专利名称：冷冻机中使用的压缩机的制作方法
本申请是第97121187.6号发明专利申请的分案申请。
压缩机的转轴01由轴承02支承。液态冷冻剂分别通过在壳体03和轴承02中形成的通道04和05送入在该轴承02的轴承面06上开凿(或扩孔形成)的凹部07中。然后，已经润滑过上述轴承02和转轴01的外周面的液态冷冻剂流出轴承02的左、右侧。顺便讲一讲，标号09代表挡圈。
上述用在冷冻机中的压缩机的问题在于，由于压缩机的工作，当转轴01和轴承02出现温度上升的情况时，送至前述轴承02的液态冷冻剂的蒸发会引起轴承02的润滑失效或咬死。
另外，在由于电力故障或压缩机的事故，用于供送液态冷冻剂的液态冷冻剂泵停机的情况下，液态冷冻剂的供应会短时停止。相反，转轴01由于其惯性却保持转动，同时逐渐降低其转速。因此，前述压缩机的另一个问题在于，在转轴01在上述情形中保持转动时，上述轴承就会损坏。
因此，本发明的目的是提供一种冷冻机中使用的压缩机，它可以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的要点在于，在具有通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴的、用于冷冻机中的压缩机(下文中有时称为本发明的第一压缩机)中，设有一个用于储存预定量的准备送至前述轴承的高压液态冷冻剂的总箱(组件)，以及借助单向(或止回)阀在电力故障后预定时间内将该总箱的内部压力保持在高压上。
本发明的第一压缩机的一个实施例的另一特征在于，储存在一蒸发器的容器中的饱和液态冷冻剂借助一液态冷冻剂泵加压而送向前述总箱。
本发明第一压缩机的一个实施例的另一特征在于，在第一压缩机中设有在电力故障时将储存在冷凝器的容器中的液态冷冻剂送至上述总箱的装置。
本发明的第一压缩机的一个实施例的另一特征方面在于，在第一压缩机中设有一个用于储存液态冷冻剂的液罐、一个用于加热储存在该液槽中的液态冷冻剂的加热器、一个用于调节该加热器的加热值的控制器，以及一个装置，该装置使电磁(控制或操纵)阀在上述液态冷冻剂泵停止时使上述液罐与上述总箱连通。
按照本发明的用在冷冻机中的另一种压缩机(下文中有时称为本发明的第二压缩机)，它具有一根通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，其特征在于一个由弹簧向前推的活塞是液密地且可滑动地装配在缸中，从上述活塞和前述缸的端部形成一个头侧腔，高压液态冷冻剂通过该头侧腔送至上述轴承。
按照本发明的用在冷冻机中的另一种压缩机(下文中有时称为本发明的第三压缩机)，它具有一根通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，其特征在于，还包括一个储液罐，其用于储存准备送至上述轴承的预定量的高压液态冷冻剂；一个储气罐，其用于储存预定量的高压气态冷冻剂；以及在电力故障时用于将储存在上述储气罐中的高压气态冷冻剂引至上述储液罐的装置。
按照本发明的用在冷冻机中的另一种压缩机(下文中有时称为本发明的第四压缩机)，它具有通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，其特征在于，它还包括一储液罐，其用于储存准备送至上述轴承的预定量的高压液态冷冻剂；一个用于储存高压气体的气筒(或气瓶)，以及在电力故障时用于将储存在上述气筒中的高压气态冷冻剂送至储液罐的装置。
按照本发明的用在冷冻机中的另一种压缩机(下文中有时称为本发明的第五压缩机)，它具有一根通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，其特征在于，在上述轴承的外周面上设有一个用于蒸发液态冷冻剂的冷冻剂套。
