WO2019104995A1 - 流体机械及具有其的换热设备 - Google Patents

Abstract

一种流体机械及具有其的换热设备。其中，流体机械包括：转轴（50）；气液分离组件，气液分离组件具有分离腔（411），转轴（50）的至少一部分穿入分离腔（411）内并可相对于分离腔（411）旋转，混合态冷媒进入分离腔（411）后在转轴（50）的旋转作用下气液分离；气缸（30），气液分离后的气体进入气缸（30）内。

Description

流体机械及具有其的换热设备

本申请是以申请号为 201711254248.0，申请日为 2017年11月30日的中国申请为基础，并主张其优先权，该中国申请的公开内容在此作为整体引入本申请中。

技术领域

本公开涉及流体机械技术领域，具体而言，涉及一种流体机械及具有其的换热设备。

背景技术

通常地，流体机械(压缩机)的分液器通过支架与流体机械(压缩机)安装，分液器的作用为将循环制冷剂内的气体和液体分离开来。

然而，在流体机械(压缩机)运行过程中，气液分液器的振动增加了流体机械(压缩机)的噪声源和振动源头，导致流体机械(压缩机)的结构不稳定。同时，流体机械(压缩机)与气液分液器之间的振动发生相互传递或者共振，导致气液分液器和流体机械(压缩机)的振动加剧。同时，气液分液器的振动易通过其排气管道传递至换热设备内部，导致换热设备的振动、噪声较大，影响用户的使用体验。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种流体机械，其包括：转轴；气液分离组件，气液分离组件具有分离腔，转轴的至少一部分穿入分离腔内并可相对于分离腔旋转，混合态冷媒进入分离腔后在转轴的旋转作用下气液分离；和气缸，气液分离后的气体进入气缸内。

进一步地，流体机械还包括壳体，转轴、气液分离组件和气缸均设置在壳体内，气液分离后的液体流入壳体的底部区域。

进一步地，其中气液分离组件位于气缸的下方。

进一步地，流体机械还包括过滤件，过滤件套设在转轴外，且过滤件位于分离腔与气缸连通的位置处。

进一步地，其中转轴包括：本体；和偏心设置在本体上的转子部，转子部位于气缸内，本体的至少一部分位于分离腔内，过滤件套设在本体外。

进一步地，其中本体具有变径增大段，变径增大段位于分离腔内，且过滤件套设在变径增大段外。

进一步地，其中过滤件为一层或者多层过滤网，当过滤网为多层时，多层过滤网沿转轴的轴线方向间隔设置。

进一步地，流体机械还包括：隔板，位于气缸与气液分离组件之间，隔板具有与分离腔连通的连通孔，且分离后的气体通过连通孔进入至气缸内。

进一步地，其中气缸具有与连通孔顺次连通的进气通道和连通通道，进气通道的延伸方向沿气缸的轴线方向设置，连通通道的延伸方向沿气缸的径向方向设置并贯通至气缸的内腔。

进一步地，其中气液分离组件包括：分离结构，位于隔板的下方，分离结构具有分离腔；和储液结构，具有与分离腔连通的进液通孔，分离结构位于隔板与储液结构之间，且分离后的液体通过进液通孔进入储液结构内。

进一步地，其中储液结构具有供转轴穿过的过孔及存储分离后的液体的存储腔，进液通孔与存储腔相连通。

进一步地，流体机械还包括位于储液结构下方的盖体，存储腔朝向盖体的一端为开口端，存储腔与盖体形成封闭空间以存储分离后的液体。

进一步地，其中分离结构包括：进口通道，沿垂直于转轴的方向延伸且与分离腔相连通；和出气通道，与分离腔及连通孔均连通，以将分离后的气体导入至连通孔内。

进一步地，流体机械还包括过滤件，过滤件套设在转轴外，且过滤件位于分离腔与气缸连通的位置处；其中进口通道与储液结构之间的距离H1小于或等于过滤件与储液结构之间的距离H2。

进一步地，其中出气通道包括：过渡槽，位于分离腔的腔壁上；和出气槽，位于分离结构的朝向隔板的端面上，出气槽将过渡槽与连通孔连通。

进一步地，其中壳体具有进气口，混合态冷媒通过进气口进入至分离腔内。

根据本公开的另一方面，提供了一种换热设备，包括上述实施例的流体机械。

应用本公开的技术方案，流体机械包括转轴、气液分离组件及气缸。其中，气液分离组件具有分离腔，转轴的至少一部分穿入分离腔内并可相对于分离腔旋转，混合态冷媒进入分离腔后在转轴的旋转作用下气液分离。气液分离后的气体进入气缸内。这样，气液分离组件与转轴共同作用，以实现混合态冷媒的气液分离。

