还对压缩机产生破坏性的损坏。一般压缩机都采取控制措施限定压缩机的工作范围，确保压缩机运行在安全区间，达到无喘振运行的要求。

为了拓宽安全运行工作的范围，压缩机都采取一定设计结构来克服喘振。最为常用的避免喘振的结构，是在叶轮出口处，设置一个调节器，按照机组运行情况，调节叶轮出口的宽度。在流量减小时，减小叶轮出口的宽度，使扩压器通流面积减小，从而提高叶轮出口的气流速度，改善气流的不稳定性，避免喘振发生。这样，压缩机的工作范围得到拓宽。这种防喘振措施很有效果，但是调节器需要电机和一套机械传动系统带动，结构复杂，给制造、维护带来麻烦。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种压缩机和空调器，以改善现有技术中存在的压缩机的喘振问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种压缩机，压缩机包括：

叶轮，用于加速待压缩的冷媒；

扩压器，用于加速后的冷媒在其内进行压缩；以及

补气通道，与扩压器连通，用于向扩压器补充冷媒。

可选地，扩压器包括基盘和立设在基盘，相邻两个叶片之间形成流通面积沿远离叶轮的方向渐增的冷媒通道，补气通道与冷媒通道连通。

可选地，补气通道包括设在基盘上的孔道，孔道沿基盘的厚度方向延伸。

可选地，孔道设在叶片的背对叶片的压力面的一侧。

可选地，多个孔道沿叶片并排设置。

可选地，叶片沿远离叶轮的方向相对于叶轮的径向朝第一方向倾斜，多个孔道沿第二方向并排设置，第二方向沿远离叶轮的方向相对于叶片朝第一方向倾斜。

可选地，第二方向与所述叶片之间的夹角为β，其中β的范围为0°-30°。

可选地，孔道的流通面积沿靠近基盘的设有叶片的一侧的方向渐缩。

可选地，孔道沿靠近基盘的设有叶片的一侧的方向朝冷媒通道的下游倾斜。

可选地，所述孔道与所述基盘之间的夹角为α，其中α的范围为20°-70°。

可选地，α的范围为30°-50°。

可选地，压缩机还包括增焓补气口，增焓补气口与补气通道连通。

根据本申请的另一方面，还提供了一种空调器，该空调器包括上述的压缩机。

应用本申请的技术方案，补气通道向扩压器补充冷媒，提高了压缩机的排气压力，改善了压缩机的喘振的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的第一实施例的压缩机的结构示意图；

图2示出了图2的局部剖视图；

图3示出了本发明的第一实施例的压缩机的第一扩压器的结构示意图；

图4示出了图3中a-a处的剖视图；

图5示出了本发明的第一实施例的另一可选地孔道的结构示意图；

图6示出了本发明的第二实施例的压缩机的第一扩压器的结构示意图；以及

图7示出了图6的局部放大图。

图中：

1、第一叶轮；2、补气通道；3、第一扩压器；3a、第一基盘；3b、第一叶片；4、弯道；5、第三叶片；6、蜗壳；7、第二扩压器；7a、第二基盘；7b、第二叶片；8、第二叶轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施一

图1示出了本实施例的压缩机的结构示意图，图2示出了本实施例的压缩机的第一扩压器3的局部剖视图，如图1和2所示，本实施例的压缩机包括用于加速待压缩的冷媒的第一叶轮1、与第一叶轮1的排气侧连通的第一扩压器3和与第一扩压器3连通的补气通道2。

第一扩压器3包括流通面积沿远离第一叶轮1的方向渐增的冷媒通道，加速后的冷媒在第一扩压器3的冷媒通道内进行压缩。

本实施例中，补气通道2向第一扩压器3内补充冷媒，第一扩压器3排出的气体的压力被提高，压缩机的排气压力也可以被提高，从而改善了压缩机容易出现喘振的问题。

图3示出了本实施例的第一扩压器3的结构示意图，结合图1至3所示，本实施例的第一扩压器3包括第一基盘3a和立设在第一基盘3a上的第一叶片3b，相邻两个第一叶片3b之间形成流通面积沿远离第一叶轮1的方向渐增的冷媒通道，该冷媒通道与补气通道2连通。

如图1和2所示，补气通道2包括设第一基盘3a上的孔道，该孔道沿第一基盘3a的厚度方向延伸。

第一基盘3a位于第一叶片3b的靠近压缩机的吸气口的一侧，由于压缩机的吸气口和第一扩压器3之间具有较大的空间，将孔道设在第一基盘3a上便于设计用于向孔道输送冷媒的管路。

如图3所示，第一叶片3b沿远离第一叶轮1的方向相对于第一叶轮1的径向朝第一方向倾斜。被第一叶轮1加速后的冷媒对第一叶片3b的位于第一方向上游的侧面产生压力，因此第一叶片3b的位于第一方向上游的侧面为压力面，第一叶轮3b的背对压力面的侧面为吸力面。在图3中，第一方向为顺时针方向。

