专利名称：压缩机均油装置及冷冻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于多台压缩机之间均匀分配冷冻机油的压缩机均油装置及具有该压缩机均油装置的冷冻机。
背景技术：
对于冷冻机等而言，当采用多台压缩机来循环制冷剂时，由于各压缩机之间的冷冻机油不均匀，因而存在特定压缩机的冷冻机油不足的问题。为了消除这种不均匀状态，现有的冷冻机设有使压缩机之间的冷冻机油均匀的装置。作为这种装置，如日本专利公报“第3197768号”揭示了在一个压缩机的高压容器中连接油均衡管，该油均衡管通过减压器连接于另一个的压缩机吸入配管。运行冷冻机时若只运行一台压缩机，则运行一定时间之后控制通过油均衡管相连接的两台压缩机同时运行预定时间。其结果，冷冻机油从具有多余冷冻机油的压缩机压力容器回流到冷冻机油不足的压缩机压力容器中，从而消除两台压缩机之间的冷冻机油的不均匀现象。
然而，运行一台压缩机时，如果冷冻机油的油面低于连接油均衡管的高度，则分散到高压容器内的冷冻机油的油雾通过油均衡管而移动到其他压缩机中，从而使一侧压缩机的油面进一步下降。并且，为了保持油面的均衡必须要两台压缩机同时运行一定时间，因此存在其控制复杂的问题。并且，当并列连接三台或三台以上压缩机时，由于很难确定油面降低的压缩机，因此难以在全部压缩机中确保必要的油面高度。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其主要目的在于并列连接多台压缩机时，能够简单并确定无疑地确保各压缩机的适当油量。
为了实现上述目的，依据本发明权利要求1所提供的压缩机均油装置用于在并列连接的多台压缩机之间保持均匀的冷冻机油，其特征在于具有气液分离单元，所述气液分离单元的流入端连接到一个所述压缩机的高压容器上，所述气液分离单元流出端中主要流出液体的第一流出端连接到使只被吸入于该压缩机的制冷剂通过的吸入配管，主要流出气体的第二流出端连接到使只被吸入于另一所述压缩机的制冷剂通过的吸入配管。
该压缩机均油装置对于连接气液分离单元的压缩机而言，当该压缩机的冷冻机油的油面高于连接到气液分离单元流入端的配管的连接高度时，冷冻机油流入到气液分离单元而被分配到多台压缩机中。与其相反，当该压缩机的冷冻机油的油面低于配管的连接位置时，混有冷冻机油雾的制冷剂流入到气液分离单元，并且冷冻机油雾在气液分离单元中从制冷剂分离而回流到原来的压缩机。
依据本发明，当混入于制冷剂中的冷冻机油雾流入到气液分离单元时，由于冷冻机油雾在气液分离单元中从制冷剂分离而被回收到原来的压缩机，因而可以使压缩机的冷冻机油量保持预定量。并且，即使不进行现有的特定运行控制，也可以使多台压缩机的冷冻机油量保持预定量。因此，可以用简单的结构实现稳定的运行。
图1为依据本发明实施方式所提供的冷冻机的结构示意图；图2为表示气液分离单元容积范围的曲线图；图3为用于说明压缩机均油装置作用的示意图；图4为用于说明压缩机均油装置作用的示意图；图5为具有两台压缩机时压缩机均油装置的结构示意图。
主要符号说明1为冷冻机，10为第一压缩机，11为第二压缩机，12为第三压缩机，17为室外热交换器，21为室内热交换器，23为吸入配管，27为高压容器，31为第一压缩机均油装置，33、43、53为气液分离单元，33A为流入端，33B为第一流出端，33C为第二流出端，35、45、55为毛细管(第一流量调节单元)，37、47、57为毛细管(第二流量调节单元)，41为第二压缩机均油装置，51为第三压缩机均油装置。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图1中示出依据本发明实施方式所提供的冷冻机的结构图。冷冻机1通过从室外机2延伸的气管3及液管4上并列连接多台室内机5而构成。
室外机2包含第一压缩机10、第二压缩机11以及第三压缩机12。第一压缩机10、第二压缩机11以及第三压缩机12的各排出口连接排出配管14，排出配管14集流为一个之后通过油分离器15连接到四通阀16的第一阀口16A。四通阀16具有四个阀口，并且可转换地构成为当第一阀口16A与第二阀口16B连接时，第三阀口16C与第四阀口16D被连接；当第一阀口16A与第三阀口16C连接时，第二阀口16B与第四阀口16D被连接。四通阀16的第二阀口16B通过室外热交换器17连接于液管4。液管4在室外机2内的管道中设有室外侧减压装置18。并且，液管4通过阀19可以断开室外机2内的管道与延伸到室外机2外的管道。液管4的延伸到室外机2外的管道再被分为三个分支管4A，这些分支管4A再被一一引导到三个室内机5内，并分别连接于各室内机5的室内侧减压装置20。
室内机5中室内侧减压装置20与室内热交换器21串联连接而布置，室内热交换器21上连接气管3的分支管3A。并且，室内机5的数量并不限定于三个。
