CN1782632A - 用于空调的油分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于空调的油分离器，其能够将油与制冷剂分离。该油分离器包括：壳体，其中限定有圆柱形的空间；制冷剂导管，用于将制冷剂导入该壳体；制冷剂排放管，用于将制冷剂排出该壳体；以及油滴增长加速件，用于加速在该壳体中流动的制冷剂中所含油滴的增长。

Description

用于空调的油分离器
本申请请求2004年11月25日提交的韩国专利申请No.P2004-97545的优先权，在此通过参考援引其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种空调，尤其是涉及一种用于空调的油分离器，所述油分离器能够将油从制冷剂中分离。
背景技术
一般来说，空调是一种用于对住宅、饭店或者办公建筑的内部进行制冷或者制热的装置。空调包括室内单元和室外单元。室内单元和室外单元通过制冷剂流动通道(flow channel)相互连接，制冷剂通过所述制冷剂流动通道在室内单元和室外单元之间流动。此外，室外单元具有用于压缩制冷剂的压缩机。
当制冷剂通过制冷剂流动通道在室内单元和室外单元之间流动时，其基于制冷剂的相变而吸收或者释放热量，以控制室内空气的温度。例如，当空调以制冷模式运行时，制冷剂在室内单元中蒸发以从室内空气吸收热量。此外，制冷剂在室外单元中冷凝以释放热量。
同时，压缩机是空调的可动部件之一。因此，压缩机内要注入大量的油，以防止由于压缩机的部件之间的摩擦而导致的磨损，并对制冷剂在压缩机中进行压缩时产生的热量进行部分冷却，缓解压缩机部件的金属疲劳，并通过在压缩机密封线(sealing line)上形成油膜而防止被压缩的制冷剂的泄漏。
不过，当制冷剂在压缩机中压缩时，注入压缩机的油与制冷剂混合。结果，压缩的制冷剂与注入压缩机的油一起排出压缩机。如果包含油的制冷剂流经制冷剂流动通道，则油可能在制冷剂流动通道的某些部分中积累，从而使制冷剂不能流畅的流动。另外，压缩机中的油量减少，因此压缩机的性能变差。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种用于空调的油分离器，所述油分离器基本上消除由相关技术的局限和缺点所导致的一个或者多个问题。
本发明的一个目的是提供一种用于空调的油分离器，所述油分离器能够将油与制冷剂分离。
本发明的其它优点、目的和特征部分将在下述说明书中描述，另一部分在本领域的普通技术人员研究下述内容之后将显而易见，或者可以从本发明的实施中获知。通过在所撰写的说明书、其权利要求书以及附图中所特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点并根据本发明的意图，如在此具体实施和广泛描述的，本发明提供了一种用于空调的油分离器，包括：壳体，其中限定有圆柱形的空间；制冷剂导管，用于将制冷剂导入该壳体；制冷剂排放管，用于将制冷剂排出该壳体；以及油滴增长加速件，用于加速在该壳体中流动的制冷剂所含油滴的增长。
优选地，油滴增长加速件通过在被导入该壳体的制冷剂中形成涡流而加速所述油滴的增长。该油滴增长加速件通过促使在该壳体中流动的制冷剂中所含油滴的碰撞而使油滴与制冷剂分离。该油滴增长加速件改变在该壳体中流动的制冷剂的流速和流向以促使油滴碰撞而使所述油滴的尺寸增加。该油滴增长加速件为安装于该壳体中的杆形构件。在一个优选实施例中，该油滴增长加速件具有圆形的截面。在本发明的另一个优选实施例中，该油滴增长加速件为多孔形构件。
优选地，其中该油滴增长加速件沿着该壳体的纵向设置。该油滴增长加速件与该壳体的内圆周表面间隔有预定的距离。该油分离器还包括用于加热该壳体的加热器。
此外优选地，该油分离器还包括用于检测该壳体表面温度的温度传感器。当所述空调处于待机模式时该加热器加热该壳体。更优选地，该加热器加热该壳体以使该壳体的表面维持在40℃至50℃的温度。
在本发明的另一个方案中，本发明公开了一种用于空调的油分离器，包括：壳体，其中限定有圆柱形的空间；制冷剂导管，用于将制冷剂导入该壳体；制冷剂排放管，用于将制冷剂排出该壳体；以及油分离件，用于通过促使在该壳体中流动的制冷剂中所含油滴的碰撞而使油滴与制冷剂分离。
优选地，该油分离件使在该壳体中流动的制冷剂的流速和流向发生改变以促使油滴的碰撞而使所述油滴的尺寸增加。该油分离件沿着该壳体的纵向设置。该油分离件与该壳体的内圆周表面间隔有预定的距离。
