CN204478606U - 油分离器和空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油分离器和空调装置，涉及电器技术领域，所述油分离器包括筒体(1)和导流组件(2)，所述导流组件(2)位于所述筒体(1)的内部；所述筒体(1)设置有出气口(11)，以及由上向下设置的多个进气口(12)。本实用新型实施例可以提高油气分离效率，降低噪音、涡旋强度及压降损失。

Description

油分离器和空调装置

技术领域

本实用新型涉及电器技术领域，尤其是一种油分离器和空调装置。

背景技术

螺杆式制冷压缩机组上外置的油分离器主要采用立式油分离器和卧式油分离器。与卧式油分离器相比，立式油分离器占空间小、结构紧凑、且进出口压降小。

立式油分离器的工作原理是通过桶壁对进口气流的约束使气流做圆周运动，促使油气混合物在旋转的过程中产生离心力，将密度较大的油滴甩向外筒，以达到气液分离的效果，随后大量的油滴在壁面上形成稳定的油膜，最终通过重力作用沿内筒壁流入集油装置。

常见的立式油分离器结构中往往采用螺旋导流板来增强油气混合物的旋转运动。虽然这种结构提高了对大粒径油滴(粒径＞2.5微米)的脱除效率，但是由于现有的立式油分离器只有一个进气管，一方面，刚进入筒内的高速流体在导流板中流动时，要不停的变向，对壁面的冲刷会造成壁面上的油膜破裂，从而形成粒径更小的油滴微粒，降低分离效率；另一方面，经过旋转后的气体速度急剧降低，也会导致分离效率下降。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于提高油分离器的分离效率。

根据本实用新型的一方面，提供一种油分离器，包括筒体和导流组件，所述导流组件位于所述筒体的内部；所述筒体设置有出气口，以及由上向下设置的多个进气口。

在一个实施例中，所述油分离器还包括：多个进气管，所述多个进气管通过所述多个进气口伸入所述筒体的内部。

在一个实施例中，所述油分离器还包括：出气管，所述出气管通过所述出气口伸入所述筒体的内部。

在一个实施例中，所述导流组件为螺旋导流组件，所述螺旋导流组件在竖直方向的高度H满足1.5倍螺距≤H≤2倍螺距，相邻的两个进气管在竖直方向的距离h满足0.5倍螺距≤h≤1倍螺距。

