油分离器、冷凝器和制冷系统的制作方法

1.本技术涉及制冷领域，尤其涉及一种油分离器、冷凝器和制冷系统。


背景技术：

2.在制冷系统中的压缩机，尤其是螺杆压缩机，因容量大、机组效率高、可靠性高等优势，在制冷系统中得到广泛的应用。螺杆式压缩机在使用的过程中，转速较快，产生的热量较高。润滑油能够起到带走压缩热并带出机器的作用，此外还具有密封、润滑、降低噪音等作用。-3.另外，螺杆式压缩机排出的气态制冷剂与油滴的混合物，如果不将其中的油滴分离，就会在热交换器的管壁上结成一层油膜，油膜的导热系数很小，这将使得换热器的传热效率大大降低，从而降低了制冷效率。
4.因此，如何提升气态制冷剂与油滴分离的效率是目前面临的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种油分离器、冷凝器和制冷系统，其可提高制冷剂和油滴的分离效率。
6.本技术的第一方面，提供一种油分离器，用于分离冷媒中的油液，所述油分离器包括壳体，所述壳体上设置有贯通的进气口，所述壳体的内部设置有挡油机构；
7.将所述进气口的贯通方向作为第一方向，将垂直于所述挡油机构的方向作为第二方向，所述第一方向与所述第二方向存在夹角。
8.进一步地，所述油分离器中设置有变向机构，所述变向机构包括导流面，所述导流面倾斜设置，并且，所述导流面朝向所述进气口和所述挡油机构；所述导流面用于承载自所述进气口流入所述壳体的冷媒，并用于将所述冷媒导向所述挡油机构。
9.进一步地，将所述冷媒流入所述进气口的反方向作为所述第一方向的正方向，所述导流面所处的平面与所述正方向的夹角大于等于110
°
,并且，小于等于160
°
。
10.进一步地，所述挡油机构包含多个挡油件；
11.所述挡油件上设置有多个贯穿的镂空部，所述冷媒可自所述镂空部流经所述挡油件；
12.将相邻的两个所述镂空部之间的区域作为阻挡部，所述阻挡部用于限制所述冷媒沿第二方向的流动。
13.进一步地，至少两个所述挡油件沿所述第二方向间隔设置，并形成一个挡油组件。
14.进一步地，所述挡油组件的数量为多个，并且，多个所述挡油组件间隔设置。
15.进一步地，相邻的两个所述挡油组件之间的距离大于等于50毫米，并且，小于等于1500毫米；和/或，
16.将相邻的两个所述挡油组件之间的距离作为第一距离，将一个挡油组件中的相邻的两个所述挡油件的距离作为第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。
17.进一步地，将挡油组件中靠近所述进气口的所述挡油件作为第一挡油件，将所述挡油组件中远离所述进气口的所述挡油件作为第二挡油件；
18.沿所述第二方向，所述第二挡油件的所述阻挡部的投影覆盖所述第一挡油件的所述镂空部的投影。
19.进一步地，当所述挡油组件的数量大于等于两个时，将相邻的所述挡油组件中靠近所述进气口的所述挡油组件作为第一挡油组件，将相邻的所述挡油组件中远离所述进气口的所述挡油组件作为第二挡油组件；
20.将所述第一挡油组件的所述镂空部的面积作为第一面积，将所述第二挡油组件的所述镂空部的面积作为第二面积；所述第二面积和所述第一面积的比值大于等于1/2，并且小于等于9/10。
21.进一步地，所述挡油件上设置有多个贯穿的通孔，所述通孔作为所述镂空部，多个所述通孔间隔设置，并将相邻的所述通孔之间的区域作为阻挡部；
22.所述挡油件所处的平面为平直的表面，或者，所述挡油件所处的平面为弯曲的表面。
23.进一步地，所述挡油件包括多个间隔设置的柱状结构，所述柱状结构的的轴线方向垂直所述第一方向；所述柱状结构作为所述阻挡部，相邻的所述柱状结构之间的间隙作为所述镂空部。
24.进一步地，柱状结构的远离所述进气口的表面设置有多个凹槽。
25.进一步地，所述油分离器中设置有油箱，所述油箱用于收集过滤出的油液；
26.所述壳体包括沿所述第二方向延伸的出油侧壁；所述出油侧壁上开设有油孔，所述油孔连通所述壳体的内部和所述油箱。
27.进一步地，所述壳体包括底壁，所述挡油机构固定于所述底壁；所述底壁的靠近所述出油侧壁的一端低于所述底壁的远离所述出油侧壁的一端。
