CN107388655A - 油分离器装置及空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油分离器装置及空调机组，其中，油分离器装置包括壳体(1)和滤油栅组件，滤油栅组件可转动地设在壳体(1)内，用于通过转动与进入壳体(1)内的油气混合物碰撞实现一级分离，滤油栅组件包括多个呈放射状分布的栅板(9)，栅板(9)上设有一端延伸至靠近壳体(1)内壁的导油槽(92)，导油槽(92)能够将分离出的油汇聚并引导至壳体(1)的内壁后流下。此种油分离器装置能够将一级分离后油的流动路径与气态冷媒在壳体内的主流通路径分离开来，而且由于油滴与壳体内壁之间的吸附和聚集作用力，分离出的油不容易被气体带走，能够更顺畅地汇集到壳体底部，从而提高油气分离效率。

Description

油分离器装置及空调机组

技术领域

本发明涉及油分离器技术领域，尤其涉及一种油分离器装置及空调机组。

背景技术

目前空调机组中所采用的外置油分结构，主要是卧式分离器。现有技术中的卧式油分离器一般采用如下结构，冷媒与油的混合物通过竖直的吸气口进入油分离器，内置旋风结构对其进行倒流，不仅流道窄，而且分离后的油滴在油分离器底部汇聚后容易被新进入的气体带走，导致分离效率降低。

而且，现有的空调机组中还可能存在另一个问题，当使用环境温度过低时，油与冷媒不易分离，机组运行过程中油会随冷媒会迁移至系统中，导致压缩机中油位过低，从而造成系统停机等问题。另外，在空调机组生产完成送到使用地点之后，由于工程施工等因素可能很久之后才会开机使用，这样机组初次使用距离生产完成存在很大的时间差，长期的搁置会使油随冷媒迁移，也可能导致首次开机时压缩机油位低，无法开机的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种油分离器装置及空调机组，能够提高油分离器的分离效率。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种油分离器装置，包括壳体和滤油栅组件，所述滤油栅组件可转动地设在所述壳体内，用于通过转动与进入所述壳体内的油气混合物碰撞实现一级分离，所述滤油栅组件包括多个呈放射状分布的栅板，所述栅板上设有一端延伸至靠近所述壳体内壁的导油槽，所述导油槽能够将分离出的油汇聚并引导至所述壳体的内壁后流下。

进一步地，所述栅板上设有多个第一通孔，所述栅板内部填充有网状元件，所述网状元件在所述第一通孔的位置露出以吸附油滴。

进一步地，所述栅板沿厚度方向的两侧分别设有所述导油槽。

进一步地，所述油分离器装置为立式油分离器。

进一步地，所述导油槽沿着所述栅板的底部边缘设置。

进一步地，所述导油槽从内端至外端向下倾斜。

进一步地，还包括设在所述滤油栅组件下方的油气过滤网，经过所述滤油栅组件一级分离后的油气混合物至下而上进入所述油气过滤网进行二级分离。

进一步地，所述油分离器装置还包括挡油板，所述挡油板设在所述壳体内且位于所述油气过滤网下方，所述挡油板上分布有第二通孔。

进一步地，所述壳体的内壁上设有网状元件。

进一步地，所述滤油栅组件还包括连接筒，所述连接筒位于所述壳体的中心位置，各个所述栅板的内端均设在所述连接筒上。

进一步地，所述壳体上沿切向设有进气口，所述滤油栅组件设在靠近所述进气口的位置。

进一步地，所述油分离器装置还包括加热部件，所述加热部件设在所述壳体内，用于在所述壳体内的温度低于第一预设温度时开启加热以加速油气分离。

进一步地，所述加热部件内部设有感温元件，能够在所述壳体内的温度低于第一预设温度值时自动开启加热，并在所述壳体内的温度高于第二预设温度值时自动停止加热。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种空调机组，包括上述实施例所述的油分离器装置。

