CN107192182A - 油分离器、压缩机及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油分离器、压缩机及空调器，其中，油分离器包括：壳体，壳体具有进气口和出气口；第一分离结构，设置在壳体内并位于进气口和出气口之间，第一分离结构包括第一挡板和冷媒管路，第一挡板内具有冷却腔，冷媒管路连接在第一挡板上并与冷却腔连通。本发明的技术方案解决了现有技术中的油分离器容易出现跑油现象的问题。

Description

油分离器、压缩机及空调器

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种油分离器、压缩机及具有其的空调器。

背景技术

离心压缩机工作时，机械运动(如油泵搅液、转子运动、齿轮啮合运动等)和气封的高压气体不断提升压缩机内部气体压力，需通过连接管等结构连通压缩机内、外部，以平衡内部气压。但内部制冷剂气体通过连接管时，会携带气态润滑油，如不将之分离，润滑油会流到压缩机外部，即出现“跑油”现象。“跑油”现象一方面导致机组吸气带液，损害叶轮寿命；另一方面，降低润滑油液位，使轴承等零件得不到充分润滑，加剧磨损。因此，常在连接管前加一个油分离部件以隔离气态润滑油。

油分离器可分为内置油分离器和外置油分离器，分离方式可分为降速式碰撞分离、离心式分离、过滤分离以及冷凝分离等，而降速式碰撞分离、离心式分离常作为一级分离方式，过滤分离常作为二级分离方式。现有技术的离心压缩机常用的双级油分离器结构如图1所示。工作时，携带润滑油的混合气体从进气口1’进入分离器，与挡板2’碰撞后动能降低，部分润滑油被阻挡，至此完成一级分离。二级分离时，降速后的混合气体进入气液过滤网3’，利用过滤网的扑集作用，使油滴聚集变大，在重力作用下下降，而气体则继续上升，最终去到出气口4’。

然而，当混合气体数量较多、流速较小时，两个挡板2’的碰撞分离效果降低，此时，大量携带润滑油的气体轴向流经气液过滤网4’，油滴未来得及聚集就被后面气体冲散，最终润滑油随气体流向压缩机外部，出现“跑油”现象。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种油分离器、压缩机及具有其的空调器，以解决现有技术中的油分离器容易出现跑油现象的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油分离器，包括：壳体，壳体具有进气口和出气口；第一分离结构，设置在壳体内并位于进气口和出气口之间，第一分离结构包括第一挡板和冷媒管路，第一挡板内具有冷却腔，冷媒管路连接在第一挡板上并与冷却腔连通。

进一步地，第一挡板呈上小下大的锥形结构。

进一步地，第一挡板上和/或第一挡板与壳体的内壁之间设置有过流结构。

进一步地，过流结构包括设置在第一挡板上的过流孔。

进一步地，过流孔设置在第一挡板的中部，冷却腔为环形腔。

进一步地，过流结构还包括设置在第一挡板和壳体的内侧壁之间的过油通道。

进一步地，第一挡板的边缘处设置有缺口结构，缺口结构和壳体的内侧壁之间形成过油通道。

进一步地，油分离器还包括：第二分离结构，设置在壳体内并位于进气口和出气口之间，并且第二分离结构位于第一分离结构的至少一侧。

进一步地，第二分离结构包括第二挡板，第二挡板位于第一挡板的上方，第二挡板的外边沿和壳体的内侧壁之间形成第一过流通道。

进一步地，第二挡板呈上小下大的锥形结构。

进一步地，第二分离结构还包括第三挡板，第三挡板位于第一挡板的下方，第三挡板的外边沿和壳体的内侧壁之间形成第二过流通道。

进一步地，第三挡板呈上大下小的锥形结构。

进一步地，第三挡板上设置有过油孔。

进一步地，过油孔位于第三挡板的中部。

进一步地，油分离器还包括：第三分离结构，设置在壳体内并位于进气口和出气口之间，第三分离结构设置在第一分离结构和第二分离结构的上方。

进一步地，壳体包括筒形外壳以及设置在筒形外壳的第一端的连接法兰，其中，出气口设置在连接法兰上，筒形外壳的第二端形成进气口。

根据本发明的另一个方面，提供了一种压缩机，包括油分离器，油分离器为上述的油分离器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种空调器，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。

应用本发明的技术方案，当制冷器润滑油混合气体从进气口进入至壳体时，第一挡板对气体进行止挡，进而降低混合气体的运动势能。同时，冷却腔中的冷媒能够对混合气体进行冷却，从而使润滑油气体冷却为油滴，进而大大提高分离效果，防止跑油的情况发生。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的油分离器容易出现跑油现象的问题。

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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的油分离器的结构示意图；

