CN113503663A - 油分离装置、冷凝器及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油分离装置、冷凝器及空调系统，油分离装置包括外壳、筒状的第一过滤层和设置在第一过滤层两端的第二过滤层，第一过滤层与外壳之间具有第一过滤腔，第一过滤层内部为第二过滤腔；第一过滤腔中设有第一挡板，第二过滤腔中设有第二挡板，第一挡板和第二挡板在外壳的气流方向上间隔设置。与现有技术比较，气体制冷剂依次从第一过滤腔和第二过滤腔流动的路径，对冷媒进行多次折流，每次冷媒都会从第一过滤层流过以对油滴进行过滤，经过层层过滤之后，纯气态冷媒便从出气口中流出，最大化利用壳体长度方向空间，实现了第一过滤网的最大化利用，提高了油分离效率。

Description

油分离装置、冷凝器及空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种油分离装置、冷凝器及空调系统。

背景技术

在商用空调机组中，冷媒经过压缩机之后，冷冻油和冷媒不可避免会混合在一起，如果不及时把冷冻油取出返回至压缩机内会导致压缩机润滑不足增加了压缩机的磨损，功耗增加，甚至导致压缩机烧瓦甚至报废，因此一般会在冷凝器的入口前设置油分离装置，目前业内的油分离装置主要包括外置油分离器和内置油分离器，外置油分离器需要通过连接管与冷凝器相连，管路的加入会使得压力损失增大，能效降低；而现有技术中的内置油分离器，一般是在油分离器的进气口处和出气口处设置滤油装置对气体进行过滤，这样设置并不能够充分利用到油分离器的轴向空间，过滤装置仅在进气口和出气口处进行过滤，油分离器的空间利用率较低，过滤装置难以充分发挥其过滤作用，进而使得油分离器的分离效果不佳。

发明内容

本发明提供了一种油分离装置、冷凝器及空调系统，解决了现有技术中的油分离器的内部空间利用率较低，过滤装置的过滤功能没有充分利用，油分离效果差的问题。

本发明采用的技术方案是：一种油分离装置，包括外壳，所述外壳设有进气口和出气口，还包括：设于所述外壳内且从所述进气口到出气口延伸的空心的第一过滤层，所述第一过滤层与所述外壳之间具有间隔以形成第一过滤腔，所述第一过滤层内为第二过滤腔；至少一块设于所述第一过滤腔中将第一过滤腔沿所述进气口到出气口方向进行分隔的第一挡板；至少一块设于所述第二过滤腔中将第二过滤腔沿所述进气口到出气口方向进行分隔的第二挡板，所述第一挡板和第二挡板在沿进气口到出气口方向上间隔设置。

进一步地，所述外壳内部设有与所述进气口连通的进气腔，所述进气腔与所述第一过滤腔或第二过滤腔连通；所述外壳内部设有与所述出气口连通的出气腔，所述出气腔与所述第一过滤腔或第二过滤腔连通。

