CN104833139B - 一种换热设备及其内置油分离系统的冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置油分离系统的冷凝器，将油分离系统内置于冷凝器中，油分离系统具有油分离效率高、结构简单以及管路简单等优点。油分离系统首先通过撞击油分离壳体进行一级分离，然后经过均流板进行二级分离，最后通过滤网进行三级分离，这样的设置提高了油分离效率，并且由于油分离系统的出口的设计，使得冷媒可以均匀的进入冷凝器，使得冷媒更均匀的与冷凝管接触，进而冷凝器的换热效率得到了提高。本发明还公开了一种应用上述冷凝器的换热设备。

Description

一种换热设备及其内置油分离系统的冷凝器

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，特别涉及一种换热设备及其内置油分离系统的冷凝器。

背景技术

由于螺杆式制冷压缩机喷入大量的润滑油，制冷剂蒸气与油的混合物由压缩机排气口排出，由于润滑油不蒸发,就会在换热器的壁面上形成一层油膜,这样就大大降低了传热效果和制冷效率。解决的办法在混合气体进入制冷系统前加一个油分离器，将润滑油分离出来。目前，大部分机组是将油分离器作为单独的容器，放在冷凝器前，使得润滑油进入制冷系统前被分离出来，但是这种结构生产成本高、占有空间又大，管路复杂等缺点。

为了克服以上外置油分的缺点，提出了内置油分的结构，目前的内置油分的有两种型式的，一种是内置于压缩机的油分离器，但是内置于压缩机的油分结构复杂，安装困难等缺点，所以又提出来了内置于冷凝器的油分离器，这种结构中国专利也已经公布了几篇专利，其结构基本上都相似，都是在冷凝器上面加一个弓形壳体的油分离器，但是油分离效率不是很高，且冷媒进入冷凝器的速度也不均匀，导致冷凝器的换热率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种冷凝器，其内置的油分离系统具有结构简单和管路简单的优点，且油分离效率高，能够有效提高冷凝器的换热效率。

本发明还提供了一种应用上述冷凝器的换热设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种内置油分离系统的冷凝器，包括冷凝器本体，和设置在所述冷凝器本体内部的油分离系统；

所述油分离系统包括油分离外壳，和设置在其内的分离机构；

所述油分离外壳的上方倾斜设置有冷媒进口，所述油分离外壳包括正对于所述冷媒进口设置的第一下壳体，所述第一下壳体的内壁为垂直于所述冷媒进口方向的平面；

所述分离机构包括滤网。

优选的，所述油分离外壳还包括垂直连接于所述第一下壳体的第二下壳体，所述第一下壳体和所述第二下壳体的连接处形成回油槽。

优选的，所述冷媒进口设置在所述油分离系统轴向尺寸的中间位置，且在所述冷媒进口的两侧均设置有所述滤网。

优选的，所述分离机构还包括设置在所述滤网下面的均流板；所述均流板上开设有多个通孔。

优选的，所述均流板上靠近所述冷媒进口的通孔的孔径，小于远离所述冷媒进口的通孔的孔径。

优选的，所述均流板上通孔的孔径大小变化范围为从4mm到16mm。

优选的，所述滤网的厚度为15-60mm。

优选的，所述滤网和所述均流板均沿水平方向设置。

优选的，所述油分离系统的出口为锯齿状。

一种换热设备，包括冷凝器，所述冷凝器上述的内置油分离系统的冷凝器。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的冷凝器，将油分离系统内置于其中，在工作时由压缩机出来的高温高压的冷媒通过设置在冷凝器壳体上的冷媒进口进入油分离系统内，冷媒气体进入油分离系统后，首先通过撞击正对着的第一下壳体进行一级分离，一级分离后的气体沿着油分离壳体流动；经过一次分离后的冷媒和润滑油混合气体经过设置在油分离系统内的滤网进行再次分离；最后分离后的冷媒气体均匀的流进冷凝器内，经过换热管的换热作用，冷凝成液体由冷媒出口流进下一个制冷装置中；而被分离出来的润滑油通过重力作用流进回油管，通过压力差作用润滑油流回压缩机。

