專利名稱：用于利用油蒸餾器的螺桿式壓縮機的潤滑系統(tǒng)的制作方法
在封閉的制冷和空調(diào)系統(tǒng)中，制冷劑和潤滑劑通常是相互接觸的。由于潤滑劑和制冷劑之間有親和力，所以它們在制冷和空調(diào)系統(tǒng)中是以成分變化著的混合物的形式出現(xiàn)。成分取決于很多因素，諸如溫度、系統(tǒng)是否正在運行、油是否流過一油分離器或迂回通道而分離、制冷劑是否經(jīng)歷相變等。制冷劑中的潤滑劑趨向于覆蓋在系統(tǒng)的表面上，并損害系統(tǒng)的傳熱特性。制冷劑不僅會稀釋潤滑劑，而且會由于壓降而釋放出氣體并會產(chǎn)生影響潤滑作用的泡沫。
一小型的熱交換器最好是設(shè)置在一封閉制冷或空調(diào)系統(tǒng)的冷卻器或蒸發(fā)器的下方，并形成一富油發(fā)生器或稱蒸餾器。或者，可將這一蒸餾器設(shè)在一比較高的高度上，但是這需要一個泵或類似物。該富油發(fā)生器從冷卻器獲取由制冷劑和潤滑油組成的混合液體。來自冷凝器的相對較熱液體的一部分被分流轉(zhuǎn)向該發(fā)生器容器。來自冷凝器的液體在流過該發(fā)生器容器的管子時會放出熱量，從而使制冷劑在該發(fā)生器容器中沸騰蒸發(fā)。或者，也可以采用諸如電阻加熱等輔助加熱源。由于在壓縮機吸入口和冷卻器之間存在壓差，因而可使所產(chǎn)生的制冷劑蒸汽從該容器流向壓縮機吸入口。制冷劑的沸騰蒸發(fā)導(dǎo)致形成一“富油”液體。這種富油液體可通過一個或多個引射器供給至潤滑系統(tǒng)，所述引射器可使富油液體被夾帶在從壓縮機分流出來的高壓氣體中。可取的是，驅(qū)動引射器的壓力是排出壓力和最后封閉凸葉轉(zhuǎn)子壓力兩者中較高的那一個。
從冷凝器流出的制冷劑在流過發(fā)生器時被過冷。這種相對高壓、過冷的流體被供給至電動機，以便冷卻電動機。在使電動機冷卻時，過冷流體被加熱和膨脹，隨后被供給至壓縮機的吸入流體。
本發(fā)明的一個目的在于，設(shè)法形成一種富油流體來潤滑螺旋式壓縮機的軸承。
本發(fā)明的另一個目的在于，為一螺旋式壓縮機的轉(zhuǎn)子和軸承分別提供獨立的潤滑回路。
本發(fā)明的再一個目的在于，減少油-制冷劑混合物中的制冷劑含量。
本發(fā)明的再一個目的是，消除典型油分離系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而降低成本并提高系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明的又一個目的在于，形成用于冷卻電動機的過冷液體。
基本上，補充的加熱或冷凝器中的冷凝液體的一部分被分流轉(zhuǎn)向一發(fā)生器或稱蒸餾器，在那里它提供熱量，使制冷劑從制冷劑-油混合物中沸騰蒸發(fā)，而它獲得過冷。這種過冷的液體被供給至電動機，以便對其進行冷卻。這一發(fā)生器中的制冷劑沸騰蒸發(fā)將導(dǎo)致形成一“富油”液體，該液體被供給至軸承以供潤滑?？扇〉氖牵捎靡粋€或多個引射或噴射泵來將這種富油液體供給至潤滑分配系統(tǒng)，以供潤滑各軸承?？扇〉氖牵赏ㄟ^一第二潤滑分配系統(tǒng)使冷卻器中的一個富油區(qū)域供給潤滑劑，以供轉(zhuǎn)子的潤滑和／或密封之用。
為了更好地理解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖來作更詳細的描述，附圖中

圖1是利用本發(fā)明的一個封閉的制冷或空調(diào)系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1所示系統(tǒng)的更詳細的示意圖；圖3是一螺旋轉(zhuǎn)子的被切除了一部分的剖視圖，示出了潤滑劑通道的一部分；圖4是一改進型潤滑系統(tǒng)的示意圖；以及圖5是圖4所示系統(tǒng)的潤滑劑流動通道的一部分的示意圖。
