CN106247647A - 压缩式冷冻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供压缩式冷冻机，能够将润滑压缩机的润滑油的温度保持在适宜范围，并能够廉价地回收泄漏到制冷剂系统的润滑油。一种压缩式冷冻机，利用与制冷剂具有相容性的润滑油润滑包括轴承的滑动部，构成为利用注射器(10)吸引蒸发器(3)中的制冷剂液体，并将所吸引的制冷剂液体注入润滑油箱(5)，由此对溶解于蒸发器(3)中的制冷剂的润滑油进行回收，其中，在将注射器(10)的驱动流体向注射器(10)引导的导管中、或者在将从蒸发器(3)吸引的制冷剂液体向注射器引导的导管(4BP)中设置控制阀(12)，在润滑油温度为预先设定的温度以上的情况下，将控制阀(12)打开，开始上述润滑油的回收动作。

Description

压缩式冷冻机

技术领域

本发明涉及压缩式冷冻机，特别是涉及能够将对压缩机进行润滑的润滑油的温度保持在适宜范围、且能够回收泄漏到制冷剂系统的润滑油的压缩式冷冻机。

背景技术

压缩式的冷冻机具有压缩机，但多数情况下压缩机需要润滑油的润滑。这种情况下的润滑油一般被选定为与制冷剂具有相容性的润滑油。之所以这样是因为，通过润滑油溶解于制冷剂，使得泄漏到制冷剂系统的润滑油与制冷剂一起在机内循环，从而回收变得容易。若使用没有相容性的润滑油，则润滑油可能滞留在机内的意料外的地方，致使回收变得困难。

泄漏出的润滑油的大部分作为油滴而存在于蒸发器的蒸发制冷剂蒸气中，或溶存于蒸发器内的制冷剂液体中。因而，在对这些润滑油进行回收的情况下，有捕集制冷剂蒸气中的油滴而回收的方法、以及将制冷剂中的润滑油蒸馏而回收的方法。在后者的情况下，有使用浓缩装置等将润滑油浓度提高而后进行回收的方法、以及将制冷剂液体直接引导至润滑油箱等的方法。

图3是示出将制冷剂液体直接引导至润滑油箱的方式(此处称为制冷剂回收方式)的现有例子的示意图。在制冷剂回收方式的情况下，蒸发器的压力在冷冻机中最低，且处于低位置，因此在回收中多使用注射器(injector)。即，如图3所示，使用从压缩机1的排出口(或冷凝器2)导出的高压的制冷剂蒸气来驱动注射器10，从而将蒸发器3内的制冷剂液体吸上来。用于驱动的制冷剂蒸气与被吸上来的制冷剂液体以混合的状态被引导至润滑油箱5。由于润滑油因轴承、齿轮等的发热而被加热，因此被引导的制冷剂立即气化，而溶存的润滑油残留于润滑油箱5。润滑油箱5由于与蒸发器3或压缩机1的吸入口压力均等，因此气化了的制冷剂被吸入压缩机而再次循环。

润滑油箱5内的润滑油由润滑油泵6压送至压缩机1而对轴承、齿轮等进行润滑。润滑油由机油冷却器7以及润滑油5内的机油加热器8控制温度。图1所示的制冷剂回收方式不需要浓缩装置等，因而其优点在于能够廉价地回收润滑油。

专利文献1：日本特开2014-190614号公报

发明内容

然而，近年来轴承、齿轮的损失减少，因而压缩机的发热量、即润滑油的加热量减少。此外近年来，普遍进行使用了变频器的可变速驱动(所谓逆变器驱动)等的、基于变速的容量控制，但在这种情况下，因压缩机的旋转速度的降低而轴承等的损失也变小，即加热量进一步降低。

因此，在直接引导制冷剂的所述的方式中，存在加热量不足而润滑油温度过度降低的情况。因此，需要减少回收的制冷剂量、或者在返回润滑油箱前将制冷剂液体进行预热等的应对措施。

