专利名称：在节约器管路与蒸发器入口之间具有卸载阀的压缩机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及卸载阀的独特布置，这对于在节约循环下运行的压缩机是特别有利的，并且压缩机还可经中间节约器端口进行卸载。
背景技术：
特别适用于本发明的一种压缩机类型是涡旋式压缩机。涡旋式压缩机广泛地应用于压缩机领域。然而，涡旋式压缩机目前面临多个设计上的待解决的问题。一个特别的待解决的问题是，当不需要以全部能力来运行时需实现降低的能力程度。
因此，涡旋式压缩机可例如设置有旁通卸载阀，以便将一部分压缩后的制冷剂引导回到压缩机吸气端口。以这样的方式，可减小被压缩的制冷剂的质量。当然，其它类型的压缩机也可具有用于相似目的的旁通卸载阀。
另一方面，在许多制冷剂压缩的应用场合中，其它情况下可能更希望的是使得压缩机能力可实现增加的单位负荷能力。一种获得增加的能力的方法是将节约器回路引入到制冷剂系统中。节约器回路主要提供了在冷凝器下游的主制冷剂流动与同样在冷凝器下游分流并且流经膨胀阀的第二制冷剂流动之间的传热。该主制冷剂流动在热交换器中由第二流动来冷却。以这样的方式，来自冷凝器的该主制冷剂流动在流经其自身膨胀阀并进入蒸发器之前被冷却。因为主制冷剂流动以较低的温度进入膨胀阀，所以其具有更大的能力来吸收热量，并且提供增大的系统冷却能力，这是初始的目的。在第二流动中的制冷剂优选为稍位于吸气端口下游在中间压缩位置处进入压缩腔。通常，该节约器流体在压缩腔已经封闭之后的位置处喷射到其中。
在美国专利5996364披露的系统中，制冷剂系统具有旁通管路和节约器回路。旁通管路使得来自中间压缩位置的蒸气直接连通到吸气管路。该旁通管路设置有卸载阀。当所需进行卸载运行时，卸载阀打开，并且节约器阀关闭。这样，在压缩循环中制冷剂可随后从中间位置直接返回到吸气端口。
尽管该现有技术的系统实现许多有益的效果，但是还存在提供特定的进一步有益的改进的需求。
发明内容
在本发明的所公开的实施例中，压缩机设置有节约器回路和旁通管路。卸载阀定位在旁通管路上并且在操作上可选择性地使得来自中间压缩位置的制冷剂与蒸发器上游的一位置连通。在节约器喷射管路上的阀可关闭，并且卸载阀打开；这样，压缩机中的节约器喷射端口用作旁通端口并且使得流体分流回到在蒸发器上游的该位置。
本发明提供了多个优于制冷剂从中间压缩位置直接返回到吸气管路的现有技术的优点。在本发明中，来自中间压缩位置的制冷剂返回到蒸发器上游(优选为在主膨胀装置与蒸发器入口之间的位置)，而不是返回到蒸发器的下游(在蒸发器出口与压缩机吸气端口之间的位置)。这实现了在卸载运行时流经蒸发器的制冷剂质量流量大于现有技术的情况。制冷剂质量流量的增大改善了在卸载运行时油返回到压缩机的流动，从而提高了蒸发器的效率。改进的油返回还使得油被泵送出压缩机壳体并储存在蒸发器中的风险降至最小。如果油泵送出压缩机，由于轴承和泵送组件无法接受到足够的润滑从而可能损坏压缩机。
另外，已知的是，传感器通常设置在蒸发器的下游以便控制主膨胀装置的开度。该主膨胀装置控制成便于获得所需开度以便保持离开蒸发器的制冷剂的所需过热度。
在另一特征中，现有技术具有刚好在压缩机外侧的旁通卸载阀。这样，阀及其管道等的设置通常阻碍所需的更换压缩机的工作。通过将旁通管路和旁通卸载阀移动到远离压缩机的位置，从而围绕压缩机提供了更大的空间，这简化了压缩机的更换工作。
因此本发明提供了多个非常有价值的有益技术效果。
以下参照附图并结合实施例的详细描述，可更好地理解本发明的的这些和其它的特征，在附图中图1示出了现有技术的涡旋式压缩机；图2示出了在稍微不同工作状态下的现有技术的涡旋式压缩机；图3示出了现有技术的涡旋式压缩机的不转动的涡旋件如何连接到相邻管道；图4示出了现有技术的制冷剂循环的示意图；和图5示出了本发明的制冷剂循环。
具体实施例方式
作为适用于本发明的一种压缩机类型的示例，在图1中示出了现有技术的涡旋式压缩机泵送组件19，其具有转动的涡旋件22和固定的或不转动的涡旋件24，该转动的涡旋件22包括转动的涡卷部23，该固定的或不转动的涡旋件24包括不转动的涡卷部25。涡卷部相互配合并且围绕排气端口26。已知的是，该转动的涡旋件22相对于该不转动的涡旋件24转动，并且涡卷部23、25选择性地限定朝向排气端口26压缩的制冷剂容积。多个端28和30形成在不转动的涡旋件24的基部31中。或者，端口28和30可包括一对单个的大端口。这些端口还延伸穿过涡卷部23、25或者位于其它位置。在图1所示的位置处，端口28和30刚好没有被转动的涡卷部23遮挡，在大致同时，压缩腔27和29被密封以便和与吸气管路45连通的区域隔开。
