CN211400405U - 回油系统、冷水机组及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种回油系统、冷水机组及空调器，回油系统包括：换热器；分层引油结构能够在液态冷媒与润滑油的混合液体具有不同液面高度时，将混合液体上层的润滑油进行引流；回油通道，回油通道与分层引油结构相通，用于将分层引油结构引流的润滑油排回润滑部位。本实用新型的回油系统能够达到可随液面变化自适应地将引射流层控制在液态冷媒和润滑油的混合物表层液面的目的，即润滑油含量最高的区域，以更节能高效地将润滑油引射回油箱或多润滑油进行二级分离的区域，保证冷水机组或相关设备中的润滑油能完整、及时的在系统中循环。

Description

回油系统、冷水机组及空调器

技术领域

本实用新型属于空调器技术领域，具体涉及一种回油系统、冷水机组及空调器。

背景技术

目前，需要使用润滑油直接对压缩机、电机轴承进行润滑、冷却、清洗的冷水机组等在运行过程中，对于无法做到在完全隔离润滑油和制冷剂的工作条件下运行所需工况的机组，运行过程中润滑油无法避免会与制冷剂混合，并经过制冷循环系统最终存留在蒸发器中。

目前的冷水机组等常用的回油方式为采用引射器对机组的润滑油和制冷剂混合物引射回油箱，且引射口的位置是固定的，而因蒸发器中的润滑油密度小于液态制冷剂的密度，润滑油大量聚集于液态制冷剂表层，随蒸发器的液位确是不断变化的，就会出现在某些工况下，蒸发器液面高于或低于引射回油口，导致引射的润滑油和冷媒的混合物中润滑油的占比较低，回油效果不佳。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是现有的引射装置只能针对固定液位进行引油，回油效果不佳，从而提供一种回油系统、冷水机组及空调器。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种回油系统，包括：

换热器；

分层引油结构，分层引油结构能够在液态冷媒与润滑油的混合液体具有不同液面高度时，将混合液体上层的润滑油进行引流；

回油通道，回油通道与分层引油结构相通，用于将分层引油结构引流的润滑油排回润滑部位。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，分层引油结构包括引油闸门，引油闸门能够控制分层引油结构在不同的液面高度进行引流。

优选的，分层引油结构包括至少一个平行于液面方向布置的隔板件，至少一个隔板件使分层引油结构形成至少两个引油通道，至少两条引油通道具有不同的竖直高度。

优选的，至少一个隔板件的沿油液流向的末端设有向回油通道方向弯折的导流折板。

优选的，引油闸门设置在至少一个隔板件上。

优选的，引油闸门包括挡板部、铰接部，挡板部通过铰接部与隔板件连接，铰接部设置在挡板部沿油液流向的下游，挡板部能够向下旋转将隔板件下方的引油通道阻断。

优选的，挡板部沿竖直方向在上的侧面为第一侧面，沿竖直方向在下的侧面为第二侧面，第一侧面沿油液流动方向的弦长小于第二侧面沿油液流动的弦长。

优选的，第一侧面为平面，第二侧面为弧面。

优选的，挡板部的材料密度小于润滑油的密度。

优选的，隔板件上设有过流通道，过流通道设置铰接部的沿油液流向的上游，在挡板部的导流作用下，部分润滑油可通过过流通道，由隔板件下方的引油通道流入隔板件上方的引油通道，并流至回油通道。

优选的，第一侧面与第二侧面的压差，产生竖直向下的作用力为Fp，挡板部的重力为Fg，挡板部在液态冷媒与润滑油的混合液体内的浮力为Ff，当混合液体的液面高度超过隔板件的竖直高度时，能够满足Fp+Fg＞Ff，挡板部向下旋转将隔板件下方的引油通道阻断。

优选地，挡板部与隔板件的夹角为α，满足0°＜α＜90°，和/或，挡板部的末端到铰接部的长度L大于隔板件下方的引油通道的竖直高度ΔH。

优选的，隔板件包括第一隔板件、第二隔板件、第三隔板件，第一隔板件与第二隔板件之间设有第一引油通道，第二隔板件与第三隔板件之间设有第二引油通道，第三隔板件上方设有第三引油通道；第一隔板件的竖直高度为H1，第二隔板件的竖直高度为H2，第三隔板件的竖直高度为H3，H1＜H2＜H3。

