CN104457051A - 制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器 - Google Patents

Abstract

制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，包括密闭容器，其上端置有与蒸发器出口相连通的第一流体通道，其下端置有与压缩机吸入管相连通的第三流体通道，所述密闭容器内固定置有隔离板，将密闭容器内部分隔成上部的储液室和下部的消音室，该储液室置有与外界相连通的第一流体通道，该密闭容器的储液室与消音室之间置有相连通的第二流体通道，该密闭容器的消音室置有与外界相连通的第三流体通道。本发明将密闭容器分成两个室，使两室之间的通道内径较大，并使气体通路长度减少，所以能够使压缩机的冷冻能力损失得到改善。另外，汽缸压缩室发生的脉动借由消音室得以缓和，降低了噪音。而且，具有防止压缩机启动时容易产生的活塞及滑片的磨损等效果。

Description

制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器

技术领域

本发明涉及一种制冷循环设备，特别是一种用于空调机或冷冻机中冷媒压缩机用的储液器。

背景技术

现有技术中，拥有最高速度大约120rps的变速电动机的双缸式旋转压缩机所配套使用的储液器，对于空调机的快适性和提高效率是不可缺少的基础零部件。但是在高速时通过储液器时产生的吸入冷媒的压力损失是压缩机功率低下的原因。另外，储液器中的冷媒震动会产生很大噪音。所以，迫切需要寻求改善技术。

以下技术文献公开了现有技术中冷媒压缩机用的储液器构造：

专利文献１：日本专利公开号特开平07-103168；

专利文献２：日本专利《双缸式旋转式压缩机及其使用的冷冻循环系统》，公开号　特开2009－074531；

专利文献3：日本专利《多缸压缩机》，公开号特开2011-179394。

上述现有技术中所存在的缺陷以及所要解决的问题是：

1、拥有变速马达的旋转式压缩机在增加转数的同时也增加了冷媒吸入速度及吸入震动。所以为了减少经过吸入管连接压缩室的储液器内部的吸入压力损失，并需要缓解吸入震动。

2、在双缸旋转式压缩机中，共用一个吸入管的其吸入压力，如果压力减少，此时其中一个压缩室可能将另一个压缩室中的冷媒吸走，而这样的现象在高速运转时十分明显且容易引起冷冻能力的下降。

3、压缩机的压缩室中发生吸入震动是经由压缩机的吸入管直接传播到储液器整体的，因此储液器的噪音会很大。

4、停止压缩机后，压缩机箱内部的冷冻机油会倒流至储液器内部，而这些流入储液器的冷冻机油由于现有储液器的构造并不能在压缩机再启动时快速的流回压缩机中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种能够改善压缩机冷冻能力，降低储液器噪音，提高压缩机启动时润滑效果的冷媒压缩机用的储液器。

本发明采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，包括一密闭容器，该密闭容器上端置有与蒸发器出口相连通的第一流体通道，该密闭容器下端置有与压缩机吸入管相连通的第三流体通道，其特征在于：所述的密闭容器内径向固定置有隔离板，该隔离板将密闭容器内部分隔成上部的储液室和下部的消音室，该储液室置有与外界相连通的第一流体通道，该密闭容器的储液室与消音室之间置有相连通的第二流体通道，该密闭容器的消音室置有与外界相连通的第三流体通道。

本发明通过隔离板将储液器内部分割为储液室和消音室。储液室和消音室之间通过内径较大的第二流体通道连通，所以通过第二流体通道的吸入气体的压力损失变小，消音室的压力和储液室的压力基本一致。消音室在运转中的作用是压缩室的快速低压冷媒供给室，缓解两个压缩室中发生的冷媒互吸现象，提高吸入效率。

另一方面，消音室和至汽缸压缩室的气体通路的长度是现有技术中储液器气体通道长度的35％左右。因此，加上第二流体通道的合计压力损失与现有技术中储液器相比减少了一半。

另外，汽缸压缩室发生的脉动借由消音室得到缓和，以致对储液器整体的脉动传播减弱，消音室起到了缓解压缩室震动的作用，所以可以改善储液器罐体产生的噪音。

再则，压缩机停止后逆流的冷冻机油在流出储液室前被保留在消音室中。因此，压缩机再启动时消音室的冷冻机油能马上润滑汽缸压缩室而能回到压缩机的壳体内，从而可以缓解润滑不足，防止压缩室中滑动部件的故障。

