渦輪制冷機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪制冷機，特別是涉及利用以制冷劑氣體作為驅(qū)動氣體的排出器，將滯留于蒸發(fā)器的包含油在內(nèi)的制冷劑回收至油箱的方式的渦輪制冷機。
【背景技術】
[0002]以往，制冷空調(diào)裝置等所利用的渦輪制冷機，由封入了制冷劑的密閉系統(tǒng)構成，且構成為:將從冷水(被冷卻流體)奪取熱量以使制冷劑蒸發(fā)從而發(fā)揮制冷效果的蒸發(fā)器、對由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的制冷劑氣體進行壓縮以使其成為高壓的制冷劑氣體的壓縮機、用冷卻水(冷卻流體)對高壓的制冷劑氣體進行冷卻以使其冷凝的冷凝器、以及對上述冷凝后的制冷劑減壓以使其膨脹的膨脹閥(膨脹機構)通過制冷劑配管連結。
[0003]壓縮機內(nèi)置有:支承高速旋轉(zhuǎn)體的軸承、和向高速旋轉(zhuǎn)體傳遞轉(zhuǎn)矩的增速機。由于在軸承以及增速機發(fā)出的熱相當于機械損失，因此為了對上述軸承以及增速機進行潤滑并且對軸承以及增速機進行冷卻，需要向壓縮機供給潤滑油。因此在壓縮機設置油箱，并利用油泵將油箱內(nèi)的潤滑油向軸承以及增速機供給。
[0004]在潤滑油的特性方面，若潤滑油的溫度較低，則制冷劑易溶解于潤滑油，從而油泵有可能無法確保適當?shù)挠蛪?。因此使用油加熱器以將潤滑油的溫度維持在某一恒定的溫度的方式進行控制，或者利用若降低壓力則氣化的制冷劑的性質(zhì)，以使油箱內(nèi)的壓力與壓縮機的吸入口的壓力相等的方式，利用均壓管將油箱內(nèi)部與壓縮機的吸入口連接。
[0005]專利文獻:日本特開2008-14533號公報
[0006]在使渦輪制冷機運轉(zhuǎn)時，一部分潤滑油經(jīng)由高速旋轉(zhuǎn)體的軸封機構、均壓管而向制冷劑系統(tǒng)泄漏。若潤滑油持續(xù)泄漏，則油箱內(nèi)的潤滑油會枯竭，從而無法使渦輪制冷機運轉(zhuǎn)。因此使渦輪制冷機中壓力最低的蒸發(fā)器的溶解于制冷劑的潤滑油與制冷劑一起被回收，并返回至油箱內(nèi)。
[0007]然而，由于從蒸發(fā)器回收的包含潤滑油在內(nèi)的制冷劑的溫度較低，因此在使回收的潤滑油返回至油箱內(nèi)時，油箱內(nèi)的潤滑油的溫度會急劇降低，從而引起潤滑油起泡(也被稱為“發(fā)泡(foaming) ” )。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述情況所做出的，目的在于提供一種渦輪制冷機，能夠在使回收的潤滑油返回至壓縮機的油箱時，防止存積于油箱內(nèi)的潤滑油的溫度降低。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方式的渦輪制冷機，具備:蒸發(fā)器，其從被冷卻流體奪取熱量而使制冷劑蒸發(fā)來發(fā)揮制冷效果；多級渦輪壓縮機，其利用多級葉輪對制冷劑進行壓縮；冷凝器，其利用冷卻流體對壓縮后的制冷劑氣體進行冷卻并使其冷凝；以及中間冷卻器亦即經(jīng)濟器，其向所述多級渦輪壓縮機的多級壓縮級的中間部分供給制冷劑氣體，該制冷劑氣體是使冷凝后的制冷劑液的一部分蒸發(fā)而生成的，所述渦輪制冷機的特征在于，具備:排出器，其以制冷劑氣體作為驅(qū)動氣體，對滯留于所述蒸發(fā)器的包含油在內(nèi)的制冷劑進行吸引并使其返回至所述多級渦輪壓縮機的油箱；以及加熱器，其對包含所述油在內(nèi)的制冷劑進行加熱。
[0010]優(yōu)選方式的特征在于，設置有油回收配管，該油回收配管將包含所述油在內(nèi)的制冷劑從所述蒸發(fā)器移送至所述排出器，所述加熱器對經(jīng)過所述油回收配管的包含所述油在內(nèi)的制冷劑進行加熱。
