CN107923674A - 压缩机及冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

压缩机(1)及具有压缩机(1)的冷冻循环装置，其中压缩机(1)具有压缩制冷剂的压缩机构部，配置于压缩机构部下游侧且具有外筒(10)及位于外筒(10)内侧的内筒(11)、使从压缩机构部排出的制冷剂与气体制冷剂分离的旋风式油分离器(2)，配置于内筒(11)的入口部或内部且使制冷剂的旋转成分减速的整流装置(3)以及配置于整流装置(3)的下游侧的止回阀(4)，从压缩机构部排出的制冷剂流入旋风式油分离器(2)，通过沿外筒(10)的内壁进行旋转下降而分离为气体制冷剂与油，分离后的气体制冷剂从内筒(11)的下端部流入内筒(11)内部，经由内筒(11)内部从旋风式油分离器(2)排出，分离后的油沿外筒(10)的内壁面流下。

Description

压缩机及冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及具备从自压缩机排出的制冷剂气体分离油(冷冻机油)的旋风式油分离器的压缩机及具备该压缩机的冷冻循环装置。

背景技术

空调机等冷冻循环装置具有将旋风式油分离器设在压缩机出口侧的情况、使用一体地具备旋风式油分离器的螺杆压缩机的装置(例如参照专利文献1)。在这种螺杆压缩机中，使用大致圆筒纵形的旋风式油分离器，减少压缩机的油比率(油向压缩机外的流出量)。在该旋风式油分离器中，利用由分离空间内的旋转流引起的离心力使油附着在壁面上，附着的油一边沿内壁旋转一边下降，并贮存在设于下部的油贮存处。另外，使油分离了的制冷剂气体从旋风式油分离器的上部排出，并供给至冷冻循环。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-232569号公报

在具备专利文献1那样的旋风式油分离器的冷冻循环装置中，通过在旋风式油分离器的排出侧设置止回阀，通过该止回阀将被压缩的制冷剂气体送出至冷冻循环的冷凝器侧，防止制冷剂气体的逆流。在螺杆压缩机那样大流量的装置中，作为止回阀普遍使用升降式的止回阀。

通过设置升降式的止回阀，分离器内的压力由于从旋风式油分离器排出的被压缩的制冷剂气体而上升，当超过止回阀下游侧的压力时则止回阀的阀体被提起，并开阀。通过压缩机的停止等，利用残留在压缩机内部的低压气体与高压气体的压力差，压缩机构部反转运转，当油分离器内的压力比止回阀下游侧的压力小时，通过阀体向下方落下并落座到阀座上而闭阀，防止制冷剂气体的逆流。另外，在阀体滑动的气缸内面设置用于限制阀体的上升位置的限制器(例如阻挡圈)。

在这种旋风式油分离器中，利用旋转流，制冷剂气体与冷冻机油由于离心力而分离，该旋转流流入设于旋风式油分离器的出口侧的升降式止回阀。此时，升降式止回阀的阀体一边旋转一边上升并与阻挡圈接触，限制阀体的上升位置，但阀体由于旋转流而一边旋转一边与阻挡圈滑动，产生阀体磨耗的问题。

相对于这种课题，为了防止止回阀旋转，能设置整流装置。此时，在分离器出口格外设置整流装置成为使产品大型化的原因。另外，为了防止压力损失的增大，确保止回阀及整流装置的通道面积，则止回阀、整流装置也变大，导致产品的进一步大型化。

发明内容

本发明的课题在于提供能抑制止回阀的阀体的磨耗而确保可靠性，且抑制了包括止回阀等的旋风式油分离器的大型化的压缩机及冷冻循环装置。

本发明的压缩机具备压缩制冷剂的压缩机构部、配置于压缩机构部的下游侧且具有外筒及位于该外筒的内侧的内筒、使从压缩机构部排出的制冷剂与气体制冷剂分离的旋风式油分离器、配置于内筒的入口部或内部且使制冷剂的旋转成分减速的整流装置以及配置于整流装置的下游侧的止回阀，从压缩机构部排出的制冷剂流入旋风式油分离器，通过沿外筒的内壁进行旋转下降而分离为气体制冷剂与油，之后，分离后的气体制冷剂从内筒的下端部流入内筒内部，经由内筒内部从旋风式油分离器排出，分离后的油沿外筒的内壁面流下。

