CN1289895A - 用于利用油蒸馏器的螺杆式压缩机的润滑*** - Google Patents

用于利用油蒸馏器的螺杆式压缩机的润滑*** Download PDF

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Abstract

制冷***的冷凝器中的一部分凝液体被分流送往一发生器,在那里它提供热量使制冷剂从制冷剂—油混合物中蒸发出来,从而获得过冷。过冷的液体被供给至电动机,以便对其进行冷却。制冷剂在发生器中的沸腾蒸发导致形成一种“富油”液体,该液体被供给至轴承等以供润滑。可取的是采用一个或多个喷射或引射泵将富油液体供给至润滑剂分配***。

Description

用于利用油蒸馏器的螺杆式压缩机的润滑***
在封闭的制冷和空调***中，制冷剂和润滑剂通常是相互接触的。由于润滑剂和制冷剂之间有亲和力，所以它们在制冷和空调***中是以成分变化着的混合物的形式出现。成分取决于很多因素，诸如温度、***是否正在运行、油是否流过一油分离器或迂回通道而分离、制冷剂是否经历相变等。制冷剂中的润滑剂趋向于覆盖在***的表面上，并损害***的传热特性。制冷剂不仅会稀释润滑剂，而且会由于压降而释放出气体并会产生影响润滑作用的泡沫。
一小型的热交换器最好是设置在一封闭制冷或空调***的冷却器或蒸发器的下方，并形成一富油发生器或称蒸馏器。或者，可将这一蒸馏器设在一比较高的高度上，但是这需要一个泵或类似物。该富油发生器从冷却器获取由制冷剂和润滑油组成的混合液体。来自冷凝器的相对较热液体的一部分被分流转向该发生器容器。来自冷凝器的液体在流过该发生器容器的管子时会放出热量，从而使制冷剂在该发生器容器中沸腾蒸发。或者，也可以采用诸如电阻加热等辅助加热源。由于在压缩机吸入口和冷却器之间存在压差，因而可使所产生的制冷剂蒸汽从该容器流向压缩机吸入口。制冷剂的沸腾蒸发导致形成一“富油”液体。这种富油液体可通过一个或多个引射器供给至润滑***，所述引射器可使富油液体被夹带在从压缩机分流出来的高压气体中。可取的是，驱动引射器的压力是排出压力和最后封闭凸叶转子压力两者中较高的那一个。
从冷凝器流出的制冷剂在流过发生器时被过冷。这种相对高压、过冷的流体被供给至电动机，以便冷却电动机。在使电动机冷却时，过冷流体被加热和膨胀，随后被供给至压缩机的吸入流体。
本发明的一个目的在于，设法形成一种富油流体来润滑螺旋式压缩机的轴承。
本发明的另一个目的在于，为一螺旋式压缩机的转子和轴承分别提供独立的润滑回路。
本发明的再一个目的在于，减少油-制冷剂混合物中的制冷剂含量。
本发明的再一个目的是，消除典型油分离***的复杂性，从而降低成本并提高***的可靠性。
本发明的又一个目的在于，形成用于冷却电动机的过冷液体。
基本上，补充的加热或冷凝器中的冷凝液体的一部分被分流转向一发生器或称蒸馏器，在那里它提供热量，使制冷剂从制冷剂-油混合物中沸腾蒸发，而它获得过冷。这种过冷的液体被供给至电动机，以便对其进行冷却。这一发生器中的制冷剂沸腾蒸发将导致形成一“富油”液体，该液体被供给至轴承以供润滑。可取的是，采用一个或多个引射或喷射泵来将这种富油液体供给至润滑分配***，以供润滑各轴承。可取的是，可通过一第二润滑分配***使冷却器中的一个富油区域供给润滑剂，以供转子的润滑和／或密封之用。
为了更好地理解本发明，下面将结合附图来作更详细的描述，附图中：
图1是利用本发明的一个封闭的制冷或空调***的示意图；
图2是图1所示***的更详细的示意图；
图3是一螺旋转子的被切除了一部分的剖视图，示出了润滑剂通道的一部分；
图4是一改进型润滑***的示意图；以及
图5是图4所示***的润滑剂流动通道的一部分的示意图。
在图1中，标号10总地表示一封闭的制冷或空调***。与传统的作法一样，一封闭的回路串联地包括压缩机12、连接于排出口的排出管路14、冷凝器16、包含膨胀装置20的管路18、引向吸入口的冷却器或蒸发器22。压缩机12是一个多转子的、密封式、螺杆式压缩机，由连接于电源(未图示)的电动机26驱动旋转。如图2和5所示，螺旋式压缩机12具有多个相互啮合的转子，图中示出了其中三个转子121、131和141。请特别参见图3，转子121具有两个端轴121-1和121-2，以及一沿转子121和端轴121-1、121-2的整个长度延伸的轴向孔腔121-3。端轴121-1和121-2分别通过中间轴121-1a和121-2a连接于转子121。中间轴121-1a和121-2a分别与迷宫密封件122和123紧密配合。迷宫密封件122使转子孔腔12-1与轴承腔12-2相互密封。同样，迷宫密封件123使转子孔腔12-1与轴承腔12-3相互密封。端轴121-1由多个轴承124-1、124-2和124-3支承在轴承腔12-2中。类似地，端轴121-2由轴承125-1支承在轴承腔12-3中。
