CN117053443A - 油分离器及空调机组 - Google Patents

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CN117053443A
CN117053443A CN202311019984.3A CN202311019984A CN117053443A CN 117053443 A CN117053443 A CN 117053443A CN 202311019984 A CN202311019984 A CN 202311019984A CN 117053443 A CN117053443 A CN 117053443A
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郑威
胡海利
张营
胡东兵
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/02Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening

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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,所述外壳的底部形成有储油区,所述外壳的顶部设置有排气口;内壳,所述内壳设置于所述外壳内,且所述内壳和所述外壳之间形成有流体通道;至少两级分离结构,所有所述分离结构均设置于所述内壳内,且沿所述储油区至所述排气口的方向,所有所述分离结构依次连通。本发明提供的油分离器及空调机组,利用多级分离结构依次对油气混合物进行分离,实现对油气混合物的多级分离,从而有效的提升油气分离效率。

Description

油分离器及空调机组
技术领域
本发明涉及分离设备技术领域,特别是一种油分离器及空调机组。
背景技术
在制冷空调系统中,冷冻油对于压缩机的安全平稳运行至关重要,其主要起到冷却,润滑,密封等作用。在制冷机组运行时,会有部分冷冻油以油滴的形式混入由压缩机排出的冷媒蒸汽,从而参与系统循环。冷冻油参与系统循环会对换热器性能,系统效率与压缩机安全运行产生不利影响。研究表明,当冷冻油的循环量为5%时,蒸发器换热量衰减10%。当系统中的含油量增加1%时,系统COP衰减2.5%,同时由于参与循环的冷冻油会残留在系统中,极易造成压缩机缺油而发生故障。为解决这一问题,我们通常在压缩机与冷凝器之间设置油分离器,油分离器作为螺杆机制冷机组的关键部件之一,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。通过油分的分离作用将冷冻油与冷媒蒸汽分离开来,防止冷冻油参与系统循环。同时将分离出来的冷冻油及时输送至压缩机,避免因缺油而造成压缩机损坏。
然而现有技术中的常规立式油分,带油的气态冷媒进入油分空间发散后,部分大颗粒油滴发生沉降分离,直接向下运动至回油区。同时主体气流绕圆筒向下螺旋运动,依靠离心力作用实现油气分离,在这一过程中,气流不断与壳体以及筒体碰撞,进而发生惯性分离。分离出来的油滴将沿着壳体与筒体壁面向下滴落至底部回油区。残余小颗粒油滴跟随气流绕过圆筒继续朝上方油分滤网方向运动,仅依靠重力与滤网拦截作用,内部气流速度较高或流场设计不合理,造成油分离器的分离效果差的问题,影响机组正常运行。
发明内容
为了解决油分离器的分离效果差的技术问题,而提供一种采用多级分离结构进行分离以提高分离效果的油分离器及空调机组。
一种油分离器,包括:
外壳,所述外壳的底部形成有储油区,所述外壳的顶部设置有排气口;
内壳,所述内壳设置于所述外壳内,且所述内壳和所述外壳之间形成有流体通道;
至少两级分离结构,所有所述分离结构均设置于所述内壳内,且沿所述储油区至所述排气口的方向,所有所述分离结构依次连通。
所有所述分离结构包括位于最下端的一级分离结构,所述一级分离结构包括第一回油管,所述第一回油管的下端位于所述储油区的液面以下。
