CN107367092B - 换热器及具有其的冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器及具有其的冷水机组。换热器包括：壳体，所述壳体内设有分隔板，所述分隔板将所述壳体分隔成彼此间隔开的换热区和油分离区，所述油分离区和所述换热区通过连通通道连通，所述油分离区的底部设有出油口，所述换热区内设有多个换热管,所述换热区的底部设有排液口；进气管，所述进气管的一端伸入所述油分离区且朝向所述油分离区的侧壁延伸；油气分离件，所述油气分离件设在所述油分离区内，所述油气分离件用于对撞击所述侧壁之后的油气混合物进行油气分离。根据本发明的换热器，能够在实现油气分离的基础上,减少油分离器的加工工序,而且避免了工装对油分离器的影响,降低了清洁度的要求,同时换热器结构紧凑。

Description

换热器及具有其的冷水机组

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其是涉及一种换热器及具有其的冷水机组。

背景技术

油分离器主要有：压缩机自带油分离器、外挂油分离器和离心式油分离器等，这几种油分离器结构脱离换热而设计，制造安装复杂、费用较高，且外置式油分离器属于压力容器，受设计压力和材质限制，往往压力损失较大，造成压缩机排气阻力增大，机组能效相应降低。

相关技术中的置于换热器内的内置式油分离器加工工序较多，且受工装影响较大，清洁度要求较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种换热器，能够在实现油气分离的基础上,减少油分离器的加工工序,而且避免了工装对油分离器的影响,降低了清洁度的要求,同时换热器结构紧凑。

根据本发明实施例的换热器，包括：壳体，所述壳体内设有分隔板，所述分隔板将所述壳体分隔成彼此间隔开的换热区和油分离区，所述油分离区和所述换热区通过连通通道连通，所述油分离区的底部设有出油口，所述换热区内设有多个换热管,所述换热区的底部设有排液口；进气管，所述进气管的一端伸入所述油分离区且朝向所述油分离区的侧壁延伸，从所述进气管进入到所述油分离区的油气混合物撞击所述油分离区的侧壁；油气分离件，所述油气分离件设在所述油分离区内，所述油气分离件用于对撞击所述侧壁之后的油气混合物进行油气分离。

根据本发明实施例的换热器，通过利用分隔板将壳体限定出油分离区和换热区，并进一步将进气管的一端伸入油分离区并使其朝向油分离区的侧壁延伸以使得从进气管进入到油分离区的油气混合物撞击油分离区的侧壁，同时在油分离区内设置油气分离件，从而将油分离器集成在壳体内并使换热器和油分离器共用壳体，这样能够在实现油气分离的基础上，减少油分离器的加工工序，而且避免了工装对油分离器的影响，降低了清洁度的要求，同时换热器结构紧凑。

根据本发明的一些实施例，换热器还包括挡气罩，所述挡气罩设在所述油分离区的侧壁上，所述进气管的所述一端朝向所述挡气罩延伸。

具体地，所述挡气罩设在所述壳体的侧壁上。

可选地，所述挡气罩包括入口、第一出口和第二出口，所述进气管的所述一端正对所述入口设置，所述第一出口和所述第二出口相对设置。

根据本发明的一些实施例，所述进气管的两侧分别设有所述油气分离件。

具体地，所述油气分离件为过滤网。

可选地，所述进气管包括多个，多个所述进气管在所述壳体的长度方向上间隔开设置。

根据本发明的一些实施例，所述分隔板倾斜地设在所述壳体内。

根据本发明的一些实施例，所述分隔板上设有贯通孔，所述贯通孔限定出所述连通通道。

具体地，所述出油口与所述贯通孔位于所述油气分离件的同侧。

根据本发明的一些实施例，换热器还包括挡液板，所述挡液板设在所述出油口的上方。

根据本发明实施例的冷水机组，包括上述的换热器。

根据本发明实施例的冷水机组，通过设置上述的换热器，能够使机组外观整洁，减小压缩机的排气阻力，提高***的能效，同时可以减小对换热器的材质的限制，从而可以降低成本，且制造安装方便。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一些实施例的换热器的剖视示意图；

图2是图1中所示的换热器内的油气混合物的流动过程示意图；

图3是根据本发明一些实施例的换热器的另一方向的剖视示意图；

图4是根据本发明一些实施例的换热器的油分离区的立体示意图；

图5是根据本发明一些实施例的换热器的挡气罩的结构示意图；

图6是根据本发明一些实施例的换热器的挡气罩的立体示意图。

附图标记：

换热器100；

壳体1；分隔板11；贯通孔111；油分离区12；出油口121；挡气罩122；入口1221；第一出口1222；第二出口1223；挡液板124；

换热区13；换热管131；排液口132；中壳体14；右水室15；左水室16；进水管17；出水管18；右端板1a；左端板1b；进气管2；油气分离件3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的换热器100，换热器100可应用在热交换设备中，例如，热交换设备为冷水机组。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的换热器100,可以包括壳体1、进气管2和油气分离件3。

