空调系统中的油气分离器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空调设备，特别是一种空调设备的润滑油与制冷剂的分离设备。
【背景技术】
[0002] 润滑油在压缩机中随着制冷剂（冷媒）的排出而被带去。润滑油与制冷剂的油气 混合物若不经过油气分离器（油分）或经过分离效率不高的油气分离器，会降低热交换器 的传热效果，使制冷效率降低。如果润滑油未及时回到压缩机，还会导致压缩机润滑不良降 低其使用寿命。油气分尚器在结构上分为卧式和立式。其中，立式油分以尚心式分尚较多， 由于油气混合物中的润滑油离心力大于气态制冷剂离心力，使得润滑油与制冷剂分离。现 有技术的油分结构如图1和图2所示，入口 1设置在筒体3的上部，入口 1内设有入口挡板 2,入口挡板2在筒体3与内筒体4之间，筒体3设置在内筒体4上部，其与内筒体4同轴， 内筒体4顶部设有气态冷媒出口 6,筒体3下部设有油出口 5。分尚过程为：润滑油与气态 冷媒的油气混合流体从油分的入口 1进入，先与入口挡板2碰撞，再碰撞内筒体4外壁，然 后在筒体3内旋转运动，最后气态制冷剂从气态冷媒出口 6离开油气分离器，润滑油从油出 口 5离开油气分离器。在分离过程中，气态制冷剂和润滑油经过两次强制折转，压力损失较 大，导致空调设备的功率升高，能效下降。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种空调系统中的油气分离器，要解决的技术问题是降低油 气分离器压降，提高空调设备的能效。
[0004] 本发明采用以下技术方案：一种空调系统中的油气分离器，筒体上部设有气态冷 媒和油的混合流体的入口，所述入口为在筒体上部连接有直管入口段，入口段伸进筒体内 的端部连接管状的入口加速段的起始端，入口加速段的末端连接有弧状的入口导流板。
[0005] 本发明的入口段的外端端部联接有入口法兰。
[0006] 本发明的入口法兰的外端面与入口加速段的末端端面平行。
[0007] 本发明的入口段的轴线与入口法兰的外端面之间的夹角φ为：60? <φ<90°。
[0008] 本发明的入口加速段为锥形管，横截面为椭圆，其管壁在轴向剖面的形状为向内 凸，入口加速段的起始端为圆形的大端，末端为椭圆形的小端，入口加速段的起始端端面与 入口法兰的外端面的夹角Θ为：〇° < Θ <45°。
[0009] 本发明的入口加速段为椭圆横截面的长轴竖直。
[0010] 本发明的入口加速段的末端面积为起始端面积的〇. 5~0. 7倍，长短轴之比为 1. 5 ~3〇
[0011] 本发明的入口导流板沿筒体内壁设置在筒体内，弧状呈阿基米德螺旋线形，圈数 为0· 3~1〇
[0012] 本发明的入口导流板的高度大于入口加速段末端的高度。
[0013] 本发明与现有技术相比，采用入口段、入口加速段和入口导流板的结构，润滑油与 气态冷媒的油气混合流体从入口段进入后，不与油气分离器内部结构直接碰撞而被强制折 转，使得油气分离器的压降减小，在分离效率相当的情况下，压降值减少10~50%，提高了 空调设备的能效。
【附图说明】
[0014] 图1现有技术的离心式油气分离器结构示意图。
[0015] 图2是图1的俯视旋转图。
[0016] 图3是本发明的离心式油气分离器结构示意图。
[0017] 图4是本发明的入口导流板结构示意图。
[0018] 图5是现有技术的入口段仿真流线图。
[0019] 图6是本发明的入口段仿真流线图。
[0020] 图7是本发明与现有技术的入口流速与压降对比图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。如图3所示，本发明的空调 系统中的油气分离器，为立式结构，设有竖直的筒体3,筒体3上部内同轴设置有内筒体4， 内筒体4的侧壁上开有口，内筒体4和筒体3的顶部设有气态冷媒出口 6,气态冷媒出口 6 与内筒体4同轴，在筒体3的下部设置油出口 5,油出口 5轴线与筒体3轴线垂直。筒体3 上部的侧壁开有开口，开口的高度位于内筒体4高度的中部，用于设置气态冷媒和油的混 合流体的入口。
[0022] 在筒体3上部侧壁设有气态冷媒和油的混合流体的入口，该入口的结构为：筒体3 上部侧壁的开口连接有入口段7,入口段7为一段穿过筒体3管壁、其直径小于内筒体4的 直管，入口段7伸进筒体3内的端部连接管状的入口加速段9的起始端，入口加速段9的末 端连接有弧状的入口导流板10。入口段7伸进筒体3内的部分与入口加速段9的长度之和 小于筒体3的0. 5倍内径，入口段7伸进筒体3内的端部靠近筒体3壁一侧与筒体3开口 处连接。