气管3从各室内机5集流之后被引导到室外机2内，并通过阀22可以断开延伸到室外机2外的管道与室外机2内的管道。气管3在室外机2内被连接到四通阀16的第三阀口16C。并且，四通阀16的第四阀口16D连接吸入配管23。吸入配管23为热交换之后使吸入于压缩机(如图1中的10、11、12)的制冷剂流过的配管，并在从油分离器15延伸的油回流管24集流之后向各压缩机(如图1中的10、11、12)分支为三个吸入分支管23A。并且，油回流管24在其管道中设有毛细管等减压单元26。
吸入配管23的各吸入分支管23A连接于第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的高压容器27上。即，各吸入分支管23A中只流过被吸入于对应一个压缩机(如图1中的10、11、12)中的制冷剂。第一压缩机10、第二压缩机11、第三压缩机12各自的高压容器27内容纳预定量的冷冻机油。并且，第一压缩机10连接第一压缩机均油装置31。同样，第二压缩机11、第三压缩机12分别连接第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51。
第一压缩机均油装置31具有连接于离高压容器27底部预定高度位置的连接管32。该连接管32被连接到气液分离单元33的流入端。气液分离单元33用于通过利用如离心力将混合气液的流体分离为气体与液体。气液分离单元33中主要流出液体的第一流出端上连接油回流管34。油回流管34在其管道中设置作为第一流量控制单元的毛细管35之后被连接到第一压缩机10的吸入分支管23A，所述吸入分支管23A中只流过被吸入于第一压缩机10中的制冷剂。另外，气液分离单元33中主要流出气体的第二流出端上连接均油管36。均油管36在其管道中设置作为第二流量调节单元的毛细管37，并且与其他的均油管38及均油管39集流之后被分支为吸入分支管23A之前连接于吸入配管23，所述吸入配管23使被吸入于第一压缩机10的制冷剂及被吸入于其他压缩机11及压缩机12的制冷剂流过。
此外，在两个毛细管35及毛细管37中设定通道阻力，以使流过第一压缩机均油装置31的流量与流过室内热交换器17及室外热交换器21的主回路的制冷剂的流量之比为预定比例以下。并且，毛细管35与毛细管37被预先设定，使其控制回流到第一压缩机10的流量与分配到三个压缩机10、11、12的流量，以使第一压缩机10的油面保持预定水平。
与此相同，第二压缩机11上连接第二压缩机均油装置41。第二压缩机均油装置41具有连接于离第二压缩机11的高压容器27底部预定高度位置的连接管42，该连接管42被连接到气液分离单元43的流入端。气液分离单元43的第一流出端上连接油回流管44，油回流管44通过毛细管45(第一流量调节单元)被连接到第二压缩机11的吸入分支管23A，该第二压缩机11的吸入分支管23A中只通过被吸入于第二压缩机11的制冷剂。气液分离单元43的第二流出端上连接均油管38，均油管38在其上设置毛细管47(第二流量调节单元)之后与其他均油管36、39集流，并且被分支为吸入分支管23A之前连接于吸入配管23，该吸入配管23使被吸入于第二压缩机11的制冷剂及被吸入于其他压缩机10及压缩机12的制冷剂流过。
此外，第三压缩机12上连接第三压缩机均油装置51。第三压缩机均油装置51具有连接于离第三压缩机12的高压容器27底部预定高度位置的连接管52，该连接管52被连接到气液分离单元53的流入端。气液分离单元53的第一流出端上连接油回流管54，油回流管54通过毛细管55(第一流量调节单元)被连接到第三压缩机12的吸入分支管23A，该第三压缩机12的吸入分支管23A中只通过被吸入于第三压缩机12的制冷剂。气液分离单元53的第二流出端上连接均油管39，均油管39在其上设置毛细管57(第二流量调节单元)之后与其他均油管36、38集流，并且被分支为吸入分支管23A之前连接于吸入配管23，该吸入配管23使被吸入于第三压缩机12的制冷剂及被吸入于其他压缩机10及压缩机11的制冷剂流过。并且，第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51的各构成要素与第一压缩机均油装置31相同。然而，当第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的容量等差别很大时，可以对应于容积大小而进行变换。
在此，相对于第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的必要最低油量而言，气液分离单元(如图1中的33、43、53)的容积为预定容积以下。更具体地说容积为图2所示的气液分离单元的容积范围(R1)之内。本实施方式中，气液分离单元容积范围(R1)的下限值为对应于冷冻机油的5％的容积。而气液分离单元容积范围(R1)的上限值为对应于冷冻机油的20％的容积。当气液分离单元(如图1中的33、43、53)的容积低于下限值时，由于液体与气体的分离性能下降，因而不合乎要求。而当气液分离单元(如图1中的33、43、53)的容积高于上限值时，由于气液分离单元33、气液分离单元43及气液分离单元53中滞留多余的冷冻机油，从而使第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的运行所需的冷冻机油不足，因而不合乎要求。
