CN105143677A - 用于多压缩机系统中油均等的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种操作制冷系统的方法，该方法包括提供并联连接的多个压缩机。该多个压缩机包括多个涡旋压缩机。该方法还包括使循环过的制冷剂返回到多个压缩机，该循环过的制冷剂中夹带有油。使循环过的制冷剂返回到多个压缩机包括使返回到多个压缩机中的一个的油比返回到多个压缩机中的另一个的油多。该方法还包括从多个压缩机中的一个向多个压缩机中的至少另一个的压缩机供应油。从多个压缩机中的一个供应油包括从多个压缩机中在其壳体中具有开口的一个压缩机供应油。配件组装在开口中。该配件穿过壳体伸入壳体的内部。
Description
技术领域
本发明总体上涉及多压缩机制冷系统。
背景技术
WIPO专利出版物WO2008/081093(DeviceForSuctionGasDistributionInAParallelCompressorAssembly,AndParallelCompressorAssembly)提出了关于并联压缩机组件中吸气分配的现有技术的特定示例，该示例示出在具有两个或更多压缩机的系统中用于吸气的分配装置，该出版物的教导和公开内容的全文引用在此作为参考。美国专利No.4,729,228(SuctionLineFlowStreamSeparatorForParallelCompressorArrangements)中公开了在具有多个压缩机的系统中的油管理的特定示例，该专利的教导和公开内容的全文引用在此作为参考。
在制冷系统中，当在多压缩机系统中从一个压缩机向另一个压缩机分配油时，所分配的油量取决于可用于吸入油供应压缩机的开口、使得然后可以分配到制冷系统中的一个或多个油接收压缩机的油。当油循环并返回到油供应压缩机时，油会沿油供应压缩机壳体的内表面向下流动，使得油提前出现在油供应压缩机的开口处。从而，油可能会在应该保持在油供应压缩机中时被分配到油接收压缩机。希望有一种设备和方法来防止这些事件。
本发明的实施例提供了这种设备和方法。从文中提供的对本发明的描述中可以清楚地看到本发明的这些和其它优点以及附加的有创造性的特点。
发明内容
在特定方面，本发明的实施例提供了一种涡旋压缩机，其包括具有入口和出口的壳体。壳体具有带内表面的侧壁，该内表面围绕内腔室，该内腔室在其底部具有油贮槽。涡旋压缩机本体位于壳体中。涡旋压缩机本体具有相应的基部和从相应的基部突出并互相接合的相应的涡旋肋。涡旋压缩机本体可操作，以压缩从入口进入的流体并将压缩过的流体朝出口排放。马达提供旋转输出，旋转输出可操作地驱动其中一个涡旋压缩机本体，以促进用于流体压缩的相对运动。涡旋压缩机还包括油均等配件，该配件穿过侧壁安装、设置在入口下方，以将油传送到油贮槽和传送来自油贮槽的油。油均等配件包括从内表面向内突出到内腔室中的延伸部。
在特定的实施例中，前述延伸部从内表面向内突出足够的距离，使得穿过入口并沿侧壁向下返回的油基本不干扰油均等。在更特定的实施例中，延伸部从内表面向内突出至少2毫米。在一些实施例中，延伸部从内表面向内突出2和50毫米之间。延伸部可以是具有带螺纹头部区域和管状延伸部区域的一体式配件本体，其中，带螺纹头部区域沿壳体的外表面安装，使得管状延伸部通过侧壁中的孔突出。
在一些实施例中，延伸部延伸穿过下部轴承件的外侧部分。下部轴承件支撑由马达驱动的旋转轴，以驱动涡旋压缩机本体。下部轴承件也可包括支撑旋转轴的毂和连接毂与外侧部分的至少一个径向延伸部。外侧部分可以安装和定位成与内表面接触。在一些实施例中，外侧部分包括从径向延伸部垂下的腿部，使得沿径向延伸部的底侧在毂和腿部之间形成有环形腔室。延伸部可以穿过腿部形成并适于与从油贮槽进入环形腔室中的油连通。
在又一方面，本发明的实施例提供了一种操作制冷系统的方法，包括提供并联连接的多个压缩机。该方法还包括使循环过的制冷剂返回到多个压缩机，其中，循环过的制冷剂中夹带有油。使循环过的制冷剂返回到多个压缩机包括使返回到多个压缩机中的一个的油比返回多个压缩机中的另一个的油多。该方法还包括从多个压缩机中的一个向多个压缩机中的至少一个另一个压缩机供应油。从多个压缩机中的一个供应油包括从多个压缩机中在其壳体中具有开口的一个压缩机供应油。还提供了定位在开口中的配件。该配件穿过壳体伸入壳体内部。
在一个方面，本发明的实施例提供了一种操作制冷系统的方法，包括提供并联连接的多个压缩机。多个压缩机包括前导压缩机和一个或多个剩余压缩机。所述方法还包括使循环过的制冷剂返回到多个压缩机，其中，循环过的制冷剂中夹带有油。使循环过的制冷剂返回到多个压缩机包括使返回前导压缩机的油比返回一个或多个剩余压缩机中的油多。该方法还包括从前导压缩机向一个或多个剩余压缩机中的至少一个供应油。从前导压缩机供应油包括从在压缩机壳体中具有开口的前导压缩机供应油。还提供了定位在开口中的配件。该配件穿过壳体伸入壳体内部。
在特定的实施例中，所述方法还包括使配件中的开口与下部轴承件中的开口对齐。该方法可以还包括经由下部轴承件中的开口供应油。另外，所述方法包括将配件焊接在壳体中的开口中。在某些实施例中，所述方法包括将配件连接到油分配管线，该油分配管线使多个压缩机中的每个的相应油贮槽相连接。
在可选实施例中，多个压缩机中的每个具有穿过其油贮槽中的开口插入的配件。该方法还包括将配件构造成伸入壳体内部足够远，使得沿壳体内表面向下流动的油不会流入开口。
