CN1690590B - 双级螺杆制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种双级螺杆制冷机，除具有第1级螺杆转子及第2级螺杆转子的双级油冷式螺杆压缩机外，还具有包括油分离回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的制冷剂循环流路，以及将油分离回收器内的油导向双级油冷式螺杆压缩机内的至少包括轴承、轴封部的油供给处的油流路，还设置有从制冷剂循环流路上的冷凝器与膨胀阀之间的部分分支出来并经过节流装置而与第1级螺杆转子、第2级螺杆转子及它们之间的中间阶梯部中的某一处连通的分支流路，所述第1级螺杆转子及第2级螺杆转子都具有相互啮合的阴阳一对转子。利用这样的结构，可使构造简单化、小型化、维护负担减轻等。

Description

双级螺杆制冷机
技术领域
本发明涉及使用双级油冷式螺杆压缩机的双级螺杆制冷机。
背景技术
以往，使用双级油冷式螺杆压缩机的双级螺杆制冷机是众所周知的(例如参照特开平1-273894号公报及特开2003-130477号公报。)。
根据特开平1-273894号公报所记载的双级螺杆制冷机，与压缩制冷剂气体一起从双级油冷式螺杆压缩机排出的油被油分离回收器(油分离器)从该制冷剂气体分离、回收后，由水冷式的油冷却器冷却，并经过滤油器供给到轴承等。
根据特开2003-130477号公报所记载的双级螺杆制冷机，为了供给油冷却器中的冷却介质，设置有从制冷剂循环流路分支的液体制冷剂用分支流路，与压缩制冷剂气体一起从双级油冷式螺杆压缩机排出的油被油分离器从该制冷剂气体分离出来后，在上述油冷却器中被上述液体制冷剂用分支流路的液体制冷剂冷却，供给到双级油冷式螺杆压缩机的各轴承。
在上述以往的双级螺杆制冷机的情况下，冷却介质存在是冷却水还是液体制冷剂的不同，但均设置有油冷却器，从而存在结构复杂、体积大，并且维护作业也增加的问题。
发明内容
本发明是为了消除这些以往的问题而作出的，其目的在于提供构造简单化、小型化、可减轻维护负担等的双级螺杆制冷机。
为了解决上述课题，第1方案是一种双级螺杆制冷机，其特征在于，包括：双级油冷式螺杆压缩机，上述双级油冷式螺杆压缩机具有第1级螺杆转子及第2级螺杆转子，所述第1级螺杆转子及第2级螺杆转子都具有相互啮合的阴阳一对转子；
制冷剂循环流路，上述制冷剂循环流路包括油分离回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器；
油流路，上述油流路将上述油分离回收器内的油导向上述双级油冷式螺杆压缩机内的、至少包括轴承、轴封部的油供给处；
以及分支流路，上述分支流路从上述制冷剂循环流路上的上述冷凝器与上述膨胀阀之间的部分分支出来，并经过节流装置而与上述第1级螺杆转子、上述第2级螺杆转子及上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部中的某一处连通。
第2方案，是在第1方案的结构中，在上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部备有中间油积存部，上述分支流路连通的部位是上述中间油积存部。
第3方案，是在第1方案的结构中，上述分支流路连通的部位是由上述第1级螺杆转子形成的气体压缩空间。
第4方案，是在第1方案的结构中，上述分支流路连通的部位是由上述第2级螺杆转子形成的气体压缩空间。
第5方案，是在第1至第4方案基础上，还具有以下部分：温度检测器，上述温度检测器检测上述制冷剂循环流路中的、位于上述双级油冷式螺杆压缩机的排出侧且位于上述冷凝器的上游侧的部分的流路内温度；以及温度控制装置，上述温度控制装置调节上述节流装置的开度而使上述流路内温度达到设定温度。
根据第1方案的双级螺杆制冷机，利用从上述制冷剂循环流路上的上述冷凝器与上述膨胀阀之间的部分分支出来并经过节流装置而与上述第1级螺杆转子、上述第2级螺杆转子及上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部中的某一处连通的分支流路，制冷剂气体在该分支流路所连通的部分被冷却。因此，可省去为了制冷剂气体的冷却所需要的油的冷却用的油冷却器，具有可使构造简单化、小型化、减轻维护负担等的效果。
根据第2方案的双级螺杆制冷机，油在位于上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部的中间油积存部被冷却，并且制冷剂气体也被冷却，所以，仍然可省去油冷却器，具有可使构造简单化、小型化、减轻维护负担等的效果。
根据第3或第4方案的双级螺杆制冷机，除第1方案的效果外，还具有可减轻用于制冷剂气体压缩的动力的效果。
根据第5方案的双级螺杆制冷机，除第1至第4方案的效果外，还具有可使从油流路向双级油冷式螺杆压缩机内的油供给处供给的油的温度为适当温度，从而使双级油冷式螺杆压缩机的排出侧的流路内温度达到设定温度的效果。
