本實用新型涉及制冷設備技術領域，具體而言，涉及一種離心壓縮機及具有其的空調器。

背景技術：

離心壓縮機在運行時，會在離心機系統(tǒng)內形成壓力差。具體地，冷媒從前端面進入至離心葉輪內，并從離心葉輪的側面排出。由于冷媒離開葉輪時的壓力要大于冷媒進入至葉輪時的壓力，因此冷媒會順著壓力差流入至離心葉輪的前端板上，并向前端板施加壓力。在上述壓力的作用下，電機轉子會受到軸向力作用，進而使壓縮機在運行時在軸向產生偏移。

現(xiàn)有技術中，為了防止轉子軸向偏移時轉子碰到其他固定零件造成損壞，會在壓縮機中增加軸向電磁軸承。當轉子往軸向偏移時，軸向電磁軸承產生與轉子移動方向相反的軸向力，從而使轉子不再繼續(xù)產生軸向移動。

然而，當轉子軸向力較大時，為了平衡轉子的軸向力，軸向電磁軸承需提供較大的相反作用力，這會使得軸向電磁軸承的結構增大，從而使整機結構增大，定子轉軸的尺寸也相應增加。上述情況即增加了壓縮機的成本，又增加了轉子轉軸的加工難度和加工成本。特別的，當轉軸的結構較大時，還會影響轉子的臨界轉速，影響機器運行的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種離心壓縮機及具有其的空調器，以解決現(xiàn)有技術中的離心壓縮機的轉子受到的軸向力較大的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種離心壓縮機，包括：離心葉輪，離心葉輪包括第一端板、第二端板以及設置在第一端板和第二端板之間的葉片，第一端板上設置有冷媒進口，第一端板的周向邊沿和第二端板的周向邊沿之間形成冷媒出口；密封圈設置在第一端板的周向外側并密封在冷媒進口處；環(huán)形結構，設置在密封圈的朝向第二端板的一側，環(huán)形結構與第一端板之間形成緩沖腔。

進一步地，第一端板包括：第一筒體部，第一筒體部的橫截面積在背離第二端板的方向上逐漸減小，第一筒體部朝向第二端板的端部與第二端板的軸向邊沿之間形成冷媒出口；第二筒體部，連接在第一筒體部的背離第二端板的端部，第二筒體部形成冷媒進口，密封圈與第二筒體部的外周面密封配合，其中，環(huán)形結構環(huán)繞在第一筒體部的周向外側。

進一步地，第一筒體部的外表面具有第一弧形面，環(huán)形結構朝向第一端板的表面具有第二弧形面，第一弧形面和第二弧形面的形狀相適配，第一弧形面和第二弧形面之間形成緩沖腔。

進一步地，緩沖腔的寬度在1至2毫米的范圍內。

進一步地，密封圈與環(huán)形結構為一體結構。

進一步地，密封圈為梳齒密封圈。

進一步地，離心葉輪包括同軸設置的第一離心葉輪和第二離心葉輪，離心壓縮機還包括連通通道，連通通道連通第一離心葉輪的冷媒出口和第二離心葉輪的冷媒進口。

進一步地，離心壓縮機還包括轉子，轉子的第一端設置有轉軸，第一離心葉輪和第二離心葉輪連接在轉軸上。

進一步地，轉子的第二端設置有推力盤，離心壓縮機還包括與推力盤配合的電磁軸承。

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種空調器，包括離心壓縮機，離心壓縮機為上述的離心壓縮機。

應用本實用新型的技術方案，當冷媒在壓力的作用下流至第一端板的外表面時，冷媒會流入至緩沖腔內。通過控制環(huán)形結構與第一端板之間的間隙可以控制氣體冷媒的速度，具體地，上述間隙越小，氣體冷媒旋轉的速度越高。根據(jù)氣體徑向平衡方程△P/△r＝ρω2r可知，氣體冷媒的旋轉角速度越大，壓力隨半徑的減小衰減越快，進而減小第一端板受到的軸向推力，從而降低轉子所受的向后的軸向力。因此本實用新型的技術方案解決了現(xiàn)有技術中的離心壓縮機的轉子受到的軸向力較大的問題。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本實用新型的離心壓縮機的轉子的實施例的結構示意圖；