本方案提供的油分离系统具有结构简单和管路简单的优点；且充分利用油分离系统的结构特点，将其下壳体设计为正对于冷媒进口，充当挡板的作用用于撞击分离，最大程度的精简了结构；另外，通过在油分离系统内设置滤网，使得冷媒气体更均匀的进入冷凝器内，提高了冷凝器的换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷凝器的沿其径向截面的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的冷凝器的沿其轴向截面的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的油分离系统垂直轴向截面的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的油分离系统沿其轴向截面的剖视结构示意图。

其中，1为冷媒进口；2为油分离外壳；3为冷凝器壳体；4为冷媒出口；5为左水室；6为左管板；71为左封板；72为右封板；8为支撑板；91、92为滤网；101、102为均流板；11为拉杆；121、122为进口封板；13为右管板；14为右水室；15为油分离系统；16为进口封板；171、172为出油管

具体实施方式

本发明的核心在于公开了一种冷凝器，其内置的油分离系统具有结构简单和管路简单的优点，且油分离效率高，能够有效提高冷凝器的换热效率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，图1为本发明实施例提供的冷凝器的沿其径向截面的剖视结构示意图；图2为本发明实施例提供的冷凝器的沿其轴向截面的剖视结构示意图；图3为本发明实施例提供的油分离系统垂直轴向截面的剖视结构示意图；图4为本发明实施例提供的油分离系统沿其轴向截面的剖视结构示意图。

本发明实施例提供的内置油分离系统的冷凝器，其核心改进点在于，包括冷凝器本体，和设置在冷凝器本体内部的油分离系统15；其结构可以参照图1所示，油分离系统15设置在冷凝器壳体3的内部；

油分离系统15包括油分离外壳2，和设置在其内的分离机构；

油分离外壳2的上方倾斜设置有冷媒进口1，油分离外壳2包括正对于冷媒进口1设置的第一下壳体，且该第一下壳体的内壁为垂直于冷媒进口1方向的平面，即与其正对，其结构可以参照图1和图3中下壳体的左侧部分所示；可以理解的是，上述倾斜是指冷媒进口1并非沿竖直方向设置，而是轴向与竖直方向之间的夹角为锐角；冷媒进口1位置倾斜设置在冷凝器壳体3上，使得进入的冷媒可以撞击到油分离外壳2，起到一级分离作用；

分离机构包括滤网，一是提高油分效率，二是使得冷媒更加均匀的进入冷凝器内，提高了冷凝器的换热效率；作为优选，滤网避让正对着冷媒进口1的位置。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的冷凝器，将油分离系统15内置于其中解决占用空间大等问题；在工作时由压缩机出来的高温高压的冷媒通过设置在冷凝器壳体3上的冷媒进口1进入油分离系统15内，冷媒气体进入油分离系统15后，首先通过撞击正对着的第一下壳体进行一级分离，一级分离后的气体沿着油分离壳体2流动；经过一次分离后的冷媒和润滑油混合气体经过设置在油分离系统15内的滤网进行再次分离；最后分离后的冷媒气体均匀的流进冷凝器内，经过换热管的换热作用，冷凝成液体由冷媒出口4流进下一个制冷装置中；而被分离出来的润滑油通过重力作用流进回油管，通过压力差作用润滑油流回压缩机。

本方案提供的油分离系统具有结构简单和管路简单的优点；且充分利用油分离系统15的结构特点，将其下壳体设计为正对于冷媒进口，充当挡板起到一级分离作用，最大程度的精简了结构；另外，通过在油分离系统15内设置滤网，使得冷媒气体更均匀的进入冷凝器内，提高了冷凝器的换热效率。