所述一级分离结构上设置有滤油通道,且所述一级分离结构的底部形成有一级储油腔,所述滤油通道的上端与所述一级分离结构上方的至少一个所述分离结构连通,所述滤油通道的下端与所述一级储油腔连通,所述第一回油管的上端与所述一级储油腔连通。
所述一级分离结构还包括:
第一壳体,所述第一壳体设置于所述内壳内;
第二壳体,所述第二壳体设置于所述第一壳体内,且所述第二壳体的外侧壁和所述第一壳体的内侧壁之间形成所述滤油通道,所述第二壳体的底板和所述第一壳体的底板之间形成所述一级储油腔,所述第二壳体的底板上设置有一级回油口,所述第二壳体的内部通过所述一级回油口与所述一级储油腔连通。
所述一级分离结构还包括一级进气结构,所述一级进气结构的一端与所述第二壳体内部连通,另一端与所述流体通道连通。
所述一级分离结构还包括多个一级折流板,所有所述一级折流板在所述第二壳体内围成一级折流通道。
所有所述一级折流板包括第一一级折流板、第二一级折流板和第三一级折流板,所述第一一级折流板和所述第三一级折流板并列设置于所述第二壳体内,所述第二一级折流板位于所述第一一级折流板和所述第三一级折流板之间,且所述第二壳体的底板、所述第一一级折流板、所述第二一级折流板、所述第三一级折流板和所述第二壳体的顶板共同围成所述一级折流通道。
所述分离结构还包括二级分离结构和第二进气结构,所述二级分离结构设置于所述一级分离结构的上方,所述二级进气结构的下端与所述第二壳体连通,所述二级进气结构的上端与所述二级分离结构连通。
所述二级分离结构包括下底板,所述下底板上设置有二级储油腔和二级回油口,所述二级回油口与所述二级储油腔连通,所述滤油通道的上端与所述二级储油腔连通。
所述二级分离结构包括上顶板和多个二级折流板,所有所述二级折流板位于所述上顶板和所述下底板之间,且所有所述二级折流板共同围成二级折流通道。
所有所述二级折流板包括第一二级折流板、第二二级折流板和第三二级折流板,所述第一二级折流板和所述第三二级折流板并列设置于所述内壳的内壁上,且所述所述第二二级折流板位于所述第一二级折流板和所述第三二级折流板之间,且所述上顶板、所述下底板、所述内壳的内壁、所述第一二级折流板、所述第二二级折流板和所述第三二级折流板共同围成所述二级折流通道。
所述二级回油口位于所述二级折流板朝向所述二级进气结构的第一侧。
所述分离结构还包括位于最上端的三级分离结构,所述三级分离结构包括第二回油管,所述第二回油管的下端位于所述储油区的液面以下。
所述三级分离结构包括第三壳体,所述第三壳体设置于所述内壳内,且所述第三壳体与所述内壳之间形成进气通道,所述第三壳体的内部与所述排气口连通,且所述第三壳体的侧壁上设置有过气孔,所述排气口依次通过所述第三壳体的内部、所述过气孔和所述进气通道与下一级所述分离结构连通。
所述三级分离结构还包括过滤结构,所述过滤结构环绕于所述第三壳体上,且所述过滤结构遮蔽所述过气孔。
所述三级分离结构还包括储油壳体,所述储油壳体设置于所述第三壳体的下方,且所述储油壳体上设置有三级回油口,所述三级回油口位于所述过滤结构的下方,所述第二回油管的上端与所述储油壳体的内部连通。
所述油分离器还包括挡油板,所述挡油板将所述外壳的内部分隔为分离区和所述储油区,所述内壳和所有所述分离结构均设置于所述分离区内,所述挡油板上设置有过油孔。
所述油分离器还包括挡板和进气口,所述进气口设置于所述外壳上,且所述进气口与所述流体通道连通,所述挡板设置于所述内壳和所述外壳之间,且所述挡板位于所述进气口和所述排气口之间。
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,利用多级分离结构依次对油气混合物进行分离,实现对油气混合物的多级分离,从而有效的提升油气分离效率,而且利用内壳和外壳共同形成的流体通道,油气混合物会沿着流体通道呈螺旋向下流动,在此过程中进行离心分离,而且油气混合物在流动的过程中不断的与内壳和外壳产生碰撞,从而发生惯性分离,最终流动至内壳的下方后进入最下级的分离结构,同时所有分离结构沿储油区至排气口的方向依次排列,使得在油气混合物在流经每一分离结构的过程中均需要向上流动而会受到重力影响,进行重力分离,也即充分利用离心分离、惯性分离和重力分离,有效的保证油分离器的分离效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的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一级分离结构的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的油分离器的二级分离结构的侧剖图;
