CN1769718A

CN1769718A - 冰水机回油喷射泵

Info

Publication number: CN1769718A
Application number: CN 200410088761
Authority: CN
Inventors: 王珮琪
Original assignee: Teco Electric and Machinery Co Ltd
Current assignee: Teco Electric and Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-10

Abstract

一种冰水机回油喷射泵，主要由一本体、一喷嘴及一扩散器等组合而成，同时在其组合体上形成有一高压气态冷媒入口、一低压液态冷媒及油混合物入口及一润滑油出口等；主要利用高压气体冷媒做为驱动流，经过喷嘴后，在喷嘴出口产生压降，并利用其压力差，抽吸蒸发器内含油量高的液体冷媒到混合腔，均匀混合后再经扩散器将气体冷媒及润滑油送回压缩机，进而达到回油及维持压缩机润滑等效果，可解决冰水机系统回油不良的问题。

Description

冰水机回油喷射泵

技术领域

本发明有关一种冰水机回油喷射泵，特别是能将冰水机系统内的油及冷媒混合物抽吸后再送回压缩机，防止压缩机因失油造成损坏。且液体冷媒在抽吸过程中，会因气化后变成气态冷媒，因此亦可防止压缩机液压缩。

背景技术

一般冰水机系统，包含一压缩机压缩冷媒气体、一冷凝器冷凝压缩冷媒气体到液体冷媒、一膨胀阀降低液体冷媒压力、一蒸发器吸收被冷却液的热量来提供冰水。冰水机所使用的压缩机型式通常有往复式、螺旋式、离心式、涡卷式。润滑油除了润滑压缩机外，另提供最佳的油封效果。但系统在运转时，压缩机内的润滑油不可避免地会和气体冷媒混合，随着气体冷媒排出到冷凝器及蒸发器。

如果所排出去的润滑油无法回到压缩机时，即必须补充更多润滑油到系统，以维持压缩机之正常运转，否则压缩机会因缺乏润滑油而损坏，尤其，对螺旋式压缩机而言，工作中需要相当多的油与压缩气体冷媒一起做循环，以用来做为润滑及油封之用，而太多的润滑油在系统内循环时则会降低冰水机整体的效率。

为解决上述问题，公知的做法是在压缩机及冷凝器之间加装一个油分离器，事先将润滑油从油和冷媒混合的气体中分离出来，再将分离后的油送回压缩机，而气体冷媒则输送到冷凝器做冷凝。

参考图1所示，即公知满液式冰水机实施例的概略回路图。压缩机10在运转时，蒸发器50内的气体冷媒，会经吸气管11吸到压缩机10，然后经过压缩后变成高压过热气体冷媒，再经排气管12排到该油分离器20。在上述之压缩及排气过程中，部份润滑油会随着冷媒排出去，到油分离器20时，油会被分离出来，再经回油管13回到压缩机10。至于气体冷媒则继续经管路18输送到冷凝器30，冷凝成过冷液体冷媒。过冷液体冷媒，再经膨胀装置40降低压力后，进入蒸发器50蒸发变成气体冷媒。然而，以前述满液式冰水机为例，虽然其加装有油分离器20，若系统上没有做其他特殊处理，运转时间一久，润滑油仍然会随着冷媒慢慢地累积在冷凝器30及蒸发器50内，因此还是会有回油不良的问题。同时在蒸发器50内，蒸发后的气体冷媒流速，其并不像直膨冰水机系统，能将油带回压缩机10，因此仍会回油不良，进而造成压缩机10损坏。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冰水机回油喷射泵，其使冰水机系统内无论是否安装有油分离器，即使油排出到蒸发器，也能够确实地将油抽回到压缩机，以达到回油效果。

根据本发明所提供的前述回油喷射泵，主要包含有一本体、一CD喷嘴(CONVERGING DIVERGING NOZZLE)及一扩散器等所组成。其中本体具有三个开口，同心轴方向的两个开口，小开口连接CD喷嘴的出口端，大开口连接扩散器的入口端；另一个垂直方向的开口连接抽油管，该抽油管是连接到蒸发器出油口位置；CD喷嘴的入口端，连接压缩机的排气管；扩散器的出口端，连接压缩机的吸气管；本体、CD喷嘴、扩散器均为金属，例如铁、不锈钢、铜等所制作而成。

