CN112229107B - 气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种气液分离器，包括壳体、封头、第一隔板部件、第一内壳体、第二内壳体、第一接管、第二接管、第三接管，第一接管的流道连通第一接口与第二腔，第二接管的流道连通第二孔与第二腔，所述第二接管靠近第一隔板部件的端口高于所述第一接管伸入第二腔的一端的端口，第三接管至少部分为螺旋管段，第三接管的流道连通第二接口与第三接口，第四接口设有过滤网，第三接管部分位于第三腔，第三接管与第一内壳体固定设置，使得第三腔内形成有螺旋形的流体通道，流体通道连通第一腔和第二腔，能够相对提高贮液量以及热量利用率。

Description

气液分离器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种气液分离器。

背景技术

在一种二氧化碳作为制冷剂的空调系统中，会在系统中设置内部换热器(IHX)对蒸发器出来的低温低压冷媒与冷凝器出口侧的冷媒进行换热，以使压缩机进口亚临界状态的二氧化碳蒸汽过热，节流前超临界状态的二氧化碳过冷，从而提高跨临界二氧化碳制冷循环系统效率。

发明内容

本发明的技术方案是提供一种气液分离器，包括主体部和封头部，所述主体部与所述封头部密封固定，所述主体部具有容置腔，所述气液分离器还包括第一隔板部件和第一内壳体，所述第一隔板部件与所述容置腔对应的内壁接触且接触部位密封设置，所述第一内壳体的一端与所述第一隔板部件固定且密封设置，所述气液分离器内具有第一腔、第二腔和第三腔，其中所述第一腔位于所述第一隔板部件与所述封头之间，所述第二腔位于所述主体部的内壁与所述第一内壳体的外壁之间，所述第三腔位于所述第一内壳体内，所述第一腔连通所述第二腔与第三腔；

所述气液分离器包括第一接口、第二接口和第三接口，所述气液分离器还包括第一接管、第二接管和第三接管，所述第一接管连通所述第一接口，所述第一接管的至少部分伸入所述第二腔，所述第二接管连通所述第一腔与所述第二腔，沿着所述主体部的纵向方向，所述第一接管位于所述第二腔的一端的位置低于所述第二接管位于所述第二腔的一端的位置；所述第三接管至少部分包括螺旋管段，所述第三接管连通所述第二接口和第三接口，所述螺旋管段至少部分位于所述第一内壳体内。

上述技术方案中气液分离器中设置有可以流通高温高压制冷剂的第三接管，第三接管中的高温高压制冷剂可以与主体部中第三腔中的低温低压的气相制冷剂进行热交换，并且，第三接管的螺旋管段的至少部分位于第一内壳体内，第一内壳体的设置可以降低第二腔内低温低压的液相制冷剂和第三接管中高温高压制冷剂之间的热交换量，第一接管位于第二腔的一端的位置低于第二接管位于第二腔的一端的位置，有助于维持贮液量；此外，第三腔中气相制冷剂和第三接管中的高温高压制冷剂换热，可以提高低温低压的气相制冷剂与高温高压制冷剂热交换性能。

附图说明

图1为本发明一实施例气液分离器的剖视示意图；

图2为图1所示气液分离器的立体爆炸示意图；

图3为图1所示第一隔板部件和第一封头组件的剖视示意图；

图4为图1所示第二隔板部件和第二封头组件的剖视示意图；

图5为图1所示第二接管的立体结构示意图；

图6另一实施例中第二接管的局部剖视示意图；

图7为图1所示气液分离器的另一爆炸示意图。

具体实施方式

下面结合附图对实施例进行说明。

一种气液分离器，包括主体部1和封头部，包括主体部1和封头部，主体部1与封头部密封固定，主体部1具有容置腔14，气液分离器还包括第一隔板部件2和第一内壳体15，第一隔板部件2与容置腔14对应的内壁接触且接触部位密封设置，第一内壳体15的一端与第一隔板部件2固定且密封设置，气液分离器内具有第一腔141、第二腔142和第三腔143，其中所述第一腔141位于所述第一隔板部件2与封头之间，第二腔142位于主体部的内壁与第一内壳体15的外壁之间，第三腔143位于第一内壳体15内，第一腔141连通所述第二腔142与第三腔143。