在一个优选实施例中，该油分离件具有圆形的截面。在另一优选实施例中，该油分离件为多孔形构件。优选地，该油分离器还包括用于加热该壳体的加热器。此外优选地，该油分离器还包括用于检测该壳体表面温度的温度传感器。当所述空调处于待机模式时该加热器加热该壳体。更优选地，该加热器加热该壳体使该壳体的表面维持在40℃至50℃的温度。
应当理解的是，本发明前面的概括性说明和下面的详细说明均是示范性和解释性的，并且其目的是对所请求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
所包含的附图提供对本发明的进一步理解，其被并入到本申请中且构成本申请的一部分，所述附图示出了本发明的具体实施例并与文字说明一起用于解释本发明的原理。其中，在所述附图中：
图1为根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器的纵截面视图；
图2为根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器的横截面视图；
图3为根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器中的油滴通过碰撞而结合的视图；
图4为根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器中的油滴与制冷剂分离的视图；
图5为根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器的加热器的侧视图；
图6为根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的纵截面视图；
图7为根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的横截面视图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，其实例在附图中示出。尽可能地，在所有附图中将使用相同的附图标记来代表相同或者类似的部件。
以下将参考图1至图5详细说明根据本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器160。首先参考图1，油分离器160包括安装于压缩机(未示出)出口处的壳体162。壳体162形成油分离器160的外形。优选地，壳体162内部限定有圆柱形空间。
在壳体162中设置有制冷剂导管164，其连接压缩机的出口。制冷剂170通过制冷剂导管164从压缩机导入壳体162中。优选地，如图2所示，制冷剂导管164沿着切线方向安装于壳体162的内圆周表面，以使被导入壳体162的制冷剂170能够沿着壳体162的内圆周表面流动。
如图1中所示，制冷剂排放管166竖直地设置在壳体162的中央部分，用于允许处于气态的制冷剂170通过制冷剂排放管166排出壳体162。优选地，制冷剂排放管166通过壳体162的上端延伸预定长度，使制冷剂排放管166的一端设置在壳体162的外部而制冷剂排放管166的另一端设置在壳体162的内部。另外，壳体162的下端连接有用于收集油的油收集管168。
在壳体162中还设置有油滴增长加速件(oil-drop growth acceleratingmember)，其用于加速导入壳体162的制冷剂内所含微小油滴171(见图3)的增长。该油滴增长加速件用于增加导入壳体162的制冷剂内所含微小油滴171的尺寸和质量。具体地，制冷剂170内所含微小油滴171的尺寸和质量通过油滴增长加速件而得以增加，使得油滴171的质量大于制冷剂的质量。当油滴171的质量大于制冷剂的质量时，通过油滴171和制冷剂170之间的质量差，油滴171与制冷剂170分离。
通过制冷剂170中所含油滴171的碰撞使油滴171结合而实现油滴171尺寸和质量的增长。油滴171的碰撞与包含油滴171的制冷剂170的流速和流向的变化成正比。例如，当制冷剂170以涡流形状流动时或者停止流动时油滴171相互碰撞。
所述油滴增长加速件是一种油分离件，其用于通过促使油滴171之间的碰撞而使油滴171从制冷剂170中分离。该油分离件改变制冷剂170的流速和流向以促使油滴171的碰撞。制冷剂170的流速和流向通过安装于162中的油分离杆165而改变。