另外，本发明的冷冻循环装置具备上述结构的压缩机、热源侧热交换器、减压装置及利用侧热交换器。

本发明的效果如下。

根据本发明，能提供能抑制止回阀的阀体的磨耗而确保产品的可靠性，且抑制了包括止回阀等的旋风式油分离器的大型化的压缩机及冷冻循环装置。

附图说明

图1是表示本发明的冷冻循环装置的实施例一的冷冻循环系统图。

图2是说明旋风式油分离器、整流装置、止回阀的关系和它们的结构的图，是旋风式油分离器的纵剖视图。

图3是说明旋风式油分离器、整流装置、止回阀的组装结构的例子的图，是旋风式油分离器的主要部分剖视图。

图4是说明旋风式油分离器、整流装置、止回阀的组装结构的其他例子的图，是旋风式油分离器的主要部分剖视图。

图5是说明旋风式油分离器、整流装置、止回阀的组装结构的其他例子的图，是旋风式油分离器的主要部分剖视图。

图6是说明旋风式油分离器、整流装置、止回阀的组装结构的其他例子的图，是旋风式油分离器的主要部分剖视图。

具体实施方式

本发明的压缩机具备压缩制冷剂的压缩机构部、配置于压缩机构部的下游侧且具有外筒及位于该外筒的内侧的内筒、使从压缩机构部排出的制冷剂与气体制冷剂分离的旋风式油分离器、配置于内筒的入口部或内部且使制冷剂的旋转成分减速的整流装置以及配置于整流装置的下游侧的止回阀，从压缩机构部排出的制冷剂流入旋风式油分离器，通过沿外筒的内壁进行旋转下降而分离为气体制冷剂与油，之后，分离后的气体制冷剂从内筒的下端部流入内筒内部，经由内筒内部从旋风式油分离器排出，分离后的油沿外筒的内壁面流下。根据本发明的压缩机，能利用整流装置抑制止回阀的阀体的旋转并抑制磨耗，因此，能确保产品的可靠性。另外，通过将整流装置内置于旋风式油分离器的内部，从而能有效地运用旋风式油分离器内筒内部的空间，能抑制包括止回阀等的旋风式油分离器的大型化。

下面，基于附图说明本发明的压缩机及具备该压缩机的冷冻循环装置的具体实施例。

(实施例一)

图1是本实施例的冷冻循环装置的冷冻循环系统图。在本实施例中，对作为冷冻循环装置是空调机的情况进行说明。

冷冻循环装置具备具有压缩制冷剂的压缩机构部的压缩机1、配置于压缩机1的排出侧的旋风式油分离器2、热源侧热交换器5、电子膨胀阀等减压装置6、利用侧热交换器7。在本实施例中，在压缩机1的排出侧另外设置旋风式油分离器2，在旋风式油分离器2的内部隔着整流装置3设置升降式止回阀4。鼓风机8向热源侧热交换器5供给室外的空气。

由压缩机1压缩的高温高压的制冷剂气体在由旋风式油分离器分离了油后，在旋风式油分离器的内筒内部上升。之后，制冷剂气体通过整流装置3及升降式止回阀4，从油分离器上部排出，并流入热源侧热交换器5。制冷剂在热源侧热交换器5中与从鼓风机8送出的室外空气进行热交换并冷凝，之后，在减压装置6中减压膨胀并成为气液二相流，流入利用侧热交换器7。在利用侧热交换器7中，与循环地供给的冷水进行热交换而使冷水的温度下降，制冷剂蒸发并成为制冷剂气体，再次被压缩机1吸入。如上所述，制冷剂循环而构成冷冻循环。