在流体机械运行过程中，混合态冷媒进入分离腔内且随着转轴一起旋转，由于气 体和液体的离心作用力不同，进而使得混合态冷媒内的气体与液体在分离腔内实现分离，分离后的气体进入至气缸内为气缸供气，以实现流体机械的吸气、压缩及排气，保证流体机械能够正常运行。与现有技术中流体机械的气液分离器安装在流体机械外且易与流体机械的振动相互影响、相互传递相比，本申请中的流体机械实现了其与气液分离器的结合，且利用转轴的旋转运动进行混合态冷媒的气液分离，进而减少了振动源及噪声源，降低流体机械运行过程中的振动及噪声，提高用户使用体验。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本公开的流体机械的实施例的剖视图；

图2示出了图1中的流体机械的局部剖视图；

图3示出了图1中的流体机械的气缸、隔板及分离结构内气态冷媒的流动示意图；

图4示出了图3中的分离结构的立体结构示意图；

图5示出了图3中的气缸的立体结构示意图；

图6示出了图5中的气缸的俯视图；

图7示出了图6中的气缸的A-A向剖视图；

图8示出了图1中的流体机械的储液结构的立体结构示意图；

图9示出了图8中的储液结构的另一角度的立体结构示意图；

图10示出了图1中的流体机械的转轴的主视图；以及

图11示出了图1中的分离结构、过滤件及转轴装配后的俯视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各 部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本公开。

为了解决现有技术中流体机械在运行过程中振动、噪声较大的问题，本申请提供了一种流体机械及具有其的换热设备。需要说明的是，本申请中的流体机械主要指压缩机。

如图1至图4所示，流体机械包括转轴50、气液分离组件及气缸30。其中，转轴50用于驱动流体机械工作，气液分离组件具有分离腔411，转轴50的至少一部分穿入分离腔411内并可相对于分离腔411旋转，混合态冷媒进入分离腔411后在转轴50的旋转作用下气液分离。气液分离后的气体进入气缸30内。

应用本实施例的技术方案，气液分离组件与转轴50共同作用，以实现混合态冷媒的气液分离。

在流体机械运行过程中，混合态冷媒进入分离腔411内且随着转轴50一起旋转，由于气体和液体的离心作用力不同，进而使得混合态冷媒内的气体与液体在分离腔411内实现分离，分离后的气体进入至气缸30内为气缸30供气，以实现流体机械的吸气、压缩及排气，保证流体机械能够正常运行。与现有技术中流体机械的气液分离器安装在流体机械外且易与流体机械的振动相互影响、相互传递相比，本实施例中的流体机械实现了其与气液分离器的结合，且利用转轴50的旋转运动进行混合态冷媒的气液分离，进而减少了振动源及噪声源，降低流体机械运行过程中的振动及噪声，提高用户使用体验。

在本实施例中，流体机械未设置气液分液器，而是在流体机械内部设置气液分离组件对混合态冷媒进行气液分离，减少了流体机械的噪声源和振动源，降低流体机械的振动噪声和不平衡性。

如图1所示，流体机械还包括壳体100，转轴50、气液分离组件和气缸30均设置在壳体100内，气液分离后的液体流入壳体100的底部。壳体100罩设在转轴50、气液分离组件和气缸30外，以对上述结构进行保护，防止灰尘等杂质进入至上述结构内而影响流体机械的正常运行。上述结构的结构简单，容易装配、实现。

具体地，混合态冷媒在分离腔411内进行气液分离的过程中，分离后的液体在自重作用下流入壳体100的底部区域，则不会影响流体机械的正常运行。同时，流入壳体100底部的液体能够在流体机械内发生气化，且气化后的冷媒可以进入至气缸30内为气缸30供气。

如图1和图2所示，气液分离组件位于气缸30的下方。这样，分离后的气体由 于密度较小，自然的朝上运动，将气缸30设置在气液分离组件的上方，使得分离后气体进入气缸30更加容易，不需要增加额外的管路对气体进行引导，进而使得流体机械内部结构更加简单，降低流体机械的加工成本。同时，分离后的液体在其自重作用下朝下运动，气缸30的上述位置设置能够防止液体进入至气缸30内，进而保证流体机械的正常运行。