压缩机开始运转时，经吸气管从蒸发器吸入气体冷媒，经过压缩后变成高压的过热冷媒气体，经排气管排到冷凝器。在压缩及排气过程中，部份润滑油会随着冷媒排出去。进入冷凝器的气体冷媒，与冷却水或空气做热交换后，变成过冷液体冷媒。过冷液体冷媒，再经膨胀装置降低压力后，进入蒸发器蒸发变成气体冷媒，再回到压缩机。然而蒸发后的气体冷媒流速，并无法将混合在冷媒内的润滑油带回压缩机，因此会有回油不良问题，此在一种满液式蒸发器中尤为严重。

本发明主要是从压缩机排气管引入高压过热冷媒气体到喷嘴入口作为驱动流。当驱动流流经喷嘴时，速度会加快压力会降低，在喷嘴出口端产生的压降，会比蒸发器内的蒸发压力低，利用此压力差，将蒸发器内的液体冷媒及油抽吸到混合腔，与驱动流均匀地混合后，再经扩散器升压后，经吸气管回到压缩机；在抽吸及混合过程中，液体冷媒会气化成气体，因此可以防止压缩机液压缩。

附图说明

图1：公知满液式冰水机概略回路图。

图2：本发明应用在满液式冰水机系统实施例回路图。

图3：本发明回油喷射泵组装结构示意图。

图4：本发明有关本体的具体结构示意图。

图5：本发明有关CD喷嘴的具体结构示意图。

图6：本发明有关扩散器的具体结构示意图。

具体实施方式

首先请配合参看各附图所示。本发明所提供的一种冰水机回油喷射泵，其可确实地将排出到蒸发器内的润滑油有效地抽回至压缩机内，用以达到回油效果，值得一提的是，在本发明冰水机系统内是否安装有公知的油分离器，均不会影响本发明的应用，均能有效地将润滑油抽回压缩机。

其次，请参看图3所示，为本发明回油喷射泵的组装结构示意图。其中，回油喷射泵60主要是由CD喷嘴70、本体80及扩散器90等焊接组立完成。其所使用的材料可为一般金属，例如铁、不锈钢、铜等所制作而成。至于其各别的详细结构，则请参看以下说明。

首先如图4所示，为本发明本体80部份的具体结构示意图。其中，本体80呈三通之中空管状体，在其同轴方向的左侧开口81是连接CD喷嘴70的出口端，而右侧开口82是连接扩散器90的入口端。至于其垂直方向的上方开口83则是在系统上使用时用来连接抽油管15，进而与蒸发器50相衔接(如图2所示)。

其次，如图5所示，另为本发明CD喷嘴70部份较的具体结构示意图。其中，该喷嘴70呈中空尖锥管状，且尖锥管端出口端套装于本体80的一端开口81，至于其另端的入口端则通过管路14与压缩机10的排气管12衔接；另外，在其中空管内依据冷媒流经位置以及其管径不同，则分别形成有收缩段71、喉部72及扩散段73三部份，并因此分别形成收缩角β1、喉部直径d1及扩散角β2三个不同的尺寸及角度部位，用以产生不同冷媒流速的不同压力变化；至于各尺寸及角度部位的理想数值，其中，收缩角β1约在25°～60°之间为较佳，喉部直径d1约在1.5mm～3.5mm之间为较佳，而扩散角β2则约在5°～10°之间为较佳。为达到有效的产生抽吸效果，本发明CD喷嘴70的设计条件是在喷嘴70的出口压力Pe必须小于蒸发器50之蒸发压力Pevp，亦即必须符合Pe＜Pevp的条件，因此前述有关β1、d1、β2的参数值，在设计上即变得非常重要。