气液分离器还包括第二内壳体16，第一内壳体15位于容置腔14，第一内壳体15的一端与第一隔板部件2固定且密封设置，第二内壳体16的至少部分位于第一内壳体15，第二内壳体16位于第一内壳体15的一端具有底部161；气液分离器还包括第三腔143，第三腔143至少包括第一内壳体15与第二内壳体16之间的区域，第三腔143与第一腔141连通，第一内壳体15分隔第三腔143与第二腔142。

气液分离器包括第一接口122、第二接口123和第三接口132，气液分离器还包括第一接管4、第二接管7和第三接管8，第一接管4连通第一接口122，第一接管4的至少部分伸入第二腔142，第二接管7连通第一腔141与第二腔142，沿着所述主体部的纵向方向，第一接管4位于第二腔142的一端的位置低于第二接管7位于第二腔142的一端的位置；第三接管8至少部分包括螺旋管段83，第三接管连通第二接口123和第三接口132，螺旋管段83至少部分位于第一内壳体15内。由于第三接管的螺旋管段至少部分位于第一内壳体，第一接管位于第二腔的一端的位置低于第二接管位于第二腔的一端的位置，有助于维持贮液量。此外，气相制冷剂进入第三接管所在腔，气相制冷剂和高温高压制冷剂螺旋管充分接触，可以提高低温低压的气相制冷剂与高温高压制冷剂热交换性能。

具体地，请参考图1所示，一种气液分离器100，包括主体部1，主体部1包括壳体11、第一封头12和第二封头13，第一封头12与第二封头13位于主体部1的两端，壳体11与第一封头12固定设置，壳体11与第二封头13固定设置。

气液分离器100还包括第一隔板部件2和第二隔板部件3，主体部1具有容置腔14，第一隔板部件2与第二隔板部件3位于容置腔14。第一隔板部件2与容置腔14的内壁接触且接触部位密封设置，第二隔板部件3与容置腔14的内壁接触且接触部位密封设置。气液分离器100还包括第一内壳体15，第一内壳体15位于容置腔14内，第一内壳体15的一端伸入第一隔板部件2、且与第一隔板部件2固定且密封设置，第一内壳体15的外侧壁与第一隔板部件2的内侧壁通过焊接固定。第一内壳体15的另外一端伸入第二隔板部件3、且与第二隔板部件3固定且密封设置，第一内壳体15的外侧壁与第二隔板部件3的内侧壁通过焊接固定。

容置腔14还包括第一腔141、第四腔144，第一腔141至少包括第一封头12与第一隔板部件2之间的区域，第四腔144至少包括第二封头13与第二隔板部件3之间的区域。气液分离器100还包括第二内壳体16，第二内壳体16位于容置腔14内。第二内壳体16至少部分位于第一内壳体15内，第二内壳体16的朝向第一封头12的一端具有底部161。气液分离器100还包括第二腔142和第三腔143，第二腔142包括壳体11与第一内壳体15之间的区域，第三腔143至少包括第一内壳体15与第二内壳体16之间的区域，第三腔143的一端与第一腔141连通，第三腔143的另一端与第四腔144连通。

请参考图2所示，第一隔板部件2包括第一基体部21和第一凸起部22，第一基体部21包括第一端面211，第一端面211朝向第一封头12，第一凸起部22自第一端面211朝向第一封头12凸伸设置，第一凸起部22的一端与第一封头12抵接。第二隔板部件3包括第二基体部31和第二凸起部32，第二基体部31包括第二端面311，第二端面311朝向第二封头13，第二凸起部32自第二端面311朝向第二封头13凸伸设置，第二凸起部32的一端与第二封头13抵接。使得第一隔板部件2、第一内壳体15、第二隔板部件3的组件轴线限位在主体部1内，能够降低第一隔板部件、第一内壳体、第二隔板部件在主体部内轴向移动的可能性。

