CN114111135A - 油分离结构、换热器及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油分离结构、换热器及空调，包括：设置在壳管内的封板，带有气孔的均气板，所述封板与所述均气板之间的区域与进气管连通形成气道，且所述气道沿油气混合物的流动方向逐渐缩小。本发明通过改变均气板的结构，使油气混合物经过均气板后流速均匀，油气混合物到达过滤网时的流速均匀，将油气混合物的流速控制在最优范围，保证过滤网对小部分弥散油滴的分离效率。

Description

油分离结构、换热器及空调

技术领域

本发明涉空调技术领域，特别是涉及一种油分离结构、换热器及空调。

背景技术

近年来，随着我国城市化发展的高速推进，城市空间价值越来越高，目前已形成寸土寸金的局势。为应对市场发展，水冷螺杆等商用水机须向紧凑化升级。内置油分离器冷凝器由于集成度较高，目前已在水冷螺杆大范围使用。由于螺杆转子特殊的机械压缩方式，转子转动过程需要冷冻油润滑，排出的高速气态制冷剂会夹带较多冷冻油，为防止换热过程冷冻油的影响，需在压缩机与冷凝器之间配置油分离器进行分离冷冻油与气态制冷剂。

内置油分离器主要通过出口处设置的汽液过滤网分离微小油滴。其原理主要通过气体制冷剂夹带微小油滴通过汽液过滤网，受惯性影响，油滴与汽液过滤网丝碰撞，微小油滴直接被汽液过滤网拦下，气体制冷剂经过汽液过滤网到冷凝器内进行冷凝。

但经大量仿真及实验发现，夹带油滴的气态制冷剂经过汽液过滤网如流速过高，被滤下的油滴会吹出汽液过滤网到冷凝器，造成系统跑油；如流速过低，油滴惯性较小，气流夹带的油滴直接绕开汽液过滤网丝，造成油分效率低下。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中气液流速不均匀的技术问题，提出一种油分离结构、换热器及空调。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种油分离结构，包括：设置在壳管内的封板，带有气孔的均气板，所述封板与所述均气板之间形成气道，且所述气道沿油气混合物的流动方向逐渐缩小。

第一实施例，均气板为平面板，且所述均气板与水平方向形成夹角α。所述夹角α小于或等于20°。

第二实施例，所述均气板在水平方向上分为阶梯段和水平段，所述阶梯段的多级台阶的高度沿所述油气混合物的流动方向逐级下降，所述水平段连接所述阶梯段高度最低的一级台阶。所述阶梯段的水平长度为所述均气板水平长度的1/3至2/3。

进一步的，每组所述封板与所述壳管内壁围成油分离腔，每个所述油分离腔内都设有所述均气板和对应均气板的过滤网。

每组所述封板包括：连接所述壳管并沿壳管长度方向设置的水平封板，连接所述水平封板与所述壳管的竖直封板，连接在所述竖直封板与所述水平封板两侧的油分封板，两块所述油分封板、所述水平封板、所述竖直封板和所述壳管内壁围成所述油分离腔。竖直封板的高于过滤网的位置设有至少一个回气口。

每组所述封板还包括：连接所述壳管与所述竖直封板的侧挡液板，所述侧挡液板与靠近壳管端部的所述油分封板之间的间隔处设置进气管形成进气通道，所述进气通道连通所述气道。

进一步的，所述均气板和所述过滤网都连接在所述侧挡液板与靠近壳管中部的所述油分封板之间，且所述过滤网设置在所述均气板的出气方向上。

每组所述封板还包括：设置在所述水平封板上方的挡油板，所述挡油板与所述水平封板之间的区域形成储油腔，所述均气板与所述挡油板之间的区域为所述气道。

优选地，所述封板为两组，沿所述壳管的长度方向间隔设置，在所述壳管内围成两个并排的所述油分离腔。

本发明还提出一种换热器，包括上述的油分离结构。

本发明还提出一种空调，包括上述的换热器。

与现有技术比较，本发明通过改变均气板的结构，使油气混合物经过均气板后流速均匀，油气混合物到达过滤网时的流速均匀，将油气混合物的流速控制在最优范围，保证过滤网对小部分弥散油滴的分离效率。

使用该均气板的结构后，夹带油滴的气态制冷剂在气道内由轴向调整为径向的转向过程中，由于惯性油滴更容易均气板接触并留住均气板上，被均气板拦下的油滴运动到台阶断面处直接脱落到储油槽，进一步提升分离效率。