基于上述技术方案，本发明实施例的油分离器装置，通过滤油栅组件的转动与进入壳体内的油气混合物碰撞实现一级分离，滤油栅组件中的栅板上设有一端延伸至靠近壳体内壁的导油槽，导油槽能够将分离出的油汇聚并引导至壳体的内壁之后，再流动至壳体底部，在此油气分离过程中，将一级分离后油的流动路径与气体在壳体内的主流通路径分离开来，而且由于油滴与壳体内壁之间的吸附和聚集作用力，分离出的油不容易被气体带走，能够更顺畅地汇集到壳体底部，从而提高油分离器装置的油气分离效率。

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为本发明油分离器装置的一个实施例的剖视图；

图2为本发明油分离器装置的一个实施例的外形示意图；

图3为图1中油分离器装置的A-A剖视图；

图4a和图4b分别为本发明油分离器装置中栅板的一个实施例的主视图和侧视图；

图5为本发明油分离器装置中设置加热部件的一个实施例的结构的示意图；

图6为本发明油分离器装置中壳体底部封头的结构示意图。

附图标记说明

1、壳体；2、回油管；3、加热部件；4、油气过滤网；5、进气口；6、通风口；7、排气口；8、连接筒；9、栅板；10、挡油板；11、筒体；12、盖板；13、封头；14、铭牌支架；15、视液镜；16、温度显示器；41、隔离筒；42、第三通孔；91、第一通孔；92、导油槽；101、第二通孔。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征的组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、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。

本发明提出了一种改进的油分离器装置，可用在空调机组中，空调机组的蒸发器蒸发出的气态冷媒中通常会混合有压缩机的润滑油，油分离器装置用于将油气混合物中的润滑油分离至油分离器装置的底部位置，进一步补入压缩机中。

在一个示意性的实施例中，如图1至图6所示，该油分离器装置包括壳体1和滤油栅组件，滤油栅组件可转动地设在壳体1内，用于通过转动与进入壳体1内的油气混合物碰撞实现一级分离。其中，滤油栅组件包括多个沿周向分布的栅板9，各个栅板9形成一体结构，且呈放射状分布，栅板9的数量和夹角可根据需求设置。栅板9上设有一端延伸至靠近壳体1内壁的导油槽92，导油槽92能够将分离出的油汇聚并引导至壳体1的内壁后流下。

为了达到这一目的，可使栅板9的外端延伸至靠近壳体1内壁，以增加一级分离的碰撞面积，在能保证滤油栅组件转动的同时还能将油引导至壳体1的内壁上。可替代地，也可只将导油槽92的一端超出栅板9设置，只保证导油槽92的一端靠近壳体1内壁即可。

如图1和图3所示，壳体1上沿切向设有进气口5，油气混合物可通过进气口5斜切进入壳体1内部，滤油栅组件设在靠近进气口5的位置，滤油栅组件可在气流的推动作用下发生转动，与油气混合物发生机械碰撞，分离出的油汇聚在导油槽92内，并通过导油槽92引导至壳体1的内壁之后，再流动至壳体1底部。壳体1的底部设有回油管2，用于将分离出的油导入压缩机中。斜切进气的方式能够使施加于栅板9上的推力最大化。当然，进气口5沿其它方向设置也在本发明的保护范围之内，只要能推动滤油栅组件转动即可。

由于一级分离后油的流动路径主要是沿着壳体1内壁，而气态冷媒则主要在壳体1沿径向的中间区域流通，以便进行二级分离或将气态冷媒排出，这样油的流动路径与气态冷媒的主流通路径分离开来，而且由于壳体内壁对油滴有导向和吸附作用，还能将离散的油滴聚集为更大的油滴以便依靠重力滑落至壳体底部，因而分离出的油不容易被气态冷媒带走，能够更顺畅地汇集到壳体底部，从而提高油分离器装置的油气分离效率。

通过机械碰撞的方式适合于从油气混合物中分离出直径较大的油滴，通过试验发现，对于直径大于1um的油滴，都可以通过机械碰撞法有效地分离出来，分离出的油通过重力作用，汇聚在导油槽92内，并通过壳体1内壁进入油分离器装置内部。

