CN106440575B - 气液分离器及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气液分离器及空调系统，气液分离器包括罐体(1)，所述罐体(1)内包括润滑介质吸取结构和用于气液分离的气液分离腔(2)，所述气液分离腔(2)被构造成使气液混合介质进入所述气液分离腔(2)后产生回转，以实现密度较低的液态润滑介质和密度较高的液态冷媒的离心分层作用；所述润滑介质吸取结构设置在所述气液分离腔(2)内，且设置位置与所述气液混合介质的回转中心的距离小于所述液态冷媒的回转半径。本发明能够使润滑介质吸取结构所连接的设备能够获得更多的液态润滑介质，改善该设备的润滑性能；同时也减少了液态冷媒的吸取，尽量消除了液态冷媒对该设备的不良影响。

Description

气液分离器及空调系统

技术领域

本发明涉及介质分离技术，尤其涉及一种气液分离器及空调系统。

背景技术

在家用空调系统中，气液分离器是一种安装在蒸发器和压缩机之间的回气管路上，防止液态制冷剂流入压缩机的设备。如图1所示，为现有家用空调压缩机自带的气液分离器的结构示意图。在图1中，从上方伸入气液分离器的罐体a4的气分进气管与从下方伸入罐体a4的压缩机吸气管a3处于同一竖直面内。这种结构在实际使用中，由于液态冷媒和润滑油存在于分离器底部，而液态冷媒与润滑油的密度不相同，因此会发生分层现象，即润滑油在上层，液态冷媒在下层。当空调系统低温制冷或低温制热时，液态冷媒过多，回油孔a5会被液态冷媒淹没，造成液态冷媒流入压缩机的问题，进而导致液击现象，另一方面也造成润滑油回油量不足，导致压缩机润滑不良的问题。即便在两段管路之间设置过滤网组件a2，也难以解决上述液击和润滑不良的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种气液分离器及空调系统，能够尽量消除现有气液分离器的润滑介质吸回不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种气液分离器，包括罐体，其中所述罐体内包括润滑介质吸取结构和用于气液分离的气液分离腔，所述气液分离腔被构造成使气液混合介质进入所述气液分离腔后产生回转，以实现密度较低的液态润滑介质和密度较高的液态冷媒的离心分层作用；所述润滑介质吸取结构设置在所述气液分离腔内，且设置位置与所述气液混合介质的回转中心的距离小于所述液态冷媒的回转半径。

进一步的，所述罐体内还包括气态冷媒吸取结构，用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒，所述润滑介质吸取结构设置在所述气态冷媒吸取结构上，以实现在所述气态冷媒吸取结构吸取气态冷媒的同时吸取被离心分离的液态润滑介质。

进一步的，气态冷媒吸取结构包括从所述罐体的下方向上插入到所述气液分离腔内的吸气管路，所述吸气管路上靠近所述罐体底部的位置设有作为所述润滑介质吸取结构的回收口。

进一步的，所述吸气管路上设置所述回收口的管路部分位于所述气液混合介质的回转中心或者位于所述气液分离腔的水平截面的中心。

进一步的，所述罐体内还包括用于与气分进气管连通的进气腔，在所述进气腔的腔壁上设有与所述气液分离腔连通的回气口，能够使所述进气腔内的气液混合介质侧向进入所述气液分离腔，以便所述气液混合介质沿所述气液分离腔的周向回转运动。

进一步的，所述回气口的介质流出方向与所述气液分离腔上对应于所述回气口位置的腔壁相切。

进一步的，所述进气腔包括位于所述罐体内靠近顶部的顶腔和位于所述罐体内靠近侧壁的侧腔，所述侧腔与所述顶腔连通，所述气分进气管从所述罐体的下方向上插入到所述顶腔，所述回气口设置在所述侧腔的腔壁上。

进一步的，所述回气口沿竖直方向呈细长条形。

进一步的，所述回气口的水平开口尺寸从上到下渐增。

进一步的，所述罐体内设有顶部隔板和侧部隔板，所述顶部隔板与所述罐体顶壁围成所述顶腔，所述侧部隔板与所述罐体侧壁围成所述侧腔。

进一步的，所述回气口的开口总面积大于所述气分进气管的横截面积。

进一步的，所述罐体内还包括气态冷媒吸取结构，用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒，所述气态冷媒吸取结构的吸气口设置在所述顶部隔板下侧预设距离的位置。

为实现上述目的，本发明还提供了一种空调系统，包括前述的气液分离器。

基于上述技术方案，本发明将气液分离腔构造成使气液混合介质在进入后能够回转，以实现不同密度的液态介质的离心分层，其中不希望被吸取的液态冷媒由于密度相对于液态润滑介质较高，因此回转半径较大，而希望被吸取的液态润滑介质则由于密度相对于液态冷媒较低，因此回转半径较小，从而更容易由比较靠近回转中心的气液分离腔内的润滑介质吸取结构所吸取，进而使润滑介质吸取结构所连接的设备能够获得更多的液态润滑介质，改善该设备的润滑性能；同时也减少了液态冷媒的吸取，尽量消除了液态冷媒对该设备的不良影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有家用空调压缩机自带的气液分离器的结构示意图。

