本發(fā)明涉及一種油冷式二級壓縮機(jī)以及熱泵。

背景技術(shù)：

在油冷式壓縮機(jī)中，向作為轉(zhuǎn)子室內(nèi)的空間而借助轉(zhuǎn)子而從吸入流路以及排出流路隔離開的封入空間中，為了轉(zhuǎn)子的冷卻、潤滑、密封而供給油，此外還向軸密封部及軸承部供給油。因此，不僅從壓縮機(jī)排出的氣體中包含油，從軸密封部及軸承部也流出油。需要向軸密封部等供給既定量以上的油，所以在例如日本實開平6-22587號中記載有下述技術(shù)：令從軸密封部流出的油向具有與該油的壓力大致相等的壓力的壓縮機(jī)內(nèi)的空間環(huán)流。具體而言，在該油冷式壓縮機(jī)中，令從排出側(cè)的軸密封部流出的油向上述封入空間環(huán)流。

但是，根據(jù)壓縮機(jī)的用途，有時吸入壓力和排出壓力獨立地變動，不一定能夠特定與從排出側(cè)的軸密封部及軸承部流出的油的壓力為相等壓力的部分。此時，構(gòu)成為從排出側(cè)的軸密封部及軸承部流出的油向吸入流路環(huán)流。

在使用壓縮機(jī)而令冷卻介質(zhì)循環(huán)的熱泵（包含制冷機(jī)）中，壓縮機(jī)的吸入壓力依存于蒸發(fā)器中的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度，壓縮機(jī)的排出壓力依存于冷凝器中的冷卻介質(zhì)的冷凝溫度。一般而言，在熱泵中使用二級壓縮機(jī)時，從第二級的排出側(cè)的軸密封部及軸承部流出的油向中間壓力空間、即向第一級的壓縮機(jī)的排出流路且第二級的壓縮機(jī)的吸入流路環(huán)流。

通常，中間壓力空間的壓力（中間壓力）在熱泵等中，由吸入壓力與第一級的壓縮機(jī)的壓縮比決定。因而，根據(jù)溫?zé)嵩矗ɑ蛘呃鋮s負(fù)荷）和冷熱源 （或者加熱負(fù)荷）的條件，有時第一級的吸入壓力上升而中間壓力變得高于第二級的排出壓力。于是，在以往的二級壓縮機(jī)中，經(jīng)由第二級的排出側(cè)的軸密封部及軸承部的油的循環(huán)停滯，產(chǎn)生軸承等損壞的問題。

如果令從第二級的排出側(cè)的軸密封部及軸承部流出的油向第一級的吸入流路環(huán)流，則能夠確保油的循環(huán)，但在油的壓力與吸入壓力的差大時，在供給至吸入流路的瞬間油的壓力下降，溶入油的氣體游離（脫氣）。該氣體的游離會令齒槽壓力上升而導(dǎo)致壓縮機(jī)的性能降低。一般而言，用于熱泵的冷卻介質(zhì)容易溶于油，所以由于冷卻介質(zhì)的脫氣導(dǎo)致的性能降低的問題容易明顯化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的課題在于提供一種即便吸入壓力以及排出壓力變動也能夠確保油的循環(huán)并且性能不會降低的油冷式二級壓縮機(jī)以及熱泵。

為了解決上述課題，本發(fā)明的油冷式二級壓縮機(jī)具有：第一級壓縮部，從吸入流路吸入氣體而將該氣體與油一起壓縮而向中間壓力空間排出；第二級壓縮部，從上述中間壓力空間吸入氣體而將該氣體與油一起壓縮而向排出流路排出；油供給流路，向上述第二級壓縮部的排出側(cè)的軸密封構(gòu)造以及軸承的至少某一個供給油；油循環(huán)路，令從上述第二級壓縮部的排出側(cè)的軸密封構(gòu)造以及軸承的至少某一個流出的油向作為上述第一級壓縮部的壓縮途中的空間的封入空間環(huán)流。

根據(jù)該構(gòu)成，即便隨著排出壓力降低而從第二級壓縮部的排出側(cè)的軸密封構(gòu)造及軸承流出的油的壓力降低，由于令油向比中間壓力空間壓力還要低的封入空間環(huán)流，所以能夠確保油的循環(huán)，能夠防止軸承的損傷等。此外，封入空間的壓力高于吸入壓力，所以相對于油的壓力的壓力差不會過大，能夠抑制在排出壓力高時溶入油的氣體游離而導(dǎo)致的性能降低。