为了能够将直径较小的油滴有效地分离出来，如图4a所示，还可以在栅板9上设置多个第一通孔91，优选地多个第一通孔91均匀排布，栅板9内部填充有网状元件，网状元件在第一通孔91的位置露出，以通过亲和聚结法吸附直径较小的油滴。网状元件能够将直径在1um以下的油滴先聚结为直径较大的油滴，然后在滤油栅组件转动时通过离心力的作用从网状元件上分离出来的油滴也汇集至导油槽92内。具体地，可以将整片的网状元件夹设在栅板9的中间层。

由于一级分离后的油会顺着壳体1内壁流下，为了进一步增加油分离器装置对油的吸附、亲和以及聚结能力，还可在壳体1的内壁上增加网状元件。优选地，在壳体1的内壁的整个高度上都设置网状元件，能够对各个环节分离出的油进行吸附。

优选地，在栅板9沿厚度方向的两侧分别设有导油槽92，能够将与栅板9两侧发生碰撞分离出的油滴都进行有效的收集。

上述各实施例中的结构形式优选地适用于立式油分离器，因为立式油分离器中各个栅板9相对于壳体1的高度不会随着滤油栅组件的转动而发生变化，导油槽92的高度不会发生变化，因而更容易通过导油槽92将一级分离出的油引导至壳体1内壁上。除此之外，上述各实施例中的结构形式也可适用于卧式油分离器。下面将以立式油分离器为例进行详细介绍。

如图1和图3所示，立式油分离器的壳体1包括筒体11，筒体11上部连接有盖板12，下部连接有封头13，例如，筒体11为圆柱形，为了使分离出的油液能够更好地聚集到封头13内的底部，如图6所示，将封头13的底部设计为圆球状的一部分。在筒体11侧壁的上部位置沿水平切向设有进气口5，盖板12上设有排气口7，封头13上靠近底部的位置设有回油口，并通过回油管2与压缩机连接。

滤油栅组件设在筒体11的上部区域且与进气口5的位置对应，滤油栅组件的转动轴线竖直设置，且与筒体11的中心线重合。每个栅板9均沿筒体11的径向设置，各个栅板9沿着转动中心的周向均匀分布。为了使各个栅板9形成一体结构，滤油栅组件还包括连接筒8，栅板9的内端与连接筒8连接，在连接时可部分伸入连接筒8内，外端与筒体11内壁保留预设间隙，以保证滤油栅组件灵活转动。连接筒8上不设置通气孔，一级分离后的气体不能进入连接筒8的内部区域，只能向滤油栅组件的下部区域流动。

如图4a所示，导油槽92沿着栅板9的底部边缘设置，这样能够最大程度地增加栅板9的有效碰撞面，与栅板9整个侧面发生碰撞后的油都能够聚集到导油槽92中。而且，由于栅板9的外端靠近筒体11内壁设置，导油槽92能够直接将油引导至筒体11的内壁上。具体地，如图4b所示，导油槽92为栅板9与从栅板9底部边缘向上倾斜伸出的阻挡部形成的槽体。

优选地，导油槽92从内端至外端向下倾斜，这样聚集在导油槽92内的油会受到重力的作用向壳体1内壁的方向流动，使油的流动更加顺畅。

进一步地，在栅板9沿厚度方向的两侧均可设置导油槽92，以便同时收集栅板9两侧分离出的油。

在此基础上，如图1所示，油分离器装置还包括设在滤油栅组件下方的油气过滤网4，油气过滤网4可以悬挂在盖板12的下方，从图3可以看出，油气过滤网4上设有第三通孔42。油气过滤网4可采用现有的成熟结构。

油气混合物经过滤油栅组件一级分离后，油顺着筒体11的内壁流下，气体和未分离的油组成的混合物向滤油栅组件下方流动，由于油气混合物的存在，筒体11内中下部区域的压力大于连接筒8内的压力，依靠压差作用和气体重量较轻会向上流动的特性，未分离出的油气混合物会汇聚到筒体11的中心区域，并从下到上通过油气过滤网4进行二级分离，最终油会存留于油气过滤网4中并向下滴落，气体顺着连接筒8内部向上流动，最终从排气口7排出。

当气体和未分离的油组成的混合物向滤油栅组件下方流动时，为了使气液混合物在经过油气过滤网4二级分离后再进入连接筒8，参考图1，在滤油栅组件和油气过滤网4之间设有隔离筒41，这样气液混合物只能从下部绕过油气过滤网4后再向上流动。

