空调系统及其旋转式压缩机和控制出油率的方法与流程

本发明涉及压缩机，具体涉及压缩机的出油控制。

背景技术：
压缩机尤其是变频压缩机高转速时出油率高，回油困难，不仅影响压缩机可靠性，而且导致系统匹配性能下降。现有的降低出油率的方法通常是采取各种措施来增加回油，这虽然一定程度上降低了出油率，然而同时带来了结构变得复杂，成本提高等问题。因此，需要提供一种能够有效降低出油率，尤其是高转速时的出油率的装置和方法，其能够以低成本实现出油率的降低并且可靠性高。

技术实现要素：
发明人经过深入的研究后发现，在压缩机高转速时出油率高，这主要是由于在高转速下，进入曲轴的润滑油量大大增加，超出润滑所需要的量。因此，在压缩机高转速下，如果能够降低进入曲轴的润滑油量，则可降低出油率。发明人还发现，压缩机旋转时，压缩机曲轴下方的润滑油会形成压差，转速越高，压差越大，该压差足以导致经适当设置的构件浮起。因此，发明人考虑在曲轴下方设置可浮动构件，该可浮动构件能够在压缩机达到预定转速浮起，从而减小吸油口的面积，进而减少进入曲轴的润滑油量，降低出油率。因此，本发明的发明目的是设计一种浮球式变油量泵油方案，通过减小高转速时曲轴吸油口的通流面积使得高转速下曲轴的泵油量减少，一方面保证高转速时油池油面高度，提高压缩机可靠性，另一方面从源头上减少泵油量还可以达到降低高转速时出油率的目的。根据本发明的一方面，本发明提供了一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机具有外壳，所述外壳内设有曲轴和油池，所述曲轴的朝向所述油池的一端设有吸油机构，其特征在于，所述油池内靠近所述吸油机构的位置处设有流量调节装置，所述流量调节装置包括：浮动件，所述浮动件设置成在所述曲轴转速达到预定转速时上浮，从而使得所述吸油机构的通流面积减小，进而使得所述吸油机构吸入的润滑油减少；以及限位机构，所述限位机构固定于所述外壳内壁上，并用于限定所述浮动件上浮时其最靠近所述吸油机构的部位距离所述吸油机构的最小距离以及限定所述浮动件在不上浮时其最靠近所述吸油机构的部位距离所述吸油机构的最大距离。一实施例中，所述曲轴内部设有导油通道，所述吸油机构为所述导油通道的朝向所述油池的一端的吸油口。另一实施例中，所述曲轴的朝向所述油池的一端还设有集尘圈，所述集尘圈露出曲轴的部分设有进油口，所述吸油机构为所述集尘圈的所述进油口。较佳地，所述预定转速为约4500～6000转/分钟。较佳地，所述最小距离选自1mm～2mm中任意值，所述最大距离选自10mm～12mm中任意值。更佳地，所述最小距离选自1mm～1.5mm中任意值，所述最大距离选自10mm～11mm中任意值。较佳地，所述浮动件为浮球，当所述吸油机构为集尘圈的进油口时，所述集尘圈的进油口为圆形通孔，所述浮球的外径为所述进油口直径的1.1～1.5倍。另一实施例中，所述浮动件为由聚四氟乙烯等与冷媒/润滑油组合相容的材料制成，质量越轻越好。较佳地，所述外壳包括壳体和下壳盖，所述限位机构固定于下壳盖上并与油池内润滑油流体连通，且所述浮动件被限制于所述限位机构内并能够在所述限位机构内随润滑油上下移动。较佳地，所述限位机构通过焊接或螺栓连接方式固定在所述下壳盖上。另一实施例中，所述外壳包括壳体和下壳盖，所述限位机构的一端固定于下壳盖上，另一端固定连接有所述浮动件，并且在所述曲轴的转速达到预定转速时，所述限位机构在所述浮动件的作用下变形，从而允许所述浮动件朝向所述吸油机构运动。较佳地，所述限位机构为笼状件，在笼状件内部设有隔栅，所述笼状件的顶端设有栅格，所述浮动件布置于所述隔栅与所述栅格之间，且所述笼状件与所述吸油机构之间的距离等于所述最小距离，而所述隔栅与所述吸油机构之间的距离等于所述最大距离。另一实施例中，所述限位机构为弹簧，所述浮动件为浮球，所述弹簧的一端固定于下壳盖上，另一端与所述浮球固定连接。较佳地，所述限位机构还包括柔性线，所述柔性线的一端固定连接于所述浮球的下端，另一端固定连接于所述下壳盖。