CN117006755A - 油分离器及空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油分离器及空调机组。油分离器包括：外壳，所述外壳内设置有预设分离结构，所述外壳上设置有进气口和排气口；分离装置，所述分离装置可拆卸地设置于所述外壳内，且所述分离装置的进气管与所述进气口连通，所述分离装置的出气口通过所述预设分离结构与所述排气口连通。本发明提供的油分离器及空调机组，将分离装置设置为可拆卸结构，使得油分离器能够根据应用的空调机组不同而选择是否安装分离装置，满足不同工况下的空调机组的需求，油分离器的功能在有限的空间内发挥到最大，增加了油分离器的适用范围。

Description

油分离器及空调机组

技术领域

本发明涉及油汽分离设备技术领域，特别是一种油分离器及空调机组。

背景技术

油分离器作为螺杆机制冷机组的四大关键部件之一，其作用是在制冷循环中将压缩机排出的高温高压气态制冷剂与冷冻油混合物进行分离过滤作用。

机组实际运行中，螺杆压缩机排出的高温高压的气态制冷剂夹带部分压缩机冷冻油微粒进入油分离器。这部分冷冻油如果被气流夹带进入冷凝器或随循环介质进入蒸发器积存，不仅降低了两器的换热能力，还会致使压缩机因缺少冷冻油润滑而损坏，最终导致系统无法持续安全运行。因此，为了解决冷冻油分离的问题，保证系统持续安全运行，采用油分离器对压缩机排出的流体进行油气分离，分离后的高纯度气态制冷剂进入冷凝器，液态冷冻油利用压差效应返回压缩机。

如图1所示的常规立式油分结构，带油的气态冷媒从顶部进气口进入油分空间发散后，部分大颗粒油滴首先受重力作用向下流到底部进入回油区，大部分随着气流吹起夹带，撞击在圆筒上，分离出部分油滴，剩下的小颗粒油滴随着气流绕过圆筒继续进入油分空间。流动过程中受重力作用及惯性力作用，气态冷媒较轻朝油分滤网方向流动，小颗粒油滴在流动过程中速度会逐渐减小，最后沉降到底部油位区。其在小冷量机组运行过程中，具有形式简单、振动小等优势，但是当其应用于变工况机组时，油分能力不稳定，受气流波动较大，使得油分离器存在适用范围窄的问题。

发明内容

为了解决现有技术中油分离器无法同时小冷量机组和变工况机组需求而存在适用范围窄的技术问题，而提供一种利用可拆卸的分离装置来根据实际需求进行选配来提高适用范围的油分离器及空调机组。

一种油分离器，包括：

外壳，所述外壳内设置有预设分离结构，所述外壳上设置有进气口和排气口；

分离装置，所述分离装置可拆卸地设置于所述外壳内，且所述分离装置的进气管与所述进气口连通，所述分离装置的出气口通过所述预设分离结构与所述排气口连通。

所述分离装置包括：

壳体；

挡板组件，所述挡板组件设置于所述壳体内，且所述挡板组件与所述壳体的内壁共同构成折流通道，所述进气管和所述出气口均与所述折流通道连通；

第一过滤机构，所述第一过滤机构设置于所述折流通道内。

所述挡板组件包括第一挡板，所述第一挡板将所述壳体内部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一挡板与所述壳体的底板之间具有第一间距，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述第一间距连通，所述进气管与所述第一腔室连通，所述出气口与所述第二腔室连通，所述第一过滤机构设置于所述第二腔室内。

所述挡板组件还包括第二挡板，所述第二挡板设置于所述第一挡板和所述进气管之间，且所述第二挡板将所述第一腔室分隔为进气腔和分离腔，所述第二挡板与所述壳体的顶板之间具有第二间距，所述进气腔和所述分离腔通过所述第二间距连通，所述进气管与所述进气腔连通，所述分离腔通过所述第一间距与所述第二腔室连通。

