CN117469862A - 气液分离器及其制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷系统领域，尤其是气液分离器及其制冷系统。一种气液分离器，包括筒体、进管和出管，筒体内部具有腔室，进管和出管分别与筒体连接，并与腔室连通；筒体至少包括相互连通的第一缩口段和第二缩口段，沿着筒体的轴线方向，第一缩口段相对位于第二缩口段的上方；进管和出管的均位于第一缩口段远离第二缩口段的一侧；储液段位于第二缩口段远离第一缩口段的一侧并与第二缩口段连通；沿着筒体的轴线方向，第一缩口段的内径往靠近第二缩口段方向逐渐减小，第二缩口段的内径往靠近第一缩口段的方向逐渐减小，其优点在于，第一缩口段和第二缩口段能够减少气体和液体接触，从而防止储液段中的液体被气体二次夹带影响分离效果。

Description

气液分离器及其制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统领域，尤其是气液分离器及其制冷系统。

背景技术

在制冷系统中，气液分离器能防止液态制冷剂在制冷系统工作时流入压缩机而产生液击，且具有贮藏、气液分离、过滤和消音作用

现有的气液分离器，一般通过使不同状态的制冷剂进行旋转，从而气液分离，但是分离效果不佳，并且当气态制冷剂和液态制冷剂被初步分离后，由于制冷剂依然处于旋转状态，液态制冷剂很容易重新混入气态制冷剂中，影响气液分离器的分离效果。

发明内容

基于此，本发明针对上述技术问题，提供一种气液分离器，技术方案如下：

一种气液分离器，包括筒体、进管和出管，所述筒体内部具有腔室，所述进管和所述出管分别与所述筒体连接，并与所述腔室连通；

所述筒体包括第一缩口段、第二缩口段以及储液段，沿着所述筒体的轴线方向，所述第一缩口段相对位于所述第二缩口段的上方并与所述第二缩口段连通，所述储液段位于所述第二缩口段远离所述第一缩口段的一端并与所述第二缩口段连通；所述进管安装于所述第一缩口段远离所述第二缩口段的一侧并与所述第一缩口段内部连通，所述出管的一端经所述第二缩口段伸入至所述第一缩口段远离所述第二缩口段的一侧；

其中，沿着所述筒体的轴线方向，所述第一缩口段的内径往靠近所述第二缩口段方向逐渐减小，所述第二缩口段的内径往靠近所述第一缩口段的方向逐渐减小。

如此设置，由于第一缩口段的内径往靠近第二缩口段的方向逐渐减小，所以介质进入腔室后，会随着筒体的旋转形成双漩涡，液体由于离心力的作用会附在筒体的内壁上，再由于重力的作用向下流动到储液段中，而气体则会从出管流出腔室。由于第一缩口段和第二缩口段的内径沿着朝向彼此的方向逐渐减小，所以能够减少腔室中的气体与液体接触，避免气体二次夹带，提高气液分离器的分离效率。

在其中一个实施方式中，所述第一缩口段和所述第二缩口段之间设有连接段，所述连接段与所述第一缩口段和所述第二缩口段连接。

如此设置，连接段能够增加第一缩口段和第二缩口段之间的距离，进一步减少气体和液体接触，从而造成二次夹带的情况，保证了分离效率。

在其中一个实施方式中，所述连接段为直管形状，所述连接段与所述筒体同轴。

如此设置，便于加工连接段，并且连接段与筒体的同轴性更好，液体从第一缩口段流向储液段的路径更为顺畅。

在其中一个实施方式中，所述第一缩口段为圆锥形状，所述第一缩口段具有顶角α，60°≤α≤90°。

如此设置，圆锥形状能够引起声反射和声音干涉，从而起到降低噪音的作用。若顶角α的角度过小，液态介质的流动会过于快速，容易夹带气体共同流入储液段；若顶角α的角度过大，液态介质容易在第一缩口段的内壁面上滞留，同样会影响分离效率。

