用于多压缩机系统中的油管理的吸入头部装置 |
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| 申请号 | CN201380048005.5 | 申请日 | 2013-07-25 | 公开(公告)号 | CN104641116B | 公开(公告)日 | 2017-03-22 |
| 申请人 | 比策尔制冷机械制造有限公司; | 发明人 | B·A·弗拉泽; R·J·杜皮特; W·P.·比格尔; | ||||
| 摘要 | 一种制冷系统，其具有构造为压缩制冷剂流的两个或两个以上 压缩机 ，所述制冷剂流具有夹带在所述制冷剂流中的油。吸入 流管 路装置构造为向所述两个或两个以上压缩机供应制冷剂和油流的吸入流管路装置。所述吸入流管路装置具有构造为承载所述制冷剂和油流的吸入头部，并且主压缩机供应管路连接至所述吸入头部。所述主压缩机供应管路向所述两个或两个以上压缩机的第一压缩机供应制冷剂和油。第二压缩机供应管路从所述吸入头部分支出。所述第二压缩机供应管路向所述两个或两个以上压缩机的第二压缩机供应制冷剂。所述主压缩机供应管路构造为向所述第一压缩机供应比所述第二压缩机供应管路向所述第二压缩机供应的更多的油。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种制冷系统，其包括： |
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| 说明书全文 | 用于多压缩机系统中的油管理的吸入头部装置技术领域[0001] 本发明大体涉及一种多压缩机制冷系统。 背景技术[0002] 关于并联压缩机组件中吸气分配的现有技术的具体示例以WIPO专利公开文献WO2008/081093(用于并联压缩机组件中的吸气分配的装置以及并联压缩机组件)为代表，该文献展示了在具有两个或两个以上压缩机的系统中用于吸气的分配装置，该文献的教导和公开在此以参考方式全部并入。具有多个压缩机的系统中的油管理的具体示例在美国专利文献4,729,228(用于并联压缩机设备的吸入管路流分离器)中公开，该文献的教导和公开在此以参考方式全部并入。 发明内容[0004] 在一个方面，本发明的实施例提供一种包括构造为压缩制冷剂流的两个或两个以上压缩机的制冷系统。制冷剂的流动伴随有在制冷剂中的油的流动。吸入流管路装置构造为向所述两个或两个以上压缩机供应制冷剂和油流。所述吸入流管路装置包括构造为承载所述制冷剂和油流的吸入头部。主压缩机供应管路连接至所述吸入头部。所述主压缩机供应管路构造为向所述两个或两个以上压缩机的第一压缩机供应制冷剂和油。第二压缩机供应管路从所述吸入头部分支出。所述第二压缩机供应管路构造为向所述两个或两个以上压缩机的第二压缩机供应制冷剂。所述主压缩机供应管路构造为向所述第一压缩机供应比所述第二压缩机供应管路向所述第二压缩机供应的更多的油。 [0005] 在具体实施例中，所述主压缩机供应管路具有连接至所述吸入头部的入口并且所述第二压缩机供应管路具有连接至所述头部的入口。在这个实施例中，所述主压缩机供应管路的所述入口低于所述第二压缩机供应管路的所述入口。所述主压缩机供应管路的所述入口作为位于所述吸入头部的竖直底部位置上的开口形成重力排口。 [0006] 在进一步的实施例中，所述吸入头部进一步包括减少所述吸入头部的直径的漏斗部，并且漏斗部将较大直径面积的所述吸入头部连接至较小直径面积的所述主压缩机供应管路的所述入口。 [0007] 在某些实施例中，所述吸入流管路装置包括位于所述吸入头部的上游并且连接至所述吸入头部的入口的返回管路。所述吸入头部具有离所述入口最远的末端。所述主压缩机供应管路的所述入口与所述第二压缩机供应管路的所述入口相比设置得离所述末端更近。 [0008] 更进一步而言，所述吸入头部包括具有包围中央通道的360度圆周的环形壁，其中，所述第二压缩机供应管路在所述环形壁的侧部或上部上与所述环形壁相交，由此使得相交圆弧小于120度，其中，在操作期间，油沿着所述环形壁的内表面流动，并且大部分油绕过所述第二压缩机供应管路的所述入口。优选地，所述相交圆弧的范围为从60度至100度。 [0009] 在本发明的替代实施例中，所述吸入头部具有包围中央通道的环形壁，但所述第二压缩机供应管路与所述环形壁相交并且通过延伸段向内经过所述环形壁伸入所述中央通道。在操作期间，油沿着所述环形壁的内表面流动，并且大部分油绕过所述第二压缩机供应管路的所述入口。 [0010] 在具体实施例中，所述主压缩机供应管路的所述入口比所述第二压缩机供应管路的所述入口竖直地低至少1厘米。在进一步的实施例中，所述主压缩机供应管路限定第一流动面积和所述主压缩机供应管路的流动路径，并且所述第二压缩机供应管路限定第二流动面积和所述第二压缩机供应管路的流动路径。所述第一流动路径对第一压缩机油池产生压降并且所述第二流动路径产生对第二压缩机油池产生压降，由此使得所述第一压缩机油池中的压力比所述第二压缩机油池中的压力大0.1psi至2.0psi。