CN106642848B - 立式油分离器以及包含该立式油分离器的换热系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种立式油分离器以及包含该立式油分离器的换热系统，该立式油分离器包括：筒体；分别设置于所述筒体上、下两端部的顶板和底板；设置于所述筒体上、供对油气混合物进行分离后的气体排出所述筒体的出气口；进口和过滤部件，其中：所述进口设置于所述顶板或所述筒体，供所述油气混合物沿所述筒体的轴向进入所述过滤部件；所述过滤部件设置于所述筒体内，对从所述进口进入的所述油气混合物进行分离。根据本实施例的立式油分离器，能够提高油气分离的效率。

Description

立式油分离器以及包含该立式油分离器的换热系统

技术领域

本申请涉及空调设备技术领域，尤其涉及一种立式油分离器以及包含该立式油分离器的换热系统。

背景技术

在制冷系统中，螺杆压缩机需要润滑油润滑及液封才能正常运行，因此，压缩机排气中通常会含有一定量的润滑油，这些润滑油一旦进入蒸发器不仅会严重影响蒸发器的换热性能，同时也会造成压缩机缺油直至损坏。因此，在压缩机的排气侧需要设置油分离器，以将润滑油从气态制冷剂中分离出来。

在现有技术中，常用的油分离器一般有卧式油分离器和立式油分离器，其中，卧式油分离器常采用金属丝网进行油气分离，卧式油分离器体积大、成本高，整机尺寸偏大，使用场合受限；立式油分离器通常为离心式，使油气混合物在筒体内部旋转产生离心力而实现油气分离，立式油分离器占用空间较小，使用范围较广。

专利文件1公开了一种离心式力立式油分离器，图1是专利文件1中的立式油分离器的一个轴向截面示意图，如图1所示，该油分离器在工作时，油气混合物从进口3’进入筒体1’，在离心力的作用下产生旋转向下运动，油气混合物中的小油滴在紧贴筒壁的滤网2’的作用下被分离，并形成大油滴，顺滤网流下至挡油板5’，从油气混合物中分离出来的含油量较低的制冷剂气体通过出气管4’排出至冷凝器，分离出来的油通过出油弯管8’供给压缩机。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在专利文件1所公开的离心式立式油分离器中，依靠离心力只能分离大部分直径大的油滴，对于直径较小的油滴，分离效果较差，并且，筒体内壁面的滤网供油气混合物流动的有效流通面积有限，影响了滤网对油滴的分离效果，因此，专利文件1的离心式立式油分离器，也会使较多油随制冷剂进入系统中，降低了换热器的换热效果并增加了压缩机缺油风险。

本申请提供一种立式油分离器以及包含该立式油分离器的换热系统，该立式油分离器使油气混合物沿筒体的轴向进入筒体内的过滤部件，从而使油气混合物产生沿筒体的径向的扩散运动，由此，油气混合物能够与过滤部件充分接触，提高油气分离的效果。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种立式油分离器，包括：筒体；分别设置于所述筒体上、下两端部的顶板和底板；设置于所述筒体上、供对油气混合物进行分离后的气体排出所述筒体的出气口；所述油分离器还包括进口和过滤部件，其中：

所述进口设置于所述顶板或所述筒体，供所述油气混合物沿所述筒体的轴向进入所述过滤部件；所述过滤部件设置于所述筒体内，对从所述进口进入的所述油气混合物进行分离。

根据本申请实施例的第二方面，其中，所述过滤部件包括过滤网，所述过滤网与所述筒体之间形成供分离后的气体流动到所述出气口的通道。

根据本申请实施例的第三方面，其中，所述过滤网呈筒状。

根据本申请实施例的第四方面，其中，所述过滤部件还包括均气筒，所述均气筒设置于所述过滤网内，并且所述均气筒的筒壁设置有均气孔，所述均气筒对所述油气混合物进行分离，并引导从所述油气混合物中分离出的油。

根据本申请实施例的第五方面，其中，所述均气孔的孔径不均匀。

根据本申请实施例的第六方面，其中，沿着远离所述进口的方向，所述均气孔的孔径逐渐变大。

根据本申请实施例的第七方面，其中，所述油分离器还包括旋流板，其设置于所述顶板与所述均气筒之间，所述旋流板用于使所述油气混合物产生围绕所述轴向的旋转运动并进入所述均气筒。