进一步地，所述第二过滤腔与所述进气腔连通，所述第二过滤腔与所述出气腔连通，所述第二过滤腔与所述进气腔和/或出气腔的连通端设有第二过滤层。

进一步地，所述第二过滤层包括第一孔板、第二孔板和设于第一孔板和第二孔板之间的第二过滤网。

进一步地，所述出气腔包括多个与所述外壳外部连通的出气孔。

进一步地，所述出气孔均匀地设置所述出气腔的腔体壁上。

进一步地，所述进气口正对所述第二过滤腔且进气口与第二过滤腔同心。

进一步地，所述第一过滤层包括至少一节过滤单元。

进一步地，所述过滤单元包括：第一筒体、同心地套设在所述第一筒体外侧的第二筒体和夹设于所述第一筒体和第二筒体之间的第一过滤网，所述第一筒体和第二筒体开设有过气孔。

进一步地，所述第一过滤层由至少两节过滤单元沿进气口到出气口方向拼接形成。

进一步地，每两个所述过滤单元分别连接在一块所述第二挡板两侧，且所述第二挡板上开设有连通两个所述过滤单元的通孔。

进一步地，所述第一筒体和第二筒体均由两段筒体对接组成，每段筒体与筒体之间设有所述第一挡板。

进一步地，所述外壳底部设有至少一根与所述第二过滤腔连通的出油管。

一种冷凝器，其包括所述的油分离装置，所述油分离装置内置在所述冷凝器的顶部。

进一步地，在冷凝器的内部还设有至少一块支撑所述油分离装置的支撑板，且所述冷凝器内部的换热管穿过所述支撑板。

一种空调系统，其包括所述的油分离装置或所述的冷凝器。

与现有技术比较，本申请中的第一挡板沿着外壳的轴向方向间隔设置，从而将第一过滤腔在其轴向方向上分隔成至少两个独立的小腔室，而第二挡板同样沿着其轴向方向间隔设置，从而将第二过滤腔在其轴向方向上分隔成至少两个独立的小腔室，从而形成气体制冷剂依次从第一过滤腔和第二过滤腔流动的路径，对冷媒进行多次折流，每次冷媒都会从第一过滤层流过以对油滴进行过滤，经过层层过滤之后，纯气态冷媒便从出气口中流出，最大化利用壳体长度方向空间，实现了第一过滤网的最大化利用，提高了油分离效率。

同时，本申请还具有结构简单、占用空间较小、安装以及更换方便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中油分离装置的安装结构机构示意图；

图2为本发明中油分离装置在冷凝器中的安装结构示意简图；

图3为本发明中油分离装置的剖面结构示意简图；

图4为本发明中油分离装置的截取部分的结构示意简图；

图5为本发明中过滤单元结构示意图。

其中，本申请的主要附图标记如下：

1、外壳；11、进气口；12、出气口；13、圆筒；14、第一封盖；15、进气管；16、隔板；17、进气腔；18、第二封盖；19、出气腔；2、第一过滤层；21、第一过滤腔；22、第二过滤腔；23、第一挡板；24、第二挡板；25、过滤单元；251、第一筒体；252、第二筒体；253、第一过滤网；26、出油管；3、冷凝器；4、支撑板；5、第二过滤层；51、第二过滤网。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

本申请所公开了一种油分离装置，如图1至3所示，本申请中的油分离装置主要包括两部分组成，分别为外壳1和内筒，外壳1为截面为圆形的筒状，外壳1的两端为封闭状，外壳1的一端为进气口11，另一端为出气口12，气体从进气口11流入到油分离装置中，从出气口12流出；内筒的截面形状也为圆形，其内径小于外壳1并位于外壳1的中部，两者之间保持有一定间距，内筒的侧壁作为能够过滤气态制冷剂的第一过滤层2，内筒的侧壁包括第一过滤网253，当然侧壁也可以采用普通的薄壁，通过在薄壁上开设有特定大小的开孔使薄壁具有过滤功能。

如图4所示，第一过滤层2连通在从外壳1的进气口11到出气口12方向上，且第一过滤层2与外壳1之间的间隔空间形成第一过滤腔21，第一过滤层2的内部空间则为第二过滤腔22；并且，在第一过滤腔21内设置有至少一块第一挡板23，这些第一挡板23沿着外壳1的轴向方向间隔设置，从而将第一过滤腔21在其轴向方向上分隔成至少两个独立的小腔室，而在第二过滤腔22内也设置有至少一块第二挡板24，第二挡板24同样沿着其轴向方向间隔设置，从而将第二过滤腔22在其轴向方向上分隔成至少两个独立的小腔室，并且第一挡板23和第二挡板24沿外壳1的轴向方向间隔错开，从而形成气体制冷剂依次从第一过滤腔21和第二过滤腔22流动的路径，对冷媒进行多次折流，每次冷媒都会从第一过滤层2流过以对油滴进行过滤，经过层层过滤之后，纯气态冷媒便从出气口12中流出。

