CN111288693A - 油气分离组件及具有其的冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气分离组件及具有其的冷水机组，油气分离组件包括：油箱，油箱包括第一壳体，第一壳体上设置有回油口和出油口；油气分离装置，油气分离装置用于分离冷媒和润滑油混合的混合液，油气分离装置设置在第一壳体上，油气分离装置具有分离腔以及分别与分离腔连通的进液口、排油口和排气口，进液口用于与蒸发器连通、排油口与回油口连通、排气口用于与压缩机的吸气口连通，油箱通过第一壳体内的润滑油向分离腔内的混合液加热，以使混合液中的冷媒气化并由排气口排出、分离出的润滑油从排油口经回油口回流至油箱内。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的油气分离组件的油气分离不充分、不稳定的技术问题。

Description

油气分离组件及具有其的冷水机组

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种油气分离组件及具有其的冷水机组。

背景技术

目前，在冷水机组中，蒸发器的压力较低，润滑油回收一般需采用高压引射的方式，将高压的气体或液体接入引射器并在引射器内腔高速流动形成低压，通过压差作用将蒸发器中的润滑油引射回到油箱，完成蒸发器的油回收。由于蒸发器中压力低，对应的饱和温度低，回收的润滑油中往往混合着较多低温低压的制冷剂液体。而油箱温度都较高(一般为55℃～65℃)，如果直接将混有较多液态制冷剂的润滑油引射回油箱，制冷剂将在油箱中蒸发，吸收润滑油的热量，导致油温波动较大。因此，为了减小油回收对油温的影响，往往在润滑油回到油箱之前需要将混在其中的液体制冷剂分离出来。

现有的油分离回收系统，一般有两种，一种是将冷凝器中冷凝的液体制冷剂与回收的低温润滑油与制冷剂混合液通过换热装置进行热交换，使润滑油中混入的液态制冷剂气化分离。但是由于冷凝器中的液态制冷剂温度相对较低，润滑油中的液态制冷剂气化不充分，分离出来的制冷剂相对较少，最后回到油箱的润滑油中仍然混有较多液体制冷剂，并且额外接入的换热装置也使得管路较复杂；另一种是利用来自冷凝器中的高温高压的制冷剂气体通过换热装置对回收的润滑油与制冷剂混合液进行加热，将其中的液态制冷剂分离出来。但是这种方式影响了机组的制冷剂循环量，对机组性能有较大影响，且制冷剂的分离效果会随工况变化，不稳定，同样额外接入的换热装置也使得管路更加复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种油气分离组件及具有其的冷水机组，以解决现有技术中的油气分离组件的油气分离不充分、不稳定的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油气分离组件，包括：油箱，油箱包括第一壳体，第一壳体上设置有回油口和出油口；油气分离装置，油气分离装置用于分离冷媒和润滑油混合的混合液，油气分离装置设置在第一壳体上，油气分离装置具有分离腔以及分别与分离腔连通的进液口、排油口和排气口，进液口用于与蒸发器连通、排油口与回油口连通、排气口用于与压缩机的吸气口连通，油箱通过第一壳体内的润滑油向分离腔内的混合液加热，以使混合液中的冷媒气化并由排气口排出、分离出的润滑油从排油口经回油口回流至油箱内。

进一步地，油气分离装置还包括第二壳体，第二壳体设置在第一壳体上，第二壳体与第一壳体的至少部分围成分离腔。

进一步地，第二壳体设置在第一壳体的下部。

进一步地，进液口、排油口和排气口均设置在第二壳体上，排气口设置在排油口的上方。

进一步地，进液口设置在第二壳体的端部，排油口和排气口设置在第二壳体的侧壁上。

根据本发明的另一方面，提供了一种冷水机组，包括：制冷回路，制冷回路上设置有蒸发器和压缩机；油气分离组件，油气分离组件为上述提供的油气分离组件，油气分离组件的油箱的出油口与压缩机连通以向压缩机提供润滑油。

