压缩式制冷机的制作方法

本实用新型涉及一种压缩式制冷机，该压缩式制冷机具备：压缩部，其利用支承于旋转轴的叶轮对制冷剂进行压缩；油箱，其设置为与上述压缩部相邻、且对润滑油进行贮存；以及密封机构，其设置于由上述旋转轴将对上述压缩部与上述油箱进行分隔的壁贯通的部分。

背景技术：

以往，用于制冷空调装置等的压缩式制冷机由封入有制冷剂的封闭系统(closed system)构成，利用制冷剂配管将蒸发器、压缩机以及冷凝器连结而构成该压缩式制冷机，其中，所述蒸发器从冷水(被冷却流体)夺取热使制冷剂蒸发而发挥制冷效果，所述压缩机对借助上述蒸发器蒸发的制冷剂气体进行压缩而使其形成为高压的制冷剂气体，所述冷凝器利用冷却水(冷却流体)对高压的制冷剂气体进行冷却而使其凝缩。

压缩式制冷机具备压缩机，压缩机内置有增速机，该增速机具有对旋转体进行支承的轴承、使旋转体增速的齿轮。压缩机的旋转体进行高速旋转，由此在轴承、齿轮等滑动部产生机械损失即生热。为了对这些轴承、齿轮等滑动部进行润滑及冷却，必须向压缩机供给润滑油。

制冷机具备：油箱，其对润滑油进行贮存；以及油泵，其将油箱内的润滑油向压缩机供给，利用油泵将油箱内的润滑油压送至压缩机而对轴承、齿轮等滑动部进行润滑。

压缩机对借助蒸发器而蒸发的制冷剂气体进行压缩并将高压的制冷剂气体向冷凝器排出，在该过程中，制冷剂气体会经由对叶轮进行支承的旋转轴的轴封部分(密封机构)而向供油系统侧(油箱)漏入。

在压缩式制冷机中所使用的润滑油是容易使制冷剂溶解的流体，因此，在制冷机停止的过程中，需要利用热源(加热器)使制冷剂脱气，在制冷机运转的过程中，需要在制冷机内将压力保持为最低的压力而使制冷剂脱气。在制冷机运转的过程中，润滑油路径保持低压直至与蒸发压力相当为止，因此，当使溶解于润滑油的制冷剂脱气时，油也相伴地脱离而导致油箱内的润滑油减少，从而存在因液压降低导致制冷机发生故障而停止的问题。

技术实现要素：

本实用新型是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种压缩式制冷机，其能够使从压缩机中对制冷剂进行压缩的压缩部经由密封机构而漏入至油箱的制冷剂量降低，并能够使在对溶解于润滑油的制冷剂进行脱气时与制冷剂相伴脱离的润滑油减少。

为了达成上述目的，本实用新型的压缩式制冷机具备：压缩部，其利用支承于旋转轴的叶轮对制冷剂进行压缩；油箱，其设置为与上述压缩部相邻、且对润滑油进行贮存；以及密封机构，其设置于由上述旋转轴将对上述压缩部与上述油箱进行分隔的壁贯通的部分，该压缩式制冷机的特征在于，在上述密封机构设置有从该密封机构的内周与外周连接的通路，并设置有将该通路与上述叶轮的吸入侧连接的旁通流路。

