CN207379116U - 一种冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷凝器，用于将制冷剂气体冷凝成液态制冷剂，冷凝器包括：壳体，壳体被分隔板分隔成第一容腔与第二容腔，分隔板上具有至少一个通口，第一容腔与第二容腔通过通口连通，以使得制冷剂气体通过通口从第一容腔流向第二容腔。第一容腔具有进气口和回油口，进气口用于接收润滑油与制冷剂气体的混合物，回油口用于将润滑油排出第一容腔。第二容腔具有出液口，用于将被冷凝后的制冷剂排出第二容腔。通口设置在分隔板的上部，并且通口的上边缘与分隔板的上边缘具有一段大于零的距离。本实用新型提供的冷凝器具有将润滑油与制冷剂分离的功能、结构紧凑，能够优化制冷剂气体的流动方向，减少制冷剂气体对筒壁的冲击，降低噪声沿筒壁方向向外的扩散，提高冷凝器的换热效率。

Description

一种冷凝器

技术领域

本实用新型涉及一种冷凝器，特别是涉及一种能够将润滑油与制冷剂气体分离的冷凝器。

背景技术

传统的空调系统包含压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件，用于使制冷剂在其中进行循环流动，从而通过制冷剂的状态变化完成制冷循环或制热循环。

在传统的空调系统运行过程中，由于压缩机排出的制冷剂处于高温高压状态，因此当制冷剂从压缩机排出时流速快，温度高。压缩机润滑油会与制冷剂气体一同排出。由于润滑油混合在制冷剂中一同进入冷凝器会影响冷凝器的换热效率，所以有必要在进入冷凝器前将润滑油从制冷剂中分离。现有技术中，常常在系统中另外设置油分离器，这样不仅增加了管路的连接，使系统中装置更为复杂，也占用了更多的机房面积。因此，本实用新型提供一种冷凝器，具有将润滑油与制冷剂分离的功能，并且结构紧凑，能够优化制冷剂气体的流动方向，减少制冷剂气体对筒壁的冲击，降低噪声沿筒壁方向向外的扩散，提高冷凝器的换热效率。

实用新型内容

本实用新型的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。例如，根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供一种冷凝器，用于将制冷剂气体冷凝成液态制冷剂，其特征在于，所述冷凝器包括：壳体，所述壳体具有容腔；分隔板，所述分隔板沿着所述壳体的长度方向延伸，并将所述壳体的容腔分隔成第一容腔与第二容腔；所述第一容腔具有进气口和回油口，所述进气口用于接收进入冷凝器的润滑油与所述制冷剂气体的混合物，所述第一容腔用于将所述润滑油与所述制冷剂气体分离，所述回油口用于将所述润滑油排出所述第一容腔；

所述分隔板上具有至少一个通口，所述第一容腔与所述第二容腔通过所述通口流体连通，以使得所述制冷剂气体能够通过所述通口从第一容腔流向第二容腔；

所述第二容腔用于冷凝从所述第一容腔流入第二容腔的制冷剂气体，所述第二容腔具有出液口，用于将被冷凝后的制冷剂排出所述第二容腔；

所述通口设置在所述分隔板的上部，并且所述通口的上边缘与所述分隔板的上边缘之间具有一段大于零的距离。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述进气口设置在所述第一容腔的上部，所述回油口设置在所述第一容腔的下部，所述出液口设置在所述第二容腔的下部。

根据本实用新型提供的冷凝器，当所述冷凝器安装就位时，所述回油口设置在所述第一容腔的最低位。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述分隔板还具有折板，所述折板从所述通口的上边缘朝向所述第二容腔延伸。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述分隔板倾斜设置在所述壳体内部。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述折板与所述分隔板的夹角为60°至120°。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述通口由机加工形成。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述分隔板和所述折板由冲压或焊接而成。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述第二容腔的底部设有过冷器。

根据本实用新型提供的冷凝器，所述冷凝器为壳管式冷凝器，第二容腔中容纳冷凝管，以使得第二容腔能够冷凝所述制冷剂气体。

本实用新型提供的冷凝器具有将润滑油与制冷剂分离的功能、结构紧凑，能够优化制冷剂气体的流动方向，减少制冷剂气体对筒壁的冲击，降低噪声沿筒壁方向向外的扩散，提高冷凝器的换热效率。

