專利名稱：冰水機(jī)回油噴射泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種冰水機(jī)回油噴射泵，特別是能將冰水機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的油及冷媒混合物抽吸后再送回壓縮機(jī)，防止壓縮機(jī)因失油造成損壞。且液體冷媒在抽吸過程中，會因氣化后變成氣態(tài)冷媒，因此亦可防止壓縮機(jī)液壓縮。
背景技術(shù)：
一般冰水機(jī)系統(tǒng)，包含一壓縮機(jī)壓縮冷媒氣體、一冷凝器冷凝壓縮冷媒氣體到液體冷媒、一膨脹閥降低液體冷媒壓力、一蒸發(fā)器吸收被冷卻液的熱量來提供冰水。冰水機(jī)所使用的壓縮機(jī)型式通常有往復(fù)式、螺旋式、離心式、渦卷式。潤滑油除了潤滑壓縮機(jī)外，另提供最佳的油封效果。但系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，壓縮機(jī)內(nèi)的潤滑油不可避免地會和氣體冷媒混合，隨著氣體冷媒排出到冷凝器及蒸發(fā)器。
如果所排出去的潤滑油無法回到壓縮機(jī)時，即必須補(bǔ)充更多潤滑油到系統(tǒng)，以維持壓縮機(jī)之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則壓縮機(jī)會因缺乏潤滑油而損壞，尤其，對螺旋式壓縮機(jī)而言，工作中需要相當(dāng)多的油與壓縮氣體冷媒一起做循環(huán)，以用來做為潤滑及油封之用，而太多的潤滑油在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)時則會降低冰水機(jī)整體的效率。
為解決上述問題，公知的做法是在壓縮機(jī)及冷凝器之間加裝一個油分離器，事先將潤滑油從油和冷媒混合的氣體中分離出來，再將分離后的油送回壓縮機(jī)，而氣體冷媒則輸送到冷凝器做冷凝。
參考圖1所示，即公知滿液式冰水機(jī)實(shí)施例的概略回路圖。壓縮機(jī)10在運(yùn)轉(zhuǎn)時，蒸發(fā)器50內(nèi)的氣體冷媒，會經(jīng)吸氣管11吸到壓縮機(jī)10，然后經(jīng)過壓縮后變成高壓過熱氣體冷媒，再經(jīng)排氣管12排到該油分離器20。在上述之壓縮及排氣過程中，部份潤滑油會隨著冷媒排出去，到油分離器20時，油會被分離出來，再經(jīng)回油管13回到壓縮機(jī)10。至于氣體冷媒則繼續(xù)經(jīng)管路18輸送到冷凝器30，冷凝成過冷液體冷媒。過冷液體冷媒，再經(jīng)膨脹裝置40降低壓力后，進(jìn)入蒸發(fā)器50蒸發(fā)變成氣體冷媒。然而，以前述滿液式冰水機(jī)為例，雖然其加裝有油分離器20，若系統(tǒng)上沒有做其他特殊處理，運(yùn)轉(zhuǎn)時間一久，潤滑油仍然會隨著冷媒慢慢地累積在冷凝器30及蒸發(fā)器50內(nèi)，因此還是會有回油不良的問題。同時在蒸發(fā)器50內(nèi)，蒸發(fā)后的氣體冷媒流速，其并不像直膨冰水機(jī)系統(tǒng)，能將油帶回壓縮機(jī)10，因此仍會回油不良，進(jìn)而造成壓縮機(jī)10損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種冰水機(jī)回油噴射泵，其使冰水機(jī)系統(tǒng)內(nèi)無論是否安裝有油分離器，即使油排出到蒸發(fā)器，也能夠確實(shí)地將油抽回到壓縮機(jī)，以達(dá)到回油效果。