在又一方面，本发明的实施例提供了一种制冷系统，该制冷系统包括彼此并联连接的多个压缩机，和用于向多个压缩机中的每个供应制冷剂和油的共用供应管线。多个压缩机中的每个在其压缩机壳体的下部具有开口。每个开口构造成适应油流至和流出用于其相应压缩机的油贮槽的流动。多个压缩机中的至少一个压缩机具有插入其开口的配件。该配件伸入至少一个压缩机的内部空间。
在一个方面，本发明的实施例提供了一种包括并联连接的多个压缩机的制冷系统。多个压缩机包括前导压缩机和一个或多个剩余压缩机。制冷系统可以具有用于向多个压缩机中的每个供应制冷剂和油的共用供应管线。共用供应管线构造用于使返回到前导压缩机的油比返回到一个或多个剩余压缩机的油多。多个压缩机中的每个在其压缩机壳体的下部具有开口。每个开口构造成适应油流至和流出用于其相应压缩机的油贮槽的流动。前导压缩机具有插入其开口中的配件。该配件插入前导压缩机的内部空间。
在特定实施例中，配件连接到油分配管线，该油分配管线连接到一个或多个剩余压缩机的每个开口。在某些实施例中，配件具有与前导压缩机的下部轴承件中的开口对齐的开口。配件中的开口设置用于适应油从所述油贮槽至油分配管线的流动。在一些实施例中，配件具有构造用于与油分配管线的螺纹部配合的螺纹开口。在替代实施例中，配件通过钎焊结合到油分配管线。配件构造成伸入壳体内部足够远，使得沿壳体内表面向下流动的油不会流入开口。
在另一方面，本发明的实施例提供了一种涡旋压缩机，其包括具有入口和出口的壳体。壳体具有带内表面的侧壁，该内表面围绕内腔室，该内腔室在其底部具有油贮槽。涡旋压缩机还包括位于壳体中的涡旋压缩机本体。涡旋压缩机本体具有相应的基部和从相应的基部突出并互相接合的相应的涡旋肋。涡旋压缩机本体可操作，以压缩从入口进入的流体并将压缩过的流体朝出口排放。马达提供旋转输出，该旋转输出可操作地驱动其中一个涡旋压缩机本体，以促进用于流体压缩的相对运动。油均等配件穿过侧壁安装、设置在入口下方，以将油传送到油贮槽和传送来自油贮槽的油。偏转件定位在油均等配件上方并附装到壳体的内表面。偏转件构造用于使油在内表面上转向成远离油均等配件。在特定的实施例中，偏转件是弓形。在其它实施例中，偏转件包括至少一个平直的倾斜部分。
从下面结合附图的具体描述中可以更清楚地看到本发明的其它方面、目的和优点。
附图说明
包含在说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的几个方面，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的实施例构造的多压缩机制冷系统的框图；
图2是根据本发明的实施例构造的涡旋压缩机的剖视图；
图3是根据本发明的替代实施例构造的涡旋压缩机的剖视图；
图4是根据本发明的实施例构造的抽吸导管的前部透视图；
图5是图4的抽吸导管的后部透视图；
图6是根据本发明的实施例构造的多压缩机制冷系统的示意图；
图7是根据本发明的替代实施例构造的多压缩机制冷系统的示意图；
图8是根据本发明实施例的共用供应管线的示意图；
图9是根据本发明实施例的具有油分离件的共用供应管线的示意图；
图10是根据本发明实施例的压缩机壳体的一部分的剖视图，其中，压缩机壳体具有已附装的油均等配件；
图11是根据本发明实施例的压缩机壳体的一部分的剖视图，其中，压缩机壳体具有已附装的油均等配件，该配件与下部轴承件邻接；
图12是根据本发明实施例的压缩机壳体内部的平面图，其中，附装的油均等配件位于偏转件下方；以及
图13是根据本发明的实施例的具有附装的油均等配件的压缩机壳体的一部分的剖视图，其中，偏转件附装到压缩机壳体的内壁。
尽管下面将参考一些优选实施方式对本发明进行描述，但是本发明不局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖包括在如所附权利要求限定的本发明的精髓和范围内的所有替换方式、变型和等效方式。
具体实施方式
下面的具体说明将本发明的实施例描述为应用在多压缩机制冷系统中。然而，本领域普通技术人员可以认识到，本发明不是必须限于制冷系统。本发明的实施例还可用于使用多个压缩机供应压缩气体流的其它系统。
图1提供了具有N个压缩机6的示例性多压缩机制冷系统1的示意图。制冷系统1的N个压缩机6以并联回路连接，该并联回路具有向N个压缩机6供应制冷剂流的流入管线3和输送压缩过的制冷剂远离N个压缩机6的流出管线5。在一些实施例中，制冷剂流携带夹带在制冷剂流中的油，该油用于润滑压缩机6的运动部件。如图所示，流出管线5对冷凝器7进行供给。在特定的实施例中，冷凝器7包括流体流热交换剂9(例如空气或液体冷却剂)，该热交换剂提供穿过冷凝器7的流体流，以冷却并由此冷凝压缩过的高压制冷剂。
在冷凝器7的流体串联的下游还设有提供冷却的蒸发单元11。在替代实施例中，冷凝器7可以对并联设置的多个蒸发单元进行供给。在图1的实施例中，蒸发单元11包括液体切断阀13，在一些实施例中，液体切断阀由制冷系统控制器15控制，以在必要时通过制冷系统1上的需要载荷允许蒸发单元11操作来产生冷却，或者在没有这种需要时防止蒸发器单元11操作。制冷系统控制器15也可以直接连接到N个压缩机6中的一个或多个。蒸发单元11还包括膨胀阀17，该膨胀阀可对位置19处所感测的蒸发单元11的下游压力作出响应或在某种程度上受控于该下游压力。膨胀阀17构造用于控制制冷剂向蒸发单元11的排放，其中，由于蒸发，热量被吸收用于将制冷剂蒸发到气态，由此在蒸发单元11产生冷却/制冷作用。蒸发单元11使处于气态的膨胀后的制冷剂沿流入管线3返回到N个压缩机6的压缩机组。
