專利名稱：閃蒸罐、包括閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)和制冷/熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種閃蒸罐，尤其是涉及一種用于渦旋壓縮機(jī)蒸汽噴射的閃蒸
罐。本實用新型還涉及包括該閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)以及制冷/熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
制冷/熱泵系統(tǒng)通常包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥以及蒸發(fā)器。這些組件通過管 道依次連接形成連續(xù)的流體通道。工作流體或制冷劑流過所述系統(tǒng)并在液相和氣相之間交 替變換，從而實現(xiàn)制熱或制冷。 在制冷/熱泵系統(tǒng)中，比如空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，已使用各種類型的壓縮機(jī)，例如往復(fù) 式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)可包括葉片式壓縮機(jī)和渦旋式壓 縮機(jī)。其中在采用渦旋壓縮機(jī)的情況下，為了增加制冷/熱泵系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和效率，已經(jīng) 在制冷/熱泵系統(tǒng)中設(shè)置了蒸汽噴射系統(tǒng)。制冷劑以較低的吸氣壓力流入渦旋壓縮機(jī)中并 且以較高的排氣壓力流出渦旋壓縮機(jī)。渦旋壓縮機(jī)包括一個或多個由渦旋壓縮機(jī)的動渦旋 部件和定渦旋部件形成的流體腔。蒸汽噴射系統(tǒng)將一部分氣態(tài)制冷劑以處于較低吸氣壓力 和較高排氣壓力之間的壓力噴射到其中一個流體腔中。通過一個或多個貫穿其中一個渦旋 部件的噴射口將氣態(tài)制冷劑噴射到流體腔中。已經(jīng)使用閃蒸罐作為蒸汽噴射系統(tǒng)的蒸汽噴 射源。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一個目的是提供一種整體化程度高、管道連接少、可靠性高的閃蒸罐。 本實用新型的另一目的是提供一種整體化程度高、管道連接少、可靠性高的帶有 閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)。 本實用新型的又一 目的是提供一種整體化程度高、管道連接少、可靠性高的制冷/ 熱泵系統(tǒng)。 根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種閃蒸罐，其包括閃蒸罐本體、從閃蒸罐本
體伸出的第一管道、第二管道和第三管道，液態(tài)制冷劑通過第一管道和第二管道流入或流 出閃蒸罐本體，在閃蒸罐本體中蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑通過第三管道排出，其中所述閃蒸罐的
第一管道和第二管道之一設(shè)置有單向節(jié)流閥。 根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種包括前述閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)。 根據(jù)本實用新型的又一方面，提供了一種包括前述閃蒸罐的制冷系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)。 根據(jù)本實用新型的又一方面，提供了一種制冷/熱泵系統(tǒng)，其包括帶有閃蒸罐的 渦旋壓縮機(jī)，所述閃蒸罐包括閃蒸罐本體、從閃蒸罐本體伸出的第一管道、第二管道和第三 管道，液態(tài)制冷劑通過第一管道和第二管道流入或流出閃蒸罐本體，在閃蒸罐本體中蒸發(fā) 的氣態(tài)制冷劑通過第三管道排出，其中所述閃蒸罐的第一管道中設(shè)置有第一單向節(jié)流閥，在第二管道中設(shè)置有第二單向節(jié)流閥。 根據(jù)本實用新型的其它優(yōu)選方面，所述單向節(jié)流閥設(shè)置為當(dāng)制冷劑從閃蒸罐本體 外部向閃蒸罐本體內(nèi)部流動時處于關(guān)閉位置，當(dāng)制冷劑從閃蒸罐本體內(nèi)部向閃蒸罐本體外 部流動時處于打開位置。所述單向節(jié)流閥設(shè)置在第一管道或第二管道的端部。所述單向節(jié) 流閥通過銅焊或壓配合設(shè)置在第一管道或第二管道中。 優(yōu)選地，閃蒸罐中設(shè)置的單向節(jié)流閥包括閥體、閥芯和閥芯保持件，所述閥體包括
空腔、與所述空腔連接的多個子腔以及底面，所述閥芯包括能夠在所述閥體的空腔中運(yùn)動
的本體、適于與所述閥體的底面相配的底部、設(shè)置在頂部的相互隔開的多個突起以及設(shè)置
在中心的貫通的中心孔，其中當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，所述閥芯的底部抵靠閥
體的底面，當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于打開位置時，所述閥芯的突起抵靠所述閥芯保持件。
當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，制冷劑僅能夠通過所述閥芯的中心孔流動；