进一步地，冷水机组还包括：过滤装置，过滤装置设置在油气分离组件的油气分离装置的排油口与油气分离组件的油箱的回油口连通的管路上，以通过过滤装置过滤润滑油中的杂质。

进一步地，冷水机组还包括：油泵，油泵设置在油气分离组件的油箱的出油口与压缩机连通的管路上，以在油泵的作用下向压缩机提供润滑油。

进一步地，冷水机组还包括：引射器，引射器的引入端与油泵的出口连通，引射器的负压端与油气分离组件的油气分离装置的排油口连通，引射器的射流端与油气分离组件的油箱的回油口连通。

进一步地，油气分离组件的油箱的第一壳体上还设置有连通口，连通口与压缩机的压缩腔连通。

进一步地，连通口设置在油气分离组件的油箱的第一壳体的顶部，以使油气分离组件的油箱与压缩机的压缩腔连通。

应用本发明的技术方案，油气分离组件在工作时，冷媒和润滑油的混合液经进液口进入油气分离装置内。由于油气分离装置设置在第一壳体上，这样，第一壳体内的润滑油能够加热分离腔内的混合液，以使混合液中的冷媒气化并由排气口排出、分离出的润滑油从排油口经回油口回流至油箱内。通过将油气分离装置设置在第一壳体上，即将油气分离装置与油箱集成在一起，这样能够使回收的混合在润滑油中的液态制冷剂充分蒸发分离，且分离效果稳定，不受机组工况的影响，也不影响机组的能效；分离腔中的制冷剂蒸发也能反向对油箱中的润滑油进行降温；还能简化油气分离组件的管路，减小了管路上的阻力损失，提高了效率。因此，采用本发明提供的油气分离组件，能够解决现有技术中的油气分离组件的油气分离不充分、不稳定，管路复杂，且影响机组性能的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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示出了根据本发明的实施例一提供的油箱及油气分离装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例一提供的油箱及油气分离装置的主视图；

图3示出了根据本发明的实施例一提供的油箱及油气分离装置的剖视图；

图4示出了根据本发明的实施例二提供的冷水机组的结构示意图；

图5示出了根据本发明的实施例二提供的引射器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、蒸发器；20、压缩机；30、油箱；31、第一壳体；32、回油口；33、出油口；34、连通口；35、储油腔；40、油气分离装置；41、第二壳体；42、进液口；43、排油口；44、排气口；45、分离腔；50、过滤装置；60、油泵；70、引射器；71、引入端；72、负压端；73、射流端；80、冷凝器；90、节流装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3所示，本发明实施例一提供了一种油气分离组件。该油气分离组件包括：油箱30和油气分离装置40。其中，油箱30包括第一壳体31，第一壳体31围成储油腔35，第一壳体31上设置有回油口32和出油口33。本实施例中的第一壳体31为圆柱壳体。油气分离装置40用于分离冷媒和润滑油混合的混合液，油气分离装置40设置在第一壳体31上，油气分离装置40具有分离腔45以及分别与分离腔45连通的进液口42、排油口43和排气口44，进液口42用于与蒸发器10连通、排油口43与回油口32连通、排气口44用于与压缩机20的吸气口连通，油箱30通过第一壳体31内的润滑油向分离腔45内的混合液加热，以使混合液中的冷媒气化并由排气口44排出、分离出的润滑油从排油口43经回油口32回流至油箱30内。

应用本实施例提供的油气分离组件，当油气分离组件在工作时，冷媒和润滑油的混合液经进液口42进入油气分离装置40内。由于油气分离装置40设置在第一壳体31上，且油箱30中的润滑油的温度较高，油箱30中润滑油的温度一般为55℃～65℃。这样，第一壳体31内的高温润滑油能够加热分离腔45内的混合液，以使混合液中的冷媒充分气化并由排气口44排出、分离出的润滑油从排油口43经回油口32回流至油箱30内，以实现充分分离。同时，第一壳体31内的润滑油也被冷却，相当于有了附加的油冷却的效果。

