CN1209558C - 螺旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的螺旋压缩机，其特征在于：油分离空间部分为圆柱形，排出通道大体沿圆柱形油分离空间部分的切线方向连接到圆柱形油分离空间部分上，以使气体和油沿圆柱形油分离器部分的内壁表面流动；并且油分离空间部分的下部通过一个通道面积小于油分离空间部分横截面积的连通通道连接到储油器上；所述圆柱形油分离空间部分设有一个与其同心的圆柱形部件，以使排出孔与圆柱形部件的内部空间连通，并且该排出通道与圆柱形油分离空间部分的内壁和圆柱形部件之间的一个空间连通。

Description

螺旋压缩机
技术领域
本发明涉及一种螺旋压缩机，更具体地说，涉及一种用于制冷循环的螺旋压缩机，其特别适用于减少油的流出量(流出压缩机的油的量)。
背景技术
例如，如JP-A-7-243391中所公开的那样，已知一种油分离器，其中从压缩机构排出的含有气体的油通过离心操作被分离并回收。这种类型的油分离器被称作回旋式油分离器。该回旋式油分离器的结构为，将从压缩机排出的气体引入一个在一个储油器上设置的回旋式油分离空间部分，在该部分中首先利用离心力将油分离，然后将细油雾分离到一个油收集室中。
在离心分离型油分离器中，所述油分离空间部分和储油器通常构成一个整体。通过在油分离空间部分中的旋转流动产生离心力，利用该离心力将油推到壁表面上，在旋转的同时沿内壁下落，并且蓄积在设置于油分离空间部分下面的储油器中。气体通过一个与油分离空间部分连通的排出管排出。
发明内容
在上述离心分离型油分离器中，由于油分离空间部分和储油器构成一个整体，所以需要增加储油器中的油的表面与排出管的入口之间的距离(以下称油表面上方的空间距离)，以便确保高分离效率，并且因此难以减小油分离器的尺寸。相反，在减小油分离器的尺寸的情况下，需要减小油表面上方的空间距离，以便保证所需存油量。因而，存在由于将气体吸入排出管而产生的旋转流动而使油的流出量显著增加的缺点。
另外，在上述传统的油分离器中，由于在油分离空间部分中的旋转流动导致油的高度显著波动，所以存在这样一个问题，即，难以利用对油高的视觉观察装置例如一个观察窗来控制压缩机中的余油量。
本发明的目的是提供一种螺旋压缩机，其可以利用一个小而简单的结构减小油的流出量(流出压缩机的油量)。
本发明的另一个目的是提供一种螺旋压缩机，该螺旋压缩机设有一个非常适合对压缩机中的余油高度进行视觉观察的油分离器。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种螺旋装置，其包括：一对相互啮合的内、外螺旋转子；一个用于支撑转子的轴承；一个用于驱动转子的马达；一个用于罩住转子、轴承和马达的壳体；一个排出通道，由螺旋转子压缩的制冷气体通过该排出通道排出；一个与排出通道连通的油分离空间部分；一个用于蓄积在油分离空间部分中分离出来的油的储油器；以及一个与油分离空间部分连通的排出孔，用于排出在油分离空间部分中将油从其中分离出来的气体，其中，所述油分离空间部分为圆柱形；排出通道大体沿切线方向连接到圆柱形油分离空间部分上；并且油分离空间部分的下部通过一个通道面积小于油分离空间部分横截面积的连通通道连接到储油器上。
优选地，可以设置一个与油分离空间部分同心的圆柱形部件，以使排出孔与圆柱形部件的内部空间连通，并且该排出通道可以与圆柱形油分离空间部分的内壁和圆柱形部件之间的一个空间连通。