當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于打開位置時，制冷劑能夠通過所述閥芯的中心孔以及形成在所述閥
芯和所述閥體之間的流體通道流動。所述流體通道包括形成在所述閥芯的底部和所述閥體
的底面之間的第一部分流體通道、形成在所述閥芯的本體和所述閥體的子腔之間的第二部
分流體通道以及形成在所述閥芯的多個突起之間的第三部分流體通道。所述閥芯保持件包
括開口 ，所述閥芯的中心孔的孔徑小于所述閥芯保持件的開口。 根據(jù)本實用新型的閃蒸罐、渦旋壓縮機(jī)和制冷/熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點在于 (1)由于閃蒸罐的第一和第二管道中設(shè)置有第一和第二單向節(jié)流閥，所以減小了
系統(tǒng)的部件數(shù)量以及用于連接各部件的管道和管道連接點。
(2)由于將為閃蒸罐提供膨脹功能的單向節(jié)流閥整合在閃蒸罐中，所以閃蒸罐和
/或渦旋壓縮機(jī)的整體性得以提高，減小了管道疲勞破壞和連接點泄漏的風(fēng)險。
(3)閃蒸罐和/或渦旋壓縮機(jī)的占用空間或整體尺寸得以減小。

通過以下參照附圖的描述，本實用新型的上述和其它特征和優(yōu)點將變得更加容易 理解，其中 圖1是本實用新型所涉及的帶有蒸汽噴射系統(tǒng)的渦旋壓縮機(jī)的垂直截面圖； 圖2是在圖1的隔板下方所得到的渦旋壓縮機(jī)的水平剖視圖； 圖3是根據(jù)本實用新型一個實施方式的制冷/熱泵系統(tǒng)的整體構(gòu)造圖，其中包括 有整合有單向節(jié)流閥的閃蒸罐； 圖4A是根據(jù)本實用新型的整合有單向節(jié)流閥的閃蒸罐的剖面圖；圖4B是圖4A中 由字母"B"所指代部分的放大圖；圖4C是圖4A中由字母"C"所指代部分的放大圖； 圖5A是本實用新型的單向節(jié)流閥的閥體的立體圖；圖5B是單向節(jié)流閥的閥芯的 立體圖；圖5C是單向節(jié)流閥的閥芯保持件的立體圖；圖5D是本實用新型的單向節(jié)流閥的 裝配示意圖； 圖6A是本實用新型的單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時的剖面圖；圖6B是本實用新型 的單向節(jié)流閥處于打開位置時的剖面圖； 圖7A是本實用新型的整合有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)的主視圖；圖7B是本實用新型 的整合有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)的側(cè)視5體實施方式 下面對優(yōu)選實施例的描述僅僅是示范性的，而絕不是對本實用新型及其應(yīng)用或用 法的限制。 現(xiàn)在將參考圖8描述制冷/熱泵系統(tǒng)的基本構(gòu)造和運(yùn)轉(zhuǎn)。制冷/熱泵系統(tǒng)800包 括渦旋壓縮機(jī)810，氣液分離器820，四通換向閥830，室內(nèi)組件840、室外組件850，閃蒸罐 860，第一膨脹裝置870和第二膨脹裝置880。第一膨脹裝置870包括制熱預(yù)膨脹毛細(xì)管 871、單向閥872和制冷毛細(xì)管873。第二膨脹裝置880包括制熱毛細(xì)管881和885、單向閥 882、制冷預(yù)膨脹毛細(xì)管883以及節(jié)流調(diào)節(jié)裝置884。 在制冷循環(huán)中，如虛線箭頭C所示，氣態(tài)制冷劑在壓縮機(jī)810中壓縮，然后在室外 組件850中冷凝成液體制冷劑。在進(jìn)入閃蒸罐860之前，液體制冷劑經(jīng)過第二膨脹裝置880 的各個部件881-883進(jìn)行預(yù)膨脹。經(jīng)過低溫冷卻后的液體制冷劑從閃蒸罐860中排出并且 經(jīng)過第一膨脹裝置870的各個部件871-873膨脹后進(jìn)入室內(nèi)組件840。 在制熱循環(huán)中，如實線箭頭H所示，氣態(tài)制冷劑在壓縮機(jī)810中壓縮，然后在室內(nèi) 組件840中冷凝成液體制冷劑。在進(jìn)入閃蒸罐860之前，液體制冷劑經(jīng)過第一膨脹裝置870 的制熱預(yù)膨脹毛細(xì)管871進(jìn)行預(yù)膨脹。經(jīng)過低溫冷卻后的液體制冷劑從閃蒸罐860中排出 并且經(jīng)過第二膨脹裝置880的制熱毛細(xì)管881、節(jié)流調(diào)節(jié)裝置884和制熱毛細(xì)管885進(jìn)入室 外組件850。 由上所述，第一膨脹裝置870中的制熱預(yù)膨脹毛細(xì)管871在制熱過程中為閃蒸罐 提供預(yù)膨脹功能。同樣，第二膨脹裝置880的制冷預(yù)膨脹毛細(xì)管883在制冷過程中為閃蒸 罐提供預(yù)膨脹功能。 在制冷/熱泵系統(tǒng)的安裝中，必須用管道將各個組件連接在一起。本實用新型的 發(fā)明人認(rèn)識到，由于連接管道是承壓的并且管道的連接比如焊接將耗費(fèi)大量的勞動量，因 此，減小現(xiàn)場的管道連接對成本的節(jié)省以及系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的提高具有重要的意義。 本實用新型的發(fā)明人還認(rèn)識到，由于提供了制熱預(yù)膨脹毛細(xì)管871和制冷預(yù)膨脹 毛細(xì)管883，所以不可避免地增加了制冷/熱泵系統(tǒng)的焊點和連接管道。此外，系統(tǒng)設(shè)計時 必須根據(jù)閃蒸罐的實際情況對制熱預(yù)膨脹毛細(xì)管871和制冷預(yù)膨脹毛細(xì)管883進(jìn)行合理配 置，這進(jìn)一步增加了工作量并且可能不利地影響系統(tǒng)的整體效率。 因此，本實用新型的發(fā)明人提出一種安裝更加便捷并且需要較少管道連接的閃蒸 罐、帶有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)以及制冷/熱泵系統(tǒng)。