[0011]優(yōu)選方式的特征在于，所述排出器與驅(qū)動氣體供給配管連接，該驅(qū)動氣體供給配管用于將被所述多級渦輪壓縮機壓縮后的制冷劑氣體作為所述驅(qū)動氣體而向所述排出器引導。
[0012]優(yōu)選方式的特征在于，所述加熱器是在包含所述油在內(nèi)的制冷劑、與經(jīng)過所述驅(qū)動氣體供給配管的所述制冷劑氣體之間進行熱交換的熱交換器。
[0013]優(yōu)選方式的特征在于，所述加熱器是電加熱器。
[0014]優(yōu)選方式的特征在于，所述加熱器設置于將所述冷凝器與所述經(jīng)濟器連接的制冷劑配管，所述加熱器是在包含所述油在內(nèi)的制冷劑、與經(jīng)過所述制冷劑配管的制冷劑液之間進行熱交換的熱交換器。
[0015]優(yōu)選方式的特征在于，所述加熱器設置于將所述經(jīng)濟器與所述蒸發(fā)器連接的制冷劑配管，所述加熱器是在包含所述油在內(nèi)的制冷劑、與經(jīng)過所述制冷劑配管的制冷劑之間進行熱交換的熱交換器。
[0016]優(yōu)選方式的特征在于，所述排出器與驅(qū)動氣體供給配管連接，該驅(qū)動氣體供給配管用于將由所述經(jīng)濟器生成的制冷劑氣體作為所述驅(qū)動氣體而向所述排出器引導。
[0017]優(yōu)選方式的特征在于，所述加熱器是在包含所述油在內(nèi)的制冷劑、與經(jīng)過所述驅(qū)動氣體供給配管的所述制冷劑氣體之間進行熱交換的熱交換器。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠得到以下所列舉的效果。
[0019](I)由于從蒸發(fā)器取出的包含油在內(nèi)的制冷劑液被加熱器加熱，因此能夠防止存積于油箱的油的溫度降低。
[0020](2)由于對回收的制冷劑進行加熱并使其氣化，從而能夠使油濃縮并返回至油箱。
[0021](3)由于制冷劑不溶解于存積在油箱中的油，因此能夠防止發(fā)泡的產(chǎn)生、油壓的降低。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第一實施方式的示意圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第二實施方式的示意圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第三實施方式的示意圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第四實施方式的示意圖。
[0026]圖5是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第五實施方式的示意圖。
[0027]附圖標記說明:1…渦輪壓縮機；2…冷凝器；3…蒸發(fā)器；4…經(jīng)濟器；5…制冷劑配管；11...第一級葉輪；12…第二級葉輪；13…壓縮機馬達；14...第一級吸入葉片；15...齒輪箱；16...油箱；17...均壓管；20、21…膨脹閥；25...排出器；27…油回收配管；28…驅(qū)動氣體供給配管；31…混合流體回收配管；35…加熱器(熱交換器)。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照圖1至圖5對本發(fā)明的渦輪制冷機的實施方式進行說明。在圖1至圖5中，對相同或相當?shù)臉嫵梢?，標注相同的附圖標記并省略重復的說明。
[0029]圖1是表示本發(fā)明的渦輪制冷機的第一實施方式的示意圖。如圖1所示，渦輪制冷機具備:渦輪壓縮機1，其對制冷劑進行壓縮；冷凝器2，其利用冷卻水(冷卻流體)對壓縮后的制冷劑氣體進行冷卻并使其冷凝；蒸發(fā)器3，其從冷水(被冷卻流體)奪取熱量而使制冷劑蒸發(fā)來發(fā)揮制冷效果；以及中間冷卻器亦即經(jīng)濟器4，其配置在冷凝器2與蒸發(fā)器3之間。