根據(jù)本發(fā)明所提供的前述回油噴射泵，主要包含有一本體、一CD噴嘴(CONVERGING DIVERGING NOZZLE)及一擴(kuò)散器等所組成。其中本體具有三個開口，同心軸方向的兩個開口，小開口連接CD噴嘴的出口端，大開口連接擴(kuò)散器的入口端；另一個垂直方向的開口連接抽油管，該抽油管是連接到蒸發(fā)器出油口位置；CD噴嘴的入口端，連接壓縮機(jī)的排氣管；擴(kuò)散器的出口端，連接壓縮機(jī)的吸氣管；本體、CD噴嘴、擴(kuò)散器均為金屬，例如鐵、不銹鋼、銅等所制作而成。
壓縮機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，經(jīng)吸氣管從蒸發(fā)器吸入氣體冷媒，經(jīng)過壓縮后變成高壓的過熱冷媒氣體，經(jīng)排氣管排到冷凝器。在壓縮及排氣過程中，部份潤滑油會隨著冷媒排出去。進(jìn)入冷凝器的氣體冷媒，與冷卻水或空氣做熱交換后，變成過冷液體冷媒。過冷液體冷媒，再經(jīng)膨脹裝置降低壓力后，進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)變成氣體冷媒，再回到壓縮機(jī)。然而蒸發(fā)后的氣體冷媒流速，并無法將混合在冷媒內(nèi)的潤滑油帶回壓縮機(jī)，因此會有回油不良問題，此在一種滿液式蒸發(fā)器中尤為嚴(yán)重。
本發(fā)明主要是從壓縮機(jī)排氣管引入高壓過熱冷媒氣體到噴嘴入口作為驅(qū)動流。當(dāng)驅(qū)動流流經(jīng)噴嘴時，速度會加快壓力會降低，在噴嘴出口端產(chǎn)生的壓降，會比蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)壓力低，利用此壓力差，將蒸發(fā)器內(nèi)的液體冷媒及油抽吸到混合腔，與驅(qū)動流均勻地混合后，再經(jīng)擴(kuò)散器升壓后，經(jīng)吸氣管回到壓縮機(jī)；在抽吸及混合過程中，液體冷媒會氣化成氣體，因此可以防止壓縮機(jī)液壓縮。


圖1公知滿液式冰水機(jī)概略回路圖。
圖2本發(fā)明應(yīng)用在滿液式冰水機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例回路圖。
圖3本發(fā)明回油噴射泵組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4本發(fā)明有關(guān)本體的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5本發(fā)明有關(guān)CD噴嘴的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6本發(fā)明有關(guān)擴(kuò)散器的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先請配合參看各附圖所示。本發(fā)明所提供的一種冰水機(jī)回油噴射泵，其可確實(shí)地將排出到蒸發(fā)器內(nèi)的潤滑油有效地抽回至壓縮機(jī)內(nèi)，用以達(dá)到回油效果，值得一提的是，在本發(fā)明冰水機(jī)系統(tǒng)內(nèi)是否安裝有公知的油分離器，均不會影響本發(fā)明的應(yīng)用，均能有效地將潤滑油抽回壓縮機(jī)。
其次，請參看圖3所示，為本發(fā)明回油噴射泵的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。其中，回油噴射泵60主要是由CD噴嘴70、本體80及擴(kuò)散器90等焊接組立完成。其所使用的材料可為一般金屬，例如鐵、不銹鋼、銅等所制作而成。至于其各別的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，則請參看以下說明。
