本公开涉及一种离心式压缩机及制冷装置。
背景技术：
1、迄今为止，已知有利用叶轮旋转而产生的离心力来压缩流体的离心式压缩机。在离心式压缩机中，由叶轮压送的流体的一部分从叶轮的背面侧向布置有电动机的空间泄漏，从而产生泄漏损失。为了减少该泄漏损失，对离心式压缩机提出了各种密封结构。专利文献1公开了这种密封结构的一个示例。
2、现有技术文献
3、专利文献
4、专利文献1：日本公开专利公报特开2014－231827号公报
技术实现思路
1、－发明要解决的技术问题－
2、在现有的离心式压缩机中，由于叶轮被设计为具有较高的比转速，所以在机械损失中，在叶轮背面与气体摩擦而产生的风阻损失的比例小。因此，尚未采取措施来改善在叶轮背面产生的风阻损失。然而，如果将叶轮设计为具有较低的比转速，则叶轮背面的风阻损失在机械损失中的比例会增加。因此，不能忽视叶轮背面的风阻损失对压缩效率产生的影响。
3、本公开的目的在于：在设计成低比转速的离心式压缩机中，提高压缩效率。
4、－用以解决技术问题的技术方案－
5、本公开的第一方面以一种离心式压缩机10为对象。第一方面的离心式压缩机10包括壳体20、收纳在所述壳体20内的叶轮90、以及与所述叶轮90相连结的轴62。所述壳体20具有与所述叶轮90的背面91相对的壁部24。所述轴62插入形成在所述壁部24上的通孔34中。在所述叶轮90的背面91与所述壁部24之间形成有背面间隙92。所述叶轮90的比转速被设定为小于0.1。当将所述背面间隙92在所述轴62的轴向上的宽度设为轴向宽度s，并将所述叶轮90的半径设为叶轮半径r时，所述背面间隙92的轴向宽度s与所述叶轮半径r之比满足0.008≤s/r≤0.5的关系。
6、在该第一方面中，叶轮90的比转速被设定为小于0.1。这种设计成低比转速的叶轮90有利于实现小容量且高扬程的性能。并且，在该离心式压缩机10中，背面间隙92的轴向宽度s与叶轮半径r之比(s/r)为0.008以上且0.5以下。这样一来，能够根据叶轮半径r使叶轮90的背面91所面向的背面间隙92具有适当的轴向宽度s。由此，能够降低叶轮90的背面91的风阻损失。其结果是，在设计成低比转速的离心式压缩机10中，能够提高压缩效率。
7、本公开的第二方面在第一方面的离心式压缩机10的基础上，所述背面间隙92中的与所述叶轮90的背面91的内周侧对应的第一间隙94构成对所述叶轮90的背面91与所述壁部24之间进行密封的密封部95。所述背面间隙92中的与所述叶轮90的背面的外周侧对应的第二间隙96的所述轴向宽度s比所述第一间隙94的所述轴向宽度大，并且所述第二间隙96的所述轴向宽度s与所述叶轮半径r之比(s/r)满足所述关系。
8、在该第二方面中，与叶轮90的背面91的内周侧对应的第一间隙94构成密封部95。该密封部95对叶轮90的背面91与壳体20的壁部24之间进行密封。这样一来，能够抑制离心式压缩机10中所处理的气体通过位于叶轮90的背面侧的背面间隙92从设置在壁部24上的通孔34的内周面与轴62之间泄漏。因此，能够降低离心式压缩机10中的气体泄漏所引起的损失(泄漏损失)。
9、此外，在第二方面中，与叶轮90的背面91的外周侧对应的第二间隙96的轴向宽度s比第一间隙94的轴向宽度s大。并且，第二间隙96的轴向宽度s与叶轮半径r之比(s/r)为0.008以上且0.5以下。叶轮90的外周侧的转速比内周侧的转速高，叶轮90的背面91的风阻损失大。因此，能够有效地降低叶轮90的背面91的风阻损失。
10、本公开的第三方面在第二方面的离心式压缩机10的基础上，所述第一间隙94在与所述轴62的轴心x正交的方向上呈平面地扩展。