由此，本发明能够使压缩机的冷冻能力损失得到改善。另外储液器的噪音也能降低。而且，具有防止压缩机启动时容易产生的活塞及滑片的磨损等效果。

附图说明

图1为本发明适用在双缸旋转式压缩机及包含储液器的冷冻循环系统的结构示意图。

图2为本发明储液器的剖面结构示意图。

图3为现有技术中储液器的剖面结构示意图。

图4为本发明中双缸旋转式压缩机和储液器的剖面结构示意图（其中a表示了吸入冷媒的流动方向）。

图5为本发明中双缸旋转式压缩机和储液器的剖面结构示意图（其中b表示了消音室的冷冻机油的流动方向）。

图6为本发明中单缸旋转式压缩机和储液器的剖面结构示意图(其中a表示了吸入冷媒的流动方向)。

图中各序号分别表示为：

M--马达；A—压缩部件；R1—双缸旋转式压缩机；R2—单缸旋转式压缩机；D－管道的内径；d－现有技术管道的内径；H－密闭容器的总长；h－管道的长度；1—密闭箱；2—高压排气管；3—冷凝器；4—膨胀阀；5—蒸发器；6—冷冻机油；10—储液器；11—密闭容器；12—隔离板；13—吸入管；15—过滤网组合；16－网架板；17－过滤网；20—储液室；21—管道；22－贯穿孔；25－液体冷媒；30—消音室；31—低压排气管；40—支架；41—钢板弹簧片；50－汽缸；50ａ－汽缸（Ａ）、50ｂ－汽缸（Ｂ）；51—压缩室；51a—压缩室（A）；51b—压缩室（B）；52a—吸入孔（A）；52b—吸入孔（B）；55—吸入管；60－活塞；61－曲轴；64—中间板。

具体实施方式

以下结合实施例以及附图对本发明作进一步的描述。

参照图1，图中表示的是双缸式旋转压缩机R1和与此压缩机连接的冷冻循环装置。该旋转压缩机R1包括密闭箱1，该密闭箱1中包括压缩部件A，马达M。密闭箱1的底部存有润滑油即冷冻机油6。另外，密闭箱1的侧面配有储液器10。

储液器10上部置有第一流体通道即吸入管13，该吸入管13和蒸发器5的出口相连接，储液器10下端置有第三流体通道即低压排气管31，该低压排气管31与旋转压缩机R1的吸入管55相连接。之后，储液器10由预先被焊接在密闭箱1的支架40上的钢板弹簧片41加以固定。

构成压缩部件A的汽缸（A）50a和汽缸（B）50b中压缩的高压冷媒通过马达M，从高压排气管2，按冷凝器3、膨胀阀4的顺序流动，然后形成低压冷媒，再通过蒸发器5蒸发。在蒸发器5中蒸发的低压气态冷媒与没有充分蒸发的液态冷媒形成了气液混合冷媒，从储液器10上部的吸入管13流入储液器10中。

之后，液体冷媒25保存在储液器10中，只有气体冷媒经由低压排气管31被装有缸(A)50a和缸(B)50b的双缸旋转式压缩机吸入。如此，包括压缩机和储液器10的冷冻循环装置构成了冷媒循环系统。这里，储液器10对于蒸发器5中产生的气液混合冷媒的分离起到了十分重要的作用，即有选择地仅仅将气态冷媒分别流入装有汽缸(A)50a和汽缸(B)50b的两个压缩室中。

参照图2，图中表示的是实施例1的储液器10的构造。该储液器10内接近底部位置将隔离板12压入密闭容器11的内径，通过焊接固定连接。由此，通过该隔离板12将密闭容器11上部和下部区分成储液室20和消音室30。一般的，使该消音室30容积为储液器总容积的2～10％。

密闭容器11中储液室20上端与上部的吸入管13接合，并在其下面配置由上层能捕获冷媒中异物的过滤网以及下层能将液体冷媒保留在储液室中的网架板构成的过滤网组合15。过滤网组合15是一般的设计，过滤网17捕获通过上部吸入管13流入的冷媒中含有的异物，网架板16通过数个孔旋转冷媒，通过离心力将液体冷媒25保留在储液室20中。

本发明在密闭容器11中的储液室20与消音室30之间置有相连通的第二流体通道即管道21，使流体能够从储液室20流向消音室30，该管道21置在隔离板12上，其一端与隔离板12固定连接。该管道21可以用壁薄的钢管、铝管、塑料管、以及铜管中任何一种制成，它的上端在网架板16的下方开口，下端在消音室30处开口。