首先如圖4所示，為本發(fā)明本體80部份的具體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，本體80呈三通之中空管狀體，在其同軸方向的左側(cè)開口81是連接CD噴嘴70的出口端，而右側(cè)開口82是連接擴(kuò)散器90的入口端。至于其垂直方向的上方開口83則是在系統(tǒng)上使用時用來連接抽油管15，進(jìn)而與蒸發(fā)器50相銜接(如圖2所示)。
其次，如圖5所示，另為本發(fā)明CD噴嘴70部份較的具體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該噴嘴70呈中空尖錐管狀，且尖錐管端出口端套裝于本體80的一端開口81，至于其另端的入口端則通過管路14與壓縮機(jī)10的排氣管12銜接；另外，在其中空管內(nèi)依據(jù)冷媒流經(jīng)位置以及其管徑不同，則分別形成有收縮段71、喉部72及擴(kuò)散段73三部份，并因此分別形成收縮角β1、喉部直徑d1及擴(kuò)散角β2三個不同的尺寸及角度部位，用以產(chǎn)生不同冷媒流速的不同壓力變化；至于各尺寸及角度部位的理想數(shù)值，其中，收縮角β1約在25°～60°之間為較佳，喉部直徑d1約在1.5mm～3.5mm之間為較佳，而擴(kuò)散角β2則約在5°～10°之間為較佳。為達(dá)到有效的產(chǎn)生抽吸效果，本發(fā)明CD噴嘴70的設(shè)計條件是在噴嘴70的出口壓力Pe必須小于蒸發(fā)器50之蒸發(fā)壓力Pevp，亦即必須符合Pe＜Pevp的條件，因此前述有關(guān)β1、d1、β2的參數(shù)值，在設(shè)計上即變得非常重要。
再者，如圖6所示，為本發(fā)明擴(kuò)散器90部份的具體結(jié)構(gòu)示意圖。如同前述噴嘴70結(jié)構(gòu)，呈中空管狀之?dāng)U散器90，其入口端與本體80之另端開口82套接，至于其另端之出口端則經(jīng)由管路16而銜接于吸氣管11，以將混合油氣重新抽回入壓縮機(jī)10內(nèi)；至于，在擴(kuò)散器的中空管內(nèi)依據(jù)冷媒流經(jīng)位置以及其管徑不同，亦包括有收縮段91、喉部92及擴(kuò)散段93三個部份，并分別形成有收縮角β3、喉部直徑d2及擴(kuò)散角β4三個不同的尺寸及角度部位，以使其出口處產(chǎn)生不同的冷媒流速及壓力變化，至于各尺寸與角度部位的理想數(shù)值，其中，收縮角β3約在40°～70°之間為較佳，喉部直徑d2約在1.5mm～15mm之間為較佳，而擴(kuò)散角β4則約在8°～30°之間為較佳。
有關(guān)本發(fā)明的主要動作原理，則請參看圖2，并配合其他各圖所示，其中圖2為本發(fā)明應(yīng)用在滿液式冰水機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例之回路圖，其中，從壓縮機(jī)10的排氣管12，先經(jīng)管路14引入高壓過熱氣體冷媒到一回油噴射泵60的CD噴嘴70入口作為驅(qū)動流，請同時配合參看圖3至圖6所示，當(dāng)驅(qū)動流流經(jīng)CD噴嘴70到其收縮段71時，氣體冷媒會被壓縮，速度會漸漸加快，到喉部72時，速度會達(dá)到超音速，再經(jīng)擴(kuò)散段73后，在噴嘴70出口處，氣體冷媒會產(chǎn)生壓力降Pe，該壓力Pe會比蒸發(fā)器50內(nèi)的蒸發(fā)壓力Pevp低，利用此壓力差作為抽吸力，將蒸發(fā)器50內(nèi)的液體冷媒及潤滑油17，經(jīng)抽油管15，抽吸到混合腔61，與驅(qū)動流均勻地混合后，速度即變?yōu)榇我羲?，再?jīng)由擴(kuò)散器90升壓后，再經(jīng)管路16輸送到吸氣管11，再回到壓縮機(jī)10。在上述之抽吸及混合過程中，液體冷媒會蒸發(fā)氣化成氣體冷媒，因此可以防止壓縮機(jī)液壓縮。