优选的，换热器内冷媒与润滑油的混合液体的最大液面高度为Hmax，最小液面高度为Hmin，混合液体表层能够进行引油的润滑油层厚度为Hd，则H1＝Hmin-Hd，H3＝Hmax-Hd，H2＝(Hmax-Hmin)/2。

优选的，引油闸门包括第一引油闸门，第一引油闸门设置在第二隔板件上，并用于控制第一引油通道的连通或阻断，第二隔板件上设有第一过流通道；

和/或，引油闸门还包括第二引油闸门，第二引油闸门设置在第三隔板件上，并用于控制第二引油通道的连通或阻断，第三隔板件上设有第二过流通道。

优选的，回油通道设置在换热器的壳体上，回油通道的高度为H4，H4＝Hmin-Hmax×0.5。

优选的，回油系统包括至少两个回油通道，至少两个回油通道分别用于排回不同液面高度时引流出的润滑油。

一种冷水机组，采用上述任一的回油系统。

一种空调器，采用上述任一的回油系统。

本实用新型提供的回油系统、冷水机组及空调器至少具有下列有益效果：

本实用新型的回油系统能够达到可随液面变化自适应地将引射流层控制在液态冷媒和润滑油的混合物表层液面的目的，即润滑油含量最高的区域，以更节能高效地将润滑油引射回油箱或多润滑油进行二级分离的区域，保证冷水机组或相关设备中的润滑油能完整、及时的在系统中循环，防止润滑油长期停留在蒸发器中，既容易覆盖于换热管上导致换热效果差，又造成压缩机、电机轴承缺油运行的异常。提高冷水机组的性能、可靠性和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的回油系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的引油闸门的结构示意图。

附图标记表示为：

1、换热器；2、第一引油闸门；3、第二引油闸门；4、第一隔板件；5、第二隔板件；6、第三隔板件；7、第一引油通道；8、第二引油通道；9、第三引油通道；10、导流折板；11、挡板部；12、铰接部；13、第一侧面；14、第二侧面；15、第一过流通道；16、回油通道；17、第二过流通道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。

结合图1至图2所示，一种回油系统，包括：换热器1；分层引油结构，分层引油结构能够在液态冷媒与润滑油的混合液体具有不同液面高度时，将混合液体上层的润滑油进行引流；回油通道16，回油通道16与分层引油结构相通，用于将分层引油结构引流的润滑油排回润滑部位。

本实用新型实施例的回油系统，具有分层引流的能力，可随换热器内液位变化而始终选择从液位最顶部的润滑油含量最高的位置引流，保证引流的润滑油液含量最高，实现高效精准回油，从而一方面防止机组回油效果差导致轴承损坏，保障机组可靠稳定运行，提升制冷机组性能。避免了因液位变化大导致回油效果差导致压缩机、电机轴承缺油运行，影响机组可靠性和使用寿命。

同时，现有技术由于，从蒸发器被误引射出的液态冷媒并没有与冷冻水进行热交换，却耗费了机组压缩、节流的功耗，阻碍了机组性能的提升。另外，润滑油长期存留于蒸发器中会覆盖在换热管管壁上，影响机组换热效果，不利于机组性能提升。更有，流过压缩机及电机轴承处的润滑油，带走了轴承的热量后回到油箱，继续参与下一润滑循环，如果不对系统中的润滑油进行冷却，会造成所述润滑系统中的润滑油温度不断升高，无法及时带走轴承的热量及形成厚度合适的油膜，长期运行会损坏压缩机和轴承，影响机组可靠性和使用寿命。

因此，本申请的回油系统还具有减少冷却润滑油和电机的额外冷却损耗，提升制冷机组性能的效果。还可以避免因润滑油长期停留在蒸发器中，导致润滑油覆盖于换热管上，造成机组换热效果变差的情况。

优选的，为了实现分层引油结构针对不同液位的选择性引油，即高液位时，低液位通道如何停止引油，分层引油结构包括引油闸门，引油闸门能够控制分层引油结构在不同的液面高度进行引流。