所述第二挡板的下端向所述进气腔内弯折形成挡油板，所述挡油板与所述壳体的内壁密封设置。

所述挡油板上设置有过油孔。

所述过油孔设置于所述挡油板靠近所述壳体内壁的部分上。

所述挡板组件还包括折流板，所述折流板设置于所述第二腔室内。

所述分离装置还包括均流板，所述均流板设置于所述第二腔室内，且所述均流板位于所述第一过滤机构远离所述出气口的一侧。

所述壳体的底板形状为曲面，所述曲面的最低点处设置有油滴通孔。

所述预设分离结构包括第二过滤机构，所述第二过滤机构设置于所述排气口和所述出气口之间。

所述油分离器还包括第三挡板，所述出气口设置于所述分离装置的顶部，所述第三挡板设置于所述出气口和所述预设分离结构之间。

一种空调机组，包括上述的油分离器。

本发明提供的油分离器及空调机组，将分离装置设置为可拆卸结构，使得油分离器能够根据应用的空调机组不同而选择是否安装分离装置，当将其应用于小冷量机组时，可以将分离装置拆除而仅利用外壳和预设分离结构进行油气分离即可，而当将其应用于变工况机组时，将分离装置安装在外壳内，使油分离器能够满足不同工况下的空调机组的需求，油分离器的功能在有限的空间内发挥到最大，而且由于分离装置可以在油分离器外独立装配为整体后再装入外壳，可以根据需求选择不同种类的分离装置(例如不同分离效率、不同过滤精度等)进行使用，其结构形式通用性高，可以覆盖不同冷量需求的油分离器，增加了油分离器的适用范围。

附图说明

图1为现有技术中油分离器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的油分离器的透视图；

图3为本发明实施例提供的油分离器的剖视图；

图4为本发明实施例提供的分离装置的透视图；

图5为本发明实施例提供的分离装置的剖视图；

图6为本发明实施例提供的均液板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的挡油板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的壳体底部及油滴通孔的结构示意图；

图中：

1、外壳；2、预设分离结构；11、进气口；12、排气口；3、分离装置；5、进气管；31、壳体；32、第一过滤机构；33、第一挡板；34、第二挡板；35、挡油板；36、过油孔；37、折流板；38、均流板；39、油滴通孔；4、第三挡板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用于解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语"上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中，油分离器通常与压缩机出口连接，其处理的是高温高压的气液混合物，而且液相油滴的粒径分布较广，大部分在1～50μm范围内，少部分仅有0.01μm，同时有极少部分润滑油以气相的形式存在，分离难度大。此外，相对于其他行业，制冷空调系统对分离器的分离效率要求更高。油分分离能力的影响因素包括滤网吸附能力及精度和汽液分离的最大化程度，为此，如图2至图8所示的油分离器，包括：外壳1，所述外壳1内设置有预设分离结构2，所述外壳1上设置有进气口11和排气口12；分离装置3，所述分离装置3可拆卸地设置于所述外壳1内，且所述分离装置3的进气管5与所述进气口11连通，所述分离装置3的出气口通过所述预设分离结构2与所述排气口12连通。将分离装置3设置为可拆卸结构，使得油分离器能够根据应用的空调机组不同而选择是否安装分离装置3，当将其应用于小冷量机组时，可以将分离装置3拆除而仅利用外壳1和预设分离结构2进行油气分离即可，而当将其应用于变工况机组时，将分离装置3安装在外壳1内，使油分离器能够满足不同工况下的空调机组的需求，油分离器的功能在有限的空间内发挥到最大，而且由于分离装置3可以在油分离器外独立装配为整体后再装入外壳1，可以根据需求选择不同种类的分离装置3(例如不同分离效率、不同过滤精度等)进行使用，其结构形式通用性高，可以覆盖不同冷量需求的油分离器，增加了油分离器的适用范围。

在组装油分离器时，先将分离装置3组装好，然后将组装好的分离装置3放入外壳1内，并将分离装置3的进气管5安装到外壳1上的进气口11处，然后在将外壳1组装即可，使用油分离器时，将需要进行汽液分离的混合物直接引入分离装置3内进行一次分离，一次分离后的气体会再次经过预设分离结构2进行二次分离，从而有效的提高油分离器的分离效果，提高产品的性价比。

