CN107062709A - 冷凝器和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝器和制冷系统。冷凝器包括壳体、冷凝管束和油分离装置，油分离装置包括内隔板和油分离结构，内隔板将壳体分隔为冷凝室和位于冷凝室上方的油分离室，冷凝管束沿前后方向设置于冷凝室内，壳体具有与油分离室连通的冷媒进口和与冷凝室连通的冷媒出口，油分离结构包括折流板、滤网、冷媒连通口和回油口，折流板和滤网设置于油分离室内，冷媒通过冷媒进口进入油分离室，依次经过折流板和滤网分离冷媒中的油，分离后的冷媒通过冷媒连通口进入冷凝室冷凝，冷凝后的冷媒从冷媒出口流出，分离出的油液通过回油口流出油分离室。本发明的冷凝器和制冷系统中，冷媒的油分离效率较高。

Description

冷凝器和制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种冷凝器和制冷系统。

背景技术

油分离装置在制冷机组中起到分离气态冷媒中细小油滴的作用。设置油分离装置旨在防止压缩机排气中的油滴进入冷凝器，继而进入蒸发器，影响机组整体能效。

现有技术中，外置油分离装置如立式油分离装置、卧式油分离装置的发展相对成熟，但是随着客户对机组的集成化要求逐渐增高，内置于冷凝器内部的油分离装置得到发展。设置内置油分离装置不仅需要考虑分离效率，还要兼顾空间布置、系统回油等设计要素。

现有技术中，具有内置油分离装置的冷凝器中，由于油分离空间有限，油分离装置的分离效率难以提高。另外，偏心设置的油分离装置回油出口单一，安装倾斜对机组整体回油产生不利的影响，且偏心结构通过影响冷凝器的流场而影响其换热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷凝器和制冷机组，旨在提高冷凝器内置的油分离装置的油分离效率。

本发明第一方面提供一种冷凝器，包括壳体、冷凝管束和油分离装置，所述油分离装置包括内隔板和油分离结构，所述内隔板将所述壳体分隔为冷凝室和位于所述冷凝室上方的油分离室，所述冷凝管束沿前后方向设置于所述冷凝室内，所述壳体具有与所述油分离室连通的冷媒进口和与所述冷凝室连通的冷媒出口，所述油分离结构包括折流板、滤网、冷媒连通口和回油口，所述折流板和所述滤网设置于所述油分离室内，混有油的冷媒通过所述冷媒进口进入所述油分离室，依次经过所述折流板和所述滤网分离所述冷媒中的油，分离后的冷媒通过所述冷媒连通口进入所述冷凝室冷凝，冷凝后的冷媒从所述冷媒出口流出，分离出的油液通过所述回油口流出所述油分离室。

进一步地，所述油分离结构包括沿所述冷媒的流动方向间隔布置的两块以上折流板。

进一步地，所述两块以上折流板包括设置于所述油分离室左侧的左折流板和设置于所述油分离室右侧的右折流板，所述左折流板和所述右折流板交替布置；或者，所述折流板包括设置于所述油分离室上侧的上折流板和设置于所述油分离室下侧的下折流板，所述上折流板和所述下折流板交替布置。

进一步地，所述油分离结构还包括连通所述折流板上游的积油部位和下游的积油部位的通油结构。

进一步地，所述油分离装置包括布置于所述冷媒进口前侧或后侧的一个所述油分离结构；或者，所述油分离装置包括分别布置于所述冷媒进口前侧和后侧的两个所述油分离结构。

进一步地，所述冷媒连通口包括两个以上连通孔。

进一步地，所述回油口在前后方向上位于所述滤网和与所述滤网相邻的所述折流板之间。

进一步地，所述油分离结构包括设置在左侧或右侧的一个所述回油口；或者，所述油分离结构包括分别设置在左侧和右侧的两个所述回油口。

进一步地，所述内隔板包括底部安装板、前封板和后封板，其中，所述底部安装板为左右方向的中部高于左右两端的上凸板。

进一步地，所述上凸板为弧形板或折板。

进一步地，所述油分离装置大致前后对称和/或大致左右对称。

本发明第二方面一种制冷系统，包括本发明第一方面中任一项所述的冷凝器。

基于本发明提供的冷凝器和制冷机组，由于设置折流板和滤网，冷媒首先经过折流板折流而利用惯性分离冷媒中部分油流，然后再利用滤网滤除冷媒中未分离的油，冷媒的油分离效率得到提高。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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为本发明第一实施例的冷凝器的立体透视结构示意图。