在圖1中，標號10總地表示一封閉的制冷或空調(diào)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的作法一樣，一封閉的回路串聯(lián)地包括壓縮機12、連接于排出口的排出管路14、冷凝器16、包含膨脹裝置20的管路18、引向吸入口的冷卻器或蒸發(fā)器22。壓縮機12是一個多轉(zhuǎn)子的、密封式、螺桿式壓縮機，由連接于電源(未圖示)的電動機26驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。如圖2和5所示，螺旋式壓縮機12具有多個相互嚙合的轉(zhuǎn)子，圖中示出了其中三個轉(zhuǎn)子121、131和141。請?zhí)貏e參見圖3，轉(zhuǎn)子121具有兩個端軸121-1和121-2，以及一沿轉(zhuǎn)子121和端軸121-1、121-2的整個長度延伸的軸向孔腔121-3。端軸121-1和121-2分別通過中間軸121-1a和121-2a連接于轉(zhuǎn)子121。中間軸121-1a和121-2a分別與迷宮密封件122和123緊密配合。迷宮密封件122使轉(zhuǎn)子孔腔12-1與軸承腔12-2相互密封。同樣，迷宮密封件123使轉(zhuǎn)子孔腔12-1與軸承腔12-3相互密封。端軸121-1由多個軸承124-1、124-2和124-3支承在軸承腔12-2中。類似地，端軸121-2由軸承125-1支承在軸承腔12-3中。
如圖3所示并如上所述，就軸承支承和潤滑而言，轉(zhuǎn)子121可代表轉(zhuǎn)子131和141。唯一的區(qū)別是，有雄的和雌的轉(zhuǎn)子，其中一個轉(zhuǎn)子由電動機26帶動旋轉(zhuǎn)，這一轉(zhuǎn)子再驅(qū)動其余各轉(zhuǎn)子。在傳動齒輪系中，主動齒輪是“太陽輪”，從動齒輪是“行星輪”。各轉(zhuǎn)子可以通過齒輪來傳動，而不是直接由轉(zhuǎn)子來驅(qū)動。
請回到圖1，根據(jù)本發(fā)明的教義，冷凝器16中相對較熱的液體的一部分經(jīng)過管路30流至發(fā)生器容器或稱蒸餾器32。較佳的是，發(fā)生器容器或蒸餾器32是位于冷卻器22的下方，或低于冷卻器22的高度。如果需要，蒸發(fā)器容器或蒸餾器32可以設(shè)在一個較高的高度上，但是這樣就需要向該蒸餾器進行泵送。從冷凝器16經(jīng)過管路30供給的液體流過多個管子34，并與從冷卻器22經(jīng)管路36流入發(fā)生器容器32的制冷劑-油混合液體進行熱交換。在流過管子34之后，流體經(jīng)管路35供給至電動機26，以使電動機26冷卻，隨后與通過管路24供給的吸入氣體相合并。從冷凝器16分流出來的流體向發(fā)生器32中的制冷劑-油混合物傳遞熱量，從而使制冷劑沸騰，同時來自冷凝器16的流體被冷卻。由制冷劑沸騰而產(chǎn)生的蒸氣從發(fā)生器容器32經(jīng)連接于壓縮機吸入管路24的管路38排出，并由于壓縮機吸入口與冷卻器22之間的壓差而流入壓縮機吸入口。
由于制冷劑的沸騰蒸發(fā)，發(fā)生器容器32中就形成富油液體40。富油液體40通過管路42供給至引射器44。壓縮機排出氣體或最后封閉的凸葉轉(zhuǎn)子流體的一部分通過管路46分流轉(zhuǎn)向引射器44，并夾帶有來自發(fā)生器32的富油液體，再帶著這一液體進入可以包括一個或多個過濾器50的管路48。管路48分支成多個管路。管路48-1、48-2和48-3分別連接于軸承殼的上部(這從圖3所標出的管路48-1可看得最清楚)，并供給位于壓縮機12的排出或稱高壓側(cè)的軸承腔12-2、12-2a和12-2b。