本发明的第五压缩机的一个实施例的另一个特征方面在于，在第五压缩机中设有在润滑上述轴承后将液态冷冻剂引至上述冷冻剂套的装置。
本发明的上述各压缩机具有下述优点。
在本发明的第一压缩机中，在电力故障后一定时间内，用于储存准备送至轴承的预定量的高压冷冻剂的总箱的内部压力借助止回阀保持高压。因此，甚至当转轴在电力故障后保持转动一段时间时，在总箱中的液态冷冻剂也可以在该期间送至轴承，因此可防止轴承损坏。
当通过液态冷冻剂泵使液态冷冻剂加压，从而将储存在容器中的饱和液态冷冻剂送至前述总箱时，可以容易地使液态冷冻剂变成过冷状态。因此，可限制液态冷冻剂在轴承中蒸发，从而可使轴承可靠地得到润滑。
在本发明第一压缩机还设有在电力故障时向总箱供送储存在冷凝器的容器中的液态冷冻剂的装置的情形中，液态冷冻剂可以长时间地送至轴承，因此能够可靠地防止轴承损坏。
在本发明的第一压缩机还设有一个用于储存液态冷冻剂的液罐；一个用于加热储存在该液罐中的液态冷冻剂的加热器；一个用于调节加热器的加热值的控制器，以及用于在上述液态冷冻剂泵停止时使上述液罐与上述总箱连通的装置的情形中，在上述液罐中的高压气态冷冻剂当上述液态冷冻剂泵停机时就作用在总箱上。因此，在上述总箱中的液态冷冻剂能够可靠地送至轴承。
在本发明的第二压缩机的情形中，液态冷冻剂通过头侧腔送至轴承，上述头侧腔是由液密及滑动配合在缸中的活塞形成的，上述活塞被弹簧向前推动。因此，即使在出现电力故障后转轴继续转动一段时间，在前述头侧腔中的液态冷冻剂也可在这段时间被送至轴承。因此，轴承可避免损坏。
在本发明的第三实施例的情形中，在储液罐中储存的液态冷冻剂，在电力故障时，通过向储液罐引入储存在储气罐中的高压气态冷冻剂而被送至轴承。因此，即使在电力故障发生后转轴继续转动一段时间，轴承在那段时间也可避免损坏。
在本发明的第四压缩机的情形中，在电力故障时，储存在储液罐中的液态冷冻剂通过向储液罐引入储存在气筒中高压气态冷冻剂而被送至轴承。因此，即使在出现电力故障后转轴继续转动一段时间，轴承在那段时间也可避免损坏。
在本发明的第五压缩机中，液态冷冻剂在设在轴承外周面上的冷冻剂套中蒸发，因此，轴承被上述液态冷冻剂的蒸发潜热冷却。因此，液态冷冻剂可避免在轴承的轴承面部分中蒸发，从而使轴承得到可靠的润滑。
另外，在液态冷冻剂在润滑轴承后被引至冷冻剂套，并被蒸发的情形中，可以使压缩机的结构得到简化。
涡轮压缩机30的离心叶轮31固定地安装在变换电动机32的转轴33的一个端部上。
抽吸叶片37设置在上述涡轮压缩机30中。吸入涡轮压缩机30的气态冷冻剂量借助电动机38开、闭抽吸叶片37而受到调节。
变换电动机32的转轴33由径向轴承39和40及止推轴承41和42支承。
因此，当操作涡轮冷冻机时，从涡轮压缩机排出的气态冷冻剂通过止回阀54进入冷凝器2的壳体46，并且在其中通过向流过传热管3的冷却介质如水散热而冷凝和液化。
然后，上述液态冷冻剂进入一节流机构4，在其中使冷冻剂因被节流而绝热膨胀。与此同时，其流动速率受到调节，因而得到气液两相流。
然后，冷冻剂进入蒸发器5的壳体45，在其中该冷冻剂通过冷却被冷却的介质如水和盐水而蒸发并气化。其后，上述被冷却的介质再次被吸入涡轮压缩机30并再次被进一步压缩。
在蒸发器5下形成的容器43中的饱和液态冷冻剂被液态冷冻剂泵36抽取，泵36由电动机35驱动。
饱和液态冷冻剂在由上述液态冷冻剂泵36加压至预定压力，即处于过冷状态后，通过止回阀51进入加热器52。然后，冷冻剂由那里送至轴承39至42进行润滑。
另外，液态冷冻剂在润滑轴承39至42后被收集在容器53中。其后，液态冷冻剂由于自重和压差返回蒸发器5的壳体45。