图2为图1的右侧透视结构示意图。

图3为图1的俯视透视结构示意图。

图4为图1的后视透视结构示意图。

图5为本发明第一实施例的冷凝器的油分离装置(未包括排油口)的立体透视结构示意图。

图6为本发明第二实施例的冷凝器的立体透视结构示意图。

图7为图6的右侧透视结构示意图。

图8为图6的俯视透视结构示意图。

图9为图6的后视透视结构示意图。

图10为本发明第二实施例的冷凝器的油分离装置(未包括排油口)的立体透视结构示意图。

图11为本发明第三实施例的冷凝器的油分离装置(未包括排油口)的立体透视结构示意图。

图12为本发明第四实施例的冷凝器的油分离装置(未包括排油口)的立体透视结构示意图。

图13为本发明第五实施例的冷凝器的后视透视结构示意图。

图14为本发明第六实施例的冷凝器的后视透视结构示意图。

图1至图14中，各附图标记代表：

100、200、500、600，冷凝器；

110、210、510、610，壳体；

111、211，冷媒进口；

112、212，冷媒出口；

120、220、520、620，冷凝管束；

130、230、330、430、530、630，油分离装置；

131、231、331、431，内隔板；

1311、2311、3311、4311、5311、6311，底部安装板；

1312、2312、3312、4312，前封板；

1313、2313、3313、4313，后封板；

132、232，332、432，油分离结构；

1321、3321，左折流板；

2321、4321，上折流板；

1322、3322，右折流板；

2322、4322，下折流板；

1323、2323、3323、4323，滤网；

1324、2324、3324、4324，冷媒连通口；

1325、2325，排油口；

N，冷凝室；

F，油分离室。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1至图14所示，本发明实施例提供一种冷凝器，该冷凝器包括壳体、冷凝管束和油分离装置。油分离装置包括内隔板和油分离结构。内隔板将壳体分隔为冷凝室和位于冷凝室上方的油分离室。冷凝管束沿前后方向设置于冷凝室内。壳体具有与油分离室连通的冷媒进口和与冷凝室连通的冷媒出口。油分离结构包括折流板、滤网、冷媒连通口和回油口。折流板和滤网设置于油分离室内。冷媒连通口用于连通油分离室和冷凝室。回油口用于将油液导出油分离室。其中，冷凝器运行时，混有油的冷媒通过冷媒进口进入油分离室，依次经过折流板和滤网分离冷媒中的油，分离后的冷媒通过冷媒连通口进入冷凝室冷凝，冷凝后的冷媒从冷媒出口流出，分离出的油液通过回油口流出油分离室。

由于设置折流板和滤网，冷媒首先经过折流板折流而利用惯性分离冷媒中部分油流，然后再利用滤网滤除冷媒中未分离的油，冷媒的油分离效率得到提高。

优选地，油分离结构包括沿冷媒的流动方向间隔布置的两块以上折流板。该设置可以使冷媒多次折流，从而充分利用惯性力实现油分离，利于提高冷媒的油分离效率。

折流板的布置可以有多种方式，例如：两块以上折流板中可以包括设置于油分离室左侧的左折流板和设置于油分离室右侧的右折流板，左折流板和右折流板交替布置；或者，折流板包括设置于油分离室上侧的上折流板和设置于油分离室下侧的下折流板，上折流板和下折流板交替布置。

优选地，油分离结构还包括连通所述折流板上游的积油部位和下游的积油部位的通油结构。通油结构的设置可以防止油液积存于油分离室内难以排出。通油结构例如可以是设置于折流板和内隔板的交界处相对于周围位置最低处的、连通折流板上游和下游的通油口，通油结构也可以为连通上游和下游积油部位的连通管等。

其中，油分离装置可以包括布置于冷媒进口前侧或后侧的一个油分离结构，这种布置方式尤其适用于冷媒进口偏前侧布置或偏后侧布的冷凝器；油分离装置也可以包括分别布置于冷媒进口前侧和后侧的两个油分离结构，这种设置方式适用于冷媒进口位于前后方向大致中部的位置。

优选地，冷媒连通口可以包括两个以上连通孔。连通孔的数量例如可以为两个、三个、四个等等。该设置有利于冷媒均匀流动。

回油口在前后方向上位于滤网和与滤网相邻的折流板之间。该位置是油液产生最多的部位，利于油液及时排出油分离室。

油分离结构可以仅包括设置在左侧或右侧的一个回油口；或者，油分离结构也可以包括分别设置在左侧和右侧的两个回油口。

内隔板包括底部安装板、前封板和后封板。其中优选地，底部安装板为左右方向的中部高于左右两端的上凸板。上凸板的设置方式一方面可以为冷凝管束提供更多的布置空间，而且还利于回油口的设置，回油口可以直接开设在壳体上，而且可以在左右两侧同时回油，利于及时排出油液。其中，上凸板例如可以为弧形板或折板。