请参考图3所示，具体地，第一凸起部22的外侧壁包括第一壁部221和第二壁部222，第一壁部221与第一凸起部22的内侧壁的距离小于第二壁部222与第一凸起部22的内侧壁的距离。第一凸起部22还包括第一抵接部223，第一抵接部223的一端与第一壁部221连接，第一抵接部223的另外一端与第二壁部222连接。第一封头12包括第一凹部121，第一凹部121自第一封头12的内端面凹陷设置，能够相对降低第一封头的重量，节省材料。第一壁部221位于第一凹部121的内侧壁的内侧，第一壁部221与第一凹部121的内侧壁间隙配合，能够便于第一隔板部件与第一封头的安装。第一抵接部223与第一封头12的内端面相抵接。

请参考图4所示，第二凸起部32的外侧壁包括第三壁部321和第四壁部322，第三壁部321与第二凸起部32的内侧壁的距离小于第四壁部322与第二凸起部32的内侧壁的距离。第二凸起部32还包括第二抵接部323，第二抵接部323的一端与第三壁部321连接，第二抵接部323的另外一端与第四壁部322连接。第二封头13包括第二凹部131，第二凹部131自第一封头12的内端面凹陷设置，能够相对将对第二封头的重量，节省材料。第三壁部321位于第二凹部131的内侧壁的内侧，第三壁部321与第二凹部131的内侧壁间隙配合，能够便于第二隔板部件与第二封头的安装。第二抵接部323与第二封头13的内端面相抵接。

请参考图1和图7所示，第一基体部21的外侧壁与壳体11的内侧壁间隙配合，第一基体部21包括第一凹槽部212，第一凹槽部212自第一基体部21的外侧壁凹陷设置，气液分离器100还包括第一密封件5，第一密封件5部分位于第一凹槽部212内，第一密封件5的内侧壁与第一凹槽部212的底部抵接，第一密封件5的外侧壁与壳体11的内侧壁抵接，第一基体部21的内侧壁与第一内壳体15的外侧壁固定，能够相对降低第一腔中的制冷剂和第二腔中的制冷剂从第一基体部与壳体的内侧壁间流动的可能性。

第二基体部31的外侧壁与壳体11的内侧壁间隙配合，第二基体部31包括第二凹槽部312，第二凹槽部312自第二基体部31的外侧壁凹陷设置，气液分离器100还包括第二密封件6，第二密封件6部分位于第二凹槽部312内，第二密封件6的内侧壁与第二凹槽部312的底部抵接，第二密封件6的外侧壁与壳体11的内侧壁抵接，第二基体部31的内侧壁与第一内壳体15的外侧壁固定，能够相对降低第四腔中的制冷剂和第二腔中的制冷剂从第二基体部与壳体的内侧壁间流动的可能性。

请参考图1和图2所示，第一封头12包括第一接口122和第二接口123。气液分离器100还包括第一接管4，第一接管4的一端部分位于第一接口122，第一接管4的一端与第一接口122连通，第一接管4与第一封头12固定设置，本实施方式中，第一接管4与第一封头12通过焊接固定，当然，第一接管与第一封头也可以通过过盈配合或者铆压固定。第一隔板部件2包括第一孔24和第二孔25，第一孔24与第二孔25位于第一基体部21。第一接管4的另外一端至少部分置于第一孔24，第一接管4的另外一端与第一孔24连通，第一接管4与第一隔板部件2固定，本实施方式中，第一接管4与第一隔板部件2通过焊接固定，当然，第一接管与第一隔板部件2也可以通过过盈配合或者铆压固定。第一接管4连通第一接口122与第二腔142，使得气液两相低温低压制冷剂从第一接口122流入第一接管4的流道，然后进入第二腔142内进行气液分离。第二孔25连通第一腔141与第二腔142。

气液分离器还包括第二接管7，第二接管7的一端至少部分置于第二孔25，第二接管7与第一隔板部件2固定，第二接管7的另外一端置于第二腔142，第二接管7的另外一端靠近第一隔板部件2，第二接管7的流道连通第一腔141与第二腔142，第二接管可以为U型结构，第二接管7靠近第一隔板部件2的端口高于第一接管4伸入第二腔142的一端的端口，能够避免液态制冷剂进入U型管，降低贮液量。

请参考图5所示，第二接管7号包括贯穿孔71，贯穿孔71位于第二接管7的U型结构部分，贯穿孔71位于第二接管7的侧壁。贯穿孔71与第二接管7的流道连通，油能够通过贯穿孔71进入第二接管7的流道，然后，随气液制冷剂进入第一腔141。