在一个实施例中，所述导流组件为螺旋导流组件，所述螺旋导流组件在竖直方向的高度H满足2倍螺距＜H≤4倍螺距，相邻的两个进气管在竖直方向的距离h＞1倍螺距。

在一个实施例中，相邻的两个进气管中的上进气管的中心线顺时针旋转到下进气管的中心线具有一角度α＝(1-h/螺距)×360度。

在一个实施例中，所述油分离器还包括：隔板，所述隔板竖向设置在最靠上的进气管的入射位置处。

在一个实施例中，所述进气管的数量为2-4个。

在一个实施例中，所述进气管与水平线具有一夹角θ。

在一个实施例中，0度≤θ≤45度。

在一个实施例中，相邻的两个进气管中的上进气管与下进气管的横截面积之比a≤1。

在一个实施例中，1/4≤a≤1。

在一个实施例中，a＝1/2。

在一个实施例中，所述油分离器还包括：挡板，所述挡板位于所述筒体的顶壁与所述导流组件之间，所述导流组件与所述挡板固定连接。

在一个实施例中，所述油分离器还包括：挡油组件和过滤组件，所述挡油组件和过滤组件依次设置在所述导流组件下方的所述筒体的内部。

在一个实施例中，所述挡油组件包括设置有通孔的上面板，所述上面板与所述筒体侧壁之间具有间隙。

在一个实施例中，所述挡油组件还包括挡油板，所述挡油板设置在所述上面板下方，所述挡油板与所述筒体侧壁之间具有间隙。

在一个实施例中，所述挡油板为伞形挡油板。

在一个实施例中，所述过滤组件包括滤网组件和下面板，所述下面板设置在所述挡油组件下方，所述下面板与所述滤网组件固定连接。

在一个实施例中，所述进气管为圆管、矩形管或三角形管。

在一个实施例中，所述进气管具有斜切口。

根据本实用新型的另一方面，提供一种空调装置，包括上述任一实施例所述的油分离器。

在一个实施例中，所述空调装置还包括压缩机和冷凝器，所述油分离器设置在所述压缩机与所述冷凝器之间。

本实用新型实施例在油气分离器的筒体上由上向下设置多个进气口，从上进气口进入筒体后的油气混合物在导流组件内高速旋转，以将油气混合物中的油滴离心分离，之后油气混合物旋转减速至下进气口，遇到从下进口进入筒体的油气混合物。一方面，从上进气口进入筒体内的油气混合物后会被再次加速，以提高该油气混合物的油滴的分离效率；另一方面，从下进气口进入筒体内的油气混合物的速度会降低，减弱了从下进气口进入筒体内的油气混合物对筒体侧壁油膜的冲刷，从而避免了油膜的破裂，提高了油滴的分离效率。另外，由于从下进气口进入筒体内的油气混合物的速度的降低，减弱了其冲击导流组件产生的噪音以及旋转变向产生的旋涡能量，从而降低了压降损失并减弱了旋涡对油滴颗粒的夹带返混作用和旋涡产生的噪音。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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1A、图1B和图1C分别为本实用新型油分离器示意性的主视图、右视图和左视图；

图2为本实用新型油分离器的部分部件的放大示意图；

图3为本实用新型油分离器示意性的俯视图；

图4为本实用新型油分离器实施例中的进气管的示例的示意图；

图5为本实用新型与现有技术中形成的流动死区的对比示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1A、图1B和图1C分别为本实用新型油分离器示意性的主视图、右视图和左视图。如图1A-图1C所示，该实施例提供的油分离器包括筒体1和导流组件2，导流组件2位于筒体1的内部；筒体1设置有出气口11，以及由上向下设置的多个进气口12，多个进气口12分别位于不同的水平面上，即分布在不同的竖直高度上。油气混合物可以通过多个进气口进入筒体内，在导流组件的导流作用下旋转离心之后通过出气口排出筒体外。

其中，出气口11可以设置在筒体1的顶壁上，进气口12可以设置在筒体1的侧壁上，然而本实用新型并不限于此。

进气口的数量可以是2个、3个、或者4个。下面以进气口为2个时对油分离器的工作原理进行说明。需要指出的是，为了便于理解，下文的叙述中将2个进气口分别称为上进气口和下进气口，将从上进气口进入的油气混合物称为上气流、从下进气口进入的油气混合物称为下气流。

上气流进入筒体后沿着导流组件高速旋转，上气流中的油滴在离心力的作用下被甩到筒体的侧壁。随着上气流的旋转，其旋转速度会逐渐下降，分离效率也会逐渐减弱。当上气流旋转至下进气口时，会碰到从下进气口进入的下气流，上气流会被下气流再次加速，从而提升上气流中的油滴的分离效率。

之后，经过离心之后的上气流和下气流会通过出气口流出。由于与上气流的碰撞，下气流的速度会下降，从而降低了下气流冲击导流组件产生的噪音，也减弱了下气流冲刷筒体内壁的速度、以及下气流的旋转变向产生的旋涡能量，从而降低了压降损失，并且减弱了旋涡对油滴颗粒的夹带返混作用和旋涡产生的噪音。

在导流组件区域，流速过高的气流会直接冲刷筒体内壁上的油膜，造成油膜的二次破碎，从而降低分离效率。然而，流速过低会直接减弱离心力对油滴的分离效果。本实施例在油气分离器的筒体上由上向下设置多个进气口，从上进气口进入筒体后的油气混合物在导流组件内高速旋转，以将油气混合物中的油滴离心分离，之后油气混合物旋转减速至下进气口，遇到从下进口进入筒体的油气混合物。一方面，从上进气口进入筒体内的油气混合物后会被再次加速，以提高该油气混合物的油滴的分离效率；另一方面，从下进气口进入筒体内的油气混合物的速度会降低，减弱了从下进气口进入筒体内的油气混合物对筒体侧壁油膜的冲刷，从而避免了油膜的破裂，提高了油滴的分离效率。另外，由于从下进气口进入筒体内的油气混合物的速度的降低，减弱了其冲击导流组件产生的噪音以及旋转变向产生的旋涡能量，从而降低了压降损失并减弱了旋涡对油滴颗粒的夹带返混作用和旋涡产生的噪音。

在本实用新型油分离器的另一个实施例中，参见图1，还可以包括：多个进气管3，多个进气管3通过多个进气口12伸入筒体1的内部。油气混合物可以通过多个进气管3进入筒体1的内部。