具体的，所述分离装置3包括：壳体31；挡板组件，所述挡板组件设置于所述壳体31内，且所述挡板组件与所述壳体31的内壁共同构成折流通道，所述进气管5和所述出气口均与所述折流通道连通；第一过滤机构32，所述第一过滤机构32设置于所述折流通道内。利用挡板组件对进气管5流入的油汽混合物进行碰撞、折流，使得油汽混合物能够进行分离，然后折流通道内受到重力的影响而进行重力分离，在通过第一过滤机构32的过滤提高分离装置3的分离效果，根据仿真实验可知，分离装置3能够承载油分离器70％以上的分离功能，当分离装置3设置在外壳1内时，通过分离装置3和预设分离结构2能够对油汽混合物进行至少两级分离，能够有效的提升油分离器的分离效果。

作为一种实施方式，所述挡板组件包括第一挡板33，所述第一挡板33将所述壳体31内部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一挡板33与所述壳体31的底板之间具有第一间距，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述第一间距连通，所述进气管5与所述第一腔室连通，所述出气口与所述第二腔室连通，所述第一过滤机构32设置于所述第二腔室内。利用第一挡板33在壳体31内部有限的空间内增加流体的流动距离，同时由于第一间距设置在第一挡板33和壳体31的底板之间，使得流体在流动的过程中会现在第一腔室内向下流动，然后流经第一间距后向上流动，在向上流动的过程中，流体会受到重力的影响而分离，提高了分离装置3的分离效果和油分离器的分离效果。

如图3所示，图中第一挡板33所在平面与竖直平面平行，而进气管5的进气方向为水平方向，此时进气管5进入的油汽混合物与第一挡板33相对垂直而产生争辩碰撞，此时的碰撞分离效率达到了最大，提高了分离装置3的分离效果。

优选的，第一挡板33将壳体31内部对称分隔成第一腔室和第二腔室，也即第一腔室和第二腔室的容积基本相同，减少油汽混合物在分离装置3内流动而造成过大的压降，从而保证油分离器不会影响空调机组的正常工作。

更进一步地，所述挡板组件还包括第二挡板34，所述第二挡板34设置于所述第一挡板33和所述进气管5之间，且所述第二挡板34将所述第一腔室分隔为进气腔和分离腔，所述第二挡板34与所述壳体31的顶板之间具有第二间距，所述进气腔和所述分离腔通过所述第二间距连通，所述进气管5与所述进气腔连通，所述分离腔通过所述第一间距与所述第二腔室连通。利用第二挡板34对进气管5进入的油汽混合物进行阻挡，使油汽混合物撞击第二挡板34而进行撞击分离，避免进气管5道第一挡板33的距离过大而碰撞分离效果不高，同时利用第二挡板34对油汽混合物进行折流，迫使油汽混合物依次流经进气腔、第二间距和分离腔，增加油汽混合物在第一腔室内的流动距离，提高了分离装置3的分离效果和油分离器的分离效果。

优选的，第二挡板34所在平面与竖直平面平行，从而限制油汽混合物只能在进气腔内向上流动，而在分离腔进行向下流动，才能够穿过第一间距，增加油汽混合物在第一腔室内的流动距离，提高了分离装置3的分离效果和油分离器的分离效果。

当进气管5进入的油汽混合物碰撞第二挡板34时，部分油汽混合物会沿第二挡板34向下流动，此部分油汽混合物会直接流动至第一间距而直接进入第二腔室，造成分离效果降低的问题，为此，所述第二挡板34的下端向所述进气腔内弯折形成挡油板35，所述挡油板35与所述壳体31的内壁密封设置。利用挡油板35限制该部分油汽混合物向下流动，迫使进气管5的所有油汽混合物均只能先向上流动并经过第二间距后，从而保证对油汽混合物的分离效果。