在外壳1底部设有三根与第二过滤腔22连通的出油管，过滤在第一过滤层2上的油滴汇聚并滴落到第二过滤腔22中，从出油管 回流到压缩机中。

进一步地，在本实施例中，在外壳1内部进气口11处设置有进气腔17，在出气口12处设有出气腔19，油分离装置通过外接管道将油气混合物输送到进气腔17中，第一过滤层2内部的第二过滤腔22与该进气腔17相连通，第二过滤腔22也与出气腔19相连通，并且在第二过滤腔22与进气腔17和/或出气腔19的连通处都各设置了一个第二过滤层5，以进一步提升对油滴过滤的效果。

优选地，气体在油分离装置中通过第一过滤层和第二过滤层进行多次折流，气体在油分离装置中总共经过的过滤层（包括第一过滤层和第二过滤层）的总的厚度应当控制在20mm-200mm之间，从而既能够充分保证流体在油分离装置中的过滤效果，又能够避免由于过滤层总厚度太大而使流体压降过大，既能够保证气流在油分离装置中具有合适的流速。

当然，在其他实施例中，出气腔19既可以只与第二过滤腔22连通，也可以只与第一过滤腔21连通，当出气腔19与第一过滤腔21连通时，出气腔19与第一过滤腔21的连接处也要设置第二过滤层5；同样的，进气腔17既可以只与第二过滤腔22连通，也可以只与第一过滤腔21连通，此处并没有特别的限定，当进气腔17与第一过滤腔21连通时，进气腔17与第一过滤腔21的连接处也可以设置第二过滤层5。

其中，在一个实施例中，油分离装置内置在冷凝器3中，其出气腔19的腔体壁上开设了多个均匀设置的且与外壳1外部连通的出气孔，这样可以有效分散气体提高换热效率，气体并不会直冲管板或冷凝器3的壳体，从而减少出现磨损或者异响的情况。

优选地，出气孔均匀设置能够保证均匀出气，而将出气腔19上的出气孔的总面积设为进气口11的两倍，且每个出气孔的孔径控制在16至20mm之间，使得出气总面积大于进气面积，这样保证经过过滤层的过滤之后气体的流速和流量还能够维持在正常范围。

进一步地，进气管起引导气体进入内置油分离器的作用，可以根据压缩机的进气位置而更改位置，本实施例中进气口11正对第二过滤腔22设置，即进气口11设置在外壳1端部的圆心上，以更流畅的供气。

结合附图3、5所示，具体地，在实际生产当中，本申请的第一过滤层2是通过将至少一节过滤单元25沿气流方向（轴向方向）拼接形成的；每节过滤单元25由第一筒体251、第二筒体252和第一过滤网253组成，具体组成形式为：第一筒体251设置在最内层，在第一筒体251上开设有多个过气孔，在第一筒体251的外侧铺设层层堆叠好的第一过滤网253，每个第一过滤网253的厚度在5mm-30mm，以保证压降，进一步保证流体的流量、流速在合适大小，不至于经过第一过滤网的厚度过大而影响流体的流量、流速等，相对于缠绕丝状的滤网而言，这样能够大大节省安装效率，铺设好第一过滤网253之后，将第二筒体252套装在其外侧，这样第一筒体251和第二筒体252即可将第一过滤网253夹持固定，同时，第二筒体252上也开设有过气孔，第一筒体251和第二筒体252上开设的过气孔的直径取8mm-20mm，优选16mm，且孔间距控制在10mm至22mm之间，优选为18mm，这是因为在此处过气孔的作用仅在于供气流通过，而不需要具备过滤性能，这样设置能够保证气体能够正常通过，同时开口的大小和间距不至于太大影响筒体的结构强度，第一筒体251和第二筒体252能够起到足够的支撑固定的作用，三者共同形成上述的第一过滤层2。当然，在其他的实施例中，第一过滤层2也可以设置成仅仅在筒体上开孔的形式，即在筒体上直接开设有若干个均匀布置的小孔，从而起到过滤油滴的作用。

优选地，第一过滤层2与外壳1之间形成的第一腔室的截面积为进气口11面积的两倍，使气体在第一腔室中的流通面积足够，不至于流体在流经第一过滤层后的压降大幅降低，从而保证装置的压降稳定，保持气体的流量和流速正常。