本实用新型的优选方式的特征在于，上述旁通流路设置于压缩机壳体内部。

本实用新型的优选方式的特征在于，上述旁通流路的一部分经由压缩机壳体外部的旁通管。

本实用新型的优选方式的特征在于，上述旁通流路的管路阻力值是小于制冷剂从上述密封机构向上述油箱泄漏的流路阻力值的管路阻力值。

本实用新型的优选方式的特征在于，上述密封机构由迷宫式密封件构成，该迷宫式密封件与上述旋转轴的外周面对置、且对轴进行密封。

本实用新型的优选方式的特征在于，上述叶轮由二级叶轮构成，上述旁通流路与第一级叶轮的吸入侧连接。

本实用新型实现了以下列举的效果。

1)能够使从压缩机中对制冷剂进行压缩的压缩部经由密封机构而漏入至油箱的制冷剂量减少，从而能够使在对溶解于润滑油的制冷剂进行脱气时与制冷剂相伴脱离的润滑油减少。

2)由于与制冷剂相伴脱离的润滑油减少，从而不会使油箱内的润滑油减少，因此不会因油压降低导致制冷机发生故障而停止。

3)由于与制冷剂相伴脱离的润滑油减少，从而使得制冷机运转范围在高温区域中扩大。

附图说明

图1是示出本实用新型所涉及的压缩式制冷机的实施方式的示意图。

图2是示出旁通流路的第一实施方式的示意剖视图。

图3是示出图2所示的密封机构及其周围部的详细情况的示意剖视图。

图4是示出旁通流路的第二实施方式的示意剖视图。

附图标记的说明

1...涡轮压缩机；2...冷凝器；3...蒸发器；4...节热器；5...制冷剂配管；11...第一级叶轮；12...第二级叶轮；13...压缩机马达；14...抽吸叶片；15...齿轮箱；16...油箱；17...油泵；18...油循环管线；19...冷却制冷剂管线；20...油冷却器；21...旋转轴；22...压缩部；23...壁；24...密封机构；24P...通路；26...轴承；27...齿轮；30...壳体；BP...旁通流路。

具体实施方式

以下，参照图1至图4对本实用新型所涉及的压缩式制冷机的实施方式进行说明。在图1至图4中，对相同或者相当的结构要素标注相同的附图标记并将重复的说明省略。

图1是示出本实用新型所涉及的压缩式制冷机的实施方式的示意图。如图1所示，压缩式制冷机具备：涡轮压缩机1，其对制冷剂进行压缩；冷凝器2，其利用冷却水(冷却流体)对压缩后的制冷剂气体进行冷却而使其凝缩；蒸发器3，其从冷水(被冷却流体)夺取热使制冷剂蒸发而发挥制冷效果；以及作为中间冷却器的节热器4，其配置于冷凝器2与蒸发器3之间，利用供制冷剂循环的制冷剂配管5将这些各设备连结而构成压缩式制冷机。

在图1所示的实施方式中，涡轮压缩机1由多级涡轮压缩机构成，多级涡轮压缩机由二级涡轮压缩机构成，且构成为包括第一级叶轮11、第二级叶轮12、以及使这些叶轮11、12旋转的压缩机马达13。在第一级叶轮11的吸入侧设置有对制冷剂气体向叶轮11、12的吸入流量进行调整的抽吸叶片(suction vane)14。利用制冷剂配管5将涡轮压缩机1与节热器4连接，借助节热器4而分离的制冷剂气体被向涡轮压缩机1的多级的压缩级(该例中为二级)的中间部分(该例中为第一级叶轮11与第二级叶轮12之间的部分)导入。

在如图1所示那样构成的压缩式制冷机的制冷循环中，制冷剂在涡轮压缩机1、凝缩器2、蒸发器3以及节热器4循环，利用借助蒸发器3所获得的冷源热制造冷水而应对负载，将在制冷循环内获取的来自蒸发器3的热量、以及从马达13供给的与涡轮压缩机1的功相当的热量向供给至冷凝器2的冷却水释放。另一方面，借助节热器4而分离的制冷剂气体被向涡轮压缩机1的多级压缩级的中间部分导入，与来自第一级叶轮11的制冷剂气体汇合并被第二级叶轮12压缩。通过二级压缩单级节热循环，增加了基于节热器4的制冷效果部分，因此，制冷效果与此相应地增强，与未设置节热器4的情况相比，能够实现制冷效果的高效化。

涡轮压缩机1具备对轴承26、齿轮27进行收纳的齿轮箱15，在齿轮箱15的下部设置有用于对轴承、齿轮等滑动部供油的油箱16。在油箱16内设置有油泵17。在该油泵17连接有油循环管线(油循环配管)18。油循环管线18以从油冷却器20内通过的方式延伸，并与齿轮箱15以及压缩机马达13连接。因此，油箱16内的润滑油被油泵17在油循环管线18中输送，从而该润滑油流经油冷却器20内并向齿轮箱15内返回。在油冷却器20内，在与冷凝器2的底部连接的冷却制冷剂管线19流动的液态制冷剂、与在油循环管线18流动的润滑油之间进行热交换。润滑油的热被传递至制冷剂，由此将制冷剂加热，并且将润滑油冷却。冷却后的润滑油从油循环管线18通过而被向齿轮箱15内以及压缩机马达13内的轴承26、齿轮27等滑动部供给，从而对这些轴承26、齿轮27等滑动部进行润滑、冷却。这样，润滑油按照油箱16、油冷却器20、齿轮箱15的顺序而在这些部件中循环。利用均压管(未图示)使油箱16与蒸发器3或者压缩机的吸入侧等低压部的压力相等。

接下来，参照图2～图4对在如图1所示那样构成的涡轮压缩机1中，用于使从利用叶轮11、12对制冷剂进行压缩的压缩部经由密封机构而漏入至油箱15的制冷剂量减少的旁通流路的结构进行说明。