通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本实用新型的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外，应当理解，上述实用新型内容和下面的具体实施方式均为示例性的，并且旨在提供进一步的解释，而不限制要求保护的本实用新型的范围。然而，具体实施方式和具体实例仅指示本实用新型的优选实施例。对于本领域的技术人员来说，在本实用新型的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。

附图说明

本实用新型这些和其它特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好的理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1示出了根据本实用新型的空调系统100的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的冷凝器130的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的沿冷凝器130直径方向的剖面结构示意图；

图4示出了根据图3所示的实施例冷凝器130的A-A剖面结构示意图；

图5示出了图3中的制冷剂气体通过通口316时的气流模拟示意图；

图6示出了根据本实用新型另一个实施例的沿冷凝器130直径方向的剖面结构示意图；

图7示出了根据本实用新型另一个实施例的冷凝器的A-A剖面结构示意图。

实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本实用新型的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本实用新型中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、等方向或方位性的描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在以下的附图中，同样的零部件使用同样的附图号，相似的零部件使用相似的附图号，以避免重复描述。

具体地，图1示出了根据本实用新型的空调系统100的结构示意图。如图1所示，空调系统100主要包括蒸发器110、压缩机120、冷凝器130和节流装置140，它们通过管路连接成一个封闭的系统，并在系统中充注有制冷剂。如图1所示，蒸发器110包括入口110a和出口110b，压缩机120包括入口120a、出口120b和润滑油入口120c，冷凝器130包括进气口130a、出液口130b和回油口130c，节流装置140包括入口140a和出口140b。这些部件以如下方式由管道连接：压缩机120的出口120b连接至冷凝器130的进气口130a，冷凝器130的出液口130b连接至节流装置140的入口140a，节流装置140的出口140b连接至蒸发器110的入口110a，蒸发器110的出口110b连接至压缩机120的入口120a。此外，冷凝器130的回油口130c连接至压缩机120的润滑油入口120c。

由于空调系统制冷时制冷剂的状态变化情况与制热时制冷剂的状态变化情况相似，下面以空调系统制冷时制冷剂的状态变化情况为例，简单介绍制冷剂在空调系统中的状态变化情况。如图1所示，在制冷过程中，制冷剂被压缩机120压缩后变为高温高压制冷剂；压缩机120排出的高温高压制冷剂气体在冷凝器130内与环境介质(图1中进入冷凝器130和从冷凝器130出来的箭头表示环境介质如冷却水的走向)进行热交换，释放出热量被液化而凝结成制冷剂液体；制冷剂液体流入节流装置140，节流装置140将由冷凝器130来的液体制冷剂节流，使其压力降低；低压制冷剂在蒸发器110内与被冷却对象(图1中进入蒸发器110的箭头和从蒸发器110的出来的箭头表示被冷却对象如冷冻水的走向)发生热交换，吸收被冷却对象的热量被汽化而蒸发；蒸发后的制冷剂气体再次进入压缩机120。如此周而复始，产生连续制冷效应。当制冷剂从压缩机120排出时，制冷剂处于高温高压状态，因此排出压缩机120的制冷剂流速快，温度高。这时，压缩机会与制冷剂气体一同排出压缩机120。当润滑油与制冷剂气体一起进入冷凝器130后，润滑油与制冷剂气体分离，并通过回油口130c排出冷凝器130。回油口130c与压缩机120的润滑油入口120c流体相连，使润滑油流回压缩机120。

为了更好地介绍本实用新型，下文中的冷凝器130均以壳管式冷凝器为例进行描述。然而，本领域的技术人员可以理解的是，根据本实用新型的精神，冷凝器130不仅可以是壳管式冷凝器，冷凝器130还可以是其他不同形式的冷凝器。具体的，冷凝器130根据结构不同也可以是壳管式冷凝器、套管式冷凝器等。

