專利名稱：制冷系統(tǒng)中螺旋壓縮機(jī)的油控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及制冷系統(tǒng)，具體是用于這種系統(tǒng)中的螺旋壓縮機(jī)。更具體地說，本發(fā)明涉及制冷系統(tǒng)中所使用的螺旋壓縮機(jī)的進(jìn)入管道的油控裝置。但是，本發(fā)明并不局限于在下面所描述的較佳實施例。
螺旋壓縮機(jī)較多地使用在從為氣動工具提供壓縮空氣到使制冷劑在一冷卻系統(tǒng)的制冷循環(huán)中循環(huán)的多種場合。螺旋壓縮機(jī)的一種具體用途是用在通常被稱作冷凍裝置的制冷系統(tǒng)中。典型的冷凍裝置除了螺旋壓縮機(jī)之外還包括一冷凝器、一蒸發(fā)器或冷卻器、一潤滑油—制冷劑分離器、一制冷劑貯存罐和一節(jié)流閥。這些部件通過使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)流過的管道系統(tǒng)相互連接起來。蒸發(fā)器一般包括多根把水在封閉回路中循環(huán)到另外的熱交換器或冷卻盤管的管子。在冷卻盤管中，循環(huán)的室內(nèi)空氣被一鼓風(fēng)機(jī)引導(dǎo)通過冷卻盤管，以去除循環(huán)的室內(nèi)空氣中的熱量。
冷凍器的部件通常安排得使螺旋壓縮機(jī)的吸入管向下進(jìn)入蒸發(fā)器。螺旋壓縮機(jī)部分地被從壓縮機(jī)軸承排出被帶入進(jìn)入轉(zhuǎn)子的吸入氣體中的油潤滑。油和制冷劑的混合物被帶入壓縮循環(huán)系統(tǒng)，隨后排放到系統(tǒng)的分離器，在那兒油從制冷劑中分離出來。但是，在冷凍器的低負(fù)荷運行期間，沒有足夠大的氣體速度把油有效地帶入進(jìn)入壓縮機(jī)的氣流中。在此低負(fù)荷運行中，潤滑油通常沿著吸入管持續(xù)往下流并進(jìn)入蒸發(fā)器，在那兒有一個油與制冷劑的不希望有的混合。在這種情況下，油從壓縮機(jī)中漏失，導(dǎo)致不能充分潤滑壓縮機(jī)，同時由于在制冷劑循環(huán)中存在大量的油而引起冷凍器性能的降低。
業(yè)已提出了許多企圖解決螺旋壓縮機(jī)在低負(fù)荷運行中潤滑油漏失問題的種種解決方法。這些解決方法包括干脆使壓縮機(jī)不在低負(fù)荷下運行，以避免潤滑油的這種漏失，或者安裝擋板裝置以擋住潤滑油，并用一噴射器系統(tǒng)使油返回到壓縮機(jī)中，或利用蒸鎦過程從制冷循環(huán)去除多余的油。第一種解決方法不適合，因為許多場合需要螺旋壓縮機(jī)在低負(fù)荷下運行。最后的兩種解決方法需要較多的設(shè)計上的改變，這會增加制造制冷系統(tǒng)的成本。
因此，本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)制冷系統(tǒng)。
本發(fā)明的這一目的依靠權(quán)利要求的前序部分和其特征部分所述的方法和裝置來達(dá)到。
本發(fā)明的特點是為制冷系統(tǒng)提供一油控裝置，此制冷系統(tǒng)具有用來增壓并使制冷劑循環(huán)流過制冷系統(tǒng)的螺旋壓縮機(jī)，并具有由外殼形成的一腔室以用于制冷劑相態(tài)的改變的蒸發(fā)器。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一吸入管道把蒸發(fā)器的腔室與壓縮機(jī)的進(jìn)入口連接起來。吸入管道在外殼開口處周圍密封，并且使它的遠(yuǎn)端伸進(jìn)密封處下面的腔室。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一儲存器位于腔室內(nèi)，在吸入管的下面。使用儲存器是為了收集在壓縮機(jī)低負(fù)荷運行期間往下沿吸入管道流下的潤滑油，當(dāng)儲存器的油面到達(dá)一預(yù)定高度時，管道遠(yuǎn)端的開口受到限制，因而，提高了鄰近的流動速度，使得潤滑油重新進(jìn)入壓縮機(jī)。
本發(fā)明的另外目的以及更多的有助于此目的的特性和由此產(chǎn)生的優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例所作的描述而變得更為清楚。


圖1是按照本發(fā)明的、使用螺壓縮機(jī)的冷凍裝置的正視圖，其中的蒸發(fā)器被剖開以揭示本發(fā)明改進(jìn)之處；圖2是沿圖1的2—2線的截面剖視圖，圖中詳細(xì)地示出了本發(fā)明的油儲存器；