接着，利用图2说明图1所示的旋风式油分离器2、整流装置3、升降式止回阀4的关系和它们的结构。

在本实施例中，在旋风式油分离器2的内筒内部的空间通过整流装置3安装升降式的止回阀4。升降式的止回阀4当在旋风式油分离器2的内筒上升的被压缩的制冷剂气体的压力(Pin)与阀体后游侧的压力(Pout)的压力差△P(＝Pin-Pout)比零大，并胜于阀体4a的重量时，阀体4a被提起而开阀。另外，通过压缩机1的停止等，由于残留在压缩机内部的低压气体与高压气体的压力差，压缩机构部进行反转运转，当油分离器2内的压力比止回阀4下游侧的压力小时，阀体4a向下方落下并落座到阀座4b，从而闭阀。通过具备这种升降式止回阀4，防止制冷剂气体的逆流。

另外，以往，在阀体4a滑动的缸的内面设置用于限制阀体4a的上升位置的阻挡圈(限制器)，但在本实施例中，通过在旋风式油分离器内部设置止回阀4，将设在上部的排出凸缘9作为限制器，决定开阀时的阀体4a的上限位置。

如点线箭头A所示，在压缩机1的压缩机构部被压缩且排出的高温高压的制冷剂气体流入由旋风式油分离器2的外筒10与内筒11形成的流道而成为旋转流。即，制冷剂气体与油的混合体以跟随油分离器2的圆筒内壁的方式流入，通过跟随该内壁流而成为旋转流。通过制冷剂气体与油的混合体成为旋转流，制冷剂气体中的油由于离心分离作用而从制冷剂气体分离。如点线箭头B所示，分离后的油沿圆筒形的内壁向下方流，通过油贮存部12返回压缩机1。另外，使油分离了的制冷剂气体(仅制冷剂气体或油分少的制冷剂气体)从旋风式油分离器2的上部以旋转流排出。

在此，在现有的冷冻循环装置中，如本实施例那样，在升降式止回阀4的上游侧未配置整流装置3。因此，从旋风式油分离器2排出的制冷剂气体的旋转流作用在阀体4a上，当阀体4a一边旋转一边与阻挡圈滑动时，由于由滑动引起的磨耗而产生磨耗粉(铁粉等)。该磨耗粉流入冷冻循环侧，当经过冷凝器流入电子膨胀阀等减压装置6时，有可能引起减压装置6的动作不良。另外，在冷冻循环装置具备四方阀的情况下，磨耗粉流入四方阀的滑动部，也有可能引起四方阀的动作不良。另外，当磨耗粉流入热交换器5、7等并堆积时，有可能使热交换性能下降或在制冷剂流道产生堵塞。

因此，在本实施例中，在旋风式油分离器2的内筒内部的空间设置整流装置3及止回阀4，在整流装置3的下游侧设置升降式止回阀4。另外，在止回阀下游侧配置具备排出口的排出凸缘9。通过在油分离器内部的内筒内配置整流装置3与止回阀4，使在内筒内部对旋转流进行了整流的流向止回阀4流。

内筒11分隔在内筒外侧向下方流的包括油的旋转流和在内筒的内侧向上方流的没有油的上升流。内筒内侧的空间成为用于导向排出口的流的通道。

在此，通过在油分离器内部的内筒空间配置整流装置及止回阀，与在油分离器出口附带止回阀及整流装置的情况相比，包括整流装置及止回阀的油分离器整体的全高变低。因此，能够使设置、收纳油分离器的冷却装置的全高低，因此，与排出口连接的配管长度也变短。另外，由于能够使冷却装置的箱体的全高低，因此能减少材料费而使制造原价下降。