在更具体的实施例中，所述主压缩机供应管路限定沿着所述主压缩机供应管路的流动路径的第一最小流动面积并且所述第二压缩机供应管路限定沿着所述第二压缩机供应管路的第二最小流动面积。所述吸入头部包括为所述第一最小流动面积和第二最小流动面积之和的至少1.5倍的最小流动面积。 [0011] 在至少一个实施例中，所述吸入流管路装置包括位于所述吸入头部上游并且连接至所述吸入头部的入口的返回管路。所述返回管路具有最小流动面积。所述吸入头部的所述最小流动面积为返回管路的所述最小流动面积的至少1.4倍。所述吸入头部在操作期间具有降低的流动速度，以减少沿着所述返回管路的内壁承载的油在进入所述吸入头部后的飞溅。 [0012] 制冷系统可包括扩大漏斗段，当制冷剂从所述返回管路流入所述吸入头部时，所述扩大漏斗段扩大了流动横截面积。制冷系统可包括水平设置的吸入头部、或者从水平倾斜0至5度的角度的吸入头部。在本发明的实施例中，所述主压缩机供应管路和第二压缩机供应管路的每个具有为所述吸入头部的内径的25％至75％的内径。在更具体的实施例中，所述主压缩机供应管路和第二压缩机供应管路的每个具有为所述吸入头部的内径的45％至55％的内径。在某些实施例中，所述主压缩机供应管路的内径大于所述第二压缩机供应管路的内径。 [0013] 对于权利要求1的制冷系统，所述第二压缩机供应管路构造为限制通过所述第二压缩机供应管路的流量由此使得通过所述第二压缩机供应管路的流量小于通过所述主压缩机供应管路的流量。所述主压缩机供应管路在竖直向下方向上从所述吸入头部分支，而所述第二压缩机供应管路在竖直向上方向上从所述吸入头部分支。替代地，所述主压缩机供应管路在竖直向下方向上从所述吸入头部分支，而所述第二压缩机供应管路在大致水平方向上从所述吸入头部分支。 [0014] 在本发明的替代实施例中，所述主压缩机供应管路可构造为在竖直向下方向上从所述吸入头部分支，而第二压缩机供应管路也在竖直向下方向上从吸入头部分支并且还大致向内伸入吸入头部内。在更具体的实施例中，所述第二压缩机供应管路以等于吸入头部内径的25％至75％的距离伸入吸入头部。 [0015] 所述主压缩机供应管路内的压力大于所述第二压缩机供应管路内的压力。在具体示例中，所述主压缩机供应管路内的压力比所述第二压缩机供应管路内的压力大0.3psi至1.5psi。 [0016] 在更进一步的实施例中，所述制冷系统进一步包括连接至所述吸入头部并且构造为向第三压缩机供应制冷剂和油的第三压缩机供应管路，其中，所述主压缩机供应管路构造为向所述第一压缩机供应比所述第三压缩机供应管路向所述第三压缩机供应的更多的油。 [0017] 在示范性实施例中，所述第二压缩机中的油池压力比所述第三压缩机中的油池压力大0psi至1.0psi，并且，所述第二压缩机中的油池压力与所述第三压缩机中的油池压力近似相等。 [0018] 在一个实施例中，流过所述吸入头部的制冷剂和油在到达所述第二压缩机供应管路之前到达所述主压缩机供应管路。在替代实施例中，流过所述吸入头部的制冷剂和油在到达所述主压缩机供应管路之前到达所述第二压缩机供应管路。 [0019] 在具体实施例中，所述两个或两个以上压缩机中的每个在它的压缩机壳体上包括开口，每个开口靠近它各自的压缩机的油池定位，所述开口通过油池连接件连接，并且，在操作期间，压力差以在所述主压缩机中具有更高的压力而存在，从而导致返回至所述主压缩机的过量的油通过所述油池连接件分配至第二压缩机。 [0020] 在另一方面，本发明的实施例提供一种在多压缩机系统中分配油的方法。所述方法包括步骤：使油和制冷剂流返回至吸入头部；将油流从所述吸入头部到导至两个或两个以上压缩机。大部分油导至主导压缩机，并且将油从所述主导压缩机分配至一个或一个以上非主导压缩机。将油流从所述吸入头部导至两个或两个以上压缩机包括将油通过主压缩机供应管路导至所述主导压缩机，并且将油通过第二压缩机供应管路导至所述一个或一个以上非主导压缩机。所述主压缩机供应管路中的流动压力大于所述第二压缩机供应管路中的流动压力。 [0021] 在本发明的具体实施例中，所述第二压缩机供应管路包括流量限制装置以降低通过所述第二压缩机供应管路的流动压力。所述第二压缩机供应管路可包括限制器以减小油向它各自的压缩机的流量。在具体实施例中，所述第二压缩机供应管路上的限制器构造为在它各自的压缩机的入口处形成降低的吸入压力。 [0022] 前述方法还包括将油通过主压缩机供应管路导至所述主导压缩机包括将油通过具有入口的主压缩机供应管路导至所述主导压缩机，所述入口定位为在所述吸入头部的竖直底部位置上形成重力排口。在某些实施例中，所述主压缩机供应管路在竖直向下方向、向下倾斜方向、或水平方向上中的一个方向上从所述吸入头部分支。 [0023] 前述方法还包括将油通过第二压缩机供应管路导至所述一个或一个以上非主导压缩机包括将油通过具有比所述主压缩机供应管路的所述入口在更高的高度处定位的入口的第二压缩机供应管路导至所述一个或一个以上非主导压缩机。在某些实施例中，所述第二压缩机供应管路在水平方向、竖直向上方向或向上倾斜方向中的任意一个方向上从所述吸入头部分支。在更具体的实施例中，所述第二压缩机供应管路可在任何方向上从吸入头部分支，同时以等于吸入头部内径的25％至75％的距离伸入吸入头部内。