在本实用新型油分离器的另一个实施例中，参见图1，还可以包括：出气管4，出气管4通过出气口11伸入筒体1的内部。示例性地，出气管4例如可以通过出气口11沿竖直方向或者也可以与竖直方向具有一定倾斜角度地伸入筒体1的内部，导流组件2可以围绕在出气管4周围设置。油气混合物在导流组件2的导流作用下旋转离心之后可以通过出气管4排出筒体外。

上述各实施例中的筒体可以包括但不限于立式圆筒，导流组件可以包括但不限于螺旋导流组件。在一个实施例中，导流组件例如可以是螺旋导流板或螺旋导流管等等。螺旋导流组件使得气流可以沿着螺旋路径进行旋转，导流效果更好，提升了油滴的分离效率。

此外，导流组件的固定方式有多种：一种方式下，导流组件可以直接与筒体的顶壁固定连接；另一种方式下，参见图1，油分离器还可以包括位于筒体1顶壁与导流组件2之间、且周缘连接于筒体1侧壁的挡板5，导流组件2可以与挡板5固定连接，以使得装配更加稳定。

在实际应用时，进气管的数量以及相邻的进气管在竖直方向的距离可以根据导流组件的高度来设定，下面将分别作出说明。需要说明的是，下文中提到的“相邻的进气管”是指从上向下分布在不同的竖直高度上相邻的进气管，也即，在这两个进气管之间的竖直高度上没有其他进气管。

图2为图1A-图1C所示油分离器的部分部件的放大示意图。以导流组件2为螺旋导流组件为例，如图2所示，相邻的两牙对应的点A点和B点之间的轴向距离为1个螺距。假设导流组件2在竖直方向的高度为H，相邻的两个进气管3在竖直方向的距离为h，例如，可以以相邻的两个进气管的中心线与筒体交点之间的竖直方向的距离作为h。其中，H优选满足2倍螺距≤H≤4倍螺距。进一步地，综合成本和压降损失的考虑，H优选满足2倍螺距≤H≤3倍螺距。

当1.5倍螺距≤H≤2倍螺距时，h的范围满足0.5倍螺距≤h≤1倍螺距，这种情况下，进气管的数量可以选择2个。

当2倍螺距＜H≤4倍螺距时，h的范围满足h＞1倍螺距，这种情况下，进气管的数量可以选择2个、3个、或4个，优选选择2个。

根据导流组件的不同高度对相邻进气管在竖直方向的距离进行设定，从而使得从不同进气管进入的油气混合物的油滴的分离效率更高。

图3为本实用新型油分离器示意性的俯视图。如图3所示，相邻的两个进气管3中的相对靠上的进气管3的中心线顺时针(图中箭头方向)旋转到相对靠下的进气管3的中心线具有一角度α＝(1-h/螺距)×360度。在下面的描述中，将α简称为相邻的进气管中心线的夹角。

例如，当h＝1倍螺距时，α＝0度，即相对靠上的进气管比相对靠下的进气管多旋转一周。又例如，当h＝0.5倍螺距时，α＝180度，即相对靠上的进气管比相对靠下的进气管多旋转半周。优选地，0度≤α≤180度；更优选地，0度≤α≤90度。通过将相邻的两个进气管在竖直方向的距离与相邻的进气管中心线的夹角关联，可以在相邻的两个进气管在竖直方向的距离确定时，通过调整相邻的进气管中心线的夹角，提高油分离器的分离效率。实际上，若180度≤α＜360度，则相邻的两个进气管在竖直方向的距离太小，会造成进气管的入射位置处的流场紊乱，不利于油滴的分离效率的提升。

在本实用新型油分离器的另一个实施例中，参见图2，进气管3与水平线可以具有一夹角θ，以使得油气混合物通过进气管3沿水平方向或向下进入筒体1的内部。优选地，θ的范围满足0度≤θ≤45度，例如θ可以为15度、30度、35度。进气管3向下小角度倾斜时，可以使油气混合物向下进入筒体内部，以减小气流产生向上漩涡的卷吸效应。本实施例中，进气管相对于水平线具有向下倾斜的趋势，可以减少气流产生向上漩涡的卷吸效应，避免在筒体顶壁积油的可能性。

进一步地，上述各实施例中，相邻的两个进气管3中的上进气管与下进气管的横截面积之比a≤1，即由上向下进气管的横截面积大体上呈现逐渐增大的趋势。在一个实施例中，a的范围为：1/4≤a≤1，例如a可以为1/3、1/2。优选地，a＝1/2。