图2示出了根据本发明的油分离器的实施例的内部结构示意图；

图3示出了图2中A处放大示意图；以及

图4示出了图2中油分离器气体和冷媒的流动示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、进气口；2’、挡板；3’、气液过滤网；4’、出气口；10、壳体；11、进气口；12、出气口；13、筒形外壳；14、连接法兰；20、第一分离结构；21、第一挡板；211、冷却腔；212、过流孔；22、冷媒管路；221、冷媒进管；222、冷媒出管；213、缺口结构；30、过油通道；40、第二分离结构；41、第二挡板；42、第三挡板；421、过油孔；50、第一过流通道；60、第二过流通道；70、第三分离结构；71、气液过滤网。

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发明。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图2所示，本实施例的油分离器包括壳体10和第一分离结构20。其中，壳体10具有进气口11和出气口12。第一分离结构20，设置在壳体10内并位于进气口11和出气口12之间，第一分离结构20包括第一挡板21和冷媒管路22。第一挡板21内具有冷却腔211，冷媒管路22连接在第一挡板21上并与冷却腔211连通，第一挡板21上和/或第一挡板21与壳体10的内壁之间设置有过流结构。

应用本实施例的技术方案，当制冷器润滑油混合气体从进气口11进入至壳体10时，第一挡板21对气体进行止挡，进而降低混合气体的运动势能。同时，冷却腔211中的冷媒能够对混合气体进行冷却，从而使润滑油气体冷却为油滴，进而大大提高分离效果，防止跑油的情况发生。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的油分离器容易出现跑油现象的问题。

需要说明的是，从图2可以看到，本实施例中的第一挡板21具有一定的厚度，进而便于在第一挡板21内部设置冷却腔211。当气体流经第一挡板21时，第一挡板21对混合气体起到止挡作用，同时混合气体从过流结构流出并流动至出气口12。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第一挡板21呈上小下大的锥形结构。上述的上小下大的锥形结构是指：第一挡板21的中部距离出气口12的距离大于第一挡板21的边沿处距离出气口12的距离。也即锥形结构的开口朝向进气口11。上述结构使得，当气体由下自上通过第一挡板21后，部分润滑油在第一挡板21的下表面凝结成油滴。随后，油滴顺着锥形结构的下表面通过重力下落，从而从进气口11排出。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，过流结构包括设置在第一挡板21上的过流孔212。具体地，当混合气体流动至第一挡板21时，气体通过过流孔212后流动至出气口12

如图2所示，在本实施例的技术方案中，过流孔212设置在第一挡板21的中部，冷却腔211为环形腔。具体地，过流孔212设置在第一挡板21的中部，进而使得混合气体能够均匀地通过第一挡板21进行换热。同时，冷却腔211为环形腔，冷媒管路22包括冷媒进管221和冷媒出管222。从图2可以看到，冷却腔211环绕在过流孔212的外侧。冷媒进管221和冷媒出管222分别设置在过流孔212的相对的两侧，进而使得冷媒的流动路径较长，换热效果更好。从图2可以看到，冷媒从冷媒进管221进入冷却腔211后，分别向两侧流动，并最终从冷媒出管222流出。

从图2和图3所示，在本实施例的技术方案中，过流结构还包括设置在第一挡板21和壳体10的内侧壁之间的过油通道30。具体地，第一挡板21的侧边沿和壳体10的侧壁的之间具有间隙，并形成了上述的过油通道30。具体地，当位于第一挡板21的上侧的混合气体中的润滑油气体凝结成油滴时，油滴落至第一挡板21的上表面上。随后在第一挡板21的斜面的作用下通过重力下落，并最终通过过油通道30流回至进气口11。从图2和图3可以看到，第一挡板21的边缘处设置有缺口结构213，缺口结构213与壳体10的内侧壁之间围城了上述的过油通道30。进一步地，缺口结构213呈“n”形缺口。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，油分离器还包括第二分离结构40。第二分离结构40设置在壳体10内并位于进气口11和出气口12之间，并且第二分离结构40位于第一分离结构20的至少一侧。具体地，第二分离结构40设置在第一分离结构20的至少一侧并对混合气体起到止挡效果，进而降低气体的运动势能。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第二分离结构40包括第二挡板41，第二挡板41位于第一挡板21的上方，第二挡板41的外边沿和壳体10的内侧壁之间形成第一过流通道50。优选地，第二挡板41呈上小下大的锥形结构。具体地，第二挡板41设置在第一挡板21的上方并对混合气体起到止挡的效果。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，第二分离结构40还包括第三挡板42，第三挡板42位于第一挡板21的下方，第三挡板42的外边沿和壳体10的内侧壁之间形成第二过流通道60。第三挡板42呈上大下小的锥形结构。进一步地，第三挡板42上设置有过油孔421。过油孔421位于第三挡板42的中部。具体地，在第三挡板42上表面凝结的油滴通过重力下落后从过油孔421排出至进气口11。上述的第一挡板21、第二挡板41和第三挡板42之间围城了一个弯折形的通道，进而使得混合气体需要通过弯折的路径后，运动势能大大降低，第一挡板21、第二挡板41和第三挡板42能够将油滴阻挡并使其流回至油箱内。