优选地，油分离杆165沿壳体162的纵向方向设置，并与壳体162的内圆周表面间隔有预定的距离，通过制冷剂导管164导入壳体162的制冷剂170沿着壳体162的内圆周表面流动。同样优选地，油分离杆165具有圆形截面。然而，油分离杆165的形状并不受限制，只要油分离杆165能恰当地改变被导入壳体162的制冷剂170的流速和流向即可。
如图2中所示，通过制冷剂导管164被导入壳体162中的制冷剂170以沿壳体162内圆周表面的一环形流向油分离杆165。此时，制冷剂170在油分离杆165的前面分叉。这样，在油分离杆165的前面产生了滞点170a，在滞点170a处制冷剂170的流速锐减。制冷剂170分叉的分量沿着油分离杆165的外圆周表面横向流动。结果，制冷剂170的流向发生改变，因此，在油分离杆165的后部产生涡流170b。
同时，制冷剂170中所含油滴171的质量大于制冷剂170的质量。从而，当制冷剂170的流速急剧改变或者制冷剂170的流向急剧变化时，油滴171因为惯性而更频繁地互相碰撞。结果，油滴171增长，即，油滴171的尺寸和质量增加。
制冷剂170的流速在滞点170a处锐减。从而，如图3中所示，制冷剂170中所含油滴171相互碰撞并从而相互结合。油滴171还在油分离杆165产生涡流170b的后部相互碰撞，从而油滴171长大，即油滴171的尺寸和质量增加。
只要制冷剂沿着壳体162的内圆周表而循环流动，则制冷剂都要到达油分离杆165。从而，油滴171反复增长。在油滴171增长充分之后，油滴171由于惯性而从沿着壳体162的内圆周表面流动的制冷剂中向外分离，然后附着于壳体162的内圆周表面。
当制冷剂170沿着壳体162的内圆周表面流动并缓慢下降到制冷剂排放管166的下端附近之后，制冷剂170被吸入制冷剂排放管166。这样，制冷剂170的流向突然改变。此时，制冷剂170中所含油滴171充分长大，即，如图4中所示，制冷剂170中所含油滴171的尺寸和质量充分的增加。这样，油滴170因为离心力而与被吸入制冷剂排放管166的制冷剂分离。从制冷剂70中分离的油滴170附着在壳体162的内圆周表面或者落在壳体162的底面上。
附着在壳体162的内圆周表面上的油滴171因为重力而落在壳体162的底面上。这样，通过油收集管168将聚集在壳体162底面上的油滴171供应至压缩机。当制冷剂170沿着油分离杆165的外圆周表面横向流动时，制冷剂170中所含的油滴171相互碰撞，从而，油滴171的尺寸和质量增加。结果，油滴171通过离心力可以很容易与制冷剂170分离。从而，提高了油分离效率。
当空调处于待机模式时，油分离器160被冷却。从而，当空调维持在待机模式之后开始运行时，因为油分离器160处于被冷却的状态，被导入油分离器160的制冷剂过度冷凝。结果，液态制冷剂与油一起被排出油分离器160。从而，油分离效率大大地减弱。
因此，根据本发明，油分离器160还包括用于加热壳体162的加热器180。如图5中所示，加热器180连接到壳体162的表面上。优选地，加热器180为使用电作为热源的电加热器，不过壳体162可以由诸如燃气涡轮或者内燃引擎之类的热源加热。
当空调长时间处于待机模式时，油分离器160被冷却。从而，加热器180用于加热壳体162，以使当空调处于待机模式时油分离器160维持在预定的温度。优选地，加热器180加热壳体162使壳体162的表面维持在40至50℃的温度。
此外优选地，在壳体162的表面连接温度传感器182以检测壳体162的表面温度。当温度传感器182所测壳体162的表面温度低于预定水平时，通过加热器180对壳体162加热。这样，壳体162维持在预定的温度。
从而，当空调在待机模式之后启动运行时油分离器160维持于预定的温度，从而防止被导入壳体162中的制冷剂过度冷凝。这样，有效地防止了液态制冷剂与油一起通过制冷剂排放管166排出壳体162。
在根据上述本发明第一优选实施例的用于空调的油分离器中，油分离杆的特征在于圆形截面。可选地，油分离杆可以为多孔的杆，如图6和图7中所示。图6为根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的纵向截面视图，图7为根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的横向截面视图。