28.进一步地，所述油分离器还包括过滤网，所述过滤网设置于所述壳体的内部，并且，所述过滤网设置于所述挡油机构的远离所述进气口的一端，所述过滤网水平设置或者倾斜设置。
29.进一步地，所述壳体包括倾斜设置的底壁，所述挡油机构固定于所述底壁；
30.所述底壁的远离所述进气口的一端低于所述底壁的靠近所述进气口的一端；
31.所述底壁所处的平面与水平面形成夹角，所述夹角大于等于25
°
，并且，小于等于45
°
。
32.本技术的第二方面，提供一种冷凝器，所述冷凝器包括冷凝组件和上述的油分离器，所述油分离器设置于所述冷凝组件的上方；所述油分离器用于向所述冷凝组件提供过滤后的冷媒。
33.本技术的第三方面，提供一种制冷系统，所述制冷系统包括压缩机、蒸发器和如上述的冷凝器；
34.冷凝器的出口连通所述蒸发器的入口，所述蒸发器的出口连通所述压缩机的入口，所述压缩机的出口连通所述油分离器的所述进气口。
35.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
36.在上述设置中，通过对油分离器内部的设置，可以提高制冷剂和油滴的分离效率。
附图说明
37.图1是本技术一实施例的制冷系统的原理图；
38.图2是本技术一实施例的冷凝器的内部结构示意图；
39.图3为本技术一实施例的油分离器的立体结构示意图；
40.图4为本技术一实施例的冷凝器中部分结构的剖面视图；
41.图5为本技术一实施例的油分离器中挡油组件的结构示意图；
42.图6为本技术一实施例的油分离器中挡油组件的另一结构示意图；
43.图7为本技术另一实施例的油分离器中挡油组件的结构示意图；
44.图8为本技术又一实施例的油分离器中挡油组件的结构示意图；
45.图9为图8所示的挡油组件中部分结构的放大图。
46.附图标记说明
47.制冷系统10
48.冷凝器100
49.换热组件110
50.冷凝器出口120
51.外壳130
52.压缩机200
53.蒸发器300
54.油分离器400
55.进气口410
56.挡油机构420
57.挡油组件421
58.挡油件4211
59.镂空部4212
60.阻挡部4213
61.通孔4214
62.凹槽4215
63.第一挡油件422
64.第二挡油件423
65.第一挡油组件424
66.第二挡油组件425
67.油箱430
68.滤网440
69.底壁450
70.油孔460
71.变向机构470
72.导流面471
73.出油口480
74.壳体500
75.出油侧壁501
76.定位板502
77.冷媒600
78.第一距离l1
79.第二距离l2
80.第一方向x
81.第二方向y
具体实施方式
82.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本技术相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
83.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
84.如图1所示，本实施例涉及一种制冷系统10，制冷系统10包括连通的冷凝器100、压缩机200和蒸发器300。需要说明的是，图1仅描述最基本的制冷循环及油循环的原理，在其他实施例中，通过增加或减少部件则可以用于制冷和制热系统。
85.在一种设计中，冷凝器100和油分离器400为相互独立并分离的两个部件，即油分离器400为外置式结构。发明人通过大量实验发现，这种形式的油分离器400不仅较多地占用制冷系统10内部的空间，并且，与之相连的管道也同样会占用较大的空间，从而不利于整体的小型化设计。同时，管道会造成较大的压降。
86.发明人通过研究发现，将油分离器400设置于冷凝器100的内部可有效的解决上述问题。