I .渦旋壓縮機(jī)的基本構(gòu)造 現(xiàn)在將參考附圖1和2描述本實用新型所涉及的具有蒸汽噴射系統(tǒng)的渦旋壓縮 機(jī)。圖1是渦旋壓縮機(jī)的垂直截面圖；圖2是在圖1的隔板下方所得到的渦旋壓縮機(jī)的水 平剖視圖。 渦旋壓縮機(jī)10包括一般為圓柱形的密封外殼12，所述密封外殼12在其上端焊接 有頂蓋14，在其下端有底蓋16，在所述底蓋16上整體形成有多個固定支架(未示出)。頂 蓋14裝配有制冷劑排放接頭18，在制冷劑排放接頭18中可具有普通排出閥(未示出)。固 定于外殼12的其它主要部件包括橫向伸展的隔板20，該隔板20在頂蓋14與外殼12焊接的同一點上被焊接在外殼12的邊緣上；入口接頭22 ;適當(dāng)?shù)鼐o固于外殼12的主軸承座
24;以及具有多個徑向向外的延伸支腿的下軸承座26，所述每個延伸支腿適當(dāng)?shù)鼐o固于外 殼12。馬達(dá)定子28壓配合在外殼12中，所述馬達(dá)定子28的橫截面一般是四方形的但是將 其角部倒圓。馬達(dá)定子28上的圓角之間的平面提供了馬達(dá)定子28和外殼12之間的通路， 所述通路有助于潤滑劑從外殼12的頂部回流到其底部。 在其上端具有偏心曲柄銷32的驅(qū)動軸或曲軸30可轉(zhuǎn)動地軸接在主軸承座24中 的軸承34中和下軸承座26中的軸承36中。曲軸30在其下端具有一個直徑較大的同心孔 38，所述同心孔38與處于徑向向外位置上的較小直徑的孔40相通，所述孔40從那里向上 延伸到曲軸30的頂部。在孔38中布置有攪拌器42。在內(nèi)殼12的下部充滿潤滑油，孔38 和40起到泵的作用以將潤滑油向上泵送到曲軸30并最終泵送到渦旋壓縮機(jī)10的需要潤 滑的各個部分。 由電動機(jī)相對地驅(qū)動曲軸30，所述電動機(jī)包括具有電動機(jī)繞組44穿過其上的電 動機(jī)定子28和壓配合在曲軸30上的電動機(jī)轉(zhuǎn)子46，所述轉(zhuǎn)子46分別具有上配重48和下 配重50。在靠近電動機(jī)繞組44處裝有普通型的馬達(dá)保護(hù)裝置52，這樣如果電動機(jī)超過了 其正常溫度范圍，電動機(jī)保護(hù)裝置52將使電動機(jī)斷電。 主軸承座24的上表面裝配有環(huán)形平推力軸承表面54，在所述環(huán)形平推力軸承表 面54上布置有作圓周平動的動渦旋部件56。動渦旋部件56包括端板58，在所述端板58 的上表面設(shè)置有渦旋巻60，在其下表面設(shè)置有環(huán)形平推力表面62。從下表面向下突出的是 其中設(shè)置有軸承66的圓柱形轂部64，并且在所述軸承66中旋轉(zhuǎn)地設(shè)有驅(qū)動軸襯68，所述 驅(qū)動軸襯68具有內(nèi)孔，曲柄銷32被驅(qū)動地設(shè)置于該內(nèi)孔中。曲柄銷32在一個表面(未示 出)上具有一個平面，該平面驅(qū)動地與在驅(qū)動軸襯68的內(nèi)孔的一部分中的平表面嚙合以提 供徑向從動布置，諸如美國專利NO. 4， 877， 382中所示，該文獻(xiàn)所披露的內(nèi)容通過參考并入 本文。 渦旋巻60與固定渦旋巻72嚙合，所述渦旋巻72構(gòu)成定渦旋部件74的一部分。在 動渦旋部件56相對于定渦旋部件74的作圓周平動期間形成了流體腔，當(dāng)所述流體腔從徑 向外部位置向動渦旋部件56和定渦旋部件74的中心位置移動時，所述流體腔被壓縮。以 任何期望的方式將定渦旋部件74安裝于主軸承座24上。對于本實用新型來說這種安裝的 具體方式不是關(guān)鍵性的。 定渦旋部件74具有一個中心布置的排出口 76，該排出口 76通過隔板20中的開口 78與由頂蓋14和隔板20所限定的排放消音器80流體連通。由渦旋巻60和72之間的流 體腔壓縮的流體通過排出口 76和開口 78排出到排放消音器80中。定渦旋部件74在其上 表面中具有環(huán)形槽82，該環(huán)形槽82具有平行同軸側(cè)壁，在其中密封放置有趨向于軸向移動 的環(huán)形密封組件84，所述環(huán)形密封組件84用于隔離所述環(huán)形槽82的底部，以便可通過通 路86使其與中間流體壓力源流體連通。因此，由作用在定渦旋部件74的中心部分上的排 放壓所產(chǎn)生的力和作用在環(huán)形槽82底部上的中間流體壓力所產(chǎn)生的力使得定渦旋部件74 被軸向偏壓到動渦旋部件56上。該軸向偏壓以及用于支撐定渦旋部件74以限制軸向移動 的各種技術(shù)，在例如美國專利No. 4， 877， 382中都有更詳細(xì)的披露。 利用十字滑環(huán)88阻止動渦旋部件56和定渦旋部件74的相對旋轉(zhuǎn)，所述十字滑環(huán) 88具有一對可滑動地放置于定渦旋部件74中在直徑方向上相對的狹縫中的鍵和第二對可滑動地放置于動渦旋部件56中在直徑方向上相對的狹縫中的鍵。 渦旋壓縮機(jī)10最好是允許吸入氣體進(jìn)入外殼12以有助于冷卻電動機(jī)的"低側(cè)"型 的。只要有足夠的回吸氣流，電動機(jī)就會保持在期望的溫度限度內(nèi)。然而當(dāng)該氣流中斷時， 冷卻的損失將使得電動機(jī)保護(hù)裝置52跳閘并斷開渦旋壓縮機(jī)10。