通常，储液室内的本发明所述第二流体通道即管道21的最小截面积应大于或等于所述第三流体通道即低压排气管31的最小截面积。

另外，储液室20内的管道21的下部置有一贯通孔，该贯通孔直径为1～2mm。在气态冷媒通过管道21的内部时会形成压力低下，而其可将积留在储液室20中的微量的冷冻机油，一点点地通过消音室30回到压缩机内。

在消音室30内接合开口的L字形的低压排出管31，其材料是铜管，该低压排出管31与旋转压缩机R1的吸入管55相连接，是储液器10的低压冷媒出口。另外，稳定运转时，储液室20中积留的液态冷媒中溶解了冷冻机油，液态冷媒和冷冻机油的比例为100：1以下。图2中显示的储液器10的气态冷媒流动通道是被管道21和低压排气管31分开的，因此如上述所述，管道21的材料可任意选择。

图3显示的是现有技术储液器中的气态冷媒的通道，它是由一根管道构成。与图2中的不同点为增加了密闭容器11底部的消音室30。气态冷媒通道同时被分为管道21和低压排气管31两根，且经过消音室30这个连接点。本实施例1中管道21的内径D大于或等于低压排气管31 的内径d，而且都比较大。而图3中管道21和低压排气管31的内径是一体化的，且固定在密闭容器11的底部。

比较图2和图3中的储液室20的容积，图2增加了消音室30后储液室20的容积要比图3小。对于大容积储液器来说，这样的储液室20的容积之差是可以忽略的，对于小容积储液器来说，可以根据需要来增加密闭容器11的总长H。

参照图4，图中表示的是旋转压缩机R1的压缩部件A的构造和与压缩部件A连接的储液器10的内部构造，另外，图4省略了马达M。关于压缩部件A，除了汽缸吸入孔的设计（参照专利文献1）与现有的双缸旋转压缩机的设计没有较大的差异，主要说明了冷媒从储液器10流入吸入孔52a、52b至两个压缩室51a、51b的过程。另外一个压缩室的容积等同于消音室30的容积。

本发明所述的压缩部件A连接了汽缸（A）50a的吸入孔（A）52a和吸入管55。气缸（B）50b的圆锥形的吸入孔（A）52b通过中间板64上的冷媒通道连接吸入孔（A）52a。所以，压缩室（A）51a和压缩室（B）51b是共用一个吸入管55的。因而，与吸入管55相连的低压排气管31的内径可以尽量加大，关键为可以减少通道阻力。

双缸旋转式压缩机R1的两个压缩室中公转活塞60的旋转角通常是以180°相位旋转。虽然压缩室的分别吸入量是不同的，但是经常同时将冷媒吸入。所以流入吸入孔（A）52a的低压冷媒，在瞬间吸入量（吸引力）大的较多的，瞬间吸入量（吸引力）小的较少。而且两个分流的比例按照两个活塞60的旋转角度是经常变化的。

但是，现有技术中的储液器吸入孔（A）52a至管道21的开口端的吸入通道很长，吸入阻力也较大。所以两个压缩室同时经管道21吸入冷媒的话，会产生其中一个压缩室会将另一个压缩室的低压冷媒互吸干扰的现象。所以，对照理论吸入量，会有两个压缩室的实际吸入量减少，吸入效率低下的现象产生。而且这个现象在压缩式中按照旋转的活塞速率的增加也是显著增长的。所以，共用一个吸入回路的双缸旋转式压缩机的冷冻能力低下是个很大的问题。

本实施例1致力于改善上述问题。与过去的储液器相比，（1）本实施例1 的吸入孔（A）52a至消音室30的距离是现有技术中管道21的约合30%；（2）本实施例1所述的消音室30可以储存相当于一个压缩室的排除容积的气态冷媒（如上述）；（3）本实施例1所述的密闭容器11的内部管道21的全长等同过去管道21，但是其特点为管道21的内径D是现有技术中管道21内径d的1.5倍，管道21的流入气态冷媒压力损失ΔP是原来的约30%。

关于上述特征（1）（2），压缩室（A）51a和（B）51b可以很容易的将消音室30的气态冷媒吸入，以减少两个压缩室的互吸。另外根据上述特征（3），消音室30的压力变动是可以减少的。也就是说管道21上端至消音室30的气态冷媒补充可以根据压力损失（ΔP）的减少效果而提前进行。由于这三个效果，两个压缩室的吸入干涉就可以减轻了，而且气态冷媒的全体流动阻力约为原来的30%。这样，两个压缩室的吸入效率可以按照马达M的旋转速度而全面改善，以提高冷冻能力。