应注意，为方便起见，在下文中本发明的实施例通常关于其在具有用于压缩制冷剂的多个涡旋压缩机的系统中的应用进行描述。虽然特定的优点和构造示出为用于涡旋压缩机，但这些实施例中的一些不限于涡旋压缩机，而是可用于除涡旋压缩机之外的多种压缩机。
图2示出本发明的实施例，该图示出总体上包括外壳12的压缩机组件10的剖视图，其中，压缩机设备14可由驱动单元16驱动。在下文描述的示例性实施例中，压缩机设备14是涡旋压缩机。因此，在文中有时交换使用术语压缩机设备和涡旋压缩机。压缩机组件10可设置在制冷剂回路中，以用于制冷、工业冷却、冷凝、空气调节或需要压缩流体的其它合适的应用。合适的连接口设置用于连接到制冷回路，并包括制冷剂入口18和延伸穿过外壳12的制冷剂出口20。压缩机组件10可通过驱动单元16的操作来操作压缩机设备14，并由此压缩进入制冷剂入口18并以压缩后的高压状态离开制冷剂出口20的适当的制冷剂或其它流体。
外壳12可采用各种形式。在特定的实施例中，外壳12包括多个壳体段或罩体段，在某些实施例中，外壳12具有三个罩体段，包括中央壳体段24、顶端壳体段26和底端壳体段或基板28。在特定的实施例中，壳体段24、26、28由适当的钢板形成并焊接到一起，以制成永久性的外壳12闭合件。然而，如果需要拆解外壳12，可使用除焊接之外的方法来连接壳体段24、26、28，这些方法包括但不限于钎焊、使用螺纹紧固件或其它适当的机械方式来连接外壳12的各段。
中央壳体段24优选为管状或圆柱形，并可与顶端及底端壳体段26、28邻接或可伸缩地配合。在图2的实施例中可以看到，在顶端壳体段26中设有隔板30。在组装期间，这些构件可以组装成使得当顶端壳体段26结合到中央圆柱形壳体段24时，围绕外壳12周缘的单一焊缝将顶端壳体段26、隔板30和中央圆柱形壳体段24结合在一起。虽然顶端壳体段26大体为圆顶形并包括圆柱形侧壁区域32，其中该侧壁区域用于与中央壳体段24配合并设置用于外壳12的顶端闭合，但在特定实施例中，底端壳体段可以是圆顶形、杯形或基本平坦。如图2所示，外壳12的组装使得形成围绕驱动单元16并局部围绕压缩机设备14的闭合腔室31。
在其中涡旋压缩机14布置在外壳12中的本发明的示例性实施例中，涡旋压缩机14包括第一和第二涡旋压缩机本体，该第一和第二涡旋压缩机本体优选包括位置不变的固定的涡旋压缩机本体110和可动涡旋压缩机本体112。虽然在本申请的上下文中术语“固定的”一般是指位置不变或不可动，更具体地说“固定的”指没有在轨道上运行、没有被驱动的涡旋件，但可以认识到，由于热膨胀和/或设计误差，可以存在有限范围的轴向、径向和旋转运动。
可动涡旋压缩机本体112设置用于相对于固定的涡旋压缩机本体110沿轨道运动，以压缩制冷剂。固定的涡旋压缩机本体包括从板状基部116沿轴向突出的第一肋114，该第一肋通常以螺旋形式设置。类似地，可动涡旋压缩机本体112包括从板状基部120沿轴向突出的第二涡旋肋118，该第二涡旋肋为具有类似螺旋的形状。涡旋肋114、118彼此接合并密封地邻接在相应的另一压缩机本体112、110的基部120、116的相应表面上。
如图2所示，上部轴承件42包括中央轴承毂87，驱动轴46以轴颈安装在其中进行旋转。在下文中，上部轴承件42也称作“曲轴箱”。上部轴承件42还经由轴向止推面96通过轴承支撑提供对可动涡旋压缩机本体112的轴向止推支撑。从中央轴承毂87向外延伸的是盘状部分86，该盘状部分终止于间断式外缘支撑面88。在某些实施例中，中央轴承毂87延伸到盘状部分86下方，间断式外缘支撑面88适于与外壳12过盈和压配合。
在本发明的特定实施例中，驱动单元16为电动马达组件40的形式。电动马达组件40可操作地旋转并驱动轴46。此外，电动马达组件40总体上包括具有电线圈的定子50和连接到驱动轴46以与其一起旋转的转子52。定子50直接或经由适配器由外壳12支撑。定子50可以直接压配合到外壳12中，或利用适配器(未示出)安装并压配合到外壳12中。在特定实施例中，转子52安装在由上部和下部轴承件42、44支撑的驱动轴46上。
给定子50通电可操作用于可旋转地驱动转子52，由此使驱动轴46绕中央轴线54旋转。申请人指出，当文中使用术语“轴向”和“径向”来描述构件或组件的特点时，这些术语相对于中央轴线54定义。具体而言，术语“轴向”或“沿轴向延伸”是指以沿着或平行于中央轴线54的方向突出或延伸的特点，而术语“径向”或“沿径向延伸”是指沿垂直于中央轴线54的方向突出或延伸的特点。
在特定实施例中，下部轴承件44包括大致圆柱形中央毂58，该毂包括提供圆柱形轴承60的中央衬套和开口，驱动轴46被以轴颈安装在该圆柱形轴承上以用于旋转支撑。下部轴承件44的盘状凸出区域68从中央毂58沿径向向外突出，并用于将定子50的下部与润滑油贮槽76隔开。下部轴承件44的轴向延伸的外缘面70可以与中央壳体段24的内部直径面接合，以居中地定位下部轴承件44并由此保持下部轴承件相对于中央轴线54的位置。这可通过下部轴承件44和外壳12之间的过盈和压配合支撑布置来实现。
在图2的实施例中可以看出，驱动轴46包括附装在驱动轴46的底端的叶轮管47。在特定实施例中，叶轮管47具有比驱动轴46小的直径，并与中央轴线54同心对齐。驱动轴46和叶轮管47穿过下部轴承件44的圆柱形毂58中的开口。叶轮管47具有润滑油通道和形成在叶轮管47的端部的入口78。