根据本发明的另一个方面，提供一种螺旋压缩机，包括：相互啮合的一个凸形转子和一个凹形转子；一个从凸形转子和凹形转子排出压缩气体的排出通道；一个从由排出通道排出的压缩气体中分离出油的油分离空间部分；一个用于蓄积分离出的油的储油器；以及一个用于罩住凸形和凹形转子、排出通道、油分离空间部分和储油器的壳体，其中，油分离空间部分为圆柱形；在油分离空间部分的上部设有一个排出孔，用于将气体从其中导出；油分离空间部分设有一个与其同心的圆柱形部件，以便排出孔与该圆柱形部件的内部空间连通；排出通道沿切线方向连接到圆柱形油分离空间部分上；并且油分离空间部分和储油器通过一个截面面积小于油分离空间部分的圆柱形部分截面面积的连通通道相互连接起来。
根据本发明的另一个方面，提供一种螺旋压缩机，包括：一个用于罩住相互啮合的一个凸形转子和一个凹形转子、一个轴承以及一个马达的主壳体；一个排出壳体，具有一个由之排出被凸形和凹形转子压缩的制冷气体的排出通道，一个与排出通道连通的油分离空间部分，和一个排出孔；一个设置在油分离空间部分的下部的储油器，其中，设置在排出壳体中的油分离空间部分为圆柱形；该圆柱形油分离空间部分设有一个与其同心的圆柱形部件，以便排出孔与该圆柱形部件的内部空间连通；排出通道具有一个开口，其结构使得制冷气体沿圆柱形油分离空间部分的内壁表面流动；并且该螺旋压缩机进一步包括一个连通通道，油分离空间部分的下部和储油器通过该连通通道相互连接起来，该连通通道的通道面积小于油分离空间部分的圆柱形部分的截面面积。
优选地，储油器可以在主壳体的下部与主壳体形成一个整体。同时，用于连通油分离空间部分和储油器的连通通道可以设置在油分离空间部分的下端。另外，油分离空间部分的底部可以大致形成圆锥形或具有大致为球形曲线的结构。在油分离空间部分的底部形成圆锥形的情况下，在圆锥形油分离空间部分的内壁上可设置一个螺旋槽。另外，储油器可以设有一个用于视觉观察或检测储油器中油的高度的装置，例如一个观察窗。
为了使压缩机最小化并达到足够的油分离效果，油分离空间部分的容积可以为压缩机每小时排出量的0.015％至0.020％。
现在将参考附图说明本发明的一个实施例。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的螺旋压缩机的整体结构的纵向剖视图。
图2A是沿图1中A-A线剖开的剖视图，用于详细表示螺旋压缩机中的油分离空间部分和储油器，图2B是沿图2A中的B-B线剖开的剖视图；
图3A和3B是相应于图2A和2B的剖视图，表示图1中所示的螺旋压缩机的油分离空间部分和储油器的另一个实施例；
图4A和4B是相应于图2A和2B的剖视图，表示图1中所示的螺旋压缩机的油分离空间部分和储油器的又一个实施例；
图5A和5B是相应于图2A和2B的剖视图，表示图1中所示的螺旋压缩机的油分离空间部分和储油器的另一个实施例，图5C是图5A中C部分的放大视图。
具体实施方式
图1是表示根据本发明的一个实施例的螺旋压缩机的整体结构的纵向剖视图，图2A是沿图1中A-A线的剖视图，用于详细表示螺旋压缩机的油分离空间部分和储油器，图2B是沿图2A中的B-B线剖开的剖视图。
该螺旋压缩机包括：由一个凸形转子和一个凹形转子构成的螺旋转子6，用于旋转支撑转子6的滚柱轴承10、11和12和球轴承13，一个用于罩住驱动马达7和转子6的主壳体1，一个具有吸入孔8的马达盖2，一个在其中形成一个排出通道15和一个油分离空间部分4的排出壳体3，以及一个与油分离空间部分4连通的排出孔14。
主壳体1设有一个用于容纳螺旋转子6的圆柱形腔16，一个用于将从吸入孔8吸入的气体导入圆柱型腔16中的吸入孔9，这些部件均形成于一个主壳体1中。并且，凸形和凹形螺旋转子中的任意一个的转子轴被直接连接到马达7上。