如图3所示并如上所述，就轴承支承和润滑而言，转子121可代表转子131和141。唯一的区别是，有雄的和雌的转子，其中一个转子由电动机26带动旋转，这一转子再驱动其余各转子。在传动齿轮系中，主动齿轮是“太阳轮”，从动齿轮是“行星轮”。各转子可以通过齿轮来传动，而不是直接由转子来驱动。
请回到图1，根据本发明的教义，冷凝器16中相对较热的液体的一部分经过管路30流至发生器容器或称蒸馏器32。较佳的是，发生器容器或蒸馏器32是位于冷却器22的下方，或低于冷却器22的高度。如果需要，蒸发器容器或蒸馏器32可以设在一个较高的高度上，但是这样就需要向该蒸馏器进行泵送。从冷凝器16经过管路30供给的液体流过多个管子34，并与从冷却器22经管路36流入发生器容器32的制冷剂-油混合液体进行热交换。在流过管子34之后，流体经管路35供给至电动机26，以使电动机26冷却，随后与通过管路24供给的吸入气体相合并。从冷凝器16分流出来的流体向发生器32中的制冷剂-油混合物传递热量，从而使制冷剂沸腾，同时来自冷凝器16的流体被冷却。由制冷剂沸腾而产生的蒸气从发生器容器32经连接于压缩机吸入管路24的管路38排出，并由于压缩机吸入口与冷却器22之间的压差而流入压缩机吸入口。
由于制冷剂的沸腾蒸发，发生器容器32中就形成富油液体40。富油液体40通过管路42供给至引射器44。压缩机排出气体或最后封闭的凸叶转子流体的一部分通过管路46分流转向引射器44，并夹带有来自发生器32的富油液体，再带着这一液体进入可以包括一个或多个过滤器50的管路48。管路48分支成多个管路。管路48-1、48-2和48-3分别连接于轴承壳的上部(这从图3所标出的管路48-1可看得最清楚)，并供给位于压缩机12的排出或称高压侧的轴承腔12-2、12-2a和12-2b。
请特别参见图3，该图典型地示出了向轴承腔12-2、12-2a和12-2b进行润滑供给的情况，从中可注意到，支路48-1是连接于轴承腔12-2的顶部。通过支路48-1供给的润滑剂流过轴承124-1、124-2和124-3，以润滑它们。轴承腔12-2中的油和气态制冷剂流入并流过转子121内的轴向孔121-3，再流入轴承腔12-3。流入轴承腔12-3的油流过轴承125-1，而后再进入连接于管路60并最终连接至蒸馏器32的支路60-1。类似地，油可从轴承腔12-3a和12-3b分别经支路60-2和60-3进入管路60。管路60连接于第二引射器144，并且压缩机排出气体或最后封闭凸形转子流体的一部分通过管路146分流转向引射器144，并夹带从轴承腔12-3、12-3a和12-2b中汲取的油，可取的是，这样就使油返回蒸馏器32。如果需要，可以将油带入冷却器22而不是蒸馏器32。
图2是对图1所示结构的补充，它是将排出压力和最后封闭凸叶转子压力中的较高者供给至引射器44和144来作为动力流体。通向引射器44的管路46是由两个支路46-1和46-2之一来供给的，这两个支路分别包含止回阀46-1a和46-2a。管路46-1将压缩机排气压力供给引射器44，而管路46-2将最后封闭凸叶转子压力供给引射器44，这两个压力中较高的一个被供给引射器44。油返回通道148通向蒸馏器32。
图4和5所示之***与图1和2所示之***的不同之处在于，增加了用于润滑和／或密封转子的润滑剂的供应，这些润滑剂从冷却器22经管路122汲出而供给至第三引射器244。具体地说，管路246从管路46分支出来，并将排气压力和最后封闭凸叶转子压力两者中的较高者供给至引射器244，藉以使制冷剂-油混合物中的油从冷却器22经管路122被汲出，并通过管路248-1供给至压缩机12，以润滑转子121、131和141。图5提供了一个更为详细的转子润滑路径。该实施例的优点是，转子121、131和141不需要轴承所需的富油混合物，因为其主要功用是密封而不是润滑。而且，其优点还在于，在冷却器22中形成一个富油区域，因此，管路122与冷却器22之间的流体连通可以设置成将油从该区域抽回。此外，采用三个引射器可降低对它们的要求。请特别参见图5，从中可注意到，管路248-1分成对转子121和131进行润滑的管路248-2和对转子131和141进行润滑的管路248-3。可以注意到，支路60-1、60-2和60-3从压缩机12的吸入侧或称低压侧的轴承腔12-3、12-3a和12-3b的上部引出，并合并于使油返回蒸馏器32的管路60。
虽然上面已经图示和描述了本发明的较佳实施例，但熟悉本技术领域的人员应该可以作出其它的变化。因此，本发明的保护范围应由所附权利要求书来限定。