驱动轴46在上端形成轴颈，以在上部轴承件42中旋转。在特定实施例中，驱动轴46还包括偏置的偏心驱区段74，该偏置的偏心驱区段通常具有围绕相对于中央轴线54偏置的偏置轴线的圆柱形驱动面。该偏置的驱区段74可以在涡旋压缩机14的可动涡旋压缩机本体112的中央毂128中形成轴颈，以在驱动轴46绕中央轴线54旋转时绕轨道路径驱动可动涡旋压缩机本体112。偏置的偏心驱区段74与圆柱形衬套驱动毂128接合，以在驱动轴46围绕中央轴线54旋转的过程中使可动涡旋压缩机本体112绕着围绕中央轴线54的轨道路径运动。
考虑到该偏置关系会产生相对于中央轴线54的重量失衡，所述组件通常包括以固定的角取向安装到驱动轴46的配重130。配重130用来抵消由偏置的偏心驱区段74和绕轨道路径被驱动的可动涡旋压缩机本体112引起的重量失衡。为了对全部的各轴承面进行润滑，外壳12在外壳12的底端设有润滑油贮槽76，在该润滑油贮槽中可储存合适量的润滑油。为了引导可动涡旋压缩机本体112相对于固定涡旋压缩机本体110的轨道运动，可设置键联接器。该键联接器可接合一个或多个槽口115，以防止键联接器旋转。
还可以看到，图2示出用在涡旋压缩机组件10中的抽吸导管300的实施例。在某些实施例中，抽吸导管300包括塑料模制的环状本体302，该环状本体位于穿过制冷剂入口18的流动路径中并与马达40处于环绕关系。抽吸导管300设置用于指引和引导制冷剂进入马达腔室，以冷却马达40，同时过滤出污染物并将围绕抽吸导管300周边的润滑油指引到油贮槽76中。
此外，在特定实施例中，如图2所示，抽吸导管300包括位于开口304中的滤网308，当制冷剂气体穿过入口18进入压缩机时，滤网对制冷剂气体进行过滤。滤网308通常由金属丝网制成，例如不锈钢网，其中，滤网308的单个孔尺寸通常在0.5至1.5毫米的范围内。
如图2所示并如上文所述，抽吸导管300相对于马达40以环绕关系定位，并且在一些实施例中包括大致弓形的外表面，该外表面与大致圆柱形的外壳12的内表面处于面对面接触。在特定实施例中，抽吸导管300包括密封面316(如图3所示)，该密封面在外壳12和抽吸导管300之间形成牢固的密封。密封面316可以围绕和密封开口304，以确保制冷剂流入马达腔室。该密封可以是气密性的，但不是必须如此。这通常将确保多于90％的制冷剂气体、优选至少99％的制冷剂气体通过滤网308。通过在密封面316和外壳12围绕入口18的部分之间设置密封，抽吸导管300可以从穿过入口18进入的制冷剂气体中过滤较大的颗粒，由此防止未过滤的制冷剂气体渗透到压缩机中，并且能够指引冷却制冷剂进入马达腔室以更好地冷却马达40，同时指引夹带在制冷剂流中的油向下到达油贮槽76。
在操作中，流入入口18中的制冷剂气体比出口20处压缩过的制冷剂气体冷。此外，在涡旋压缩机14的操作中，马达40的温度将上升。因此，希望在压缩机的操作过程中冷却马达40。为实现该目的，经由入口18吸入压缩机外壳12的冷的制冷剂气体穿过马达40并沿马达40向上流动以到达涡旋压缩机14，由此冷却马达40。
此外，当驱动轴46旋转时，叶轮管47和入口78用作油泵，由此将油泵出润滑剂贮槽76并泵送到在驱动轴46中限定的内部润滑剂通道80。在驱动轴46的旋转过程中，离心力用于驱动润滑油抵抗重力作用向上穿过润滑剂通道80。润滑剂通道80具有从该润滑剂通道突出的多个径向通道，以通过离心力将油供给到适当的轴承表面，由此，如可能需要的，对滑动表面进行润滑。
图3示出压缩机组件10的替代实施例的剖视图。在图3中可以看到，抽吸导管234可用于指引进来的流体流(例如制冷剂)穿过壳体入口18。为了用于入口18，外壳12包括其中安置有入口配件312的入口开口。在图4和5示出的特定实施例中，抽吸导管234包括具有恒定壁厚的冲压的钢板金属本体，该金属本体具有外部大致为矩形和弓形的安装凸缘320，该凸缘围绕在顶端324和底端326之间延伸的导管流道322。进入开口和孔口318靠近顶端324穿过流道底部328而形成。该开口和孔口318提供了经由密封面316(图3示出)从入口18传送和接收流体的装置，所述密封面被接纳穿过压缩机的外壳壁并进入抽吸导管234的导管流道322。
导管流道提供了通向位于或靠近抽吸导管234的底端326的排放孔口330的流体流动路径。在该实施例中，排放孔口330延伸穿过底端326，由此提供用于将润滑油排到润滑油贮槽76的孔口，该孔口还将基本全部用于压缩的制冷剂流传送到紧靠马达壳体上游的位置。
抽吸导管234不仅将制冷剂和基本全部制冷剂流从入口18指引到马达40的上游位置并指引流体流过马达40，还优选通过处于抽吸导管234的绝对重力底部的位置或靠近该位置以将接纳在抽吸导管234中的润滑剂排到润滑油贮槽76而起到重力排放的作用。由于几个原因，这是有利的。首先，无论在开始注入或其它时候，当希望装填润滑油贮槽76时，可以容易地穿过也用作油装填孔口的入口18添加油，从而，油可以穿过抽吸导管234自然地排放，并穿过排放孔口330进入油贮槽76。外壳12可由此免于设置单独的油孔口。另外，抽吸导管234的表面和油在抽吸导管中的变向会导致润滑油油雾的凝聚，然后该润滑油油雾可以收集在导管流道322中并通过排放孔口330排回到油贮槽76。由此，利用抽吸导管234实现对制冷剂的指引以及对润滑油的指引。
在操作中，涡旋压缩机组件10可操作用于在壳体入口18处接收低压制冷剂，并压缩制冷剂以输送到高压腔室180，在高压腔室处制冷剂可以通过壳体出口20输出。如图2和3所示，抽吸导管234、300可以布置在外壳12的内部，以将低压制冷剂从入口18引导到外壳12中且引导到马达壳体的下方。这允许低压制冷剂流过并穿过马达40，由此冷却马达并从马达40带走热量。然后低压制冷剂可以朝马达壳体的顶端沿纵向穿过马达壳体、并从周围穿过马达壳体中的空隙空间，在马达壳体的顶端低压制冷剂可以穿过马达壳体48中(图3示出)或上部轴承件42中的多个马达壳体出口离开。在离开马达壳体出口时，低压制冷剂进入在马达壳体48和外壳12之间形成的环形腔室242(图3示出)。低压制冷剂可以从环形腔室经过或穿过上部轴承件42。
