CN1117572A - 制冷系统中螺旋压缩机的油控装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制冷系统中的油控装置，该制冷系统包括一带有进入口的螺旋压缩机及一形成一腔室的外壳的蒸发器。一吸入管道使蒸发器腔室与压缩机的进入口相连，并在蒸发器外壳开口处密封，其远端伸进密封处下面的腔室内。一位于腔室内吸入管道下面的储存器收集压缩机在低负荷运行时流下吸入管道的润滑油，以使当该储存器中的油面到达预定高度时，吸入管道远端的开口受到限制，因而增加了邻近处的流动速度，从而使得油重新进入压缩机。

Description

制冷系统中螺旋压缩机的油控装置

本发明总的涉及制冷系统，具体是用于这种系统中的螺旋压缩机。更具体地说，本发明涉及制冷系统中所使用的螺旋压缩机的进入管道的油控装置。但是，本发明并不局限于在下面所描述的较佳实施例。

螺旋压缩机较多地使用在从为气动工具提供压缩空气到使制冷剂在一冷却系统的制冷循环中循环的多种场合。螺旋压缩机的一种具体用途是用在通常被称作冷冻装置的制冷系统中。典型的冷冻装置除了螺旋压缩机之外还包括一冷凝器、一蒸发器或冷却器、一润滑油—制冷剂分离器、一制冷剂贮存罐和一节流阀。这些部件通过使制冷剂在系统内流过的管道系统相互连接起来。蒸发器一般包括多根把水在封闭回路中循环到另外的热交换器或冷却盘管的管子。在冷却盘管中，循环的室内空气被一鼓风机引导通过冷却盘管，以去除循环的室内空气中的热量。

冷冻器的部件通常安排得使螺旋压缩机的吸入管向下进入蒸发器。螺旋压缩机部分地被从压缩机轴承排出被带入进入转子的吸入气体中的油润滑。油和制冷剂的混合物被带入压缩循环系统，随后排放到系统的分离器，在那儿油从制冷剂中分离出来。但是，在冷冻器的低负荷运行期间，没有足够大的气体速度把油有效地带入进入压缩机的气流中。在此低负荷运行中，润滑油通常沿着吸入管持续往下流并进入蒸发器，在那儿有一个油与制冷剂的不希望有的混合。在这种情况下，油从压缩机中漏失，导致不能充分润滑压缩机，同时由于在制冷剂循环中存在大量的油而引起冷冻器性能的降低。

业已提出了许多企图解决螺旋压缩机在低负荷运行中润滑油漏失问题的种种解决方法。这些解决方法包括干脆使压缩机不在低负荷下运行，以避免润滑油的这种漏失，或者安装挡板装置以挡住润滑油，并用一喷射器系统使油返回到压缩机中，或利用蒸镏过程从制冷循环去除多余的油。第一种解决方法不适合，因为许多场合需要螺旋压缩机在低负荷下运行。最后的两种解决方法需要较多的设计上的改变，这会增加制造制冷系统的成本。

因此，本发明的一个目的是改进制冷系统。

本发明的这一目的依靠权利要求的前序部分和其特征部分所述的方法和装置来达到。

本发明的特点是为制冷系统提供一油控装置，此制冷系统具有用来增压并使制冷剂循环流过制冷系统的螺旋压缩机，并具有由外壳形成的一腔室以用于制冷剂相态的改变的蒸发器。根据本发明的一个方面，一吸入管道把蒸发器的腔室与压缩机的进入口连接起来。吸入管道在外壳开口处周围密封，并且使它的远端伸进密封处下面的腔室。根据本发明的另一个方面，一储存器位于腔室内，在吸入管的下面。使用储存器是为了收集在压缩机低负荷运行期间往下沿吸入管道流下的润滑油，当储存器的油面到达一预定高度时，管道远端的开口受到限制，因而，提高了邻近的流动速度，使得润滑油重新进入压缩机。

本发明的另外目的以及更多的有助于此目的的特性和由此产生的优点将从下面结合附图对本发明的较佳实施例所作的描述而变得更为清楚。

图1是按照本发明的、使用螺压缩机的冷冻装置的正视图，其中的蒸发器被剖开以揭示本发明改进之处；

图2是沿图1的2—2线的截面剖视图，图中详细地示出了本发明的油储存器；

图3是本发明的油储存器工作情况的示意图；

图4是类似于图3的示意图，图中示出了充满润滑油的储存器。

现请首先参阅图1。图1示出了根据本发明的冷冻装置10。该冷冻装置10包括一螺旋压缩机12、一蒸发器或冷却器14、一冷凝器16和一润滑油—制冷剂分离器18。冷却装置10还包括一对连接到合适的管道使冷冻水从冷冻装置10循环到位于远处的热交换器的法兰盘联接器20—20。螺旋压缩机12包括一从蒸发器的开口端24延伸进蒸发器14的吸收进入管22。该进入管22在蒸发器内终止于它的远端26。一盖状油储存器28固定于进入管22的远端26，并在它们之间留有通路或间隙29，以允许适量的制冷剂流过进入管22。进入管22还包括一焊于安装板32的近端30，安装板32则用螺栓与螺旋压缩机12栓在一起。