87.具体的，在本实施例中，冷凝器100包括用于换热的换热组件110和内置于冷凝器100内部的油分离器400。油分离器400包括壳体500和油箱430。在壳体500上有贯穿的进气口410和油孔460。油箱430中设置有出油口480。携带有油液的制冷剂混合流体(下面简称为“冷媒”)可自进气口410进入油分离器400的壳体的内部，并在其中完成制冷剂和油液的分离。分离得到的油液通过油孔460流向油箱430，并在油箱430中汇集，最后通过出油口480远离油分离器400。
88.通过上述设置，将油分离器400设置于冷凝器100的内部，减少了油分离器400占用制冷系统10的空间，同时减少了与油分离器400相连的管道占用的空间，也使得管道的压降减小。
89.继续参考图1，冷凝器出口120连接蒸发器300的入口，蒸发器300的出口连通压缩机200的入口，压缩机200的出口连通冷凝器100中油分离器400的进气口410，向油分离器400提供冷媒。混合流体通过油分离器400后，油液和制冷剂分离。其中，油滴自油分离器400的出油口480流出油分离器400，之后进入压缩机200，实现油循环。气态的制冷剂从油分离器400溢出并流向冷凝器100中的换热组件110。之后，制冷剂自冷凝器出口120向蒸发器300提供液态的制冷剂，实现制冷剂循环。需要说明的是，图1所示的实线箭头所示方向为制冷剂的循环方向，虚线箭头所示方向为油循环方向。
90.其中，如图3所示，油分离器400的壳体500的内部设置有挡油机构420，将进气口410的贯通方向作为第一方向x，将冷媒流入进气口410的反方向作为第一方向x的正方向，将垂直于挡油机构420的方向作为第二方向y，第一方向x与所述第二方向y存在夹角。通过上述设置，可以有效的降低混合流体的流速，有利于实现油液和气态制冷剂的分离，从而提高冷媒中油滴和气态的制冷剂的分离效率。
91.进一步的，冷媒中油滴和气态的制冷剂的密度不同，当制冷剂和油滴的混合流体流入进气口410，由于压力和重力的存在，部分冷媒600将落在油分离器400的变向机构470上。变向机构470设置有倾斜的导流面471，导流面471朝向进气口410和挡油机构420。并且，导流面471和进气口410在第一方向x的投影面积至少有一部分是重叠的，与挡油机构420沿第二方向y的投影面积也至少有一部分是重叠的。
92.通过上述设置，导流面471可以承载自进气口410流入壳体500的冷媒，当冷媒从进气口410进入油分离器400时，制冷剂的混合流体中的油液落到导流面471的面上，同时导流面471还可起到降低冷媒整体的流速的作用，在此过程中油液可以被阻挡，从而实现油液和气态制冷剂的第一次分离，更好地将油滴和气态的制冷剂导向挡油机构420。
93.参考图2所示，发明人通过大量的实验证明，当导流面471所处的平面与第一方向x的正方向的夹角α小于110
°
或大于160
°
时，都会影响油滴和气态的制冷剂分离的效率。因此，可根据实际需求将导流面471所处的平面与第一方向x的夹角按需设置为大于等于110
°
并且小于等于160
°
的任意夹角。通过上述设置，冷媒落到导流面471的能量损失减少，不会影响后续油滴和气态的制冷剂流向挡油机构420。同时，油滴和气态的制冷剂流向挡油机构420的效率也会得到提升。
94.如图3所示，在必要时结合图5所示。油分离器400中的挡油机构420包含多个挡油件4211，挡油件用来阻挡冷媒中的部分油滴通过，使得油滴和气态制冷剂分离。
95.至少两个所述挡油件4211，沿第二方向y间隔设置，并形成一个挡油组件421。挡油组件421的数量为多个，并且多个所述挡油组件421也间隔设置。在本实施例中，挡油组件421的数量为两个，两个挡油组件421之间间隔设置。每个挡油组件421包含两个挡油件4211。由于油滴和气态的制冷剂在通过进气口410后具有一定的速度，若单独设置一个挡油
件4211，则对油滴和气态的制冷剂的分离效果不佳。通过上述设置，将至少两个挡油件4211组成一个挡油组件421的设置，可以减少一部分气态制冷剂携带油滴直接逃逸的情况。多组的挡油组件421更能有效的提升油滴和气态制冷剂的分离效果。需要说明的是，在其他实施例中，每组中的挡油件4211的数量可以大于两个，挡油组件421也可以设置为多组。
