CN105091432A - 油分离器以及具有该油分离器的空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油分离器和具有该油分离器的空调。所述油分离器可包括：壳体，具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状；抽吸管，插入并安装到所述壳体的侧表面上，以将与油混合的制冷剂引入所述壳体；制冷剂排出管，垂直地插入并安装在所述壳体的上部，以从所述壳体排出制冷剂；以及油排出管，连接到所述壳体的下部，以从所述壳体排出油。所述壳体可以在水平截面上具有约38.1mm至约46.8mm的内径。

Description

油分离器以及具有该油分离器的空调

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年05月14日提交于韩国的申请号为10-2014-0057798的韩国专利申请和2014年05月14日提交于韩国的申请号为10-2014-0057799的韩国专利申请的优先权，这些专利的全文通过引用合并于此。

技术领域

本文公开一种油分离器和具有该油分离器的空调。

背景技术

空调是使用制冷循环来冷却或加热室内空间的设备，包括压缩机、室外热交换器、膨胀装置以及室内热交换器。也就是说，空调可包括用于冷却室内空间的冷却器和用于加热室内空间的加热器。此外，空调可以是用于冷却和加热室内空间的双向空调。

压缩机是用于压缩制冷剂的装置。可以将大量的油引入压缩机，以防止部件因摩擦而磨损，对在压缩过程中产生热量的部分进行冷却，降低金属部件的疲劳，并且在密封线上形成油膜以便防止压缩后的制冷剂泄漏。制冷剂在压缩机内被压缩的同时可能会与被引入压缩机的油混合，然后，混合的制冷剂和油可能会一同排出。当制冷剂在制冷剂与油混合的状态下流动时，制冷剂可能集中在通道的一侧扰乱制冷剂的流动，而且，可能会减少油的量，使压缩机的性能下降。

因此，空调可包括油分离器，以从将要返回到压缩机的制冷剂中分离出从压缩机排出的与制冷剂混合的油。这样的油分离器公开于公开号为1999-0071734的韩国专利公布中，其通过引用合并于此。

在1999-0071734号公布文本中公开的油分离器被连接到压缩机的排出侧或被连接在压缩机的排出侧，以从制冷剂中分离出包含在制冷剂中的油，以允许分离出的油收集到压缩机中。要求油分离器必须有效地从制冷剂中分离出油，因此，有必要寻找一种更有效的方法来从制冷剂中分离出油。

发明内容

根据本公开的实施方式，公开了一种油分离器，包括：壳体，具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状；抽吸管，插入并安装到所述壳体的侧表面上，以将与油混合的制冷剂引入所述壳体；制冷剂排出管，垂直地插入并安装在所述壳体的上部，以从所述壳体排出制冷剂；以及油排出管，连接到所述壳体的下部，以从所述壳体排出油，其中在水平截面上所述壳体的内径为约38.1mm至约46.8mm。

根据本公开的实施方式，公开了一种空调，包括油分离器，所述油分离器包括：壳体，具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状；抽吸管，插入并安装到所述壳体的侧表面上，以将与油混合的制冷剂引入所述壳体；制冷剂排出管，垂直地插入并安装在所述壳体的上部，以从所述壳体排出制冷剂；以及油排出管，连接到所述壳体的下部，以从所述壳体排出油，其中在水平截面上所述壳体的内径为约38.1mm至约46.8mm。

附图说明

将参照以下附图详细描述实施例，附图中相似的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1是根据实施例的空调的示意图；

图2是图1中空调的油分离器的立体图；

图3是沿图2的线III-III截取的图2的油分离器的剖视图；

图4是曲线图，示出了根据壳体的内径尺寸从抽吸管引入图2的油分离器的制冷剂的流速；

图5是曲线图，示出根据壳体的内径尺寸的、图2的油分离器的油分离效率；

图6是曲线图，示出了根据壳体的内径尺寸的、图2的油分离器中压差；

图7是曲线图，示出了根据壳体的高度的、图2的油分离器的油分离效率；

图8是曲线图，示出了根据壳体的高度的、图2的油分离器中压差；

图9是沿图2的线III-III截取的图2的油分离器的另一剖视图；

图10是示出图2的油分离器中以不同的角度布置的抽吸管的端部的示意图；

图11是示出以不同的角度布置抽吸管的第一端的油分离效率的曲线图；以及

图12是示出以不同的角度布置抽吸管的第一端的压差的曲线图。

具体实施方式

在下面对实施例的详细描述参照形成其一部分的附图，其中以举例的方式示出具体实施例。足够详细地描述这些实施例以使本领域的技术人员能够实施这些实施例，并且应当理解，可以使用其它实施例，并且可以改变逻辑、机械、电和化学结构而不脱离其精神或范围。为了避免对于本领域技术人员能够实施实施例而言不必要的细节，描述中可省略本领域技术人员公知的一些信息。因此，不应以限制的意义理解下面的详细描述，并且其范围仅由所附的权利要求限定。