整體而言，無論是噴嘴70抑或是擴(kuò)散器90，其收縮或擴(kuò)散段的角度變化越小，長度越短，流道越光滑，即可以降低本發(fā)明回油噴射泵裝置的損失。足夠的混合腔61空間，亦可以提高動量交換效率，降低損失。
權(quán)利要求
1.一種冰水機(jī)回油噴射泵，其主要由CD噴嘴、本體及擴(kuò)散器焊接組裝完成；其特征在于，本體，呈三通中空管狀體，在其同軸方向的左側(cè)開口是連接CD噴嘴的出口端，而右側(cè)開口是連接擴(kuò)散器的入口端；其垂直方向的上方開口則用來連接抽油管；CD噴嘴，呈中空尖錐管狀，且尖錐管端之出口端套裝于本體一端的開口，其另端的入口端則通過管路與壓縮機(jī)的排氣管銜接，另外，在其中空管內(nèi)依據(jù)冷媒流經(jīng)位置以及其管徑不同，分別形成有收縮段、喉部及擴(kuò)散段三部份，并分別具有收縮角(β1)、喉部直徑(d1)及擴(kuò)散角(β2)，用以產(chǎn)生不同冷媒流速的不同壓力變化擴(kuò)散器，其亦呈中空管狀，其入口端與本體的另端開口套接，擴(kuò)散器另端的出口端則經(jīng)由管路銜接于吸氣管，以將混合油氣重新抽回入壓縮機(jī)內(nèi)；在擴(kuò)散器中空管內(nèi)依據(jù)冷媒流經(jīng)位置以及其管徑的不同亦包括有收縮段、喉部及擴(kuò)散段等三個部份，并分別具有收縮角(β3)、喉部直徑(d2)及擴(kuò)散角(β4)，以使其出口處產(chǎn)生不同的冷媒流速及壓力變化；高壓過熱氣體冷媒從壓縮機(jī)排氣管經(jīng)管路引入到回油噴射泵的CD噴嘴入口作為驅(qū)動流，當(dāng)驅(qū)動流流經(jīng)CD噴嘴，經(jīng)過其收縮段之壓縮，在喉部加速，再經(jīng)擴(kuò)散段至其出口處，使氣體冷媒產(chǎn)生壓降(Pe)，該壓力(Pe)會比蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)壓力(Pevp)低，利用此壓力差產(chǎn)生的抽吸力將蒸發(fā)器內(nèi)的液體冷媒及潤滑油，經(jīng)抽油管抽吸到混合腔，與驅(qū)動流均勻地混合后，速度即變?yōu)榇我羲?，再?jīng)由擴(kuò)散器升壓后，經(jīng)管路輸送到吸氣管，再回到壓縮機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的冰水機(jī)回油噴射泵，其特征在于，所述收縮角(β1)在25°～60°之間，喉部直徑(d1)在1.5mm～3.5mm之間，擴(kuò)散角(β2)在5°～10°之間。
3.如權(quán)利要求1所述的冰水機(jī)回油噴射泵，其特征在于，收縮角(β3)在40°～70°之間，喉部直徑(d2)在5mm～15mm之間，擴(kuò)散角(β4)在8°～30°之間。
全文摘要
一種冰水機(jī)回油噴射泵，主要由一本體、一噴嘴及一擴(kuò)散器等組合而成，同時在其組合體上形成有一高壓氣態(tài)冷媒入口、一低壓液態(tài)冷媒及油混合物入口及一潤滑油出口等；主要利用高壓氣體冷媒做為驅(qū)動流，經(jīng)過噴嘴后，在噴嘴出口產(chǎn)生壓降，并利用其壓力差，抽吸蒸發(fā)器內(nèi)含油量高的液體冷媒到混合腔，均勻混合后再經(jīng)擴(kuò)散器將氣體冷媒及潤滑油送回壓縮機(jī)，進(jìn)而達(dá)到回油及維持壓縮機(jī)潤滑等效果，可解決冰水機(jī)系統(tǒng)回油不良的問題。
文檔編號F25B41/00GK1769718SQ20041008876
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者王珮琪 申請人:東元電機(jī)股份有限公司