具体而言，壳体1内设有分隔板11，分隔板11将壳体1分隔成彼此间隔的换热区13和油分离区12。例如，如图3所示，分隔板11把壳体1内的空间分隔成彼此间隔的两个区域，分隔板11前侧为油分离区12，分隔板11后侧为换热区13。这里，需要说明的是，“前”和“后”是相对的方向且是依据附图的示意性说明，对此不能理解为对本发明的一种限制，关于油分离区12和换热区13的具体设置方位以实际应用为准。

油分离区12和换热区13通过连通通道连通。例如，分隔板11上设有贯通孔111，贯通孔111在分隔板11的厚度方向上贯穿分隔板11，贯通孔111限定出连通油分离区12和换热区13的连通通道。当然，本发明不限于此，连通通道还可以有其他的设置方式，例如可以在壳体1外设置连通油分离区12和换热区13的管道，只要保证油分离区12分离出的制冷剂能够进入换热区13即可。

进气管2的一端(例如图1-图3中示出的下端)伸入油分离区12。具体而言，当换热器100应用在热交换设备例如冷水机组上时，进气管2适于与压缩机的排气口相连，这样，压缩机的排气口排出的油气混合物(即制冷剂和润滑油混合而成)可通过进气管2进入到油分离区12内以在油分离区12内实现制冷剂与润滑油的分离。

油分离区12的底部设有出油口121，油气混合物在油分离区12内实现油气分离后，分离出的润滑油可通过出油口121排出壳体1。进一步而言，当出油口121与压缩机相连时，从出油口121排出的润滑油还可以重新进入压缩机进行循环利用。

可选地，出油口121可以位于油分离区12的最低洼处，从而便于润滑油的顺利排出。

换热区13内设有多个换热管131，换热区13的底部设有排液口132，多个换热管131内具有水流通，从油分离区12分离出的制冷剂经过连通通道进入到换热区13后可与换热管131内的水进行换热，换热后的制冷剂冷凝成液态并可通过排液口132排出。

进气管2的所述一端朝向油分离区12的侧壁延伸，由此，油气混合物从进气管2排出后，首先撞击油分离区12的侧壁，从而可实现油气混合物中的一部分制冷剂和润滑油的初步分离。

油气分离件3设在油分离区12内，油气分离件3用于对撞击侧壁之后的油气混合物进行油气分离。也就是说，在气流的流动方向上，油气分离件3设在连通通道的进气端的上游，且位于油气混合物撞击的所述侧壁的下游。从而从进气管2排入油分离区12的油气混合物在撞击油分离区12的侧壁以分离出一部分润滑油后，剩余的油气混合物再经过油气分离件3的进一步分离，油气混合物经过油气分离后进入到连通通道并进一步进入到换热区13。

根据本发明实施例的换热器100，通过利用分隔板11将壳体1限定出油分离区12和换热区13，并进一步将进气管2的一端伸入油分离区12并使其朝向油分离区12的侧壁延伸以使得从进气管2进入到油分离区12的油气混合物撞击油分离区12的侧壁，同时在油分离区12内设置油气分离件3，从而将油分离器集成在壳体1内并使换热器100和油分离器共用壳体1，这样能够在实现油气分离的基础上，减少油分离器的加工工序，无需另外设置油分离器的壳体，而且避免了工装对油分离器的影响，降低了清洁度的要求，同时换热器100的结构紧凑。

根据本发明的一些实施例，换热器100还包括挡气罩122，挡气罩122设在油分离区12的侧壁上，进气管2的一端朝向挡气罩122延伸。例如，如图3所示，挡气罩122设在壳体1的侧壁上且位于油分离区12内，进气管2的一端朝向挡气罩122延伸。从进气管2进入到油分离区12内的油气混合物撞击挡气罩122，在撞击力的作用下，分离出的润滑油由于重力的作用会沉降到油分离区12的底部，从而实现了第一次油气分离。

在另一些可选的实施例中，挡气罩122还可以设置在分隔板11上且位于分隔板11的靠近油分离区12的一侧。

可选地，挡气罩122包括入口1221、第一出口1222和第二出口1223，进气管2的一端正对入口1221设置，第一出口1222和第二出口1223相对设置。例如，如图5和图6所示，挡气罩122形成为中空且两端敞开的长方体形状，入口1221设置在挡气罩122的其中一个侧壁上，两个敞开端分别限定出第一出口1222和第二出口1223，挡气罩122的另一个侧壁固定至油分离区12的侧壁，进气管2的一端正对入口1221设置。可选地，挡气罩的所述另一个侧壁可由油分离区12的侧壁限定出。这样，从进气管2排出的油气混合物在撞击挡气罩122的内侧壁后实现油气初步分离，分离后的油气混合物分别从第一出口1222和第二出口1223排出，从而油气混合物经过挡气罩122后可转向以使得油气混合平均分布于油分离区12内，有利于沉降分离。