图1是根据实施例的空调的示意图。参照图1，根据实施例的空调1可包括：压缩机10、冷凝器20、膨胀装置30、蒸发器40、气/液分离器50，以及油分离器100。压缩机10可以压缩制冷剂。由于压缩机是公知的，所以省略其详细描述。

在冷凝器20中，压缩后的制冷剂可以与空气进行热交换，并冷凝。当空调作为冷却器操作时，冷凝器20可以对应于被布置在室外空间中的室外热交换器；并且当空调作为加热器操作时，冷凝器20可以对应于被布置在室内空间的室内热交换器。由于冷凝器是公知的，所以省略其详细描述。

膨胀装置30可以使冷凝后的制冷剂膨胀。由于膨胀装置是公知的，所以省略其详细描述。

在蒸发器40中，膨胀后的制冷剂可以与空气进行热交换，并蒸发。当空调作为冷却器操作时，蒸发器40可以对应于被布置在室内空间的室内热交换器；并且当空调作为加热器操作时，蒸发器40可以对应于被布置在室外空间的室外热交换器。由于蒸发器是公知的，所以省略其详细描述。

液/气分离器50可以布置在压缩机10和蒸发器40之间，以从液态制冷剂中分离气态制冷剂。由于气/液分离器是公知的，所以省略其详细描述。

油分离器100可以布置在气/液分离器压缩机10和冷凝器20之间，以从制冷剂中分离出与压缩的制冷剂混合的油，以允许分离出的油收集在压缩机10中。油分离器100可以通过连接管61连接到压缩机10，以接收可能混合了从压缩机10排出的油的制冷剂，使得与油混合的制冷剂可以从中流过。油分离器100可以通过液体管62连接到冷凝器20以将在油分离器100中分离出油的制冷剂供应到冷凝器20。在油分离器100中分离出的油可以流过油收集管63，并且经由毛细管64收集到压缩机10中。

图2是图1中空调的油分离器的立体图。图3是沿图2的线III-III截取的图2的油分离器的剖视图。图4是示出根据壳体的内径尺寸而从抽吸管引入图2的油分离器的制冷剂的流速的曲线图。图5是示出根据壳体的内径尺寸的、图2的油分离器的油分离效率的曲线图。图6是示出根据壳体的内径尺寸的、图2的油分离器中压差的曲线图。图7是示出根据壳体的高度的、图2的油分离器的油分离效率的曲线图。图8是示出根据壳体的高度的、图2的油分离器中压差的曲线图。

参照图2和图3，油分离器100可包括：壳体120、抽吸管140、制冷剂排出管160，以及油排出管180。壳体120可以具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状和密封的容纳空间。壳体120可具有侧表面，抽吸管140可以连接到该侧表面。壳体120可具有上部和下部，制冷剂排出管160可以连接到该上部，油排出管180可以连接到该下部。

壳体120可以由室外单元或室外装置(未示出)的支撑构件(未示出)支撑。支撑构件可以耦接到包括压缩机10(参见图1)的室外单元(未示出)的底表面。

壳体120可以被设计成具有小尺寸，以提高油分离效率。油分离效率可能例如受到诸如壳体120中制冷剂的流速、壳体120的尺寸以及壳体120中的压差等因素的影响。

详细而言，从抽吸管140排出到壳体120中的制冷剂的流速增加得越多，油分离效率提高得越多。而且，壳体120的直径减小得越多，壳体120中的制冷剂的流速增加得越多。壳体120的直径减小得越多，油分离效率提高得越多。而且，壳体120的直径增加得越多，压差，即压力损失减小得越多。考虑到壳体120中制冷剂的流速、油分离效率和压差，壳体120可以被设计成具有小尺寸。

图4至图6示出根据下面表1中所示的壳体120的内径d的制冷剂的流速、油分离效率和压差。

[表1]