图4是示出对从蒸发器回收了的制冷剂液体进行预热的情况的例子的示意图。在图4所示的例子中，在注射器10的出口设有制冷剂加热器11。其他的结构与图3所示的结构相同。制冷剂加热器11利用压缩机1的排出制冷剂的冷凝热，来对回收的制冷剂液体进行加热。被加热后的制冷剂液体的一部分气化，从而变成浓缩了的制冷剂液体与制冷剂蒸气并被引导至润滑油箱5。即，制冷剂加热器11作为浓缩装置的一种而工作。但是，这样一来会导致冷冻机的成本增加，因此尤其不适合于以廉价为优势的制冷剂回收方式。此外，由于尤其是逆变器驱动的压缩式冷冻机的发热量较大地变化，因此难以适宜地对制冷剂加热器的加热量进行调整。

另一方面，若减小回收制冷剂量，那么当然润滑油的回收能力会成比例地变小。因此，变得难以确保廉价而充分的润滑油回收能力。若回收能力低于泄漏量，则会成为因润滑油不足而导致油压的降低等故障的原因。

本发明是鉴于上述实情而完成的，其目的在于提供一种能够将对压缩机进行润滑的润滑油的温度保持在适宜范围、且能够廉价地回收泄漏到制冷剂系统的润滑油的压缩式冷冻机。

为了达成上述目的，本发明的压缩式冷冻机是一种压缩式冷冻机，利用与制冷剂具有相容性的润滑油对包括轴承的滑动部进行润滑，构成为通过利用注射器吸引蒸发器中的制冷剂液体，并将所吸引的上述制冷剂液体注入润滑油箱，由此对溶解于蒸发器中的制冷剂的润滑油进行回收，上述压缩式冷冻机的特征在于，在将注射器的驱动流体向注射器引导的导管中、或者在将从蒸发器吸引的制冷剂液体向注射器引导的导管中设置控制阀，在润滑油温度为预先设定的温度以上的情况下，将上述控制阀打开，开始上述润滑油的回收动作。

在本发明中，将制冷剂投入到润滑油中看作是润滑油的冷却方案之一。即，若润滑油温度上升到预先设定的温度以上，则打开控制阀并利用回收用的注射器从蒸发器回收制冷剂。该设定温度可以设为作为另一个冷却方案的对润滑油进行冷却的机油冷却器工作的温度以下。

此时，若将预先设定的温度设为对润滑油进行加热的机油加热器工作的温度以上，则能够使机油加热器运转的时间最小化，从而有助于节能。另一方面，若将预先设定的温度设为比加热润滑油的机油加热器工作的温度低，则制冷剂中的润滑油回收量增加，从而润滑油的回收量最大化。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，上述注射器的驱动流体为压缩机的排出侧或冷凝器的制冷剂蒸气。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，上述注射器的驱动流体为由润滑油泵从上述润滑油箱压送的润滑油。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，在润滑油温度变得比上述预先设定的温度低规定温度时，上述在控制阀关闭。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，开闭上述控制阀的润滑油温度范围被设定为对润滑油进行冷却的机油冷却器工作的温度以下。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，将计测上述润滑油温度的温度传感器设置在上述润滑油箱内，或者设置在从上述润滑油箱到机油冷却器的配管的任意位置。

根据本发明的优选方式，上述压缩式冷冻机的特征在于，利用对上述润滑油箱内的润滑油进行加热的机油加热器，将润滑油温度保持在开闭上述控制阀的润滑油温度范围内。

根据本发明，即使是由于使用逆变器驱动等而导致发热量小，润滑油的油温容易降低的压缩式冷冻机，也能够在保持充分的润滑油的回收能力的同时防止油温的降低。因而，不管是在润滑油的加热量多的情况下还是少的情况下，都能够将润滑油温度保持在适宜范围，并能够廉价地回收泄漏到制冷剂系统的润滑油。

附图说明

图1是示出本发明的压缩式冷冻机的第1实施方式的示意图。

图2是示出本发明的压缩式冷冻机的第2实施方式的示意图。

图3是示出将制冷剂液体直接引导至润滑油箱的方式的现有例子的示意图。

图4是示出对从蒸发器回收的制冷剂液体进行预热的情况的例子的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：压缩机；2：冷凝器；3：蒸发器；4：制冷剂配管；4BP：导管；5：润滑油箱；6：润滑油泵；7：机油冷却器；8：机油加热器；10：注射器；11：制冷剂加热器；12：电磁阀；13：温度传感器；14：导管；15：电磁阀；17：导管；18：自动阀；19：温度传感器。

