CN108826768A - 一种流体机械及具有其的换热设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体机械及具有其的换热设备。该流体机械包括气液分离组件，设置于流体机械内部，具有分离腔，分离腔设置有入口和出口，混合态冷媒从入口进入分离腔，分离腔内设置有过滤件，过滤件位于入口的上方，混合态冷媒进入分离腔后经过过滤件而气液分离；气缸，气液分离后的气体经出口进入气缸内。分离腔设置于高温环境中，混合态冷媒进入分离腔后，液态冷媒在高温环境的作用下气化。本发明在流体机械内部设置气液分离组件，从而构建了流体机械内部气液分离系统，流体机械同时完成气相和液相制冷剂的分离作用和气相制冷剂的压缩作用，提高了压缩机气液分离能力；减小压缩机外部气液分离器声辐射面积，降低了转子压缩机噪声。

Description

一种流体机械及具有其的换热设备

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体而言，涉及一种流体机械及具有其的换热设备。

背景技术

流体机械(压缩机)的气液分离器(分液器)通常通过支架安装于流体机械(压缩机)外部，外部气液分离器主要作用是将液相和气相制冷剂分离开，防止压缩机工作过程中吸气带液，产生液击，造成压缩机泵体零件损坏。普通转子压缩机分液器外部，使用支架与压缩机固定连接，压缩机自身的振动通过支架、分液器吸气管传递到分液器，使外部分液器产生振动，从而引发振动噪声。为保证外部气液分离器的储液能力，一般外部气液分离器的体积设计较大，故其外表面积较大，声辐射面积较大，导致压缩机噪声偏大。由于分液器分液能力的不足，容易产生压缩机工作过程中吸气带液从而损坏压缩机泵体的状况，降低压缩机的可靠性。

如何降低流体机械的噪声和提升流体机械的分液能力，是提高流体机械性能的重点难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流体机械及具有其的换热设备，以解决现有技术中流体机械气液分离能力较弱，以及外部气液分离器体积较大，声辐射面积大，流体机械在运行过程中振动、噪声较大的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种流体机械，包括：

气液分离组件，设置于流体机械内部，所述气液分离组件具有分离腔，所述分离腔设置有入口和出口，混合态冷媒从所述入口进入所述分离腔，所述分离腔内设置有过滤件，所述过滤件位于所述入口的上方，混合态冷媒进入所述分离腔后经过所述过滤件而产生气液分离；

气缸，气液分离后的气体冷媒经所述出口进入所述气缸内。

进一步地，所述气液分离组件位于所述气缸的下方。

进一步地，所述过滤件为一层或者多层过滤网，当所述过滤网为多层时，多层所述过滤网沿流体机械的轴线方向间隔设置。

进一步地，所述分离腔设置于高温环境中，混合态冷媒进入所述分离腔后，液态冷媒在所述高温环境的作用下气化。

进一步地，所述高温环境由包裹于分离腔外部高温润滑油形成。

进一步地，所述流体机械具有转轴，所述分离腔包括储液结构，所述储液结构具有供流体机械的所述转轴穿过的过孔及存储分离后的液体的储液腔。

进一步地，还包括设置于流体机械外部的气液分离器，所述气液分离器包括吸气管，所述入口与气液分离器的吸气管相连通。

进一步地，所述分离腔形成于下轴承中，所述下轴承包括入口和出口，所述下轴承具有空腔，气体冷媒流经所述空腔进入气缸，液相冷媒储存于空腔中，所述空腔通过盖板密封。

进一步地，所述气缸上设置有气缸入口，在所述分离腔内分离后的气体冷媒经由所述出口进入所述气缸入口，并通过所述气缸入口进入至所述气缸中。

本发还提供一种换热设备，其特征在于，包括上述的流体机械。

本发明的有益效果如下：

本发明在流体机械内部设置气液分离组件，从而构建了流体机械内部气液分离系统，流体机械同时完成气相和液相制冷剂的分离作用和气相制冷剂的压缩作用，提高了压缩机气液分离能力；减小压缩机外部气液分离器声辐射面积，降低了转子压缩机噪声。