图2是示出旁通流路的第一实施方式的示意剖视图。如图2所示，涡轮压缩机1具备：压缩部22，其利用支承于旋转轴21的叶轮11、12对制冷剂进行压缩；油箱16，其设置为与上述压缩部22相邻、且对润滑油进行贮存；以及密封机构24，其设置于由旋转轴21将对压缩部22和具有油箱16的齿轮箱15进行分隔的壁23贯通的部分。密封机构24由迷宫式密封件构成，该迷宫式密封件与旋转轴21的外周面对置、且对轴进行密封。

图3是示出图2所示的密封机构24及其周围部的详细情况的示意剖视图。如图3所示，在由旋转轴21将对压缩部22和具有油箱16的齿轮箱15进行分隔的壁23贯通的部分设置有密封机构24。在密封机构24形成有从密封机构24的内周与外周连接的通路24P。

如图2所示，在将利用叶轮11、12对制冷剂进行压缩的压缩部22、和具有油箱16的齿轮箱15分隔的壁23的内部形成有旁通流路BP。在壁23的内部形成的旁通流路BP与密封机构24的通路24P连接。另外，在具备叶轮11、12的压缩部22的壳体30的内部也形成有旁通流路BP，壳体30的内部的旁通流路BP向第一级叶轮11的吸入侧开口。即，从密封机构24的内周与外周连接的通路24P经由壁23内的旁通流路BP以及壳体30内的旁通流路BP而与第一级叶轮11的吸入侧连接。

以往，在利用叶轮对制冷剂气体进行压缩并将高压的制冷剂气体向冷凝器排出的过程中，存在如下问题：制冷剂气体会从对叶轮进行支承的旋转轴与密封机构(轴封部分)之间的间隙向油箱漏入。若制冷剂气体漏入至油箱，则在制冷机运转的过程中，润滑油路径利用均压管而保持低压直至与蒸发压力相当为止，因此，当对溶解于润滑油的制冷剂进行脱气时，油也相伴地脱离而导致油箱内的润滑油减少，从而存在如下问题：因油压降低导致制冷机发生故障而停止。

与此相对，在本实用新型中，如图2及图3所示，利用密封机构24的通路24P以及旁通流路BP，使对叶轮11、12进行支承的旋转轴21与密封机构24之间的间隙与第一级叶轮11的吸入侧连接。因此，在利用叶轮11、12对制冷剂气体进行压缩并将高压的制冷剂气体向冷凝器2排出的过程中，即使制冷剂气体从压缩部22流入至旋转轴21与密封机构24之间的间隙，也能够利用密封机构24的通路24P以及旁通流路BP而将流入至间隙的制冷剂气体向第一级叶轮11的吸入侧导入。因此，能够使从压缩部22经由密封机构24而流入至油箱16的制冷剂量减少，从而能够使在对溶解于润滑油的制冷剂进行脱气时与制冷剂相伴地脱离的润滑油减少。另外，因与制冷剂相伴地脱离的润滑油减少而不会使油箱16内的润滑油减少，因此，不会因油压降低导致制冷机产生故障而停止。

图4是示出旁通流路的第二实施方式的示意剖视图。在图4所示的实施方式中，将密封机构24的通路24P与第一级叶轮11的吸入侧连接的旁通流路BP由压缩机壳体外部的旁通管构成。在利用叶轮对制冷剂气体进行压缩并将高压的制冷剂气体向冷凝器2排出的过程中，即使制冷剂气体从压缩部22流入至旋转轴21与密封机构24之间的间隙，利用密封机构24的通路24P以及由旁通管构成的旁通流路BP也能够将流入至间隙的制冷剂气体向第一级叶轮11的吸入侧导入。因此，能够使从压缩部22经由密封机构24而漏入至油箱16的制冷剂量减少。

接下来，对图2及图4中示出的旁通流路BP的管路阻力值进行说明。在旁通流路BP流动的制冷剂的驱动力是压缩机的排出与吸入的差压。制冷剂从密封机构24向油箱16泄漏的驱动力也是压缩机的排出与吸入的差压。

因此，根据旁通流路BP的管路阻力与从密封机构24向油箱16的流路阻力的平衡而决定主流的方向。若将旁通流路BP的管路阻力设为比从密封机构24向油箱16的流路阻力小，则旁通流路侧的流动成为主流。基于根据产品的不同而所需的配管的形状、弯曲度以及内径进行计算而求出管路阻力值，差压根据产品的不同并适当地基于JIS额定条件而设定，并基于设定的差压与管路阻力值而决定旁通流路BP的配管的形状、弯曲度以及内径等。

至此对本实用新型的实施方式进行了说明，本实用新型并不限定于上述实施方式，在其技术思想的范围内，当然可以以各种不同的方式而实施。