现请参阅图2。图2中示出了蒸发器14，它包括一蒸发器外壳36，如图所示，在外壳36的内侧焊有一对水平安装法兰盘38—38。蒸发器外壳36在外壳内部形成一个与外界隔离的内腔37。一管子承载器40置于内腔37内，并通过一对安装于管子承载器40的细长角撑架42—42和安装法兰盘38—38而悬于内腔37内。管子承载器40承载着多根水平穿过蒸发器的水管44。在冷冻装置10运行期间，相对较冷的液态制冷剂通过进入管45从冷凝器16流入蒸发器14。流出冷凝器16的液体原来是温热的，它冷却下来是由于在进入蒸发器14之前先流过一阀。穿过此阀时的压降使部分冷凝的液相制冷剂变成气相的制冷剂，液相变气相又使其余的液体冷却下来。然后液态制冷剂与载有温水的水管44接触。来自流过水管44的温水的热量被液态制冷剂吸收，然后液态制冷剂由于温度上升而汽化或蒸发。汽化状态的制冷剂通过吸入管道22的吸入流入压缩机12。在压缩机12中，汽化的制冷剂由于在里面受到压缩而使压力和温度提高。随后压缩机把制冷剂排放到冷凝器16，在那里由于热量通过冷却盘管(未图示)被传递到较冷的空气而使气相制冷剂冷却并液化。冷凝器16也包括一内封水管的外壳。流过冷凝器管子的水吸收被压缩的制冷剂的热量，从而使制冷剂冷凝。随后，冷凝器的水被送到一冷却塔向外界空气排出吸收的热量。

为了使螺旋压缩机12正常工作，润滑油必需从压缩机轴承排入进入螺旋压缩机12的转子制冷剂气体中。随后，与制冷剂混合的油通过螺旋压缩机12内的压缩循环。加热和增压的油—制冷剂混合物在进入冷凝器16之前，如图1所示先流过分离器18，在那儿油被去除并回到压缩机12。随后几乎没有油的制冷剂从分离器18流入冷凝器16而重复制冷循环。

在冷却装置10的高负荷运行期间，气体在吸入管22内保持足够的速度以避免任何压缩机的润滑油滑下吸入管22进入蒸发器。然而在冷却装置10低负荷运行期间，润滑油将从螺旋压缩机12往下流到吸入管22，并开始如图3所示那样集中在油储存器28中。如图2所示，油储存器28通过L型安装架46安装在吸入管22远端26的邻近处。如图3和4所示，油储存器28包括一底端平板部分48和一终止于顶边52的朝上侧边缘50。如图2、3和4所示，使用L形安装架46使侧边缘50的顶边52位于吸入管22的远端26的开口处上面。如图3所示，在冷冻装置10很低的负荷运行期间，储存器28将收集从吸水管22流下的润滑油。在储存器28内的油面将一直上升到如图4所示的接近于吸入管22的远端26。当油到达此高度时，在油和吸入管22之间将形成液封面。随后继续操作的压缩机将在吸入管22内产生一相对的真空。即使在低负荷运行期间，吸入管22内的气体体积相对于压缩机12的吸入能量来说是很小的。因而，此相对真空很快产生，导致收集在储存器中的油迅速回到螺旋压缩机12中。

根据实施本发明的最佳方法，首先是根据具体的冷却装置10决定储存器28的尺寸大小和它与吸入管22的几何关系，使得当螺旋压缩机12满负荷操作时，油储存器28既不会限制制冷剂流动也不会增加气体速度，以免引起压降增大，从而降低冷却装置工作效果。因而，储存器体积的容量保持在一个最小值，以便当冷却装置在高容量负荷运行时，减少吸入管22的过度限制的可能性。同时，储存器28的尺寸必须足够大以收集在低负荷运行时落到吸入管22的预定量的油，并考虑到由于吸入气态制冷剂而导致油膨胀的情况。这种膨胀在储存器接近装满油的时候关闭冷却装置时是有可能发生的。然后进一步确定储存器的最佳容量，使得保持在内的油的体积相对于冷却装置总的制冷剂装载量来说是比较小的，以便使油的溢出不会引起较大的系统工作性能的下降。

以上描述了使用螺旋压缩机的冷却装置的简单然而有效的油控装置。所揭示的油控装置是经济的、有效的，并不需要对已用在冷却装置中的部件进行较多的改动。

Claims (6)

1.一种制冷系统，该制冷系统具有一带有一进入口的螺旋压缩机，该压缩机用于增压和使制冷剂在制冷系统中循环，以及具有一用于制冷剂相变的、形成一密封腔室的外壳的蒸发器，对该制冷系统的改进之处在于：

一把蒸发器腔室与压缩机的进入口连接起来的吸入管，该吸入管在外壳开口处周围密封，并使它的开口远端伸入密封处下面的腔室；位于腔室内、并在该吸入管下面的储存装置，在压缩机低负荷运行期间，该储存器装置用于收集沿吸入管道流下的润滑油，以便当该储存装置中的油面到达预定高度时，吸入管道远端的开口受到限制，从而增加邻近处的流动速度，使得油重新进入压缩机。

2.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于：

该储存装置包括一具有一底面和一朝上的侧边缘及一顶边的盖状件。

3.如权利要求2所述的制冷系统，其特征在于包括：

用于使该盖状件围绕该吸入管道定位的安装架，以使盖状件的顶边位于该吸入管道远端的上面、并在盖状件和该吸入管道之间留有流体通道。

4.如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于：

该流体通道有一个预定的流量容积，使得系统在高负荷运行时，不会增加进入该吸入管道的气体速度，从而避免增加压降和最终降低冷却装置工作效果。

5.如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于：

该储存装置有一个容纳油的预定容量，该预定容量考虑到由于吸入气态制冷剂而引起的油的膨胀的因素。

6.如权利要求5所述的制冷装置，其特征在于：

该保持在该储存装置内油的预定体积相对于系统制冷剂总量来说是较小的，以使从该储存装置中的任何润滑油的溢出对整个系统工作效果的影响可忽略不计。

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