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为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例的B-B截面图；

图4为本发明实施例的C-C截面图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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。

如图1至4所示，本发明提出了一种油分离结构，包括：多组封板、对应每组封板设置的均气板3和过滤网4。每组封板与壳管1的内壁围成油分离腔，均气板3设置在油分离腔内，均气板3与过滤网4间隔设置，且过滤网4沿水平方向设置。均气板3与底部封板之间的区域为气道62，即部分油气混合物贴着均气板62横向运动，部分油气混合物在横向运动的过程中穿过均气板3向上运动。而该气道62沿着油气混合物的流动方向逐渐缩小，油气混合物进入气道后，由于气道的入口大，直接从气道62的入口处穿过均气板3向上运动的油气混合物少，降低靠近入口的油气混合物的流速，并逐渐缩小气道，使远离气道入口的油气混合物的流速提高，从而使穿过均气板3的气孔31的油气混合物的流速均匀，以达到调整油气混合物流速的目的，使油气混合物均匀经过过滤网31，提高过滤网的油分离效果。

在具体的实施例中，封板为两组，每组封板与冷凝器的壳管1内壁围成一个油分离腔，在壳管1内围成两个并排的所述油分离腔，每个油分离腔内都设有均气板3和对应均气板3的过滤网4。充分利用壳管1内的空间，提高油分离效率。

如图1、3所示，每组封板包括：水平封板21、竖直封板22和两块油分封板23，水平封板21沿壳管1的长度方向设置，水平封板21的前侧与壳管1中部的内壁连接，水平封板21的后侧与竖直封板22的底部连接，竖直封板22的顶部与壳管1的顶部内壁连接。从壳管1的端面看，水平封板21与竖直封板22连接呈L形。两块油分封板23分别连接在水平封板21的左侧和右侧，油分封板23呈扇形，同时连接水平封板21、竖直封板22和壳管1的内壁，通过两块油分封板23、水平封板21、竖直封板22和壳管1的内壁围成油分离腔。

为了区分进气空间，以及便于储油，每组封板具体还包括：侧挡液板24和挡油板25。其中侧挡液板24与油分封板23平行间隔，侧挡液板24的竖直后侧连接竖直封板22以及壳管1的内壁，并与水平封板21间隔。侧挡液板24与靠近壳管1端部的油分封板23之间间隔，间隔处连通进气管5形成进气通道61，即进气管5从壳管1外穿过壳管1预留的通孔插入侧挡液板24与油分封板23之间。油气混合物进入进气通道61后，再从侧挡液板24与水平封板21之间的间隔处进入气道62。

挡油板25上设有多个油孔，挡油板25水平设置，并位于水平封板21的上方，与水平封板21间隔。挡油板25的前侧连接壳管1的内壁，后侧连接竖直封板22，左侧连接一块油分封板23，右侧连接另一块油分封板23。且均气板3的前侧连接壳管1的内壁，后侧连接竖直封板22，左侧连接侧挡液板24，右侧连接油分封板23。使均气板3与挡油板25之间的区域形成连通进气通道61的气道62。同时挡油板25与水平封板21之间的间隔区域形成储油腔63。且挡油板25的边缘向上弯折成斜面后再连接靠近壳管1端面的油分封板23，防止油聚集在进气通道61的下方。

过滤网4为气液过滤网，设置在均气板3的上方，挡在均气板的出气面上。过滤网4水平设置，其一侧连接侧挡液板24，另一侧连接位于壳管1中部的油分封板23，覆盖均气板3的出气面。且过滤网4与壳管1顶部的空间为制冷剂流动空间，竖直封板22在位于过滤网4以上的位置设有一排回气孔221，过滤后的制冷剂从回气孔221回流到壳管1内，再向壳管1的下方流动，与壳管1下方设置的换热管8进行换热，再从壳管1底部的出气管7送出。

均气板3的具体结构有两种，都能达到均匀油气混合物流速，使油气混合物流过过滤网的流速均匀。

第一实施例为：

如图2所示，均气板3为平面板，均气板3上均匀设置气孔31，且均气板3相对水平面倾斜设置，即均气板3越靠近进气管5，均气板3与挡油板25的距离越大，考虑内部空间结构及均气效果，倾斜结构的均气板3与水平面的夹角α控制在20°以内。该倾斜结构不仅起到均气效果，被其挡下的油滴可向低处流动，最终流到储油腔内。