油分离外壳2上壳体为与冷凝器壳体3配合的弧形。油分离外壳2的下方形成有回油槽。在本方案提供的具体实施例中，油分离外壳2还包括垂直连接于第一下壳体的第二下壳体(下壳体的右侧部分)，在第一下壳体和第二下壳体的连接处形成回油槽，其结构可以参照图1和图3所示。即油分离壳体2的下壳体呈直角三角形，回油槽位置角度为90度。当然，油分离外壳2的具体结构需要根据机组情况决定，其回油槽位置可以采用其他大小的角度，不再赘述。

作为优选，冷媒进口1设置在油分离系统15轴向尺寸的中间位置，且在冷媒进口1的左右两侧均对称设置有滤网91和92。即形成了双向油分离系统，一级分离后的气体经过油分离壳体2分流向左右两侧流动。

为了进一步优化上述的技术方案，分离机构还包括设置在滤网下面的均流板，用于进行二级分离；均流板上开设有多个通孔，一是有助于提高油分离效率，二是使得冷媒进入冷凝器更加均匀，即起到均流作用。

作为优选，均流板上靠近冷媒进口1的通孔的孔径，小于远离冷媒进口1的通孔的孔径，即均流板上的孔是渐变的。在本方案中，均流板同滤网一样避让开正对着入口的位置，对称布置在入口的左右两侧，均流板101和102上的孔从中间开始向左右两侧逐渐变大。

在本方案提供的具体实施例中，均流板上通孔的孔径大小变化范围为从4mm到16mm，具体方式由本领域技术人员确定。

在油分离系统15上部设置滤网91、92，滤网91、92与油分离壳体2连接固定，滤网91、92厚度一般为15-60mm，滤网91、92的作用是进行三级分离，使得冷媒气体更均匀的进入冷凝器内，提高了冷凝器的换热效率。

在本方案中，滤网和均流板均沿水平方向设置，均为沿油分离系统15的轴向(同时也是冷凝器的轴向)设置，用于分离竖直上升的冷媒和润滑油混合气体；作为优选，滤网和均流板的长宽尺寸相等。

油分离系统15的出口开设在其上半部分，最后分离后的冷媒气体从油分离系统15与冷凝器壳体3之间的流通通道进入冷凝器中的换热管布置空间。为了进一步优化上述的技术方案，油分离系统15的出口为锯齿状的，可以使得分离后的冷媒更加均匀的进入到冷凝器中，提高冷凝器的换热效率。

作为优选，冷媒进口1的末端探入油分离外壳2内，能够使得冷媒和润滑油的混合气体撞击第一下壳体分离的效果更好。

请参照图2所示，在长圆筒形状的冷凝器中，油分离系统15包括左封板71、右封板72、进口挡板121、122，以及滤网91、92、均流板101、102、进口挡板16以及油分离外壳2，油分离系统15设置在冷凝器的上部，进口挡板121、122上部与冷凝器壳体3全焊，油分离外壳2设置在支撑板8上，并与之点焊，油分离外壳2呈直角三角形，油分离外壳2下部呈90°；左封板71和右封板72也与冷凝器壳体3点焊，保证整个内置油分能够稳定的设置在冷凝器内，与油分离外壳2满焊，保证冷媒不会从封板处泄漏。

冷媒进口1倾斜设置在冷凝器壳体3上，使得进入的冷媒可以撞击到油分离外壳2，起到一级分离作用；在滤网91、92下部设置有均流板101、102，均流板101、102与油分离外壳2满焊，均流板101、102从中间开始向两侧开有逐渐变大的孔，孔的变化范围从4-16mm，其作用一是有助于提高油分离效率，二是使得冷媒进入冷凝器更加均匀；回油管171、172分别设置在油分离系统15两端。对于整个冷凝器内，冷凝器壳体3左右两侧分别连接有左管板6和右管板13，左管板6左侧连接有左水室5，右管板13右侧连接有右水室14，冷凝器壳体3外部与冷媒进口1、冷媒出口4连接，采用插入焊连接，在冷凝器壳体3下部设置有支撑板8和拉杆11支撑油分离系统15，支撑板8之间通过拉杆11连接固定。