請?zhí)貏e參見圖3，該圖典型地示出了向軸承腔12-2、12-2a和12-2b進行潤滑供給的情況，從中可注意到，支路48-1是連接于軸承腔12-2的頂部。通過支路48-1供給的潤滑劑流過軸承124-1、124-2和124-3，以潤滑它們。軸承腔12-2中的油和氣態(tài)制冷劑流入并流過轉(zhuǎn)子121內(nèi)的軸向孔121-3，再流入軸承腔12-3。流入軸承腔12-3的油流過軸承125-1，而后再進入連接于管路60并最終連接至蒸餾器32的支路60-1。類似地，油可從軸承腔12-3a和12-3b分別經(jīng)支路60-2和60-3進入管路60。管路60連接于第二引射器144，并且壓縮機排出氣體或最后封閉凸形轉(zhuǎn)子流體的一部分通過管路146分流轉(zhuǎn)向引射器144，并夾帶從軸承腔12-3、12-3a和12-2b中汲取的油，可取的是，這樣就使油返回蒸餾器32。如果需要，可以將油帶入冷卻器22而不是蒸餾器32。
圖2是對圖1所示結(jié)構(gòu)的補充，它是將排出壓力和最后封閉凸葉轉(zhuǎn)子壓力中的較高者供給至引射器44和144來作為動力流體。通向引射器44的管路46是由兩個支路46-1和46-2之一來供給的，這兩個支路分別包含止回閥46-1a和46-2a。管路46-1將壓縮機排氣壓力供給引射器44，而管路46-2將最后封閉凸葉轉(zhuǎn)子壓力供給引射器44，這兩個壓力中較高的一個被供給引射器44。油返回通道148通向蒸餾器32。
圖4和5所示之系統(tǒng)與圖1和2所示之系統(tǒng)的不同之處在于，增加了用于潤滑和／或密封轉(zhuǎn)子的潤滑劑的供應(yīng)，這些潤滑劑從冷卻器22經(jīng)管路122汲出而供給至第三引射器244。具體地說，管路246從管路46分支出來，并將排氣壓力和最后封閉凸葉轉(zhuǎn)子壓力兩者中的較高者供給至引射器244，藉以使制冷劑-油混合物中的油從冷卻器22經(jīng)管路122被汲出，并通過管路248-1供給至壓縮機12，以潤滑轉(zhuǎn)子121、131和141。圖5提供了一個更為詳細的轉(zhuǎn)子潤滑路徑。該實施例的優(yōu)點是，轉(zhuǎn)子121、131和141不需要軸承所需的富油混合物，因為其主要功用是密封而不是潤滑。而且，其優(yōu)點還在于，在冷卻器22中形成一個富油區(qū)域，因此，管路122與冷卻器22之間的流體連通可以設(shè)置成將油從該區(qū)域抽回。此外，采用三個引射器可降低對它們的要求。請?zhí)貏e參見圖5，從中可注意到，管路248-1分成對轉(zhuǎn)子121和131進行潤滑的管路248-2和對轉(zhuǎn)子131和141進行潤滑的管路248-3。可以注意到，支路60-1、60-2和60-3從壓縮機12的吸入側(cè)或稱低壓側(cè)的軸承腔12-3、12-3a和12-3b的上部引出，并合并于使油返回蒸餾器32的管路60。
雖然上面已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的較佳實施例，但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)該可以作出其它的變化。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1．一種封閉的制冷系統(tǒng)，包含制冷劑和潤滑油，并串聯(lián)地包括一具有一吸入口和一排出口且由一電動機驅(qū)動的壓縮機、一從所述排出口通向一冷凝器的排放管路、一膨脹裝置、一冷卻器、以及一連接于所述吸入口的吸入管路，其改進之處包括一發(fā)生器，該發(fā)生器流體連通于所述冷卻器，用以接收來自所述冷卻器的、含有制冷劑和油的流體混合物；用于將液態(tài)的制冷劑和潤滑油混合物從所述冷凝器供給至所述發(fā)生器的裝置，所述流體混合物在所述發(fā)生器中發(fā)生熱交換，借此使制冷劑從所述流體混合物中蒸發(fā)出去而形成一富油混合物；用于將蒸發(fā)出來的制冷劑從所述蒸發(fā)器供給至所述吸入口的裝置；用于泵送的裝置；一連接于所述泵送裝置的潤滑分配系統(tǒng)；用于將所述富油混合物從所述發(fā)生器供給至所述泵送裝置的裝置；用于使所述泵送裝置將所述富油混合物供給至所述潤滑分配系統(tǒng)的裝置；所述潤滑系統(tǒng)可向所述壓縮機提供潤滑。
