CN102705241A

CN102705241A - 旋转式压缩机的油量控制装置

Info

Publication number: CN102705241A
Application number: CN2011100756867A
Authority: CN
Inventors: 梁自强
Original assignee: Guangdong Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Precision Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-03

Abstract

一种旋转式压缩机的油量控制装置，旋转式压缩机包括设置在密闭壳体内的压缩机构和电机，压缩机构设置在电机的下方，密闭壳体的顶部设置有排气管，密闭壳体的底部设置有油池，压缩机构包括带有气缸压缩腔的气缸、在气缸压缩腔中进行偏心旋转的活塞、驱动活塞的偏心曲轴以及设置在气缸的侧面并支撑偏心曲轴的主轴承和副轴承，气缸上还设置有滑片以及容纳滑片的滑片槽，该滑片的一端抵接在活塞的外周上，旁通管的一端开孔于排气管中，旁通管的另一端开口于油池中。本发明通过低成本简单的技术应用，可以提高包括旋转式压缩机在内的空调系统的可靠性和效率。其具有结构简单合理、运行可靠、工作效率高的特点。

Description

旋转式压缩机的油量控制装置

技术领域

本发明涉及一种旋转式压缩机，特别是一种旋转式压缩机的油量控制装置。

背景技术

近年来，商用空调机中，搭载数台旋转式压缩机的多联空调系统正在普及。但是，旋转式压缩机之间的油量容易产生油量平衡的问题，当油量过小时，旋转式压缩机由于润滑不足容易产生故障；当油量过多时，旋转式压缩机由于油的搅拌，性能会下降，最终都会导致旋转式压缩机的可靠性和效率发生问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、运行可靠、工作效率高的旋转式压缩机的油量控制装置，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种旋转式压缩机的油量控制装置，旋转式压缩机包括设置在密闭壳体内的压缩机构和电机，压缩机构设置在电机的下方，密闭壳体的顶部设置有排气管，密闭壳体的底部设置有油池，压缩机构包括带有气缸压缩腔的气缸、在气缸压缩腔中进行偏心旋转的活塞、驱动活塞的偏心曲轴以及设置在气缸的侧面并支撑偏心曲轴的主轴承和副轴承，气缸上还设置有滑片以及容纳滑片的滑片槽，该滑片的一端抵接在活塞的外周上，其结构特征是旁通管的一端开孔于排气管中，旁通管的另一端开口于油池中。

所述电机包括定子组件和转子，定子组件包括定子铁芯和电机线圈，定子铁芯的外周与密闭壳体的内壁之间设置有二个以上的定子外径间隙，旁通管的一端连接在排气管的侧面并朝向排气管内开孔，旁通管的另一端向下穿过定子外径间隙后开口于油池中。

所述二个以上的定子外径间隙中的任一个定子外径间隙中设置有定子外径槽，旁通管的另一端向下穿过定子外径槽后开口于油池中。

所述旁通管位于密闭壳体外，旁通管的一端开孔于排气管中，旁通管的另一端穿过密闭壳体后开口于油池中。

所述旋转式压缩机和至少有冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的空调系统中，旁通管的一端连接在排气管和冷凝器之间，旁通管的另一端开口于旋转式压缩机的油池中。

所述旋转式压缩机和至少有油分离器、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成的空调系统中，旁通管的一端与油分离器相通，旁通管的另一端开口于旋转式压缩机的油池中。

所述主轴承的主轴承法兰和副轴承的副轴承法兰分别设置在气缸的上下面，主轴承法兰上设置有带有消声器孔的排气消声器，消声器孔所在的水平面为M面；主轴承法兰的底面和气缸的上面之间的边界面为A面；副轴承法兰的上面为B面，旁通管的另一端开口于M面与B面之间。

所述旁通管的另一端开口于A面的附近。

本发明通过设置旁通管，将旁通管的一端开口于油池中，旁通管的另一端与排气管相通，由于油池的压力大于排气管的压力，当超过适当油面的由会通过旁通管经过排气管保留在油分离器中。当油分离器内的油量多到一定程度时，油将从油分离器经过储液器回到旋转式压缩机中。其结果是，运行中的所有旋转式压缩机的油量均为最佳状态。

本发明通过低成本简单的技术应用，可以提高包括旋转式压缩机在内的空调系统的可靠性和效率，且具有结构简单合理、运行可靠、工作效率高的特点。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为实施例1中的压缩机构的局部放大结构示意图。