根据本发明的一些实施例，进气管2的两侧分别设有油气分离件3。也就是说，每个进气管2的两侧分别设有油气分离件3。由此，从进气管2进入到油分离区12内的油气混合物在撞击油分离区12的侧壁以实现第一次油气分离后，剩余的油气混合物分别朝向两个方向转动以便于剩余的油气混合物在油分离区12内的均匀分布，提高沉降分离效果，接着剩余的油气混合物在经过位于进气管2两侧的油气分离件3的过滤后，进一步实现油气分离从而提高油气混合物的油气分离效果。

具体地，油气分离件3为过滤网。可以理解的是，每个进气管2的两侧可以分别设有多个过滤网，多个过滤网在气流的流动方向上间隔设置，过滤网越多，油气分离效果越明显。

可选地，进气管2包括多个，多个进气管2在壳体1的长度方向上间隔开设置。例如，如图1所示，换热器100包括两个进气管2，两个进气管2在壳体1的长度上间隔设置。具体而言，两个进气管2可以分别和两个压缩机一一对应相连，这样可实现两个压缩机共用换热器100。当然本发明不限于此，进气管2也可以设置为三个、四个或五个，关于进气管2的个数可以根据换热器100所需要连接的压缩机的个数进行设置。由此，从而可实现多个***共用同一个换热器100。

根据本发明的一些实施例，分隔板11倾斜地设在壳体1内。例如，如图1所示，分隔板11在壳体1内倾斜设置并把壳体1内的空间分隔成彼此间隔开的两个区域，分隔板11前侧为油分离区12，分隔板11后侧为换热区13，并且油分离区12和换热区13都存在各自的最低处，油分离区12的最低处设置出油口121，从而保证分离留下的润滑油在重力的作用下流向油分离区12底壁的最低处的出油口121，便于分离出的润滑油的顺利排出，同时还可减少分离出的油再与气体混合的可能性，进一步提高油分离的效率。

可选地，出油口121与贯通孔111位于油气分离件13的同侧。由此，结构简单。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，换热器100还包括挡液板124，挡液板124设在出油口121的上方。例如，如图3所示，挡液板124设置在壳体1的侧壁上且设在出油口121的上方。由此，可以减少油气再次混合的可能性，进一步提高油气分离的效率。

具体地，壳体1包括中壳体14、左水室16和右水室15。其中，中壳体14的两端敞开，左水室16设在中壳体14的左端且与中壳体14之间设有左端板1b，右水室15设在中壳体14的右端且与中壳体14之间设有右端板1a，进水管17和出水管18同时设在右水室15上，分隔板11设在壳体1内且在壳体1的长度方向上的两端分别与左水室16和右水室15接触。

左水室16的对应换热区13的部分具有左容纳腔，右水室15的与换热区13对应的部分具有第一右容纳腔和第二右容纳腔。其中，多个换热管131分成两组换热管组，第一换热管组的多个换热管131分别与第一右容纳腔和左容纳腔连通，第二换热管组的多个换热管131分别与第二右容纳腔和左容纳腔连通。

进水管17和第一右容纳腔相连，出水管18和第二右容纳腔相连，这样，从进水管17进入的水可经过第一右容纳腔后进入到第一换热管组的多个换热管131且在流动过程中与位于第一换热管组的多个换热管131外的制冷剂进行换热，换热后的水进一步流向左容纳腔，并从左容纳腔流向第二换热管组的多个换热管131且在流动过程中与制冷剂进一步换热，随后水流向第二右容纳腔并从出水管18排出。

下面参考附图1-6对本发明实施例的换热器100的具体结构进行详细说明。当然可以理解的是，下述描述旨在用于解释本发明，而不能作为本发明的一种限制。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的换热器100，包括壳体1、两个进气管2、挡气罩122和油气分离件3。油气分离件3设置在油分离区12内。

具体而言，壳体1内设有倾斜设置的分隔板11，分隔板11把壳体1内的空间分隔成彼此间隔的两个区域，分隔板11前侧为油分离区12，分隔板11后侧为换热区13。

分隔板11上设有贯通孔111，贯通孔111在分隔板11的厚度方向上贯穿分隔板11，贯通孔111限定出连通油分离区12和换热区13的连通通道。

两个进气管2在壳体1的长度上间隔设置，每个进气管2的一端伸入油分离区12。进气管适于与压缩机的排气口相连，这样，压缩机的排气口排出的油气混合物(即制冷剂和润滑油混合而成)可通过进气管2进入到油分离区12内以在油分离区12内实现制冷剂与润滑油的分离。