根据本申请实施例的第八方面，其中，所述均气筒的径向尺寸与所述旋流板的径向尺寸相同。

根据本申请实施例的第九方面，其中，所述油分离器还包括：上挡板，其设置于所述均气筒和所述过滤网的上端，所述上档板设置有与所述均气筒连通的开口。

根据本申请实施例的第十方面，其中，所述油分离器还包括：下挡板，其设置于所述均气筒和所述过滤网下端，所述下挡板设置有使分离的油流过的开口。

根据本申请实施例的第十一方面，其中，所述过滤网的中心轴、所述均气筒的中心轴、所述旋流板的中心轴、所述上挡板的中心轴和所述下挡板的中心轴在同一直线上或平行。

根据本申请实施例的第十二方面，其中，所述出气口至少有两个，相对于所述筒体的中心轴对称设置。

根据本申请实施例的第十三方面，提供一种换热系统，其具有如上述实施例第一方面-第十二方面中任意一方面所述的立式油分离器。

本申请的有益效果在于：该立式油分离器使油气混合物沿筒体的轴向进入筒体内的过滤部件，能够使油气混合物与过滤部件充分接触，提高油气分离的效果。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是专利文件1中的立式油分离器的一个轴截面示意图；

图2是本申请实施例的立式油分离器的一个轴截面示意图；

图3是本申请实施例的立式油分离器的一个顶视透视图；

图4是本申请实施例的旋流板的一个立体示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请的下述说明中，为了说明的方便，将以油分离器的筒体的中心轴延伸的方向称为“轴向”，将以该轴为中心的半径方向称为“径向”，将以该轴为中心的圆周方向称为“周向”。在该轴向，将从底板指向顶板的方向称为“上方向”，与“上方向”相反的方向为“下方向”，并且，该油分离器及其各部件的朝向“上方向”的一侧称为“上侧”，与上侧相反的一侧称为“下侧”。需要说明的是，上述对于上方向、下方向、上侧以及下侧的定义只是为了说明的方便，并不限定该油分离器在使用时的朝向。

实施例1

本申请实施例提供了一种立式油分离器，图2是本实施例的立式油分离器的一个轴截面示意图，图3是本实施例的立式油分离器的顶视透视图。

如图2所示，该立式油分离器200包括筒体2，顶板1，底板3，出气口14、15，进口1a，以及过滤部件2a，其中，虚线X所示为筒体2的中心轴线。

在本实施例中，顶板1和底板3分别设置于筒体2的上、下两端部；出气口14、15设置于筒体2上，供对油气混合物进行分离后的气体排出该筒体2；进口1a设置于顶板1上，供油气混合物沿筒体2的轴向进入过滤部件2a，此外，本实施例并不限于此，也可以将进口1a设置于筒体，并在筒体内设置与该进口连通的管道，以引导油气混合物沿筒体2的轴向进入过滤部件2a；过滤部件2a设置于筒体2内，对从进口1a进入的油气混合物进行分离。

图2的空心箭头A示出了本实施例中油气混和物在轴截面上的流向，空心箭头B示出了分离后气体的流向，实心箭头C示出了分离出的油的流向。如图2所示，油气混合物沿筒体的轴向进入过滤部件2a，该油气混和物在向外扩散的过程中，产生沿筒体的径向运动的分量，油气混合物在沿径向穿过过滤部件2a的过程中，被该过滤部件2a分离，其中，分离出的气体可以进一步流动到出气口14、15，分离出的油可以被过滤部件2a收集和引导，并在重力作用下向筒体2的底部流动。由此，油气混合物在穿过过滤部件2a的过程中，能够与过滤部件2a充分接触，从而提高油气分离的效果。

在本实施例中，过滤部件2a可以包括过滤网10，该过滤网10能够对油气混和物进行分离。该过滤网10与筒体2之间可以形成供分离后的气体流动到出气口14、15的通道N，由此，油气混合物在沿筒体2的径向穿过过滤网10时，被该过滤网10分离，分离后的气体沿该通道N流动到出气口14、15，分离出的油被过滤网10收集和引导。

在本实施例中，该过滤网10可以是筒状，其中心轴线可以与筒体2的中心轴线平行或位于同一直线。在本实施例中，该过滤网10可以由金属材料制成，当然也可以采用其它材料。

在本实施例中，如图2所示，该过滤部件2a还可以包括均气筒9，该均气筒9可以设置于过滤网10内部，并且该均气筒9的筒壁可以设置有均气孔91。在本实施例中，该均气筒9的上端可以与设置于顶板1的进口1a连通，因此，油气混和物可以从进口1a进入均气筒9内部，并且，在沿均气筒9的径向穿过该均气口91时被分离，分离出的油被均气筒9收集和引导，分离后的油气混和物可以继续沿径向运动到过滤网10。

在本实施例中，均气孔91的孔径可以不均匀，例如，沿着远离顶板1的方向，均气孔91的孔径可以逐渐变大，由此，在靠近顶板的位置，油气混和物的流速高，较小孔径的均气孔91能对油气混和物产生较大的阻力，使穿过均气孔91的流量大幅下降，在远离顶板1的位置，油气混和物的流量下降，较大孔径的均气孔91对油气混和物产生的阻力较小，使穿过均气孔91的流量变化不大。因此，从均气筒9的上部和下部流出的油气混合物的流速和流量趋于均匀。