进一步地，结合图1和图3，为了阻止存留于壳体1底部的油被气体向上带走，此种立式油分离器还包括挡油板10，挡油板10设在壳体1内且位于油气过滤网4下方，挡油板10上分布有第二通孔101。气液混合物在经过一级分离后向下流动的过程中，有可能会向下通过挡油板10，也能起到辅助的油气分离作用，分离出的油向下直接滴到壳体1底部，气体从第二通孔101向上返回再次进入油气过滤网4。

本发明的油分离器装置既能通过滤油栅组件进行一级分离，还能通过油气过滤网4进行二级分离，能够增大气液混合物的流通面积，提高油气分离效率。而且，分离出来的油能够及时存储到壳体1的底部，油气混合物的流通路径基本不经过壳体1底部，因而可防止分离出来的冷冻油被持续进入的油气混合物带走而二次受影响。另外，挡油板10也能够起到阻挡作用，增加油被带走的阻力，由此可进一步提高油气分离的效率。

进一步地，如图1和图2所示，在筒体11的侧壁上可设置铭牌支架14。在筒体11外壁的下方区域设置视液镜15，以便从油分离器外侧直接观察到内部的油分离情况，以及油分离器内部存油的液位高低。

在上述各实施例的基础上，本发明的油分离器装置还可包括加热部件3，加热部件3设在壳体1内，用于在壳体1内的温度低于第一预设温度时开启加热以加速油气分离。

当此种油分离器装置用于空调机组时，通过设置加热部件3，可以通过判断环境温度及机组运行情况，决定是否进行加热，能够解决由于环境温度过低，油与冷媒不易分离，机组运行过程中油会随冷媒会迁移至系统中，导致系统中存油，而压缩机中油位过低而导致系统停机的问题。

而且，在空调机组生产完成后会送至使用地后，由于工程施工，有可能过很久之后才会开机使用，例如半年以上的时间。将空调机组长时间搁置，会导致油随冷媒从压缩机迁移至系统中，导致首次开机压缩机油位低，无法开机等问题。通过设置加热部件3，在空调机组开机后，加热部件3在温度较低时就会开启加热，有利于促进油与冷媒分离，以使分离出的油在此补回到压缩机中。

优选地，如图5所示，加热部件3包括多组环绕设置的加热带。

优选地，加热部件3设在壳体1的底部位置，这样不会影响油气混合物的流通路径。具体地，环绕设置的加热带可贴设在封头13的内底面上，以对封头13底部区域进行加热，热量再传递至壳体1内的其它区域。

在一种设置方式中，加热部件3内部设有感温元件，例如加热带具有自加热的功能，在通电状态下，该加热部件3能够在壳体1内的温度低于第一预设温度值(例如18℃)时自动开启加热，并在壳体1内的温度高于第二预设温度值(例如60℃)时自动停止加热。该实施例的加热部件3集成了温度检测和温度调节功能，使油分离器内部保持在较高的温度值运行，加速冷媒与油的分离，无需设置控制器就能实现内部温度控制。

在另一种设置方式中，在油分离器装置内额外地设置感温元件，通过控制器接收感温元件的检测信号，同时实时地对检测到的温度信号与预设温度阈值进行比较，就能控制加热部件3的启停。

进一步地，如图2所示，在壳体1上还可设置温度显示器16，例如设置在封头13的侧壁上，该温度显示器16与加热部件3连接，可以直观的观察油分离器内部的温度。

此外，本发明还提供了一种空调机组，包括上述各实施例的油分离器装置。由于此种油分离器装置能够提高油与冷媒的分离效果，因而能够提高空调机组运行的稳定性，降低由于压缩机内贫油而导致故障停机的风险。而且，通过设置加热部件3，能够在使用环境温度较低时开启加热以促进油气分离，提高了空调机组在低温环境下的使用性能，优化了环境适应性。另外，在空调机组长时间放置出现油随冷媒迁移的现象时，也能在开机运行时将油与冷媒分离，提高机组工作的可靠性。