图4为本发明实施例提供的油分离器的二级分离结构的俯视图;
图5为本发明实施例提供的油分离器的三级分离结构的侧剖图;
图6为本发明实施例提供的油分离器的分离后的冷冻油回流路径图;
图中:
1、外壳;11、储油区;12、排气口;2、内壳;13、流体通道;3、一级分离结构;31、第一回油管;32、滤油通道;33、一级储油腔;34、第一壳体;35、第二壳体;36、一级回油口;371、第一一级折流板;372、第二一级折流板;373、第三一级折流板;4、二级分离结构;45、二级回油口;44、二级储油腔;41、上顶板;43、下底板;421、第一二级折流板;422、第二二级折流板;423、第三二级折流板;5、三级分离结构;51、第二回油管;52、第三壳体;53、过滤结构;54、储油壳体;55、三级回油口;6、挡油板;7、挡板;14、进气口。
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。
机组实际运行中,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。然而现有技术中的油分离器的分离效果较差,为此,本申请提供了一种如图1至图6所示的油分离器,外壳1,所述外壳1的底部形成有储油区11,所述外壳1的顶部设置有排气口12;内壳2,所述内壳2设置于所述外壳1内,且所述内壳2和所述外壳1之间形成有流体通道13;至少两级分离结构,所有所述分离结构均设置于所述内壳2内,且沿所述储油区11至所述排气口12的方向,所有所述分离结构依次连通。利用多级分离结构依次对油气混合物进行分离,实现对油气混合物的多级分离,从而有效的提升油气分离效率,而且利用内壳2和外壳1共同形成的流体通道13,油气混合物会沿着流体通道13呈螺旋向下流动,在此过程中进行离心分离,而且油气混合物在流动的过程中不断的与内壳2和外壳1产生碰撞,从而发生惯性分离,最终流动至内壳2的下方后进入最下级的分离结构,同时所有分离结构沿储油区11至排气口12的方向依次排列,使得在油气混合物在流经每一分离结构的过程中均需要向上流动而会受到重力影响,进行重力分离,也即充分利用离心分离、惯性分离和重力分离,有效的保证油分离器的分离效率。
而且现有技术中的油分离器一般采用横置滤网对油气混合物进行过滤分离,其过滤分离出来的油滴位置过于分散,无法较好将小油滴聚集为大油滴之后依靠重力沉降至底部储油区域,同时向上的气流会对油滴重力沉降造成较大影响,甚至会造成油滴悬浮在筒体内部无法沉降至储油区域,从而影响机组回油;而且现有技术中会采用开式回油方式,滴落的冷冻油在接触储油区11的液面时会产生飞溅的冷冻油,飞溅处的冷冻油的尺寸较小,也会受到油气混合物的裹挟而重新混入油气混合物内,同样会造成油分离器的分离效果变差的问题,为此,本申请中所有所述分离结构包括位于最下端的一级分离结构3,所述一级分离结构3包括第一回油管31,所述第一回油管31的下端位于所述储油区11的液面以下。利用第一回油管31将一级分离结构3及上方的其他分离结构分离出的冷冻油直接引流至储油区11的液面以下,避免了油气混合物对冷冻油的裹挟,也避免冷冻油与液面接触而产生飞溅的冷冻油,从而提升油分离器的分离效率,而且也能够避免油分离器的储油区11内液位波动等而影响油分离器的回油效率,保证油分离器的可靠性。