具体实施方式

以下，参照图1以及图2对本发明的压缩式冷冻机的实施方式进行说明。在图1以及图2中，对相同或相当的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图1是示出本发明的压缩式冷冻机的第1实施方式的示意图。如图1所示，压缩式冷冻机具有：对制冷剂进行压缩的压缩机1；用冷却水(冷却流体)对被压缩了的制冷剂气体进行冷却而使之冷凝的冷凝器2；以及从冷水(被冷却流体)夺取热量而制冷剂蒸发从而发挥冷冻效果的蒸发器3，并构成为通过供制冷剂循环的制冷剂配管4将上述各设备连结在一起。

在本实施方式中，作为注射器10的驱动流体使用压缩机1的排出制冷剂蒸气，从蒸发器3吸引制冷剂液体。从连接于压缩机1的排出口的制冷剂配管4分支而将驱动制冷剂蒸气引导至注射器10的导管4BP的中途设有电磁阀(控制阀)12。通过开闭电磁阀12，能够控制从蒸发器3进行制冷剂液体的回收(吸引)。

一般来说，冷冻机的压缩机的润滑油常常保持在一定的温度。之所以这样做是因为：由于润滑油与制冷剂具有相容性，所以若温度降低，则制冷剂溶解而粘度不足，或者溶存的制冷剂气化而成为润滑油泵的空化的原因。另一方面，若润滑油温度过度上升，则同样会导致粘度的降低、轴承的过热等。因而，润滑油具有适宜温度，此温度一般为50～60℃左右。在本实施方式中，冷冻机检测润滑油的温度，并通过机油冷却器7的控制将润滑油温度保持在适宜范围。

如上所述，润滑油伴随着轴承、减速器的发热而在运转中温度逐渐上升。因此，若润滑油的温度上升则从冷凝器2向机油冷却器7送入制冷剂液体，来使润滑油冷却。此处，假设使机油冷却器7工作的温度为60℃，而使其停止的温度为55℃。

在本实施方式中，在冷冻机的运转中，若润滑油的温度超过55℃，则使所述的用于控制驱动制冷剂蒸气的电磁阀12打开，若低于50℃则使电磁阀12关闭。在压缩机1以比较高的负荷(高旋转速度)运转的情况等的、润滑油的加热量比伴随着制冷剂的回收的润滑油的冷却量大的情况下，即使电磁阀12打开，润滑油的温度也逐渐上升，并最终达到60℃，从而机油冷却器7工作。若机油冷却器7工作，则润滑油温度开始逐渐降低，若被冷却至55℃则机油冷却器7停止。即，润滑油的油温被保持在55～60℃的范围内。

另一方面，在压缩机1以比较低的负荷(低旋转速度)运转的情况等的、润滑油的加热量比伴随着制冷剂的回收的润滑油的冷却量小的情况下，润滑油温度逐渐降低而变得低于50℃。若低于50℃则电磁阀12关闭，因此制冷剂液体的回收停止，润滑油的温度又开始上升。即，油温被保持在50～55℃的范围内。

即，将为了回收制冷剂液体而设定的温度(50～55℃)设定得比机油冷却器7工作的温度(55～60℃)低，且使两者均为润滑油能够维持润滑条件的温度，由此，不管是在润滑油的加热量多的情况还是少的情况下，都能够将润滑油的温度保持在适宜的范围(50～60℃)。

此外，润滑油的油温可以为润滑油的供给温度，也可以为润滑油箱5内的润滑油的温度，但出于因机油冷却器7的工作而引起的温度的变化小这一点考虑，最好还是使用润滑油箱5内的润滑油温度进行控制。此外，由于润滑油由润滑油泵压送，并由机油冷却器冷却为止的期间内的温度变化小，所以若在这之间的配管的任意位置设置计测润滑油温度的温度传感器，则能够得到同等的效果。在本实施方式中，设置有对润滑油箱5内的润滑油的温度进行计测的温度传感器13。