如图2所示的现有技术，随着转动的涡卷部的连续运动，端口28和30没有被覆盖并且暴露于压缩腔27和29，压缩腔27和29借助转动的涡卷部23接触不转动的涡卷部25的运动来封闭。
在如图3所示的现有技术中，第一通道32与端30连通，第二通道34与端口28连通。交叉通道36与通道32和34连通。一系列的塞38在适当位置封闭通道32、34、36。通道40使得交叉通道36与通向管路44和通道46的旁通阀42连通，该管路44返回到吸气管路45，该通道46通向与节约器喷射管路50连通的节约器阀48，该节约器阀48与节约器热交换器52或节约器闪发容器连通。在已知的现有技术中，还可使用使得来自中间压缩容积的制冷剂流引导到通道46的其它结构。
在如图4所示的现有技术中，设置有压缩机20，其具有吸气端71、中间端72、和排气端口73。管路40使得中间压缩位置经管路50与节约器热交换器52连通，或经管路44与吸气管路45连通。节约器热交换器52刚好位于制冷剂系统56的冷凝器54的下游。或者，节约器阀48可位于刚好在节约器热交换器52上游的管路49上。
如图所示，传感器61感测制冷剂在蒸发器58下游的状态并且与主膨胀装置63进行通讯。应当注意，传感器61可以是例如热力膨胀阀(TXV)的感温包、或电子膨胀阀(EXV)的温度传感器、或感测流动中存在液体的电子膨胀阀的特定热敏电阻。然而，无论传感器的类型或膨胀装置的类型，设置传感器的目的在于控制主膨胀装置的开度，以便实现所需量的膨胀的制冷剂到达蒸发器58，从而使得离开蒸发器58的制冷剂以所需的过热度进入压缩机吸气端口71。然而，在卸载工作中，旁通管路44使得较热的制冷剂返回到传感器61下游的吸气管路45中。当压缩机在旁通模式下运行时，该传感器因此不能实现使得经吸气管路45返回到压缩机20的吸气端口71的制冷剂具有所需的过热度。也就是说，由于从旁通管路44返回的热的制冷剂与来自管路74的制冷剂混合，因此传感器61不会感测到管路45中的制冷剂的温度的升高，并且因此不可能实现进入压缩机吸气端口71的制冷剂具有所需的过热度。
在该现有技术的制冷剂系统的运行过程中，可实现三个等级的输出能力。第一，在满负荷下，节约器阀48打开，旁通阀42关闭，并且进行节约运行。在本领域公知的是，这通过改善流向蒸发器58的流体的热力状态从而增大了该制冷剂系统的输出能力。
当需要较低输出能力时，节约器阀48和旁通阀42均关闭。在这种运行状态中，压缩机在节约器循环被切断并且没有旁通的状态下运行。控制器60操纵该系统56，其包括节约器阀48和旁通阀42。
最后，当甚至需要获得更低的输出能力时，节约器阀48关闭并且旁通阀42打开。此刻，在压缩腔内聚集的流体经中间端口72和管路40、44向外流动并且流入吸气管路45。该流体因此经端口71旁通回到涡旋式压缩机20的入口。
优选的是，旁通管路44和阀42定位在涡旋式压缩机壳体之外，因此简化了阀42的控制组件以及简化了涡旋式压缩机的组装。然而，旁通管路44和阀42可设置在壳体内。
通常，图4所示的现有技术的系统结构通过利用单组端口和通道实现了节约运行和旁通运行，从而获得到有益的技术效果。
图5示出了本发明的系统。具有大致相同结构和位置的部件由图4中的相同附图标记上表示。还包括与图1和2所示的相似的内部通道。可以看出，此刻，旁通管路144和卸载阀142如此定位，即，使得制冷剂经在蒸发器58上游的旁通管路144返回。对于所述阀的打开和关闭而言，卸载运行和节约器运行可与以上所述的情况相同。然而，当在卸载模式下制冷剂经旁通管路144返回时，该制冷剂与在管路75中流向蒸发器58的主制冷剂流动相混合。仍位于蒸发器58下游的温度传感器161此刻感测来自管路144的旁通制冷剂与主制冷剂流动的混合作用效果。然而，此刻该传感器将控制离开蒸发器58并经吸气端口71进入压缩机的混合流动中的制冷剂过热度。另外，在卸载模式运行时经蒸发器58的制冷剂质量流量大于现有技术的系统。这使得更多的油经吸气管路45返回到压缩机20中。随着制冷剂的质量流量的增大，可更容易地使得油返回到压缩机中。在油返回方面的改进还改善了蒸发器的传热能力，这是因为更少的油保持在蒸发器的传热表面上。在油返回到压缩机方面的改进还使得油完全离开压缩机的几率降至最小，由此防止了潜在的由于缺少润滑而导致的压缩机损坏。