壳体	内径(mm)
		1	38.1
2	42.1
		3	46.8
4	56
		5	66
6	86
		7	106

参照图4，根据壳体120的内径d的尺寸的制冷剂的流速偏差并不大。然而，壳体120的内径d在尺寸上减小得越多，在远离壳体120的中心朝向内侧壁的位置处制冷剂的流速增加得越多。

参照图5，可以看出，当壳体120具有约38.1mm至约46.8mm的内径d时，与壳体120具有大于约38.1mm至约46.8mm的d的内径比较，壳体120显著提高油分离效率。参照图6，可以看出，当壳体120具有约38.1mm至约46.8mm的内径d时，与壳体120的内径大于约38.1mm至约46.8mm的情况相比，壳体120中的压力损失的差别不大。

如上所述，考虑到从抽吸管140引入的制冷剂的流速、油分离效率和压差之间的关系，壳体120可被设计成在水平方向上的截面具有约38.1mm至约46.8mm的内径d。壳体120的内径d可以被设计成具有更小的尺寸，以提高油分离效率。然而，考虑到抽吸管140的最小外径d1和制冷剂排出管160的最小外径d2，壳体120应当具有38.1mm或者更大的内径d。由于抽吸管140和制冷剂排出管160穿过壳体120且插入并安装在壳体120上，所以考虑到制作容差，壳体120可以被设计为具有约46.8mm的直径d。

壳体120可以被设计成具有约2mm的厚度。因此，壳体120可以具有约42.1mm至约50.8mm的外径d'。壳体120的厚度可以根据其设计而有所不同。壳体120可以被设计为具有约150mm至约180mm的高度。

图7至图8示出根据下面表2中所示的壳体120的高度h的油分离效率和压差。

[表2]

壳体	高度(mm)
		1	100
2	120
		3	150
4	180
		5	200
6	250

参照图7和图8，可以看出，当壳体120具有约150mm至约180mm的高度时，壳体120可以具有良好的油分离效率和较低的压差。壳体120可以被设计为具有约150mm的高度h，使得壳体120小型化或尺寸减小。

由于壳体120在设计上的小型化，因此与现有技术壳体(现有技术壳体具有约86mm的内径)相比壳体120可以在体积上减小约75％，并且与现有技术壳体相比油分离效率增加约20％。该壳体可以通过减小壳体的尺寸显著地提高油分离效率。

抽吸管140可以在水平方向上插入并安装在壳体120的侧表面上。抽吸管140可以用作可以将含有油的制冷剂引入壳体120的通道。抽吸管140可以连接到连接管61(参见图1)，在压缩机10(参见图1)中压缩的制冷剂可以流过连接管61。抽吸管140可以与连接管61一体成形。可替代地，抽吸管140与连接管61可以分别形成，然后彼此连接。

抽吸管140可以被设计成具有约12.7mm至约15.88mm的外径d1。如上所述，外径在尺寸上减小得越多，油分离效率提高得越多。然而，压差和噪音可能会增加。因此，抽吸管140可以被设计成具有至少约12.7mm的外径d1。

制冷剂排出管160可以被垂直地插入壳体120的上部。考虑到油分离器100的后端部处的管道的直径，制冷剂排出管160可以被设计成在水平截面中具有至少约12.7mm的外径d2。

制冷剂排出管160的用以抽吸制冷剂的一端可以布置在抽吸管140的下方。从抽吸管140引入壳体120的制冷剂可以向下旋转以呈螺旋状流动。当从制冷剂中分离油时，制冷剂可以通过制冷剂排出管160排出到壳体120的外部。

油排出管180可以连接到壳体120的下部，并且壳体120中的油可以通过油排出管180排出到壳体120的外部。从制冷剂中分离出的油可以沿着壳体120的内侧表面向下流动，然后被收集在壳体120的底部上或被收集在壳体120的底部处。所收集的油可以通过油排出管180排出到壳体120的外部。

油排出管180可以连接到油收集管(参见图1的附图标记63)。油排出管180可以与油收集管63一体成形。可替代地，油排出管180与油收集管63可以分别形成，然后彼此连接。从油排出管180排出的油可以流过油收集管63和毛细管(参见图1的附图标记64)。然后，油可被收集在压缩机(参见图1的附图标记10)中。

如上所述，由于壳体120的小型化，根据实施例的油分离器100可以显著提高油分离效率，并且因此，油分离器100可以被小型化。

下面详细描述根据实施例的油分离器100的抽吸管140。

图9是沿图2的线III-III截取的图2的油分离器的另一剖视图。图10是示出图2的油分离器中以不同的角度布置的抽吸管的端部的示意图。图11是示出以不同的角度布置抽吸管的第一端的油分离效率的曲线图。图12是示出以不同的角度布置抽吸管的第一端的压差的曲线图。