为了使一级分离结构3上方的分离结构所分离出的冷冻油不会流经一级分离结构3的分离区域,保证一级分离结构3的分离效率,所述一级分离结构3上设置有滤油通道32,且所述一级分离结构3的底部形成有一级储油腔33,所述滤油通道32的上端与所述一级分离结构3上方的至少一个所述分离结构连通,所述滤油通道32的下端与所述一级储油腔33连通,所述第一回油管31的上端与所述一级储油腔33连通。利用滤油通道32将一级分离结构3分离出的冷冻油及其他分离结构分离出的冷冻油引流至第一回油管31处进行回油,避免冷冻油与一级分离结构3的分离区域产生相互影响的问题,保证一级分离结构3的分离效果,而且设置一级储油腔33对冷冻油进行收集,避免分离结构分离的冷冻油数量过多而无法被第一回油管31顺利排出,使得冷冻油无法积存在一级分离结构3中,从而保证一级分离结构3能够进行可靠分离的目的。
作为一种实施方式,所述一级分离结构3还包括:第一壳体34,所述第一壳体34设置于所述内壳2内;第二壳体35,所述第二壳体35设置于所述第一壳体34内,且所述第二壳体35的外侧壁和所述第一壳体34的内侧壁之间形成所述滤油通道32,所述第二壳体35的底板和所述第一壳体34的底板之间形成所述一级储油腔33,所述第二壳体35的底板上设置有一级回油口36,所述第二壳体35的内部通过所述一级回油口36与所述一级储油腔33连通。油气混合物通过流体通道13后流动至一级分离结构3处,会直接流入第二壳体35内部进行分离,在分离过程中分离出的冷冻油会通过一级回油口36流入一级储液腔内,实现一级分离结构3的冷冻油回收,而位于一级分离结构3上方的分离结构分离出的冷冻油则是滴落在第一壳体34上,并最终进入滤油通道32内而不会进入第二壳体35,保证了油气混合物在第二壳体35内的分离效果,同时流入滤油通道32内的冷冻油会沿着滤油通道32流动至一级储油腔33内,并在重力的作用下通过第一回油管31将一级储油腔33内流动至储油区11的液位下方,实现可靠回油的目的。
为了使油气混合物顺利的流动至第二壳体35内,所述一级分离结构3还包括一级进气结构,所述一级进气结构的一端与所述第二壳体35内部连通,另一端与所述流体通道13连通。利用一级进气结构依次穿过第一壳体34的底板和第二壳体35的底板,从而使得油气混合物能够顺利的流动至第二壳体35的内部进行分离。优选的,第一壳体34的底板上开设有第一安装孔,第二壳体35的底板上设置有第二安装孔,第一安装孔和第二安装孔之间设置有连通管,连通管的一端与第一安装孔的边沿密封连接,另一端与第二安装孔的边沿密封连接,从而将连通管的内部和一级储油腔33进行分隔密封,保证连通管的进气效果以及一级储油腔33的储油效果。
所述一级分离结构3还包括多个一级折流板,所有所述一级折流板在所述第二壳体35内围成一级折流通道。油气混合物在流经一级折流通道的过程中,会不断的与第二壳体35的内壁和一级折流板进行碰撞,从而实现碰撞分离的效果,而且在流动的过程中不断的分开与混合,油气混合物中的冷冻油还会发生惯性分离,从而有效的保证一级分离结构3的分离效率。具体的,所有所述一级折流板包括第一一级折流板371、第二一级折流板372和第三一级折流板373,所述第一一级折流板371和所述第三一级折流板373并列设置于所述第二壳体35内,所述第二一级折流板372位于所述第一一级折流板371和所述第三一级折流板373之间,且所述第二壳体35的底板、所述第一一级折流板371、所述第二一级折流板372、所述第三一级折流板373和所述第二壳体35的顶板共同围成所述一级折流通道。通过一级进气结构进入的油气混合物会冲击位于下方的第一一级折流板371,并在第一一级折流板371的限定作用下向第二内壳2的内壁流动,当流动到第二内壳2的内壁处时会向上流动并冲击第二一级折流板372,并在第二一级折流板372的限定作用下向第二内壳2的中部汇流,然后在第二内壳2的中部汇流后继续向上流动并冲击第三一级折流板373,再次向第二内壳2的内壁流动,当流动到第二内壳2的内壁处时会向上流动并冲击第二内壳2的顶板,并在第二内壳2的顶板的限定作用下向第二内壳2的中部汇流,实现了在第二内壳2内部折流的目的,在此过程中,分离后的油气混合物会沿着一级折流通道继续向上流动,而分离出的冷冻油则会在重力的作用下向下流动,并最终通过一级回油口36流入至一级储油腔33内,然后在通过第一回油管31回流至储油区11内,实现回油。