请参考图6所示，在另一实施例中，当然第二接管的结构也可以不是U型结构，可以是一种同轴管，同轴管70包括第一管701和第二管702，第一管701的至少一部分伸入第二管702内，第二管702的一端与第一管701固定，第一管701的一端至少部分位于第二孔25内，第一管701的外壁与第二孔25对应通道的内壁固定且密封设置。第一管701的外侧壁与第二管702的内侧壁形成第二流道700，第一管701内形成第三流道7001，第一腔141与第三流道7001连通，第二管702包括至少一个流通孔7022，流通孔7022位于第二管702的侧壁，流通孔7022相对靠近第一隔板部件2，使得第三腔中的气相制冷剂能够通过流通孔进入第二流道700，然后从第二流道进入第三流道，最后流入第一腔，同轴管70的流通孔的高度高于第一接管伸入所述第二腔的一端的出端口。这种结构占用空间小，使得容置腔内可用于容置制冷剂的空间相对较大。

请参考图1-7所示，气液分离器100还包括第三接管8，第三接管8至少部分为螺旋管段，第三接管8的一端与第二接口123连通，第三接管8与第一封头12固定设置，本实施方式中，第三接管8与第一封头12通过焊接固定，当然，第三接管8与第一封头也可以通过过盈配合或者铆压固定。第二封头包括第三接口132，第三接管8的另外一端与第三接口132连通，第三接管8连通第二接口123与所述第三接口132，使得高温高压制冷剂能够通过第三接口132进入所述第三接管8的流道，然后从第二接口123流出气液分离器100。本实施例中，第三接管8包括第一段接管81、第二段接管82和第三段接管83，第一段接管81的一端与第三接口132连通，第一段接管81的另外一端与第二段接管82连通，第二段接管为非螺旋管段，第二段接管82远离第二隔板部件3伸入第三腔，第三段接管83一端与第二段接管82连通，第三段接管83的另外一端与所述第二接口123连通，第三段接管83为螺旋管段，第三段接管83的相邻螺纹管之间相距一定距离，第一内壳体的内侧壁、第三段接管的外侧壁，第二内壳体的外侧壁之间形成螺旋形的流体通道。螺旋管段的底部采用非螺旋管段，可以降低高温高压制冷剂对底部液态制冷剂的加热，有助于维持贮液量。本实施方式中，第三接管8与第一内壳体15通过铆压后，第三接管8的外侧壁与第一内壳体15的内侧壁过盈配合，第三接管8与第二内壳体16通过铆压后，第三接管8的外侧壁与第二内壳体16的外侧壁过盈配合。第三腔143内形成有螺旋形的流体通道1441，螺旋形的流体通道1441内介质可以是气体、液体。具体地，第三接管8的相邻螺纹管的距离8mm≤P≤10mm，螺距的增大降低了低压端流阻，同时也降低了高低压换热。

第一内壳体15的内侧壁、第三接管8的第三段接管外侧壁，第二内壳体16的外侧壁之间形成螺旋形的流体通道1441，第二段接管外侧壁，第二内壳体16的外侧壁之间形成直线的流通通道1442。流体通道1441流通第一腔与第四腔，使得第一腔141中的低温低压制冷剂能够进入第三腔143，沿着螺旋形的流体通道1441流动，再经直流道1442，然后进入第四腔144。第二内壳体16的一端具有底部161，底部161朝向第一封头12，能够避免第一腔中的制冷剂进入第二内壳体的腔内。

由于第二腔位于所述主体部的内壁与所述第一内壳体的外壁之间，第三腔位于所述第一内壳体内，故第二腔142位于第三腔143的外侧，且由于螺旋管段至少部分位于所述第一内壳体内，螺旋管段内流体为高温高压制冷剂，第二腔内流体为低温低压制冷剂，即高温高压腔位于低温低压腔的内部，能够相对降低高温高压腔内的热量从壳体散出去的可能，有效提高了热量利用率。