II .蒸汽噴射系統(tǒng)的總體構(gòu)造 下面描述總體上用附圖標(biāo)記100表示的蒸汽噴射系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。蒸汽噴射系統(tǒng)100 被用于噴射蒸汽或氣態(tài)制冷劑以增加渦旋壓縮機(jī)10的容量和效率。 參照圖1和2，蒸汽噴射系統(tǒng)100包括貫穿定渦旋部件74的端板90的蒸汽噴射 通道102、通向封閉的流體腔的單一蒸汽噴射口 104、連接管106、穿過外殼12延伸到外殼 12外部的流體噴射口 108。 蒸汽噴射通道102是例如交叉鉆導(dǎo)孔，該交叉鉆導(dǎo)孔通常從定渦旋部件74的外部 上的一個位置水平地穿過定渦旋部件74延伸到與蒸汽噴射口 104相通的一個位置。蒸汽 噴射口 104通常從通道102垂直地穿過定渦旋部件74以通向由渦旋巻60和72所形成的 封閉空間或腔。連接管106從蒸汽噴射通道102向流體噴射口 108延伸，其中它密封地緊 固于流體噴射口 108，所述流體噴射口 108依次地與下面所述的制冷/熱泵系統(tǒng)的閃蒸罐相 連通。 在運(yùn)行中，制冷劑在閃蒸罐中部分蒸發(fā)使得剩余的制冷劑低溫冷卻。蒸發(fā)的制冷 劑通過蒸汽噴射系統(tǒng)100噴射到形成在定渦旋部件74和動渦旋部件56的渦旋巻之間的流 體腔被再次壓縮。之后，被再次壓縮的制冷劑從制冷劑排放接頭18排出，進(jìn)行下一個循環(huán)。 III.制冷/熱泵系統(tǒng)的總體構(gòu)造 現(xiàn)在參考圖3描述根據(jù)本實用新型的制冷/熱泵系統(tǒng)的基本構(gòu)造和運(yùn)轉(zhuǎn)。 根據(jù)本實用新型的制冷/熱泵系統(tǒng)200包括如上所述的渦旋壓縮機(jī)10，蒸汽噴射 系統(tǒng)IOO，氣液分離器220，四通換向閥230，室內(nèi)組件240、室外組件250，閃蒸罐300，第一 膨脹裝置245和第二膨脹裝置255。第一膨脹裝置245包括并聯(lián)設(shè)置的毛細(xì)管247和單向 閥246。第二膨脹裝置255包括與單向閥257并聯(lián)的兩個毛細(xì)管256和259，所述毛細(xì)管 259串連有節(jié)流調(diào)節(jié)裝置258。 閃蒸罐300包括常規(guī)設(shè)計的閃蒸罐本體310，以及設(shè)置于閃蒸罐第一端口 311的第 一單向節(jié)流閥340和設(shè)置于閃蒸罐第二端口 312的第二單向節(jié)流閥380。第一和第二單向 節(jié)流閥340和380的構(gòu)造和工作方式將在下文參照附圖5A-5D以及圖6A-6B詳細(xì)說明。 在制冷循環(huán)中，如虛線箭頭C所示，來自室內(nèi)組件240的氣態(tài)制冷劑穿過四通換向 閥230的第二端口 232和第四端口 234并經(jīng)過氣液分離器220進(jìn)入渦旋壓縮機(jī)的制冷劑入 口 S。經(jīng)過壓縮，高溫的氣態(tài)制冷劑從渦旋壓縮機(jī)的制冷劑出口 D排出并穿過四通換向閥 230的第一端口 231和第三端口 233到達(dá)室外組件250。高溫的氣態(tài)制冷劑在室外組件250 處被冷凝成液態(tài)制冷劑。所述液態(tài)制冷劑通過第二膨脹裝置255的各個部件尤其是穿過處 于打開狀態(tài)的單向閥257到達(dá)閃蒸罐300。 由于液流的作用，設(shè)置于閃蒸罐第二端口 312的第二單向節(jié)流閥380處于關(guān)閉位 置。在所述關(guān)閉位置，第二單向節(jié)流閥380限制了液流的流量，從而經(jīng)過第二單向節(jié)流閥 380的液態(tài)制冷劑在閃蒸罐300中被膨脹和部分蒸發(fā)。蒸發(fā)的制冷劑從液態(tài)制冷劑中帶走 部分熱量，從而使得剩余的液態(tài)制冷劑被低溫冷卻。蒸發(fā)的制冷劑通過閃蒸罐300的第三端口 313并經(jīng)過蒸汽噴射系統(tǒng)100回到渦旋壓縮機(jī)10的流體腔被再次壓縮。溫度進(jìn)一步 降低的液態(tài)制冷劑穿過閃蒸罐300的第一端口 311處設(shè)置的第一單向節(jié)流閥340到達(dá)第一 膨脹裝置245。此時，第一單向節(jié)流閥340處于打開位置，因此制冷劑不會被節(jié)流和膨脹。 從閃蒸罐300的第一端口 311排出的制冷劑經(jīng)過第一膨脹裝置245的毛細(xì)管247 時被膨脹。在圖3中，單向閥246設(shè)置為從左向右為打開狀態(tài)，而從右向左為關(guān)閉狀態(tài)。因 此在該制冷循環(huán)中，制冷劑不會經(jīng)過單向閥246而是完全經(jīng)過毛細(xì)管247。經(jīng)過膨脹的氣液 混合的制冷劑在室內(nèi)組件240內(nèi)吸收熱量而蒸發(fā)，從而在室內(nèi)組件240產(chǎn)生制冷效果。此 后，在室內(nèi)組件240蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷劑穿過四通換向閥230再次回到渦旋壓縮機(jī)10的制 冷劑入口 S，進(jìn)行下一個循環(huán)。 在制熱循環(huán)中，如實線箭頭H所示，來自室外組件250的氣態(tài)制冷劑穿過四通換向 閥230的第三端口 233和第四端口 234并經(jīng)過氣液分離器220進(jìn)入渦旋壓縮機(jī)的制冷劑入 口 S。經(jīng)過壓縮，高溫的氣態(tài)制冷劑從渦旋壓縮機(jī)的制冷劑出口 D排出并穿過四通換向閥 230的第一端口 231和第二端口 232到達(dá)室內(nèi)組件240。高溫的氣態(tài)制冷劑在室內(nèi)組件240 處被冷凝成液態(tài)制冷劑同時放出熱量從而為室內(nèi)空間制熱。所述液態(tài)制冷劑通過第一膨脹 裝置245的各個部件尤其是穿過處于打開狀態(tài)的單向閥246到達(dá)閃蒸罐300。 