通过将油气分离装置40设置在第一壳体31上，即将油气分离装置40与油箱30集成在一起，这样能够使回收的混合在润滑油中的液态制冷剂充分蒸发分离，且分离效果稳定，不受机组工况的影响，也不影响机组的能效；分离腔45中的制冷剂蒸发也能反向对油箱30中的润滑油进行降温；还能简化油气分离组件的管路，减小管路上的阻力损失，提高效率。因此，采用本发明提供的油气分离组件，能够解决现有技术中的油气分离不充分、不稳定，管路复杂，且影响机组性能的技术问题。

在本实施例中，通过将排气口44与压缩机20的吸气口连通，这样使得分离腔45与蒸发器10之间建立压差，该压差可以促使蒸发器10中的混合液进入到分离腔45中。同时，便于分离腔中的气态冷媒在该压差的作用下，从分离腔45的排气口44排出并通过吸气管路流入至吸气口，进而进入到压缩机20内。

在本实施例中，油气分离装置40还包括第二壳体41，第二壳体41设置在第一壳体31上，第二壳体41与第一壳体31的至少部分围成分离腔45。具体的，第二壳体41设置在第一壳体31的外侧，分离腔45与储油腔35共用的壳体构成了热量交换的壁面，这样，能够加快换热，提高换热效率，以更好地使冷媒从混合液中分离出来，从而提高分离效果。

具体的，本实施例中的第一壳体31包括油箱筒体、油箱底板和油箱端板，油箱筒体、油箱底板和油箱端板围成储油腔35。其中，油箱底板与油箱端板相对设置，油箱端板的上部设置有回油口32，油箱端板的下部设置有出油口33，出油口33位于回油口32的下方。储油腔35内容纳有润滑油，冷水机组在运行中，因润滑油会对压缩机20的轴承润滑及冷却，使得回到油箱30内的润滑油具有一定的温度，一般油箱30内的润滑油的温度为55℃～65℃。

本实施例中第二壳体41包括分离筒体、底板和端板，分离筒体、底板、端板和部分油箱30筒体围成分离腔45。其中，底板和端板相对设置，分离筒体为圆弧结构，并且应保证分离腔45的结构强度。进液口42设置在端板上，排油口43和排气口44均设置在分离筒体上。具体的，油箱30中的高温润滑通过第一壳体31向分离腔45中的混合液进行加热，以使混合液中的冷媒蒸发成气态，以实现润滑油与制冷剂的分离。本发明利用高温润滑油加热回收的混合液，水冷机组的制冷剂的循环量并没有受到影响，冷水机组没有额外的性能损失。

在本实施例中，第二壳体41设置在第一壳体31的下部。具体的，第二壳体41设置在第一壳体31的侧壁上，为了便于使第一壳体31内的高温润滑油充分加热第二壳体41内的混合液，本实施例中将第二壳体41设置在第一壳体31的下部，以使混合液与油箱30中存油部位的外壁充分接触，以提高分离效果。

在本实施例中，进液口42、排油口43和排气口44均设置在第二壳体41上，排气口44设置在排油口43的上方。具体的，将排气口44设置在第二壳体41的顶部，将排油口43设置在第二壳体41的底部。采用这样的设置，能够方便地将分离出的气态冷媒从排气口44排出、分离后的润滑油从排油口43排出。

在本实施例中，进液口42设置在第二壳体41的端部，排油口43和排气口44设置在第二壳体41的侧壁上。采用这样的设置，能够方便地向分离腔45内通入混合液，并方便地将分离腔45内气态冷媒和润滑油排出，同时，能够便于管路的布置和连接，避免管路的交叉。