此外，所述方法包括将油和制冷剂流返回至吸入头部包括将油和制冷剂流返回至水平设置的吸入头部，或替代地，返回至从水平以0至5度的角度倾斜的吸入头部。 [0024] 进一步而言，预期的是本发明的实施例包括多压缩机系统，在该系统中各压缩机具有不同的性能。在制冷系统中各压缩机具有不同的容积指数的多个压缩机的使用在2010年1月22日申请的美国专利公开文献2010/0186433(具有不同容积指数的涡旋压缩机和其系统和方法)中公开，该文献的教导和公开内容在此作为整体以参考方式并入。 附图说明[0026] 本发明所并入的并且构成本发明一部分的所述附图示出了发明的多个方面，并且这些附图结合说明内容用于阐述本发明的宗旨。在所述附图中： [0027] 图1为根据本发明的实施例构造的多压缩机制冷系统的框图； [0028] 图2为根据本发明的实施例构造的涡旋压缩机的剖视图； [0029] 图3为根据本发明的替代实施例构造的涡旋压缩机的剖视图； [0030] 图4为根据本发明的实施例构造的吸入管的前透视图； [0031] 图5为图4的吸入管的后透视图； [0032] 图6为根据本发明的实施例构造的多压缩机制冷系统的示意图； [0033] 图7为根据本发明的替代实施例构造的多压缩机制冷系统； [0034] 图8为根据本发明的实施例的共同供应管路的示意图； [0035] 图9为根据本发明的实施例的具有油分离器的共同供应管路的示意图； [0036] 图10-15为展示了根据本发明的实施例的吸入流管路装置的示意图； [0037] 图16为根据本发明的吸入头部和压缩机供应管路的剖视图；以及 [0038] 图17为根据本发明的具有竖直头部的压缩机系统的剖视图。 [0039] 尽管本发明将结合一些优选实施方式予以描述，但并没有意在局限于那些实施方式。相反而言，由于所有的替代、改型和等价涵盖在由所附权利要求限定的本发明的宗旨和范围内，因此本发明意在覆盖所有的这些替代、改型和等价。 具体实施方式[0040] 下述详细说明描述了本发明在多压缩机制冷系统中应用的实施例。然而，本领域普通技术人员将意识到本发明不一定局限于制冷系统。本发明的实施例还可在多个压缩机被用来提供压缩气体流的其它系统中被使用。 [0041] 图1提供了具有N个压缩机6的示例性多压缩机制冷系统1的示意图。制冷系统1的N个压缩机6连接在并联回路中，该并联回路中具有向N个压缩机6提供制冷剂流的流入管路3和承载压缩的制冷剂离开N个压缩机6的流出管路5。在一些实施例中，制冷剂的流动还包括油的流动、该油的流动例如沿着吸入头部的内表面制冷剂流动中，所述油用来润滑压缩机6的移动部件。如图所示，流出管路5供应冷凝器7。在具体实施例中，冷凝器7包括提供穿过冷凝器7以冷却并且由此冷凝压缩的高压制冷剂的一个流动的流体流换热器9(例如空气或液体冷却剂)。 [0042] 提供冷却的蒸发单元11也在冷凝器7下游流体串联布置。在替代实施例中，冷凝器7可供应多个并联布置的蒸发单元。在图1的实施例中，蒸发单元11包括关闭液阀13，关闭液阀13在一些实施例中由制冷系统控制器15控制以允许蒸发单元11的蒸发从而在制冷系统1上的需求负荷需要时产生冷却、或在没有这样的需求时不进行蒸发单元11的蒸发操作。制冷系统控制器15还可直接连接至N个压缩机6的一个或一个以上。蒸发单元11还包括膨胀阀 17，该膨胀阀响应于或部分受控于蒸发单元11的下游的在位置19处感应的压力。膨胀阀17构造为控制制冷剂向蒸发单元11的排入，在蒸发单元中，由于蒸发，热量被吸收以使制冷剂蒸发为气态从而在蒸发单元11上产生冷却/制冷效应。蒸发单元11将气态的膨胀制冷剂沿着流入管路3返回至N个压缩机6的组合。 [0043] 应当注意的是，为了方便，本发明的实施例在下文中经常就它们在具有多个用于压缩制冷剂的涡旋压缩机的系统中的应用予以描述。尽管具体的优点和构造示出用于涡轮压缩机，但是这些实施例中的一些不局限于涡轮压缩机，而在涡旋压缩机以外的其它许多种压缩上具有用途。 [0044] 本发明的实施例在图2中示出，其中，图2展示了压缩机组件10的剖视图，该压缩机组件10大致包括外壳12，压缩机设备14在外壳12内被驱动单元16驱动的。在下文描述的示范实施例中，压缩机设备14为涡旋压缩机。由此，术语“压缩机设备”和“涡旋压缩机”在本文中有些时候可互换使用。压缩机组件10可设置在用于制冷、工业冷却、冷冻、空调或其它压缩的流体被需要的合适的应用中的制冷剂回路中。合适的连接口提供向制冷回路的连接并且包括延伸穿过外壳12的制冷剂入口18和制冷剂出口20。压缩机组件10能够通过驱动单元16的操作而操作，从而操作压缩机设备14并且由此压缩进入制冷剂入口18并且以压缩的高压状态离开制冷剂出口20的合适的制冷剂或其它流体。 [0045] 外壳体12可采取多种形式。在本发明的具体实施方式中，外壳体12包括多个外壳段或壳体段，并且在某些实施例中，外壳体12包括中央筒形壳体段24、顶端壳体段26和底端壳体段或底板28。在具体实施例中，壳体段24、26、28由合适的钢板形成并且被焊接在一起从而形成永久外壳体12封围件。