图3为图1中的Y-Y向剖视放大结构示意图。

图4为旁通管的局部放大结构示意图。

图5为排气管的局部放大结构示意图。

图6为实施例1的性能曲线图

图7为排气管的应用实施例的结构示意图。

图8为实施例1中的旁通管的另一实施例的结构示意图。

图9为本发明的实施例2的结构示意图。

图10为本发明的实施例3的结构示意图。

图中：R1为旋转式压缩机，R2为旋转式压缩机，2为密闭壳体，3为排气管，4为冷凝器，5为膨胀阀，6为蒸发器，7为油分离器，8为回油管，9为单向阀，13为储液器，14为吸入管，16为偏心曲轴，18为旁通管，19为固定环，20为压缩机构，21为电机，22为定子组件，22b为定子铁芯，22c为线圈，22d为电机气隙，22e为定子外径间隙，22f为定子外径槽，23为气缸，24为气缸压缩腔，25为主轴承，25a为主轴承法兰，26为副轴承，26a为副轴承法兰，28为活塞，30为排气消声器，30a为消声器孔，32为转子，37为油池，38为油。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

参见图1，在内部压力为高压的旋转式压缩机R1的密闭壳体2中收纳了电机21以及设置在电机21的下方的被电机21旋转驱动的旋转式压缩机构20。该压缩机构20中的气缸23的外周以及电机21的外周固定在密闭壳体2的内周上。

如图1所示，旋转式压缩机R1按从排气管3到油分离器7、冷凝器4、膨胀阀5、蒸发器6、储液器13、吸入管14的顺序连接构成了冷冻循环。从油分离器7的下部到储液器13的入口处连接了回油管8。

参见图2，压缩机构20包括带有气缸压缩腔24的气缸23、支撑偏心曲轴16的主轴承25和副轴承26，气缸23中设置有活塞28和滑片(无图示)。主轴承法兰25a和副轴承法兰26a固定在气缸23的上下面，密封了气缸压缩腔24。

压缩机构20在主轴承法兰25a上固定了带有消声器孔30a的排气消声器30。密闭壳体2的下部设置有油池37，油池37内储存了润滑压缩机构20所需的油38。储存的油38的最上面称为油面。

参见图3，电机21由固定在密闭壳体2内周上的定子组件22、以及安装在偏心曲轴16外周上的转子32组成。定子组件22的内周与转子32的外周之间形成的小间隙称为电机气隙22d。该电机气隙为0.4～0.6mm左右。

定子组件22由定子铁芯22b和电机线圈22c组成，固定在密闭壳体2内壁上的定子铁芯22b的外周与密闭壳体2的内壁之间设置有四个定子外径间隙22e，其中一个定子外径间隙22e中设置有定子外径槽22f。

参见图1-图4所示的旁通管18，该旁通管18呈L形，其内径为3～4mm左右。

参见图5，旁通管18的上端连接在排气管3的侧面并朝向排气管3内开孔。该上端称为开口端H。

旁通管18的下端沿着定子外径间隙22e中设置的定子外径槽22f向下延伸，并开孔于在油池37中。该下端称为开孔端L。

在实施例1中，设计开孔端L时，使其对主轴承法兰25a的底面和气缸23的上面之间的边界面A所在的位置开孔。

旋转式压缩机R1一启动，从吸入管14吸入的低压气体就在气缸23中被压缩成高压气体，该高压气体从排气消声器30的消声器孔30a排到电机21和压缩机构20之间形成的空间中。

随后，高压气体从下而上通过线圈22c和电机气隙22d移动到电机21上方的空间中。高压气体可冷却温度较高的线圈22c。这时，高压气体中所含的喷雾状油粒成为从高压气体中分离的油粒，并从定子外径间隙22e跌落回到油池37中。

分离了油的高压气体从排气管3向油分离器7流动。此时，如果出现油分离不够充分，油分离器7可以进一步分离油并保存一定量的油。

当油分离器内保存的油超过一定量时，会回到蒸发器6和储液器13之间，因此，多余的油与吸入气体一起被吸入到气缸压缩腔24中，再次回到油池37中。于是，油池37内的油量和油面均会增加。

在压缩机运行时，溶解到油38中的冷媒量根据压缩机的运行压力和温度的变化而变化，而且，主要在冷凝器4和蒸发器6中滞留的油量由于系统的运行环境条件的变化而发生变化，所以油池37的油量和油面会不断发生变化。

在图6中，横轴为油面高度，纵轴为压缩机的效率COP和吐油量。COP为压缩机制冷量/输入功率的比值，吐油量为从排气管3排出的油量。该数据根据1～4HP能力的旋转式压缩机的数据制定。

如图2所示，A面为主轴承法兰25a的底面和气缸23的上面之间的边界面，B面为副轴承法兰26a的上面，消声器孔30a所在的水平面为M面。在本实施例中，以消声器孔30a的排气吹出孔所在的水平面为M面。

根据图6，油面如果在B面以下时，COP会降低，吐油量也会减少。COP降低的原因是由于油面低导致对气缸压缩腔24的供油量减少，从运动的活塞和滑片等泄漏的气体会增加。从气缸压缩腔24与高压气体一起排出的油量也会减少，吐油量也会减少。