进一步而言，由于考虑到运输和安装的便捷程度，第一筒体251和第二筒体252均设置成多段拼合的形式，即将第一、第二筒体通过多段小筒体的端面焊接固定在一起，这样极大的方便了油分离装置的生产和组装效率。

在本实施例中，第一筒体251和第二筒体252均是由两段小筒体焊接固定而成的，由于本申请还需要在第二过滤腔22中设置第二挡板24，所以在实施例中直接将第二挡板24焊接在两个小筒体之间，这样第二挡板24既可以起到固定支撑的作用，同时也可以起到折流的效果，而小筒体上的过气孔距离第二挡板24的间距应大于5mm，以免不够焊接距离容易焊接融化难以保证焊接质量。

进一步地，两个过滤单元25之间也可以通过上述第一挡板23焊接固定在一起，第一挡板23为圆形板体，其直径大小与外壳1的内径一致，先将两个过滤单元25分别焊接在第一挡板23的两侧进行固定，然后再将焊接好的两个过滤单元25放置在外壳1中焊接固定，第一挡板23焊接固定在过滤单元25的内侧，且第一挡板23能够起到支撑过滤单元25的作用，同时第一挡板23的中部设置通孔以使两节过滤单元25接通，而第一挡板23延伸出过滤单元25外的边缘部分则为实体，该实体与设置通孔的部分相对而言，即实体上不设有任何通孔结构，实体仅为实心板，以起到在第一腔室中对流体折流的作用。

并且，本申请中还在第一过滤层2的两端位置各设置了第二过滤层5，第二过滤层5盖设在第一过滤层2的端部位置，在本实施例中第二过滤层5由三部分构成，分别为第一孔板、第二孔板和设于第一孔板和第二孔板之间的第二过滤网51，第一孔板和第二孔板起到支撑固定第二过滤网51的作用，并且第二过滤层5可直接通过将各孔板与第一过滤层2的第一筒体251和第二筒体252焊接固定起来。

进一步地，外壳1主要包括圆筒13和封盖组成，圆筒13可以由若干节小圆筒13轴向焊接固定形成，并在最终安装好的筒两端焊接封盖密封，在组装时，将焊接好的过滤单元25（第一过滤层2）塞入到圆筒13中，然后将第一封盖14焊接固定在圆筒13的封闭端上，第一封盖14的端面中心开设有进气口11，进气口11上外接进气管15，在过滤单元25的外侧设置有一圈隔板16，隔板16的外径与圆筒13的内径一致，在安装好后，隔板16与第一封盖14之间间隔的区域则形成进气腔17，然后将第二封盖18焊接固定在圆筒13的另一端，并且在过滤单元25的相对第二封盖18一端的外侧也设置有一圈隔板16，隔板16与第二封盖18形成出气腔19，且在第二封盖18的端面和周面上均匀的开设有若干个出气孔，以均匀出气。

本申请还进一步提出了一种冷凝器3，冷凝器3为卧式冷凝器3，其包括了上述油分离装置，油分离装置内置在冷凝器3中，具体安装在冷凝器3的顶部位置， 由于冷凝器3的壳体也成圆筒状，在安装时，将油分离装置的外壳1顶在冷凝器3的上端，在油分离装置的下部由三块支撑板4支撑固定，支撑板4上开设有供换热管穿过的圆形通孔，且在支撑板4的上部开设有圆形的凹槽，凹槽与油分离装置外壳1的轮廓相适配，在安装时直接将支撑板4一字排开，油分离装置放置在凹槽中再焊接固定即可，这样能够降低生产和安装的难度。

优选地，油分离装置的长度为c1，冷凝器3的长度为c2，油分离装置和冷凝器3长度的关系为0.2c2≤c1≤0.7c2；油分离装置的直径保持在冷凝器3之间的1/4到2/5之间，这样设置下的冷凝器3布局合理，既能够满足弯管的安装，又能够保证油分离装置的尺寸足够大，油分离装置保证起分离效果的同时，不会对冷凝器中的各个部件的性能造成干扰，使得冷凝器换热和过滤的综合性能达到最优。