Claims (10)

1．一种封闭的制冷***，包含制冷剂和润滑油，并串联地包括一具有一吸入口和一排出口且由一电动机驱动的压缩机、一从所述排出口通向一冷凝器的排放管路、一膨胀装置、一冷却器、以及一连接于所述吸入口的吸入管路，其改进之处包括：
一发生器，该发生器流体连通于所述冷却器，用以接收来自所述冷却器的、含有制冷剂和油的流体混合物；
用于将液态的制冷剂和润滑油混合物从所述冷凝器供给至所述发生器的装置，所述流体混合物在所述发生器中发生热交换，借此使制冷剂从所述流体混合物中蒸发出去而形成一富油混合物；
用于将蒸发出来的制冷剂从所述蒸发器供给至所述吸入口的装置；
用于泵送的装置；
一连接于所述泵送装置的润滑分配***；
用于将所述富油混合物从所述发生器供给至所述泵送装置的装置；
用于使所述泵送装置将所述富油混合物供给至所述润滑分配***的装置；
所述润滑***可向所述压缩机提供润滑。
2．如权利要求1所述的封闭制冷***，其特征在于，所述用于将液态的制冷剂和油混合物从所述冷凝器供给至所述发生器的装置流体连通于所述电动机，所述液态的制冷剂和油混合物在流过所述发生器时被过冷，随后对所述电动机提供冷却作用。
3．如权利要求1所述的封闭制冷***，其特征在于，所述压缩机是一具有多个互相啮合之转子的螺杆式压缩机。
4．如权利要求3所述的封闭制冷***，其特征在于，每个所述转子均具有一第一端、一第二端和在所述两端之间延伸的轴向孔，所述两端由分别位于轴承腔内的轴承来支承，所述轴承腔流体密封于所述转子；
所述润滑***包括所述各轴承腔以及所述每个转子的所述轴向孔。
5．如权利要求1所述的封闭制冷***，其特征在于，所述泵送装置是一引射泵和以排出压力和最后封闭凸叶转子压力两者之较高的那一个压力将高压制冷剂供给至所述引射泵的装置。
6．如权利要求5所述的封闭制冷***，其特征在于，该***还包括：
一第二引射泵；
用于将高压制冷剂供给至所述第二引射泵的装置；
所述润滑分配***包括一返回管路；
所述第二引射泵是可操作地连接于所述返回管路，这样，被供给至所述第二引射泵的高压制冷剂可使油从所述压缩机经所述返回管路被汲出，并被供给至所述第二引射泵。
7．如权利要求6所述的封闭制冷***，其特征在于，所述第二引射泵连接于所述发生器，并将从所述压缩机汲出的油经所述返回管路输送至所述发生器。
8．如权利要求7所述的封闭制冷***，其特征在于，该***还包括：
一第三引射泵；
用于将高压制冷剂供给至所述第三引射泵的装置；
所述第三引射泵是可操作地连接于所述冷却器；
所述压缩机是一具有多个相互啮合之转子的螺杆式压缩机；
连接于所述第三引射泵的装置，其用于当高压制冷剂被供给至所述第三引射泵时将从所述冷却器汲出的制冷剂-油混合物供给至所述转子，以供转子润滑和密封之用。
9．如权利要求1所述的封闭制冷***，其特征在于，所述压缩机是具有多个由轴承支承的、相互啮合的转子的螺杆式压缩机；以及
所述润滑***可向所述转子和所述轴承提供润滑剂。
10．如权利要求1所述的封闭制冷***，其特征在于，所述润滑***包括一连接于所述发生器的返回管路。
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