另外，根据伯努利（Bernoulli）定理推导出的Fanning 的算式可以得知配管压力损失ΔP：

　　　　　　　　ΔP＝ｆｘ                                                

其中，Ｌ：配管长度、Ｄ：配管内径、Ｖ：流速、ｆ：管摩擦系数、σ：流体密度。　　　 

另外，配管流速Ｖ＝４Ｑ／πＤ

其中，Ｑ：配管内流量。

消音室30的容积如果是大的话，很明显两个压缩室的互吸现象可以减少，但是随着消音室30的容积增大，这个效果也渐趋饱和。而且消音室30的容积增大伴随着储液室20的容积缩小，所以必须将消音室30的容积最适当化。但是，根据压缩机的使用条件，例如空调机，冷冻机等其容积的适用值也是不同的。

随后，对于过去的储液器由于吸入冷媒产生的两个压缩室的脉动，直接传播至密闭容器11使储液器的产生的噪音已成为一个课题。本发明实施例1中两个压缩室的脉动传播经由消音室30后传播至储液器10，因而消音室30缓解了密闭容器11的脉动传播，改善了储液器的噪音产生。

而且，一旦停止了双缸旋转式压缩机R1，马达M及密闭箱1上附着的冷冻机油会流下来，密闭箱1内底部积蓄的冷冻机油6油面上升。由于箱内压力是高压侧，所以压缩机停止后冷冻循环系统的压力在平衡前会有几分钟会使箱内压力大于储液器内压力。这个期间，积蓄的冷冻机油6（高压侧）通过活塞和叶片的间隙从两个压缩室倒流至储液器10中。

倒流出的冷冻机油，首先积蓄在消音室30中，随后继续倒流的话，经由管道21从上端流落至储液室20。这一倒流现象一般发生在压差很大的情况下，通常持续在压缩机停止后一分钟左右。图5显示了这一状态下的储液器10

压缩机再启动时，可以将消音室30中的冷冻机油6瞬间被吸入回压缩室中，所以可以瞬时润滑运动的部件，而且，压缩室中流出的油会与密闭箱1底部积蓄的冷冻机油6合流，这样就可以尽早确保压缩机中有适量的冷冻机油，得到信赖性高的运转结果。另外，由于压缩机再启动时，积留的油液必须通过在储液室20中管道21上的贯穿孔22，所以不能发生快速的回流。

图6显示的实施例2，是将上述储液器10与单缸旋转式压缩机R2的吸入管55相连。从管道21流出的气态冷媒通过了低压排气管31和吸入管55，被压缩室51吸入。与现有技术相比，压缩室51和消音室30的距离较短，之间的压力损失ΔP较少，所以可以提高压缩室51的吸入效率，改善冷冻能力。

而且，同样的消音室30可以缓解压缩室51产生的脉动，减少储液器10产生的噪音。另外，启动停止后积留在消音室30中的冷冻机油6可作为再启动时，如同实施例1中对压缩室51进行润滑。这样，本发明的储液器10也可适用在单杠旋转式压缩机上，并可以发挥同样的效果。

本发明是将储液器内部设有消音室，可应用在共用一个吸入回路的多缸旋转式压缩机上，而且如涡旋压缩机等箱内压力较高的旋转式压缩机上也可以适用。而且，现行的量产设备可以生产本储液器，所以制造性十分优秀。

Claims (7)

1.一种制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，包括一密闭容器，该密闭容器上端置有与蒸发器出口相连通的第一流体通道，该密闭容器下端置有与压缩机吸入管相连通的第三流体通道，其特征在于：所述的密闭容器内径向固定置有隔离板，该隔离板将密闭容器内部分隔成上部的储液室和下部的消音室，该储液室置有与外界相连通的第一流体通道，该密闭容器的储液室与消音室之间置有相连通的第二流体通道，该密闭容器的消音室置有与外界相连通的第三流体通道。

2.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：所述第二流体通道的最小截面积大于或等于所述第三流体通道的最小截面积。

3.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：所述密闭容器内的第一流体通道的下部固定置有过滤网组合，该过滤网组合由上层能捕获冷媒中异物的过滤网以及下层能将液体冷媒保留在储液室中的网架板构成。

4.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：所述消音室的容积是储液器总容积的2～10％。

5.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：所述的第二流体通道为一能够使流体从储液室流向消音室的管道，该管道置在隔离板上，其一端与隔离板固定连接。

6.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：所述的第二流体通道可以为壁薄的钢管、铝管、塑料管、以及铜管中任何一种制成。

7.根据权利要求1所述的制冷循环设备中冷媒压缩机用的储液器，其特征在于：储液室内的第二流体通道下部置有一贯通孔，该贯通孔直径为1～2mm。