然而，如果需要拆分外壳体12的话，用于附接壳体段24、26、28而非焊接的方法可被应用，这些附接方法包括但不局限于钎焊、使用螺纹紧固件或别的合适的用来附接外壳12的各段的机械装置。 [0046] 中央壳体段24优选地为管形或圆筒形并且可与顶端壳体段26、底端壳体段28抵接或伸缩配合。如在图2的实施例可见，分隔板30设置在顶端壳体段26中。在组装过程中，这些构件可被组装为使得当顶端壳体段26连接至中心圆柱形壳体段24时，绕着外壳12圆周的单一焊接将顶端壳体段26、分隔板30和中央圆柱形壳体段24连接在一起。顶端壳体段26一般为拱形并且包括圆筒形侧壁区32以与中央壳体段24匹配并且提供外壳12的顶端的封闭，同时在具体实施例中，底端壳体段可为拱形、杯形、或大致平坦。如图2所示，外壳12的组装导致包围驱动单元16且部分性地包围压缩机设备14的封闭腔体31的形成。 [0047] 在本发明的涡旋压缩机14设置在外壳12内的示范性实施例中，涡旋压缩机14包括第一涡旋压缩机本体和第二涡旋压缩机本体，所述第一、第二涡旋压缩机本体优选地包括静止固定涡旋压缩机本体110和可移动涡旋压缩机本体112。术语“固定”在本申请的上下文中大致意味是静止或不可移动，更具体地“固定”指的是没有轨道运动、没有被驱动的涡旋元件，并且如所知晓的那样，一些有限范围的轴向运动、径向运动和旋转运动由于热膨胀和/或设计公差是可能的。 [0048] 可移动涡旋压缩机本体112设置为相对于固定涡旋压缩机本体110轨道运动以为了压缩制冷剂。固定涡旋压缩机本体包括从板状基底116轴向突出、通常布置为螺旋形式的第一肋114。类似地，可移动涡旋压缩机本体112包括从板状基底120轴向突出并且为类似的涡旋形状的第二涡旋肋118。涡旋肋114、118彼此接合并且在另一压缩机本体112、110的基底120，116的相应的表面上密封抵接。 [0049] 在本发明的具体实施例中，驱动单元16为电机组件40的形式。电机组件40可操作地旋转并且驱动轴件46。进一步地，电机组件40大体包括具有电线圈的定子50和连接至驱动轴件46用于一起旋转的转子52。定子50直接地或借助适配器被外壳12支撑。定子50可直接按压配合入外壳12、或与适配器(未示出)配合并且按压配合入外壳12。在具体实施例中，转子52安装在被上、下轴承部件42、44支撑的轴件46上。 [0050] 向定子50通电可以操作性地绕着中心轴线54旋转驱动转子52并且由此旋转驱动轴件46。申请人需要指出的是，当术语“轴向”和“径向”在此被用来描述构件或组件的特征时，它们就中心轴线54被限定。具体而言，术语“轴向”或“轴向延伸”指的是沿着中心轴线54的方向或平行于中心轴线54突出或延伸的特征，而术语“径向”或“径向延伸”表明在垂直于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征。 [0051] 在具体实施例中，下轴承部件44包括中央的、大致圆筒形的毂58，所述毂58包括中央套筒和开口以提供圆筒形轴承60，驱动轴件46以轴颈安装于圆筒形轴承60用于旋转支撑。下轴承部件44的板状脊部区68从中央毂58向外径向突出并且用来将定子50的下部分与润滑油池76隔开。下轴承部件44的轴向延伸周界面70可与中央壳体段24的内径面接合以居中地定位下轴承部件44并且由此相对于中心轴线54保持下轴承部件44的位置。这可通过下轴承部件44和外壳12之间的过盈配合和按压配合的支撑结构来实现。 [0052] 如从图2的实施例可见，驱动轴件46包括附接至驱动轴件46底端的叶轮管47。在具体实施例中，叶轮管47的直径比驱动轴件46小，并且与中心轴线54同心对齐。驱动轴件46和叶轮管47穿过下轴承部件44的中央毂58的开口。叶轮管47具有润滑油通道和形成在叶轮管47的端部的入口78。 [0053] 在它的上端部，驱动轴件46在上轴承部件42内以轴颈安装用于旋转。在下文中，上轴承部件42还称之为“曲轴套”。在具体实施例中，驱动轴件46进一步包括通常具有围绕相对于中心轴线54偏置的偏置轴线的圆柱形驱动面的偏置偏心驱动段74。这个偏置驱动段74在涡旋压缩机14的可移动涡旋压缩机本体112的中央毂128内以轴颈安装，用于当驱动轴件46绕着中心轴线54旋转时绕着轨道路径驱动可移动涡旋压缩机本体112。为了向所有的各轴承面提供润滑，外壳12在外壳12的底端设置有润滑油池76，在润滑油池76内合适量的润滑油被存储。 [0054] 还可见的是图2展示了在涡旋压缩机组件10中使用的吸入管300的实施例。在一些实施例中，吸入管300包括在通过制冷剂入口18的流动路径中并且与电机40为环绕关系地定位的塑性模制的环件本体302。吸入管300设置为将制冷剂导向和引导入电机腔用于冷却电机40同时从润滑油滤出杂质并且绕着吸入管300的圆周将润滑油导入油池76。 [0055] 此外，在具体实施例中，吸入管300包括位于开口304中的屏件308，当制冷剂气体通过入口18进入压缩机时所述屏件308过滤制冷剂气体，如图2所示。屏件308通常由金属丝网如不锈钢网制成，屏件308的各孔的大小通常为0.5至1.5毫米。 [0056] 如图2所示并且如上所述，吸入管300与电机40为环绕关系地定位，并且在一些实施例中，吸入管300包括与大致圆筒形外壳12的内表面面对面接触的大致弧形外表面。在具体实施例中，吸入管300包括在外壳12和吸入管300之间形成大致密封的密封面316(如图3所示)。密封面可环绕和密封开口304以确保制冷剂流入电机腔。该密封可为空气密封，但并非必须如此。该密封通常确保超过90％的制冷剂气体并且优选至少99％的制冷剂气体通过屏件308。通过在密封面和外壳体12的环绕入口18的部分之间具有密封，吸入管300可从通过入口18进入的制冷剂气体过滤较大的颗粒，由此防止未经过滤的制冷剂气体进入压缩机，并且可将温度较低的制冷剂导入电机腔用于电机40更好的冷却同时将油向下导入油池76内。 [0057] 在操作期间，流入入口18的制冷剂气体比出口20处的压缩的制冷剂气体温度要低。进一步而言，在涡旋压缩机14的操作期间，电机40的温度将会升高。因此，期待在压缩机的操作期间冷却电机40。为此，通过入口18抽入压缩机外壳12的温度较低的制冷剂气体穿过和沿着电机40向上流动从而到达涡旋压缩机14，由此将电机40冷却。 [0058] 更进一步而言，叶轮管47和入口78在当驱动轴件46旋转时用作油泵，并且由此将油从润滑油池76泵出并且泵入在驱动轴件46内限定的内部润滑油通道80中。在驱动轴件46的操作期间，离心力用来对抗重力的作用驱动润滑油向上通过润滑油通道80。润滑油通道80具有多个从润滑油通道80突出的径向通道以通过离心力将油供至适当的轴承表面并且由此根据需要润滑滑动表面。 [0059] 图3展示了压缩机组件10的替代实施例的剖视图。在图3中，可以看到吸入管234可用作引导通过壳体入口18进来的流体流(例如制冷剂)。为了设置入口18，外壳12包括进入开口，入口配件312设置在该进入开口中。在图4和5所示的具体实施例中，吸入管234包括具有固定壁厚并且具有大致矩形和弧形的外安装凸缘320的冲压钢板金属本体，所述安装凸缘320环绕在顶端324和底端326之间延伸的管通路322。进入开口和进入口318穿过靠近顶端324的通路底部328形成。这个开口和口318借助吸入屏件凸缘316(在图3中示出)从入口18连通和接收通过压缩机的外壳壁接收并且接收进入吸入管234的管通路322的流体。 [0060] 管通路向吸入管234的底端326上或底端326附近的排出口330提供流体流动路径。在这个实施例中，排出口330延伸穿过底端326并且由此提供将润滑油排入润滑油池76的口，并且该口还将用于压缩的制冷剂的大致整体流连通至刚好位于电机壳体的上游的位置处。 [0061] 吸入管234不仅用来将制冷剂和制冷剂的大致整体流从入口18引导至电机40上游的位置并且引导流体流动穿过电机40，并且还用作重力排管，该重力排管优选地通过位于吸入管234的绝对重力底部处或接近绝对重力底部处的排出口330将吸入管234内接收的润滑油排入润滑油池76。这点由于多种原因是有益的。首先，当在初始运行或其它情况下需要填充润滑油池76时，油可容易地通过还用作油填充口的入口18添加，从而油自然地流过吸入管234并且通过排出口330排入油池76。由此外壳12可不需要单独的油口。此外，吸入管234的表面和吸入管234内的油的方向改变导致润滑油雾的聚集，聚集的润滑油雾可随后在管通路322内被收集并且通过排出口330排回到油池76内。由此，制冷剂的方向以及润滑油的方向在吸入管234中被建立。 [0062] 在操作期间，涡旋压缩机组件10能够被操作以在壳体入口18处接收低压制冷剂并且压缩制冷剂用于输送至高压腔180，在高压腔180内制冷剂可通过壳体出口20输出。如图2和3所示，吸入管234、300设置在外壳12内部以将低压制冷剂从入口18引导入外壳12内并且引导在电机壳体下方。这允许低压制冷剂流动穿过和跨过电机40，并且由此冷却电机40和从电机40带走热量。低压制冷剂然后可朝向制冷剂能够通过多个电机壳体48(如图3所示)上的或上轴承部件42上的电机壳体出口离开的顶端、纵向通过电机壳体并且穿过电机壳体内的间隙空间。离开电机壳体出口后，低压制冷剂进入电机壳体48和外壳12之间形成的环形腔室242(如图3所示)。之后，低压制冷剂可经过或穿过上轴承部件42。 [0063] 在通过上轴承部件42后，低压制冷剂最后进入涡旋压缩机本体110、112的进入区124。从进入区124，低压制冷剂通过腔室122被逐步压缩直至制冷剂在压缩出口126处达到它的最大压缩状态，压缩出口126之后，制冷剂经过止回阀并且进入高压腔180。从高压腔 180，高压压缩制冷剂可通过出口20离开涡旋压缩机组件10。 [0064] 图6和7为展示了多压缩机制冷系统200、220、如图1的多压缩机制冷系统的两个实施例的示意图。在图6的制冷系统200中，压缩机#1、#2和#3202并联链接。在本发明的具体实施例中，压缩机202为与图2和3展示的压缩机类似或相同的涡旋压缩机。然而，在替代实施例中，涡旋压缩机以外的压缩机可被使用。