如图1、图2及图11所示，流体机械还包括过滤件60，过滤件60套设在转轴50外，且过滤件60位于分离腔411与气缸30连通的位置处。这样，上述设置使得分离腔411内气液分离效果更佳，提高流体机械的工作性能。

具体地，转轴50旋转的同时，过滤件60随着转轴50一起旋转，混合态冷媒经过过滤件60时，过滤件60进一步起到气液分离的作用，在过滤件60离心力的作用下，混合态冷媒中的液体易被过滤件60甩出。这样，过滤件60能够防止液体通过，进而保证进入气缸30内的全部为气体，液体均进入至壳体100的底部，进一步提高流体机械的工作可靠性。

如图1、图2和图10所示，转轴50包括本体52及转子部51。其中，转子部51偏心设置在本体52上。转子部51位于气缸30内，本体52的至少一部分位于分离腔411内，过滤件60套设在本体52外。上述结构的结构简单，容易加工、装配。

具体地，电机80带动转轴50进行转动，转子部51外套设滚子90，且滚子90在气缸30内转动，以实现气缸30的吸气、压缩及排气。过滤件60套设在一部分本体52上，且随着本体52一起转动，混合态冷媒在本体52的作用下进行气液分离，分离后的气体通过过滤件60进入气缸30内，分离后的液体不能通过过滤件60且流入壳体100的底部。

如图1和图10所示，本体52具有变径增大段521，变径增大段521位于分离腔411内，且过滤件60套设在变径增大段521外。这样，上述设置一方面能够增大本体52与混合态冷媒之间的接触面积，提高气液分离效率；另一方面，上述设置能够减小过滤件60的体积，进而减小过滤件60的质量，保证过滤件60的设置不会影响转轴50的正常运转，提高流体机械的工作性能及工作可靠性。

可选地，过滤件60为一层或者多层过滤网，当过滤网为多层时，多层过滤网沿本体52的轴线方向间隔设置。如图2所示，在本实施例中，过滤网为两层结构，且两层过滤网沿本体52的轴线方向间隔设置。这样，上述设置能够进一步提高过滤件60的过滤效率，防止气液混合物进入气缸30内。

如图1至图3所示，流体机械还包括隔板20。其中，隔板20位于气缸30与气液分离组件之间，隔板20具有与分离腔411连通的连通孔21，且分离后的气体通过连通孔21进入至气缸30内。流体机械还包括上法兰10，气缸30位于上法兰10与隔板20之间，气液分离组件位于隔板20的下方，且分离后的气体通过隔板20上的连通孔21进入至气缸30内为气缸30供气，实现气缸30的吸气、压缩及排气动作。通过隔板20将流体机械分成上下两部分，下部分进行气液分离，上部分进行吸气、压缩及排气，进而使得流体机械的结构布局更加紧凑、合理。

如图3、图5至图7所示，气缸30具有与连通孔21顺次连通的进气通道31和连通通道311，进气通道31的延伸方向沿气缸30的轴线方向设置，连通通道311的延伸方向沿气缸30的径向方向设置并贯通至气缸30的内腔32。具体地，在分离腔411内分离后的气体经由连通孔21后进入至气缸30的进气通道31，并通过进气通道31进入至连通通道311，最后进入至气缸30的内腔32中，以供气缸30使用。上述结构的结构简单，容易实现。

需要说明的是，进气通道31的结构设置不限于此。可选地，进气通道31为通孔，且通孔的孔壁上设置有贯通至气缸30的内腔32的连通通道311。上述结构使得进气通道31的加工更加容易、简便，进而降低工作人员的劳动强度，缩短加工耗时。

可选地，进气通道31和连通通道311靠近气缸30的滑片槽33设置。

如图1至图3所示，气液分离组件包括分离结构41及储液结构42。其中，分离结构41位于隔板20的下方，分离结构41具有分离腔411。储液结构42具有与分离腔411连通的进液通孔421，分离结构41位于隔板20与储液结构42之间，且分离后的液体通过进液通孔421进入储液结构42内。具体地，进入分离结构41的混合态冷媒在分离结构41的分离腔411内进行气液分离，分离后的气体通过与分离腔411连通的连通孔21进入至气缸30内，分离后的液体通过与分离腔411连通的进液通孔421进入至储液结构42内，以防止分离后的液体影响分离腔411内的气液分离。上述结构的结构简单，容易装配。

如图8和图9所示，储液结构42具有供转轴50穿过的过孔422及存储分离后的液体的存储腔423，进液通孔421与存储腔423相连通。这样，储液结构42起到下法兰的作用，保证转轴50能够绕其中心轴线旋转。