在穿过上部轴承件42之后，低压制冷剂最后进入涡旋压缩机本体110、112的吸入区124。低压制冷剂从吸入区124被逐步压缩穿过腔室122，直到在压缩出口126达到其最大压缩状态，随后制冷剂穿过止回阀并进入高压腔室180。从高压腔室，高压压缩的制冷剂可以从涡旋压缩机组件10穿过出口20。
图6和7是示出例如图1中所示的多压缩机制冷系统200、220的两个实施例的示意图。在图6的制冷系统200中，#1、#2和#3压缩机202并联连接。在本发明的特定实施例中，压缩机202是与图2和3中所示的压缩机类似或相同的涡旋压缩机。但是，在替代实施例中，可使用除涡旋压缩机之外的压缩机。此外，图6的实施例示出具有三个压缩机202的制冷系统，虽然本发明的替代实施例可以具有比三个压缩机更少或更多的压缩机。
相对于#1、#2和#3压缩机202，由于气流的限制，制冷剂在内部流过具有隔离的油贮槽76构造的压缩机202会在运行的各个压缩机中产生从抽吸入口18到油贮槽76的压降。当这些压缩机202中的任一个停止并且没有流动限制时，油贮槽76压力将相对高于具有相同抽吸入口压力的正在运行的压缩机。正在运行的压缩机的油贮槽76与停止的压缩机的油贮槽76之间的压力差允许油在制冷系统200、220中从停止的压缩机分配到正在运行的压缩机。
在图6和7示出的布置中，#2压缩机202是前导压缩机。虽然全部三个压缩机202从共用供应管线204接收制冷剂流并将制冷剂排放到共用排放或出口管线205(仅在图6中示出)，但共用供应管线204构造成输送到#2前导压缩机202的润滑油比输送到文中称作#1和#3剩余压缩机202的#1和#3非前导压缩机202的润滑油多。在某些实施例中，这通过限制从共用供应管线204通向#1和#3剩余压缩机202的入口供应管线208、由此限制制冷剂和油到这些压缩机202的流动来实现。但是，如图7所示，这也可以通过设置油分离件206来实现，该分离件从制冷剂流中分离出油并经由排油管207将大多数油输送到#2前导压缩机202。然而，可以使用使更多油返回#2前导压缩机202的其它方法，包括不同的管系构造、以及使油直接返回#2前导压缩机202的油贮槽76的各种类型的油分离件装置。如上文所述，抽吸管系可以包括用于在#1和#3压缩机202的抽吸入口18产生略微减小的压力的限制件。
图8和9是示出示例性管系构造的示意图。从图8可以看出，通向#2前导压缩机202的入口供应管线208比通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的入口供应管线208大。此外，通向#2前导压缩机202的入口供应管线208与共用供应管线204对齐，而通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的入口供应管线208与共用供应管线204成近似90度的角度。这种构造将导致在流入#2前导压缩机202的制冷剂流中夹带更多的油。此外，通过安放在通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的入口供应管线208中的限制件211，进一步减小了通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的油流。这些限制件211用于减小#1、#3剩余压缩机202的入口处的抽吸压力。
图9示出与图8不同的管系构造。在该实施例中，油分离件209设置在共用供应管线204中。油分离件209可包括钢网，以凝聚夹带在制冷剂流中的油。或者，可使用纤维过滤介质从制冷剂流中分离油。如图9所示，一旦通过油分离件209从制冷剂中提取出油，该油就被指引到用于#2前导压缩机202的入口供应管线208。图9示出，可使用重力促进油流到#2前导压缩机202。从图9可以看到，相对较少量的油从油分离件209周围流至通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的入口供应管线208。如图所示，通向#1、#3剩余的非前导压缩机202的入口供应管线208包括用于减小#1、#3剩余压缩机202的入口处抽吸压力的限制件211。
再次参见图6和7，各压缩机202具有穿过其外壳12(见图2和3)通向用于压缩机202的油贮槽76(见图2和3)的开口210。管道212连接到各开口210，使得用于#1、#2和#3压缩机202的全部油贮槽76经由管道212流体连通。在本发明的特定实施例中，各开口210位于压缩机202的外壳12上近似相同的位置。各开口210可以位于相同的水平高度，或位于特定的贮槽高度，使得各开口210的位置代表在压缩机202能够将其油分配给其它压缩机202之前应该保留在油贮槽76中的油的最小高度。以这种方式定位开口210允许油可以从#2前导压缩机202通过管道212流到其它正在操作的需要油的压缩机202。
在图6和7所示的实施例中，共用供应管线204构造用于将更多油从制冷剂流返回到#2前导压缩机202。当#2前导压缩机202的油贮槽76中的油高度上升到高于开口210的高度且高于#1、#3压缩机202(假设这些压缩机正在运行)中的高度时，#2前导压缩机202中的油贮槽压力趋向于高于#1和#3压缩机202中的油贮槽压力，由此允许油从#2前导压缩机202穿过管道212流到#1和#3剩余压缩机202。