图2示出了根据本实用新型的冷凝器130的结构示意图。如图2所示，冷凝器130包括壳体212，壳体212大致为两端封闭的圆柱形。壳体212的封闭两端分别包括端板214和端板216。冷凝器130包括进气口130a.1,130a.2、出液口130b和回油口130c。进气口130a.1,130a.2位于壳体212上部，用于与压缩机120的出口120b流体连通。出液口130b和回油口130c位于壳体212下部，出液口130b用于与节流装置140的入口140a流体连通，回油口130c用于与压缩机的输油管流体连通，使润滑油回到压缩机。冷凝器130还包括供水管222和回水管224，用于使环境介质流入和流出冷凝器130内的冷凝管330(详见图3)，以使得高温高压制冷剂气体与环境介质进行热交换，释放热量被液化而凝结成制冷剂液体。应该说明的是，根据不同的冷凝器的具体设置，冷凝器的进气口130a.1,130a.2、出液口130b和回油口130c可以被布置在不同的位置。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的沿冷凝器130直径方向的剖面结构示意图，用以更好地描述冷凝器130的内部构造。冷凝器130具有壳体212，壳体212具有容腔。分隔板314倾斜地设置在壳体212内部，并沿着壳体212的长度方向延伸。分隔板314的下边缘324与壳体212在壳体212的下部相接触，分隔板314的上边缘322与壳体212在壳体212的上部相接触，以将壳体212的容腔分隔成第一容腔302与第二容腔304。第一容腔302具有进气口130a.1,130a.2和回油口130c。进气口130a.1,130a.2与第一容腔302流体连通，用于接收进入冷凝器130的润滑油与制冷剂气体的混合物。第一容腔302用于将润滑油与制冷剂气体分离。回油口130c也与第一容腔302流体连通，用于将第一容腔302中的润滑油排出第一容腔302。分隔板314上具有一个通口316。通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322之间具有一段大于零的距离。第一容腔302与第二容腔304通过通口316流体连通，以使得与润滑油分离后的制冷剂气体能够通过通口316从第一容腔302流向第二容腔304。第二容腔304用于冷凝从第一容腔302流入第二容腔304的制冷剂气体，第二容腔304具有出液口130b。出液口130b与第二容腔304流体连通，用于将被冷凝后的制冷剂液体排出第二容腔304。

更具体的，如图3所示，分隔板314被布置成倾斜地设置在壳体212内部且分隔板314的下部被朝向第二容腔304的方向弯折，便于所述回油口130c的布置和制造，同时以使得第一容腔302的下部能够容纳更多被分离出的润滑油。需要说明的是，除了分隔板314被布置成倾斜的并且下部具有朝向第二容腔304的弯折的形式外，在其他一些实施例中，分隔板314也可以被布置成直板、具有一定弧度的板等。

图4示出了根据图3所示的实施例冷凝器130的A-A剖面结构示意图，用以更好地描述第一容腔302的结构布置及工作原理。如图4所示，壳体212的封闭两端分别包括端板214和端板216。第一容腔302中设有滤网406和滤网408。滤网406和滤网408沿壳体212的径向方向延伸，并与壳体212接触。作为一个实施例，滤网406可以设置于壳体212沿长度方向大约四分之一至三分之一处；滤网408可以设置于壳体212沿长度方向大约四分之三至三分之二处。进气口130a.1设置于端板214和滤网406之间，进气口130a.2设置于端板216和滤网408之间。壳体212的内部设有与进气口130a.1,130a.2流体连通的管道412.1,412.2，管道412.1,412.2分别具有出口端朝向端板214和端板216的弯头，以使从压缩机120排出的润滑油和制冷剂气体的混合物分别朝向端板214和端板216流动。通口316设置于壳体212沿长度方向的中间位置处，通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322具有一段大于零的距离d。

为了使表述更简洁，本实用新型以靠近端板214的一端为例，来阐述第一容腔302的工作原理。依然如图4所示，图中的箭线表示润滑油和制冷剂气体的混合物在第一容腔302中的流动路线。润滑油和制冷剂气体的混合物由进气口130a.1进入第一容腔302，经过进气管412.1后被导流流向端板214，以使得润滑油和制冷剂气体的混合物撞击端板214。在润滑油和制冷剂气体的混合物撞击端板214的过程中，润滑油和制冷剂气体的混合物的流速降低，以至于一部分润滑油减速后附着在端板214上，而其余润滑油和制冷剂气体的混合物会在撞击端板214后改变其流动方向而朝第一容腔302的中间流动。在向第一容腔302的中间流动的过程中，润滑油和制冷剂气体的混合物流经滤网406。滤网406具有细小的孔隙，混合在制冷剂中的润滑油将附着在滤网上，从而将润滑油与制冷剂气体分离开来。需要说明的是，滤网406被布置成使得润滑油和制冷剂气体的混合物只能通过滤网上的孔隙后流向通口316。通过滤网406的制冷剂气体由于第一容腔302和第二容腔304之间存在压力差而通过通口316流入第二容腔304。另一方面，由于撞击而附着在端板214上的润滑油和经由滤网406分离出的润滑油依靠重力作用沉积在第一容腔302底部，经由位于第一容腔302底部的回油口130c排出第一容腔302，并被送回压缩机120中。