圖3是本發(fā)明的油儲存器工作情況的示意圖；圖4是類似于圖3的示意圖，圖中示出了充滿潤滑油的儲存器。
現(xiàn)請首先參閱圖1。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的冷凍裝置10。該冷凍裝置10包括一螺旋壓縮機(jī)12、一蒸發(fā)器或冷卻器14、一冷凝器16和一潤滑油—制冷劑分離器18。冷卻裝置10還包括一對連接到合適的管道使冷凍水從冷凍裝置10循環(huán)到位于遠(yuǎn)處的熱交換器的法蘭盤聯(lián)接器20—20。螺旋壓縮機(jī)12包括一從蒸發(fā)器的開口端24延伸進(jìn)蒸發(fā)器14的吸收進(jìn)入管22。該進(jìn)入管22在蒸發(fā)器內(nèi)終止于它的遠(yuǎn)端26。一蓋狀油儲存器28固定于進(jìn)入管22的遠(yuǎn)端26，并在它們之間留有通路或間隙29，以允許適量的制冷劑流過進(jìn)入管22。進(jìn)入管22還包括一焊于安裝板32的近端30，安裝板32則用螺栓與螺旋壓縮機(jī)12栓在一起。
現(xiàn)請參閱圖2。圖2中示出了蒸發(fā)器14，它包括一蒸發(fā)器外殼36，如圖所示，在外殼36的內(nèi)側(cè)焊有一對水平安裝法蘭盤38—38。蒸發(fā)器外殼36在外殼內(nèi)部形成一個與外界隔離的內(nèi)腔37。一管子承載器40置于內(nèi)腔37內(nèi)，并通過一對安裝于管子承載器40的細(xì)長角撐架42—42和安裝法蘭盤38—38而懸于內(nèi)腔37內(nèi)。管子承載器40承載著多根水平穿過蒸發(fā)器的水管44。在冷凍裝置10運行期間，相對較冷的液態(tài)制冷劑通過進(jìn)入管45從冷凝器16流入蒸發(fā)器14。流出冷凝器16的液體原來是溫?zé)岬?，它冷卻下來是由于在進(jìn)入蒸發(fā)器14之前先流過一閥。穿過此閥時的壓降使部分冷凝的液相制冷劑變成氣相的制冷劑，液相變氣相又使其余的液體冷卻下來。然后液態(tài)制冷劑與載有溫水的水管44接觸。來自流過水管44的溫水的熱量被液態(tài)制冷劑吸收，然后液態(tài)制冷劑由于溫度上升而汽化或蒸發(fā)。汽化狀態(tài)的制冷劑通過吸入管道22的吸入流入壓縮機(jī)12。在壓縮機(jī)12中，汽化的制冷劑由于在里面受到壓縮而使壓力和溫度提高。隨后壓縮機(jī)把制冷劑排放到冷凝器16，在那里由于熱量通過冷卻盤管(未圖示)被傳遞到較冷的空氣而使氣相制冷劑冷卻并液化。冷凝器16也包括一內(nèi)封水管的外殼。流過冷凝器管子的水吸收被壓縮的制冷劑的熱量，從而使制冷劑冷凝。隨后，冷凝器的水被送到一冷卻塔向外界空氣排出吸收的熱量。
為了使螺旋壓縮機(jī)12正常工作，潤滑油必需從壓縮機(jī)軸承排入進(jìn)入螺旋壓縮機(jī)12的轉(zhuǎn)子制冷劑氣體中。隨后，與制冷劑混合的油通過螺旋壓縮機(jī)12內(nèi)的壓縮循環(huán)。加熱和增壓的油—制冷劑混合物在進(jìn)入冷凝器16之前，如圖1所示先流過分離器18，在那兒油被去除并回到壓縮機(jī)12。隨后幾乎沒有油的制冷劑從分離器18流入冷凝器16而重復(fù)制冷循環(huán)。
在冷卻裝置10的高負(fù)荷運行期間，氣體在吸入管22內(nèi)保持足夠的速度以避免任何壓縮機(jī)的潤滑油滑下吸入管22進(jìn)入蒸發(fā)器。然而在冷卻裝置10低負(fù)荷運行期間，潤滑油將從螺旋壓縮機(jī)12往下流到吸入管22，并開始如圖3所示那樣集中在油儲存器28中。如圖2所示，油儲存器28通過L型安裝架46安裝在吸入管22遠(yuǎn)端26的鄰近處。如圖3和4所示，油儲存器28包括一底端平板部分48和一終止于頂邊52的朝上側(cè)邊緣50。如圖2、3和4所示，使用L形安裝架46使側(cè)邊緣50的頂邊52位于吸入管22的遠(yuǎn)端26的開口處上面。如圖3所示，在冷凍裝置10很低的負(fù)荷運行期間，儲存器28將收集從吸水管22流下的潤滑油。在儲存器28內(nèi)的油面將一直上升到如圖4所示的接近于吸入管22的遠(yuǎn)端26。當(dāng)油到達(dá)此高度時，在油和吸入管22之間將形成液封面。隨后繼續(xù)操作的壓縮機(jī)將在吸入管22內(nèi)產(chǎn)生一相對的真空。即使在低負(fù)荷運行期間，吸入管22內(nèi)的氣體體積相對于壓縮機(jī)12的吸入能量來說是很小的。因而，此相對真空很快產(chǎn)生，導(dǎo)致收集在儲存器中的油迅速回到螺旋壓縮機(jī)12中。