具体地，转轴50通过储液结构42上的过孔422穿入储液结构42内，且存储腔423内的液体不会与转轴50发生接触。在流体机械运行过程中，流体机械的内部温度 较高，存储腔423内的液体会发生气化，且气化后通过分离腔411进入至气缸30内。

需要说明的是，存储腔423的体积可设计为不同尺寸，以满足不同排量的流体机械需求。

如图1所示，压缩机还包括位于储液结构42下方的盖体70，存储腔423朝向盖体70的一端为开口端，存储腔423与盖体70形成封闭空间以存储分离后的液体。这样，当存储腔423内存储较多液体时，可以将盖体70从下端拆除，以将存储腔423内的液体是释放至壳体100的底部。

具体地，紧固件依次穿过上法兰10、气缸30、隔板20、分离结构41及储液结构42后固定在盖体70上，进而将上述结构紧固连接在一起，保证分离腔411及气缸30的内腔32的密封性，且使得流体机械的内部结构更加紧凑。

可选地，紧固件为螺栓。螺栓为标准件，能够降低流体机械的加工成本。

如图4所示，分离结构41包括进口通道412及出气通道413。其中，进口通道412沿垂直于转轴50的方向延伸且与分离腔411相连通。出气通道413与分离腔411及连通孔21均连通，以将分离后的气体导入至连通孔21内。这样，分离结构41采用内部流道结构形式，可以节省部件并简化管路连接，规避外部管路的布置、占用尺寸以及外部管路焊接时造成的变形等问题。

具体地，混合态冷媒通过进口通道412进入分离腔411内，在分离腔411内气液分离后，气体通过出气通道413进入至连通孔21内，之后通过连通孔21进入至气缸30内，以实现气缸30内的吸气、压缩及排气。

如图2所示，进口通道412与储液结构42之间的距离H1小于或等于过滤件60与储液结构42之间的距离H2。这样，上述设置保证混合态冷媒能够顺利经由进口通道412进入分离腔411内，防止旋转过程中的过滤件60影响进口通道412的正常进液。

如图4所示，出气通道413包括过渡槽413a及出气槽413b。其中，过渡槽413a位于分离腔411的腔壁上。出气槽413b位于分离结构41的朝向隔板20的端面上，出气槽413b将过渡槽413a与连通孔21连通。具体地，隔板20位于分离结构41的上方且紧贴分离结构41设置，上述设置使得分离后的气体从分离腔411内进入至连通孔21内的流动更加容易，不会发生涡流等现象，提高气体的流动顺畅性。

具体地，部分或者全部进气通道31在连通孔21内的投影在连通孔21内，且部分或者全部出气槽413b在连通孔21内的投影在连通孔21内。上述设置能够保证进气通道31、连通孔21及出气槽413b相互连通，提高流体机械的运行可靠性。

如图1所示，壳体100具有进气口110，混合态冷媒通过进气口110进入至分离腔411内。混合态冷媒通过进气口110进入至流体机械的内部，以进行气缸30的吸气、压缩及排气动作。

本申请还提供了一种换热设备(未示出)，包括上述的流体机械。可选地，换热设备为空调器。在本实施例中，具有气液分离功能的气液分离组件位于流体机械的内部且与气缸30等结构装配在一起，进而减少了流体机械的噪声源和振动源，降低流体机械的振动噪声和不平衡性。此外，本实施例中的流体机械减弱了对换热设备的振动传递，降低换热设备的振动噪声。

从以上的描述中，可以看出，本公开上述的实施例实现了如下技术效果：

气液分离组件与转轴共同作用，以实现混合态冷媒的气液分离。

在流体机械运行过程中，混合态冷媒进入分离腔内且随着转轴一起旋转，由于气体和液体的离心作用力不同，进而使得混合态冷媒内的气体与液体在分离腔内实现分离，分离后的气体进入至气缸内为气缸供气，以实现流体机械的吸气、压缩及排气，保证流体机械能够正常运行。与现有技术中流体机械的气液分离器安装在流体机械外且易与流体机械的振动相互影响、相互传递相比，本申请中的流体机械实现了其与气液分离器的结合，且利用转轴的旋转运动进行混合态冷媒的气液分离，进而减少了振动源及噪声源，降低流体机械运行过程中的振动及噪声，提高用户使用体验。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都应当属于本公开保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的

任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (17)