优选的，为实现不同液位分层引油，分层引油结构包括至少一个平行于液面方向布置的隔板件，至少一个隔板件使分层引油结构形成至少两个引油通道，至少两条引油通道具有不同的竖直高度。当冷水机组的液位变化较大，可依此均布增设隔板件，隔板件对应的液位区间更小更精确，从而达到精确控制回油液面的目的。

优选的，为使引油通道内的润滑有流畅排出，提高流速，在至少一个隔板件的沿油液流向的末端设有向回油通道16方向弯折的导流折板10，引流的润滑油在导流折板10的作用下直流到回油通道16。

优选的，为了实现每个引油通道的独立控制连通或阻断，引油闸门设置在至少一个隔板件上。引油闸门包括挡板部11、铰接部12，挡板部11通过铰接部12与隔板件连接，铰接部12设置在挡板部11沿油液流向的下游，挡板部11与隔板件的夹角为α，满足0°＜α＜90°，和/或，挡板部11以铰接部12为圆心的径向长度L大于隔板件下方的引油通道的竖直高度ΔH，挡板部11能够向下旋转将隔板件下方的引油通道阻断。

从而，本发明实施例的挡板部11在旋转活动的最上端时，与隔板件存在大于0的夹角，形成了挡板部11的初始仰角，当挡板部11上下开始有油液流过时，挡板部11更易产生向下旋转的趋势。且受限于长度限制，挡板部11在旋转到90°前，挡板部11的末端就抵紧在下层隔板件上，形成限位。

本实施例中用于控制通道阻断或连通的引油闸门可以自动也可以手动，优选为自动控制，而自动控制又可为借助电子元器件的传感反馈、伺服驱动的形式，也可以为纯机械结构的形式。由于回油系统设置在蒸发器的内部，存在高温高压的的环境，不适合设置较复杂的电子线路或元件，本申请优选采用纯机械结构的形式。

本实施例提供了一种优选的引油闸门结构，挡板部11沿竖直方向在上的侧面为第一侧面13，沿竖直方向在下的侧面为第二侧面14，第一侧面13的曲率小于第二侧面14的曲率。

优选的，挡板部11的材料密度小于润滑油的密度，从而当挡板部11浸泡在润滑油中时，挡板部11的重力Fg小于挡板部11受到的浮力，挡板部11在润滑油中浮起。

优选的，隔板件上设有过流通道，过流通道设置铰接部12的沿油液流向的上游，在挡板部11的导流作用下，部分润滑油可通过过流通道，由隔板件下方的引油通道流入隔板件上方的引油通道，并流至回油通道16。

优选的，第一侧面13与第二侧面14的压差，产生竖直向下的作用力为Fp，挡板部11的重力为Fg，挡板部11在液态冷媒与润滑油的混合液体内的浮力为Ff，当混合液体的液面高度超过隔板件的竖直高度时，能够满足Fp+Fg＞Ff，挡板部11向下旋转将隔板件下方的引油通道阻断。

优选的，第一侧面13为平面，第二侧面14为弧面，平面的曲率等于零，弧面曲率必然大于零。

基于上述方案，当液位超过隔板件的竖直高度时，引油闸门完全浸泡于液态冷媒和润滑油的混合液体中，被回油通道16所引射的液态冷媒和润滑油的混合物被隔板件、挡板部11分成上下两流层，由于挡板部11第一侧面13为平面，第二侧面14为圆弧面，下方流层流过挡板部11第二侧面14时，在相同的时间内所走过的路程更远，即第二侧面14的流程流速大于第一侧面13，根据伯努利方程中，流速越大压强越小的原理，第二侧面14的压强小于第一侧面13，从而挡板部11会产生一个向下的作用力Fp，其原理与飞机的机翼相似。当作用力Fp、挡板重力Fg和浮力Ff关系为Fp+Fg＞Ff时，挡板部11会朝下作逆时针转动，当旋转出一定角度时，在隔板件下方的引油通道流动的液态冷媒和润滑油的混合物的冲击作用下，挡板部11更快更牢固的旋转至最大角度，即挡板部11被其下方隔板件或底板等上，导致挡板部所处的引油流道被封闭。被封闭后流道的挡板部11与回油通道16之间会产生一个低压区，能维持挡板部在此液位下持续关闭，因此回油通道16只能取到隔板件以上的液态冷媒和润滑油的混合物，此区域润滑油含量最高，取液效果最佳。