此外，在本發(fā)明的油冷式二級壓縮機(jī)中，也可以上述油環(huán)流路分支而與上述中間壓力空間也連接，上述油環(huán)流路具有能夠切斷向上述封入空間的流路的低壓開閉閥、和能夠切斷向上述中間壓力空間的流路的高壓開閉閥，進(jìn)而具有流路控制裝置，所述流路控制裝置在上述油供給流路的壓力比上述油環(huán)流路的壓力高時關(guān)閉上述低壓開閉閥而打開上述高壓開閉閥、在上述油供給流路的壓力為上述油環(huán)流路的壓力以下時打開上述低壓開閉閥而關(guān)閉上述高壓開閉閥。

根據(jù)該構(gòu)成，從第二級壓縮部的排出側(cè)的軸密封構(gòu)造及軸承流出的油的壓力高時，令油向更為高壓的中間壓力空間環(huán)流，所以能夠抑制溶入油的氣體的游離導(dǎo)致的性能降低。此外，在流出的油的壓力低時，通過令其向封入空間環(huán)流，能夠確保油的循環(huán)。

此外，本發(fā)明的熱泵具有上述油冷式二級壓縮機(jī)。

此外，在向?qū)245fa作為冷卻介質(zhì)而用于制造冷水以及溫水的熱泵應(yīng)用本發(fā)明的油冷式二級壓縮機(jī)時如果考慮預(yù)想的條件，則優(yōu)選上述封入空間是壓力為上述吸入流路的壓力的1.1倍的空間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實施方式的熱泵的構(gòu)成圖。

圖2是本發(fā)明的第2實施方式的熱泵的構(gòu)成圖。

具體實施方式

在此參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。首先，在圖1中表示作為本發(fā)明的第1實施方式的熱泵的構(gòu)成。本實施方式的熱泵裝置為，構(gòu)成封閉的冷卻介質(zhì)循環(huán)流路6，其夾設(shè)有其自身也為本發(fā)明的一個實施方式的油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1、油分離器 2、冷凝器3、膨脹閥4、蒸發(fā)器5，封入了冷卻介質(zhì)（例如R245fa）。

油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1壓縮成為氣體的冷卻介質(zhì)，此時，為了冷卻、潤滑以及密封而混合了油來壓縮冷卻介質(zhì)。油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1排出的冷卻介質(zhì)被導(dǎo)入油分離器2，分離冷卻介質(zhì)和油。在油分離器2中分離了的油借助油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1的排出壓而向油冷式二級螺桿壓縮機(jī) 1環(huán)流。

在油分離器2將油除去后的冷卻介質(zhì)被導(dǎo)入冷凝器3。冷凝器3在冷卻介質(zhì)與水之間進(jìn)行熱交換，是加熱水而制造溫水的熱交換器。在冷凝器3中，冷卻介質(zhì)冷凝而變?yōu)橐后w。

在冷凝器3中冷凝后的冷卻介質(zhì)在膨脹閥4中被減壓而被供給至蒸發(fā)器5。蒸發(fā)器5是在冷卻介質(zhì)與水之間進(jìn)行熱交換而冷卻水而制造冷水的熱交換器。在蒸發(fā)器5中，冷卻介質(zhì)蒸發(fā)而變?yōu)闅怏w。在蒸發(fā)器5中，蒸發(fā)后的冷卻介質(zhì)被再次供給至油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1。

油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1在殼體7中形成第一級壓縮部8和第二級壓縮部9 。

第一級壓縮部8為，在形成于殼體7的轉(zhuǎn)子室10中收納陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子11，從形成為與冷卻介質(zhì)循環(huán)流路6連接的吸入流路12吸入冷卻介質(zhì)并壓縮，經(jīng)由排出流路13向形成在殼體7內(nèi)的中間壓力空間14排出。螺桿轉(zhuǎn)子11區(qū)劃轉(zhuǎn)子室10內(nèi)的空間而形成多個封閉的封入空間15，隨著旋轉(zhuǎn)而減少封入空間15的容積從而壓縮冷卻介質(zhì)。此時，第一級壓縮部8與冷卻介質(zhì)一起吸入油。該油進(jìn)行殼體7以及螺桿轉(zhuǎn)子的冷卻、以及螺桿轉(zhuǎn)子11間以及螺桿轉(zhuǎn)子11與轉(zhuǎn)子室10的內(nèi)壁之間的密封以及潤滑。

此外，第二級壓縮部9也與第一級壓縮部8同樣地在形成于殼體7的轉(zhuǎn)子室16中收納陰陽一對的螺桿轉(zhuǎn)子17，經(jīng)由吸入流路18而從中間壓力空間14吸入冷卻介質(zhì)并壓縮，經(jīng)由排出流路19而向冷卻介質(zhì)循環(huán)流路6排出。 第一級壓縮部8的一個螺桿轉(zhuǎn)子11與第二級壓縮部9的一個螺桿轉(zhuǎn)子17的軸與馬達(dá)20的輸出軸一體地連接。