根据本发明的另一方面，还提供了一种空调系统，所述空调系统包括室外机、室内机和连接管道，所述室外机包括上述旋转式压缩机。根据本发明的又一方面，提供了一种控制旋转式压缩机出油率的方法，所述压缩机具有外壳，所述外壳内设有曲轴和油池，所述曲轴的朝向所述油池的一端设有吸油机构，其特征在于，所述方法包括在所述油池内靠近所述吸油机构设置流量调节装置，使得在所述压缩机的转速达到预定转速时，所述吸油机构的通流面积减小，进而使得所述吸油机构吸入的润滑油减少。本发明的旋转式压缩机利用在曲轴高速旋转时，润滑油产生上下压差，该上下压差足够导致经适当设置的浮动件上下浮动，因此，利用该原理，本发明的压缩机在曲轴的吸油机构下方设置有流量调节装置，该流量调节装置包括一浮动件，该浮动件能够在曲轴达到预定转速时上浮，从而减少吸油机构的通流面积，使得吸油机构吸入的润滑油量减少，从而从源头上控制降低出油率。本发明的流量调节装置结构简单，可靠性高，成本低，且降低出油率效果明显。附图说明图1是设有根据本发明的一实施例的流量调节装置的压缩机的局部剖视图；图2是图1的流量调节装置的限位机构的立体图；图3是设有根据本发明的另一实施例的流量调节装置的压缩机的局部剖视图；以及图4示出设有图1的流量调节装置的又一压缩机的局部剖视图。具体实施方式以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。图1是设有根据本发明的一实施例的流量调节装置10的旋转式压缩机100的局部剖视图。如图1所示，旋转式压缩机100具有由壳体101和下壳盖102构成的外壳，外壳内设有电机(图未示)和压缩机构，压缩机构包含曲轴103，在曲轴103下端，即曲轴103的朝向压缩机底部油池的一端设有集尘圈104，集尘圈设有进油口104a，进油口与曲轴的吸油口103a流体连通，使得曲轴在旋转时进油口104a自油池泵取润滑油并流入吸油口103a。为清楚起见，图1仅示出压缩机的一部分，即压缩机下部的包含曲轴103的部分。本领域的技术人员将理解，本发明的流量调节装置10可用于包含曲轴的任何现有的旋转式压缩机，比如立式旋转式压缩机和卧式旋转式压缩机。因此，在此不再详细描述压缩机的其他部分的结构。如图1所示，流量调节装置10位于进油口104a下方，并离进油口104a有一预定距离。流量调节装置10包括浮球11和浮球限位机构12，其中浮球11位于限位机构12内部，并由限位机构12限制而仅能在一定范围内上下移动。在压缩机的曲轴转速达到预定转速时，浮球上浮(对于卧式旋转式压缩机，这里的上浮指的是朝向进油口浮起)，从而使得进油口104a的通流面积减小，进而使得从进油口104a吸入的润滑油减少，有利于降低出油率，但仍然满足压缩机的润滑要求。较佳地，所述预定转速为约4500转/分钟。本实施例中，浮球11为一圆球体，较佳地为空心圆球体。但本领域的技术人员将理解，浮球11也可以由在曲轴转速达到预定转速时能够浮起的浮动件来替代，这些浮动件的形状可以为椭球体、正方体或圆柱体等，且较佳地为空心的。浮球可由聚四氟乙烯等能够与冷媒/润滑油组合相容的材料制成，质量越轻越好。如图2所示，限位机构12为笼状件，包括笼体121、栅格状顶端122和位于笼体内部的隔栅123，其中笼体121、栅格状顶端122和隔栅123界定一空间，用于容纳浮球11并将浮球11限制成只能在该空间内移动，尤其是上下移动。本实施例中，笼体121为大致圆筒形，在圆筒侧壁上设有多个通槽(或通孔)121a，从而使得笼体212内部与压缩机中的润滑油流体连通。其他实施例中，笼体也可以具有任何合适的形状，诸如空心且在侧壁上设有通孔或通槽的正方体或长方体。本实施例中，栅格状顶端122设有十字形栅格122a。然而，本领域技术人员将理解，顶端122可以具有其他形状，只要其能够限制浮球向上脱离限位机构12并限定浮球上浮时其顶部距离进油口的最小距离，以及使得限位机构内部经由其与压缩机中的润滑油流体连通即可。