另外，通过内置止回阀，即使改变阀的行程长度全高也不会改变，因此，能实现与冷却装置的箱体、排出口连接的配管的共用化。

另外，为了减少止回阀出入口的压力损失，需要使止回阀的阀体在径向上增加尺寸，从而扩大在阀体外周流动的通道，但伴随阀体的尺寸增加，配管也需要增大尺寸。但是，由于内置止回阀，在止回阀下游侧设置具有排出口9b的排出凸缘9，因此，能不改变配管直径地决定止回阀的径向的尺寸。因此，能不增大排出配管尺寸地减少止回阀出入口间的压力损失。

另外，作为限制器用使用的阻挡圈一般由钢琴线等硬度高的材料制成，因此，当由硬度低的铸件、碳素钢制造阀体时，阀体显著地磨耗。因此，在止回阀下游侧设置具有排出口的排出凸缘9，排出凸缘9的止回阀侧端面(下面)9a成为阀体的限制器(优选成为限制器的排出凸缘9和阀体的硬度是同等程度)。通过这样构成，能废弃阻挡圈，能抑制阀体的一方的磨耗。

另外，通过在配置于内筒内的止回阀的上游侧设置整流装置，能在使流入内筒内的旋转流流入止回阀前进行整流。因此，能抑制阀体的旋转而抑制阀体的磨耗，因此能抑制磨耗粉的产生。

接着，使用图3～图6说明图1及图2所示的旋风式油分离器1、整流装置3、止回阀4的其他结构的例子。

设于止回阀上游侧的整流装置3可以设于内筒11的入口，也可以安装于内筒11内部的止回阀吸入口。

图3是将整流装置3配置于内筒11的入口的例子。由于能够在内筒11的入口开口整体配置整流装置3，因此，整流格子间的间距宽，能较低地抑制整流格子出入口间的压力损失。

图4所示的例子将设于止回阀4的上游侧的整流装置3与止回阀4的吸入口4d连接地设置。整流装置3的外径只要与止回阀4的吸入口4d的直径为同等以上即可，因此，能使整流装置3小型化。另外，作为整流装置3，例如能采用以利用分隔板划分制冷剂在整流装置内流动的空间的方式构成的结构。如果使分隔板作为十字型构成，则能够对在整流装置3流动的空间四分割。另外，如果将分隔板形成为格子状，则能分隔为更多个空间。通过利用分隔板将流道分割为多个，形成例如四个以上的空间，通过在整流装置3上游侧的内筒11内剖面旋转的一个流通过整流装置3，成为在由分隔板划分的空间内旋转的多个旋转流。通过与阀体4a的侧面碰撞并较细地分割给予旋转驱动力的旋转流，不将旋转驱动力施加在阀体4a上地通过阀体，因此能抑制阀体4a的旋转。

另外，设于止回阀4的上游侧的整流装置3设于内筒11内，因此，即使为了调整整流区间而调整整流装置3的厚度，油分离器2的全长也不会改变，因此能实现与冷却装置的箱体、排出口连接的配管的共用化。另外，通过在内筒11内配置整流装置3，在整流装置3与机体4c之间不需要密封部件，因此制冷剂气体不会从接合面向外部大气泄漏。

在此，若构成为图4那样，则整流装置3的整流格子间的间距窄，整流格子出入口间的压力损失变大。因此，如图5、6所示，在内筒11的内侧还配置具有比止回阀4的吸入口4d内径大的直径的筒部件14，在该筒部件14的入口或内部配置整流装置3。能在整流装置3的直径比设于止回阀4的机身4c的吸入口4d的口径大，比止回阀4的机身4c的外径小的范围安装，因此能扩大整流格子间的间距，能减少整流装置3出入口间的压力损失。在此，整流装置3的直径能与筒部件14的直径一致地设定为任意的大小。