[0030]渦輪壓縮機1、冷凝器2、經(jīng)濟器4以及蒸發(fā)器3，由供制冷劑循環(huán)的制冷劑配管5A、5B、5C、ro連結。更具體而言，渦輪壓縮機I與冷凝器2由制冷劑配管5A連結，冷凝器2與經(jīng)濟器4由制冷劑配管5B連結，經(jīng)濟器4與蒸發(fā)器3由制冷劑配管5C連結，蒸發(fā)器3與渦輪壓縮機I由制冷劑配管連結。在制冷劑配管5B以及制冷劑配管5C分別設置有膨脹閥20,21ο
[0031]在圖1表示的實施方式中，渦輪壓縮機I由多級渦輪壓縮機構成。即，多級渦輪壓縮機由二級渦輪壓縮機構成，并且構成為包括:第一級葉輪11、第二級葉輪12、以及使第一級葉輪11、第二級葉輪12旋轉(zhuǎn)的壓縮機馬達13。在第一級葉輪11的吸入側(cè)設置有吸入葉片14，該吸入葉片14對制冷劑氣體向葉輪11、12吸入的流量進行調(diào)整。
[0032]渦輪壓縮機I具備收容軸承、增速機的齒輪箱15，在齒輪箱15的下部設置有用于向軸承與增速機供油的油箱16。齒輪箱15通過均壓管17而與渦輪壓縮機I的吸入部連通。渦輪壓縮機I通過制冷劑配管8而與經(jīng)濟器4連接，在經(jīng)濟器4中分離出的制冷劑氣體，被導入到渦輪壓縮機I的多級壓縮級(在本例中為二級)的中間部分(在本例中為第一級葉輪11與第二級葉輪12之間的部分)。
[0033]在如圖1所示構成的渦輪制冷機的制冷循環(huán)中，使制冷劑在渦輪壓縮機1、冷凝器2、經(jīng)濟器4以及蒸發(fā)器3中循環(huán)，利用在蒸發(fā)器3中得到的冷熱源來制造冷水并與負荷對應，并且將在制冷循環(huán)內(nèi)獲取的來自蒸發(fā)器3的熱量以及從馬達13供給的與渦輪壓縮機I的功相當?shù)臒崃?，排出至向冷凝?供給的冷卻水。另一方面，在經(jīng)濟器中4分離出的制冷劑氣體，被導入到渦輪壓縮機I的多級壓縮級的中間部分，并與來自第一級葉輪11的制冷劑氣體合流而被第二級葉輪12壓縮。根據(jù)二級壓縮單級經(jīng)濟器循環(huán)，附加經(jīng)濟器4帶來的制冷效果，因此該部分相應地增加制冷效果，并且與未設置經(jīng)濟器4的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)制冷效果的高效率化。
[0034]渦輪壓縮機I中所使用的潤滑油，經(jīng)過軸封機構(未圖示)以及均壓管17而略微泄漏于制冷劑系統(tǒng)，并溶解于制冷劑。泄漏的潤滑油存積在壓力最低的蒸發(fā)器3內(nèi)的液相的制冷劑中。因此為了從蒸發(fā)器3回收制冷劑所包含的潤滑油，而設置有排出器25。該排出器25是制冷劑泵，其以制冷劑氣體作為驅(qū)動氣體進行動作，并吸引滯留于蒸發(fā)器3的包含潤滑油在內(nèi)的制冷劑，并且使其返回至油箱16。蒸發(fā)器3經(jīng)過油回收配管27而與排出器25連接。若排出器25進行動作，則包含潤滑油在內(nèi)的制冷劑，經(jīng)過油回收配管27而被移送至排出器25。
[0035]排出器25使用制冷劑氣體作為驅(qū)動氣體來進行動作。在第一實施方式中，被渦輪壓縮機I壓縮后的制冷劑氣體作為排出器25的驅(qū)動氣體來使用。如圖1所示，從將渦輪壓縮機I與冷凝器2連接的制冷劑配管5A分支出驅(qū)動氣體供給配管28。該驅(qū)動氣體供給配管28連接于排出器25。更具體而言，驅(qū)動氣體供給配管28的一端與制冷劑配管5A連接，驅(qū)動氣體供給配管28的另一端與排出器25的驅(qū)動氣體入口連接。被渦輪壓縮機I壓縮后的制冷劑氣體，經(jīng)過驅(qū)動氣體供給配管28而被導入排出器2