一种空调系统，其包括所述的油分离装置，既可以是内置在冷凝器中，也可以外置在冷凝器中。

以上的具体实施例仅用以举例说明本发明的构思，本领域的普通技术人员在本发明的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种油分离装置，包括外壳(1)，所述外壳设有进气口(11)和出气口(12)，其特征在于，还包括：

设于所述外壳内且从所述进气口到出气口延伸的空心的第一过滤层，所述第一过滤层与所述外壳之间具有间隔以形成第一过滤腔(21)，所述第一过滤层内为第二过滤腔(22)；

至少一块设于所述第一过滤腔中将第一过滤腔沿所述进气口到出气口方向进行分隔的第一挡板(23)；

至少一块设于所述第二过滤腔中将第二过滤腔沿所述进气口到出气口方向进行分隔的第二挡板(24)，所述第一挡板和第二挡板在沿进气口到出气口方向上间隔设置。

2.根据权利要求1所述的油分离装置，其特征在于，所述外壳(1)内部设有与所述进气口(11)连通的进气腔(17)，所述进气腔与所述第一过滤腔或第二过滤腔连通；所述外壳(1)内部设有与所述出气口(12)连通的出气腔(19)，所述出气腔与所述第一过滤腔或第二过滤腔连通。

3.根据权利要求2所述的油分离装置，其特征在于，所述第二过滤腔(22)与所述进气腔(17)连通，所述第二过滤腔(22)与所述出气腔(19)连通，所述第二过滤腔(22)与所述进气腔(17)和/或出气腔(19)的连通端设有第二过滤层(5)。

4.根据权利要求3所述的油分离装置，其特征在于，所述第二过滤层(5)包括第一孔板、第二孔板和设于第一孔板和第二孔板之间的第二过滤网。

5.根据权利要求2所述的油分离装置，其特征在于，所述出气腔(19)包括多个与所述外壳(1)外部连通的出气孔。

6.根据权利要求5所述的油分离装置，其特征在于，所述出气孔均匀地设置所述出气腔(19)的腔体壁上。

7.根据权利要求2所述的油分离装置，其特征在于，所述进气口(11)正对所述第二过滤腔(22)且进气口与第二过滤腔(22)同心。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的油分离装置，其特征在于，所述第一过滤层(2)包括至少一节过滤单元(25)。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的油分离装置，其特征在于，所述过滤单元(25)包括：第一筒体(251)、同心地套设在所述第一筒体(251)外侧的第二筒体(252)和夹设于所述第一筒体(251)和第二筒体(252)之间的第一过滤网(253)，所述第一筒体(251)和第二筒体(252)开设有过气孔。

10.根据权利要求9所述的油分离装置，其特征在于，所述第一过滤层(2)由至少两节过滤单元(25)沿进气口到出气口方向拼接形成。

11.根据权利要求10所述的油分离装置，其特征在于，每两个所述过滤单元(25)分别连接在一块所述第二挡板(24)两侧，且所述第二挡板(24)上开设有连通两个所述过滤单元(25)的通孔。

12.根据权利要求9所述的油分离装置，其特征在于，所述第一筒体(251)和第二筒体(252)均由两段筒体对接组成，每段筒体与筒体之间设有所述第一挡板(23)。

13.根据权利要求1所述的油分离装置，其特征在于，所述外壳(1)底部设有至少一根与所述第二过滤腔(22)连通的出油管。

14.一种冷凝器，其特征在于，其包括如权利要求1至13中任意一项所述的油分离装置，所述油分离装置内置在所述冷凝器(3)的顶部。

15.根据权利要求14所述的冷凝器，其特征在于，在冷凝器(3)的内部还设有至少一块支撑所述油分离装置的支撑板(4)，且所述冷凝器(3)内部的换热管穿过所述支撑板(4)。

16.一种空调系统，其特征在于，其包括如权利要求1至13中任意一项所述的油分离装置或权利要求14至15中任意一项所述的冷凝器。

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