CN110966812A - 压缩机用油分离器、压缩机以及制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷技术领域，公开了一种压缩机用油分离器、压缩机以及制冷系统，所述油分离器(10)设置于所述压缩机内，所述油分离器(10)包括油分离室(120)以及与所述油分离室(120)连通的油液出口(122)和气体出口(123)，所述油液出口(122)位于所述油分离室(120)的底部，所述气体出口(123)位于所述油分离室(120)的顶部，所述油分离器(10)包括连接于所述油液出口(122)的回油管(14)，所述回油管(14)的出口压力与所述气体出口(123)的压力相等。本发明的油分离器能够提高油气分离效率，降低吐油率，改善压缩机性能。

Description

压缩机用油分离器、压缩机以及制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体地涉及一种压缩机用油分离器、含有该油分离器的压缩机以及含有该压缩机的制冷系统。

背景技术

在制冷系统，如汽车空调或家用空调系统中通常都会用到压缩机。而在压缩机的运行过程中，压缩机构的摩擦和发热严重，需要使用冷冻润滑油对压缩机构进行润滑和降温，提高压缩机运行的可靠性。但由于润滑油与冷媒具有一定的互溶性，而且压缩机构排入压缩机容腔内的冷媒为高温高压状态，冷媒在由压缩机容腔排出压缩机外时会将部分润滑油一起带出，不仅造成压缩机内的润滑油量减小而影响压缩机构的润滑和降温，而且随着冷媒一起排出的润滑油将和冷媒一起进入制冷系统中，润滑油将会在冷凝器和蒸发器内形成油膜，从而影响制冷系统的换热性能。

为了解决上述问题，通常会在压缩机内设置油气分离装置，以将由压缩机构排出的高压的油气混合物进行油气分离，使分离后的油液返回油池中，分离后的气体通过压缩机的排气口排出。但是，由于汽车空间较小，对压缩机的重量和体积要求较为严格，要求压缩机体积小、质量轻，然而过小体积的压缩机会使得压缩机内部空间减小，压缩机内部空间的减小会造成压缩机封油量偏少、油气分离空间偏小，从而无法实现油气分离装置的安装或者安装的油气分离装置无法有效实现油气分离，造成压缩机的吐油量大，油面不稳定，且压缩机的排气阻力大，另外还会造成冷凝器和蒸发器换热效率下降，影响汽车空调系统的换热能力和客户感受。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种压缩机用油分离器、含有该油分离器的压缩机以及含有该压缩机的制冷系统，以提高油气分离效率，降低吐油率，改善压缩机性能。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种压缩机用油分离器，

所述油分离器设置于所述压缩机内，所述油分离器包括油分离室以及与所述油分离室连通的油液出口和气体出口，所述油液出口位于所述油分离室的底部，所述气体出口位于所述油分离室的顶部，所述油分离器包括连接于所述油液出口的回油管，所述回油管的出口压力与所述气体出口的压力相等。

优选地，所述油分离器包括相连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体限定有排气消音室，所述第一壳体上设置有与所述排气消音室连通的进气口和出气口，所述第二壳体内限定有所述油分离室，所述油液出口和所述气体出口设置于所述第二壳体上，所述第二壳体上还设置有连通所述出气口与所述油分离室的油气进口。

优选地，所述第一壳体形成为圆盘状，所述第二壳体固定于所述第一壳体的背部，所述油分离室包括沿垂直于所述第一壳体的轴向延伸的圆柱腔。

优选地，所述油分离器包括从所述气体出口密封插设于所述油分离室内的排气管，所述排气管的底端与所述油分离室的底壁之间具有间隔，所述排气管与所述第二壳体之间具有径向间隙，所述油气进口位于所述油分离室的上部。