由于挡油板35的限制，油汽混合物与第二挡板34碰撞后会有部分油留存在挡油板35上，因此所述挡油板35上设置有过油孔36，利用过油孔36将存在挡油板35上的冷冻油排出进气腔而流动至壳体31的底部，并通过壳体31最终排入外壳1底部的储油区域。

为了避免油汽混合物通过过油孔36流动而产生泄露，所述过油孔36设置于所述挡油板35靠近所述壳体31内壁的部分上。进气管5进入的油汽混合物会先与第二挡板34进行碰撞，因此靠近第二挡板34的挡油板35部分处的气流流速较大，而靠近壳体31的挡油板35部分(远离第二挡板34的挡油板35部分)处的气流流速较小，因此会有部分冷冻油堆积在远离第二挡板34的挡油板35处，因此，将过油孔36设置在靠近壳体31的挡油板35部分即能够避免油汽混合物的泄露，还能够顺利的将进气腔内的冷冻油排出，避免冷冻油在进气腔内堆积而影响进气腔的容积，从而保证对油汽混合物的分离效果。

所述挡板组件还包括折流板37，所述折流板37设置于所述第二腔室内。利用折流板37增加第二腔室内油汽混合物的流动距离，也能够使油汽混合物产生碰撞，增加分离效果。

如图3所示，折流板37设置在第一挡板33上，且折流板37远离第一挡板33的边沿与壳体31的内壁之间形成第三间距，由于第三间距远离第一间距，从而增加了油汽混合物的折流效果，从而保证对油汽混合物的分离效果。当然，折流板37的数量也可以为多个，并且折流板37交错设置在第二腔室内，从而在第二腔室内形成S形流道，进一步提高油汽混合物的流动距离和撞击分离的效果。

所述分离装置3还包括均流板38，所述均流板38设置于所述第二腔室内，且所述均流板38位于所述第一过滤机构32远离所述出气口的一侧。利用均流板38对即将流入第一过滤机构32的气流进行均流，从而使油汽混合物能够均匀的流经第一过滤机构32，增加第一过滤机构32对油汽混合物的过滤效果。如图4所示，图中均流板38上设置有均流孔，均流孔均匀分布于均流板38上，并且均流板38所在平面与第一过滤机构32所在平面相平行，使得气流在流经均流板38时能够被更好的均流，并能够使第一过滤机构32的任意位置处均存在油汽混合物经过，从而增加第一过滤机构32整体的过滤效果。

为了使分离装置3中分离的冷冻油能够流入外壳1内，然后在从外壳1内排出至需要的结构处，所述壳体31的底板形状为曲面，所述曲面的最低点处设置有油滴通孔39。分离装置3内分离的冷冻油会最终在壳体31的底板上汇聚，然后通过油滴通孔39滴落至分离装置3下方的外壳1内，保证冷冻油的顺利分离和回收。

从图2至图6可知，油汽混合物能够从外壳1的外部直接通过进气管5进入进气腔内，并与第二挡板34进行碰撞，油汽混合物进行第一次分离，气流向上流动而通过第二间距流入分离腔，而冷冻油则积存在挡油板35上，并通过挡油板35的过油孔36流入壳体31的底板内；进入分离腔的气流继续流动并通过第一间距，然后在折流板37的折流作用下进行折流，然后在穿过均流板38后经过第一过滤机构32的过滤分离，最终通过出气口排出分离装置3，完成分离装置3中的分离过程，此时油汽混合物中的冷冻油和冷媒基本上已经被分离，承载了油分离器的70％以上的分离功能，从而保证使用分离装置3的油分离器的分离精度，而且油分离器可以根据实际需要选择不同的分离效果的分离装置3进行使用，从而提高油分离器的适用范围。