被转子6压缩的制冷气体通过排出通道15排入到一个形成于排出壳体3中的排泄空间(油分离空间部分)4中。排出通道15沿其切线方向连接到圆柱形油分离空间部分4上，以便制冷气体在通过排出通道15之后沿圆柱形油分离空间部分4的内壁表面流动。排出壳体3被螺栓或其它装置固定到主壳体1上。在排出壳体3的一端安装有一个防护板18，以便封闭容纳滚柱轴承12和球轴承13的轴承室17。在排出壳体3的下部和主壳体1排出侧的下部形成一个储油器19，以便蓄积在储油器19中的油通过形成于主壳体1和排出壳体3中的油供应通道供应给各轴承部分。
油分离空间部分4和储油器19通过一个截面面积小于油分离空间部分的截面面积的连通通道20相互连接起来。
如图2A所示，排出空间4形成圆柱形，并且设置有一个与圆柱形排出空间4同心的管状圆柱形部件5。该圆柱形部件5大致延伸到一个在排出空间4的垂直方向上的中心位置处。进而，排出孔14设置在排出壳体3的上部，以便与圆柱形部件5连通。
下面说明制冷气体和油的流动。
从设置在马达盖2中的吸入孔8抽吸的低温、低压制冷气体通过马达7和主壳体1之间的一个气体通道，并且通过定子和马达转子之间的空隙。然后，在马达7冷却之后，该气体通过形成于主壳体1中的吸入孔9被抽吸进入一个由凸形、凹形螺旋转子的啮合齿根面和主壳体1形成的压缩室中。随后，通过减小压缩室的体积逐渐压缩制冷气体，从而将其转变成高温、高压气体。最终，制冷气体通过排出通道15被排入到排出空间(油分离空间部分)4中。
油分离空间部分4的体积被设置为压缩机每小时排出量的0.015％到0.020％。这样的体积可以提供尺寸较小的压缩机和足够的油分离效果。油分离空间部分与压缩机排出量的体积比可以根据压缩机的操作条件、冷媒的种类、油的种类等做适当的调整。
在压缩时，滚柱轴承10、11和12承载作用于凸形和凹形螺旋转子上的压缩反作用力的径向载荷，而球轴承13承载其推力载荷。由于压力差的作用，用于润滑和冷却这些轴承的油从设置在压缩机构下部的高压储油器19通过一个与各轴承连通的油路供应给压缩室。随后，油与压缩空气一起被排入油分离空间部分4，然后返回到储油器19。
排出空间4被同心设置的圆柱形部件5分成一个外部空间41和一个内部空间42。该排出通道15在油分离空间部分4内壁的大致切线方向上开口。从排出通道15排出的气体和油的混合物被沿着圆柱形排出空间的内壁的切线方向排入外部空间41，并且沿圆柱形内壁流动。从而，产生旋转流动，以便包含在制冷气体中的油被离心力吹向外侧，并且击打在内壁上，从而将油与气体分离开。被分离出来的油沿着圆柱形内壁向下流动，通过将油分离空间部分4与储油器19连通起来的连通通道20，并蓄积在油分离空间部分4下面的储油器19中。连通通道20例如可以由一根管构成。在油分离空间部分4中的旋转流动引起再分散(re-scattering)，这可以再一次地带走分离出的油，然而，由于分离出的油被通过通道面积小的连通通道回收到一个储油器19中，所以可以防止油被分离空间中的气流带走。
在将油分离出来之后，被压缩的制冷气体流入圆柱形部件5中的内部空间42中，并通过排出口14排到压缩机外。
分离出来的油充填储油器19，而气体不流入储油器19，从而储油器19中的油不受油分离空间部分4中产生的旋转流动的影响。从而，储油器19中的油表面可以保持静止状态。因此，可以通过至少在靠近储油器19下端的位置上设置一个观察窗21或其它的油高视觉观察装置对储油器19中的油高进行视觉观察，从而提供一种用于避免供应给压缩机的油发生短缺的手段。
下面，参照图3至5说明油分离空间4的其它例子。
图3A和3B表示一个例子，其中用于将油分离空间部分4连接到储油器19上的连通通道20位于油分离空间部分4的下端中心附近。
在图4A和4B所示的一个例子中，油分离空间部分4的壁部分的下部形成一个大致呈球形的曲线部分4a。由于旋转流动而经受离心分离的油在沿圆周方向流动的同时沿缸体的壁面向下流动。根据这一例子，油滴和/或油膜粘到内壁上后，向下流动的速度一直增加，直到它们到达连通通道20为止，以便可以有效地将油回收到储油器19中。