值得注意的是，进气管412.1的出口方向朝向端板214不仅能使润滑油和制冷剂气体的混合物撞击端板214从而分离部分润滑油和制冷剂气体，还具有使润滑油和制冷剂气体的混合物均匀扩散的好处，均匀扩散后的润滑油和制冷剂气体的混合物能够提高滤网406过滤润滑油的效率。

还应说明的是，根据本实用新型的精神，第一容腔302除了被配置为如图4所示的过滤式结构外，第一容腔302还可以被配置为其他结构，并具有将制冷剂气体与润滑油分离的作用。例如，第一容腔302可以被配置为具有离心式结构，第一容腔302内容纳有离心导流机构，混合气体流经该机构时产生离心力的作用，将制冷剂气体与润滑油分离的作用。现在回到图3来描述第二容腔304的结构布置及工作原理。如图3所示，第二容腔304中布置有多排冷凝管330，冷凝管330沿壳体212的长度方向延伸，并与供水管222和回水管224(详见图2)流体连通。冷凝管330中容纳环境介质，环境介质在冷凝管330中流动(即，环境介质在冷凝器130的管侧流动)，制冷剂气体在冷凝管330外侧流动(即，制冷剂气体在冷凝器130的壳侧流动)。在冷凝管330中流动的环境介质与在冷凝管330外侧流动的制冷剂气体进行热交换，从而将冷凝管330外侧的制冷剂气体冷凝为制冷剂液体。为了达到更好的冷凝效果，冷凝管330可以被布置成多种形式。如图3所示的实施例中，冷凝管330被布置成组的形式，一个组包含多根冷凝管，组与组之间相距一定距离，以有利于制冷剂气体从第二容腔304的顶部向底部扩散并冷凝。作为另一个实施例，冷凝管330也可以分散地布满整个第二容腔304。除此之外，为了提高冷凝器的冷凝效率，第二容腔304的底部还可以布置过冷器332，以进一步降低制冷剂的过冷度。经过冷凝的制冷剂气体被冷凝成制冷剂液体，从而积聚在第二容腔304的底部，并经由出液口130b排出冷凝器130。

图5示出了图3中的制冷剂气体通过通口316时的气流模拟示意图。由于第一容腔302和第二容腔304之间存在压力差，因此当制冷剂气体通过通口316时制冷剂气体的流速较高。由于通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322之间具有一段大于零的距离d，因此制冷剂气体的流动方向被有效限制，制冷剂气体的流动方向被优化，不会直接撞击壳体212，而是顺着壳体212的方向进行流动，因此，制冷剂气体的脉动气流不会对壳体212造成影响，在减少制冷剂气体从第一容腔302进入第二容腔304的压力损失、降低噪声沿筒壁方向向外的扩散、有效地减少噪声的同时还使制冷剂气体能够均匀地从第一容腔302的上部向第二容腔304的下部发散流动，从而提高冷凝器的换热效率。

需要说明的是，通口的设置方式决定了是否能有效防止制冷剂气体冲击壳体212、降低压力损失和降低噪声。通口316的面积大小与冷凝器130的制冷量及制冷剂控制流速有关。通口316的大小、通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322之间的距离d与外壳212的直径有关。通口316可以由机加工形成。在图3-5示出的实施例中通口316被布置成矩形，然而，在通口316的面积大小符合要求的情况下，通口316也可以被布置成方形、腰形或圆形等。作为一个实施例，当外壳212直径为700mm时，通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322之间的距离为40mm。图6示出了根据本实用新型另一个实施例的沿冷凝器130直径方向的横截面的结构示意图。除分隔板314的设置与图3不同以外其他部件设置均与图3相同，此处不再赘述。在图6所示的实施例中，分隔板314还具有折板630，折板630从通口316的上边缘320朝向第二容腔304延伸。折板630与分隔板314存在夹角，以使得制冷剂气体能够更好地被导流，在减少制冷剂气体从第一容腔302进入第二容腔304的压力损失和噪声的同时还使制冷剂气体能够以设定的角度更均匀地从第二容腔304的上部向第二容腔304的下部发散流动，从而提高冷凝器的换热效率。