其中,一级折流板均为水平折流板,油气混合物在流动的过程中会沿竖直方向向上流动的过程中进行多次水平流动,由于进入一级分离结构3的油气混合物中冷冻油的含量较高,此时水平流动能够充分利用冷冻油的重力对冷冻油进行分离,从而实现油气混合物的分离。
所述分离结构还包括二级分离结构4和第二进气结构,所述二级分离结构4设置于所述一级分离结构3的上方,所述二级进气结构的下端与所述第二壳体35连通,所述二级进气结构的上端与所述二级分离结构4连通。经过一级分离结构3分离后的油气混合物能够通过二级进气结构流入二级分离结构4内,再次进行分离。其中所述二级分离结构4包括下底板43,所述下底板43上设置有二级储油腔44和二级回油口45,所述二级回油口45与所述二级储油腔44连通,所述滤油通道32的上端与所述二级储油腔44连通,二级分离结构4在下底板43的上方进行气液分离,分离后的润滑油通过二级回油口45流入二级储油腔44内,然后在经过二级储油腔44流入滤油通道32,使得二级分离结构4分离出的冷冻油能够顺利的流动至滤油通道32内,从而将二级分离结构4分离出的冷冻油顺利的送至一级储油腔33内,并最终沿第一回油管31流动至储油区11的液位以下内,实现可靠回油的目的。二级分离结构4和一级分离结构3之间不存在结构关联,均为独立的结构,在更换或维修时,仅需要更换对应的一级分离结构3或二级分离结构4即可。
所述二级分离结构4包括上顶板41和多个二级折流板,所有所述二级折流板位于所述上顶板41和所述下底板43之间,且所有所述二级折流板共同围成二级折流通道。油气混合物在流经二级折流通道的过程中,会不断的与内壳2的内壁和二级折流板进行碰撞,从而实现碰撞分离的效果,而且在流动的过程中不断的分开与混合,油气混合物中的冷冻油还会发生惯性分离,从而有效的保证二级分离结构4的分离效率。具体的,所有所述二级折流板包括第一二级折流板421、第二二级折流板422和第三二级折流板423,所述第一二级折流板421和所述第三二级折流板423并列设置于所述内壳2的内壁上,且所述所述第二二级折流板422位于所述第一二级折流板421和所述第三二级折流板423之间,且所述上顶板41、所述下底板43、所述内壳2的内壁、所述第一二级折流板421、所述第二二级折流板422和所述第三二级折流板423共同围成所述二级折流通道。二级进气结构将第二壳体35内的油气混合物引入二级分离结构4内,油气混合物会继续向上流动,并冲击上顶板41,然后在上顶板41的限制下进行分流,并向第一二级折流板421处流动,并需要绕过第一二级折流板421后依次冲击第二二级折流板422、第三二级折流板423,最终流动到第三二级折流板423和内壳2的内部之间的空间内,在此过程中分离后的油气混合物会沿着二级折流通道向内壳2的内壁方向流动,而分离出的冷冻油则会在重力的作用下向下流动,并最终通过二级回油口45流入至二级储油腔44内,然后依次通过滤油通道32、第一回油管31回流至储油区11内,实现回油。
其中,二级折流板均为竖直折流板,油气混合物在流动的过程中会沿多个并列的竖直平面进行水平流动,也即油气混合物在流经二级分离结构4时会内壳2的一定高度范围内进行水平流动,增加油气混合物的流动距离及碰撞分离、惯性分离的发生几率,从而提高二级分离结构4的分离效果。
优选的,所述二级回油口45位于所述二级折流板朝向所述二级进气结构的第一侧。由于油气混合物会冲击二级折流板,在此过程中冷冻油会在二级折流板上积累并沿着二级折流板向下流动,并顺利的通过二级回油口45流动至二级储油腔44内,避免冷冻油在二级分离结构4内积存而再次被油气混合物带走,有效的提高油分离器的分离效率。
为了尽可能的减少油分离器的排气中的冷冻油含量,所述分离结构还包括位于最上端的三级分离结构5,所述三级分离结构5包括第二回油管51,所述第二回油管51的下端位于所述储油区11的液面以下。利用三级分离结构5对即将排出油分离器的油气混合物进行分离,其中三级分离结构5的分离精度高于一级分离结构3和二级分离结构4,从而有效的降低油分离器排气中的冷冻油含量,而且由于三级分离结构5中仍然会存在少量的冷冻油被分离出来,因此,三级分离结构5也需要将该部分冷冻油送至储油区11内,因此,设置第二回油管51,将该部分冷冻油引流至储油区11的液位以下,避免了油气混合物对冷冻油的裹挟,也避免冷冻油与液面接触而产生飞溅的冷冻油,从而提升油分离器的分离效率,而且也能够避免油分离器的储油区11内液位波动等而影响油分离器的回油效率,保证油分离器的可靠性。