另外，通过整流装置3不久之后的旋转流在由分隔板分割的每个空间在旋转流的流速上存在差异，因此，当在通过整流装置3不久之后配置止回阀4时，阀体4a向径向不规则地移动，阀体4a与收纳阀体4a的机身4c内径面碰撞而产生碰撞音。因此，如图5、6所示，在吸入口4d与整流装置3之间配置筒部件14。通过了旋转装置3的多个旋转流在筒部件14内反复碰撞、混合，旋转流被破坏，流向扩散，流道剖面的径向成分的流速均匀化。因此，阀体4a的动作稳定化，能抑制阀体4a与机身4c内径面碰撞的冲突声音。另外，在图3的例子中也得到同样的效果。

另外，能在筒部件14的外径比设于止回阀4的机身4c的吸入口4d的口径大且比止回阀4的机身4c的外径小的范围安装，但在图6中，使筒部件14的外径与机身4c的外径为相同直径。筒部件14安装于机身4c的上游侧，因此，能利用筒部件14分隔旋转的流与上升的流，因此，在图6所示的例子中废弃内筒11(参照图5等)。

另外，在本实施例中，分别制造整流装置3与止回阀4，设置于旋风式油分离器2的内部，但也可以为一体地组装止回阀4与整流装置3的结构。根据这样构成，能减少部件件数，能更容易地进行组装。

如上所述，根据本发明，通过在旋风式油分离器2的内部设置整流装置3，能够使制冷剂气体的旋转流为直进流或更接近于直进流的流，并向止回阀4流入。因此，能抑制止回阀4的阀体4a旋转，阀体4a磨耗。另外，通过使止回阀4a及整流装置3不是内置于旋风式油分离器的外部，而是内置于旋风式油分离器的内部，能有效地运用内筒11的内部空间，因此，能产品不会大型化地提高可靠性。

另外，本发明未限定于上述实施例，包括多种变形例。例如，在本实施例中，作为压缩机1使用螺杆压缩机，但压缩机1未限定于螺杆压缩机，也可以是其他形式的压缩机。另外，旋风式油分离器2未限定于与压缩机分别设置，即使相对于压缩机与旋风式油分离器为一体的装置也能应用本发明。另外，在本实施例中，作为冷冻循环装置使用空调机进行说明，但也能应用于冷却装置、冷冻机等冷冻循环装置。

符号说明

1—压缩机(螺杆压缩机)，2—旋风式油分离器，3—整流装置，4—止回阀(升降式止回阀)，4a—阀体，4b—阀座，4c—机身，4d—吸入口，5—热源侧热交换器，6—减压装置，7—利用侧热交换器，8—鼓风机，9—排出凸缘，9a—排出凸缘的止回阀侧端面(下面)，9b—排出口，10—外筒，11—内筒，12—油贮存部，13—平板，14—筒部件。

Claims (5)

1.一种压缩机，其特征在于，

具备：

压缩制冷剂的压缩机构部；

旋风式油分离器，其配置于上述压缩机构部的下游侧，具有外筒及位于上述外筒的内侧的内筒，将从上述压缩机构部排出的制冷剂分离为气体制冷剂和油；

配置于上述内筒的入口部或内部且使制冷剂的旋转成分减速的整流装置；以及

配置于上述整流装置的下游侧的止回阀，

从上述压缩机构部排出的制冷剂流入上述旋风式油分离器，通过沿上述外筒的内壁进行旋转下降而分离为气体制冷剂与油，

之后，分离后的气体制冷剂从上述内筒的下端部流入上述内筒内部，经由上述内筒内部从上述旋风式油分离器排出，

分离后的油沿上述外筒的内壁面流下。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

上述止回阀配置于上述内筒的内部。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

上述整流装置与上述止回阀隔着间隙配置。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，

在上述内筒的内侧具备筒部件，该筒部件具有比上述止回阀的吸入口的直径大的直径，

上述整流装置配置于上述筒部件的入口部或内部。

5.一种冷冻循环装置，其特征在于，

具备权利要求1至4任一项所述的压缩机、热源侧热交换器、减压装置及利用侧热交换器。