渦輪制冷機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪制冷機(jī)，特別是涉及利用以制冷劑氣體作為驅(qū)動(dòng)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(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，制冷空調(diào)裝置等所利用的渦輪制冷機(jī)，由封入了制冷劑的密閉系統(tǒng)構(gòu)成，且構(gòu)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(duì)由上述蒸發(fā)器蒸發(fā)的制冷劑氣體進(jìn)行壓縮以使其成為高壓的制冷劑氣體的壓縮機(jī)、用冷卻水(冷卻流體)對(duì)高壓的制冷劑氣體進(jìn)行冷卻以使其冷凝的冷凝器、以及對(duì)上述冷凝后的制冷劑減壓以使其膨脹的膨脹閥(膨脹機(jī)構(gòu))通過制冷劑配管連結(jié)。
[0003]壓縮機(jī)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(jī)。由于在軸承以及增速機(jī)發(fā)出的熱相當(dāng)于機(jī)械損失，因此為了對(duì)上述軸承以及增速機(jī)進(jìn)行潤滑并且對(duì)軸承以及增速機(jī)進(jìn)行冷卻，需要向壓縮機(jī)供給潤滑油。因此在壓縮機(jī)設(shè)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(jī)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(dāng)?shù)挠蛪骸Ｒ虼耸褂糜图訜崞饕詫櫥偷臏囟染S持在某一恒定的溫度的方式進(jìn)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(jī)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(jī)的吸入口連接。
[0005]專利文獻(xiàn):日本特開2008-14533號(hào)公報(bào)
[0006]在使渦輪制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一部分潤滑油經(jīng)由高速旋轉(zhuǎn)體的軸封機(jī)構(gòu)、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(huì)枯竭，從而無法使渦輪制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此使渦輪制冷機(jī)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(shí)，油箱內(nèi)的潤滑油的溫度會(huì)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(jī)，能夠在使回收的潤滑油返回至壓縮機(jī)的油箱時(shí)，防止存積于油箱內(nèi)的潤滑油的溫度降低。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方式的渦輪制冷機(jī)，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(jí)渦輪壓縮機(jī)，其利用多級(jí)葉輪對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；冷凝器，其利用冷卻流體對(duì)壓縮后的制冷劑氣體進(jìn)行冷卻并使其冷凝；以及中間冷卻器亦即經(jīng)濟(jì)器，其向所述多級(jí)渦輪壓縮機(jī)的多級(jí)壓縮級(jí)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(jī)的特征在于，具備:排出器，其以制冷劑氣體作為驅(qū)動(dòng)氣體，對(duì)滯留于所述蒸發(fā)器的包含油在內(nèi)的制冷劑進(jìn)行吸引并使其返回至所述多級(jí)渦輪壓縮機(jī)的油箱；以及加熱器，其對(duì)包含所述油在內(nèi)的制冷劑進(jìn)行加熱。
[0010]優(yōu)選方式的特征在于，設(shè)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(duì)經(jīng)過所述油回收配管的包含所述油在內(nèi)的制冷劑進(jìn)行加熱。
[0011]優(yōu)選方式的特征在于，所述排出器與驅(qū)動(dòng)氣體供給配管連接，該驅(qū)動(dòng)氣體供給配管用于將被所述多級(jí)渦輪壓縮機(jī)壓縮后的制冷劑氣體作為所述驅(qū)動(dòng)氣體而向所述排出器引導(dǎo)。
[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(dòng)氣體供給配管的所述制冷劑氣體之間進(jìn)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(shè)置于將所述冷凝器與所述經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(shè)置于將所述經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(dòng)氣體供給配管連接，該驅(qū)動(dòng)氣體供給配管用于將由所述經(jīng)濟(jì)器生成的制冷劑氣體作為所述驅(qū)動(dòng)氣體而向所述排出器引導(dǎo)。
[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(dòng)氣體供給配管的所述制冷劑氣體之間進(jìn)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(duì)回收的制冷劑進(jìn)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(jī)的第一實(shí)施方式的示意圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的第二實(shí)施方式的示意圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的第三實(shí)施方式的示意圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的第四實(shí)施方式的示意圖。