另外，在现有技术中，旁通管路和旁通阀设置在压缩机附近以便使得旁通的制冷剂与吸气管路连通，这样使得更换压缩机的工作比较麻烦。本发明借助使得旁通管路和旁通阀移动到远离压缩机的位置从而简化了压缩机的更换。
尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员应当理解，可在本发明的范围内进行特定的变型。因此，应当理解以下的权利要求限定了本发明的实际范围和内容。
权利要求
1.一种制冷剂循环，其包括压缩机；该压缩机具有将制冷剂供应给冷凝器的出口，该冷凝器将制冷剂供应给主膨胀装置，制冷剂从该主膨胀装置移动到蒸发器，和位于该蒸发器下游的压缩机吸气入口；至少一个节约器喷射端口，其在所述吸气入口下游的位置处与该压缩机连通；以及卸载阀，该卸载阀选择性地使得来自该压缩机的被压缩的制冷剂经该节约器喷射端口与该蒸发器上游的一位置连通。
2.如权利要求1所述的制冷剂循环，其特征在于，该压缩机是涡旋式压缩机。
3.如权利要求1所述的制冷剂循环，其特征在于，该卸载阀定位在安装于压缩机壳体之外的旁通通道上。
4.如权利要求1所述的制冷剂循环，其特征在于，传感器定位在该蒸发器下游并且位于该压缩机的该吸气入口的上游，该传感器控制该主膨胀装置以便在该蒸发器的出口处实现所需的过热度。
5.如权利要求1所述的制冷剂循环，其特征在于，节约器循环将制冷剂供应给该节约器喷射端口，并且节约器阀设置在该卸载阀与该节约器喷射端口连通的位置的上游，该节约器阀在该卸载阀打开时关闭。
6.一种制冷剂循环，其包括涡旋式压缩机泵送单元，该涡旋式压缩机泵送单元具有转动的涡旋件和不转动的涡旋件，该转动的涡旋件带有基部和从该基部延伸涡卷部，该不转动的涡旋件带有基部和从该基部延伸且与该转动涡旋件的涡卷部彼此配合以便限定压缩腔的涡卷部；至少一个通向该压缩腔的节约器喷射端口，该节约器喷射端口与节约器喷射通道连通，该节约器喷射通道与节约器回路连接；该压缩机泵送单元具有将制冷剂供应给冷凝器的出口，该冷凝器将制冷剂供应给主膨胀装置，并且该制冷剂从该主膨胀装置移动到蒸发器，和设置在该蒸发器下游以便返回压缩机的吸气入口；以及卸载系统，该卸载系统选择性地使得该节约器喷射通道与该蒸发器上游的一位置连通，该卸载系统包括使得该节约器喷射通道与该蒸发器上游的所述位置连通的旁通管路以及使得该旁通管路选择性打开的卸载阀，当该卸载阀打开时，来自该压缩腔的被压缩的制冷剂流经该节约器喷射通道并流向该蒸发器上游的所述位置。
7.如权利要求6所述的制冷剂循环，其特征在于，该节约器阀设置在该节约器喷射通道上位于该旁通管路的上游。
8.如权利要求7所述的制冷剂循环，其特征在于，该节约器阀在该卸载阀打开时关闭。
9.如权利要求6所述的制冷剂循环，其特征在于，该卸载阀定位在安装于压缩机壳体之外的旁通通道上。
10.如权利要求6所述的制冷剂循环，其特征在于，传感器定位在该蒸发器下游并且位于该压缩机的该吸气入口的上游，该传感器控制该主膨胀装置以便在该蒸发器的出口处实现所需的过热度。
全文摘要
一种压缩机，其具有与压缩机的压缩腔连通的节约器喷射管路。卸载阀选择性地使得节约器喷射管路连通返回到蒸发器上游的一位置。当压缩机在卸载模式下运行时，部分的经压缩的制冷剂返回到蒸发器上游的一位置。在卸载模式下，与旁通的制冷剂返回到蒸发器下游的现有技术的情况相比，这导致流经蒸发器制冷剂质量流量更大。这借助使得油更有效地返回从而增大了系统效率，否则油可能保留在蒸发器中不返回到压缩机。另外，与现有技术的压缩机系统相比，在卸载运行时进入压缩机的制冷剂的过热度下降，其中旁通的制冷剂直接返回到压缩机吸气管路。下降的制冷剂过热度增大了系统效率，改善了马达性能，并且降低了压缩机排气温度。
文档编号F25B49/00GK1878993SQ200480033102
公开日2006年12月13日 申请日期2004年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者A·利夫森 申请人:开利公司