优选地，所述排气管的长度H2与所述油分离室的高度H1之比为0.2-0.5，和/或所述排气管的内径D1与所述油分离室的直径D3之比为0.2-0.5。

优选地，所述回油管的内径D2与所述排气管的内径D1之比为0.6-0.9。

优选地，所述回油管包括从所述油液出口沿所述第一壳体的外周延伸的弧形段和从所述弧形段的末端沿所述第一壳体的轴向朝向背离所述第二壳体的一侧延伸的水平段。

优选地，所述弧形段的末端与所述气体出口位于同一高度，或者所述弧形段的末端高于所述气体出口。

本发明第二方面提供一种压缩机，所述压缩机包括内部限定有容腔的压缩机壳体和设置于所述容腔内的压缩机构，所述压缩机包括以上所述的压缩机用油分离器，所述油分离器设置于所述容腔内并安装于所述压缩机构的一端，所述压缩机壳体的顶部设置有与所述容腔连通的排气口，所述容腔的底部设有油池，所述回油管与所述油池连通，所述气体出口与所述排气口连通。

本发明第三方面提供一种制冷系统，所述制冷系统包括以上所述的压缩机。

本发明的油分离器通过优化油分离起回油结构，使油液出口和气体出口分别位于油分离室的相对侧，使回油管的出口压力与气体出口的压力相等，能够有效提高油气分离效率，降低吐油率，改善压缩机性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中油分离器的一种实施方式的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中回油管的结构示意图；

图4是图2的油分离器安装于压缩机构的示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是压缩机的剖视图。

附图标记说明

10 油分离器 11 第一壳体

110 排气消音室111 进气口

112 出气口 113 安装孔

12 第二壳体 120 油分离室

121 油气进口 122 油液出口

123 气体出口13 排气管

14 回油管 141 弧形段

142 水平段20 压缩机

21 压缩机壳体 211 排气口

22 压缩机构 221 轴承

222 开口 23 油池

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

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、顶、底”通常是指安装使用状态下的上、下、顶、底。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

本发明第一方面提供一种压缩机用油分离器，所述油分离器10设置于所述压缩机内，所述油分离器10包括油分离室120以及与所述油分离室120连通的油液出口122和气体出口123，所述油液出口122位于所述油分离室120的底部，所述气体出口123位于所述油分离室120的顶部，所述油分离器10包括连接于所述油液出口122的回油管14，所述回油管14的出口压力与所述气体出口123的压力相等。

本发明的油分离器10通过优化油分离起回油结构，使油液出口122 和气体出口123分别位于油分离室120的相对侧，使回油管14的出口压力与气体出口123的压力相等，在将油分离器10设置于压缩机内时，回油管 14的出口端和气体出口123可均位于压缩机的排气腔内，从而能够有效提高油气分离效率，降低吐油率，改善压缩机性能。

根据本发明的一种实施方式，如图1所示，所述油分离器10可包括相连接的第一壳体11和第二壳体12，所述第一壳体11限定有排气消音室 110，所述第一壳体11上设置有与所述排气消音室110连通的进气口111和出气口112，所述第二壳体12内限定有所述油分离室120，所述油液出口122 和所述气体出口123设置于所述第二壳体12上，所述第二壳体12上还设置有连通所述出气口112与所述油分离室120的油气进口121。其中，所述第一壳体11上可设置有安装孔113，所述第一壳体11能够通过所述安装孔113 套设于所述压缩机20的轴承221上。

本发明通过将油分离室120与排气消音室110整合为一体，形成一个独立的部件，能够提高压缩机内部空间利用率，实现油分离器内置机构的简化，降低成本，提高油气分离效率；通过在第一壳体11上设置安装孔113，能够便于油分离器10与压缩机轴承221的组装，实现压缩机内部空间的合理利用。

可以理解的是，上述油分离器10在使用过程中，压缩机内产生的高压油气混合物先经第一壳体11的进气口111进入排气消音室110整流后，从出气口112经第二壳体12的油气进口121进入油分离室120内进行油气分离，分离后的油液从油分离室120底部的油液出口122排出经回油管14排至压缩机的油池内，分离后的气体则从油分离室120顶部的气体出口123排出，最后经压缩机的排气口排出压缩机外。

上述中，油液出口122优选位于油分离室120的底部的中间位置。

本发明中，第一壳体11和第二壳体12可以具有任意合适的形状和位置关系。根据本发明的一种实施方式，如图1所示，所述第一壳体11 形成为圆盘状，所述安装孔113可位于所述第一壳体11的中央，所述第二壳体11固定于所述第一壳体11的背部(即背离圆盘开口的一侧，参见图2 所示的左侧)，所述油分离室120包括沿垂直于所述第一壳体11的轴向延伸的圆柱腔。这样，可以使油分离器10更好地适应压缩机的内部空间，同时提高油气分离效率。另外，油分离室120还可包括与所述圆柱腔同轴连通的位于所述圆柱腔下方的渐缩圆锥腔(参见图5)。