无论#2前导压缩机202是否在运行，这种流动都可以发生，只要#2前导压缩机202中的油贮槽压力高于接收压缩机202中的油贮槽压力。在某些实施例中，油会以这种方式继续分配，直到#2前导压缩机202和接收压缩机202中的油贮槽压力近似相等。然而，当#1和#3剩余压缩机202中的一个或两个未运行时，未运行或未操作的压缩机202中增加的油贮槽压力会阻止油从#2前导压缩机202流至未运行的压缩机202。
将向#2前导压缩机202提供更多的油和构造管系以在#1和#3剩余压缩机202的抽吸入口18处产生减小的压力进行组合，可以在该多压缩机布置中为全部的#1、#2和#3压缩机202分配足够的油，而无论任何单个压缩机是运行还是停止。这在下面表1的操作矩阵中示出。
表1
1＝运行；0＝停止
上面示出的矩阵(表1)表明当运行中的压缩机202需要油时，油如何在图6和7的制冷系统中分配。从上面的矩阵可以看出，当#1、#2和#3压缩机中的全部都运行时或者在#2前导压缩机202停止而#1和#3剩余压缩机202运行的情况下，#2前导压缩机202根据需要将润滑油分配到#1和#3剩余压缩机202。在#1压缩机202停止、或#1压缩机202和#2前导压缩机202都停止的情况下，#2前导压缩机202向#3剩余压缩机202提供润滑油。反过来，当#3压缩机202停止、或当#3压缩机202和#2前导压缩机202都停止时，#2前导压缩机202向#1剩余压缩机202提供润滑油。最后，当#2前导压缩机202运行而#1和#3剩余压缩机202都停止时，#2前导压缩机202不向#1和#3剩余压缩机202提供任何润滑油。
图10是根据本发明实施例的涡旋压缩机202(图6和7中示出)的一部分的剖视图，其中，油均等配件214(下文中称作“配件”)插入涡旋压缩机202的外壳12的侧壁中的开口210。通常，开口210在压缩机入口下方位于涡旋压缩机202的油贮槽76中，以将油传送到油贮槽76和传送来自油贮槽76的油。在某些实施例中，配件214焊接在开口210中。然而，配件214可以经由除焊接外的合适的方式(例如螺纹连接到壳体并密封以防止泄漏)附装到外壳12。在图10的实施例中，配件214穿过外壳12伸入涡旋压缩机202的内部。在外壳12(图2和3示出)的外部，配件214具有用于连接到由管道212构成的油分配管线(图6和7示出)的头部区域215。配件214具有穿过其中的钻孔216。钻孔216提供涡旋压缩机202的油贮槽与油分配管线之间的流体连通。钻孔216穿过头部区域215的区段可以形成螺纹，以利于连接到油分配管线。在替代实施例中，配件214可经由钎焊连接到油分配管线。
配件包括朝外壳12的内部腔室(即内部)向内突出的延伸部217。配件214构造成延伸到涡旋压缩机202的内部足够远，使得沿外壳12的内表面向下流动的返回到涡旋压缩机202的油不会被吸入开口210，由此不会干扰油均等。因此，当油高度达到配件214中开口210的高度时，油只会被吸入开口210以流出涡旋压缩机202到达油分配管线。配件214可包括一体式配件本体，其中头部区域215和延伸部217形成为单个不可分的单元。可以是管状的延伸部217通常被尺寸化为在某种程度上紧贴着装配到开口210中，而头部区域215可以具有较大的直径，并经由连接区域223连接到延伸部217。在替代实施例中，配件214可以由多个构件制成。
在本发明的特定实施例中，延伸部217从外壳12的内表面向内延伸至少2毫米。在其它实施例中，延伸部217从外壳12的内表面向内延伸的范围在2和50毫米之间。
图11是根据本发明替代实施例的涡旋压缩机202(图6和7中示出)的一部分的剖视图，其中，配件218插入涡旋压缩机202的外壳12(图2和3示出)中的开口210。配件218包括钻孔219并具有定位在外壳12的外部的头部区域222，该头部区域可如在上述实施例中一样形成螺纹。此外，配件218可以焊接在开口210中，或以其它合适的方式连接到外壳12(例如螺纹连接到壳体并密封以防止泄漏)。
然而，配件218没有图10的配件214伸入涡旋压缩机202的内部那么远。相反，配件218邻接下部轴承件44(图2和3示出)的外围面。配件218可包括向内突出的延伸部225，或者可以不从外壳12的内表面向内延伸到上述与下部轴承件44的邻接位置。无论配件218是否包括向内突出的延伸部225，钻孔219都与下部轴承件44中的开口221对齐，以在涡旋压缩机202的油贮槽和由管道212构成的油分配管线(图6和7中示出)之间提供流体连通。返回到涡旋压缩机202的油聚积在下部轴承件44下方的油贮槽76中。油可以穿过下部轴承件44中的开口221、穿过配件218而被吸入到油分配管线。但是，沿外壳12的内表面向下流动的油不会被吸入下部轴承件44的开口221或钻孔219，由此不会干扰油均等。
在特定实施例中，如图11所示，下部轴承件44包括构造用于支撑驱动轴46(图2和3中示出)的中央毂58(图2中示出)、径向延伸部例如盘状凸出区域68。下部轴承件44还包括外侧部分例如轴向延伸的外缘面70，该外缘面可以与外壳12的内部直径面接合，以对下部轴承件44进行中央定位。在更特定的实施例中，外侧部分224包括向下垂的腿部226。沿径向延伸部的底侧在中央毂58和向下垂的腿部226之间形成环形腔室228。油贮槽76中的油高度可以升高到环形腔室228中，油可以从该环形腔室穿过下部轴承件44中的开口221、穿过配件218中的钻孔219流到油分配管线，以在多个压缩机202中提供油均等。