[0026]圖5是表示本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的第五實(shí)施方式的示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:1…渦輪壓縮機(jī)；2…冷凝器；3…蒸發(fā)器；4…經(jīng)濟(jì)器；5…制冷劑配管；11...第一級(jí)葉輪；12…第二級(jí)葉輪；13…壓縮機(jī)馬達(dá)；14...第一級(jí)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(dòng)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(shí)施方式】
[0028]以下，參照?qǐng)D1至圖5對(duì)本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在圖1至圖5中，對(duì)相同或相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。
[0029]圖1是表示本發(fā)明的渦輪制冷機(jī)的第一實(shí)施方式的示意圖。如圖1所示，渦輪制冷機(jī)具備:渦輪壓縮機(jī)1，其對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；冷凝器2，其利用冷卻水(冷卻流體)對(duì)壓縮后的制冷劑氣體進(jìn)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(jì)器4，其配置在冷凝器2與蒸發(fā)器3之間。
[0030]渦輪壓縮機(jī)1、冷凝器2、經(jīng)濟(jì)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(jié)。更具體而言，渦輪壓縮機(jī)I與冷凝器2由制冷劑配管5A連結(jié)，冷凝器2與經(jīng)濟(jì)器4由制冷劑配管5B連結(jié)，經(jīng)濟(jì)器4與蒸發(fā)器3由制冷劑配管5C連結(jié)，蒸發(fā)器3與渦輪壓縮機(jī)I由制冷劑配管連結(jié)。在制冷劑配管5B以及制冷劑配管5C分別設(shè)置有膨脹閥20,21ο
[0031]在圖1表示的實(shí)施方式中，渦輪壓縮機(jī)I由多級(jí)渦輪壓縮機(jī)構(gòu)成。即，多級(jí)渦輪壓縮機(jī)由二級(jí)渦輪壓縮機(jī)構(gòu)成，并且構(gòu)成為包括:第一級(jí)葉輪11、第二級(jí)葉輪12、以及使第一級(jí)葉輪11、第二級(jí)葉輪12旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)馬達(dá)13。在第一級(jí)葉輪11的吸入側(cè)設(shè)置有吸入葉片14，該吸入葉片14對(duì)制冷劑氣體向葉輪11、12吸入的流量進(jìn)行調(diào)整。
[0032]渦輪壓縮機(jī)I具備收容軸承、增速機(jī)的齒輪箱15，在齒輪箱15的下部設(shè)置有用于向軸承與增速機(jī)供油的油箱16。齒輪箱15通過均壓管17而與渦輪壓縮機(jī)I的吸入部連通。渦輪壓縮機(jī)I通過制冷劑配管8而與經(jīng)濟(jì)器4連接，在經(jīng)濟(jì)器4中分離出的制冷劑氣體，被導(dǎo)入到渦輪壓縮機(jī)I的多級(jí)壓縮級(jí)(在本例中為二級(jí))的中間部分(在本例中為第一級(jí)葉輪11與第二級(jí)葉輪12之間的部分)。
[0033]在如圖1所示構(gòu)成的渦輪制冷機(jī)的制冷循環(huán)中，使制冷劑在渦輪壓縮機(jī)1、冷凝器2、經(jīng)濟(jì)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(fù)荷對(duì)應(yīng)，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(dá)13供給的與渦輪壓縮機(jī)I的功相當(dāng)?shù)臒崃?，排出至向冷凝?供給的冷卻水。另一方面，在經(jīng)濟(jì)器中4分離出的制冷劑氣體，被導(dǎo)入到渦輪壓縮機(jī)I的多級(jí)壓縮級(jí)的中間部分，并與來自第一級(jí)葉輪11的制冷劑氣體合流而被第二級(jí)葉輪12壓縮。根據(jù)二級(jí)壓縮單級(jí)經(jīng)濟(jì)器循環(huán)，附加經(jīng)濟(jì)器4帶來的制冷效果，因此該部分相應(yīng)地增加制冷效果，并且與未設(shè)置經(jīng)濟(jì)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(jī)I中所使用的潤滑油，經(jīng)過軸封機(jī)構(gòu)(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(shè)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(dòng)氣體進(jìn)行動(dòng)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(jìn)行動(dòng)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(dòng)氣體來進(jìn)行動(dòng)作。在第一實(shí)施方式中，被渦輪壓縮機(jī)I壓縮后的制冷劑氣體作為排出器25的驅(qū)動(dòng)氣體來使用。如圖1所示，從將渦輪壓縮機(jī)I與冷凝器2連接的制冷劑配管5A分支出驅(qū)動(dòng)氣體供給配管28。該驅(qū)動(dòng)氣體供給配管28連接于排出器25。更具體而言，驅(qū)動(dòng)氣體供給配管28的一端與制冷劑配管5A連接，驅(qū)動(dòng)氣體供給配管28的另一端與排出器25的驅(qū)動(dòng)氣體入口連接。被渦輪壓縮機(jī)I壓縮后的制冷劑氣體，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)氣體供給配管28而被導(dǎo)入排出器2