所述三级分离结构5包括第三壳体52,所述第三壳体52设置于所述内壳2内,且所述第三壳体52与所述内壳2之间形成进气通道,所述第三壳体52的内部与所述排气口12连通,且所述第三壳体52的侧壁上设置有过气孔,所述排气口12依次通过所述第三壳体52的内部、所述过气孔和所述进气通道与下一级所述分离结构连通。利用第三壳体52将二级分离结构4和排气口12之间的连通通路进行截断,使得二级分离结构4排出的油气混合物只能沿着进气通道进行流动并通过过气孔后流动至排气口12处,实现最终油分离器的排气可靠的目的。利用过气孔再次对油气混合物进行分离,进一步的提高油分离器的分离效率。
更进一步地,所述三级分离结构5还包括过滤结构53,所述过滤结构53环绕于所述第三壳体52上,且所述过滤结构53遮蔽所述过气孔。利用过滤结构53对流经过气孔的油气混合物进行过滤,从而提高油分离器的分离效率。
所述三级分离结构5还包括储油壳体54,所述储油壳体54设置于所述第三壳体52的下方,且所述储油壳体54上设置有三级回油口55,所述三级回油口55位于所述过滤结构53的下方,所述第二回油管51的上端与所述储油壳体54的内部连通。利用储油壳体54对三级分离结构5中分离出的冷冻油进行收集,方便第二回油管51将冷冻油送至储油区11内。其中,图中的储油壳体54的底板为阶梯型,第二回油管51的上端与储油壳体54的底板的最低点连通,使得冷冻油能够在储油壳体54的底部形成液封,避免油气混合物通过第二回油管51流入储油区11内而对回油产生影响,也避免了储油区11的液位波动等影响回油效果,提高了油分离器的可靠性。
气态冷媒将会冲击底部回油区,导致液位剧烈波动以至于传感器监测异常,向上的气流会对油滴重力沉降造成较大影响,甚至会出现油滴悬浮在筒体内部无法沉降至底部回油区的现象,从而严重影响机组正常回油,为此,所述油分离器还包括挡油板6,所述挡油板6将所述外壳1的内部分隔为分离区和所述储油区11,所述内壳2和所有所述分离结构均设置于所述分离区内,所述挡油板6上设置有过油孔。利用挡油板6避免流体通道13流入的油气混合物对储油区11的液面产生冲击,保证了储油区11内的油位稳定,提高油分离器的回油效果。
所述油分离器还包括挡板7和进气口14,所述进气口14设置于所述外壳1上,且所述进气口14与所述流体通道13连通,所述挡板7设置于所述内壳2和所述外壳1之间,且所述挡板7位于所述进气口14和所述排气口12之间。利用挡板7对流体通道13与排气口12之间的连通位置进行截断,使得由进气口14进入的油气混合物只能在流体通道13内向下流动,充分利用重力分离对冷冻油进行分离,也可以充分利用油气混合物在流体通道13内进行螺旋流动下的离心分离的分离效果进行分离,并在到达最下端的一级分离结构3后依次经过所有分离结构进行流动,从而保证油分离器的分离效果。
如图1至图6所示,图中的油分离器具有一级分离结构3、二级分离结构4和三级分离结构5,油气混合物由外壳1上的进气口14进入流体通道13内进行螺旋流动及向下流动,然后在挡液板处折返而进入一级分离结构3内进行分离,油气混合物在一级分离结构3内进行多次折流流动而实现分离目的,经过一级分离结构3分离后的油气混合物继续向上流动而进入二级分离结构4,然后在二级分离结构4内再次进行多次折流流动而实现再次分离的目的,经过二级分离结构4分离后的油气混合物绕过二级分离结构4的上顶板41后流动至三级分离结构5处,经过三级分离结构5的滤网及过气孔后进入第三壳体52的内部,并最终由排气口12排出,实现油分离器的气体流动路径,而在流体通道13内分离出的冷冻油会沿着外壳1的内壁、内壳2的外壁向下流动而最终滴落到挡油板6上,然后通过挡油板6上的过油孔滴落至储油区11内,而一级分离结构3分离后的冷冻油直接进入一级储油腔33内,二级分离结构4分离后的冷冻油会进入二级储油腔44,并沿滤油通道32流动至一级储油腔33内,一级储油腔33内的冷冻油则会沿第一回油管31流动至储油区11的液位以下进行回油,而三级分离结构5分离出的冷冻油会进入储油壳体54内,并通过第二回油管51流动至储油区11的液位以下进行回油,实现油分离器的回油路径。