孔道设在第一叶片3b的背对第一叶片3b的压力面的一侧。孔道为多个，多个孔道沿第一叶片3b的根部并排设置。

当压缩机低工况运行时，叶轮排出的冷媒流量减少，叶轮出口压力降低，在扩压器叶片的吸力面首先出现大规模的气体分离现象。通过吸力面处的进气孔进入的冷媒，可以提升流道中冷媒的压力和速度，减小气流分离损失，提高压缩机气动效率，同时有效克服喘振发生，从而拓宽了压缩机运行范围。

之所以选择在叶片的吸力面开孔，因为此处压力、速度相对较低，会首先出现气体分离现象，进气孔进入冷媒可以迅速改善气体分离情况，有针对性地解决喘振问题。同时，因为此处压力、速度相对较低，此处开孔进气，冲击损失会比较小。

如图4所示，孔道沿靠近第一基盘3a的设有第一叶片3b的一侧的方向相对于第一基盘3a的厚度方向朝冷媒通道的下游倾斜。

孔道倾斜开制，方向与流道主流气流方向呈锐角，顺着流道主流气流方向，以减小补气对扩压器流道冷媒的冲击干扰。

冷媒气体从一级叶轮扩压器背面引入，从所开进气孔进入一级扩压流道。

孔道与第一基盘之间的夹角为α，α角度越小，孔道进入的气体对扩压器的冷媒流道中的气体的冲击和干扰越小。

受制于加工条件，一般α角取20°-70°，其中以30°～50°为最佳。

图5示出了另一可选地实施例的第一扩压器的结构示意图。如图5所示，孔道的流通面积沿靠近第一基盘3a的设有第一叶片3b的一侧的方向渐缩，孔道位于第一基盘3a的设有第一叶片3b的侧面上的出口的排气压力增大，有利于改善提高第一扩压器3排出的气体的压力，改善压缩机的喘振的问题。

如图1所示，本实施例的压缩机还包括用于加速第一扩压器3排出的冷媒的第二叶轮8和用于压缩第二叶轮8加速后的冷媒的第二扩压器7。

第二扩压器7包括垂直于第二叶轮8的轴向第二基盘7a和立设在第二基盘7a上的第二叶片7b。第二叶片7b为沿第二叶轮8的周向布置的多个。相邻两个第二叶轮7a之间形成流通面积沿远离第二叶轮8的方向渐增的冷媒流道。

压缩机还包括用于连通第一扩压器3和第二叶轮8的汇流器，回流器包括用于连通第一扩压器3和第二叶轮8的流道和设在流道中的第三叶片5。压缩机还包括用于连通第一扩压器3和回流器的弯道4。压缩机还包括用于排出压缩后的冷媒的蜗壳6。

压缩机还增焓补气口，增焓补气口与补气通道连通。本实施例的压缩机将增焓补气口引入的压力较低的冷媒输送至第一扩压器3，因此增焓补气口引入的冷媒在为压缩机增焓补气的同时，改善了压缩机的喘振的问题。

压缩机的增焓补气口与空调系统的过冷器连通，用于引入过冷器排出的温度较低的冷媒，以提高压缩机的第二叶轮8的吸气量。

空调器系统还包括与压缩机的排气口连通的冷凝器、连接在压缩机的排气口和过冷器之间的冷凝器和连接在压缩机的吸气口和过冷器之间的蒸发器。

过冷器包括与冷凝器连通的进口、与压缩机的增焓补气口连通的第一出口和与蒸发器连通的第二出口。

在冷凝器中冷凝后的冷媒在过冷器中部分气化，冷媒的气化使得液态冷媒的温度降低，气化后气态冷媒的温度也得以降低，降温后的气态冷媒经过冷器的第一出口输送至压缩机的增焓补气口，降温后的液态冷媒经过冷器的第二出口输送至蒸发器。

本实施例中，离心压缩机在第一扩压器上，通过孔道引入冷媒气体，可以降低第一叶轮出口冷媒的温度及比容，从而提高第二叶轮气动效率。当压缩机运行在喘振工况附近时，所引入的冷媒气体可以提升流道中制冷剂的压力和速度，有效克服喘振发生，从而拓宽压缩机运行范围。

实施二

图6示出了本实施例的压缩机的第一扩压器的结构示意图，图7示出了图6的局部放大图，结合图6和7所示，本实施例与实施例一的不同在于：多个孔道沿第二方向并排设置，第二方向沿远离第一叶轮1的方向相对于第一叶片3b朝第一方向倾斜。在图3中，第一方向为顺时针方向。

随着冷媒朝远离第一叶轮1的方向流动，冷媒逐渐向相邻两个第一叶片3b位于第一方向的下游的第一叶片3b靠拢，多个孔道随着远离第一叶轮1的方向也逐渐向位于第一方向下游的第一叶片3b靠拢，有利于提高第一扩压器3排出的冷媒的压力，改善压缩的喘振问题。

第二方向与第一叶片3b之间的夹角为β。根据叶片处的气体分离层分布情况，β角度范围为0-30°。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。