96.在具体实施例中，相邻的两个挡油组件421之间的距离需要大于等于50毫米，并小于等于1500毫米。将相邻的两个挡油组件421之间的距离作为第一距离l1，将一个挡油组件421中的相邻的两个挡油件4211的距离作为第二距离l2，第一距离l1大于第二距离l2。也就是说，相邻的两个挡油组件421之间的距离要大于一个挡油组件421中的相邻的两个挡油件4211的距离(具体可以参考图5)。
97.发明人通过大量的实验表明，相邻的两个挡油组件421之间的距离大于1500毫米或小于50毫米时，都会使得冷媒的压力损耗过大，不利于气态制冷剂的流动。若一个挡油组件421中的相邻的两个挡油件4211之间的距离如果大于两个挡油组件421之间的距离，气态制冷剂在流动过程中，会造成更大的能量损失，对油液和气态制冷剂的分离效果不利，进而影响整个制冷系统10的工作效率。
98.如图6和图7所示，必要时结合图5和图8所示。挡油件4211上设置有多个贯穿的镂空部4212，冷媒可自镂空部4212流经挡油件4211。相邻的两个镂空部4212之间的区域作为阻挡部4213，阻挡部4213用于限制冷媒沿第二方向的流动。通过上述的设置，可以使得冷媒在经过挡油件4211的镂空部4212时可以正常通过，但不能通过阻挡部4213，从而实现油滴和气态制冷剂的分离。
99.将挡油组件421中靠近进气口410的挡油件4211作为第一挡油件422，将挡油组件421中远离进气口410的挡油件4211作为第二挡油件423；在第二方向y上，第二挡油件423的阻挡部4213的投影覆盖第一挡油件422的镂空部4212的投影。通过上述的设置，因为第一挡油件422和第二挡油件423的阻挡部4213和镂空部4212不重叠，所以在第一挡油件422没有被分离的油滴和气态的制冷剂混合物，将在第二挡油件423上继续分离，以实现油滴和气态的制冷剂更好的分离。
100.在具体实施例中，将相邻的所述挡油组件421中靠近进气口410的挡油组件421作为第一挡油组件424，相邻的所述挡油组件421中远离进气口410的挡油组件421作为第二挡油组件425。将第一挡油组件424的所述镂空部4212的面积作为第一面积，第二挡油组件425的镂空部4212的面积作为第二面积，第二面积和第一面积的比值大于等于1/2并且小于等于9/10。换言之，第二挡油组件425的镂空部4212的面积与第一挡油组件424的镂空部4212的面积的比值大于等于1/2，并且小于等于9/10。
101.通过上述的设置，第二挡油组件425的镂空部4212的面积小于第一挡油组件424中的镂空部4212的面积，一方面可以使油滴和气态的制冷剂在第一挡油组件424没有被分离的混合物再一次分离，另一方面可以将比经过第一挡油组件424更细小的油滴进一步分离，进而更加高效的实现油滴和气态的制冷剂的分离。
102.如图6和图7所示，其中箭头指代的为冷媒600的流经方向。如上文所述，在图5至图7所示的实施例中，油分离器400中的挡油机构420包含多个挡油件4211，挡油件4211上设置有多个贯穿的通孔4214，将通孔4214作为镂空部4212，冷媒600可以从镂空部4212流经挡油件4211，将相邻的两个通孔4214之间的区域作为阻挡部4213，阻挡部4213用于限制冷媒600
沿第二方向y的流动。在具体实施例中，挡油件4211所处的平面可以平直(参考图6所示)。当然，挡油件4211所处的平面也可以弯曲(参考图7所示)。需要说明的是，不论挡油件4211所处的平面是平直或是弯曲，都是更有利于油滴的积聚，使油滴不易被吹离挡油板，附着在挡油件4211上，通过重力作用流向油分离器400底部，同时实现减少冷媒600的能量损失，进而使压降减小。
103.如图8所示，其中箭头指代的为冷媒600的流经方向。在该实施例中，挡油件4211的结构为柱状，柱状结构的轴线方向垂直所述第一方向x。需要说明的是，图8为沿第一方向x的俯视图。此时，柱状结构作为阻挡部4213，相邻的柱状结构之间的间隙作为镂空部4212。需要说明的是，在具体的实施例中，柱状结构可以是竖向延伸，也可以是横向延伸。在冷媒600沿着第二方向y不断运动的过程中，油滴和气态的制冷剂逐渐分离，此时被分离的油滴可以积聚在柱形结构上，受到重力的作用流向油分离器400底部，实现油滴与气态制冷剂的分离。