当油面超过B面而向A面增加时，COP会增加，并且在A面的附近达到最高。此时，吐油量也会增加，但在B面和A面之间不会急剧增加，吐油量在A面附近会稳定。即，在A面附近，COP为最高、吐油量也没有问题。但是，当油面超过A面接近M面时，吐油量会急剧增加，COP会大幅下降。而且，当油面超过M面时，该趋势会更明显。

在此，对吐油量激增的原因进行说明。由于旋转式压缩机中的转子32的旋转和消声器孔30a排出的气体发生了强烈的旋转流。因此，对于象M面这样的高油面，油会飞散，与排出气体混合在一起，大量的油会移动到电机21上方的空间，而从排气管3排出。因此，吐油量也会激增。

与此同时，通过电机气隙22d的大量的油会增加转子32的转矩，故电机21的消耗功率会增加，其结果是COP会降低。在压缩机运行中，当油面超过A面接近M面时，吐油量增加和COP降低都会比较明显，因此，使油面稳定在不超过A面的范围内是很重要的。

接下来，在压缩机运行中，从消声器孔30a排出的气体通过电机21移动到排气管3中，电机21的上下会产生压差。因此，压力旁通管18的开孔端L的压力与从消声器孔30a排出的气体压力相当，而朝向并连通排气管3内部的开口端H的压力则相对比较低。

当旁通管18的开孔端L位于油池37中时，油38通过旁通管18的开口端H流入排气管3，流入排气管3的油与排出气体一起移到油分离器7中。

但是，如图2所示，使开孔端L的位置与A面保持一致，油池37的油面比A面低下时，通过排气管3的流出的油会减少，可以维持高效COP。并且，也可以稳定油面高度。

通过旋转式压缩机的构造和设计，油面高度即使在A面的基础上进行若干增减，COP和吐油量也不会有大的变化。因此，根据各机种，如图6所示的数据进行的调查结果，可以设定最佳的油面高度。比如，具有二个气缸的双缸旋转式压缩机中，运行中的最佳油面如实施例1所示，与单缸旋转式压缩机相比有降低的趋势。

如上所示，通过实施例1揭示的旁通管18进行的油量控制技术，其效果是：1)与压缩机中预先封入的油量无关，压缩机可以自动控制为最佳的油面和油量，2)防止油池37中储存的过多的油直接排到排气管3中，降低压缩机的效率COP。

在实施例1中，为了分离从旁通管18流出到排气管3中的油而配置了油分离器7，但是，对于从旁通管18流出来的油的量比较少的系统中，可以省掉该油分离器7。

如果需要方便连接排气管3和旁通管18，如图7所示，可以预先连接弹簧状的固定环19和旁通管18，将固定环19安装在排气管3上也可以。并且，旁通管18的材质可以使用有弹性的管，使组装更容易。

对于旁通管18和排气管3的连接，可以使用如图8所示，在密闭壳体2的外部配置旁通管18。即旁通管18的一端连接在密闭壳体2上，并开口于A面，旁通管18的另一端连通排气管3。

当然，旁通管18的一端可以连接在密闭壳体2上，旁通管18的另一端可以连接到排气管3和冷凝器4之间、或后述的排气管3和油分离器7之间。

实施例2

本实施例为实施例1中揭示的旋转式压缩机R1和具有同样技术内容的旋转式压缩机R2，共二台机在一台多联空调系统中应用的事例。

本实施例2为实施例1中揭示的油量控制技术的作用和效果，作进一步大幅明确的事例。

在图9所示的多联空调系统中，相对于旋转式压缩机R2，旋转式压缩机R1的制冷量更大一些，密闭壳体内的封油量也是旋转式压缩机R1较多。

两个旋转式压缩机的排气管3合为一个且与油分离器7相连。

按从油分离器7到冷凝器4、膨胀阀5、蒸发器6、储液器13的顺序连接。该多联空调系统从一个储液器13分出的低压管连接到两个旋转式压缩机的吸入管14中。

两个旋转式压缩机：旋转式压缩机R1和旋转式压缩机R2分别具备实施例1的图1说明的旁通管18，因此，旋转式压缩机R1和旋转式压缩机R2在运行时，油面都在旁通管18的开孔端L的高度以下，两个旋转式压缩机都不会有过多的油量。此时，多余的油的大部分会储存在油分离器7的内部。另外，剩下的油也可以滞留在冷凝器4或蒸发器6中。

两个旋转式压缩机中，至少一方的旋转式压缩机的油面低得接近到危险区域时，油分离器7的储油量会增加，从油分离器7出来的油会回到两个旋转式压缩机中。这时，油面较低的旋转式压缩机可以恢复到正常油面。另外，由于回油，油面过高的旋转式压缩机也可以恢复到正常的油量及油面。