如图4所示，本发明实施例二提供了一种冷水机组，该冷水机组包括：制冷回路和油气分离组件。其中，制冷回路上设置有蒸发器10、压缩机20、冷凝器80和节流装置90。油气分离组件为实施例一中的油气分离组件，油气分离组件的油箱30的出油口33与压缩机20连通以向压缩机20提供润滑油，以进行润滑。蒸发器10的出液口与油气分离装置40的进液口42连通，蒸发器10中的润滑油和制冷剂的混合液在重力或压差，或两者共同作用下，通过连通管路进入到分离腔45内。蒸发器10的出液口位置通常取决与蒸发器10的形式，若蒸发器10为降膜蒸发器或满液蒸发器，则出液口通常设置在蒸发器10的底部或中部。

具体的，采用本实施例中的冷水机组，利用油箱30中的润滑油直接加热分离腔45内回收的润滑油与制冷剂的混合液，这样，冷水机组的制冷剂循环量不会受到影响，冷水机组没有额外的性能损失。

在本实施例中，冷水机组还包括过滤装置50，过滤装置50设置在油气分离组件的油气分离装置40的排油口43与油气分离组件的油箱30的回油口32连通的管路上，以通过过滤装置50过滤润滑油中的杂质。

在本实施例中，冷水机组还包括油泵60，油泵60设置在油气分离组件的油箱30的出油口33与压缩机20连通的管路上，以在油泵60的作用下向压缩机20提供润滑油。通过油泵60能够提高润滑油的压力，以便于将润滑油输送至压缩机20内。

如图5所示，本实施例中的冷水机组还包括引射器70，引射器70的引入端71与油泵60的出口连通，引射器70的负压端72与油气分离组件的油气分离装置40的排油口43连通，引射器70的射流端73与油气分离组件的油箱30的回油口32连通。采用这样的设置，在油泵60出口的高压润滑油的作用下能够将分离出的低压润滑油经射流端73和回油口32送入至储油腔35内。具体的，引入段进入的高压润滑油与从负压端72进入的分离后的润滑油进行混合，以在压差作用下，从射流端73排出，并回流至油箱30中，完成润滑油的回收。

在本实施例中，引射器70为由引入端71、负压端72以及射流端73形成的三通，并且内部形成狭窄的内部空腔。负压端72位于引入端71和射流端73的侧面，沿引入端71至射流端73方向上引射器70内腔的横截面呈先逐渐减小再逐渐增大的圆柱形或圆锥形。根据伯努利原理，引射器70内部空腔与分离腔45之间存在压差，在压差的作用下，分离腔45内分离后的润滑油从下部的排油口43排出，并经回油管路上的过滤装置50进行过滤，随后过滤后的润滑油将进入到引射器70的内部空腔。油泵60提供的高压润滑油的流量和压力不随冷水机组工况的变化而变化，利用该高压润滑油引射回收并过滤后的润滑油，稳定性好，可靠性更高，且对冷水机组性能的影响较小。

在本实施例中，油气分离组件的油箱30的第一壳体31上还设置有连通口34，连通口34与压缩机20的压缩腔连通。连通口34与压缩机20的压缩腔连通的管路为平衡管路，通过平衡管路能够保证油箱30内部处于低压状态，以使回收的润滑油能够顺利回到油箱30内，并且油箱30中存在的少量气态制冷剂也可以通过平衡管路回到压缩机20内。

具体的，本实施例中的连通口34设置在油气分离组件的油箱30的第一壳体31的顶部，以使油气分离组件的油箱30与压缩机20的压缩腔连通。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

分离腔45靠近油箱30设置，简化了管路，减小了管路上的阻力损失，提高了效率。

油箱30中的润滑油温度较高(一般为55℃～65℃)，利用其加热回收的润滑油与制冷剂混合液能够使其中的液态制冷剂充分气化，充分分离，而油箱30中的润滑油也被冷却，相当于有了附加的油冷却效果。