图12和13中示出本发明的替代实施例。图12示出根据本发明的实施例的压缩机壳体12的内部的平面图，其中，附装的油均等配件318位于偏转件320下方；而图13示出根据本发明的实施例的具有附装的油均等配件318的压缩机壳体12的一部分的剖视图，其中，偏转件320附装到压缩机壳体12的内壁。
油均等配件318包括钻孔319，并具有定位在外壳12的外部的头部区域322，与在上述实施例中一样，该头部区域可以形成螺纹。此外，配件318可以焊接在开口210中，或以其它合适的方式连接到外壳12(例如螺纹连接到壳体中并密封以防止泄漏)。偏转件320用于使沿压缩机壳体12的内壁或内表面向下流动的油转向成远离油均等配件318。这样，油将不会流过油均等配件318，直到油贮槽76中的油高度到达开口210。在所示出的示例性实施例中，偏转件320定位在油均等配件318的上方，并弯曲成类似于弓。由此，向下流动的油沿图12的弓形偏转件320被指引到油均等配件318的任一侧。然而，偏转件可以是单个直的部件而不是弯曲的，并且可以形成角度以将油指引到油均等配件318的一侧。或者，偏转件320可以包括定位在油均等配件318上方形状制成像倒置的“V”的两个带角度的部分。偏转件320的这些和其它合适的构造都被认为落在本发明要求保护的范围中。
包括这里所引用的出版物、专利申请和专利在内的所有参考文献通过引用结合于此，如同每个参考文献单独并明确指出通过引用结合于此并在这里全文给出。
在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求书的上下文中)没有数量词修饰或用“所述”修饰以及类似的指代被解释为包括单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应理解为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)，除非另有说明。这里所列数值范围仅作为单独描述落入范围内的每个独立数值的简写方法，除非另有说明，并且每个独立数值如单独描述那样结合在说明书中。本文描述的所有方法可以按任何合适的顺序执行，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有实例或示例性措辞(例如，“诸如”)的使用仅用于更好地解释本发明并且不用于限制本发明的范围，除非另有说明。说明书中的措辞不应理解为表示对实施本发明必要的任何未要求保护的要素。
这里描述了本发明的优选实施方式，包括本发明人所知的用于实施本发明的最佳模式。通过阅读上述描述，对优选实施方式进行的变化对本领域普通技术人员来说显而易见。发明人期望熟练技术人员视情况使用这些变型，并且发明人希望本发明以除了本文明确描述之外的方式实施。因此，本发明包括适用法律所允许的记载在所附权利要求中的主题的所有修改和等同物。此外，本发明涵盖所有可能变型中的上述要素的任意组合，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。
Claims (30)
1.一种涡旋压缩机，包括：
具有入口和出口的壳体，所述壳体具有带内表面的侧壁，所述内表面围绕内腔室，所述内腔室在其底部具有油贮槽；
位于壳体中的涡旋压缩机本体，所述涡旋压缩机本体具有相应的基部和从相应的基部突出并互相接合的相应的涡旋肋，所述涡旋压缩机本体可操作，以压缩从入口进入的流体并将压缩过的流体朝出口排放；
马达，所述马达提供旋转输出，所述旋转输出可操作地驱动其中一个涡旋压缩机本体，以促进用于流体压缩的相对运动；
油均等配件，所述油均等配件穿过侧壁安装、设置在入口下方，以将油传送到油贮槽和传送来自油贮槽的油，油均等配件设有从所述内表面向内突出到内腔室中的延伸部。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述延伸部从所述内表面向内突出足够距离，使得穿过所述入口并沿所述侧壁向下返回的油基本不干扰油均等。
3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，所述延伸部从内表面向内突出至少2毫米。
4.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，所述延伸部从内表面向内突出2和50毫米之间。
5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述油均等配件由具有带螺纹头部区域的一体式配件本体和具有管状区域的延伸部提供，所述带螺纹头部区域沿所述壳体的外表面安装，所述延伸部通过穿过侧壁形成的孔突出。
6.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述延伸部延伸穿过下部轴承件的外侧部分，所述下部轴承件支撑由所述马达驱动的驱动轴，以驱动所述涡旋压缩机本体。
7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其中，所述下部轴承件还包括支撑所述驱动轴的中央毂和连接所述中央毂与所述外侧部分的至少一个径向延伸部，所述外侧部分安装和定位成与所述内表面接触。