其结果是，一方的旋转式压缩机的储油量不会有不平衡，两个旋转式压缩机可以在没有多余或不足油时的适当油面下继续运行。但是，如上述，油可能滞留在冷凝器4或蒸发器6中，对于这部分滞留的油要预先调查，只要提前封入旋转式压缩机中滞留部分的油量就不会有问题。

另外，可以防止一方的旋转式压缩机停机时，从运行中的旋转式压缩机向停止中的旋转式压缩机的高压气体的逆流，为此，在各自旋转式压缩机的排气管3的出口设置单向阀9就可以了。其结果是，处于停止的旋转式压缩机可以在维持适当的油量的状态下停机，而对运行中的旋转式压缩机的油量没有影响。

如上所述，实施例1说明的效果，可以象实施例2那样通过在多联空调系统中的应用，更进一步明确。

本实施例2使用了二台旋转式压缩机，但是，即使增加具有相同油量控制技术的旋转式压缩机的数量，上述油量控制技术也可以成立。

实施例3

参见图10，本实施例3是在使用了实施例2的多联空调系统中，将旋转式压缩机R1和旋转式压缩机R2分别具备的旁通管18的出口侧与油分离器7直接连接的设计例。

如图1所示，针对将旁通管18收纳在密闭壳体2内部的设计，本实施例3具有在既有的旋转式压缩机上简单地追加旁通管18的优点。

从旁通管18流出的油直接通过油分离器7保存。即油不会混合在排气管3的气体回路中，因此，油分离器7即使是简单的容器也可以充分发挥功能。

在实施例2和实施例3中，分别对在一台多联空调系统中应用两台旋转式压缩机上的油量控制技术进行了说明，根据本发明揭示的技术，不限于两台，三台以上的旋转式压缩机也可以进行油量控制。

Claims

1.一种旋转式压缩机的油量控制装置，旋转式压缩机包括设置在密闭壳体(2)内的压缩机构(20)和电机(21)，压缩机构(20)设置在电机(21)的下方，密闭壳体(2)的顶部设置有排气管(3)，密闭壳体(2)的底部设置有油池(37)，压缩机构(20)包括带有气缸压缩腔(24)的气缸(23)、在气缸压缩腔(24)中进行偏心旋转的活塞(28)、驱动活塞(28)的偏心曲轴(16)以及设置在气缸(23)的侧面并支撑偏心曲轴(16)的主轴承(25)和副轴承(26)，气缸(23)上还设置有滑片以及容纳滑片的滑片槽，该滑片的一端抵接在活塞(28)的外周上，其特征是旁通管(18)的一端开孔于排气管(3)中，旁通管(18)的另一端开口于油池(37)中。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述电机(21)包括定子组件(22)和转子(32)，定子组件(22)包括定子铁芯(22b)和电机线圈(22c)，定子铁芯(22b)的外周与密闭壳体(2)的内壁之间设置有二个以上的定子外径间隙(22e)，旁通管(18)的一端连接在排气管(3)的侧面并朝向排气管(3)内开孔，旁通管(18)的另一端向下穿过定子外径间隙(22e)后开口于油池(37)中。

3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述二个以上的定子外径间隙(22e)中的任一个定子外径间隙(22e)中设置有定子外径槽(22f)，旁通管(18)的另一端向下穿过定子外径槽(22f)后开口于油池(37)中。

4.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述旁通管(18)位于密闭壳体(2)外，旁通管(18)的一端开孔于排气管(3)中，旁通管(18)的另一端穿过密闭壳体(2)后开口于油池(37)中。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述旋转式压缩机和至少有冷凝器(4)、膨胀阀(5)、蒸发器(6)组成的空调系统中，旁通管(18)的一端连接在排气管(3)和冷凝器(4)之间，旁通管(18)的另一端开口于旋转式压缩机的油池(37)中。

6.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述旋转式压缩机和至少有油分离器(7)、冷凝器(4)、膨胀阀(5)和蒸发器(6)组成的空调系统中，旁通管(18)的一端与油分离器(7)相通，旁通管(18)的另一端开口于旋转式压缩机的油池(37)中。

7.根据权利要求1至6任一所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述主轴承(25)的主轴承法兰(25a)和副轴承(26)的副轴承法兰(26a)分别设置在气缸(23)的上下面，主轴承法兰(25a)上设置有带有消声器孔(30a)的排气消声器(30)，消声器孔(30a)所在的水平面为M面；主轴承法兰(25a)的底面和气缸(23)的上面之间的边界面为A面；副轴承法兰(26a)的上面为B面，旁通管(18)的另一端开口于M面与B面之间。

8.根据权利要求7所述的旋转式压缩机的油量控制装置，其特征是所述旁通管(18)的另一端开口于A面的附近。