进一步而言，图6的实施例展示了具有三个压缩机202的制冷系统200，不过，本发明的替代实施例还可具有比三个压缩机更多或更少的压缩机。 [0065] 对于压缩机#1、#2和#3202，通过具有独立油池76构造的压缩机202的制冷剂的内部流形成从吸入口18至每个运行的压缩机的油池76的压力下降，这是因为气体流量限制造成的。当这些压缩机202的任意一个被关闭并且没有流量限制时，油池76压力将相对于运行的具有相同的吸入压力的压缩机更高。运行的压缩机的油池76和关闭的压缩机的油池76之间的压力差允许制冷系统200、220从关闭的压缩机向运行的压缩机的油分配。 [0066] 在图6和7的结构中，压缩机#2202为主导压缩机。尽管三个压缩机202都从吸入头部接收制冷剂流并且将制冷剂排入共同排出管路或共同出口管路205(仅在图6中示出)，共同供应管路204构造为与在此还称之为剩余压缩机#1和#3202的非主导压缩机#1和#3202相比，通过主压缩机供应管路213向主导压缩机#2202输送更多的润滑油。在某些实施例中，这是通过限制从吸入头部204导向剩余压缩机#1和#3202的第二压缩机供应管路208、从而限制向这些压缩机的油的流动而实现的。在图15所示并且在下文中描述的替代实施例中，吸入头部204的油沿着流动的内表面被伸入吸入头部204内部的第二压缩机供应管路208中断。 [0067] 然而，如图7所示，这还可通过设置油分离器206实现，该油分离器206将油从制冷剂流分离出来并且将大部分油通过油排放管207输送至主导压缩机#2202。并且，将更多的油返回至主导压缩机#2202的其它方法可被使用，这些方法包括不同的管路结构和将油直接返回至主导压缩机#2202的油池76各种类型的油分离设备。如上所述，吸入管路包括用于在主导压缩机#1和#3202的吸入口18(如图2和3所示)处产生的轻微降低的压力的限制器。 [0068] 如图6和7所示，吸入头部204在一端上包括入口216并且在另一端上包括末端部218。吸入头部204的末端部218通过第一漏斗段214连接至图6的主压缩机供应管路213的入口222、或连接至图7的油排放管207的入口223。吸入头部204的入口216通过第二漏斗段224连接至返回管路226。在某些实施例中，第二漏斗段224提供随着制冷剂从返回管路226流入吸入头部204而增加的流动横截面积。横截面上流动面积的增加减小了制冷剂流动速度，由此减少了吸入头部204内油的飞溅。 [0069] 图8和9为示例性管路结构的示意图。如图8所述，导向主导压缩机#2202的主压缩机供应管路208比导向剩余的非主导压缩机#1，#3202的第二压缩机供应管路208更大。进一步而言，导向主导压缩机#2202的主压缩机供应管路208与吸入头部204对齐，而导向剩余的、非主导压缩机#1、#3202的第二压缩机供应管路208与吸入头部204成约90度的角度，并且在一些情况下，第二压缩机供应管路208可向内突出。这种结构将导致更多的系统中循环的油流至主导压缩机#2202。此外，流向剩余的、非主导压缩机#1、#3202的油被位于导向剩余的、非主导压缩机#1、#3202的第二压缩机供应管路208中的限制器211进一步减少。这些限制器211用于减小剩余压缩机#1、#3202的入口18处的吸入压力。 [0070] 图9展示了与图8所示的不同的管路结构。在这个实施例中，油分离器209设置在吸入头部204中。油分离器209可包括钢网以收集制冷剂流中夹带的油。替代地，纤维过滤媒介可用来从制冷剂流分离油。本发明的其它实施例包括具有离心式分离器的管路结构。如图9所示，一旦油已经被油分离器209从制冷剂提取，则油可导入主压缩机供应管路213用于主导压缩机#2202。图9展示了重力可被用来辅助油流入主导压缩机#2202。如从图9可见，相对更少量的油绕着油分离器209流入导向剩余的、非主导压缩机#1、#3202的第二压缩机供应管路208。如图所示，导向剩余的、非主导压缩机#1、#3202的第二压缩机管路208包括用于减小剩余的压缩机#1、#3202的入口18(如图2和3所示)处的吸入压力的限制器211。 [0071] 再次参见图6和7，每个压缩机202具有穿过它的外壳12(参见图2和3)通向压缩机202的油池76(参见图2和3)的开口210。管道212连接至每个开口210从而使得用于压缩机# 1、#2和#3202的所有的油池76通过管道212流体连通。在本发明的具体实施例中，每个开口 210位于压缩机202的外壳体12上近似相同的位置上。每个开口210可位于相同的水平上、或位于使每个开口210的位置代表在压缩机202可将它的油分配给其它压缩机202以前油池76中应当保留的最小油水平的特定的池水平上。通过这种方式定位开口210允许油通过管道 212从主导压缩机#2202流至其它需要油的正在操作的压缩机202。在图6和7所示的实施例中，吸入头部204构造为将更多的油从制冷剂流返回至主导压缩机#2202。当主导压缩机# 2202的油池76的油水平升高至开口210的水平以上和非主导压缩机#1和#3202(假设这些压缩机在运行)中的水平以上时，则主导压缩机#2202的油池压力会比非主导压缩机#1和# 3202的油池压力更高，从而允许油通过管道212从主导压缩机#2202流至剩余的压缩机#1和#3202。 [0072] 只要主导压缩机#2202中的油池压力比接收压缩机202中的油池压力高，这个流动无论主导压缩机#2202是否运行都可发生。在某些实施例中，油将继续以这种方式分配直至主导压缩机#2202和接收压缩机202中的油池压力近似相同。然而，当剩余的压缩机#1和#3202中的一个或两个不在运行时，不运行或不操作的压缩机202中的增加的油池压力阻止油从主导压缩机#2202流至不运行的压缩机202。 [0073] 向主导压缩机#2202提供更多的油和将管道构造为在剩余的压缩机#1和#3202的入口18处产生降低的压力的组合将使得足量的油分配至这个多压缩机设备的所有压缩机#1、#2和#3202，而不管各个压缩机是否接通或断电。这在表1中的操作矩阵中示出。 [0074] 表1：I＝接通；O＝断开 [0075] [0076] 上述矩阵(表1)表明在图6和7的制冷系统中当运行的压缩机需要油时油被分配的方式。如从上述矩阵可见，当所有的压缩机#1、#2和#3202在运行时、或者如果主导压缩机#2202断开并且剩余的压缩机#1和#3202运行时，主导压缩机#2202根据需要将润滑油分配至剩余的压缩机#1和#3202。在压缩机#1202断开、或压缩机#1202和主导压缩机#2202均断开的情况下，主导压缩机#2202将润滑油提供至剩余的压缩机#3202。相反地，当压缩机#3202断开、或者当压缩机#3202和主导压缩机#2202均断开时，主导压缩机#2202将润滑油提供至剩余的压缩机#1202。最后，当主导压缩机#2202运行并且剩余的压缩机#1和#3202均断开时，主导压缩机#2202不向剩余的压缩机#1和#3202提供任何润滑油。 [0077] 图10-13和15为吸入管路装置400的多个实施例的示意性剖视图，其中，每个这样的装置400包括在与图6和7所示的竖直定向相反的大致水平位置上定向的吸入头部402。然而，在本发明的替代实施例中，吸入头部402可从水平略微倾斜。例如，吸入头部402可从水平倾斜0至5度的角度，不过更大的角度也是可能的。 [0078] 当制冷剂流过吸入头部402时，夹带的油滴在吸入头部402的内部上收集。从吸入头部402分支出的主压缩机供应管路404将制冷剂和油送至制冷系统200、220(在图6和7中示出)的压缩机202中的一个。也从吸入头部402分支出来的第二压缩机供应管路406将制冷剂和油送往制冷系统200、220的与被主压缩机供应管路404供应的不同的一个压缩机202(如图6和7所示)的。在实施例中，主压缩机供应管路404构造为向它的主导压缩机202比第二压缩机供应管路406向它的非主导压缩机202供应更大量的油。如此，在图10-15中可以看出，主压缩机供应管路404的入口、也即主压缩机供应管路404与吸入头部402相交的位置低于第二压缩机供应管路406的入口。在图10-15中的每幅图中，第二压缩机供应管路406向内伸入吸入头部402中由此使得沿着吸入头部402的内表面流动的油没有流入被第二压缩机供应管路406供应的压缩机。 [0079] 在主压缩机供应管路404和第二压缩机供应管路406均沿着吸入头部402的底部连接的一些情况下，通过使第二压缩机供应管路406的入口比主压缩机供应管路404的入口在吸入头部402内向上伸得更远，使由第二压缩机供应管路406供应的油的量减少。在其它情况下，这可通过使主缩机供应管路404的入口在吸入头部402的底部连接、同时使第二压缩机供应管路406的入口沿着吸入头部402的侧部或顶部连接而实现。在图10-15示出的实施例中，第二压缩机供应管路406的入口的一部分即使当沿着吸入头部402的侧部或顶部连接时也伸入吸入头部402的内部。在本发明的某些实施例中，主压缩机供应管路的入口比第二压缩机供应管路的入口竖直低至少一个厘米。 [0080] 除了上述描述，还具有其它方法使主压缩机供应管路404可构造为向它的主导压缩机202比第二压缩机供应管路406向它的非主导压缩机202供应更多量的油。例如，在具体实施例中，主压缩机供应管路404比第二压缩机供应管路406具有更大的内径。在替代实施例中，如在图8和9中，第二压缩机供应管路406具有限制器以将流过第二压缩机供应管路406的制冷剂限制为使通过主压缩机供应管路404的制冷剂流和油比流过第二压缩机供应管路406的要多。在又一实施例中，主压缩机供应管路404在竖直向下方向上从吸入头部402分支出来，如图10-15所示，从而允许重力辅助制冷剂和油流过主压缩机供应管路404。在图 11和12的实施例中，第二压缩机供应管路406分别在竖直向上方向上从吸入头部402分支出来，从而能确保流过第二压缩机供应管路406的油比流过主压缩机供应管路404的要少。 [0081] 在图10和11的实施例中，第二压缩机供应管路406在主压缩机供应管路404上游定位从而使得制冷剂和油流在到达主压缩机供应管路404之前到达第二压缩机供应管路406。