下面说明该实施方式的作用。
首先，在冷冻机1中执行制冷运行时转换四通阀16，以连通第一阀口16A与第二阀口16B、连通第三阀口16C与第四阀口16D。从第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12排出的高压气体制冷剂在油分离器15分离混入到气体制冷剂中的冷冻机油之后，通过四通阀16被引导到室外热交换器17中。室外热交换器17通过热交换将气体制冷剂液化而形成液体制冷剂。液体制冷剂在室外侧减压装置20中被减压之后引导到运行中的室内机5中。在室内机5内，液体制冷剂在室内侧减压装置18中进一步被减压之后流入到室内热交换器21。室内热交换器21通过热交换将低压液体制冷剂气化而形成低压气体制冷剂，并用此时的气化热制冷室内空间。低压气体制冷剂从室内热交换器21通过气管3被回收到室外机2。在室外机2内通过四通阀16被引导到吸入配管23，并从吸入分支管23A被吸入到第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12。并且，再被加压而被排到排出配管14。
在冷冻机1中执行制热运行时转换四通阀16，以连通第一阀口16A与第三阀口16C、连通第二阀口16B与第四阀口16D。从第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12排出的高压气体制冷剂从四通阀16通过气管3被引导到运行中的室内机5的室内热交换器21。室内热交换器21将气体制冷剂液化而形成液体制冷剂，并用此时的冷凝热制热室内空间。液体制冷剂从室内热交换器21通过液管4而被减压的同时被回收到室外机2中，并在室外热交换器17中通过热交换而变为低压气体制冷剂。气体制冷剂从四通阀16通过吸入配管23，并被吸入到第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12中。并且，再被加压而被排到排出配管14。
如上所述，在冷冻机1运行期间第一压缩机均油装置31、第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51起到使第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12各自的冷冻机油均匀的作用。例如，如图3所示，当第一压缩机10的高压容器27内的冷冻机油增加而使其油面的位置高于连接管32的连接位置时，只有冷冻机油从连接管32流入到气液分离单元33的流入端33A。其结果，气液分离单元33被冷冻机油充满而使冷冻机油分别向油回流管34及均油管36流出。流到油回流管34的冷冻机油只回流到作为原来压缩机的第一压缩机10中，但流到均油管36的冷冻机油通过吸入配管23而回流到第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12中。如此，由于从第一压缩机10流出的冷冻机油还流入到第二压缩机11及第三压缩机12，因而第一压缩机10的冷冻机油逐渐减少，而冷冻机油相对少的压缩机(例如，第二压缩机11及第三压缩机12)的冷冻机油增加，从而使第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的冷冻机油量均匀。
此外，例如图4所示，当第一压缩机10的高压容器27内的冷冻机油减少而使其油面的位置低于连接管32连接位置时，气体制冷剂与混入到气体制冷剂中的冷冻机油的油雾通过连接管32流入到气液分离单元33。气液分离单元33分离油雾与气体制冷剂。并且，使气体制冷剂从第二流出端33C流到均油管36，使油雾从第一流出端33B流到油回流管34。该油雾通过油回流管34从吸入分支管23A回流到作为原来压缩机的第一压缩机10中。因此，第一压缩机10中被混入到气体制冷剂的冷冻机油通过第一压缩机均油装置31被回收到第一压缩机10本身。由此，阻止冷冻机油从第一压缩机10流出，从而防止高压容器27内油面的降低。
此时，第一压缩机10的冷冻机油量较少而导致其他压缩机(例如，第二压缩机11)的冷冻机油量较多。当第二压缩机11的冷冻机油量较多时，通过第二压缩机均油装置41使第二压缩机11的冷冻机油被分配到第一压缩机10中，结果使第一压缩机10的冷冻机油量增加，并由此使第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的冷冻机油量均匀。如此，由于使第一压缩机均油装置31、第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51作用，因此通常冷冻机1运行期间可以使第一压缩机10、第二压缩机11及第三压缩机12的油面均匀。并且，即使存在停止运行的压缩机，也因第一压缩机均油装置31、第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51的作用，使油面均匀。