11、在该第三方面中，第一间隙94在与轴62的轴心x正交的方向上呈平面地扩展。形成这样的第一间隙94的叶轮90的背面91和壳体20的壁部24在沿着轴62的轴心x延伸的轴向上相对。在离心式压缩机10的过渡状态下，有时会存在径向力作用在轴62上而使得叶轮90与轴62一起沿径向产生位移的情况。如果叶轮90的背面91与壳体20的壁部24在沿着轴62的轴心x延伸的轴向上相对，则即使叶轮90与轴62一起沿径向产生位移，形成第一间隙94的叶轮90的背面91与壁部24也不会接触，并且第一间隙94不会变窄。因此，能够提高离心式压缩机10的可靠性，即使在过渡条件下也能够抑制叶轮90的背面91的风阻损失增加。
12、本公开的第四方面在第一到第三方面中任一方面的离心式压缩机10的基础上，所述离心式压缩机还包括在所述轴62的外周支承该轴62的径向轴承80。所述径向轴承80是箔片轴承或磁轴承。
13、在该第四方面中，在轴62的外周支承该轴62的径向轴承80是箔片轴承或磁轴承。箔片轴承通过在与轴62之间形成气膜gf，利用该气膜gf使轴62浮起，以非接触方式支承着轴62，且该轴62能够旋转。磁轴承通过磁力使轴62浮起，以非接触方式支承着轴62，且该轴62能够旋转。上述箔片轴承和磁轴承有利于降低伴随轴62旋转而产生的摩擦热及径向轴承80的磨损量。将箔片轴承或磁轴承用作径向轴承80的离心式压缩机10中，在过渡条件下产生的轴62的径向位移较大。因此，在这样的离心式压缩机10中，上述第三方面所涉及的结构是有效的。
14、本公开的第五方面在第一到第四方面中任一方面的离心式压缩机10的基础上，所述轴62的最高转速在30000rpm以上。
15、在该第五方面中，轴62的最高转速为30000rpm以上，较高。在离心式压缩机10具有规定的比转速的情况下，轴62的最大转速越高，就能够使离心式压缩机10的容量越小，或者使扬程越高。因此，轴62的最高转速较高，有利于在离心式压缩机10中实现小容量且高扬程的性能。
16、本公开的第六方面在第一到第五方面中任一方面的离心式压缩机10的基础上，所述叶轮90压送制冷剂。所述制冷剂是hfc(氢氟烃)制冷剂、hfo(氢氟烯烃)制冷剂、天然制冷剂或它们的混合制冷剂。
17、在该第六方面中，叶轮90所压送的制冷剂是hfc制冷剂、hfo制冷剂、天然制冷剂或者它们的混合制冷剂。这些制冷剂具有较高的气体密度。叶轮90的背面91的风阻损失与离心式压缩机10中所处理的制冷剂的气体密度成比例地变高。因此，本公开的技术对处理hfc制冷剂、hfo制冷剂、天然制冷剂或它们的混合制冷剂的离心式压缩机有效。
18、本公开的第七方面以一种制冷装置1为对象。第七方面的制冷装置1包括进行制冷循环的制冷剂回路2。所述制冷剂回路2包括在第一到第六方面中任一方面的离心式压缩机10。
19、在该第七方面中，上述的离心式压缩机10被用在制冷剂回路2中。这一点有助于实现在制冷装置1中进行的制冷循环的高效率化。
1.一种离心式压缩机，其包括壳体(20)、收纳在所述壳体(20)内的叶轮(90)、以及与所述叶轮(90)相连结的轴(62)，所述壳体(20)具有与所述叶轮(90)的背面相对的壁部(24)，所述轴(62)插入形成在所述壁部(24)上的通孔(34)中，在所述叶轮(90)的背面(91)与所述壁部(24)之间形成有背面间隙(92)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其特征在于：
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的离心式压缩机，其特征在于：
5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的离心式压缩机，其特征在于：
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的离心式压缩机，其特征在于：
7.一种制冷装置，其包括进行制冷循环的制冷剂回路(2)，其特征在于：