1. 一种流体机械，包括：

   转轴(50)；

   气液分离组件，所述气液分离组件具有分离腔(411)，所述转轴(50)的至少一部分穿入所述分离腔(411)内并可相对于所述分离腔(411)旋转，混合态冷媒进入所述分离腔(411)后在所述转轴(50)的旋转作用下气液分离；和

   气缸(30)，气液分离后的气体进入所述气缸(30)内。
2. 根据权利要求1所述的流体机械，还包括壳体(100)，所述转轴(50)、所述气液分离组件和所述气缸(30)均设置在所述壳体(100)内，气液分离后的液体流入所述壳体(100)的底部区域。
3. 根据权利要求1所述的流体机械，其中所述气液分离组件位于所述气缸(30)的下方。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的流体机械，还包括过滤件(60)，所述过滤件(60)套设在所述转轴(50)外，且所述过滤件(60)位于所述分离腔(411)与所述气缸(30)连通的位置处。
5. 根据权利要求4所述的流体机械，其中所述转轴(50)包括：

   本体(52)；和

   偏心设置在所述本体(52)上的转子部(51)，所述转子部(51)位于所述气缸(30)内，所述本体(52)的至少一部分位于所述分离腔(411)内，所述过滤件(60)套设在所述本体(52)外。
6. 根据权利要求5所述的流体机械，其中所述本体(52)具有变径增大段(521)，所述变径增大段(521)位于所述分离腔(411)内，且所述过滤件(60)套设在所述变径增大段(521)外。
7. 根据权利要求4所述的流体机械，其中所述过滤件(60)为一层或者多层过滤网，当所述过滤网为多层时，多层所述过滤网沿所述转轴(50)的轴线方向间隔设置。
8. 根据权利要求1所述的流体机械，还包括：

   隔板(20)，位于所述气缸(30)与所述气液分离组件之间，所述隔板(20)具有与所述分离腔(411)连通的连通孔(21)，且分离后的气体通过所述连通孔(21)进入至所述气缸(30)内。
9. 根据权利要求8所述的流体机械，其中所述气缸(30)具有与所述连通孔(21)顺次连通的进气通道(31)和连通通道(311)，所述进气通道(31)的延伸方向沿所述气缸(30)的轴线方向设置，所述连通通道(311)的延伸方向沿所述气缸(30)的径向方向设置并贯通至所述气缸(30)的内腔(32)。
10. 根据权利要求8所述的流体机械，其中所述气液分离组件包括：

    分离结构(41)，位于所述隔板(20)的下方，所述分离结构(41)具有所述分离腔(411)；和

    储液结构(42)，具有与所述分离腔(411)连通的进液通孔(421)，所述分离结构(41)位于所述隔板(20)与所述储液结构(42)之间，且分离后的液体通过所述进液通孔(421)进入所述储液结构(42)内。
11. 根据权利要求10所述的流体机械，其中所述储液结构(42)具有供所述转轴(50)穿过的过孔(422)及存储分离后的液体的存储腔(423)，所述进液通孔(421)与所述存储腔(423)相连通。
12. 根据权利要求11所述的流体机械，还包括位于所述储液结构(42)下方的盖体(70)，所述存储腔(423)朝向所述盖体(70)的一端为开口端，所述存储腔(423)与所述盖体(70)形成封闭空间以存储分离后的液体。
13. 根据权利要求10所述的流体机械，其中所述分离结构(41)包括：

    进口通道(412)，沿垂直于所述转轴(50)的方向延伸且与所述分离腔(411)相连通；和

    出气通道(413)，与所述分离腔(411)及所述连通孔(21)均连通，以将分离后的所述气体导入至所述连通孔(21)内。
14. 根据权利要求13所述的流体机械，还包括过滤件(60)，所述过滤件(60)套设在所述转轴(50)外，且所述过滤件(60)位于所述分离腔(411)与所述气缸(30)连通的位置处；

    其中所述进口通道(412)与所述储液结构(42)之间的距离H1小于或等于所述过滤件(60)与所述储液结构(42)之间的距离H2。
15. 根据权利要求13所述的流体机械，其中所述出气通道(413)包括：

    过渡槽(413a)，位于所述分离腔(411)的腔壁上；和

    出气槽(413b)，位于所述分离结构(41)的朝向所述隔板(20)的端面上，所述出气槽(413b)将所述过渡槽(413a)与所述连通孔(21)连通。
16. 根据权利要求2所述的流体机械，其中所述壳体(100)具有进气口(110)，混合态冷媒通过所述进气口(110)进入至所述分离腔(411)内。
17. 一种换热设备，包括权利要求1至16中任一项所述的流体机械。

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