2．如權(quán)利要求1所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述用于將液態(tài)的制冷劑和油混合物從所述冷凝器供給至所述發(fā)生器的裝置流體連通于所述電動機，所述液態(tài)的制冷劑和油混合物在流過所述發(fā)生器時被過冷，隨后對所述電動機提供冷卻作用。
3．如權(quán)利要求1所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機是一具有多個互相嚙合之轉(zhuǎn)子的螺桿式壓縮機。
4．如權(quán)利要求3所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，每個所述轉(zhuǎn)子均具有一第一端、一第二端和在所述兩端之間延伸的軸向孔，所述兩端由分別位于軸承腔內(nèi)的軸承來支承，所述軸承腔流體密封于所述轉(zhuǎn)子；所述潤滑系統(tǒng)包括所述各軸承腔以及所述每個轉(zhuǎn)子的所述軸向孔。
5．如權(quán)利要求1所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述泵送裝置是一引射泵和以排出壓力和最后封閉凸葉轉(zhuǎn)子壓力兩者之較高的那一個壓力將高壓制冷劑供給至所述引射泵的裝置。
6．如權(quán)利要求5所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一第二引射泵；用于將高壓制冷劑供給至所述第二引射泵的裝置；所述潤滑分配系統(tǒng)包括一返回管路；所述第二引射泵是可操作地連接于所述返回管路，這樣，被供給至所述第二引射泵的高壓制冷劑可使油從所述壓縮機經(jīng)所述返回管路被汲出，并被供給至所述第二引射泵。
7．如權(quán)利要求6所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述第二引射泵連接于所述發(fā)生器，并將從所述壓縮機汲出的油經(jīng)所述返回管路輸送至所述發(fā)生器。
8．如權(quán)利要求7所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一第三引射泵；用于將高壓制冷劑供給至所述第三引射泵的裝置；所述第三引射泵是可操作地連接于所述冷卻器；所述壓縮機是一具有多個相互嚙合之轉(zhuǎn)子的螺桿式壓縮機；連接于所述第三引射泵的裝置，其用于當(dāng)高壓制冷劑被供給至所述第三引射泵時將從所述冷卻器汲出的制冷劑-油混合物供給至所述轉(zhuǎn)子，以供轉(zhuǎn)子潤滑和密封之用。
9．如權(quán)利要求1所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機是具有多個由軸承支承的、相互嚙合的轉(zhuǎn)子的螺桿式壓縮機；以及所述潤滑系統(tǒng)可向所述轉(zhuǎn)子和所述軸承提供潤滑劑。
10．如權(quán)利要求1所述的封閉制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述潤滑系統(tǒng)包括一連接于所述發(fā)生器的返回管路。
全文摘要
制冷系統(tǒng)的冷凝器中的一部分凝液體被分流送往一發(fā)生器,在那里它提供熱量使制冷劑從制冷劑—油混合物中蒸發(fā)出來,從而獲得過冷。過冷的液體被供給至電動機,以便對其進行冷卻。制冷劑在發(fā)生器中的沸騰蒸發(fā)導(dǎo)致形成一種“富油”液體,該液體被供給至軸承等以供潤滑。可取的是采用一個或多個噴射或引射泵將富油液體供給至潤滑劑分配系統(tǒng)。
文檔編號F04C29/02GK1289895SQ00131718
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月27日
發(fā)明者鐘建平, E·A·許尼格爾, F·S·馬盧夫, D·揚納斯科利 申請人:開利公司