附图说明

图1是现有流体机械的结构示意图。

图2是本发明的流体机械的结构示意图。

图3是本发明中气液分离组件的结构示意图。

图4是本发明中下轴承的正面视角结构图。

图5是本发明中下轴承的背面视角结构图。

图6是本发明中气缸的结构示意图。

图中标记：1-电机转子；2-外部气液分离器；3-过滤件；4-吸气管；5-安装板；6-上盖；7-壳体；8-电机定子；9-转轴；10-上轴承；11-滚子；12-气缸；121-气缸入口；122-进气通道；13-下轴承；14-盖板；15-分离腔；151-入口；152-出口；153-过孔；154-16-过滤件；17-润滑油。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是，本发明对流体机械的类型没有特殊限制，本实施例仅以转子压缩机这种具体类型的流体机械进行说明。另需指出的是，除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

现有流体机械的结构如图1所示，包括压缩机主体、外部气液分离器。

压缩机主体设置于由壳体7、上盖6、下盖5共同形成的封闭空间中。压缩机主体中设置有电机，电机包括电机电子8和电机转子1，所述电机转子1设置于转轴9上。电机下方设置有气缸组件，包括上轴承10、下轴承13、气缸12，气缸12设置于上轴承10和下轴承13之间，通过螺钉锁紧连接。气缸12中设置有偏心的滚子11，转轴9通过上轴承10和下轴承13配合做旋转运动，带动滚子11在气缸12内圆中做偏心旋转运动压缩由外部气液分离器输入的气体，经过上轴承10、上消音器排出到电机下端、电机上端、排气管。

外部气液分离器2通过支架固定于压缩机的壳体7上。压缩机底部壳体7上设置有气缸吸气孔，外部气液分离器2的吸气管4通过过盈配合与气缸吸气孔连接。

上述现有的流体机械存在一些问题：现有流体机械中外部分液器的分液能力往往不能满足实际需求，容易导致压缩机工作过程中吸气带液，从而损坏压缩机泵体，降低压缩机的可靠性；压缩机自身的振动通过支架、分液器吸气管传递到外部气液分离器，使外部气液分离器产生振动，从而引发振动噪声，而为保证外部气液分离器的储液能力，一般外部气液分离器的体积设计较大，故其外表面积较大，声辐射面积较大，导致压缩机噪声偏大。

为了解决现有技术中流体机械气液分离能力较弱，以及外部气液分离器体积较大，声辐射面积大，流体机械在运行过程中振动、噪声较大的问题，本实施例提供一种流体机械。本发明在流体机械内部增设气液分离组件，具体结构如图2所示。

其中，气液分离组件具有分离腔15，分离腔15设置有入口151和出口152，混合态冷媒从入口151进入分离腔，分离腔15内设置有过滤件16，过滤件16位于入口151的上方，混合态冷媒进入所述分离腔15后经过所述过滤件16而气液分离。气液分离后的气体经出口152进入所述气缸12内。气液分离组件位于气缸12的下方。

在本实施中，考虑到增设气液分离组件将会导致原有流体机械结构的复杂化，综合考虑原有流体机械的结构特点后，将上述分离腔设置于下轴承中。即本实施例不增加额外的壳体结构以形成分离腔，而是对现有的下轴承结构进行优化改进，使下轴承具有空腔，气相冷媒流经所述空腔进入气缸，液相冷媒储存于空腔中，该空腔通过盖板14密封。这样，当分离腔15内存储较多液体时，可以将盖板14从下端拆除，以将分离腔15内的液体是释放至壳体7的底部。

具体地，下轴承13的结构如图4-5所示。下轴承13的中部设置有过孔153，过孔153处设置有用于与轴承安装的内部凸环，下轴承13的外边缘设置有外部凸环，内部凸环、外部凸环以及盖板14共同形成空腔154。下轴承13的侧壁设置有入口151，该入口151与吸气管4相连通，下轴承13的上壁设置有出口152，出口152与气缸相连通。气相冷媒流经所述空腔154进入气缸12，液相冷媒储存于空腔154中。上述结构的结构简单，容易装配。下轴承13中设有较大空腔用于气相和液相制冷剂的流通和储存，即气相制冷剂流经该空腔进入到气缸完成压缩机，液相制冷剂则被储存在该空腔中，下轴承空腔通过盖板密封。该空腔设计有滤网结构，滤网与下轴承颈部通过过盈配合固定，其作用为将液相和气相制冷剂分离开，气相制冷剂通过出口152流经启刚入口121。