由于液流的作用，設(shè)置于閃蒸罐第一端口 311的第一單向節(jié)流閥340處于關(guān)閉位 置。在所述關(guān)閉位置，第一單向節(jié)流閥340限制了液流的流量，從而經(jīng)過第一單向節(jié)流閥 340的液態(tài)制冷劑在閃蒸罐300中被膨脹和部分蒸發(fā)。蒸發(fā)的制冷劑從液態(tài)制冷劑中帶走 部分熱量，從而使得剩余的液態(tài)制冷劑被低溫冷卻。蒸發(fā)的制冷劑通過閃蒸罐300的第三 端口 313并經(jīng)過蒸汽噴射系統(tǒng)100回到渦旋壓縮機(jī)10的流體腔被再次壓縮。溫度進(jìn)一步 降低的液態(tài)制冷劑穿過閃蒸罐300的第二端口 312處設(shè)置的第二單向節(jié)流閥380到達(dá)第二 膨脹裝置255。此時，第二單向節(jié)流閥380處于打開位置，因此制冷劑不會被節(jié)流和膨脹。 從閃蒸罐300的第二端口 312排出的制冷劑經(jīng)過第二膨脹裝置255的毛細(xì)管256 和259時被膨脹。在圖3中，單向閥257設(shè)置為從下向上為打開狀態(tài)，而從上向下為關(guān)閉狀 態(tài)。因此在制熱循環(huán)中，制冷劑不會經(jīng)過單向閥257而是完全經(jīng)過毛細(xì)管256和259。與其 中一個毛細(xì)管串連的節(jié)流調(diào)節(jié)裝置258可進(jìn)一步優(yōu)化其節(jié)流膨脹效果。經(jīng)過膨脹的氣液混 合的制冷劑在室外組件250內(nèi)吸收熱量而蒸發(fā)。此后，在室外組件250蒸發(fā)后的氣態(tài)制冷 劑穿過四通換向閥230再次回到渦旋壓縮機(jī)10的制冷劑入口 S，進(jìn)行下一個循環(huán)。 在圖3所示的制冷/熱泵系統(tǒng)200中，第一膨脹裝置245在制冷循環(huán)中為室內(nèi)組 件240提供制冷劑膨脹的功能，因此第一膨脹裝置245可以與室內(nèi)組件240設(shè)置在一起或 單獨(dú)設(shè)置。同理，第二膨脹裝置255在制熱循環(huán)中為室外組件250提供制冷劑膨脹的功能， 因此第二膨脹裝置255可以與室外組件250設(shè)置在一起或單獨(dú)設(shè)置。 在將第一膨脹裝置245和第二膨脹裝置255與室內(nèi)組件240和室外組件250設(shè)置 在一起的情況下，其間的連接比如焊接等可以在工廠中在組裝期間進(jìn)行，從而在現(xiàn)場安裝 時減小了大量的連接工作量。 本實用新型的閃蒸罐300包括常規(guī)設(shè)計的閃蒸罐本體310，并且在閃蒸罐300的第 一端口 311和第二端口 312處設(shè)置有第一單向節(jié)流閥340和第二單向節(jié)流閥380。通過這 種設(shè)置，在制熱和制冷循環(huán)中為閃蒸罐提供預(yù)膨脹功能的第一單向節(jié)流閥340和第二單向 節(jié)流閥380可以在制造和/或裝配時整合在閃蒸罐的兩個進(jìn)出管道中。此外，這種整合有單向節(jié)流閥的閃蒸罐可以與渦旋壓縮機(jī)一體提供或獨(dú)立提供。在閃蒸罐與渦旋壓縮機(jī)一體
提供的情況下，進(jìn)一步節(jié)省了部件數(shù)量和外部連接點，有助于節(jié)省成本和提供系統(tǒng)的整體
可靠性。特別是，由于減小了現(xiàn)場焊接點的數(shù)量，不但減小了現(xiàn)場的工作量而且減小了焊接
點泄漏等風(fēng)險。 IV.閃蒸罐的構(gòu)造 下面參照圖4A-4C描述閃蒸罐的構(gòu)造。圖4A是根據(jù)本實用新型的整合有單向節(jié) 流閥的閃蒸罐的剖面圖；圖4B是圖4A中由字母B所指代部分的放大圖；圖4C是圖4A中由 字母C所指代部分的放大圖。 閃蒸罐300包括閃蒸罐本體310。閃蒸罐300還包括具有第一端口 311的第一管 道314、具有第二端口 312的第二管道315和具有第三端口 313的第三管道316。在第一管 道314和第二管道315各自的其中一端分別設(shè)置有第一單向節(jié)流閥340和第二單向節(jié)流閥 380。 下面以第一管道314為例簡要說明第一單向節(jié)流閥340的安裝。第一管道314通 常為銅管通過例如銅焊的方式連接到閃蒸罐。第一管道314的處于閃蒸罐300外部的一個 端口進(jìn)行擴(kuò)口。然后將第一單向節(jié)流閥340通過例如銅焊或壓配合等方式固定在第一管道 314的擴(kuò)口部分中。此后，第一管道314的擴(kuò)口部分可以與系統(tǒng)中的管道進(jìn)行連接。 顯然，也可以采用其它方式將單向節(jié)流閥安裝在閃蒸罐的管道中。并且單向節(jié)流 閥也不限于安裝在管道的其中一個端部處，而是可以安裝在閃蒸罐的出入管道的任何位 置。 第一單向節(jié)流閥340和第二單向節(jié)流閥380 二者都設(shè)置為流體從閃蒸罐外部向閃 蒸罐內(nèi)部流動時處于關(guān)閉位置，在從閃蒸罐內(nèi)部向閃蒸罐外部流動時處于打開位置。在關(guān) 閉位置，單向節(jié)流閥起節(jié)流膨脹作用，而在打開位置，單向節(jié)流閥起導(dǎo)通作用。 在制熱循環(huán)中，流體從室內(nèi)組件240經(jīng)由第一管道314向閃蒸罐300流動。此時 第一單向節(jié)流閥340處于關(guān)閉位置，第二單向節(jié)流閥380處于打開位置。因此制冷劑經(jīng)過 處于關(guān)閉位置的第一單向節(jié)流閥340時被節(jié)流和膨脹。膨脹產(chǎn)生的蒸汽從閃蒸罐300的第 三管道316排出并經(jīng)由蒸汽噴射系統(tǒng)100返回到渦旋壓縮機(jī)10。經(jīng)過低溫冷卻的剩余制冷 劑從閃蒸罐300的第二管道315排出并隨后進(jìn)入室外組件250。 在制冷循環(huán)中，流體從室外組件250經(jīng)由第二管道315向閃蒸罐300流動。此時 第一單向節(jié)流閥340處于打開位置，第二單向節(jié)流閥380處于關(guān)閉位置。因此制冷劑經(jīng)過 處于關(guān)閉位置的第二單向節(jié)流閥380時被節(jié)流和膨脹。 可以理解，如果閃蒸罐300僅用于制冷應(yīng)用，則可以僅在閃蒸罐300的第二管道