参照图9，抽吸管140具有：第一端142，含有油的制冷剂可以通过第一端142排出到壳体120中；和第二端144，从压缩机10传递来的含有油的制冷剂可以通过第二端144被引导到第一端142，从而通过第一端142排出制冷剂。当抽吸管140插入并安装在壳体120上时，壳体120可以根据其安装结构提高油分离效率。参照抽吸管140和油分离效率之间的关系，油分离效率可以与相同水平面上从抽吸管140的第一端142的中心到壳体120的中心的距离R1成比例。

因此，有必要确保相同水平面上从抽吸管140的端部142的中心到壳体120的中心的最大距离R1，以提高油分离效率。抽吸管140的端部142可以在水平方向上以预定角度弯曲，以确保最大距离R1。

图10至图12示出根据抽吸管140的第一端142的角度的油分离效率和压差。参照图10至图12，可以看出，当壳体120的中心与抽吸管140的一端142之间的角度为约60°时，油分离器100可以具有最佳的油分离效率，并且还具有最小的压差。因此，抽吸管140的第一端142可以被设计成在水平方向上沿着壳体120的内侧表面以约60°弯曲。也就是说，壳体120的中心与抽吸管140的第一端142之间的角度θ可为约60°。

当考虑壳体120的中心与抽吸管140的第一端142之间的角度、抽吸管140的外径和壳体120的内径时，抽吸管140可以被设计为使得在同一水平面上抽吸管140的第一端142的中心到壳体120的中心的最大距离R1为约16.2mm。可以沿着壳体120的具有约16.2mm的半径的同心圆C的切线方向定义抽吸管140的第一端部142的中心轴线P1。

抽吸管140可以插入并安装在壳体120上，使得抽吸管140可以在Y轴方向上与壳体120的中心轴线O间隔开预定距离S，以确保上述最大距离R1。也就是说，抽吸管140可以在如下状态下插入并安装在壳体120上：在同一水平面上，在抽吸管140的纵向(Y轴方向)上抽吸管140的第二端144的中心轴线P2与平行于抽吸管140的纵向的壳体120的中心轴线O间隔开预定距离S。预定距离S的范围可以从约10mm到约15mm。此外，预定距离S可以是约10.8mm，以确保约16.2mm的最大距离R1。

如上所述，通过壳体120在水平截面上具有至少约46.8mm的内径d，并且抽吸管140根据上述角度和距离在水平方向上插入并安装在壳体120上，根据实施例的油分离器100可以显著提高油分离效率。

下面描述根据实施例的油分离器的操作。

当含有油的制冷剂通过抽吸管140引入壳体120时，制冷剂可以向下旋转而呈螺旋状流动。由于离心力，油可以接触壳体120的内侧表面以向下流动，然后，通过油排出管道180排出。从油中分离出的制冷剂可以通过制冷剂排出管160排出。在本实施例中，当操作油分离器时，油分离器可以通过上述壳体120和抽吸管140显著提高油分离效率。

如上所述，在根据实施例的油分离器100和具有油分离器100的空调1中，由于可以显著提高制冷剂和油之间的油分离效率，所以可以有效地使制冷剂与油分离。而且，在根据实施例的油分离器100和具有该油分离器的空调中，调节器1可以被小型化或由于小型化而减小尺寸，或减小油分离器100的尺寸。

本文所公开的实施例提供了一种能够从制冷剂有效地分离出油的油分离器和具有该油分离器的空调。

本文所公开的实施例提供了一种油分离器，其可包括：壳体，具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状；抽吸管，插入并安装到该壳体的侧表面上，以将与油混合的制冷剂引入该壳体；制冷剂排出管，垂直地插入并安装在该壳体的上部，以从该壳体排出制冷剂；以及油排出管，连接到该壳体的下部，以将油排出该壳体。该壳体在水平截面上可以具有约38.1mm至约46.8mm的内径。该壳体在水平截面上可以具有约46.8mm的内径。该壳体可以具有约150mm至约180mm的高度。

该抽吸管可以具有至少约12.7mm的外径。该制冷剂排出管可以具有至少约12.7mm的外径。该抽吸管可以具有沿着该壳体的内侧表面在水平方向上弯曲约60°的角度的一端。