隔栅123具有类似于顶端122的形状，并用于限定浮球在不上浮时其顶部距离进油口的最大距离。限位机构12可以通过焊接、粘结或螺栓连接等方式固定于压缩机的下壳盖102上并浸入润滑油中。发明人经过研究发现，随着浮球顶部至进油口距离增大到一预定值，曲轴转速升高时浮球上浮不明显，所以，对浮球最靠近进油口的部位至进油口的初始距离(本实施例中，为隔栅123至进油口的距离)有一个最大值Hmax要求，经研究得知，Hmax＝10mm～12mm，取决于不同压缩机的最高转速和润滑要求。较佳地，Hmax＝10mm～11mm。发明人还发现，随着曲轴转速持续升高，浮球上浮并可能使得曲轴的泵油量不能满足压缩机的润滑要求，所以，浮球上浮后其最靠近进油口的部位至进油口的距离(本实施例中，顶端下表面至进油口的距离)有一个最小值Hmin要求，Hmin＝1mm～2mm，取决于不同压缩机的最高转速和润滑要求。较佳地，Hmin＝1mm～1.5mm。较佳地，浮球的外径为进油口直径的1.1～1.5倍。图3是设有根据本发明的另一实施例的流量调节装置10’的压缩机100’的局部剖视图。图3所示的压缩机与图1所示的压缩机不同之处仅在于流量调节装置10’。本实施例中，流量调节装置10’包括浮球11’和弹簧13'。弹簧13'的一端固定于下壳盖102上，另一端与浮球11’固定连接。弹簧13’具有适当设定的弹性系数，即具有适当的弹性变形能力，使得在压缩机的曲轴转动达到预定转速时，例如大于4500转/分钟时，浮球11’能够克服弹簧13’的拉力且在弹簧13’的形变范围内上浮到距离曲轴的进油口一定距离处，从而进油口104a的通流面积减小，进而使得从进油口104a吸入的润滑油减少，有利于降低出油率，但仍然满足压缩机的润滑要求。弹簧13’的弹性系数设置成能满足浮球上升的距离要求。较佳地，流量调节装置10’还包括柔性线14’，柔性线14’的一端固定连接于浮球13’的下端，另一端固定连接于下壳盖102。柔性线14’用于保证在弹簧失效时，在最高转速下，浮球13’仍然距离进油口有一定距离，从而保证在任何情况下，浮球都不会堵住进油口。与图1所示的实施例类似，为保证流量调节装置10’正常工作，本实施例中，浮球至进油口的初始距离(本实施例中，为弹簧不被拉长时，浮球至进油口的距离)有一个最大值Hmax要求。同样，浮球上浮后至进油口的距离(本实施例中，在最高转速下，浮球至进油口的距离)有一个最小值Hmin要求。图4示出设有图1的流量调节装置的又一旋转式压缩机的局部剖视图。图4所示的旋转式压缩机与图1所示的旋转式压缩机不同之处在于，图4中的旋转式压缩机不设有集尘圈，而是通过压缩机曲轴自身上设有的吸油口直接从油池吸取润滑油。同样，对浮球最靠近吸油口的部位至吸油口的初始距离有一个最大值Hmax要求，经研究得知，Hmax＝10mm～12mm，取决于不同压缩机的最高转速和润滑要求。较佳地，Hmax＝10mm～11mm。而且，浮球上浮后其最靠近吸油口的部位至进油口的距离也有一个最小值Hmin要求，Hmin＝1mm～2mm，取决于不同压缩机的最高转速和润滑要求。较佳地，Hmin＝1mm～1.5mm。其余相同，在此不再详述。本发明的流量调节装置利用曲轴转动形成压差的原理，在压缩机的曲轴吸油口或集尘圈进油口下方放置一浮动件，使得转速足够高时，产生的上下压差足够大就会使得浮动件浮起来，使得集尘圈进油口或曲轴吸油口通流面积减小，从而使得高转速下进入曲轴吸油口的润滑油量减少(但仍满足润滑要求)，并进而从源头上控制来降低出油率。例如，对于上海日立公司的ASD102CDN型压缩机，使用本发明的流量调节装置可以使出油率降低明显，详细数据如下表1所示：表1这里，出油率的计算公式为：出油率＝润滑油流量/制冷剂流量。从上表1中可看出，与不设有本发明的流量调节装置相比，设有流量调节装置的压缩机的出油率可降低2～4倍，效果非常显著。以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。