第二实施例为：

如图1所示，均气板3上均匀设置气孔，且均气板3在水平方向呈阶梯状，分为阶梯段和水平段，阶梯段的多级台阶的高度沿油气混合物的流动方向逐渐下降，即均气板越靠近进气管5，均气板3与挡油板25的距离越大，水平段连接阶梯段高度最低的一级台阶。因为过滤网4局部不均主要在靠近进气口的位置，因此阶梯结构的均气板阶梯长度不宜太长，一般阶梯段的水平长度为均气板水平的长度1/3至2/3左右，就能够充分均匀油气混合物。且台阶数量不宜太多，一般2-7个较为适宜。

均气板最高一级台阶设置在挡油板与过滤网的3/4高度的位置，最低点设置在挡油板与过滤网的1/4高度的位置。使流过过滤网的气液混合物流速均匀。

为保证系统运行过程压降对机组能效造成的损失，高分离效率内置油分离器结构冷凝器须满足：

气道62的最小截面积须大于进气管5的流通面积，防止流速过大。

均气板3的气孔31截面积总和须大于进气管5的流通面积，也是为了防止流速过大。气孔形状不限制，可以为圆形、方形、椭圆等结构形式。

上述两种结构均气板使用后，夹带油滴的气态制冷剂在气道内由轴向调整为径向的转向过程中，由于惯性油滴更容易均气板接触并留住均气板上，被均气板拦下的油滴运动到台阶断面处直接脱落到储油槽，从而提升分离效率。

本发明还提出一种换热器，具体为管板式冷凝器，包括壳管，上述油分离结构设置在该壳管内，进气管从壳管的顶部插入油分离腔内，且壳管的下方横向设有多根换热管与分离后的制冷剂进行换热，壳管的底部还设有出液管，将换热完后的制冷剂送出。

本发明还提出一种空调，包括上述换热器。

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 (14)

1.一种油分离结构，其特征在于，包括：设置在壳管内的封板和带有多个气孔的均气板，所述封板与所述均气板之间的区域连通进气管形成气道，且所述气道沿油气混合物的流动方向逐渐或逐级缩小。

2.如权利要求1所述的油分离结构，其特征在于，所述均气板为平面板，且所述均气板与水平方向形成夹角α。

3.如权利要求2所述的油分离结构，其特征在于，所述夹角α小于或等于20°。

4.如权利要求1所述的油分离结构，其特征在于，所述均气板在水平方向上分为阶梯段和水平段，所述阶梯段的多级台阶的高度沿所述油气混合物的流动方向逐级下降，所述水平段连接所述阶梯段高度最低的一级台阶。

5.如权利要求4所述的油分离结构，其特征在于，所述阶梯段的水平长度占所述均气板水平长度的1/3至2/3。

6.如权利要求1所述的油分离结构，其特征在于，每组所述封板与所述壳管内壁围成油分离腔，每个所述油分离腔内都设有所述均气板和对应均气板的过滤网。

7.如权利要求6所述的油分离结构，其特征在于，每组所述封板包括：连接所述壳管并沿壳管长度方向设置的水平封板，连接所述水平封板与所述壳管的竖直封板，连接在所述竖直封板与所述水平封板两侧的油分封板，两块所述油分封板、所述水平封板、所述竖直封板和所述壳管内壁围成所述油分离腔。

8.如权利要求7所述的油分离结构，其特征在于，每组所述封板还包括：连接所述壳管与所述竖直封板的侧挡液板，所述侧挡液板与靠近壳管端部的所述油分封板之间的间隔处设置进气管形成进气通道，所述进气通道连通所述气道。

9.如权利要求8所述的油分离结构，其特征在于，所述均气板和所述过滤网都连接在所述侧挡液板与靠近壳管中部的所述油分封板之间，且所述过滤网设置在所述均气板的出气方向上。

10.如权利要求7所述的油分离结构，其特征在于，每组所述封板还包括：设置在所述水平封板上方的挡油板，所述挡油板与所述水平封板之间的区域形成储油腔，所述均气板与所述挡油板之间的区域为所述气道。

11.如权利要求6所述的油分离结构，其特征在于，所述封板为两组，沿所述壳管的长度方向间隔设置，在所述壳管内围成两个并排的所述油分离腔。

12.如权利要求7所述的油分离结构，其特征在于，所述竖直封板的高于所述过滤网的位置设有至少一个回气口。

13.一种换热器，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的油分离结构。

14.一种空调，其特征在于，包括如权利要求13所述的换热器。

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