当电磁阀55因电力故障而打开时，已经收集在冷凝器2的容器57中的高压液态冷冻剂通过电磁阀55和止回阀56流入总箱52。
顺便讲一讲，电磁阀55可以适于在液态冷冻剂泵36的排放压力变得低于预定值时打开。
因此，当发生电力故障时，液态冷冻剂泵36短时间后就停止，而涡轮压缩机30的转轴33却因其惯性而继续转动一段时间。
但是，总箱52的内部压力被止回阀51，54和56保持一段时间高压。因此，储存在总箱52中的高压液态冷冻剂被送至轴承39至42，从而使轴承39至42避免损坏。
另外，当发生电力故障时，高压液态冷冻剂借助电磁阀55和止回阀56从冷凝器2的容器57送至总箱52。因此，在涡轮压缩机30因其惯性而继续转动的过程中，足够量的液态冷冻剂可被送至轴承39至42。
现在对照图2描述本发明的第二实施例。
第二实施例设有用于储存高压液态冷冻剂的液罐80。液罐80顶部通过气管82连接于总箱52的顶部，电磁阀81插入气管82中。
加热器84浸入储存在液罐80的液态冷冻剂中。通过控制器85调节加热器84的加热值，从而使液罐80的内部压力保持不低于液态冷冻剂泵36的排放压力。
该实施例结构的其余部分与
图1所示的本发明第一实施例的相应部分相似。因而图2中相同的件号代表第一实施例相应的零件。另外对这些零件不再赘述。
因此，当液态冷冻剂泵36由于电力故障或压缩机故障而停机时，电磁阀81打开。然后，液罐80中的高压液态冷冻剂通过气管82作用在总箱52上，从而使总箱52中的液态冷冻剂被可靠地送至轴承39至42。
现在对照图3描述本发明的第三实施例。
在第三实施例的情形中，活塞12液密且滑动配合在缸11中，缸11是在压缩机的壳体10中形成的。另外，设有螺簧13，其用于将活塞12推向头侧腔23。
因此，在压缩机工作期间，液态冷冻剂由液态冷冻剂泵加压，然后通过止回阀15送至头侧腔23。然后，液态冷冻剂通过通道16流至在轴承20的轴承面21上形成的凹部18中，从而润滑轴承20的轴承面21的转轴22的外周面。
在此期间，活塞12受头侧腔23中液态冷冻剂的压力的压迫，因而活塞12使螺簧13收缩，处于该图中的左侧。
当液态冷冻剂泵14在电力故障中停止时，液态冷冻剂向头侧腔23的供送也停止。但是，活塞12受到螺簧13的推动，逐渐移向图中的后侧。因此，头侧腔23中的液态冷冻剂被送至轴泵20。因此，在转轴22降低转速直至停止时，可防止轴承20的损坏。
现在参阅图4描述本发明的第四实施例。
第四实施例设有用于储存液态冷冻剂的储液罐24。另外，电磁阀27和止回阀28插入一气管26中，该气管使储液罐24与用于储存高压气态冷冻剂的储气罐25连通。
因此，在冷冻机工作期间，电磁阀27是闭合的。另外，从压缩机排出的高压气态冷冻剂通过气管7和止回阀8流入储气罐25，然后储存在储气罐25中。
另外，液态冷冻剂由液态冷冻剂泵14加压，然后通过止回阀15进入储液罐24。然后，液态冷冻剂通过通道16流入轴承20的轴承面21上形成的凹部18，从而润滑轴承20的轴承面21和转轴的外周面。
当电力故障发生时，电磁阀27打开。另外，储气罐25中的高压气态冷冻剂通过气管26、电磁阀27和止回阀28流入储液罐24，使罐24中的液态冷冻剂增压。因此，当转轴22降低转速直至停止时，储液罐24中储存的液态冷冻剂被送至轴承20。
现参阅图5描述本发明的第五实施例。
在第五实施例的情形中，一个气筒9通过设有电磁阀27的气管26连接于储气罐24。第五实施例的其余结构与图4所示第四实施例的相应部分相似。
因此，当发生电力故障时，电磁阀27打开，储存在气筒9中的高压不活泼(或惰性)气体如氮气通过气管26和电磁阀27进入储液罐24。然后，该气体使罐24中的液态冷冻剂增压。
顺便讲一讲，当止回阀15下游的液态冷冻剂压力降低至一个低于预定压力的值时，电磁阀27可以适于响应于检测上述压降的压力传感器70发出的指令信号而打开。