附图说明
图1是表示第1、第2方案的双级螺杆制冷装置的整体结构的图。
图2是表示第1、第3方案的双级螺杆制冷装置的整体结构的图。
图3是表示第1、第4方案的双级螺杆制冷装置的整体结构的图。
图4是表示第1、第5方案的第1实施方式的双级螺杆制冷装置的整体结构的图。
图5是表示第1、第5方案的第2实施方式的双级螺杆制冷装置的整体结构的图。
具体实施方式
下面，根据图说明本发明的实施方式。
图1所示为第1方案、第2方案的双级螺杆制冷装置1A，该双级螺杆制冷装置1A具有：包括双级油冷式螺杆压缩机11、油分离回收器12、冷凝器13、膨胀阀14及蒸发器15的制冷剂循环流路I；将油分离回收器12内的油——即其下部的油积存部16中的油向双级油冷式螺杆压缩机11内的后述的油供给处导引的油流路II；从制冷剂循环流路I上的冷凝器13与膨胀阀14之间的部分分支出来且中间设置有节流装置17的分支流路III。
双级油冷式螺杆压缩机11，在一侧形成有吸入口21、另一侧形成有排出口22的压缩机壳23内具有第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子25，所述第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子都具有相互啮合的阴阳一对转子，在第1级螺杆转子24与第2级螺杆转子25之间，即第1级螺杆转子24的排出部26与第2级螺杆转子25的吸入部27之间的中间阶梯部28形成有积存油的中间油积存部29。又，这些第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子25可转动地支承在第一轴承·轴封部31、第二轴承·轴封部32、第三轴承·轴封部33上，并且第1级螺杆转子24的一个转子与第2级螺杆转子25的一个转子共用转子轴，可同轴旋转。并且，作为双级油冷式螺杆压缩机11的驱动部的马达41的马达壳42和与之一体结合的压缩机壳23都形成为半封闭构造，在马达壳42内，收纳有与第1级螺杆转子24的上述一个转子共用轴的转子43和包围它的定子44。因此，该一个转子的轴也成为马达41的输出轴，经由该一个转子及第2级螺杆转子25的上述一个转子而通过马达41来旋转驱动第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子25。
另一方面，在本实施方式中，除第一轴承·轴封部31、第二轴承·轴封部32、第三轴承·轴封部33之外，油流路II还将油从油积存部16导向由第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子25形成的气体压缩空间的各处。其中，气体压缩空间是处于气体压缩过程中的空间，所以成为不与吸入口21、排出部26、吸入部27、排出口22连通的状态。又，分支流路III经过节流装置17连通中间油积存部29。另外，作为该节流装置17，只要是具有节流作用的装置即可，例如包含孔板、固定节流阀、可变节流阀。
而且，在具有上述结构的双级螺杆制冷装置1A中，从双级油冷式螺杆压缩机11的吸入口21吸入的制冷剂气体，由于来自油流路II的油注入而被压缩，从排出部26随着油而向中间阶梯部28排出。并且，伴随该油的制冷剂气体从吸入部27被吸入到第2级螺杆转子25，由于来自油流路II的油注入而被压缩，与油一起从排出口22向油分离回收器12排出。供给第一轴承·轴封部31、第二轴承·轴封部32、第三轴承·轴封部33的油也返回油分离回收器12，在该油分离回收器12中，制冷剂气体与油分离，油暂时积存在油积存部16中，除去油后的制冷剂气体被送出到从油分离回收器12的上部开始延伸的制冷剂循环流路I的部分。
油积存部16的油通过油流路II而向第一轴承·轴封部31、第二轴承·轴封部32、第三轴承·轴封部33供给，并且导向由第1级螺杆转子24及第2级螺杆转子25形成的气体压缩空间的各处，之后，回收到油分离回收器12，供反复循环使用。
与之相对，从油分离回收器12出来的制冷剂气体，在冷凝器13被低温热源——例如水吸去热量而冷凝，变成制冷剂液体从冷凝器13到达分支流路III的分支点，在此制冷剂液体的一部分分流到分支流路III，剩余部分则流向膨胀阀14。流向了膨胀阀14的制冷剂液体经过膨胀阀14后部分变成气体状态并且温度下降，之后，在蒸发器15中从高温热源吸取热量而完全蒸发，变成气体状态并返回双级螺杆制冷装置1A的吸入口21。又，分流到分支流路III的制冷剂液体，经过节流装置17而部分变成气体状态并且温度下降，流入中间油积存部29，从而在使这里的油温降低的同时完全变成气体状态，并在中间阶梯部28与伴随着从排出部26流向吸入部27的油的制冷剂气体合流。其结果，中间油积存部29的油被冷却，同时在中间阶梯部，油及制冷剂气体也被冷却。