再者，如图6所示，为本发明扩散器90部份的具体结构示意图。如同前述喷嘴70结构，呈中空管状之扩散器90，其入口端与本体80之另端开口82套接，至于其另端之出口端则经由管路16而衔接于吸气管11，以将混合油气重新抽回入压缩机10内；至于，在扩散器的中空管内依据冷媒流经位置以及其管径不同，亦包括有收缩段91、喉部92及扩散段93三个部份，并分别形成有收缩角β3、喉部直径d2及扩散角β4三个不同的尺寸及角度部位，以使其出口处产生不同的冷媒流速及压力变化，至于各尺寸与角度部位的理想数值，其中，收缩角β3约在40°～70°之间为较佳，喉部直径d2约在1.5mm～15mm之间为较佳，而扩散角β4则约在8°～30°之间为较佳。

有关本发明的主要动作原理，则请参看图2，并配合其他各图所示，其中图2为本发明应用在满液式冰水机系统实施例之回路图，其中，从压缩机10的排气管12，先经管路14引入高压过热气体冷媒到一回油喷射泵60的CD喷嘴70入口作为驱动流，请同时配合参看图3至图6所示，当驱动流流经CD喷嘴70到其收缩段71时，气体冷媒会被压缩，速度会渐渐加快，到喉部72时，速度会达到超音速，再经扩散段73后，在喷嘴70出口处，气体冷媒会产生压力降Pe，该压力Pe会比蒸发器50内的蒸发压力Pevp低，利用此压力差作为抽吸力，将蒸发器50内的液体冷媒及润滑油17，经抽油管15，抽吸到混合腔61，与驱动流均匀地混合后，速度即变为次音速，再经由扩散器90升压后，再经管路16输送到吸气管11，再回到压缩机10。在上述之抽吸及混合过程中，液体冷媒会蒸发气化成气体冷媒，因此可以防止压缩机液压缩。

整体而言，无论是喷嘴70抑或是扩散器90，其收缩或扩散段的角度变化越小，长度越短，流道越光滑，即可以降低本发明回油喷射泵装置的损失。足够的混合腔61空间，亦可以提高动量交换效率，降低损失。

Claims

1、一种冰水机回油喷射泵，其主要由CD喷嘴、本体及扩散器焊接组装完成；其特征在于，

本体，呈三通中空管状体，在其同轴方向的左侧开口是连接CD喷嘴的出口端，而右侧开口是连接扩散器的入口端；其垂直方向的上方开口则用来连接抽油管；

CD喷嘴，呈中空尖锥管状，且尖锥管端之出口端套装于本体一端的开口，其另端的入口端则通过管路与压缩机的排气管衔接，另外，在其中空管内依据冷媒流经位置以及其管径不同，分别形成有收缩段、喉部及扩散段三部份，并分别具有收缩角(β1)、喉部直径(d1)及扩散角(β2)，用以产生不同冷媒流速的不同压力变化：

扩散器，其亦呈中空管状，其入口端与本体的另端开口套接，扩散器另端的出口端则经由管路衔接于吸气管，以将混合油气重新抽回入压缩机内；在扩散器中空管内依据冷媒流经位置以及其管径的不同亦包括有收缩段、喉部及扩散段等三个部份，并分别具有收缩角(β3)、喉部直径(d2)及扩散角(β4)，以使其出口处产生不同的冷媒流速及压力变化；

高压过热气体冷媒从压缩机排气管经管路引入到回油喷射泵的CD喷嘴入口作为驱动流，当驱动流流经CD喷嘴，经过其收缩段之压缩，在喉部加速，再经扩散段至其出口处，使气体冷媒产生压降(Pe)，该压力(Pe)会比蒸发器内的蒸发压力(Pevp)低，利用此压力差产生的抽吸力将蒸发器内的液体冷媒及润滑油，经抽油管抽吸到混合腔，与驱动流均匀地混合后，速度即变为次音速，再经由扩散器升压后，经管路输送到吸气管，再回到压缩机。

2、如权利要求1所述的冰水机回油喷射泵，其特征在于，所述收缩角(β1)在25°～60°之间，喉部直径(d1)在1.5mm～3.5mm之间，扩散角(β2)在5°～10°之间。

3、如权利要求1所述的冰水机回油喷射泵，其特征在于，收缩角(β3)在40°～70°之间，喉部直径(d2)在5mm～15mm之间，扩散角(β4)在8°～30°之间。