在其中一个实施方式中，所述第二缩口段为圆锥形状，所述第二缩口段的顶角为β，90°≤β＜180°。

如此设置，当顶角β的角度过小，会影响储液段的储液容量；当顶角β的角度过大，会影响降噪的效果。

在其中一个实施方式中，所述筒体包括储气段，所述储气段位于所述第一缩口段远离所述第二缩口段的一侧，并与所述第一缩口段连接，所述进管位于所述腔室内的一端为进口，所述出管位于所述腔室内的一端为出口，所述进口和所述出口均位于所述储气段内，并与所述第一缩口段间隔设置。

如此设置，由于介质进入第一缩口段后并不能马上被彻底分离，所以第一缩口段中还存在较多气液混合状态的介质，将进口和出口与第一缩口段间隔设置，增加进口和出口与第一缩口段之间的距离，防止各种状态下的介质混合，提升了气液分离的效果。

在其中一个实施方式中，所述进管穿设于所述储气段的侧壁，并且所述进口的轴线与所述储气段的轴线相交。

如此设置，使得进管的朝向正对储气段的轴线，从而增强气液分离过程中的双漩涡效果。

在其中一个实施方式中，所述出管与所述储气段同轴，所述出口朝向远离所述第一缩口段的方向，所述出口相对于所述进口更加远离所述第一缩口段。

如此设置，防止介质从进口流入腔室中以后，未经分离直接从出口流出。

在其中一个实施方式中，所述储气段的直径与所述储液段的直径相同。

如此设置，便于筒体加工。储气段和储液段可以通过同一模具和工序形成，而无需另外增设加工步骤，减少加工成本。

本发明还提供一种制冷系统，包括如上所述的气液分离器。

相较于现有技术，本发明由于第一缩口段的内径往靠近第二缩口段的方向逐渐减小，所以介质进入腔室后，会随着筒体的旋转形成双漩涡，液体由于离心力的作用会附在筒体的内壁上，再由于重力的作用向下流动到储液段中，而气体则会从出管流出腔室。由于第一缩口段和第二缩口段的内径沿着朝向彼此的方向逐渐减小，所以能够减少腔室中的气体与液体接触，避免气体二次夹带，提高气液分离器的分离效率。

附图说明

图1为本发明提供的气液分离器的剖视图；

图2为本发明提供的气液分离器的立体图；

图3位本发明提供的气液分离器的俯视图。

图中各符号表示含义如下：

100、气液分离器；10、筒体；11、腔室；12、储气段；13、第一缩口段；14、连接段；15、第二缩口段；16、储液段；20、进管；21、进口；30、出管；31、出口。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1-3，本发明提供一种气液分离器100，用于制冷系统中，用于将处于混合状态下的气体制冷剂和液体制冷剂进行分离。

一种气液分离器100，包括筒体10、进管20和出管30，筒体10内部具有腔室11，进管20和出管30分别与筒体10连接，并与腔室11连通。

现有的气液分离器，一般通过离心作用使得气液分离的旋风气液分离器，当气态制冷剂和液态制冷剂被初步分离后，由于气体仍处于旋转的工作状态，液态制冷剂很容易重新混入气态制冷剂中，影响气液分离器的分离效果。

针对上述问题，本发明提供的气液分离器100，筒体10包括第一缩口段13、第二缩口段15以及储液段16，沿着筒体10的轴线方向，第一缩口段13相对位于第二缩口段15的上方并与第二缩口段15连通，储液段16位于第二缩口段15远离第一缩口段13的一端并与第二缩口段15连通；进管20安装于第一缩口段13远离第二缩口段15的一侧并与第一缩口段13内部连通，出管30的一端经第二缩口段15伸入至第一缩口段13远离第二缩口段15的一侧；