以进气管的数量为2个举例，a≤1即表示上进气管的横截面积小于或等于下进气管的横截面积。如此设置可以使得从上进气管进入筒体内部的油气混合物(上气流)的流量要小于从下进气管进入筒体内部的油气混合物(下气流)的流量，从而在下气流与上气流碰撞时，可以进一步促使下气流对低速上气流的加速作用，以进一步提高分离效率。

需要说明的是，当进气管为多个时，多个进气管的总截面积可以根据压缩机的工况来决定，以满足不同的压缩机工况的要求。

进一步地，在本实用新型油分离器的另一个实施例中，参见图1，油分离器还可以包括挡油组件6和过滤组件7，挡油组件6和过滤组件7由上而下依次设置在导流组件2下方的筒体1的内部。作为一个可选实施例，出气管4可以贯穿挡油组件6和过滤组件7并伸入过滤组件7内。其中，挡油组件6可以使得油气混合物通过，并且可以挡住油气混合物中的部分油滴。油气混合物通过挡油组件6之后，经过滤组件7进一步过滤之后再从出气管4流出。本实施例通过设置挡油组件和过滤组件可以进一步提升油分离器的分离效率。

上述实施例中的挡油组件可以有不同的结构形式，以下将举例分别说明。

在挡油组件的一种结构形式下，参见图1A和图3，挡油组件6可以包括设置有通孔611的上面板61，上面板61设置在导流组件2的下方。可选地，上面板61可以与导流组件2固定连接。或者，上面板61可以被出气管4贯穿而与出气管4固定连接。油气混合物和油滴可以通过通孔611进入下面的过滤组件7，经过滤组件7进一步过滤后通过出气管4流出。

上面板61与筒体1侧壁之间具有间隙，以使得筒体侧壁上粘附的油滴在重力作用下可以经过该间隙流入底部油池(图中未示出)。

应注意，图3所示通孔的形状和数量均是示例性的，并不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员可以根据实际情况对上面板上的通孔形状和数量进行设定。

在挡油组件的另一种结构形式下，参见图1A，挡油组件6除了包括上面板61之外，还可以包括设置在上面板61下方，且与上面板61固定连接的挡油板62。

应明白，虽然图1示出的挡油板62为伞形挡油板，但这仅仅作为本实用新型的优选实施例。实际上，挡油板62也可以是其他形状的挡油板，只要能够进一步起到挡油的作用即可。与上面板61与筒体1侧壁之间具有间隙类似，挡油板62与筒体1侧壁之间也具有一间隙，从而可以使得筒体1侧壁上粘附的油滴在重力作用下可以经过该间隙流入底部油池。通过在挡油组件6中进一步设置挡油板62可以进一步提高油气分离的效率。

下面根据图1A对过滤组件的结构形式进行描述。

如图1A所示，过滤组件7可以包括滤网组件71和下面板72，下面板72设置在挡油组件6的下方，滤网组件71与下面板72固定连接。可选地，下面板72可以被出气管4贯穿而与出气管4固定连接。

示例性地，滤网组件可以包括过滤网和滤网过滤圈，过滤网通过滤网过滤圈与下面板固定连接。这里，下面板上不设置通孔，从而使得经过滤组件过滤后的油气混合物可以直接通过出气管流出。

图4示出了本实用新型油分离器实施例中的进气管的示例。如图4所示，上述各实施例中的进气管3可以为圆管或矩形管，优选为圆管。然而，本实用新型并不限于此，进气管3还可以是其他形状的进气管，例如为三角形管等等。

进一步地，进气管3的进气口可以设置为斜切口31，如图4所示，从而使得油气混合物可以尽量靠近筒体侧壁进入筒体内部，油气混合物的高速贴壁流动使得离心力对油滴的分离效率更高。

在油分离器中，油气混合物流动缓慢或不流动的区域称为流动死区。流动死区中的油气混合物流动速度非常小，导致油气混合物中的油滴滴落在导流组件中，会降低油滴的分离效率。图5示出了本实用新型与现有技术中形成的流动死区的对比示意图。如图5所示，流动死区通常位于最上面的进气管与内筒顶壁之间的区域。现有技术中采用单个进气管时，由于进气管的截面积需要满足一定条件，例如需要压缩机的工况要求，因此，进气管不能从导流组件的高处插入筒体内部，否则会与导流组件接触。如此，在导流组件的上部会形成流动死区，产生积油。而对比本实用新型来说，由于采用多个进气管，因此，可以减小上进气管的截面积，相应地增大下进气管的截面积，也可以满足压缩机的工况要求，由此上进气管可以更接近导流组件上部设置。正由于上进气管可以更接近导流组件上部设置，大大减小了流动死区的范围，从而提高了油滴的分离效率。