图2、3分别为本发明气液分离器一实施例的不同剖视角度的示意图。

图4为图2中AA截面的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，为本发明气液分离器的一个实施例的剖视图。结合图3中另一个剖视角度所示出的结构，本实施例的气液分离器包括罐体1，在罐体1的外部可连接气分进气管8和其他需要吸取来自气分进气管8的气液混合介质中的液态润滑介质的设备，例如空调压缩机等。这里的液态润滑介质可以为润滑油等，气液混合介质中还包括例如氨、氟利昂等冷媒。

罐体1内可以包括润滑介质吸取结构和用于气液分离的气液分离腔2。其中气液分离腔2除了可以进行气态冷媒和液态冷媒的分离之外，该腔还被构造成使气液混合介质进入所述气液分离腔2后产生回转，以实现密度较低的液态润滑介质和密度较高的液态冷媒的离心分层作用。为了减小气液混合介质的转动阻力，优选将罐体1的内壁设置成圆形截面。

这里的液态润滑介质需要被吸取到例如空调压缩机等设备中，而液态冷媒则不希望过多的进入到该设备中，而本实施例中的气液分离腔2利用液态润滑介质和液态冷媒的密度差别，通过使气液混合介质回转的方式来实现离心分层。相应的，将润滑介质吸取结构设置在所述气液分离腔2内，且设置位置与所述气液混合介质的回转中心的距离小于所述液态冷媒的回转半径。这样就使得润滑介质吸取结构更容易吸取到回转半径较小的液态润滑介质，而不容易吸取到回转半径较大的液态冷媒介质，进而使润滑介质吸取结构所连接的例如空调压缩机等设备能够获得更多的液态润滑介质，改善该设备的润滑性能；同时也减少了液态冷媒的吸取，尽量消除了液态冷媒对例如空调压缩机等设备的不良影响，例如压缩机过度回液造成的液击现象。

气液混合介质中可至少包括气态冷媒和液态冷媒以及液态润滑介质，因此在罐体1内还可以包括气态冷媒吸取结构，用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒。对于气液分离器所连接的例如压缩机等设备来说，润滑介质和气态冷媒通常需要被吸入到该设备的吸气口中，因此优选将润滑介质吸取结构设置在气态冷媒吸取结构上，借助气态冷媒的流动来带动液态润滑介质运动，从而实现在气态冷媒吸取结构吸取气态冷媒的同时吸取被离心分离的液态润滑介质。在另一个实施例中，气态冷媒吸取结构和润滑介质吸取结构可以独立设置，分别吸取由气液分离器分离的气态冷媒和液态润滑介质。

在图2、3中，气态冷媒吸取结构包括从罐体1的下方向上插入到所述气液分离腔2内的吸气管路5，该吸气管路5可外接到例如压缩机等设备的吸气口，在压缩机的驱动作用下从气液分离腔2内吸取被分离的气态冷媒。在吸气管路5上靠近所述罐体1底部的位置可以设置预设尺寸的回收口6，该回收口6可作为所述润滑介质吸取结构对被分离出的液态润滑介质进行吸取。

为了使回收口6更容易吸取到离心分层的液态润滑介质，优选将吸气管路5上设置所述回收口6的管路部分位于所述气液混合介质的回转中心或者位于所述气液分离腔2的水平截面的中心。在图2、3中，吸气管路5在罐体1内的部分在整体上与罐体1的竖直中心线重合，因此回收口6也基本上位于回转中心的位置，靠近回转中心的较低密度的液态润滑介质会被优先吸走，而远离回转中心的较高密度的液态冷媒则不容易被吸走。对于外接的压缩机来说，通过这样的结构设置可以多吸入润滑介质，少吸入液态冷媒，因此可以在改善压缩机的润滑效果的同时降低液击的可能性。

结合图4所示的AA截面，为了促进气液分离腔2的离心分层作用，优选在罐体1内进一步包括用于与气分进气管8连通的进气腔。在进气腔的腔壁上可设置与所述气液分离腔2连通的回气口7，该回气口7被设计为使所述进气腔内的气液混合介质侧向进入所述气液分离腔2，以便所述气液混合介质沿所述气液分离腔2的周向回转运动。侧向进入气液分离腔2的气液混合介质由于偏离于气液分离腔2的中心，因此在气液分离腔2的内壁的引导下会沿着该内壁的内周回转流动。在这个过程中，为了使初始进入到气液分离腔2的气液混合介质的离心半径更大，并降低旋转阻力，优选将回气口7的介质流出方向设置为与所述气液分离腔2上对应于所述回气口7位置的腔壁相切。

考虑到气分进气管8设置在罐体1顶部在结构设计上比较方便，因此优选将进气腔设计为包括位于所述罐体1内靠近顶部的顶腔3和位于所述罐体1内靠近侧壁的侧腔4。其中，侧腔4与所述顶腔3连通，所述气分进气管8从所述罐体1的上方向下插入到所述顶腔3，所述回气口7设置在所述侧腔4的腔壁上。这样就使得来自气分进气管8的气液混合介质先从罐体1的顶部进入顶腔3，再从顶腔3进入到侧腔4，然后从侧腔4上的回气口7进入到气液分离腔2。