其中，沿着筒体10的轴线方向，第一缩口段13的内径往靠近第二缩口段15方向逐渐减小，第二缩口段15的内径往靠近第一缩口段13的方向逐渐减小。

由于第一缩口段13的内径往靠近第二缩口段15的方向逐渐减小，所以介质进入腔室11后，会由于旋转形成双漩涡，液体由于离心力的作用会附在筒体10的内壁上，再由于重力的作用向下流动到储液段16中，而气体则会从出管30流出腔室11，进入储液段16的液体不再受到气体或气流的影响，避免气体二次夹带，增加了气液分离器的分离效率。由于第一缩口段13和第二缩口段15的内径沿着朝向彼此的方向逐渐减小，所以能够减少腔室11中的气体与液体接触，避免气体二次夹带，提高气液分离器100的分离效率。

具体而言，双漩涡包括轴向向下运动的外漩涡和轴向向上运动的内漩涡。在气液分离器100的工作过程中，气流会在第一缩口段13的径向向内运动，从而形成内漩涡，再沿着筒体10的轴线向上运动，最后从出管30流出筒体10；介质中的液态部分会因为旋转惯性与重力的作用下产生径向向外的运动，而形成外漩涡，最后附着于筒体10内壁上，由于液态介质会受到重力的作用，所以会沿着筒体10的内壁向下流动，从而形成双漩涡现象。

可以理解地，筒体10还可以增设第三缩口段(图未示)和第四缩口段(图未示)，第三缩口段和第四缩口段的设置方式近似于第一缩口段13和第二缩口段15，从而增强液态介质和气态介质之间的分隔效果，进一步防止气态介质二次夹带液态介质造成气液分离效果不佳的问题。

进一步地，第一缩口段13和第二缩口段15为圆锥形状，圆锥形状能够引起声音反射和声音干涉，从而起到降低噪音的作用。在气液分离器100的工作过程中，声音会被第一缩口段13和第二缩口段15两次消音，进一步降低噪音。

第一缩口段13具有顶角α，60°≤α≤90°。若顶角α的角度过小，液态介质的流动会过于快速，容易夹带气体共同流入储液段16；若顶角α的角度过大，液态介质容易在第一缩口段13的内壁面上滞留，同样会影响分离效率。

第二缩口段15的顶角为β，90°≤β＜180°。如此设置，当顶角β的角度过小，会影响储液段16的储液容量；当顶角β的角度过大，会影响降噪的效果。

第一缩口段13和第二缩口段15之间设有连接段14，连接段14与第一缩口段13和第二缩口段15连接。连接段14能够增加第一缩口段13和第二缩口段15之间的距离，进一步减少气体和液体接触，从而造成二次夹带的情况，保证了分离效率。

具体地，连接段14为直管形状，连接段14与筒体10同轴。如此设置，便于加工连接段14，并且连接段14与筒体10的同轴性更好，液体从第一缩口段13流向储液段16的路径更为顺畅。在本实施例中，连接段14为空心圆柱形状，在其他实施例中，连接段14的横截面也可以为方形、三角形和椭圆形等，而不限于本实施例所述的空心圆柱形状，只需要能够供第一缩口段13中分离出的液态介质流过，并且减少储液段16段中的液态介质与上方气态介质接触即可。

筒体10还包括储气段12，储气段12位于第一缩口段13远离第二缩口段15的一侧，并与第一缩口段13连接，进管20位于腔室11内的一端为进口21，出管30位于腔室11内的一端为出口31，进口21和出口31均位于储气段12内，并与第一缩口段13间隔设置。在气液分离器100的工作过程中，气态介质由于内漩涡的作用会先运动至储气段12，随后从储气段12经出口31和出管30流出腔室11，完成气态介质的分离。

由于介质进入第一缩口段13后并不能马上被彻底分离，所以第一缩口段13中还存在较多气液混合状态的介质，将进口21和出口31与第一缩口段13间隔设置，增加进口21和出口31与第一缩口段13之间的距离，防止各种状态下的介质混合，提升了气液分离的效果。