第二内壳体16的一端开口162，第二内壳体16的开口162朝向第二封头13，便于第二内壳体与第二接管的铆压，同时能够相对减低第二内壳体的重量，节省材料。第二封头13还包括第四接口133，第四接口133与第二腔142连通，所述气液分离器还包括过滤器9，所述过滤器9与所述第四接口连接，所述过滤器与所述第四接口处还设有铝环垫片10，第四腔144中的气相制冷剂能够通过第四接口133经过滤器过滤后流出气液分离器100。通过设置第二内壳体16，并且第二内壳体16的开口162背向第一封头12，这样可以减小第一内壳体15和第二内壳体16之间的空间，使得制冷剂能够沿着螺旋形的第三接管与第一内壳体之间的空间流动，这样在第四腔144内形成的气态制冷剂通道也为螺旋形通道，不仅气态制冷剂的流动路径较长，而且也提高了气态制冷剂的扰流，有利于气态制冷剂与第三接管内的高压制冷剂进行热交换。

工作中，工作中气液两相低温低压制冷剂能够通过第一接口122进入第一接管4的流道内，然后进入第二腔1142，气相制冷剂上升，液相制冷剂下沉，气相制冷剂进入第二接管7的流道，然后进入第一腔141，油通过贯穿孔71进入第二接管7的流道，然后随气相制冷剂进入第一腔141，高温高压制冷剂从第三接口132进入第三接管8的流道，然后从第二接口123流出气液分离器100，同时第一腔141中的气相制冷剂和油进入第三腔143，沿第三接管7的外侧壁流出进入第三腔143，第三腔143中的低温低压气相制冷剂与第三接管8内的高温高压制冷剂进行换热，第三腔143中的制冷剂从第四接口133经过滤器9流出气液分离器100。

和在气液分离器中设置单独的低温低压管路和所述高温高压管路相比，由于高温高压管路呈盘旋状设置，低温低压管路插装于高温高压管路盘旋而形成的筒腔中，整个内腔的低温低压制冷剂参与换热，该种换热会导致低温液相制冷剂因温度升高而使筒腔内压力增大，将液相制冷剂带入气相制冷剂，从而降低贮液量。上述方案中的气液分离器通过第一内壳体的设置，一方面避免了低温低压的液相制冷剂和高温高压制冷剂进行直接热交换，低温低压液态制冷剂进入低温低压气态制冷剂的出气管而降低贮液量，另一方面气相制冷剂进入螺旋管所在腔，气相制冷剂和高温高压制冷剂螺旋管充分接触，可以提高低温低压的气相制冷剂与高温高压制冷剂热交换性能，进而提高了换热效率。

Claims (11)

1.一种气液分离器，包括主体部和封头部，所述主体部与所述封头部密封固定，所述主体部具有容置腔，其特征在于，所述气液分离器还包括第一隔板部件和第一内壳体，所述第一隔板部件与所述容置腔对应的内壁接触且接触部位密封设置，所述第一内壳体的一端与所述第一隔板部件固定且密封设置，所述气液分离器内具有第一腔、第二腔和第三腔，其中所述第一腔位于所述第一隔板部件与所述封头之间，所述第二腔位于所述主体部的内壁与所述第一内壳体的外壁之间，所述第三腔位于所述第一内壳体内，所述第一腔与第三腔连通；

所述气液分离器包括第一接口、第二接口和第三接口，所述气液分离器还包括第一接管、第二接管和第三接管，所述第一接管连通所述第一接口，所述第一接管的至少部分伸入所述第二腔，所述第二腔通过所述第二接管连通所述第一腔，沿着所述主体部的纵向方向，所述第一接管位于所述第二腔的一端的位置低于所述第二接管位于所述第二腔的一端的位置；所述第三接管至少部分包括螺旋管段，所述第三接管连通所述第二接口和第三接口，所述螺旋管段至少部分位于所述第一内壳体内，所述气液分离器包括第二内壳体，所述第二内壳体的至少部分位于所述第一内壳体，所述螺旋管段至少部分位于所述第一内壳体内侧壁与所述第二内壳体外侧壁之间。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第一隔板部件包括第一孔和第二孔，所述第一接管穿过所述第一孔，并伸入第二腔，所述第一接管连通所述第一接口与所述第二腔，所述第二接管的一端至少部分置于所述第二孔，所述第二接管与所述第一隔板部件固定，所述第二接管的另外一端置于所述第二腔。

