制冷系统中螺旋压缩机的油控装置

本发明总的涉及制冷系统，具体是用于这种系统中的螺旋压缩 机。更具体地说，本发明涉及制冷系统中所使用的螺旋压缩机的进入 管道的油控装置。但是，本发明并不局限于在下面所描述的较佳实施 例。

螺旋压缩机较多地使用在从为气动工具提供压缩空气到使制冷 剂在一冷却系统的制冷循环中循环的多种场合。螺旋压缩机的一种 具体用途是用在通常被称作冷冻装置的制冷系统中。典型的冷冻装 置除了螺旋压缩机之外还包括一冷凝器、一蒸发器或冷却器、一润滑 油—制冷剂分离器、一制冷剂贮存罐和一节流阀。这些部件通过使制 冷剂在系统内流过的管道系统相互连接起来。蒸发器一般包括多根 把水在封闭回路中循环到另外的热交换器或冷却盘管的管子。在冷 却盘管中，循环的室内空气被一鼓风机引导通过冷却盘管，以去除循 环的室内空气中的热量。

冷冻器的部件通常安排得使螺旋压缩机的吸入管向下进入蒸发 器。螺旋压缩机部分地被从压缩机轴承排出被带入进入转子的吸入 气体中的油润滑。油和制冷剂的混合物被带入压缩循环系统，随后排 放到系统的分离器，在那儿油从制冷剂中分离出来。但是，在冷冻器 的低负荷运行期间，没有足够大的气体速度把油有效地带入进入压 缩机的气流中。在此低负荷运行中，润滑油通常沿着吸入管持续往下 流并进入蒸发器，在那儿有一个油与制冷剂的不希望有的混合。在这 种情况下，油从压缩机中漏失，导致不能充分润滑压缩机，同时由于 在制冷剂循环中存在大量的油而引起冷冻器性能的降低。

业已提出了许多企图解决螺旋压缩机在低负荷运行中润滑油漏 失问题的种种解决方法。这些解决方法包括干脆使压缩机不在低负 荷下运行，以避免润滑油的这种漏失，或者安装挡板装置以挡住润滑 油，并用一喷射器系统使油返回到压缩机中，或利用蒸镏过程从制冷 循环去除多余的油。第一种解决方法不适合，因为许多场合需要螺旋 压缩机在低负荷下运行。最后的两种解决方法需要较多的设计上的 改变，这会增加制造制冷系统的成本。

因此，本发明的一个目的是改进制冷系统。

本发明的这一目的依靠权利要求的前序部分和其特征部分所述 的方法和装置来达到。

本发明的特点是为制冷系统提供一油控装置，此制冷系统具有 用来增压并使制冷剂循环流过制冷系统的螺旋压缩机，并具有由外 壳形成的一腔室以用于制冷剂相态的改变的蒸发器。根据本发明的 一个方面，一吸入管道把蒸发器的腔室与压缩机的进入口连接起来。 吸入管道在外壳开口处周围密封，并且使它的远端伸进密封处下面 的腔室。根据本发明的另一个方面，一储存器位于腔室内，在吸入管 的下面。使用储存器是为了收集在压缩机低负荷运行期间往下沿吸 入管道流下的润滑油，当储存器的油面到达一预定高度时，管道远端 的开口受到限制，因而，提高了邻近的流动速度，使得润滑油重新进 入压缩机。

本发明的另外目的以及更多的有助于此目的的特性和由此产生 的优点将从下面结合附图对本发明的较佳实施例所作的描述而变得 更为清楚。

图1是按照本发明的、使用螺压缩机的冷冻装置的正视图，其中 的蒸发器被剖开以揭示本发明改进之处；

图2是沿图1的2—2线的截面剖视图，图中详细地示出了本发 明的油储存器；    

图3是本发明的油储存器工作情况的示意图；

图4是类似于图3的示意图，图中示出了充满润滑油的储存器。

现请首先参阅图1。图1示出了根据本发明的冷冻装置10。该 冷冻装置10包括一螺旋压缩机12、一蒸发器或冷却器14、一冷凝器 16和一润滑油—制冷剂分离器18。冷却装置10还包括一对连接到 合适的管道使冷冻水从冷冻装置10循环到位于远处的热交换器的 法兰盘联接器20—20。螺旋压缩机12包括一从蒸发器的开口端24 延伸进蒸发器14的吸收进入管22。该进入管22在蒸发器内终止于 它的远端26。一盖状油储存器28固定于进入管22的远端26，并在 它们之间留有通路或间隙29，以允许适量的制冷剂流过进入管22。 进入管22还包括一焊于安装板32的近端30，安装板32则用螺栓与 螺旋压缩机12栓在一起。