依据本实施方式，当冷冻机油的液面超过高压容器27的连接管32的高度时，由于冷冻机油的多余部分可以被自动分配到全部压缩机(如图1中的10、11、12)中，因此可以使油面保持一定。并且，当冷冻机油的液面低于高压容器27的连接管32的高度时，由于冷冻机油的油雾不能通过第一压缩机均油装置31、第二压缩机均油装置41及第三压缩机均油装置51而流到其他压缩机10、压缩机11及压缩机12中，因此可以防止冷冻机油的油面降低。
并且，只要以通常的制冷运行或制热运行就可以自动进行均油控制，因而可以不执行现有的运行控制和通道的转换作业。因此，不仅装置结构变得简单，而且还可以进行连续并且稳定的运行，由此提高室内的适宜性。
并且，由于油回流管(如图1中的32、42、52)与均油管(如图1中的36、38、39)上设有毛细管(如图1中的35、37、45、47、55、57)，因此每个管道上流量被控制，从而不仅可以使冷冻机稳定地运行，还可以保持全部压缩机(如图1中的10、11、12)的适当油量，由此提高可靠性。
此外，本发明并不限定于所述实施方式，而可以被广泛应用。
例如，如图5所示，即使是具有第一压缩机10、第二压缩机11与第一压缩机均油装置31、第二压缩机均油装置41的冷冻机也可以。第一压缩机均油装置31的均油管36被连接于只使被吸入于第二压缩机11的制冷剂通过的吸入分支管23A上，第二压缩机均油装置41的均油管38被连接于只使被吸入于第一压缩机10的制冷剂通过的吸入分支管23A上。此时的作用及效果与所述的实施方式相同。并且，具有四组以上压缩机及压缩机均油装置的冷冻机也可以获得相同的作用及效果。
图1中所示的均油管36、38、39可以集流一次之后被分支，也可以连接到各自的吸入分支管23A。
气液分离单元(如图1中的33、43、53)的容量可以根据其冷冻机而选择最佳的容积，若容量小于压缩机运行所必要的最小油量，则可以在所述气液分离单元容积范围(R1)之外。
第一流量调节单元及第二流量调节单元也可以用膨胀阀、开闭阀或其他减压单元来替代毛细管(如图1中的35、37、45、47、55、57)。并且，若通过油回流管(如图1中的34、44、54)或均油管(如图1中的36、38、39)的流量较大时也可以使冷冻机1稳定运行，则可以不用设置流量调节单元。并且，也可以只在油回流管(如图1中的34、44、54)或只在均油管(如图1中的36、38、39)中设置流量调节单元。
权利要求
1.一种压缩机均油装置，用于在并列连接的多台压缩机之间保持均匀的冷冻机油，其特征在于具有气液分离单元，所述气液分离单元的流入端连接到一个所述压缩机的高压容器上，所述气液分离单元的流出端中主要流出液体的第一流出端连接到使只被吸入于该压缩机的制冷剂通过的吸入配管，主要流出气体的第二流出端连接到使只被吸入于另一所述压缩机的制冷剂通过的吸入配管。
2.根据权利要求1所述的压缩机均油装置，其特征在于所述第二流出端连接于向多台所述压缩机分支之前的吸入配管上。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机均油装置，其特征在于具有用于调节从所述气液分离单元的第一流出端流出的流体的流量的第一流量调节单元与用于调节从所述气液分离单元的第二流出端流出的流体的流量的第二流量调节单元。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的压缩机均油装置，其特征在于所述气液分离单元的容积以所述压缩机所需的冷冻机油的最低油量为基准，在预定容积以下。
5.根据权利要求4所述的压缩机均油装置，其特征在于所述气液分离单元的容积为对应于所述压缩的机冷冻机油的5％～20％范围内的量。
6.一种冷冻机，包含连接权利要求1至5中的任意一项所述的压缩机均油装置的多台所述压缩机与热交换器。
全文摘要
本发明在并列连接多台压缩机时，可以简单并确定无疑地确保各压缩机的适当油量。解决方法为冷冻机(1)的室外机(2)中并列连接第一压缩机(10)、第二压缩机(11)及第三压缩机(12)。第一压缩机(10)连接第一压缩机均油装置(31)。第一压缩机均油装置(31)包含连接于第一压缩机的(10)压力容器的连接管(32)、气液分离单元(33)、使从气液分离单元(33)流出的液体通过的油回流管(34)以及主要使从气液分离单元(33)流出的气体通过的均油管(36)。油回流管(34)连接于第一压缩机(10)的吸入分支管(23A)，均油管(36)在与第二压缩机均油装置(41)的均油管(38)及第三压缩机均油装置(51)的均油管(39)集流之后连接于吸入配管(23)。
文档编号F25B31/00GK1912495SQ20051013200
公开日2007年2月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年8月12日
发明者日下道美, 金子孝 申请人:三星电子株式会社