如图6中所示，根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的特征在于油分离杆265。优选地，油分离杆265沿壳体262的纵向设置，同时油分离杆265与壳体262的内圆周表面间隔有预定距离，制冷剂270沿着所述壳体262的内圆周表面流动。油分离杆265具有多个微孔265a(见图7)，呈气态的制冷剂270从所述的微孔265a通过。
这样，通过制冷剂导管264导入壳体262的制冷剂270沿着壳体270的内圆周表面流动，然后经过油分离杆265的孔265。当制冷剂270经过油分离杆265的孔265时，制冷剂270中所含的一些油滴271并不经过油分离杆265的孔265a，而是与油分离杆265的表面碰撞。结果，油滴271相互结合。
上述过程重复进行，从而，油滴271得以长大，即油滴271的尺寸和质量增加。长大的油滴271落在壳体262的底面上。此外，气态的制冷剂270在经过油分离杆265的孔265a之后以涡流形状流动。结果，通过油分离杆265的孔265a的油滴271相互碰撞，从而促进油滴271的增长。根据本发明第二优选实施例的用于空调的油分离器的其它构件在结构上和运行上与本发明第一优选实施例的构件相同，因此不再对这些构件进行说明。
根据本发明的用于空调的油分离器具有以下的效果。首先，气态制冷剂中所含的微小油颗粒由于油分离杆而相互碰撞，从而，油颗粒长大，即，油颗粒的尺寸和质量增加。从而，油滴很容易通过离心力与制冷剂分离，因此提高了油分离的效率。
再者，当空调处于待机模式时，壳体通过加热器而维持在预定的温度。结果，防止当空调在待机模式之后启动运行时气态制冷剂在壳体中过度冷凝。从而，有效地防止了油通过制冷剂排放管被排出壳体。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下，能够对本发明进行各种修改和变化。因此，这意味着，倘若所述修改和变化落入所附权利要求书的保护范围以及其等同的保护范围中，则本发明覆盖本发明的这些修改和变化。

Claims (13)

1、一种用于空调的油分离器，包括：
壳体，其中限定有圆柱形的空间；
制冷剂导管，用于将制冷剂导入该壳体；
制冷剂排放管，用于将制冷剂排出该壳体；以及
油滴增长加速件，用于加速在该壳体中流动的制冷剂中所含油滴的增长。
2、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件通过在被导入该壳体的制冷剂中形成涡流而加速所述油滴的增长。
3、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件通过促使在该壳体中流动的制冷剂中所含油滴的碰撞而使油滴与制冷剂分离。
4、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件使在该壳体中流动的制冷剂的流速和流向发生改变以促使所述油滴碰撞而使所述油滴的尺寸增加。
5、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件为安装于该壳体中的杆形构件。
6、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件具有圆形的截面。
7、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件为多孔形构件。
8、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件沿着该壳体的纵向设置。
9、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油滴增长加速件与该壳体的内圆周表面间隔有预定的距离。
10、如权利要求1所述的油分离器，其中，该油分离器还包括用于加热该壳体的加热器。
11、如权利要求10所述的油分离器，其中该油分离器还包括用于检测该壳体表面温度的温度传感器。
12、如权利要求10所述的油分离器，其中，当所述空调处于待机模式时该加热器加热该壳体。
13、如权利要求10所述的油分离器，其中，该加热器加热该壳体使该壳体的表面维持在40℃至50℃的温度。
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