下面结合具体工作过程对本方案做进一步介绍：

由压缩机出来的高温高压的冷媒通过设置在冷凝器壳体3上的冷媒进口1进入油分离系统15内，冷媒气体进入油分离系统15后，首先通过撞击设油分离壳体2进行一级分离，一级分离后的气体经过油分离壳体2分流向左右两侧流动；经过一次分离后的冷媒和润滑油混合气体经过设置在油分离系统15上部的均流板101、102进行二级分离；然后经过二次分离后的冷媒和润滑油混合气体经过设置在均流板101、102上部的滤网91、92再进行三级分离；最后分离后的冷媒气体均匀的流进冷凝器内，经过换热管的换热作用，冷凝成液体由冷媒出口4流进下一个制冷装置中；而被二级三级分离出来的润滑油通过重力作用流进回油管171、172，通过压力差作用润滑油流回压缩机。

本发明实施例还提供了一种换热设备，包括冷凝器，其核心改进点在于，冷凝器为上述的内置油分离系统的冷凝器。本方案的优点是，将油分离系统内置于冷凝器中，油分离系统具有油分离效率高、结构简单以及管路简单等优点。油分离系统首先通过撞击油分离壳体进行一级分离，然后经过均流板进行二级分离，最后通过滤网进行三级分离，这样的设置提高了油分离效率，并且由于油分离系统的出口的设计，使得冷媒可以均匀的进入冷凝器，使得冷媒更均匀的与冷凝管接触，进而冷凝器的换热效率得到了提高。

综上所述，为了克服现有内置于冷凝器油分离器的不足，本发明实施例提供了一种内置油分离系统的冷凝器，将油分离系统内置于冷凝器中，油分离系统具有油分离效率高、结构简单以及管路简单等优点。油分离系统首先通过撞击油分离壳体进行一级分离，然后经过均流板进行二级分离，最后通过滤网进行三级分离，这样的设置提高了油分离效率，并且由于油分离系统的出口的设计，使得冷媒可以均匀的进入冷凝器，使得冷媒更均匀的与冷凝管接触，进而冷凝器的换热效率得到了提高。本发明实施例还提供了一种应用上述冷凝器的换热设备。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，包括冷凝器本体，和设置在所述冷凝器本体内部的油分离系统(15)；

所述油分离系统(15)包括油分离外壳(2)，和设置在其内的分离机构；

所述油分离外壳(2)的上方倾斜设置有冷媒进口(1)，所述油分离外壳(2)包括正对于所述冷媒进口(1)设置的第一下壳体，所述第一下壳体的内壁为垂直于所述冷媒进口(1)方向的平面；

所述分离机构包括滤网。

2.根据权利要求1所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述油分离外壳(2)还包括垂直连接于所述第一下壳体的第二下壳体，所述第一下壳体和所述第二下壳体的连接处形成回油槽。

3.根据权利要求1或2所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述冷媒进口(1)设置在所述油分离系统(15)轴向尺寸的中间位置，且在所述冷媒进口(1)的两侧均设置有所述滤网。

4.根据权利要求3所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述分离机构还包括设置在所述滤网下面的均流板；所述均流板上开设有多个通孔。

5.根据权利要求4所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述均流板上靠近所述冷媒进口(1)的通孔的孔径，小于远离所述冷媒进口(1)的通孔的孔径。

6.根据权利要求5所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述均流板上通孔的孔径大小变化范围为从4mm到16mm。

7.根据权利要求6所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述滤网的厚度为15-60mm。

8.根据权利要求7所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述滤网和所述均流板均沿水平方向设置。

9.根据权利要求1所述的内置油分离系统的冷凝器，其特征在于，所述油分离系统(15)的出口为锯齿状。

10.一种换热设备，包括冷凝器，其特征在于，所述冷凝器为如权利要求1-9任意一项所述的内置油分离系统的冷凝器。