进一步地，如图5和图6所示，所述油分离器10包括从所述气体出口 123密封插设于所述油分离室120内的排气管13，所述排气管13的底端与所述油分离室120的底壁之间具有间隔，所述排气管13与所述第二壳体11 之间具有径向间隙，所述油气进口121位于所述油分离室120的上部。在进行油气分离时，进入油分离室120内的高压油气混合物从油气进口121朝着位于油分离室120内的排气管13的外壁面排放，并在排气管13与第二壳体 11之间的径向间隙中以螺旋的形式回旋，在离心力和重力的作用下，润滑油从油气混合物中分离出来，沿着第二壳体12的内壁向下流至油分离室120 的底部并经油液出口122排出，分离出的气体则经排气管13的底部端口进入排气管13中向上排出。

其中，为了进一步提高油气分离效率，可使所述排气管13的长度H2 与所述油分离室120的高度H1之比为0.2-0.5；所述排气管13的内径D1与所述油分离室120的直径D3之比为0.2-0.5(参见图5)。

另外，在本发明中，为了提高油气分离效率，可使回油管14的内径小于排气管13的内径，例如使所述回油管14的内径D2与所述排气管13 的内径D1之比为0.6-0.9。

上述中，回油管14可以具有任意形状，只要其能够将从油液出口122 流出的润滑油顺利地引导排放至压缩机的油池内即可。根据本发明的一种实施方式，如图2和图3所示，所述回油管14包括从所述油液出口122 沿所述第一壳体11的外周延伸的弧形段141和从所述弧形段141的末端沿所述第一壳体11的轴向朝向背离所述第二壳体12的一侧延伸的水平段142。通过上述设置，可使回油管14的出口端高于油池的油面并远离气体出口123，且回油出口压力与气体出口压力相等，回油管14可以对进入其中的润滑油进行进一步的分离(因为从油液出口122流出的油液或多或少还会带有部分气体)，具体为，油液和气体在回油管14内流动的同时进行分离，分离出的气体从水平段142的末端端口向上排出，分离出的油液则从水平段142的末端端口向下排出。

其中，作为优选，所述弧形段141的末端与所述气体出口123位于同一高度，或者所述弧形段141的末端高于所述气体出口123。

本发明中，第一壳体11和第二壳体12可通过任意方式连接。作为优选，所述第一壳体11和所述第二壳体12形成为一体结构。

本发明第二方面提供一种压缩机，所述压缩机20包括内部限定有容腔的压缩机壳体21和设置于所述容腔内的压缩机构22，所述压缩机20 包括以上所述的压缩机用油分离器10，所述油分离器10设置于所述容腔内并安装于所述压缩机构22的一端。

上述压缩机20通过内置所述油分离器10，其内部空间可以得到合理利用，同时能够有效实现油气分离，降低吐油量和压缩机的排气阻力，改善压缩机使用性能。

其中，如图6所示，所述压缩机壳体21上设置有与所述容腔连通的吸气口(未示出)和排气口211，所述压缩机构22包括轴承221和气缸(未示出)，所述油分离器10通过所述安装孔113套设于所述轴承221上以使所述第一壳体11与所述轴承221一起限定形成所述排气消音室110，所述气缸通过所述第一壳体11的所述进气口111与所述排气消音室110连通，所述回油管14与位于所述容腔底部的油池23连通，所述气体出口123与所述排气口211连通。

上述中，可以理解的是，所述气缸具有与所述吸气口连通的吸气入口和与所述进气口111连通的排气出口。在使用时，压缩机20外部的低压冷媒依次通过吸气口和吸气入口进入压缩机构22的气缸内，并在气缸内压缩成高压的冷媒后由排气出口、轴承221上的开口222、进气口111排至排气消音室110内，然后经出气口112和油气进口121进入油分离室120内进行离心分离，分离出的润滑油经回油管14排至油池23内，分离出的气体经排气管13、排气口211排出压缩机20外。