其中,外壳1的轴线、内壳2的轴线、一级分离结构3的中心轴线、二级分离结构4的中心轴线、三级分离结构5的中心轴线、排气口12的中心轴线均共线,此时能够最大限度的提高油气混合物的流动距离,进一步的提高油分离器的分离效果。
第二回油管51的中心轴线与三级分离结构5的中心轴线共线,此时第二回油管51会依次贯穿二级分离结构4和一级分离结构3,此时第二回油管51能够将三级分离结构5、二级分离结构4和一级分离结构3连接成一个整体,并且一级分离结构3中的第一一级折流板371和第三一级折流板373可以设置在第二回油管51上,方便对第一一级折流板371和第三一级折流板373的固定,保证油分离器的结构可靠性。
同时,本发明通过采用合理的设计方案,在保证分离效率提升的情况下,压损优于现有常规立式油分,具体数据如下:(以现有R507a的工况为例)
常规立式油分 本发明
入口质量流量 kg/s 3.91 3.91
压损 Kpa 9.56 8.60
从上述表格可知,本申请的压损远远小于常规立式油分的压损,并且本申请中设置了多级分离结构,有效的提高了油分离器的分离效率,解决了现有技术中油分离器分离效果差的问题。
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 (19)

1.一种油分离器,其特征在于:
外壳(1),所述外壳(1)的底部形成有储油区(11),所述外壳(1)的顶部设置有排气口(12);
内壳(2),所述内壳(2)设置于所述外壳(1)内,且所述内壳(2)和所述外壳(1)之间形成有流体通道(13);
至少两级分离结构,所有所述分离结构均设置于所述内壳(2)内,且沿所述储油区(11)至所述排气口(12)的方向,所有所述分离结构依次连通。
2.根据权利要求1所述的油分离器,其特征在于:所有所述分离结构包括位于最下端的一级分离结构(3),所述一级分离结构(3)包括第一回油管(31),所述第一回油管(31)的下端位于所述储油区(11)的液面以下。
3.根据权利要求2所述的油分离器,其特征在于:所述一级分离结构(3)上设置有滤油通道(32),且所述一级分离结构(3)的底部形成有一级储油腔(33),所述滤油通道(32)的上端与所述一级分离结构(3)上方的至少一个所述分离结构连通,所述滤油通道(32)的下端与所述一级储油腔(33)连通,所述第一回油管(31)的上端与所述一级储油腔(33)连通。
4.根据权利要求3所述的油分离器,其特征在于:所述一级分离结构(3)还包括:
第一壳体(34),所述第一壳体(34)设置于所述内壳(2)内;
第二壳体(35),所述第二壳体(35)设置于所述第一壳体(34)内,且所述第二壳体(35)的外侧壁和所述第一壳体(34)的内侧壁之间形成所述滤油通道(32),所述第二壳体(35)的底板和所述第一壳体(34)的底板之间形成所述一级储油腔(33),所述第二壳体(35)的底板上设置有一级回油口(36),所述第二壳体(35)的内部通过所述一级回油口(36)与所述一级储油腔(33)连通。
5.根据权利要求4所述的油分离器,其特征在于:所述一级分离结构(3)还包括一级进气结构,所述一级进气结构的一端与所述第二壳体(35)内部连通,另一端与所述流体通道(13)连通。
6.根据权利要求5所述的油分离器,其特征在于:所述一级分离结构(3)还包括多个一级折流板,所有所述一级折流板在所述第二壳体(35)内围成一级折流通道。
7.根据权利要求6所述的油分离器,其特征在于:所有所述一级折流板包括第一一级折流板(371)、第二一级折流板(372)和第三一级折流板(373),所述第一一级折流板(371)和所述第三一级折流板(373)并列设置于所述第二壳体(35)内,所述第二一级折流板(372)位于所述第一一级折流板(371)和所述第三一级折流板(373)之间,且所述第二壳体(35)的底板、所述第一一级折流板(371)、所述第二一级折流板(372)、所述第三一级折流板(373)和所述第二壳体(35)的顶板共同围成所述一级折流通道。