为了使本领域技术人员更加清楚地了解本发明油分离器装置的工作原理，下面结合图1和图3所示的立式油分离器，对其用于空调机组时的工作过程进行详细阐述。

压缩机排出的油与冷媒的混合物，通过进气口5，斜切进入相邻栅板9之间的空间，由于连接筒8的阻隔作用，气流吹动滤油栅组件沿着筒体11中心转动。在转动的过程中，油与冷媒的混合物与滤油栅组件产生机械碰撞，即依靠油滴自身的重力作用，从气体中分离出直径较大的油滴。分离出来的油通过重力作用，汇集到栅板9下部的导油槽92。与此同时，栅板9内部填充的网状元件通过亲和聚结法将直径较小的油滴先聚结为直径更大的油滴，然后在离心力的作用下分离出来也汇集至导油槽92。

通过上述两种途径汇集到导油槽92内的油滴受到重力作用流动至筒体11内壁，并顺着筒体11内壁流动至底部的封头13内，并汇集至封头13的最底部，以便通过回油管2将分离出的油倒入压缩机内，对压缩机进行供油。

同时，冷媒与未完全分离出来的油的混合物，会继续向下运动，由于压差作用和气体向上流动的特性，油气混合物在向下运动的过程中会向中心区域汇集并向上返回，再进入油气过滤网4内部进行二级分离，由于压差与重力的存在，混合物会通过油气过滤网，进行二次分离，最终油会存留于油气过滤网4中并直接落到封头13底部，冷媒则从连接筒8内部从排气口7回至系统中。

以上对本发明所提供的一种油分离器装置及空调机组进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种油分离器装置，其特征在于，包括壳体(1)和滤油栅组件，所述滤油栅组件可转动地设在所述壳体(1)内，用于通过转动与进入所述壳体(1)内的油气混合物碰撞实现一级分离，所述滤油栅组件包括多个呈放射状分布的栅板(9)，所述栅板(9)上设有一端延伸至靠近所述壳体(1)内壁的导油槽(92)，所述导油槽(92)能够将分离出的油汇聚并引导至所述壳体(1)的内壁后流下。

2.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述栅板(9)上设有多个第一通孔(91)，所述栅板(9)内部填充有网状元件，所述网状元件在所述第一通孔(91)的位置露出以吸附油滴。

3.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述栅板(9)沿厚度方向的两侧分别设有所述导油槽(92)。

4.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述油分离器装置为立式油分离器。

5.根据权利要求4所述的油分离器装置，其特征在于，所述导油槽(92)沿着所述栅板(9)的底部边缘设置。

6.根据权利要求4所述的油分离器装置，其特征在于，所述导油槽(92)从内端至外端向下倾斜。

7.根据权利要求4所述的油分离器装置，其特征在于，还包括设在所述滤油栅组件下方的油气过滤网(4)，经过所述滤油栅组件一级分离后的油气混合物至下而上进入所述油气过滤网(4)进行二级分离。

8.根据权利要求7所述的油分离器装置，其特征在于，还包括挡油板(10)，所述挡油板(10)设在所述壳体(1)内且位于所述油气过滤网(4)下方，所述挡油板(10)上分布有第二通孔(101)。

9.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述壳体(1)的内壁上设有网状元件。

10.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述滤油栅组件还包括连接筒(8)，所述连接筒(8)位于所述壳体(1)的中心位置，各个所述栅板(9)的内端均设在所述连接筒(8)上。

11.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，所述壳体(1)上沿切向设有进气口(5)，所述滤油栅组件设在靠近所述进气口(5)的位置。

12.根据权利要求1所述的油分离器装置，其特征在于，还包括加热部件(3)，所述加热部件(3)设在所述壳体(1)内，用于在所述壳体(1)内的温度低于第一预设温度时开启加热以加速油气分离。

13.根据权利要求12所述的油分离器装置，其特征在于，所述加热部件(3)内部设有感温元件，能够在所述壳体(1)内的温度低于第一预设温度值时自动开启加热，并在所述壳体(1)内的温度高于第二预设温度值时自动停止加热。

14.一种空调机组，其特征在于，包括权利要求1～13任一所述的油分离器装置。