从图上可以看到，回气口7距离罐体1的内壁非常近，因此能够使进入到气液分离腔2内的气液混合介质获得较大的离心半径。在回气口7的形态上，优选为沿竖直方向呈细长条形，以使在竖直方向上的较大范围内都存在旋转气流。为了使主要的冷媒流量从下部尽量多的流出，以使尽量多的液态冷媒和液态润滑介质与气态冷媒形成旋转气流，优选将回气口7的水平开口尺寸设置为从上到下渐增。在回气口7的开口尺寸上，优选使回气口7的开口总面积大于所述气分进气管8的横截面积，这样能够使气液混合介质不至于过快的进入到气液分离腔2而造成气液分离未完成即被吸出的问题，另一方面也能尽量防止气液混合介质在进气腔内产生节流现象，影响气液分离效果。

为了形成顶腔3和侧腔4，可采用图2-4示出的隔板结构，即在罐体1内设置顶部隔板9和侧部隔板10，由该顶部隔板9与所述罐体1顶壁围成所述顶腔3，并由所述侧部隔板10与所述罐体1侧壁围成所述侧腔4。相应的，优选将在罐体1的内部设置的用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒的气态冷媒吸取结构的吸气口设置在所述顶部隔板9下侧预设距离的位置。参考图2，吸气管路5的吸气口非常贴近顶部隔板9的下侧，其预设间隙只需保证流过的气态冷媒不会发生明显的节流现象即可，例如设置为吸气管路5的直径的一倍左右等。通过将吸气口设置在这个高度，可以有效地确保尽量多的吸入气态冷媒，而尽量少的吸入较重的液态冷媒。

本发明上述的气液分离器的各个实施例可适用于各类需要进行气液混合介质的气液分离的设备，尤其适用于空调压缩机使用。因此本发明也提供了一种空调系统，该系统包括前述的任一种气液分离器，能够有效地解决压缩机液击和润滑不良的问题。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种气液分离器，包括罐体(1)，其特征在于，所述罐体(1)内包括润滑介质吸取结构和用于气液分离的气液分离腔(2)，所述气液分离腔(2)被构造成使气液混合介质进入所述气液分离腔(2)后产生回转，以实现密度较低的液态润滑介质和密度较高的液态冷媒的离心分层作用；所述润滑介质吸取结构设置在所述气液分离腔(2)内，且设置位置与所述气液混合介质的回转中心的距离小于所述液态冷媒的回转半径，以吸取回转半径较小的液态润滑介质；

其中，所述罐体(1)内还包括用于与气分进气管(8)连通的进气腔，在所述进气腔的腔壁上设有与所述气液分离腔(2)连通的回气口(7)，能够使所述进气腔内的气液混合介质侧向进入所述气液分离腔(2)，以便所述气液混合介质沿所述气液分离腔(2)的周向回转运动；所述进气腔包括位于所述罐体(1)内靠近顶部的顶腔(3)和位于所述罐体(1)内靠近侧壁的侧腔(4)，所述侧腔(4)与所述顶腔(3)连通，所述气分进气管(8)从所述罐体(1)的上方向下插入到所述顶腔(3)，所述回气口(7)设置在所述侧腔(4)的腔壁上。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述罐体(1)内还包括气态冷媒吸取结构，用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒，所述润滑介质吸取结构设置在所述气态冷媒吸取结构上，以实现在所述气态冷媒吸取结构吸取气态冷媒的同时吸取被离心分离的液态润滑介质。

3.根据权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，气态冷媒吸取结构包括从所述罐体(1)的下方向上插入到所述气液分离腔(2)内的吸气管路(5)，所述吸气管路(5)上靠近所述罐体(1)底部的位置设有作为所述润滑介质吸取结构的回收口(6)。

4.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于，所述吸气管路(5)上设置所述回收口(6)的管路部分位于所述气液混合介质的回转中心或者位于所述气液分离腔(2)的水平截面的中心。

5.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述回气口(7)的介质流出方向与所述气液分离腔(2)上对应于所述回气口(7)位置的腔壁相切。

6.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述回气口(7)沿竖直方向呈细长条形。

7.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述回气口(7)的水平开口尺寸从上到下渐增。

8.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述罐体(1)内设有顶部隔板(9)和侧部隔板(10)，所述顶部隔板(9)与所述罐体(1)顶壁围成所述顶腔(3)，所述侧部隔板(10)与所述罐体(1)侧壁围成所述侧腔(4)。

9.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述回气口(7)的开口总面积大于所述气分进气管(8)的横截面积。

10.根据权利要求8所述的气液分离器，其特征在于，所述罐体(1)内还包括气态冷媒吸取结构，用于吸取气液混合介质中被分离的气态冷媒，所述气态冷媒吸取结构的吸气口设置在所述顶部隔板(9)下侧预设距离的位置。

11.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1～10任一所述的气液分离器。

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