在本实施例中，该立式油分离器200还可以包括旋流板13，其设置于顶板1与均气筒9之间。旋流板13可以与均气筒9和设置于顶板1的进口1a都连通，从而使从进口1a流入的油气混合物经旋流板13而流动到均气筒9。

图4是本实施例的旋流板13的一个立体示意图，如图4所示，该旋流板13可以包括外筒体131、内筒体132、中心部133、多个第一导叶134和多个第二导叶135，其中，该多个第一导叶134设置于外筒体131与内筒体132之间，多个第二导叶135设置于中心部133与该内筒体132之间，并且，该多个第一导叶134和该多个第二导叶135可以都相对于外筒体131和内筒体132的轴向倾斜，并且可以都相对于外筒体131和内筒体132的径向倾斜。

在本实施例中，旋流板13的径向尺寸可以与均气筒9的径向尺寸相同，该旋流板13的径向尺寸可以与设置于顶板1的进口1a的径向尺寸相同，例如，旋流板13的外筒体131的半径r可以等于均气筒9的半径和/或设置于顶板1的进口1a的半径。

需要说明的是，在本实施例中，图4所示的旋流板的结构仅是一个示例，本实施例并不限于此，旋流板也可以具有其它的结构。

在本实施例中，从进口1a进入的油气混合物在通过该旋流板13时，会产生围绕筒体2的轴向X的旋转运动，并沿筒体2的轴向进入均气筒9。由此，该油气混合物的运动是由旋转运动、沿径向向外扩散的运动、以及沿轴向向下的运动等几种运动叠加而成，其中，油气混合物的旋转运动所产生的离心力可以使油分离出，并且，油气混合物在径向扩散运动和沿轴向的运动时，均气筒9和过滤网10从油气混合物中进一步分离出油，并收集和引导分离出的油。

在本实施例中，如图2所示，该立式油分离器200还可以包括上挡板4，其设置于均气筒9和过滤网10的上端，并且可以位于顶板1的下方。此外，在设置有旋流板13的情况下，该上挡板4可以位于旋流板13的下方。

在本实施例中，上档板4上可以设置有与均气筒9连通的开口(图未示出)，由此，从进口1a进入的油气混合物可以经由该开口进入均气筒9。例如，该上挡板4可以是具有一个中心开口的环形，但本实施例并不限于此，该上挡板4也可以具有其他形状。

在本实施例中，如图2和图3所示，该立式油分离器200还可以包括下挡板5，其设置于均气筒9和过滤网10的下端，并且，该下挡板5可以设置有使分离的油流过的开口51，该开口51可以设置在不与均气筒9连通的区域，以避免油气混合物穿过该开口51。该开口51的形状可以是圆形、半月形或其他形状，该开口的数量可以是一个或2个以上，例如，如图3所示，该开口51可以是均匀设置在下档板5的圆周上的半月形开口，其数量可以是8个。

在本实施例中，下档板5可以焊接于筒体2的内壁，以将其固定。下档板5与底板3之间可以形成为储油腔，用于存储从开口51流过的油。

在本实施例中，过滤网10的中心轴、均气筒9的中心轴、旋流板13的中心轴、上挡板4的中心轴和下挡板5的中心轴可以在同一直线上或平行，由此，使该立式油分离器的结构简洁，便于使用。

在本实施例中，出气口14、15的数量可以至少是2个，并且可以相对于筒体2的中心轴对称设置，由此，该油分离器能够均匀排气。

在本实施例中，均气筒9可以是圆筒状，过滤网10可以是圆筒状或多边形筒状等。并且，由于本实施例并不依赖于油气混合物沿筒体2的内壁作旋转运动来进行油气分离，因此，该筒体2的形状并不限于是圆筒状，也可以是多边形筒状。

在本实施例中，如图2所示，该立式油分离器200还可以包括视液镜6、7、8，加热器11，以及供油接口12等。

在本实施例中，视液镜6可以位于下档板5的上方，视液镜7可以位于下档板5的下方，视液镜8可以设置得比视液镜8更靠近底板3，由此，可以通过视液镜6、7、8观察筒体2内的油位情况。