以下结合图1至图14对本发明各实施例进行详细说明。

第一实施例

图1至图5示出了本发明第一实施例的冷凝器100的结构图。

如图1至图5所示，冷凝器100包括壳体110、冷凝管束120和油分离装置130。冷凝管束120沿前后方向设置于冷凝室N内。壳体 110具有与油分离室F连通的冷媒进口111和与冷凝室N连通的冷媒出口112。

油分离装置130包括内隔板131和油分离结构132。如图1至图5所示，第一实施例中，冷媒进口111位于壳体110的前后方向上的中部，油分离装置130包括分别布置于冷媒进口111前侧和后侧的两个油分离结构132。

内隔板131将壳体110分隔为冷凝室N和位于冷凝室N上方的油分离室F。如图1至图5所示，本实施例中，内隔板131包括底部安装板1311、前封板1312和后封板1313。其中，底部安装板1311 为左右方向的中部高于左右两端的上凸板。上凸板为截面为V形的折板。

油分离结构包括折流板、滤网1323、冷媒连通口1324和回油口 1325。折流板和滤网1323设置于油分离室F内。

本实施例中，每个油分离结构132包括四块沿前后方向布置的折流板。折流板接触折板和壳体110处均满焊以防止冷媒不经折流板折流直接流向下游。折流板块数可以根据油分离结构132长度和分离需要确定，例如，筒体越长，块数可以越多。

另外，每块折流板与壳体110和折流板的交界处上设有连通折流板前后的缺口，该缺口构成连通折流板上游和下游的油液的连通结构。

滤网1323贴合形成油分离室F的壳体110和内隔板131设置。本实施例中，滤网1323通过加强筋固定焊接到壳体110上。滤网1323 内可以根据需求的分离能力填充不同材料。填充钢丝等高通透材料，则压降小，寿命长；填充棉、活性炭等低通透材料，则压降大，寿命短。设滤网1323的厚度为c1，则优选地，40cm≤c1≤100cm。滤网厚度合理设置时，可以在满足油分离需示的情况下控制冷媒的动能消耗。

如图1至图5所示，本实施例中，四块折流板包括设置于油分离室F左侧的两块左折流板1321和设置于油分离室F右侧的两块右折流板1322。两块左折流板1321和两块右折流板1322在前后方向上交替布置。

冷媒连通口1324用于连通油分离室F和冷凝室N。本实施例中，位于前侧的油分离结构132的冷媒连通口1324设置于前封板1312 上，位于后侧的油分离结构132的冷媒连通口1324设置于后封板 1313上。

如图1所示，第一实施例中，冷媒连通口1324包括四个连通孔。冷媒连通口1324设置为两个以上连通孔的形式，可以使冷媒出气均匀。另外，可以在冷媒连通口处外接向上折弯的弯头对冷媒进行导流。

回油口1325用于将油液导出油分离室F。本实施例中，油分离结构132包括分别设置在左侧和右侧的两个回油口1325。每个回油口1325设置于壳体110上。回油口1325在前后方向上位于滤网1323 和与滤网1323相邻折流板之间。

本实施例的油分离装置前后对称设置、左右大致对称设置。油分离装置左右对称设置可以减少因偏心设置的油分离装置回油出口单一，安装倾斜对机组整体回油产生不利的影响，且防止偏心结构通过影响冷凝器的流场而影响其换热效率。油分离装置前后对称布置可以将冷媒分流，每个油分离结构中通过的冷媒流量相对较少，从而利于提高冷媒油分离效率。

设油分离室F的横截面积为S，左折流板的面积为S1，右折流板的面积为S2，则优选地0.3S≤S1≤0.8S，0.3S≤S2≤0.8S。例如， S1和S2可以均等于0.5S。

本实施例中，设油分离室F的前后方向的长度为a1，壳体110 的前后方向的长度为a2，则优选地，0.3a2≤a1≤0.7a2。合理设置长度a1，可以使油分离装置在前后方向上在壳体的内部两端留有一定空间，可以使油分离装置不与壳体接触，装配更加方便。

本实施例中，设壳体110的直径为b1，壳体110的长度为b2，则优选地0.1b2≤b1≤0.7b2。合理设置b1，利于冷凝管束120合理排布，也利于防止油分离装置130与冷凝管束120接触而对彼此产生不利影响。

冷凝器100运行时，混有油的冷媒通过冷媒进口111进入油分离室F，依次经过折流板和滤网1323分离冷媒中的油，分离后的冷媒通过冷媒连通口1324进入冷凝室N冷凝，冷凝后的冷媒从冷媒出口 112流出，分离出的油液通过回油口1325流出油分离室F。