作为一种实施方式，所述预设分离结构2包括第二过滤机构，所述第二过滤机构设置于所述排气口12和所述出气口之间。当外壳1内部没有设置分离装置3时，仅利用第二过滤机构对油气混合物进行过滤分离即可，而当外壳1内部设置有分离装置3时，先利用分离装置3对油汽混合物进行分离，然后在通过第二过滤机构对分离后的油汽混合物进行过滤分离，保证油分离器的分离效果。如图2所示，外壳1的内部、顶面上设置有筒状结构，排气口12与筒状结构的内部连通，第二过滤机构的形状与筒状结构的形状相同，气流只能通过第二过滤机构流入筒状结构内，然后在流动至排气口12处排出，方便对第二过滤机构的安装；同时筒状结构和外壳1之间形成环形流道，当不使用分离装置3时，待分离的油汽混合物会先流入环形流道并向下流动，然后在通过第二过滤机构后进入筒体结构内部向上流动，在重力作用和第二过滤机构的过滤作用下分离，并最终通过排气口12排出。

所述油分离器还包括第三挡板4，所述出气口设置于所述分离装置3的顶部，所述第三挡板4设置于所述出气口和所述预设分离结构2之间。利用第三挡板4避免分离装置3的出气口排出的气流直接撞向预设分离结构2，从而保证预设分离结构2的分离效果。

一种空调机组，包括上述的油分离器。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种油分离器，其特征在于：包括：

外壳(1)，所述外壳(1)内设置有预设分离结构(2)，所述外壳(1)上设置有进气口(11)和排气口(12)；

分离装置(3)，所述分离装置(3)可拆卸地设置于所述外壳(1)内，且所述分离装置(3)的进气管(5)与所述进气口(11)连通，所述分离装置(3)的出气口通过所述预设分离结构(2)与所述排气口(12)连通。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于：所述分离装置(3)包括：

壳体(31)；

挡板组件，所述挡板组件设置于所述壳体(31)内，且所述挡板组件与所述壳体(31)的内壁共同构成折流通道，所述进气管(5)和所述出气口均与所述折流通道连通；

第一过滤机构(32)，所述第一过滤机构(32)设置于所述折流通道内。

3.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于：所述挡板组件包括第一挡板(33)，所述第一挡板(33)将所述壳体(31)内部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一挡板(33)与所述壳体(31)的底板之间具有第一间距，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述第一间距连通，所述进气管(5)与所述第一腔室连通，所述出气口与所述第二腔室连通，所述第一过滤机构(32)设置于所述第二腔室内。

4.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于：所述挡板组件还包括第二挡板(34)，所述第二挡板(34)设置于所述第一挡板(33)和所述进气管(5)之间，且所述第二挡板(34)将所述第一腔室分隔为进气腔和分离腔，所述第二挡板(34)与所述壳体(31)的顶板之间具有第二间距，所述进气腔和所述分离腔通过所述第二间距连通，所述进气管(5)与所述进气腔连通，所述分离腔通过所述第一间距与所述第二腔室连通。

5.根据权利要求4所述的油分离器，其特征在于：所述第二挡板(34)的下端向所述进气腔内弯折形成挡油板(35)，所述挡油板(35)与所述壳体(31)的内壁密封设置。

6.根据权利要求5所述的油分离器，其特征在于：所述挡油板(35)上设置有过油孔(36)。

7.根据权利要求6所述的油分离器，其特征在于：所述过油孔(36)设置于所述挡油板(35)靠近所述壳体(31)内壁的部分上。

8.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于：所述挡板组件还包括折流板(37)，所述折流板(37)设置于所述第二腔室内。

9.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于：所述分离装置(3)还包括均流板(38)，所述均流板(38)设置于所述第二腔室内，且所述均流板(38)位于所述第一过滤机构(32)远离所述出气口的一侧。

10.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于：所述壳体(31)的底板形状为曲面，所述曲面的最低点处设置有油滴通孔(39)。

11.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于：所述预设分离结构(2)包括第二过滤机构，所述第二过滤机构设置于所述排气口(12)和所述出气口之间。

12.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于：所述油分离器还包括第三挡板(4)，所述出气口设置于所述分离装置(3)的顶部，所述第三挡板(4)设置于所述出气口和所述预设分离结构(2)之间。

13.一种空调机组，其特征在于：包括权利要求1至12中任一项所述的油分离器。