利用油箱30中的润滑油直接加热回收的润滑油与制冷剂混合液，冷水机组的制冷剂循环量没有受影响，冷水机组没有额外的性能损失。

来自油泵60的高压油流量、压力稳定，不随冷水机组工况的变化而变化，利用此高压油引射回收气体分离后的润滑油，稳定性好，可靠性高。

利用来自油泵60的高压油引射回收气体分离后的润滑油，对机组性能影响较小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种油气分离组件，其特征在于，包括：

油箱(30)，所述油箱(30)包括第一壳体(31)，所述第一壳体(31)上设置有回油口(32)和出油口(33)；

油气分离装置(40)，所述油气分离装置(40)用于分离冷媒和润滑油混合的混合液，所述油气分离装置(40)设置在所述第一壳体(31)上，所述油气分离装置(40)具有分离腔(45)以及分别与所述分离腔(45)连通的进液口(42)、排油口(43)和排气口(44)，所述进液口(42)用于与蒸发器(10)连通、所述排油口(43)与所述回油口(32)连通、所述排气口(44)用于与压缩机(20)的吸气口连通，所述油箱(30)通过所述第一壳体(31)内的润滑油向所述分离腔(45)内的混合液加热，以使所述混合液中的冷媒气化并由所述排气口(44)排出、分离出的润滑油从所述排油口(43)经所述回油口(32)回流至所述油箱(30)内。

2.根据权利要求1所述的油气分离组件，其特征在于，所述油气分离装置(40)还包括第二壳体(41)，所述第二壳体(41)设置在所述第一壳体(31)上，所述第二壳体(41)与所述第一壳体(31)的至少部分围成所述分离腔(45)。

3.根据权利要求2所述的油气分离组件，其特征在于，所述第二壳体(41)设置在所述第一壳体(31)的下部。

4.根据权利要求2所述的油气分离组件，其特征在于，所述进液口(42)、所述排油口(43)和所述排气口(44)均设置在所述第二壳体(41)上，所述排气口(44)设置在所述排油口(43)的上方。

5.根据权利要求4所述的油气分离组件，其特征在于，所述进液口(42)设置在所述第二壳体(41)的端部，所述排油口(43)和所述排气口(44)设置在所述第二壳体(41)的侧壁上。

6.一种冷水机组，其特征在于，包括：

制冷回路，所述制冷回路上设置有蒸发器(10)和压缩机(20)；

油气分离组件，所述油气分离组件为权利要求1至5中任一项所述的油气分离组件，所述油气分离组件的油箱(30)的出油口与所述压缩机(20)连通以向所述压缩机(20)提供润滑油。

7.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括：

过滤装置(50)，所述过滤装置(50)设置在所述油气分离组件的油气分离装置(40)的排油口(43)与所述油气分离组件的油箱(30)的回油口(32)连通的管路上，以通过所述过滤装置(50)过滤润滑油中的杂质。

8.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括：

油泵(60)，所述油泵(60)设置在所述油气分离组件的油箱(30)的出油口(33)与所述压缩机(20)连通的管路上，以在所述油泵(60)的作用下向所述压缩机(20)提供润滑油。

9.根据权利要求8所述的冷水机组，其特征在于，所述冷水机组还包括：

引射器(70)，所述引射器(70)的引入端(71)与所述油泵(60)的出口连通，所述引射器(70)的负压端(72)与所述油气分离组件的油气分离装置(40)的排油口(43)连通，所述引射器(70)的射流端(73)与所述油气分离组件的油箱(30)的回油口(32)连通。

10.根据权利要求6所述的冷水机组，其特征在于，所述油气分离组件的油箱(30)的第一壳体(31)上还设置有连通口(34)，所述连通口(34)与所述压缩机(20)的压缩腔连通。

11.根据权利要求10述的冷水机组，其特征在于，所述连通口(34)设置在所述油气分离组件的油箱(30)的第一壳体(31)的顶部，以使所述油气分离组件的油箱(30)与所述压缩机(20)的压缩腔连通。

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