图5A和5B表示一个例子，其中，油分离空间部分4的壁部形成一个大致呈圆锥形的部分，以便可以产生与图4A和4B中所示的例子相同的效果。另外，在这一例子中，在圆锥形部分4b的内壁上形成一个螺旋槽22。该槽向下盘旋，以便与旋转流动的流动方向相应。被离心分离作用吸到壁表面上的油滴23和/或油膜流入该螺旋槽并被该槽捕获，从而可防止壁表面上的油被旋转流动带走，即，可以避免油的再分散。该例子还提供了下流速度增加的效果，从而可以有效地将油回收到储油器空间中。
在上述例子中，描述了油分离空间部分4和储油器19的壳体与螺旋压缩机的壳体形成一个整体的情形，然而，也可以不将油分离空间部分4与排出壳体3形成一个整体，而将包括一个圆柱形油分离空间部分、一个与油分离空间部分同心的圆柱形部件、一个与油分离空间部分和圆柱形部件的内部空间连通的排出孔等的油分离器设置成与压缩壳体分开的部件。在这种情况下，排出通道15被设置成使得含有油且从压缩机转子排出的压缩空气沿油分离空间部分内壁的切线方向流入圆柱形油分离空间部分中。该排出通道可形成于排出壳体3中，或者可采用一个独立的管形成。
可以不在压缩机壳体(主壳体和排出壳体)的下部形成如上述例子中所示的储油器19，而设置一个独立于压缩机之外的油罐作为储油器。在油分离空间部分和/或储油器被设置成分立的部件的情况下，用于使这两个部件相互连接的连通通道20可以由一个截面面积小于油分离空间部分的截面面积的单独的管形成。
根据本发明，由于油分离空间部分和储油器经由油分离空间中的连通通道分开设置，所以即使储油器中油表面上的空间距离减小，也可以有效地抑制油被再分散到油分离空间部分中。结果，本发明的效果是可以将压缩机尺寸制造得较小，同时可借助简单的结构减少油的流出量(流出压缩机的油量)。
另外，根据本发明，由于储油器中的油高不受油分离空间部分中的旋转流动的影响，所以油高是稳定的。因此，可以通过设置一个油高视觉观察装置，例如一个观察窗，来检测压缩机中剩余的油量，以便防止油的短缺。

Claims (6)

1.一种螺旋压缩机，包括：
一对相互啮合的内、外螺旋转子；
用于支撑转子的轴承；
一个用于驱动转子的马达；
一个用于罩住转子、轴承和马达的壳体；
一个排出通道，由螺旋转子压缩的制冷气体和油通过该排出通道排出；
一个与排出通道连通的油分离空间部分；
一个用于储存在油分离空间部分中分离出来的油的储油器；以及
一个与油分离空间部分连通的排出孔，该排出孔位于油分离空间部分的上部，用于排出在油分离空间部分中将油从其中分离出来的气体，其特征在于，
所述油分离空间部分为圆柱形，排出通道大体沿圆柱形油分离空间部分的切线方向连接到圆柱形油分离空间部分上，以使气体和油沿圆柱形油分离器部分的内壁表面流动；并且
油分离空间部分的下部通过一个通道面积小于油分离空间部分横截面积的连通通道连接到储油器上；
所述圆柱形油分离空间部分设有一个与其同心的圆柱形部件，以使排出孔与圆柱形部件的内部空间连通，并且该排出通道与圆柱形油分离空间部分的内壁和圆柱形部件之间的一个空间连通。
2.如权利要求1所述的螺旋压缩机，其中，
所述储油器设有一个用于视觉观察或检测所述储油器中的油高的装置。
3.如权利要求1所述的螺旋压缩机，其中
所述油分离空间部分的底部为具有大致呈球形曲线的结构。
4.如权利要求1所述的螺旋压缩机，其中
所述油分离空间部分的底部大致形成圆锥形。
5.如权利要求4所述的螺旋压缩机，其中
在所述圆锥形油分离空间部分的内壁上设有一个螺旋槽。
6.如权利要求1所述的螺旋压缩机，其中，
油分离空间部分的容积为压缩机每小时排出量的0.015％至0.020％。
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