根據(jù)實施本發(fā)明的最佳方法，首先是根據(jù)具體的冷卻裝置10決定儲存器28的尺寸大小和它與吸入管22的幾何關(guān)系，使得當(dāng)螺旋壓縮機(jī)12滿負(fù)荷操作時，油儲存器28既不會限制制冷劑流動也不會增加氣體速度，以免引起壓降增大，從而降低冷卻裝置工作效果。因而，儲存器體積的容量保持在一個最小值，以便當(dāng)冷卻裝置在高容量負(fù)荷運行時，減少吸入管22的過度限制的可能性。同時，儲存器28的尺寸必須足夠大以收集在低負(fù)荷運行時落到吸入管22的預(yù)定量的油，并考慮到由于吸入氣態(tài)制冷劑而導(dǎo)致油膨脹的情況。這種膨脹在儲存器接近裝滿油的時候關(guān)閉冷卻裝置時是有可能發(fā)生的。然后進(jìn)一步確定儲存器的最佳容量，使得保持在內(nèi)的油的體積相對于冷卻裝置總的制冷劑裝載量來說是比較小的，以便使油的溢出不會引起較大的系統(tǒng)工作性能的下降。
以上描述了使用螺旋壓縮機(jī)的冷卻裝置的簡單然而有效的油控裝置。所揭示的油控裝置是經(jīng)濟(jì)的、有效的，并不需要對已用在冷卻裝置中的部件進(jìn)行較多的改動。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)具有一帶有一進(jìn)入口的螺旋壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)用于增壓和使制冷劑在制冷系統(tǒng)中循環(huán)，以及具有一用于制冷劑相變的、形成一密封腔室的外殼的蒸發(fā)器，對該制冷系統(tǒng)的改進(jìn)之處在于一把蒸發(fā)器腔室與壓縮機(jī)的進(jìn)入口連接起來的吸入管，該吸入管在外殼開口處周圍密封，并使它的開口遠(yuǎn)端伸入密封處下面的腔室；位于腔室內(nèi)、并在該吸入管下面的儲存裝置，在壓縮機(jī)低負(fù)荷運行期間，該儲存器裝置用于收集沿吸入管道流下的潤滑油，以便當(dāng)該儲存裝置中的油面到達(dá)預(yù)定高度時，吸入管道遠(yuǎn)端的開口受到限制，從而增加鄰近處的流動速度，使得油重新進(jìn)入壓縮機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于該儲存裝置包括一具有一底面和一朝上的側(cè)邊緣及一頂邊的蓋狀件。
3.如權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于包括用于使該蓋狀件圍繞該吸入管道定位的安裝架，以使蓋狀件的頂邊位于該吸入管道遠(yuǎn)端的上面、并在蓋狀件和該吸入管道之間留有流體通道。
4.如權(quán)利要求3所述的制冷裝置，其特征在于該流體通道有一個預(yù)定的流量容積，使得系統(tǒng)在高負(fù)荷運行時，不會增加進(jìn)入該吸入管道的氣體速度，從而避免增加壓降和最終降低冷卻裝置工作效果。
5.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于該儲存裝置有一個容納油的預(yù)定容量，該預(yù)定容量考慮到由于吸入氣態(tài)制冷劑而引起的油的膨脹的因素。
6.如權(quán)利要求5所述的制冷裝置，其特征在于該保持在該儲存裝置內(nèi)油的預(yù)定體積相對于系統(tǒng)制冷劑總量來說是較小的，以使從該儲存裝置中的任何潤滑油的溢出對整個系統(tǒng)工作效果的影響可忽略不計。
全文摘要
一種用于制冷系統(tǒng)中的油控裝置，該制冷系統(tǒng)包括一帶有進(jìn)入口的螺旋壓縮機(jī)及一形成一腔室的外殼的蒸發(fā)器。一吸入管道使蒸發(fā)器腔室與壓縮機(jī)的進(jìn)入口相連，并在蒸發(fā)器外殼開口處密封，其遠(yuǎn)端伸進(jìn)密封處下面的腔室內(nèi)。一位于腔室內(nèi)吸入管道下面的儲存器收集壓縮機(jī)在低負(fù)荷運行時流下吸入管道的潤滑油，以使當(dāng)該儲存器中的油面到達(dá)預(yù)定高度時，吸入管道遠(yuǎn)端的開口受到限制，因而增加了鄰近處的流動速度，從而使得油重新進(jìn)入壓縮機(jī)。
文檔編號F25B1/047GK1117572SQ9510299
公開日1996年2月28日 申請日期1995年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月6日
發(fā)明者愛德華德·A·許尼格 申請人:運載器有限公司