进一步地，请参见图3，进管20穿设于储气段12的侧壁，并且进管20的管壁和储气段12的内壁相切，从而使得从进管20进入筒体10内的气液混合介质进行离心旋流分离。

出管30与储气段12同轴，出口31朝向远离第一缩口段13的方向，出口31相对于进口21更加远离第一缩口段13，从而防止介质从进口21流入腔室11中以后，未经分离直接从出口31流出。

具体地，出管30从储液段16远离第一缩口段13的一侧伸入腔室11内，穿设于储液段16、第二缩口段15、连接段14和第一缩口段13，最后到达储气段12内部。出管30与连接段14的内壁间隔设置，以供介质从第一缩口段13经连接段14流向储液段16。

此外，储气段12的直径与储液段16的直径相同，以便于筒体10加工。储气段12和储液段16可以通过同一模具和工序形成，而无需另外增设加工步骤，减少加工成本。

本发明还提供一种制冷系统，包括如上的气液分离器100。

相较于现有技术，本发明由于第一缩口段13的内径往靠近第二缩口段15的方向逐渐减小，所以介质进入腔室11后，会随着筒体10的旋转形成双漩涡，液体由于离心力的作用会附在筒体10的内壁上，再由于重力的作用向下流动到储液段16中，而气体则会从出管30流出腔室11。由于第一缩口段13和第二缩口段15的内径沿着朝向彼此的方向逐渐减小，所以能够减少腔室11中的气体与液体接触，避免气体二次夹带，提高气液分离器100的分离效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种气液分离器，包括筒体(10)、进管(20)和出管(30)，所述筒体(10)内部具有腔室(11)，所述进管(20)和所述出管(30)分别与所述筒体(10)连接，并与所述腔室(11)连通；

其特征在于，所述筒体(10)包括第一缩口段(13)、第二缩口段(15)以及储液段(16)，沿着所述筒体(10)的轴线方向，所述第一缩口段(13)相对位于所述第二缩口段(15)的上方并与所述第二缩口段(15)连通，所述储液段(16)位于所述第二缩口段(15)远离所述第一缩口段(13)的一端并与所述第二缩口段(15)连通；所述进管(20)安装于所述第一缩口段(13)远离所述第二缩口段(15)的一侧并与所述第一缩口段(13)内部连通，所述出管(30)的一端经所述第二缩口段(15)伸入至所述第一缩口段(13)远离所述第二缩口段(15)的一侧；

其中，沿着所述筒体(10)的轴线方向，所述第一缩口段(13)的内径往靠近所述第二缩口段(15)方向逐渐减小，所述第二缩口段(15)的内径往靠近所述第一缩口段(13)的方向逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第一缩口段(13)和所述第二缩口段(15)之间设有连接段(14)，所述连接段(14)与所述第一缩口段(13)和所述第二缩口段(15)连接。

3.根据权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述连接段(14)为直管形状，所述连接段(14)与所述筒体(10)同轴。

4.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第一缩口段(13)为圆锥形状，所述第一缩口段(13)具有顶角α，60°≤α≤90°。

5.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述第二缩口段(15)为圆锥形状，所述第二缩口段(15)的顶角为β，90°≤β＜180°。

6.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述筒体(10)包括储气段(12)，所述储气段(12)位于所述第一缩口段(13)远离所述第二缩口段(15)的一侧，并与所述第一缩口段(13)连接，所述进管(20)位于所述腔室(11)内的一端为进口(21)，所述出管(30)位于所述腔室(11)内的一端为出口(31)，所述进口(21)和所述出口(31)均位于所述储气段(12)内，并与所述第一缩口段(13)间隔设置。

7.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述进管(20)穿设于所述储气段(12)的侧壁，并且所述进管(20)的管壁和所述储气段(12)的内壁相切。

8.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述出管(30)与所述储气段(12)同轴，所述出口(31)朝向远离所述第一缩口段(13)的方向，所述出口(31)相对于所述进口(21)更加远离所述第一缩口段(13)。

9.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述储气段(12)的直径与所述储液段(16)的直径相同。

10.一种制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的气液分离器。