此外，也可以构成为，在运转中润滑油的温度降低的情况下，例如若低于52℃，则使润滑油箱5内的机油加热器8工作，若超过55℃则使润滑油箱5内的机油加热器8的工作停止。如此一来，在回收用的电磁阀12工作的期间，由于不足的加热量由机油加热器8提供，因而油温开始上升。由此，润滑油温度被控制在52～55℃之间，从而能够持续进行制冷剂液体的回收。或者，也可以将代表润滑油的回收量的量、例如电磁阀12打开的累计时间、或润滑油箱5内的润滑油的液面加入到机油加热器8的运转条件中。即。若仅在电磁阀12的打开时间低于预先设定的时间的情况下、或者仅在润滑油的液面降低的情况下运转机油加热器8，则既能够抑制因机油加热器8而引起的能量消耗，又能够避免因润滑油的减少而引起的故障的发生。

图2是示出本发明的压缩式冷冻机的第2实施方式的示意图。

在本实施方式中，作为注射器10的驱动流体使用润滑油泵6的排出液(润滑油)，并在从蒸发器3回收制冷剂液体的导管14的中途设有电磁阀15。此外，在用于从冷凝器2向机油冷却器7送入制冷剂液体并冷却润滑油的导管17设有自动阀18。在机油冷却器7的出口侧设有对从机油冷却器7向压缩机1供给的润滑油的温度进行计测的温度传感器19。对自动阀18的开度进行控制，以使得从机油冷却器7向压缩机1供给的润滑油的供给油温成为恒定。假设供给油温的设定温度为57℃。

在本实施方式中，控制用的电磁阀15在润滑油的温度为55℃时打开，在润滑油的温度为50℃时关闭。即，在润滑油的加热量比伴随者制冷剂的回收的润滑油的冷却量大的情况下，即使电磁阀15打开，润滑油的温度也逐渐上升，但润滑油的温度通过机油冷却器7的控制而被维持在大约57℃。

另一方面，在润滑油的加热量比伴随者制冷剂的回收的润滑油的冷却量小的情况下，润滑油温度逐渐降低而变得低于50℃。因为若低于50℃则电磁阀15关闭，因此制冷剂液体的回收停止而润滑油的温度又开始上升。即，润滑油的油温被保持在50～55℃的范围内。如此，润滑油的温度也被维持在适宜范围。

至此，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，当然可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式来实施。

Claims (9)

1.一种压缩式冷冻机，利用与制冷剂具有相容性的润滑油对包括轴承的滑动部进行润滑，构成为通过利用注射器吸引蒸发器中的制冷剂液体，并将所吸引的所述制冷剂液体注入润滑油箱，由此对溶解于蒸发器中的制冷剂的润滑油进行回收，

所述压缩式冷冻机的特征在于，

在将注射器的驱动流体向注射器引导的导管中、或者在将从蒸发器吸引的制冷剂液体向注射器引导的导管中设置控制阀，在润滑油温度为预先设定的温度以上的情况下，将所述控制阀打开，开始所述润滑油的回收动作。

2.根据权利要求1所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

所述注射器的驱动流体为压缩机的排出侧或冷凝器的制冷剂蒸气。

3.根据权利要求1所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

所述注射器的驱动流体为由润滑油泵从所述润滑油箱压送的润滑油。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

在所述润滑油温度变得比所述预先设定的温度低规定温度时，所述控制阀关闭。

5.根据权利要求4所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

开闭所述控制阀的润滑油温度范围被设定为对润滑油进行冷却的机油冷却器工作的温度以下。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

将计测所述润滑油温度的温度传感器设置在所述润滑油箱内，或者设置在从所述润滑油箱到机油冷却器的配管的任意位置。

7.根据权利要求4所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

利用对所述润滑油箱内的润滑油进行加热的机油加热器，将所述润滑油温度保持在开闭所述控制阀的润滑油温度范围内。

8.根据权利要求5所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

利用对所述润滑油箱内的润滑油进行加热的机油加热器，将所述润滑油温度保持在开闭所述控制阀的润滑油温度范围内。

9.根据权利要求6所述的压缩式冷冻机，其特征在于，

利用对所述润滑油箱内的润滑油进行加热的机油加热器，将所述润滑油温度保持在开闭所述控制阀的润滑油温度范围内。