在本实施例中，加热器11可以靠近底板3，由此，在压缩机停机时，该加热器11可以加热储油腔内的油，以排出油中溶解的少量制冷剂。

在本实施例中，供油接口12可以靠近底板3，用于将储油腔内的油导出。

在本实施例中，油气混合物从开口1a进入，在旋流板13的导叶的作用下，气液混合物旋转流动，其中的油滴在离心力的作用下被分离出来，完成一级离心式分离，被分离出来的油滴顺着均气筒9筒壁流到下挡板3；一级分离后的旋转流动的油气混合物沿径向扩散，穿过均气筒9，被均气筒9进行油气分离，并且流速均匀分布；油气混合物进一步穿过筒状金属滤网10，其中的油滴进一步被分离出来；由此，均气筒9和过滤网10对油气混合物进行二级分离；该二级分离后的气体沿过滤网10与筒体2之间的通道N流向出气口14、15；一级分离和二级分离后的油滴被均气筒和过滤网10收集和引导，在重力作用下流到下档板5，并穿过下档板5的开口51而流进储油腔。储油腔中的油可以通过供油接口12回到压缩机，而经过分离的气体可以从出气口14、15排出进入冷凝器。

通过本实施例，油气混合物能够沿筒体的轴向进入过滤部件，在向外扩散的过程中，能够与过滤部件充分接触，从而提高油气分离的效果；并且，通过旋流板使油气混合物产生旋转运动，在离心力的作用下使油气分离，提高了油气分离的效果。

实施例2

本申请实施例2提供一种换热系统，该换热系统包括实施例1所述的立式油分离器。

本实施例的换热系统可以包括压缩机、蒸发器、冷凝器、电子膨胀阀和如实施例1所述的立式油分离器等。

其中，该立式油分离器的进口可以与压缩机的排气口连接，该立式油分离器的出气口可以与冷凝器的进口连接，该立式油分离器的供油接口可以与压缩机的进油口连接，其他部件的连接方式可以参考现有技术。

在本实施例中，从压缩机排气口排出的高温高压的油气混合物经进口流入该立式油分离器，经分离后的气态制冷剂从立式油分离器的出气口排出，并进入冷凝器进行冷凝，冷凝后形成的液态制冷剂经电子膨胀阀节流后进入蒸发器，在蒸发器中蒸发为气态的制冷剂被送回压缩机的吸气口，再次进行上述循环。在该立式油分离器中分离出的油，可以经供油接口送回压缩机，从而为压缩机补充润滑油。

在本实施例中，由于采用了本申请的立式油分离器，油气分离效果被提高，从而提高了蒸发器的换热效率，并降低了压缩机缺油的风险，使该换热系统的运行能效提高，运行更稳定。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种立式油分离器，包括：筒体；分别设置于所述筒体上、下两端部的顶板和底板；设置于所述筒体上、供对油气混合物进行分离后的气体排出所述筒体的出气口；其特征在于，所述油分离器还包括进口和过滤部件，其中：

所述进口设置于所述顶板或所述筒体，供所述油气混合物沿所述筒体的轴向进入所述过滤部件；

所述过滤部件设置于所述筒体内，对从所述进口进入的所述油气混合物进行分离，

所述过滤部件包括：

过滤网，所述过滤网与所述筒体之间形成供分离后的气体流动到所述出气口的通道；以及

均气筒，所述均气筒设置于所述过滤网内，并且所述均气筒的筒壁设置有均气孔，所述均气筒对所述油气混合物进行分离，并引导从所述油气混合物中分离出的油，

所述油分离器还包括旋流板，其设置于所述顶板与所述均气筒之间，所述旋流板用于使所述油气混合物在沿所述轴向穿过所述旋流板时，产生围绕所述轴向的旋转运动并进入所述均气筒。

2.根据权利要求1所述的立式油分离器，其特征在于，

所述过滤网呈筒状。

3.根据权利要求1所述的立式油分离器，其特征在于，

所述均气孔的孔径不均匀。

4.根据权利要求3所述的立式油分离器，其特征在于，

沿着远离所述进口的方向，所述均气孔的孔径逐渐变大。

5.根据权利要求1所述的立式油分离器，其特征在于，

所述均气筒的径向尺寸与所述旋流板的径向尺寸相同。

6.根据权利要求1所述的立式油分离器，其特征在于，所述油分离器还包括：

上挡板，其设置于所述均气筒和所述过滤网的上端，所述上挡板设置有与所述均气筒连通的开口。

7.根据权利要求6所述的立式油分离器，其特征在于，所述油分离器还包括：

下挡板，其设置于所述均气筒和所述过滤网下端，所述下挡板设置有使分离的油流过的开口。

8.根据权利要求7所述的立式油分离器，其特征在于，

所述过滤网的中心轴、所述均气筒的中心轴、所述旋流板的中心轴、所述上挡板的中心轴和所述下挡板的中心轴在同一直线上或平行。

9.根据权利要求1所述的立式油分离器，其特征在于，

所述出气口至少有两个，相对于所述筒体的中心轴对称设置。

10.一种换热系统，其具有如权利要求1-9中任意一项所述的立式油分离器。