第二实施例

图6至图10示出了本发明第二实施例的冷凝器200的结构。

如图6至图10所示，第二实施例与第一实施例的差别在于，第二实施例中，四块折流板包括设置于油分离室F上侧的两块上折流板2321和设置于油分离室F下侧的两块下折流板2322，上折流板 2321和下折流板2322交替布置。

设油分离室F的横截面积为S，上折流板2321的面积为S3，下折流板2322的面积为S4，则优选地，0.3S≤S3≤0.8S,0.3S≤S4≤0.8S。例如，S3和S4均可以为0.5S。

第二实施例中未说明的部分可以参考其余实施例的相关内容。

第三实施例

图11示出了本发明第三实施例的冷凝器的油分离装置330的结构。

如图11所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中，油分离装置330仅包括一个位于冷媒进口前侧的油分离结构332。该实施例中，后封板3312全封闭设置，防止冷媒未经油分离即进入冷凝室。

第三实施例中未说明的部分可以参考其余实施例的相关内容。

第四实施例

图12示出了本发明第四实施例的冷凝器的油分离装置430的结构。

如图12所示，本实施例与第二实施例的不同之处在于，本实施例中，油分离装置430仅包括一个位于冷媒进口前侧的油分离结构 432。该实施例中，后封板4312全封闭设置，防止冷媒未经油分离即进入冷凝室N。

第四实施例中未说明的部分可以参考其余实施例的相关内容。

第五实施例

图13示出了本发明第五实施例的冷凝器500及其油分离装置 530的结构。

如图13所示，本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中，内隔板的底部安装板5311采用上凸的弧形板代替第一实施例的折板作为上凸板。

第五实施例中未说明的部分可以参考其余实施例的相关内容。

第六实施例

图14示出了本发明第六实施例的冷凝器600及其油分离装置 630的结构。

如图14所示，本实施例与第二实施例的不同之处在于，本实施例中，内隔板的底部安装板6311采用上凸的弧形板代替第二实施例的折板作为上凸板。

第六实施例中未说明的部分可以参考其余实施例的相关内容。

根据以上描述可知，本发明各实施例至少具有以下优点之一：通过折流板增强内置油分离器惯性分离能力，提高冷媒的油分离效率；油分离结构回油口设置方便，回油更加流畅；油分离装置非偏心设计，降低油分离装置对换热器换热能力的影响。

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 (12)

1.一种冷凝器，包括壳体、冷凝管束和油分离装置，所述油分离装置包括内隔板和油分离结构，所述内隔板将所述壳体分隔为冷凝室和位于所述冷凝室上方的油分离室，所述冷凝管束沿前后方向设置于所述冷凝室内，所述壳体具有与所述油分离室连通的冷媒进口和与所述冷凝室连通的冷媒出口，其特征在于，所述油分离结构包括折流板、滤网、冷媒连通口和回油口，所述折流板和所述滤网设置于所述油分离室内，混有油的冷媒通过所述冷媒进口进入所述油分离室，依次经过所述折流板和所述滤网分离所述冷媒中的油，分离后的冷媒通过所述冷媒连通口进入所述冷凝室冷凝，冷凝后的冷媒从所述冷媒出口流出，分离出的油液通过所述回油口流出所述油分离室。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述油分离结构包括沿所述冷媒的流动方向间隔布置的两块以上折流板。

3.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，所述两块以上折流板包括设置于所述油分离室左侧的左折流板和设置于所述油分离室右侧的右折流板，所述左折流板和所述右折流板交替布置；或者，所述折流板包括设置于所述油分离室上侧的上折流板和设置于所述油分离室下侧的下折流板，所述上折流板和所述下折流板交替布置。

4.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述油分离结构还包括连通所述折流板上游的积油部位和下游的积油部位的通油结构。

5.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述油分离装置包括布置于所述冷媒进口前侧或后侧的一个所述油分离结构；或者，所述油分离装置包括分别布置于所述冷媒进口前侧和后侧的两个所述油分离结构。

6.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述冷媒连通口包括两个以上连通孔。

7.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述回油口在前后方向上位于所述滤网和与所述滤网相邻的所述折流板之间。

8.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述油分离结构包括设置在左侧或右侧的一个所述回油口；或者，所述油分离结构包括分别设置在左侧和右侧的两个所述回油口。

9.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述内隔板包括底部安装板、前封板和后封板，其中，所述底部安装板为左右方向的中部高于左右两端的上凸板。

10.根据权利要求9所述的冷凝器，其特征在于，所述上凸板为弧形板或折板。

11.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述油分离装置大致前后对称和/或大致左右对称。

12.一种制冷系统，包括冷凝器，其特征在于，所述冷凝器为根据权利要求1至11中任一项所述的冷凝器。