优选地，从图2和图3可以看到，第三挡板42的边缘处设置有导油板。导油板的一端连接在第三挡板42的边缘处，另一端设置在缺口结构213的下方。上述结构使得，从第一挡板21的上表面的油通过缺口结构213流下后，通过导油板的引导流动至第三挡板42上，并最终从过油孔421流回至油箱中。上述结构使得第一挡板21上的油和第三挡板42上的油都能够从过油孔421流出，便于设置与油箱配合的回流结构。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，油分离器还包括第三分离结构70。其中，第三分离结构70设置在壳体10内并位于进气口11和出气口12之间，第三分离结构70设置在第一分离结构20和第二分离结构40的上方。优选地，本实施例中的第三分离结构70为气液过滤网71，气液过滤网71能够进一步地对制冷剂和润滑油进行分离。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，壳体10包括筒形外壳13以及设置在筒形外壳13的第一端的连接法兰14，其中，出气口12设置在连接法兰14上，筒形外壳13的第二端形成进气口11。具体地，冷媒进管221和冷媒出管222同时固定在连接法兰14上。

本申请还提供了一种压缩机，根据本申请的压缩机的实施例包括油分离器，油分离器为上述的油分离器。

本申请还提供了一种空调器，根据本申请的空调器的实施例包括压缩机，油分离器为上述的压缩机。

根据上述结构，本申请的油分离器具有以下特点：

第三挡板42是一种呈现为漏斗状的金属挡气板，该挡气板是非标零件，由一种导热性较好的金属做成，锥度视情况和实际需要而定，漏斗底部是一个小孔，可以供聚集的油滴回流到油箱。

第一挡板21一种呈现为倒漏斗状的金属换热器，里面中空，可以流通冷媒介质，倒漏斗形金属换热器的上表面有两条管道引出来，方便冷媒介质从外部通入换热器里面进行换热。

第二挡板41是一种呈现为锥形帽子状的金属挡气板，该挡气板是非标零件，由一种导热性较好的金属做成，锥度视情况和实际需要而定。

筒形外壳13是一种圆柱形状，中空零件，对各个零件具有支撑作用。

气液过滤网71是一种可以阻挡液滴，通过气体的一种过滤网。

连接法兰14是筒形外壳13的顶盖，可以连接平衡管，引导过滤后的冷媒气体流行压缩机。

如图2所示，第三挡板42装在第一挡板21的下方，第二挡板41安装在第一挡板21的下方，第二挡板41上方设置有气液过滤网71，最后是一个连接法兰14，筒形外壳13包裹了这些零件，并且各个零件之间组成了如2图所示的一种特殊通道。

如图4所示，当制冷剂和油的混合气体通入该装置时，第一步遇到的是第三挡板42，第三挡板42对混合气体起到一个阻挡的作用，减弱了混合气体的运动势能，并且将混合气体的运动方向改变，延长了混合气体的运动距离，同时也防止气体往上直冲，这时混合气体里会有些油滴状态的油滴由于阻挡作用而依附第三挡板42外侧，然后沿着侧壁流回油箱。

第二步通过第三挡板42后的混合气体又再一次遇到第一挡板21下壁的阻挡，反弹后来到第三挡板42和第一挡板21之间组成的较大的缓冲空间里，急速的混合气体在这较大的空间里突然得到了减速，混合气体的能量头急速得到释放，速度变得缓慢，接下来开始在换热器的作用下进行换热，在这个缓冲空间里混合气体里的热量迅速降低，由于油的沸点比制冷剂的沸点高，所以油滴在换热的过程中，极大程度的液化，液化后的油滴依附在第三挡板42和第一挡板21的侧壁，并沿着侧壁聚集流回油箱。

第三挡板42侧壁聚集的油滴会从漏斗底部的小孔流回油箱，第一挡板21的侧壁聚集的油滴会沿着筒体的侧壁流回油箱。

第三步混合气体难免有漏网之鱼，经过冷却后的混合气体继续向前走，通过漏斗换热器顶部的小孔，想要逃出漏斗换热器的降温，但是被第二挡板41给挡了回来，接下来混合气体就在第一挡板21上侧壁和第二挡板41下侧壁形成的通道流通，在这个流通的过程中，换热器又进一步对混合气体换热降温，降温后的油滴冷却液化依附在第一挡板21的上侧壁和第二挡板41的下侧壁，第二挡板41的下侧壁聚集的油滴越来越多，在重力的作用下，掉下来第一挡板21的上侧壁上；依附在第一挡板21的上侧壁上的油滴会沿着换热器的斜面流到第一挡板21的上侧壁上边缘与筒体的交接处，该处有小孔，可以容纳聚集的油滴回流到漏斗下面的油箱里。