3.根据权利要求1或2所述的气液分离器，其特征在于，所述主体部包括壳体，所述封头部包括第一封头和第二封头，所述第一封头与所述壳体固定，所述第二封头与所述壳体固定，所述第一接口和第二接口分别设于所述第一封头，所述气液分离器还包括第四接口，所述第三接口和第四接口设于所述第二封头，所述第一接口和第二接口与所述第一腔连通，所述第三接口与所述第四接口与所述第三腔连通。

4.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于，还包括第二隔板部件，所述第二隔板部件位于容置腔，所述第二隔板部件与所述容置腔的内壁接触且接触部位密封设置，使得所述第二封头与所述第二隔板部件之间形成第四腔，所述第四腔与所述第三腔连通，所述第一内壳体的一端伸入所述第二隔板部件，且与所述第二隔板部件固定且密封设置。

5.根据权利要求4所述的气液分离器，其特征在于，所述第二内壳体位于所述第一内壳体的一端具有底部；所述第二内壳体的一端开口，所述第二内壳体的开口朝向所述第二封头，所述第二内壳体与所述第三接管通过铆压固定，所述第二腔内至少形成有流体通道。

6.根据权利要求5所述的气液分离器，所述第一隔板部件包括第一孔和第二孔，所述第一隔板部件包括第一基体部和第一凸起部，所述第一孔与所述第二孔位于所述第一基体部，所述第一基体部包括第一端面，所述第一端面朝向所述第一封头，所述第一凸起部自所述第一端面朝向所述第一封头凸伸设置，所述第一凸起部的一端与所述第一封头抵接；

所述第二隔板部件包括第二基体部和第二凸起部，所述第二基体部包括第二端面，所述第二端面朝向所述第二封头，所述第二凸起部自所述第二端面朝向所述第二封头凸伸设置，所述第二凸起部的一端与所述第二封头抵接。

7.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述第一凸起部的外侧壁包括第一壁部和第二壁部，所述第一壁部与所述第一凸起部的内侧壁的距离小于所述第二壁部与所述第一凸起部的内侧壁的距离，所述第一凸起部还包括第一抵接部，所述第一抵接部的一端与所述第一壁部连接，所述第一抵接部的另外一端与所述第二壁部连接；

所述第一封头包括第一凹部，所述第一凹部自所述第一封头的内端面凹陷设置，所述第一壁部位于所述第一凹部的内侧壁的内侧，所述第一抵接部与所述第一封头的内端面相抵接。

8.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述第二凸起部的外侧壁包括第三壁部和第四壁部，所述第三壁部与所述第二凸起部的内侧壁的距离小于所述第四壁部与所述第二凸起部的内侧壁的距离，所述第二凸起部还包括第二抵接部，所述第二抵接部的一端与所述第三壁部连接，所述第二抵接部的另外一端与所述第四壁部连接；

所述第二封头包括第二凹部，所述第二凹部自所述第一封头的内端面凹陷设置，所述第三壁部位于所述第二凹部的内侧壁的内侧，所述第二抵接部与所述第二封头的内端面相抵接。

9.根据权利要求1中所述的气液分离器，其特征在于，所述第二接管为U型管，所述第二接管还包括贯穿孔，所述贯穿孔位于所述第二接管U型结构部分，所述贯穿孔位于所述第二接管的侧壁。

10.根据权利要求1中所述的气液分离器，其特征在于，所述第一隔板部件包括第二孔，所述第二接管为套管组件，所述套管组件包括第一管和第二管，所述第一管的至少一部分伸入所述第二管内，所述第二管的一端与所述第一管固定，所述第一管的一端至少部分位于所述第二孔内，所述第一管的外壁与所述第二孔的对应通道的内壁固定且密封设置，所述第一管的外侧壁与所述第二管的内侧壁形成第二流道，所述第一管内形成第三流道，所述第一腔与所述第三流道连通，所述第二管包括至少一个流通孔，所述流通孔位于所述第二管的侧壁，所述流通孔相对靠近所述第一隔板部件。

11.根据权利要求3中所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括过滤器，所述过滤器与所述第四接口连接，所述过滤器与所述第四接口之间设有铝环垫片。

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