同样的，当蒸发器液位回落至隔板件下，由于挡板部11的第一侧面13无液流流过，竖直向下的作用力Fp≤0，挡板部11在浮力Ff作用下上浮，将隔板件下方的引油通道打开，回油通道16又能够取到隔板件以下的液态冷媒和润滑油的混合物，仍为润滑油含量最高，取液效果最佳。

本实施例提供了一种三层引油结构的具体方案，隔板件包括第一隔板件4、第二隔板件5、第三隔板件6，第一隔板件4与第二隔板件5之间设有第一引油通道7，第二隔板件5与第三隔板件6之间设有第二引油通道8，第三隔板件6上方设有第三引油通道9；第一隔板件4的竖直高度为H1，第二隔板件5的竖直高度为H2，第三隔板件6的竖直高度为H3，H1＜H2＜H3。

优选的，换热器1内冷媒与润滑油的混合液体的最大液面高度为Hmax，最小液面高度为Hmin，混合液体表层能够进行引油的润滑油层厚度为Hd，则H1＝Hmin-Hd，H3＝Hmax-Hd，H2＝(Hmax-Hmin)/2。

优选的，引油闸门包括第一引油闸门2，第一引油闸门2设置在第二隔板件5上，并用于控制第一引油通道7的连通或阻断，第二隔板件5上设有第一过流通道15；和/或，引油闸门还包括第二引油闸门3，第二引油闸门3设置在第三隔板件6上，并用于控制第二引油通道8的连通或阻断，第三隔板件6上设有第二过流通道17。

优选的，回油通道16设置在换热器1的壳体上，回油通道的高度为H4，H4＝Hmin-Hmax×0.5。回油系统包括至少两个回油通道16，至少两个回油通道16分别用于排回不同液面高度时引流出的润滑油。

从而，本实施例的三层引油结构能够分别针对最高液位、最低液位及中间液位三种情况进行分层引油，且三个引油通道互补干扰，闸门结构简单可靠性好，能够达到可随液面变化自适应地将引射流层控制在液态冷媒和润滑油的混合物表层液面的目的，即润滑油含量最高的区域，以更节能高效地将润滑油引射回油箱或多润滑油进行二级分离的区域，保证冷水机组或相关设备中的润滑油能完整、及时的在系统中循环，防止润滑油长期停留在蒸发器中，既容易覆盖于换热管上导致换热效果差，又造成压缩机、电机轴承缺油运行的异常。提高冷水机组的性能、可靠性和使用寿命。

一种冷水机组，采用上述任一的回油系统。

一种空调器，采用上述任一的回油系统。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (19)

1.一种回油系统，其特征在于，包括：

换热器(1)；

分层引油结构，所述分层引油结构能够在液态冷媒与润滑油的混合液体具有不同液面高度时，将混合液体上层的润滑油进行引流；

回油通道(16)，所述回油通道(16)与所述分层引油结构相通，用于将所述分层引油结构引流的润滑油排回润滑部位。

2.根据权利要求1所述的回油系统，其特征在于，所述分层引油结构包括引油闸门，所述引油闸门能够控制所述分层引油结构在不同的液面高度进行引流。

3.根据权利要求2所述的回油系统，其特征在于，所述分层引油结构包括至少一个平行于液面方向布置的隔板件，所述至少一个隔板件使所述分层引油结构形成至少两个引油通道，所述至少两条引油通道具有不同的竖直高度。

4.根据权利要求3所述的回油系统，其特征在于，所述至少一个隔板件的沿油液流向的末端设有向所述回油通道(16)方向弯折的导流折板(10)。

5.根据权利要求3所述的回油系统，其特征在于，所述引油闸门设置在所述至少一个隔板件上。

6.根据权利要求5所述的回油系统，其特征在于，所述引油闸门包括挡板部(11)、铰接部(12)，所述挡板部(11)通过铰接部(12)与所述隔板件连接，所述铰接部(12)设置在所述挡板部(11)沿油液流向的下游，所述挡板部(11)能够向下旋转将所述隔板件下方的引油通道阻断。