需要说明的是，折板630的长度与外壳212的直径、通口316的大小、折板630与分隔板314的夹角和通口316的位置有关。作为一个实施例，当外壳212的直径为700mm时，折板630的长度为80mm。当通口316的上边缘320与分隔板314的上边缘322之间的距离为40mm时，折板630与分隔板314的夹角可以为60°至120°。此外，通口可以为多个，以使制冷剂气体沿冷凝器130的长度方向更均匀地从第一容腔302向第二容腔304流动并扩散，并且更精准地控制制冷剂气体从第二容腔304的上部向第二容腔304的下部发散流动，从而提高冷凝器的换热效率。

图7示出了根据本实用新型另一个实施例的冷凝器的A-A剖面结构示意图。除了分隔板的设置与图3不同外其他部件的设置均与图3相同，此处不再赘述。在图7所示的实施例中，分隔板314上设有3个通口316.1,316.2,316.3，通口316.1,316.2,316.3位于滤网406和滤网408之间。通口316.1,316.2,316.3使制冷剂气体能够沿冷凝器130的长度方向更均匀地从第一容腔302向第二容腔304流动并扩散。当通口被设置为多个时，分隔板314也可以具有折板，但是折板不再被限定为从通口的上边缘朝向第二容腔304延伸，而是可以从通口的任意边缘向第二容腔304延伸，以达到不同的气流控制效果。作为一个实施例，通口316.1的折板可以沿着通口316.1的右边缘朝着第二容腔304延伸，以将制冷剂气体导向端板216附近；通口316.3的折板可以沿着通口316.3的左边缘朝着第二容腔304延伸，用于将制冷剂气体导向端板214附近，从而使制冷剂气体沿冷凝器130的长度方向更均匀地从第一容腔302向第二容腔304流动并扩散，以提高冷凝器的换热效率。

尽管本文中仅对本实用新型的一些特征进行了图示和描述，但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解，所附的权利要求旨在覆盖所有落入本实用新型实质精神范围内的上述改进和变化。

Claims (10)

1.一种冷凝器(130)，用于将制冷剂气体冷凝成液态制冷剂，其特征在于，所述冷凝器(130)包括：

壳体(212)，所述壳体(212)具有容腔；

分隔板(314)，所述分隔板(314)沿着所述壳体(212)的长度方向延伸，并将所述壳体(212)的容腔分隔成第一容腔(302)与第二容腔(304)；

所述第一容腔(302)具有进气口(130a.1,130a.2)和回油口(130c)，所述进气口(130a.1,130a.2)用于接收进入冷凝器(130)的润滑油与所述制冷剂气体的混合物，所述第一容腔(302)用于将所述润滑油与所述制冷剂气体分离，所述回油口(130c)用于将所述润滑油排出所述第一容腔(302)；

所述分隔板(314)上具有至少一个通口(316)，所述第一容腔(302)与所述第二容腔(304)通过所述通口(316)流体连通，以使得所述制冷剂气体能够通过所述通口(316)从第一容腔(302)流向第二容腔(304)；

所述第二容腔(304)用于冷凝从所述第一容腔(302)流入第二容腔(304)的制冷剂气体，所述第二容腔(304)具有出液口(130b)，用于将被冷凝后的制冷剂排出所述第二容腔(304)；

所述通口(316)设置在所述分隔板(314)的上部，并且所述通口(316)的上边缘(220)与所述分隔板(314)的上边缘(322)之间具有一段大于零的距离。

2.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述进气口(130a.1,130a.2)设置在所述第一容腔(302)的上部，所述回油口(130c)设置在所述第一容腔(302)的下部，所述出液口(130b)设置在所述第二容腔(304)的下部。

3.如权利要求2所述的冷凝器(130)，其特征在于，当所述冷凝器(130)安装就位时，所述回油口(130c)设置在所述第一容腔(302)的最低位。

4.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述分隔板(314)还具有折板(630)，所述折板(630)从所述通口(316)的上边缘朝向所述第二容腔(304)延伸。

5.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述分隔板(314)倾斜设置在所述壳体(212)内部。

6.如权利要求4所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述折板(630)与所述分隔板(314)的夹角为60°至120°。

7.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述通口(316)由机加工形成。

8.如权利要求4所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述分隔板(314)和所述折板(630)由冲压或焊接而成。

9.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述第二容腔(304)的底部设有过冷器(332)。

10.如权利要求1所述的冷凝器(130)，其特征在于，所述冷凝器(130)为壳管式冷凝器，第二容腔(304)中容纳冷凝管(330)，以使得第二容腔(304)能够冷凝所述制冷剂气体。