油分离区12的底部设有出油口121，油气混合物在油分离区12内实现油气分离后，分离出的润滑油可通过出油口121排出壳体1。

换热区13内设有多个换热管131，换热区13的底部设有排液口132，多个换热管131内具有水流通，从油分离区12分离出的制冷剂经过连通通道进入到换热区13后可与换热管131内的水进行换热，换热后的制冷剂冷凝成液态并可通过排液口132排出。

挡气罩122位于油分离区12内且固定在壳体1的侧壁上。挡气罩122包括入口1221、第一出口1222和第二出口1223，进气管2的一端正对入口1221设置，第一出口1222和第二出口1223相对设置。挡气罩122形成为中空且两端敞开的长方体形状，入口1221设置在挡气罩122的其中一个侧壁上，两个敞开端分别限定出第一出口1222和第二出口1223，挡气罩122的另一个侧壁固定至油分离区12的侧壁。

每个进气管2的左右两侧分别设有油气分离件3，也就是说，每个挡气罩122的左右两侧分别设有油气分离件3。具体地，油气分离件3为过滤网。

上述的贯通孔111为三个，其中一个贯通孔111在左侧的进气管2的左侧的油气分离件3的左侧，另一个贯通孔111在右侧的进气管2的右侧的油气分离件3的右侧，最后一个贯通孔111在左侧的进气管2的右侧的油气分离件3的右侧与右侧的进气管的左侧的油气分离件3的左侧之间。

换热器100还包括挡液板124，挡液板124设置在壳体1的侧壁上且设在出油口121的上方。

具体而言，油气混合物在进入到油分离区12内后主要采用四次油分离过程完成油气分离：

S1、碰撞分离过程：油气混合物通过进气管2进入到油分离区12内，并垂直撞击挡气罩12的与进气管2的出气端相对的位置，撞击后油气第一次分离；

S2、均气沉降分离过程：第一次分离后未分离的由其混合气体分别从第一出口1222和第二出口1223排出挡气罩122并沿着挡气罩122的左右两侧流动以减少压损和流速，有利于沉降分离；

S3、过滤网过滤过程：沉降分离后油气混合物经过致密过滤网过滤，这部分为油气分离的主要分离过程，绝大部分油气都是在这个部分分离开的；

S4、转向分离过程：过滤网过滤后油气混合气体再次转向，在转向过程中实现润滑油和制冷剂的分离，分离出的制冷剂经过连通通道排入换热区13。

根据本发明实施例的冷水机组，包括上述的换热器100。

根据本发明实施例的冷水机组，通过设置上述的换热器100，能够使机组外观整洁，减小压缩机的排气阻力，提高***的能效，同时可以减小对换热器100的材质的限制，从而可以降低成本，且制造安装方便。

根据本发明实施例的换热器100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设有分隔板，所述分隔板将所述壳体分隔成彼此间隔开的换热区和油分离区，所述油分离区和所述换热区通过连通通道连通，所述油分离区的底部设有出油口，所述换热区内设有多个换热管,所述换热区的底部设有排液口；

进气管，所述进气管的一端伸入所述油分离区且朝向所述油分离区的侧壁延伸，从所述进气管进入到所述油分离区的油气混合物撞击所述油分离区的侧壁；

油气分离件，所述油气分离件设在所述油分离区内，所述油气分离件用于对撞击所述侧壁之后的油气混合物进行油气分离；

挡气罩，所述挡气罩设在所述油分离区的侧壁上，所述进气管的所述一端朝向所述挡气罩延伸，所述挡气罩包括入口、第一出口和第二出口，所述进气管的所述一端正对所述入口设置，所述第一出口和所述第二出口相对设置，所述挡气罩形成为中空且两端敞开的长方体形状，所述入口设置在所述挡气罩的其中一个侧壁上，两个敞开端分别限定出所述第一出口和所述第二出口，所述挡气罩的另一个侧壁固定至所述油分离区的侧壁。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述挡气罩设在所述壳体的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述进气管的两侧分别设有所述油气分离件。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述油气分离件为过滤网。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述进气管包括多个，多个所述进气管在所述壳体的长度方向上间隔开设置。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分隔板倾斜地设在所述壳体内。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分隔板上设有贯通孔，所述贯通孔限定出所述连通通道。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述出油口与所述贯通孔位于所述油气分离件的同侧。

9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，还包括挡液板，所述挡液板设在所述出油口的上方。

10.一种冷水机组，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的换热器。