7.根据权利要求6所述的回油系统，其特征在于，所述挡板部(11)沿竖直方向在上的侧面为第一侧面(13)，沿竖直方向在下的侧面为第二侧面(14)，所述第一侧面(13)沿油液流动方向的弦长小于所述第二侧面(14)沿油液流动方向的弦长。

8.根据权利要求7所述的回油系统，其特征在于，所述第一侧面(13)为平面，所述第二侧面(14)为弧面。

9.根据权利要求7所述的回油系统，其特征在于，所述挡板部(11)的材料密度小于润滑油的密度。

10.根据权利要求9所述的回油系统，其特征在于，所述隔板件上设有过流通道，所述过流通道设置所述铰接部(12)的沿油液流向的上游，在所述挡板部(11)的导流作用下，部分润滑油可通过所述过流通道，由所述隔板件下方的引油通道流入所述隔板件上方的引油通道，并流至所述回油通道(16)。

11.根据权利要求10所述的回油系统，其特征在于，所述第一侧面(13)与所述第二侧面(14)的压差，产生竖直向下的作用力为Fp，所述挡板部(11)的重力为Fg，所述挡板部(11)在液态冷媒与润滑油的混合液体内的浮力为Ff，当所述混合液体的液面高度超过所述隔板件的竖直高度时，能够满足Fp+Fg＞Ff，所述挡板部(11)向下旋转将所述隔板件下方的引油通道阻断。

12.根据权利要求6-11任一所述的回油系统，其特征在于，所述挡板部(11)与所述隔板件的夹角为α，满足0°＜α＜90°，和/或，所述挡板部(11)的末端到所述铰接部(12)的长度L大于所述隔板件下方的引油通道的竖直高度ΔH。

13.根据权利要求12所述的回油系统，其特征在于，所述隔板件包括第一隔板件(4)、第二隔板件(5)、第三隔板件(6)，所述第一隔板件(4)与第二隔板件(5)之间设有第一引油通道(7)，所述第二隔板件(5)与第三隔板件(6)之间设有第二引油通道(8)，所述第三隔板件(6)上方设有第三引油通道(9)；所述第一隔板件(4)的竖直高度为H1，所述第二隔板件(5)的竖直高度为H2，所述第三隔板件(6)的竖直高度为H3，H1＜H2＜H3。

14.根据权利要求13所述的回油系统，其特征在于，所述换热器(1)内冷媒与润滑油的混合液体的最大液面高度为Hmax，最小液面高度为Hmin，混合液体表层能够进行引油的润滑油层厚度为Hd，则H1＝Hmin-Hd，H3＝Hmax-Hd，H2＝(Hmax-Hmin)/2。

15.根据权利要求14所述的回油系统，其特征在于，所述引油闸门包括第一引油闸门(2)，所述第一引油闸门(2)设置在所述第二隔板件(5)上，并用于控制所述第一引油通道(7)的连通或阻断，所述第二隔板件(5)上设有第一过流通道(15)；

和/或，所述引油闸门还包括第二引油闸门(3)，所述第二引油闸门(3)设置在所述第三隔板件(6)上，并用于控制所述第二引油通道(8)的连通或阻断，所述第三隔板件(6)上设有第二过流通道(17)。

16.根据权利要求14所述的回油系统，其特征在于，所述回油通道设置在所述换热器的壳体上，所述回油通道的高度为H4，H4＝Hmin-Hmax×0.5。

17.根据权利要求1-11、13-16任一所述的回油系统，其特征在于，所述回油系统包括至少两个回油通道(16)，所述至少两个回油通道(16)分别用于排回不同液面高度时引流出的润滑油。

18.一种冷水机组，其特征在于，采用权利要求1-17任一所述的回油系统。

19.一种空调器，其特征在于，采用权利要求1-17任一所述的回油系统。

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