需要说明的是，空腔154的体积可设计为不同尺寸，以满足不同排量的流体机械需求。

气缸12的结构如图6所示，气缸12具有与出口152连通的进气通道122和气缸入口121，进气通道122的延伸方向沿气缸12的轴线方向设置，连通通道121的延伸方向沿气缸12的径向方向设置并贯通至气缸12的内腔。具体地，在分离腔15内分离后的气体经由出口152后进入至气缸12的进气通道122，并通过进气通道122进入至气缸入口121，最后进入至气缸12的内腔中，以供气缸12使用。上述结构的结构简单，容易实现。

需要说明的是，进气通道122的结构设置不限于此。可选地，进气通道122为通孔，且通孔的孔壁上设置有贯通至气缸12的内腔的连通通道122。上述结构使得进气通道122的加工更加容易、简便，进而降低工作人员的劳动强度，缩短加工耗时。

在本实施例中，在流体机械内部设置气液分离组件对混合态冷媒进行气液分离，流体机械外部设置有外部气液分液器，但对流体机械外部是否设置外部气液分液器不作限制，在内部气液分离组件能够满足流体机械的气液分离需求时，可以不采用外部气液分液器。

如图2所示，流体机械还包括壳体7，转轴9、气液分离组件和气缸12均设置在壳体7内，气液分离后的液体流入壳体7的底部。壳体7罩设在转轴9、气液分离组件和气缸12外，以对上述结构进行保护，防止灰尘等杂质进入至上述结构内而影响流体机械的正常运行。上述结构的结构简单，容易装配、实现。具体地，混合态冷媒在分离腔15内进行气液分离的过程中，分离后的液体在自重作用下流入下轴承13所形成的空腔154的底部，则不会影响流体机械的正常运行。

如图2所示，气液分离组件位于气缸12的下方。这样，分离后的气体由于密度较小，自然的朝上运动，将气缸12设置在气液分离组件的上方，使得分离后气体进入气缸12更加容易，不需要增加额外的管路对气体进行引导，进而使得流体机械内部结构更加简单，降低流体机械的加工成本。同时，分离后的液体在其自重作用下朝下运动，气缸12的上述位置设置能够防止液体进入至气缸12内，进而保证流体机械的正常运行。

如图2-3所示，流体机械还包括过滤件16，过滤件16通过过盈配合的方式套设在下轴承13的内部凸环外，且过滤件16位于下轴承13的入口151的上方。这样，上述设置使混合态冷媒得以气液分离。

具体地，电机带动转轴9进行转动，带动滚子11在气缸12内转动，以实现气缸12的吸气、压缩及排气。混合态冷媒在过滤件16的作用下进行气液分离，分离后的气体进入气缸12内，分离后的液体不能通过过滤件16且流入分离腔15的底部。

可选地，过滤件16为一层或者多层过滤网，当过滤网为多层时，多层过滤网沿流体机械的轴线方向间隔设置。

在流体机械运行过程中，流体机械的内部温度较高，下轴承浸入在高温润滑油中，从而使包裹于下轴承13外部的润滑油17温度很高，液相制冷剂储存在下轴承空腔，由于下轴承被高温润滑油包围，液相制冷剂易于气化，压缩机内部高温润滑油进一步将液相制冷剂气化，压缩机气液分离能力大大提升。相较于享有外部气液分离器，该内部气液分离系统气液分离的能力更强，有效防止了压缩机工作过程中吸气带液，同时由于该内部气液分离系统具有独立的气液分离作用和液相制冷剂储存作用，故转子压缩机外部分液器的体积可以相对减少甚至去除，外部分液器外表面积减少，即声辐射面积减少，降低了压缩机的噪声。