315中設(shè)置單向節(jié)流閥。如果閃蒸罐300僅用于制熱應(yīng)用，則可以僅在閃蒸罐300的第一管
道314中設(shè)置單向節(jié)流閥。 V .單向節(jié)流閥的構(gòu)造和操作 下面參照圖5A-5D以及圖6A和6B描述單向節(jié)流閥的構(gòu)造和操作。圖5A是單向 節(jié)流閥的閥體的立體圖；圖5B是單向節(jié)流閥的閥芯的立體圖；圖5C是單向節(jié)流閥的閥芯 保持件的立體圖；圖5D是單向節(jié)流閥的裝配示意圖。 如圖5A所示，閥體350包括大致圓柱體形的體部351。體部351包括空腔352。 空腔352包括大致圓柱形周面353和位于空腔352底部的大致圓錐形的底面354。在周面353上設(shè)置有多個沿徑向向外突出的子腔355。在圖5A的示例中，包括四個沿周向等距離 隔開的子腔355。子腔355的數(shù)量、布置位置和形狀不限于圖中所示。子腔355的數(shù)目可 以是比如一個、二個、三個或任意個。子腔的布置可以是沿周向等距離隔開，也可以以其它 形式布置。子腔的形狀可以是像圖中所示那樣的圓弧形，也可以是三角形、四邊形等各種形 狀。在體部351的底部還設(shè)置有一個大致圓形的開口 356。在體部351的頂部還設(shè)置有一 個大致圓形的凹部357，下文描述的閥芯保持件370可定位在該凹部357中。 如圖5B所示，閥芯360包括大致圓柱體形的體部361。體部361具有圓筒形的周 面362和大致圓錐形的底部363。在體部361的頂面上設(shè)置有多個沿周向隔開的突起364。 所述多個突起364相互隔開并且在其間形成凹槽365。突起364的形狀、數(shù)量和布置位置不 限于圖中所示。在體部361的中央位置處設(shè)置有貫穿體部361的中心孔366。并且在中心 孔366的下端(即，位于閥芯底部363處的一端)設(shè)置有擴(kuò)口部367。體部361的周面362 的半徑稍小于或大致等于閥體350的周面353的半徑，從而閥芯360能夠受到引導(dǎo)而在閥 體350內(nèi)縱向地自由移動。閥體350的圓錐形的底面354和閥芯360的圓錐形的底部363 相配，從而在單向節(jié)流閥處于關(guān)閉時，底部363抵靠底面354以防止流體穿過其間。 如圖5C所示，閥芯保持件370包括大致環(huán)形的體部371。在體部371的中心設(shè)置 有圓形的開口 372。 如圖5D所示，當(dāng)裝配時，閥芯360首先裝配在閥體350的空腔352中，然后將閥芯 保持件370配合在閥體350的凹部357中。 現(xiàn)在參照圖6A和6B描述單向節(jié)流閥的操作。圖6A是單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置 時的剖面圖；圖6B是單向節(jié)流閥處于打開位置時的剖面圖。 如圖6A所示，當(dāng)流體F從閥芯保持件370的開口 372朝向閥體350的開口 356流 動時，單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置。在該位置，由于流體F的流動，閥芯360被推動而向下運(yùn)動 直到閥芯的底部363接觸閥體350的底面354為止。由于底部363和底面354是相配的， 所以流體F不能穿過底部363和底面354之間流動。閥芯360中心設(shè)置的中心孔366構(gòu)成 了流體通道A。中心孔366的孔徑相對較小并且小于閥芯保持件370的開口 372的孔徑，所 以流體F能夠流過流體通道A并且被節(jié)流。從而流過流體通道A的流體F得以膨脹。換言 之，在單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，流體F僅能夠通過流體通道A流動，從而起到節(jié)流和膨 脹的作用。 如圖6B所示，當(dāng)流體F從閥體350的開口 357朝向閥芯保持件370的開口 372流 動時，單向節(jié)流閥處于打開位置。在該位置，由于流體F的流動，閥芯360被推動而向上運(yùn) 動直到閥芯頂部的突起364接觸閥芯保持件370的底面為止。在這種情況下，在閥芯360 的底部363和閥體350的底面354之間形成可供流體通過的第一部分流體通道Bl，在閥芯 360的周面362和閥體350的子腔355之間形成可供流體通過的第二部分流體通道B2，并 且在閥芯360的各個突起364之間(也就是凹槽365)形成第三部分流體通道B3。下文中， 將第一至第三部分流體通道Bl、 B2和B3統(tǒng)稱為流體通道B。 除了通過流體通道B流動外，流體F還經(jīng)過流體通道A流動。換言之，在單向節(jié)流 閥處于打開位置時，流體F能夠通過流體通道A和流體通道B 二者流動，從而起到導(dǎo)通作 用。 所述單向節(jié)流閥可通過其他機(jī)構(gòu)或裝置來代替。在簡化的實施例中，所述機(jī)構(gòu)或裝置可在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下操作。當(dāng)在第一狀態(tài)下操作時，所述機(jī)構(gòu)或裝置可提供允 許流體F經(jīng)過的較小的通道。