在一个实施例中，参见图5，油分离器还可以包括在最靠上的进气管3的入射位置处竖向设置的隔板8，以进一步减小流动死区。应理解，虽然图5示出的隔板为竖直方向设置，但本实用新型不限于此，例如，也可以将隔板设置为相对于竖直方向小角度倾斜。流动死区的减小可以进一步提高油分离器的分离效率。

本实用新型的油分离器可以设置在空调装置上。在本实用新型空调装置的一个实施例中，包括上述任一实施例提供的油分离器。

在本实用新型空调装置的另一个实施例中，还可以包括压缩机、冷凝器，其中，油分离器可以设置在压缩机与冷凝器之间。从压缩机出来的油气混合物进入油分离器，经过油分离器分离后的油气混合物再进入冷凝器。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (22)

1.一种油分离器，包括筒体(1)和导流组件(2)，所述导流组件(2)位于所述筒体(1)的内部；所述筒体(1)设置有出气口(11)，以及由上向下设置的多个进气口(12)。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，还包括：

多个进气管(3)，所述多个进气管(3)通过所述多个进气口(12)伸入所述筒体(1)的内部。

3.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，还包括：

出气管(4)，所述出气管(4)通过所述出气口(11)伸入所述筒体(1)的内部。

4.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，所述导流组件(2)为螺旋导流组件，所述螺旋导流组件在竖直方向的高度H满足1.5倍螺距≤H≤2倍螺距，相邻的两个进气管(3)在竖直方向的距离h满足0.5倍螺距≤h≤1倍螺距。

5.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，所述导流组件(2)为螺旋导流组件，所述螺旋导流组件在竖直方向的高度H满足2倍螺距＜H≤4倍螺距，相邻的两个进气管(3)在竖直方向的距离h＞1倍螺距。

6.根据权利要求4或5所述的油分离器，其特征在于，相邻的两个进气管(3)中的上进气管(3)的中心线顺时针旋转到下进气管(3)的中心线具有一角度α＝(1-h/螺距)×360度。

7.根据权利要求4-6任一所述的油分离器，其特征在于，还包括：

隔板(8)，所述隔板(8)竖向设置在最靠上的进气管(3)的入射位置处。

8.根据权利要求2-7任一所述的油分离器，其特征在于，所述进气管(3)的数量为2-4个。

9.根据权利要求2-7任一所述的油分离器，其特征在于，所述进气管(3)与水平线具有一夹角θ。

10.根据权利要求9所述的油分离器，其特征在于，0度≤θ≤45度。

11.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，相邻的两个进气管(3)中的上进气管与下进气管的横截面积之比a≤1。

12.根据权利要求11所述的油分离器，其特征在于，1/4≤a≤1。

13.根据权利要求12所述的油分离器，其特征在于，a＝1/2。

14.根据权利要求1-13任一所述的油分离器，其特征在于，还包括：

挡板(5)，所述挡板(5)位于所述筒体(1)的顶壁与所述导流组件(2)之间，所述导流组件(2)与所述挡板(5)固定连接。

15.根据权利要求1-13任一所述的油分离器，其特征在于，还包括：

挡油组件(6)和过滤组件(7)，所述挡油组件(6)和过滤组件(7)依次设置在所述导流组件(2)下方的所述筒体(1)的内部。

16.根据权利要求15所述的油分离器，其特征在于，所述挡油组件(6)包括设置有通孔(611)的上面板(61)，所述上面板(61)与所述筒体(1)侧壁之间具有间隙。

17.根据权利要求16所述的油分离器，其特征在于，所述挡油组件(6)还包括挡油板(62)，所述挡油板(62)设置在所述上面板(61)下方，所述挡油板(62)与所述筒体(1)侧壁之间具有间隙。

18.根据权利要求17所述的油分离器，其特征在于，所述挡油板(62)为伞形挡油板。

19.根据权利要求15所述的油分离器，其特征在于，所述过滤组件(7)包括滤网组件(71)和下面板(72)，所述下面板(72)设置在所述挡油组件(6)下方，所述下面板(72)与所述滤网组件(71)固定连接。

20.根据权利要求2、4-13任一所述的油分离器，其特征在于，所述进气管(3)为圆管、矩形管或三角形管。

21.根据权利要求2、4-13任一所述的油分离器，其特征在于，所述进气管(3)具有斜切口(31)。

22.一种空调装置，其特征在于，包括权利要求1-21任一所述的油分离器。