螺桿轉(zhuǎn)子11、17的軸被軸承21、22、23、24支承。中間壓力空間14不僅是與第一級壓縮部8和第二級壓縮部9連接的冷卻介質(zhì)的流路，還是與收納軸承22、23的空間一體且用于向軸承22、23供給用于潤滑的油的流路。同樣地，在第一級壓縮部8的吸入側(cè)以及第2級壓縮部9的排出側(cè)形成有軸承空間25、26。軸承空間25、26也是用于潤滑軸承21、24的油的流路。

向第二級壓縮部9的排出側(cè)的軸承24為了潤滑而從油分離器2經(jīng)由油供給流路27供給油。潤滑了軸承24的油向軸承空間26流出。油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1具有連接第二級壓縮部9的排出側(cè)的軸承空間26和第一級壓縮部5的封入空間15的油環(huán)流路28。另外，油環(huán)流路28與封入空間15連接的位置處的封入空間15的冷卻介質(zhì)的壓力為吸入流路12中的冷卻介質(zhì)的壓力的約1.1倍。

向軸承空間26流出的油的壓力是自油分離器2的油的供給壓力、即與油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1（第二級壓縮部9）的排出壓力大致相同且稍微低軸承24中的壓力損失的量的壓力。油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1的排出壓力由冷凝器3中的冷凝溫度決定。在本實施方式中設(shè)想的運轉(zhuǎn)條件下，油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1的排出壓力有可能降低到0.61Mpa。此外，油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1（第一級壓縮部8）的吸入壓力由蒸發(fā)器5中的蒸發(fā)溫度決定。在本實施方式中，設(shè)想蒸發(fā)溫度最高為66℃。此時，吸入壓力為0.54Mpa。因而，油環(huán)流路28所連接的第一級壓縮部5的封入空間15的壓力與排出壓力的最低值的0.61Mpa相同，能夠剛剛確保經(jīng)由了油環(huán)流路28的油的循環(huán)。

這樣一來，在本實施方式中，即便冷凝器3中的冷凝溫度低，蒸發(fā)器5中蒸發(fā)溫度高，也能夠經(jīng)由油環(huán)流路28 從軸承空間26排出油而確保向軸承24 的新的油的供給。此外，封入空間15比吸入流路12壓力高，所以經(jīng)由油環(huán)流路28而流入的油的壓力降低變少。因此，隨著油的壓力降低而游離的冷卻介質(zhì)的量變少，能夠抑制油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1的性能降低。

接著，在圖2中表示本發(fā)明的第2實施方式的熱泵的構(gòu)成。另外，在本實施方式中，對于與第1實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的符號而省略重復(fù)的說明。在本實施方式的熱泵中，油環(huán)流路28分支而與中間壓力空間14也連接。而且，油環(huán)流路28具有能夠切斷向封入空間15的油的流路的低壓開閉閥29、和能夠切斷向中間壓力空間14的油的流路的高壓開閉閥30。此外，本實施方式的油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1具有檢測從油分離器3供給的油的壓力Pd的排出壓力傳感器31、檢測中間壓力空間14的壓力Pm的中間壓力傳感器32、和對應(yīng)于排出壓力傳感器31以及中間壓力傳感器32的檢測值而開閉低壓開閉閥29以及高壓開閉閥30的流路控制裝置33。

流路制御裝置33比較排出壓力傳感器31檢測到的壓力Pd與中間壓力傳感器32檢測到的壓力Pm，如果排出壓力傳感器31檢測到的壓力Pd高于中間壓力傳感器 32檢測到的壓力Pm，則關(guān)閉低壓開閉閥29而開放高壓開閉閥30，另一方面，如果排出壓力傳感器31檢測到的壓力Pd為中間壓力傳感器32檢測到的壓力Pm以下，則開放低壓開閉閥29而關(guān)閉高壓開閉閥30。

即，在本實施方式中，在排出壓Pd高時，令向第二級壓縮部9的排出側(cè)的軸承空間26流出的油向比第一級壓縮部8的封入空間15壓力高的中間壓力空間14環(huán)流。從而，隨著油的壓力降低而從油游離的冷卻介質(zhì)的量減少，減小油冷式二級螺桿壓縮機(jī)1的排出壓力高時的性能降低。此外，本實施方式為，在排出壓Pd低時，令向第二級壓縮部9的排出側(cè)的軸承空間26流出的油與第1實施方式同樣地向第一級壓縮部8的封入空間15環(huán)流，從而確保油的循環(huán)。

另外，在上述的實施方式中，說明了令從軸承24流出的油經(jīng)由油環(huán)流路28而向封入空間15環(huán)流的例子，但在具有借助從油供給流路27供給的油進(jìn)行軸密封的軸密封構(gòu)造時，也可以令從第二級壓縮部9的排出側(cè)的軸密封構(gòu)造流出的油經(jīng)由油環(huán)流路 28而向封入空間15環(huán)流。