本发明的压缩机20可以是卧式旋转压缩机，其中，所述容腔可通过分隔板分隔为高压腔和低压腔，所述低压腔内设置有电机，所述压缩机构 22和所述油分离器10设置于所述高压腔内，油池23位于所述高压腔的下部，所述高压腔的上部为排气腔，压缩机壳体21的吸气口与所述低压腔连通，压缩机壳体21的排气口211与所述高压腔连通，且位于所述高压腔的顶部，油分离器10的油液出口122朝向油池23，气体出口123朝向压缩机壳体21 的排气口211，回油管14的出口端位于所述排气腔内。

本发明第三方面提供一种制冷系统，所述制冷系统包括以上所述的压缩机。所述制冷系统可以是汽车空调系统、家用空调系统等。

所述制冷系统可包括冷凝器和蒸发器，所述压缩机20连接于冷凝器和蒸发器之间。本发明的制冷系统通过采用上述压缩机20，能够有效改善冷凝器和蒸发器的换热效率，提高制冷系统的制冷效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种压缩机用油分离器，其特征在于，所述油分离器(10)设置于所述压缩机内，所述油分离器(10)包括油分离室(120)以及与所述油分离室(120)连通的油液出口(122)和气体出口(123)，所述油液出口(122)位于所述油分离室(120)的底部，所述气体出口(123)位于所述油分离室(120)的顶部，所述油分离器(10)包括连接于所述油液出口(122)的回油管(14)，所述回油管(14)的出口压力与所述气体出口(123)的压力相等。

2.根据权利要求1所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述油分离器(10)包括相连接的第一壳体(11)和第二壳体(12)，所述第一壳体(11)限定有排气消音室(110)，所述第一壳体(11)上设置有与所述排气消音室(110)连通的进气口(111)和出气口(112)，所述第二壳体(12)内限定有所述油分离室(120)，所述油液出口(122)和所述气体出口(123)设置于所述第二壳体(12)上，所述第二壳体(12)上还设置有连通所述出气口(112)与所述油分离室(120)的油气进口(121)。

3.根据权利要求2所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述第一壳体(11)形成为圆盘状，所述第二壳体(12)固定于所述第一壳体(11)的背部，所述油分离室(120)包括沿垂直于所述第一壳体(11)的轴向延伸的圆柱腔。

4.根据权利要求3所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述油分离器(10)包括从所述气体出口(123)密封插设于所述油分离室(120)内的排气管(13)，所述排气管(13)的底端与所述油分离室(120)的底壁之间具有间隔，所述排气管(13)与所述第二壳体(11)之间具有径向间隙，所述油气进口(121)位于所述油分离室(120)的上部。

5.根据权利要求4所述的压缩机用油分离器，其特征在于，

所述排气管(13)的长度H2与所述油分离室(120)的高度H1之比为0.2-0.5，和/或

所述排气管(13)的内径D1与所述油分离室(120)的直径D3之比为0.2-0.5。

6.根据权利要求4所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述回油管(14)的内径D2与所述排气管(13)的内径D1之比为0.6-0.9。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述回油管(14)包括从所述油液出口(122)沿所述第一壳体(11)的外周延伸的弧形段(141)和从所述弧形段(141)的末端沿所述第一壳体(11)的轴向朝向背离所述第二壳体(12)的一侧延伸的水平段(142)。

8.根据权利要求7所述的压缩机用油分离器，其特征在于，所述弧形段(141)的末端与所述气体出口(123)位于同一高度，或者所述弧形段(141)的末端高于所述气体出口(123)。

9.一种压缩机，所述压缩机(20)包括内部限定有容腔的压缩机壳体(21)和设置于所述容腔内的压缩机构(22)，其特征在于，所述压缩机(20)包括权利要求1-8中任意一项所述的压缩机用油分离器(10)，所述油分离器(10)设置于所述容腔内并安装于所述压缩机构(22)的一端，

所述压缩机壳体(21)的顶部设置有与所述容腔连通的排气口(211)，所述容腔的底部设有油池(23)，所述回油管(14)与所述油池(23)连通，所述气体出口(123)与所述排气口(211)连通。

10.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括权利要求9所述的压缩机。

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