这样，根据该双级螺杆制冷装置1A，在利用来自分支流路III的制冷剂冷却中间油积存部29的油的同时，油及制冷剂气体在中间阶梯部被冷却，所以，没有必要如现在那样在油流路II上设置油冷却器，可使构造简单化、小型化、维护负担也减轻。
图2所示为第1、第3方案的双级螺杆制冷装置1B，在该双级螺杆制冷装置1B中，对于与上述的双级螺杆制冷装置1A通用的部分采用同一标记而省略说明。
在该双级螺杆制冷装置1B中，具有从制冷剂循环流路I上的冷凝器13与膨胀阀14之间的部分分支出来且中间设置有节流装置17的分支流路IV，该分支流路IV不是与中间油积存部29连通而是与由第1级螺杆转子24形成的气体压缩空间连通。这样，根据这一结构，利用该气体压缩空间的冷却作用而与上述一样不需要油冷却器，可使构造简单化、小型化、维护负担减轻，并且减小了气体压缩动力。
图3所示为第1、第4方案的双级螺杆制冷装置1C，在该双级螺杆制冷装置1C中，对于与上述的双级螺杆制冷装置1A通用的部分采用同一标记而省略说明。
在该双级螺杆制冷装置1C中，具有从制冷剂循环流路I的冷凝器13与膨胀阀14之间的部分分支出来且中间设置有节流装置17的分支流路IV，该分支流路IV不是与中间油积存部29连通而是与由第2级螺杆转子25形成的气体压缩空间连通。这样，根据这一结构，利用该气体压缩空间的冷却作用而与上述一样不需要油冷却器，可使构造简单化、小型化、维护负担减轻，并且减小了气体压缩动力。
图4所示为第1、第5方案的第1实施方式的双级螺杆制冷装置1D，在该双级螺杆制冷装置1D中，对于与上述的双级螺杆制冷装置1A通用的部分采用同一标记而省略说明。
在该双级螺杆制冷装置1D中，将节流装置17设为膨胀阀，并且在制冷剂循环流路I上的双级油冷式螺杆压缩机11的排出侧、且位于冷凝器13的一次侧的部分，即例如图示那样在该第1实施方式中在双级油冷式螺杆压缩机11与油分离回收器12之间的部分，设置有可检测温度的温度检测器51。这样，根据温度检测器51检测的温度进行节流装置17的开度调节，从而使该部分的流路内温度达到设定温度——例如40～60℃的希望温度，而可使从油流路II向双级油冷式螺杆压缩机11内的油供给处供给的油的温度为适当温度。
图5所示为第1、第5方案的第2实施方式的双级螺杆制冷装置1E，在该双级螺杆制冷装置1E中，对于与上述的双级螺杆制冷装置1B通用的部分采用同一标记而省略说明。
在该双级螺杆制冷装置1E中，与双级螺杆制冷装置1D同样，将节流装置17设为膨胀阀，并且在制冷剂循环流路I上的双级油冷式螺杆压缩机11的排出侧、且位于冷凝器13的一次侧的部分，即例如图示那样在该第2实施方式中在双级油冷式螺杆压缩机11与油分离回收器12之间的部分设置有可检测温度的温度检测器51。这样，根据温度检测器51检测的温度进行节流装置17的开度调节，从而使该部分的流路内温度达到设定温度——例如40～60℃的希望温度，而可使从油流路II向双级油冷式螺杆压缩机11内的油供给处供给的油的温度为适当温度。
另外，在第4、5方案中，控制装置(图未示)设置在节流装置17上。该控制装置根据检测的温度运算出节流装置17的开度目标值，并且使节流装置17动作而使实际的开度与该目标值一致。该控制装置可适当利用已有技术构成，作为控制方法则可以适当利用已有的反馈控制的方法。

Claims (5)

1.一种双级螺杆制冷机，包括：
双级油冷式螺杆压缩机，上述双级油冷式螺杆压缩机具有第1级螺杆转子及第2级螺杆转子，所述第1级螺杆转子及第2级螺杆转子都具有相互啮合的阴阳一对转子；
制冷剂循环流路，上述制冷剂循环流路包括油分离回收器、冷凝器、膨胀阀及蒸发器；
油流路，上述油流路将上述油分离回收器内的油导向上述双级油冷式螺杆压缩机内的、至少包括轴承、轴封部的油供给处；
以及分支流路，上述分支流路从上述制冷剂循环流路上的上述冷凝器与上述膨胀阀之间的部分分支出来，并经过节流装置而与上述第1级螺杆转子、上述第2级螺杆转子及上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部中的某一处连通。
2.如权利要求1所述的双级螺杆制冷机，其特征在于，
在上述第1级螺杆转子与上述第2级螺杆转子之间的中间阶梯部备有中间油积存部，
上述分支流路连通的部位是上述中间油积存部。
3.如权利要求1所述的双级螺杆制冷机，其特征在于，上述分支流路连通的部位是由上述第1级螺杆转子形成的气体压缩空间。
4.如权利要求1所述的双级螺杆制冷机，其特征在于，上述分支流路连通的部位是由上述第2级螺杆转子形成的气体压缩空间。
5.如权利要求1所述的双级螺杆制冷机，其特征在于，还具有：
温度检测器，上述温度检测器检测上述制冷剂循环流路中的、位于上述双级油冷式螺杆压缩机的排出侧且位于上述冷凝器的上游侧的部分的流路内温度；
以及温度控制装置，上述温度控制装置调节上述节流装置的开度而使上述流路内温度达到设定温度。
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