该壳体在水平截面上可以具有约46.8mm的内径，并且在该抽吸管纵向上的该抽吸管的另一端的中心轴线可与相同水平面上与该抽吸管的纵向平行的穿过所述壳体的中心纵轴的线隔开约10mm至约15mm的距离。所间隔开的距离可以为约10.8mm。

在同一水平面上，从该壳体的中心到该抽吸管的该一端的中心的距离可以为约16.2mm。可以在该壳体的具有16.2mm的半径的同心圆的切线方向上限定该抽吸管的该一端的中心轴线。

另外，根据实施例的空调可以包括根据实施例的油分离器。

上述实施例提供了一种能够从制冷剂中有效地分离出油的油分离器和具有该油分离器的空调。

虽然已参照多个示例性实施例描述了实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员可以设想出落入本公开原理的精神和范围内的许多其它修改和实施例。尤其是，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内，可以有主题组合布置的组成部件和/或布置的各种变型和修改。对本领域技术人员而言，除了组成部件和/或布置的各种变型和修改，替代使用也将是显而易见的。

本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的指称指的是结合包括在本发明的至少一个实施例中的实施例描述的特定特征、结构或特性。在说明书中不同地方出现的这些措词不一定都指相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，应当认为结合其它实施例实现这些特征、结构或特性在本领域技术人员的预见范围内。

虽然已参照多个示例性实施例描述实施例，但是应当理解的是，本领域技术人员可以设想出落入本公开原理的精神和范围内的许多其它修改和实施例。尤其是，在本公开、附图和所附权利要求书的范围内，可以有主题组合布置的组成部件和/或布置的各种变型和修改。对本领域技术人员而言，除了组成部件和/或布置的各种变型和修改，替代使用也将是显而易见的。

Claims (14)

1.一种油分离器，包括：

壳体，具有在水平方向上为圆形截面的圆柱形状；

抽吸管，插入并安装到所述壳体的侧表面上，以将与油混合的制冷剂引入所述壳体；

制冷剂排出管，垂直地插入并安装在所述壳体的上部，以从所述壳体排出制冷剂；以及

油排出管，连接到所述壳体的下部，以从所述壳体排出油，其中在水平截面上所述壳体的内径为约38.1mm至约46.8mm。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其中在所述水平截面上所述壳体的内径为约46.8mm。

3.根据权利要求1所述的油分离器，所述壳体的高度为约150mm至约180mm。

4.根据权利要求3所述的油分离器，其中所述壳体的高度为约150mm。

5.根据权利要求1所述的油分离器，其中所述抽吸管的外径为至少约12.7mm至15.88mm。

6.根据权利要求5所述的油分离器，其中所述抽吸管的外径为至少约12.7mm。

7.根据权利要求1所述的油分离器，其中所述制冷剂排出管的外径为至少约12.7mm。

8.根据权利要求1所述的油分离器，其中所述抽吸管的第一端在水平方向上沿着所述壳体的内侧表面弯曲约60°的角度。

9.根据权利要求8所述的油分离器，其中在所述水平截面上所述壳体的内径为约46.8mm，并且其中所述抽吸管的第二端的中心纵轴线与穿过所述壳体的中心纵轴的线间隔开约10mm至约15mm的距离，所述穿过所述壳体的中心纵轴的线与所述抽吸管的所述第二端的所述中心纵轴线在同一水平面上平行。

10.根据权利要求9所述的油分离器，其中所间隔开的距离为约10.8mm。

11.根据权利要求10所述的油分离器，其中在所述同一水平面上，从所述壳体的中心到所述抽吸管的所述第一端的中心的距离为约16.2mm。

12.根据权利要求11所述的油分离器，其中在所述壳体的具有约16.2mm的半径的同心圆的切线方向上限定所述抽吸管的所述第一端的中心纵轴线。

13.一种空调，包括根据权利要求1所述的油分离器。

14.根据权利要求13所述的空调，还包括：

压缩机，压缩制冷剂；

冷凝器，从所述压缩机接收压缩后的制冷剂并且冷凝压缩后的制冷剂；

膨胀装置，从所述冷凝器接收冷凝后的制冷剂，并且膨胀所述冷凝后的制冷剂；以及

蒸发器，从所述膨胀装置接收膨胀后的制冷剂，并且蒸发所述膨胀后的制冷剂，其中，所述制冷剂排出管与所述冷凝器流体连通，并且所述油排出管与所述压缩机流体连通。