现请参阅图2。图2中示出了蒸发器14，它包括一蒸发器外壳 36，如图所示，在外壳36的内侧焊有一对水平安装法兰盘38—38。 蒸发器外壳36在外壳内部形成一个与外界隔离的内腔37。一管子 承载器40置于内腔37内，并通过一对安装于管子承载器40的细长 角撑架42—42和安装法兰盘38—38而悬于内腔37内。管子承载器 40承载着多根水平穿过蒸发器的水管44。在冷冻装置10运行期间， 相对较冷的液态制冷剂通过进入管45从冷凝器16流入蒸发器14。 流出冷凝器16的液体原来是温热的，它冷却下来是由于在进入蒸发 器14之前先流过一阀。穿过此阀时的压降使部分冷凝的液相制冷剂 变成气相的制冷剂，液相变气相又使其余的液体冷却下来。然后液态 制冷剂与载有温水的水管44接触。来自流过水管44的温水的热量 被液态制冷剂吸收，然后液态制冷剂由于温度上升而汽化或蒸发。汽 化状态的制冷剂通过吸入管道22的吸入流入压缩机12。在压缩机 12中，汽化的制冷剂由于在里面受到压缩而使压力和温度提高。随 后压缩机把制冷剂排放到冷凝器16，在那里由于热量通过冷却盘管 (未图示)被传递到较冷的空气而使气相制冷剂冷却并液化。冷凝器 16也包括一内封水管的外壳。流过冷凝器管子的水吸收被压缩的制 冷剂的热量，从而使制冷剂冷凝。随后，冷凝器的水被送到一冷却塔 向外界空气排出吸收的热量。

为了使螺旋压缩机12正常工作，润滑油必需从压缩机轴承排入 进入螺旋压缩机12的转子制冷剂气体中。随后，与制冷剂混合的油 通过螺旋压缩机12内的压缩循环。加热和增压的油—制冷剂混合物 在进入冷凝器16之前，如图1所示先流过分离器18，在那儿油被去 除并回到压缩机12。随后几乎没有油的制冷剂从分离器18流入冷 凝器16而重复制冷循环。

在冷却装置10的高负荷运行期间，气体在吸入管22内保持足 够的速度以避免任何压缩机的润滑油滑下吸入管22进入蒸发器。然 而在冷却装置10低负荷运行期间，润滑油将从螺旋压缩机12往下 流到吸入管22，并开始如图3所示那样集中在油储存器28中。如图 2所示，油储存器28通过L型安装架46安装在吸入管22远端26 的邻近处。如图3和4所示，油储存器28包括一底端平板部分48和 一终止于顶边52的朝上侧边缘50。如图2、3和4所示，使用L形安 装架46使侧边缘50的顶边52位于吸入管22的远端26的开口处 上面。如图3所示，在冷冻装置10很低的负荷运行期间，储存器28 将收集从吸水管22流下的润滑油。在储存器28内的油面将一直上 升到如图4所示的接近于吸入管22的远端26。当油到达此高度时， 在油和吸入管22之间将形成液封面。随后继续操作的压缩机将在吸 入管22内产生一相对的真空。即使在低负荷运行期间，吸入管22内 的气体体积相对于压缩机12的吸入能量来说是很小的。因而，此相 对真空很快产生，导致收集在储存器中的油迅速回到螺旋压缩机12 中。

根据实施本发明的最佳方法，首先是根据具体的冷却装置10决 定储存器28的尺寸大小和它与吸入管22的几何关系，使得当螺旋 压缩机12满负荷操作时，油储存器28既不会限制制冷剂流动也不 会增加气体速度，以免引起压降增大，从而降低冷却装置工作效果。 因而，储存器体积的容量保持在一个最小值，以便当冷却装置在高容 量负荷运行时，减少吸入管22的过度限制的可能性。同时，储存器 28的尺寸必须足够大以收集在低负荷运行时落到吸入管22的预定 量的油，并考虑到由于吸入气态制冷剂而导致油膨胀的情况。这种膨 胀在储存器接近装满油的时候关闭冷却装置时是有可能发生的。然 后进一步确定储存器的最佳容量，使得保持在内的油的体积相对于 冷却装置总的制冷剂装载量来说是比较小的，以便使油的溢出不会 引起较大的系统工作性能的下降。

以上描述了使用螺旋压缩机的冷却装置的简单然而有效的油控 装置。所揭示的油控装置是经济的、有效的，并不需要对已用在冷却 装置中的部件进行较多的改动。