當(dāng)在第二狀態(tài)下操作時，所述機(jī)構(gòu)或裝置可提供允許流體F 經(jīng)過的較大的通道。流體F可沿第一方向流過所述機(jī)構(gòu)或裝置并且觸發(fā)所述機(jī)構(gòu)或裝置在 第一狀態(tài)下操作。流體F可沿第二方向流過所述機(jī)構(gòu)或裝置并且觸發(fā)所述機(jī)構(gòu)或裝置在第 二狀態(tài)下操作。 在另一簡化實施例中，所述機(jī)構(gòu)或裝置可進(jìn)一步提供允許流體F沿第一方向和第 二方向二者流動的流體通道。所述機(jī)構(gòu)或裝置可進(jìn)一步包括能夠至少在第一位置和第二位 置之間移動的可動部件。所述流體通道延伸穿過所述可動部件。當(dāng)處于第一位置時，可動部 件與所述機(jī)構(gòu)或裝置的第一開口接合，因此來自所述機(jī)構(gòu)或裝置的第二開口的大部分流體 F受迫流過流體通道然后流過第一開口 。當(dāng)處于第二位置時，可動部件沒有完全與第一開口 接合，因此除所述流體通道之外還形成用于接收來自第一開口的流體F的附加通道，流體F 流過其中一個附加通道或流體通道然后流過第二開口。 在又一簡化實施例中，來自第二開口的流體F可將所述機(jī)構(gòu)或裝置的可動部件推 動到第一位置。來自第一開口的流體F可將所述機(jī)構(gòu)或裝置的可動部件推動到第二位置。 雖然參照圖6A和6B描述了單向節(jié)流閥處于直立位置時的操作，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員顯然可以理解，當(dāng)單向節(jié)流閥處于倒立、水平或傾斜位置時，仍然可以如上所述方式進(jìn) 行操作。 VI.整合有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī) 圖7A是本實用新型的整合有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)的主視圖；圖7B是整合有閃蒸 罐的渦旋壓縮機(jī)的側(cè)視圖。 如圖所示，在渦旋壓縮機(jī)10包括設(shè)置在其側(cè)面的閃蒸罐300。其中閃蒸罐300在 第一管道314中設(shè)置有第一單向節(jié)流閥340并且在第二管道315中設(shè)置有第二單向節(jié)流閥 380。 除了圖7A和7B所示的布置形式之外，閃蒸罐300還可以設(shè)置在渦旋壓縮機(jī)的頂 部或底部。 此外，除了與渦旋壓縮機(jī)結(jié)合使用外，本實用新型的閃蒸罐300還可以與例如葉 片式壓縮機(jī)等結(jié)合使用。 盡管在此已詳細(xì)描述本實用新型的優(yōu)選實施方式，但要理解的是本實用新型并不 局限于這里詳細(xì)描述和示出的具體結(jié)構(gòu)，在不偏離本實用新型的實質(zhì)和范圍的情況下可由 本領(lǐng)域的技術(shù)人員實現(xiàn)其它的變型和變體。所有這些變型和變體都落入本實用新型的范圍 內(nèi)。而且，所有在此描述的構(gòu)件都可以由其他技術(shù)性上等同的構(gòu)件來代替。
1權(quán)利要求一種閃蒸罐，包括閃蒸罐本體(310)；從閃蒸罐本體(310)伸出的第一管道(314)、第二管道(315)和第三管道(316)；其中液態(tài)制冷劑通過第一管道(314)和第二管道(315)流入或流出閃蒸罐本體(310)，在閃蒸罐本體(310)中蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑通過第三管道(316)排出，其特征在于所述閃蒸罐的第一管道(314)和第二管道(315)之一設(shè)置有單向節(jié)流閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其特征在于在第一管道(314)和第二管道(315) 二者 中都設(shè)置有單向節(jié)流閥。
3. 如權(quán)利要求l所述的閃蒸罐，其特征在于所述單向節(jié)流閥設(shè)置在第一管道(314)或 第二管道(315)的端部。
4. 如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其特征在于所述單向節(jié)流閥通過銅焊或壓配合設(shè)置在 第一管道(314)或第二管道(315)中。
5. 如權(quán)利要求1所述的閃蒸罐，其特征在于所述單向節(jié)流閥包括閥體(350)，所述閥體(350)包括空腔(352)、與所述空腔(352)連接的多個子腔(355) 以及底面(354);閥芯(360)，所述閥芯(360)包括能夠在所述閥體的空腔(352)中運(yùn)動的本體(361)、 適于與所述閥體(350)的底面(354)相配的底部(363)、設(shè)置在頂部的相互隔開的多個突起 (364)以及設(shè)置在中心的貫通的中心孔(366);以及閥芯保持件(370)，其中當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，所述閥芯(360)的底部(363)抵靠閥體(350) 的底面(354)，當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于打開位置時，所述閥芯(360)的突起(364)抵靠所述 閥芯保持件(370)。
6. 如權(quán)利要求5所述的閃蒸罐，其特征在于當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，制冷 劑僅能夠通過所述閥芯(360)的中心孔(366)流動；當(dāng)述單向節(jié)流閥處于打開位置時，制冷 劑能夠通過所述閥芯(360)的中心孔(366)以及形成在所述閥芯(360)和所述閥體(350) 之間的流體通道(B)流動。