在图12和13的实施例中，第二压缩机供应管路406在主压缩机供应管路404下游定位从而使得制冷剂和油流在到达第二压缩机供应管路406之前到达主压缩机供应管路404。此外，图 13的实施例包括具有加宽的入口的主压缩机供应管路404以允许油更容易地流入主压缩机供应管路404。 [0082] 图14为具有吸入头部402、主压缩机供应管路404、主压缩机供应管路404下游的第二压缩机供应管路406以及主压缩机供应管路404上游的第三压缩机供应管路408的吸入管路装置400的示意性平面图。在示出的该实施例中，第二和第三压缩机供应管路406、408水平或大致水平地从吸入头部402分支，但是这些管路还可设置为在竖直向上方向上从吸入头部402分支。更进一步而言，在本发明的某些实施例中，第二和第三压缩机供应管路406、408从水平以轻微的角度倾斜。此外，在具体实施例中，第二压缩机供应管路406和第三压缩机供应管路408的入口伸入吸入头部402内部从而使得沿着吸入头部402的内壁流动的油将绕过第二压缩机供应管路406和第三压缩机供应管路408。 [0083] 图15为具有吸入头部402、主压缩机供应管路404，主压缩机供应管路404下游的第二压缩机供应管路406和主压缩机供应管路404上游的第三压缩机供应管路408的吸入管路装置400的示意性剖视图。然而，在这个实施例中，主缩机供应管路404、第二缩机供应管路406和第三压缩机供应管路408中的每个从吸入头部402竖直下降。然而，如在图10-13中可见，第二压缩机供应管路406和第三压缩机供应管路408具有穿过吸入头部402的环形壁412的延伸段410(即入口的伸入吸入头部402内部的部分)。第二压缩机供应管路406向内伸入吸入头部402中，从而使得沿着吸入头部402的内表面流动的油没有流入被第二压缩机供应管路406供应的压缩机。延伸段410确保在吸入头部流动的一些油绕过第二压缩机供应管路 406和第三压缩机供应管路408。大部分油将流入主压缩机供应管路404，主压缩机供应管路 404在某些实施例如图15的实施例中在吸入头部404的竖直底部位置上形成重力排管。在具体实施例中，第二压缩机供应管路406以等于吸入头部内径的25％至75％的距离伸入吸入头部402。 [0084] 图16为吸入头部402和第二压缩机供应管路406的剖视图。相交弧由角407限定，该角407的顶点为吸入头部402的纵轴409。相交弧为吸入头部环形壁412的与可能伸入或没有伸入吸入头部402的内部的第二压缩机供应管路406相交的部分。在图16中，这个相交在吸入头部环形壁412的上部上发生。在替代实施例中，这个相交在吸入头部环形壁412的侧部上发生。在操作期间，由于第二压缩机供应管路406在吸入头部环形壁412的侧部或上部上的相交，流过吸入头部402的大部分油滴将绕过第二压缩机供应管路406，而大部分油将流入位于吸入头部环形壁412的重力底部上或重力底部附近处的主压缩机供应管路404。 [0085] 本发明的另一实施例在图17示出，其中，图17为在主导压缩机202的壳体内设置竖直头部301的制冷系统的剖视图。两个压缩机202在图17中示出，但是图17中的装置可在具有两个以上压缩机202的制冷系统中使用。在图17的实施例中，制冷剂和油的流动仅仅供应至主导压缩机202，制冷剂从主导压缩机202被分配向系统中的其它压缩机202。制冷剂和油流入压缩机壳体上部上的口303并且流入竖直头部301，该竖直头部301向下导入油池76。油在竖直头部301中从制冷剂分离。分离出的油排入润滑油池76。制冷剂流到头部301以下并且一些制冷剂流入主导压缩机202的压缩设备，而其余制冷剂从压缩机壳体下部上的第二口305流出并且通过管道306流至系统中的剩余的压缩机202。 [0086] 包括公开、专利申请和本文引用的专利的所有的参考在此以与每个参考被单独且具体地指出以参考方式并入和每个参考在本文中以它的整体被提出的相同的程度的通过参考方式并入本文。 [0087] 除非本文中另有说明或上下文明显矛盾，否则在本发明的说明文字(特别是在下述权利要求文字中)中的术语“一”、“一个”和“所述”和类似术语的使用应解释为既包括单数又包括复数。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”除非另有说明，否则应当解释为开放式术语(即意味着“包括但不局限于”)。除非本文中另有指示，否则本文中量值的范围的列举仅仅旨在用作分别参考落在上述范围内的每个单独量值的简化方法，并且每个单独量值如同它在本文中被单独列举那样并入本发明。除非本文中另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所描述的所有方法能够以任意适合的顺序实施。除非另有声明，否则本文所提供的任意和所有实施例或示范性语言(例如“如”)的使用仅仅旨在更好地示出本发明并且没有对本发明的范围进行限制。本发明中的语言均不应当解释为指代对本发明的实施至关重要的任何非声明的构件 |
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