圖2示出了圖1中的A處放大示意圖；以及

圖3示出了圖2中的B處放大示意圖以及冷媒流向示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、離心葉輪；11、第一端板；111、第一筒體部；112、第二筒體部；12、第二端板；13、葉片；20、冷媒進口；30、冷媒出口；40、環(huán)形結構；50、緩沖腔；60、第一弧形面；70、第二弧形面；80、密封圈；100、第一離心葉輪；200、第二離心葉輪；300、連通通道；400、轉子；410、轉軸；420、推力盤；500、電磁軸承。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本申請及其應用或使用的任何限制?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本申請的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

在本申請的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請保護范圍的限制；方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

此外，需要說明的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對相應零部件進行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本申請保護范圍的限制。

如圖1至圖3所示，本申請的離心壓縮機包括離心葉輪10、密封圈80以及環(huán)形結構40。其中，離心葉輪包括第一端板11、第二端板12以及設置在第一端板11和第二端板12之間的葉片13。第一端板11上設置有冷媒進口20，第一端板11的周向邊沿和第二端板12的周向邊沿之間形成冷媒出口30。密封圈80設置在第一端板11的周向外側并密封在冷媒進口20處。環(huán)形結構40，設置在密封圈80的朝向第二端板12的一側，環(huán)形結構40與第一端板11之間形成緩沖腔50。

應用本實施例的技術方案，當冷媒在壓力的作用下流至第一端板11的外表面時，冷媒會流入至緩沖腔50內。通過控制環(huán)形結構40與第一端板11之間的間隙可以控制氣體冷媒的速度，具體地，上述間隙越小，氣體冷媒旋轉的速度越高。根據(jù)氣體徑向平衡方程△P/△r＝ρω2r可知，氣體冷媒的旋轉角速度越大，壓力隨半徑的減小衰減越快，進而減小第一端板11受到的軸向推力，從而降低轉子所受的向后的軸向力。因此本實施例的技術方案解決了現(xiàn)有技術中的離心壓縮機的轉子受到的軸向力較大的問題。

進一步地，由于密封圈80的朝向第二端板12的一側的氣體冷媒壓力的降低，進而降低密封圈80前后的壓差，并使冷媒通過密封圈80的泄露量降低。因此本實施例的結構還能夠加強密封圈80的密封效果。

如圖2所示，在本實施例的技術方案中，第一端板11包括第一筒體部111和第二筒體部112。其中，第一筒體部111的橫截面積在背離第二端板12的方向上逐漸減小，第一筒體部111朝向第二端板12的端部與第二端板12的軸向邊沿之間形成冷媒出口30。第二筒體部112連接在第一筒體部111的背離第二端板12的端部，第二筒體部112形成冷媒進口20，密封圈80與第二筒體部112的外周面密封配合，其中，環(huán)形結構40環(huán)繞在第一筒體部111的周向外側。具體地，第一端板11整體呈筒狀，第一端板11在背離第二端板12的方向上呈縮徑結構。密封圈80密封在第一筒體部111的外側從而使冷媒能夠從第一筒體部111處進入至離心葉輪的內部。環(huán)形結構40環(huán)繞在第二筒體部112的周向外側，環(huán)形結構40的朝向第二筒體部112端面與第二筒體部112的外周面之間形成上述的緩沖腔50。從圖2可以看到，緩沖腔50的第一端為開口端，并且開口端與冷媒出口30連通。緩沖腔50的第二端延伸至密封圈80處，并且第二端為封閉端。

如圖2所示，在本實施例的技術方案中，第一筒體部111的外表面具有第一弧形面60，環(huán)形結構40朝向第一端板11的表面具有第二弧形面70。第一弧形面60和第二弧形面70的形狀相適配，第一弧形面60和第二弧形面70之間形成緩沖腔50。具體地，第一筒體部111和第二筒體部112之間通過第一弧形面60圓弧過渡，第一弧形面60和第二弧形面70的延伸方向相同。優(yōu)選地，第一弧形面60和第二弧形面70之間的間隙為均勻間隙。