7. 如權(quán)利要求6所述的閃蒸罐，其特征在于所述流體通道(B)包括形成在所述閥芯 (360)的底部(363)和所述閥體(350)的底面(354)之間的第一部分流體通道(Bl)、形成 在所述閥芯(360)的本體(361)和所述閥體(350)的子腔(355)之間的第二部分流體通道 (B2)以及形成在所述閥芯(360)的多個突起(364)之間的第三部分流體通道(B3)。
8. 如權(quán)利要求5所述的閃蒸罐，其特征在于所述閥芯保持件(370)包括開口 (372)，所 述閥芯(360)的中心孔(366)的孔徑小于所述閥芯保持件(370)的開口 (372)。
9. 一種渦旋壓縮機(jī)，其特征在于包括如權(quán)利要求1-8中任一項所述的閃蒸罐。
10. 如權(quán)利要求9所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于所述閃蒸罐設(shè)置在渦旋壓縮機(jī)的側(cè) 面、頂部或底部。
11. 一種制冷系統(tǒng)，其特征在于包括如權(quán)利要求1-8中任一項所述的閃蒸罐。
12. —種熱泵系統(tǒng)，其特征在于包括如權(quán)利要求1-8中任一項所述的閃蒸罐。
13. —種制冷/熱泵系統(tǒng)，包括帶有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)(IO)，所述閃蒸罐包括 閃蒸罐本體(310);從閃蒸罐本體(310)伸出的第一管道(314)、第二管道(315)和第三管道(316);其中液態(tài)制冷劑通過第一管道(314)和第二管道(315)流入或流出閃蒸罐本體(310)， 在閃蒸罐本體(310)中蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑通過第三管道(316)排出，其特征在于所述閃蒸罐的第一管道(314)中設(shè)置有第一單向節(jié)流閥(340)，在第二管 道(315)中設(shè)置有第二單向節(jié)流閥(380)。
14. 如權(quán)利要求13所述的制冷/熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述第一單向節(jié)流閥(340)或 第二單向節(jié)流閥(380)設(shè)置在第一管道(314)或第二管道(315)的端部。
15. 如權(quán)利要求13所述的制冷/熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述第一單向節(jié)流閥(340)或 第二單向節(jié)流閥(380)通過銅焊或壓配合設(shè)置在第一管道(314)或第二管道(315)中。
16. 如權(quán)利要求13所述的制冷/熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述第一單向節(jié)流閥(340)和 第二單向節(jié)流閥(380)每一個包括閥體(350)，所述閥體(350)包括空腔(352)、與所述空腔(352)連接的多個子腔(355) 以及底面(354);閥芯(360)，所述閥芯(360)包括能夠在所述閥體的空腔(352)中運(yùn)動的本體(361)、 適于與所述閥體(350)的底面(354)相配的底部(363)、設(shè)置在頂部的相互隔開的多個突起 (364)以及設(shè)置在中心的貫通的中心孔(366);以及閥芯保持件(370)，其中當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于關(guān)閉位置時，所述閥芯(360)的底部(363)抵靠閥體(350) 的底面(354)，當(dāng)所述單向節(jié)流閥處于打開位置時，所述閥芯(360)的突起(364)抵靠所述 閥芯保持件(370)。
17. 如權(quán)利要求16所述的制冷/熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述閥芯保持件(370)包括開 口 (372)，所述閥芯(360)的中心孔(366)的孔徑小于所述閥芯保持件(370)的開口 (372)。
專利摘要本實用新型公開了一種閃蒸罐，其包括閃蒸罐本體(310)、從閃蒸罐本體(310)伸出的第一管道(314)、第二管道(315)和第三管道(316)，液態(tài)制冷劑通過第一管道(314)和第二管道(315)流入或流出閃蒸罐本體(310)，在閃蒸罐本體(310)中蒸發(fā)的氣態(tài)制冷劑通過第三管道(316)排出，其特征在于所述閃蒸罐的第一管道(314)和第二管道(315)之一中設(shè)置有單向節(jié)流閥。本實用新型還公開了一種帶有閃蒸罐的渦旋壓縮機(jī)、制冷系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)以及制冷/熱泵系統(tǒng)。采用本實用新型的閃蒸罐，減小了系統(tǒng)的部件數(shù)量以及用于連接各部件的管道和管道連接點，并且減小了管道疲勞破壞和連接點泄漏的風(fēng)險。
文檔編號F25B41/04GK201532049SQ20092000036
公開日2010年7月21日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者吳荔元, 尤軍, 王貽任, 過煒華, 郭華明 申請人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司