8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其中，所述外侧部分包括从所述径向延伸部垂下的腿部，其中，沿所述径向延伸部的底侧在所述中央毂和所述腿部之间形成有环形腔室，所述延伸部穿过所述腿部形成并适于与从油贮槽进入环形腔室中的油连通。
9.一种操作制冷系统的方法，所述方法包括：
提供彼此并联连接的多个压缩机；
使循环过的制冷剂返回到所述多个压缩机，其中，循环过的制冷剂中夹带有油；
从所述多个压缩机中的一个向所述多个压缩机中的至少另一个供应油，其中，从所述多个压缩机中的一个供应油包括从所述多个压缩机中在其壳体中具有开口的一个压缩机供应油；以及
提供定位在所述开口中的配件，所述配件穿过所述壳体伸入所述壳体的内部。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括使所述配件中的开口与下部轴承件中的开口对齐。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，提供并联连接的多个压缩机包括提供前导压缩机和一个或多个剩余压缩机，并且使其中夹带有油的循环过的制冷剂返回到所述多个压缩机包括使返回到所述前导压缩机中的油比返回到所述一个或多个剩余压缩机中的油多。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，从所述多个压缩机中的一个向所述多个压缩机中的至少另一个供应油包括从所述前导压缩机向所述一个或多个剩余压缩机中的至少一个供应油，其中，所述前导压缩机包括其中安置有配件的开口。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述前导压缩机向所述一个或多个剩余压缩机中的至少一个供应油包括经由下部轴承件中的与所述配件中的开口对齐的开口供应油。
14.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述配件焊接在所述壳体中的开口中。
15.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述配件连接到油分配管线，所述油分配管线使所述多个压缩机中的每个的相应油贮槽相连接。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个压缩机中的每个具有穿过其油贮槽中的开口插入的配件。
17.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述配件构造成伸入所述壳体的内部足够远，使得沿所述壳体内表面向下流动的油不会流入所述开口。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，提供并联连接的多个压缩机包括提供并联连接的多个涡旋压缩机。
19.一种制冷系统，包括：
彼此并联连接的多个压缩机；
用于向所述多个压缩机中的每个供应制冷剂和油的共用供应管线；
其中，所述多个压缩机中的每个在其压缩机壳体的下部具有开口，每个开口构造成适应油流至和流出用于其相应压缩机的油贮槽的流动；以及
其中，所述多个压缩机中的至少一个具有插入其开口的配件，所述配件伸入所述至少一个压缩机的内部空间。
20.根据权利要求19所述的制冷系统，其中，所述配件连接到油分配管线，所述油分配管线连接到一个或多个剩余压缩机的每个开口。
21.根据权利要求20所述的制冷系统，其中，所述配件具有构造用于与所述油分配管线的螺纹部配合的螺纹开口。
22.根据权利要求20所述的制冷系统，其中，所述配件构造成经由钎焊结合到所述油分配管线。
23.根据权利要求19所述的制冷系统，其中，所述多个压缩机包括前导压缩机和一个或多个剩余压缩机，其中，所述共用供应管线构造用于使返回到所述前导压缩机中的油比返回到所述一个或多个剩余压缩机中的油多。
24.根据权利要求23所述的制冷系统，其中，所述配件具有与所述前导压缩机的下部轴承件中的开口对齐的开口。
25.根据权利要求24所述的制冷系统，其中，所述配件中的开口设置用于适应油从所述油贮槽至油分配管线的流动。
26.根据权利要求19所述的制冷系统，其中，所述配件构造成伸入压缩机壳体内部足够远，使得沿压缩机壳体的内表面向下流动的油不会流入开口。
27.根据权利要求19所述的制冷系统，其中，所述多个压缩机包括多个涡旋压缩机。
28.一种涡旋压缩机，包括：
具有入口和出口的壳体，所述壳体具有带内表面的侧壁，所述内表面围绕内腔室，所述内腔室在其底部具有油贮槽；
位于壳体中的涡旋压缩机本体，所述涡旋压缩机本体具有相应的基部和从相应的基部突出并互相接合的相应的涡旋肋，所述涡旋压缩机本体可操作，以压缩从入口进入的流体并将压缩过的流体朝出口排放；
马达，所述马达提供旋转输出，所述旋转输出可操作地驱动其中一个涡旋压缩机本体，以促进用于流体压缩的相对运动；
油均等配件，所述油均等配件穿过侧壁安装、设置在入口下方，以将油传送至油贮槽和传送来自油贮槽的油；以及
偏转件，所述偏转件定位在所述油均等配件上方并附装到壳体的内表面，所述偏转件构造用于使油在内表面上转向成远离所述油均等配件。
29.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其中，所述偏转件是弓形的。
30.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其中，所述偏转件包括至少一个平直的倾斜部分。
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