如圖2所示，在本實施例的技術方案中，緩沖腔50的寬度在1至2毫米的范圍內。具體地，上述的緩沖腔50的寬度是指環(huán)形結構40的朝向第二筒體部112的表面與第二筒體部112的外周面之間的距離。上述的距離可以采用以下方法確定：在環(huán)形結構40的朝向第二筒體部112的表面任選一點，做該點與環(huán)形結構40的表面的切面。從該點做朝向第二筒體部112的直線，該直線與上述的切面垂直。沿著該直線方向得到該直線與第二筒體部112的表面的交點，該點與交點之間的直線距離即為緩沖腔50在該點處的寬度。

優(yōu)選地，緩沖腔50的寬度不宜過大也不宜過小，具體地，當緩沖腔50的寬度過大則不能使氣態(tài)冷媒獲得較高的轉速。當緩沖腔50的寬度過小時，電機轉子發(fā)生軸向跳動時葉輪容易與環(huán)形結構碰撞。因此優(yōu)選地，緩沖腔50的寬度在1至2毫米的范圍內。

如圖2所示，在本實施例的技術方案中，密封圈80與環(huán)形結構40為一體結構。具體地，密封圈80在現(xiàn)有結構的基礎上朝向第二筒體部112延伸出凸出部，凸出部形成了上述的環(huán)形結構40。通過使密封圈80與環(huán)形結構40為一體結構可以大大簡化密封圈80與環(huán)形結構40的加工難度。

優(yōu)選地，密封圈80為梳齒密封圈。

如圖1所示，在本實施例的技術方案中，離心葉輪10包括同軸設置的第一離心葉輪100和第二離心葉輪200，離心壓縮機還包括連通通道300，連通通道300連通第一離心葉輪100的冷媒出口和第二離心葉輪200的冷媒進口。離心壓縮機還包括轉子400，轉子400的第一端設置有轉軸410，第一離心葉輪100和第二離心葉輪200連接在轉軸410上。

密封圈80包括與第一離心葉輪100配合的一級密封圈以及與第二離心葉輪200配合的二級密封圈。

如圖1所示，在本實施例的技術方案中，轉子400的第二端設置有推力盤420，離心壓縮機還包括與推力盤420配合的電磁軸承500。電磁軸承500用于平衡轉子的軸向力。電磁軸承500為現(xiàn)有技術中的常規(guī)結構，其工作原理在此不再贅述。

本申請還提供了一種空調器，根據(jù)本申請的空調器的實施例包括離心壓縮機，離心壓縮機為上述的離心壓縮機。

根據(jù)上述結構，本申請的離心壓縮機有以下特點：

氣體冷媒進入一級及二級葉輪后，冷媒隨葉輪作圓周運動，冷媒受到離心慣性力的作用而壓力逐漸增大，葉輪出口的壓力較高，該壓力傳至葉輪前端面后，導致葉輪受到較大的向后的軸向推力，影響機器運行的可靠性。

本申請通過調整一級葉輪梳齒密封及二級葉輪梳齒密封的結構，使一級葉輪梳齒密封后端面及二級葉輪梳齒密封后端面具有與葉輪前端面一樣的弧狀結構，降低一級葉輪梳齒密封與一級葉輪間隙的大小、二級葉輪梳齒密封與二級葉輪間隙，同時保證梳齒密封與葉輪具有1～2mm的軸向間隙，避免電機轉子軸向跳動時葉輪與梳齒碰撞。

葉輪與梳齒密封間隙降低后，高速旋轉的葉輪會帶動葉輪與梳齒密封間氣體冷媒高速旋轉，且間隙越小，氣體冷媒旋轉的速度越高。假設間隙中氣體冷媒以ω的角速度旋轉，根據(jù)徑向平衡方程△P/△r＝ρω2r可知，氣體冷媒的旋轉角速度越大，壓力隨半徑的減小衰減越快，從而減小葉輪前端面所受的向后的軸向推力，從而降低轉軸所受的向后的軸向力。

同時，由于梳齒密封與葉輪間隙中氣體冷媒壓力的降低，可以降低梳齒前后的壓差，冷媒通過梳齒的泄露量降低，達到加強密封的效果。

通過上述設計，磁懸浮壓縮機轉子所受的向后的軸向力明顯減小，再通過軸向電磁力來平衡該較小的軸向力，這樣可以提高轉子運行的可靠性，并減少電磁軸承的尺寸。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。