8.根据权利要求4所述的油分离器,其特征在于:所述分离结构还包括二级分离结构(4)和第二进气结构,所述二级分离结构(4)设置于所述一级分离结构(3)的上方,所述二级进气结构的下端与所述第二壳体(35)连通,所述二级进气结构的上端与所述二级分离结构(4)连通。
9.根据权利要求8所述的油分离器,其特征在于:所述二级分离结构(4)包括下底板(43),所述下底板(43)上设置有二级储油腔(44)和二级回油口(45),所述二级回油口(45)与所述二级储油腔(44)连通,所述滤油通道(32)的上端与所述二级储油腔(44)连通。
10.根据权利要求9所述的油分离器,其特征在于:所述二级分离结构(4)包括上顶板(41)和多个二级折流板,所有所述二级折流板位于所述上顶板(41)和所述下底板(43)之间,且所有所述二级折流板共同围成二级折流通道。
11.根据权利要求10所述的油分离器,其特征在于:所有所述二级折流板包括第一二级折流板(421)、第二二级折流板(422)和第三二级折流板(423),所述第一二级折流板(421)和所述第三二级折流板(423)并列设置于所述内壳(2)的内壁上,且所述所述第二二级折流板(422)位于所述第一二级折流板(421)和所述第三二级折流板(423)之间,且所述上顶板(41)、所述下底板(43)、所述内壳(2)的内壁、所述第一二级折流板(421)、所述第二二级折流板(422)和所述第三二级折流板(423)共同围成所述二级折流通道。
12.根据权利要求10所述的油分离器,其特征在于:所述二级回油口(45)位于所述二级折流板朝向所述二级进气结构的第一侧。
13.根据权利要求1所述的油分离器,其特征在于:所述分离结构还包括位于最上端的三级分离结构(5),所述三级分离结构(5)包括第二回油管(51),所述第二回油管(51)的下端位于所述储油区(11)的液面以下。
14.根据权利要求13所述的油分离器,其特征在于:所述三级分离结构(5)包括第三壳体(52),所述第三壳体(52)设置于所述内壳(2)内,且所述第三壳体(52)与所述内壳(2)之间形成进气通道,所述第三壳体(52)的内部与所述排气口(12)连通,且所述第三壳体(52)的侧壁上设置有过气孔,所述排气口(12)依次通过所述第三壳体(52)的内部、所述过气孔和所述进气通道与下一级所述分离结构连通。
15.根据权利要求14所述的油分离器,其特征在于:所述三级分离结构(5)还包括过滤结构(53),所述过滤结构(53)环绕于所述第三壳体(52)上,且所述过滤结构(53)遮蔽所述过气孔。
16.根据权利要求15所述的油分离器,其特征在于:所述三级分离结构(5)还包括储油壳体(54),所述储油壳体(54)设置于所述第三壳体(52)的下方,且所述储油壳体(54)上设置有三级回油口(55),所述三级回油口(55)位于所述过滤结构(53)的下方,所述第二回油管(51)的上端与所述储油壳体(54)的内部连通。
17.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挡油板(6),所述挡油板(6)将所述外壳(1)的内部分隔为分离区和所述储油区(11),所述内壳(2)和所有所述分离结构均设置于所述分离区内,所述挡油板(6)上设置有过油孔。
18.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挡板(7)和进气口(14),所述进气口(14)设置于所述外壳(1)上,且所述进气口(14)与所述流体通道(13)连通,所述挡板(7)设置于所述内壳(2)和所述外壳(1)之间,且所述挡板(7)位于所述进气口(14)和所述排气口(12)之间。
19.一种空调机组,其特征在于:包括权利要求1至18中任一项所述的油分离器。
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