104.如图8所示，必要时参考图9，柱状结构的远离进气口410的表面设置有多个凹槽4215。在实际使用过程中，在流动的冷媒600的作用下，周围的空气也会随之运动，从而带动附着在挡油件4211上的油滴向背风的一面(即远离进气口410的表面)，并最终汇集于凹槽4215。同时，由于背风面的气流速度会相对迎风面(即靠近进气口410的表面)的气流速度较小，因此汇集于凹槽4215的油滴不易被气流吹离。汇集于凹槽4215的油滴在在重力作用下，流向底壁450。通过上述设置，可进一步提升油滴和气态制冷剂的分离效率。
105.继续参考图3，油分离器400还包括过滤网440。过滤网440设置于壳体500的内部，并且设置于挡油机构420的远离进气口410的一端。
106.在具体实施例中，滤网440可以水平或倾斜放置，当油滴和气态的制冷剂沿第二方向y经过挡油机构420后，经过滤网440。此时，直径更小的油滴可以被滤网中的丝网附着。附着于丝网中的油滴汇集并最终进入油箱430，从出油口480排出。通过上述设置，可实现油滴和气态制冷剂的进一步分离。气态的制冷剂则通过滤网440后进入冷凝器100换热组件110进行热交换。
107.在本实施例中，壳体500沿第二方向y延伸有出油侧壁501，油孔460开设于出油侧壁501上。油孔460连通壳体500的内部和油箱430。在油滴和气态的制冷剂不断分离的过程中，变向机构470、挡油机构420和滤网440均固定于油分离器400的底壁450，在变向机构470、挡油机构420和滤网440中汇集的油滴会不断向油分离器400的底壁450聚集。必要时可结合图1和图4，聚集的油滴通过油孔460流向油箱430，最终通过从出油口480流出，并流向压缩机200，实现油循环的过程。
108.在一些实施例中，如图3和图4所示，挡油机构420固定于底壁450，底壁450的靠近出油侧壁501的一端低于底壁450的远离出油侧壁501的一端。通过这样的设置，使得油分离器400与水平面相比有一定的坡度，当被分离的油滴汇集到底壁450时，除了受到重力的作用，还可以受到向下倾斜的力，更好地流向出油侧壁501的一端，进而实现油滴更高效率的排出并进入压缩机200。
109.进一步的，底壁450的远离进气口410的一端低于靠近进气口410的一端。这样的设置可以使得油滴和气态的制冷剂从进入口进入壳体500后，在第二方向y上更好的流动，进而减少压力损失，以实现更好的分离效果。并且，发明人通过大量的实验证明，当底壁450所
处的平面与水平面形成大于等于25
°
，并且小于等于45
°
的夹角时，在油分离器400工作过程中，被分离的油滴和气态制冷剂可以更好的排出。当底壁450所处的平面与水平面形成小于25
°
时，当冷媒600在第二方向y上流动时，减少能量损失的效果不明显。当底壁450所处的平面与水平面形成大于45
°
时，虽实现了冷媒600在第二方向y上流动时能量损失减少，但会影响被分离的油滴流向底壁450后从出油口480排出的效率。因此，可将底壁450所处的平面与水平面形成的夹角按需设置为大于等于25
°
，并且小于等于45
°
之间的角度。
110.如图4所示，冷凝器100还包括外壳130，外壳130上开设有贯穿的通孔，通孔和所述油分离器的进气口410对应设置。外壳130和油分离器400的壳体通过法兰连接，从而实现油分离器400和外壳130的固定连接。法兰环设于通孔和进气口410的周侧。同时，油分离器400还包括定位板502。当油分离器400固定于冷凝器100的外壳130中时，定位板502抵靠于外壳130的内壁，从而更好的实现油分离器400和外壳130的固定连接。
111.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。