第四步冷却后的混合气体，有许多油气已经液化成了小油滴，但在气体的作用下漂浮在气体中，这就要经过最后一步气液过滤网71，在气液过滤网71的过滤作用下，混合在制冷剂气体中的小油珠状的油滴会依附在过滤网上，形成更大的油滴，在重力作用下滴到下面的漏斗挡液板沿着斜侧壁流回油箱。气态的制冷剂则通过气液过滤网，进入到顶部的法兰入口，进而沿着法兰连接的管道流到压缩机处或其他需要的地方。

经过这几个步骤就已经将制冷剂和油液从混合气体里分开了,主要有三级分离:阻挡分离，冷却分离，过滤分离，运用这种结构分离效果显著。

本申请的油分离器具有以下优点：

1、解决离心压缩机润滑油气液分离效果低的问题；

2、解决因跑油导致机组出现的吸气带液问题；

3、解决蒸发器、冷凝器等换热器混入润滑油，降低换热效率问题；

4、减少机组吸气带液概率，降低异常排查难度，提高机组可靠性；

5、保证箱体内有充足润滑油，改善轴承工作环境；

6、降低制冷剂中的润滑油含量，保证制冷剂性能，提高制冷剂使用寿命；

7、保证售后灌注润滑油周期，使润滑油达到预期使用寿命。

8、降低制冷剂气体的温度，提高平衡管补气的经济性。

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申请的范围。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。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种油分离器，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)具有进气口(11)和出气口(12)；

第一分离结构(20)，设置在所述壳体(10)内并位于所述进气口(11)和所述出气口(12)之间，所述第一分离结构(20)包括第一挡板(21)和冷媒管路(22)，所述第一挡板(21)内具有冷却腔(211)，所述冷媒管路(22)连接在所述第一挡板(21)上并与所述冷却腔(211)连通。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述第一挡板(21)呈上小下大的锥形结构。

3.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述第一挡板(21)上和/或所述第一挡板(21)与所述壳体(10)的内壁之间设置有过流结构。

4.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于，所述过流结构包括设置在所述第一挡板(21)上的过流孔(212)。

5.根据权利要求4所述的油分离器，其特征在于，所述过流孔(212)设置在所述第一挡板(21)的中部，所述冷却腔(211)为环形腔。

6.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于，所述过流结构还包括设置在所述第一挡板(21)和所述壳体(10)的内侧壁之间的过油通道(30)。

7.根据权利要求6所述的油分离器，其特征在于，所述第一挡板(21)的边缘处设置有缺口结构(213)，所述缺口结构(213)和所述壳体(10)的内侧壁之间形成所述过油通道(30)。

8.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述油分离器还包括：

第二分离结构(40)，设置在所述壳体(10)内并位于所述进气口(11)和所述出气口(12)之间，并且所述第二分离结构(40)位于所述第一分离结构(20)的至少一侧。

9.根据权利要求8所述的油分离器，其特征在于，所述第二分离结构(40)包括第二挡板(41)，所述第二挡板(41)位于所述第一挡板(21)的上方，所述第二挡板(41)的外边沿和所述壳体(10)的内侧壁之间形成第一过流通道(50)。

10.根据权利要求9所述的油分离器，其特征在于，所述第二挡板(41)呈上小下大的锥形结构。

11.根据权利要求8所述的油分离器，其特征在于，所述第二分离结构(40)还包括第三挡板(42)，所述第三挡板(42)位于所述第一挡板(21)的下方，所述第三挡板(42)的外边沿和所述壳体(10)的内侧壁之间形成第二过流通道(60)。

12.根据权利要求11所述的油分离器，其特征在于，所述第三挡板(42)呈上大下小的锥形结构。

13.根据权利要求12所述的油分离器，其特征在于，所述第三挡板(42)上设置有过油孔(421)。

14.根据权利要求13所述的油分离器，其特征在于，所述过油孔(421)位于所述第三挡板(42)的中部。

15.根据权利要求8所述的油分离器，其特征在于，所述油分离器还包括：

第三分离结构(70)，设置在所述壳体(10)内并位于所述进气口(11)和所述出气口(12)之间，所述第三分离结构(70)设置在所述第一分离结构(20)和所述第二分离结构(40)的上方。

16.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述壳体(10)包括筒形外壳(13)以及设置在所述筒形外壳(13)的第一端的连接法兰(14)，其中，所述出气口(12)设置在所述连接法兰(14)上，所述筒形外壳(13)的第二端形成所述进气口(11)。

17.一种压缩机，包括油分离器，其特征在于，所述油分离器为权利要求1至16中任一项所述的油分离器。

18.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求17所述的压缩机。