本实施例的流体机械的工作原理如图3所示：混合态冷媒通过吸气管、下轴承的入口151进入到下轴承空腔154中，经过滤件16的气液分离作用和高温润滑油17的气化作用，气相制冷剂通过下轴承的出口152流经气缸入口121，从而在气缸12中进行压缩；液相制冷剂则储存在下轴承的空腔154中。流体机械工作过程中，过滤件16的气液分离作用和高温润滑油17的气化作用同时进行，故其分离液体能力更强，有效防止了压缩机工作过程中吸气带液，避免了压缩机泵体零件的损坏，由于该内部气液分离系统具有独立的气液分离作用和液相制冷剂储存作用，外部分液器体积可以设计较小甚至取消，故本发明减少了外部分液器外表面声辐射带来的噪声，有效减少了压缩机的噪声。

本申请还提供了一种换热设备(图中未示出)，包括上述的流体机械。可选地，换热设备为空调器。在本实施例中，具有气液分离功能的气液分离组件位于流体机械的内部且与气缸12等结构装配在一起，进而减少了流体机械的噪声源和振动源，降低流体机械的振动噪声和不平衡性。此外，本实施例中的流体机械减弱了对换热设备的振动传递，降低换热设备的振动噪声。

综上所述，本发明的流体机械，构建了内部气液分离系统，增加一次气液分离过程和增加一个液相制冷剂储存腔，既能完成制冷剂气液分离及液相制冷剂储存，又能完成气相制冷剂压缩，且可以通过压缩机内部高温润滑油进一步将液相制冷剂气化，滤网的气液分离作用和高温润滑油的气化作用同时进行，气液分离效果大大提升，有效防止压缩机工作过程中吸气带液，避免因吸气带液而损坏压缩机泵体，提高了压缩机可靠性，因构建了内部气液分离系统，该系统具有独立的气液分离作用和液相制冷剂储存作用，而压缩机外部气液分离器的作用同样是气液分离作用和液相制冷剂储存作用，所以其体积可以相对减小甚至去除，气液分离器的体积减少后，其外表面积大大减少，即噪声辐射面积减少，有效降低压缩机噪声。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体机械，其特征在于，包括：

气液分离组件，设置于流体机械内部，所述气液分离组件具有分离腔(15)，所述分离腔(15)设置有入口(151)和出口(152)，混合态冷媒从所述入口(151)进入所述分离腔，所述分离腔(15)内设置有过滤件(16)，所述过滤件(16)位于所述入口(151)的上方，混合态冷媒进入所述分离腔(15)后经过所述过滤件(16)而产生气液分离；

气缸(12)，气液分离后的气体冷媒经所述出口(152)进入所述气缸(12)内。

2.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述气液分离组件位于所述气缸(12)的下方。

3.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述过滤件(16)为一层或者多层过滤网，当所述过滤网为多层时，多层所述过滤网沿流体机械的轴线方向间隔设置。

4.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述分离腔(15)设置于高温环境中，混合态冷媒进入所述分离腔(15)后，液态冷媒在所述高温环境的作用下气化。

5.根据权利要求4所述的流体机械，其特征在于，所述高温环境由包裹于分离腔(15)外部高温润滑油(17)形成。

6.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述流体机械具有转轴，所述分离腔(15)包括储液结构，所述储液结构具有供流体机械的所述转轴穿过的孔(153)及存储分离后的液体的储液腔。

7.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，还包括设置于流体机械外部的气液分离器，所述气液分离器包括吸气管(4)，所述入口(151)与气液分离器的吸气管(4)相连通。

8.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述分离腔(15)形成于下轴承(13)中，所述下轴承(13)包括入口(151)和出口(152)，所述下轴承(13)具有空腔(154)，气体冷媒流经所述空腔(154)进入气缸(12)，液相冷媒储存于空腔(154)中，所述空腔(154)通过盖板(14)密封。

9.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述气缸(12)上设置有气缸入口(121)，在所述分离腔(15)内分离后的气体冷媒经由所述出口(152)进入所述气缸入口(121)，并通过所述气缸入口(121)进入至所述气缸(12)中。

10.一种换热设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的流体机械。