现在参阅图6描述本发明的第六实施例。
在第六实施例的情形中，在压缩机壳体10的内周面上形成环形冷冻剂套61和62，其设置在轴承20的外周面侧。
另外，在本实施例中，液态冷冻剂是通过通道63和节流机构64送至上述套61和62的。
因此，在压缩机工作期间，液态冷冻剂通过通道16进入凹部18并润滑轴承29的轴承面21和转轴22的外周面。
与此同时，液态冷冻剂通过通道63由节流机构64节流。其后，液态冷冻剂进入冷冻剂套61和62并在这些套中进一步蒸发。因此，液态冷冻剂通过其蒸发潜热冷却轴承20。
蒸发的气态冷冻剂通过通道65和66排放。
因此，可以防止轴承20的温升，因此，可防止送至轴承20的轴承面21上的液态冷冻剂蒸发。
现参阅图7描述本发明的第七实施例。
在第七实施例的情形中，环形槽72和73在凹部18两侧外形成，其布置在转轴的方向上。这些槽72和73分别通过通道74和75与冷冻剂套61和62连通。
因此，在冷冻机工作期间，液态冷冻剂通过通道16进入凹部18，并润滑轴承20的轴承面21和转轴22的外周面。
在完成润滑时，液态冷冻剂进入槽72和73，然后分别通过通道74和75流入冷冻剂套61和62并在其中蒸发。其后，冷冻剂分别通过通道65和66流出套61和62。
虽然上面描述了本发明的优选实施例，但是显然本发明并不局限于此，其它变型对本专业技术人员来说是显见的，并不超出本发明的范围。
权利要求
1.一种用在冷冻机中的压缩机，它具有一根通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，包括一个储液罐，其用于储存准备送至所述轴承的高压液态冷冻剂；一个储气罐，其用于储存高压气体；以及一个阀门系统连接在储气罐和储液罐之间，在电力故障时用于从储气罐向储液罐供应高压气体。
2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述储气罐容纳高压气态冷冻机。
3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述储气罐容纳高压惰性气体。
4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述阀门系统包括一个电磁阀，在电力故障时，该电磁阀打开，使高压气体可从储气罐流向储液罐。
5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于还包括一条供应管线，该供应管线连接于储液罐以便向储液罐供应高压液态冷冻剂，以及一个压力传感器，该压力传感器连接于所述供应管线，用于检测供应管线中的液态冷冻剂的压力，其中所述电磁阀连接于压力传感器，在压力传感器检测到低于预定压力的压力时电磁阀打开。
6.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于所述阀门系统包括一个止回阀，所述止回阀可防止流体从储液罐流向储气罐。
全文摘要
一种用在冷冻机中的压缩机，它具有一根通过由液态冷冻剂润滑的轴承支承的转轴，在例如电力故障时在液态冷冻剂泵停止后一段时间转轴可继续转动而避免轴承的损坏。为此目的，压缩机还设有一个储液罐，其用于储存准备送至轴承的高压冷冻液，以及一个储气罐，其用于储存高压气体。在储气罐和储液罐之间连接有一个阀门系统，在电力故障时，可向储液罐供应高压气体。
文档编号F25B1/053GK1428583SQ0210815
公开日2003年7月9日 申请日期2002年3月27日 优先权日1996年10月25日
发明者岸本皓夫, 上田宪治, 吉田善一 申请人:三菱重工业株式会社