[0023] 入口段7的外端端部联接有入口法兰8,入口法兰8的外端面与油出口 5的外端端 面、入口加速段9的末端端面平行。
[0024] 入口段7伸进筒体3的端部位于筒体3内与内筒体4外之间，入口段7的轴线与 入口法兰8的外端面之间的夹角φ为：60 ? <φ<90。。
[0025] 入口加速段9为一段锥形管，横截面为椭圆，椭圆的长轴竖直，其管壁在轴向剖面 的形状为向内凸，凸部朝向管的轴线，形成流线型。入口加速段9的起始端为圆形的大端， 与入口段7连接，入口加速段9的末端为椭圆形的小端，连接入口导流板10的起始端。入 口加速段9的起始端端面与入口法兰8的外端面的夹角Θ为：〇° < Θ <45°。入口加 速段9的末端面积为起始端面积的0. 5~0. 7倍，长短轴之比为1. 5~3。
[0026] 入口导流板10沿筒体3内壁设置在筒体3内，弧状呈阿基米德螺旋线形，圈数为 0. 3~1，如图4所示，入口导流板10的高度L大于入口加速段9末端的高度Ll。入口导流 板10的高度L为1. 2~3倍入口段7内径d，入口加速段9的高度Ll为（0. 4~I) L。
[0027] 入口法兰8与压缩机的排气管相连。
[0028] 本发明的空调系统中的油气分离器工作时，气态冷媒和油的混合流体（制冷剂过 热气体和润滑油液体的混合物）从压缩机排出来经过排气管后，依次通过入口法兰8、入口 段7,在入口加速段9进行加速后，在内筒体4和入口导流板10之间做螺旋运动，部分油滴 因为离心力被分离下落，同时，混合物被入口导流板10整流，之后在筒体3内做螺旋运动， 绝大部分油滴被分离下落，下落的油滴从油出口 5流出回到压缩机，制冷剂气体则经内筒 体4侧壁的开口进入内筒体4后上升，从气态冷媒出口 6排出，进入到冷凝器。
[0029] 在本实施例中，结构尺寸为：
[0030] 入口段7的轴线与入口法兰8的外端面之间的夹角φ为：85°。
[0031] 入口加速段9的起始端端面与入口法兰8的外端面的夹角Θ为：15°。
[0032] 入口加速段9的起始端直径为65mm，入口加速段9的末端面积为起始端面积的 0. 6 倍。
[0033] 入口导流板10圈数为0.25,高度L为入口加速段10竖向长度Ll+20mm，Ll为 100_，入口段7内径d为65_。
[0034] 对比例，采用筒体3、内筒体4、气态冷媒出口 6和油出口 5尺寸、结构与实施例相 同的扬州一万制冷设备有限公司的YF45型油气分离器。
[0035] 采用Ansys Fluent流体仿真软件对实施例和对比例的油气分离器建模仿真。在 入口速度分别为4m/s、10m/s和21m/s情况下，监测气态冷媒和油的混合流体的入口与气态 冷媒出口 6的压力，将入口的压力减去出口的压力，得到的差值为压降，实施例和对比例的 混合物压降见表1。将实施例和对比例的仿真结果绘制成入口流速与压降对比图，如图7所 示，通过实施例和对比例对比，说明本发明的空调系统中的油气分离器具有明显的降低压 降值的技术效果。
[0036] 表1实施例和对比例入口和出口压降仿真结果
[0037]
【主权项】
1. 一种空调系统中的油气分离器，筒体（3)上部设有气态冷媒和油的混合流体的入 口，其特征在于：所述入口为在筒体（3)上部连接有直管入口段（7)，入口段（7)伸进筒体 (3)内的端部连接管状的入口加速段（9)的起始端，入口加速段（9)的末端连接有弧状的入 口导流板（10)。
2. 根据权利要求1所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口段（7)的 外端端部联接有入口法兰巧）。
3. 根据权利要求2所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口法兰巧） 的外端面与入口加速段巧）的末端端面平行。
4. 根据权利要求3所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口段（7)的 轴线与入口法兰做的外端面之间的夹角巧为；60° <q)<9(T。
5. 根据权利要求4所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口加速段 (9)为锥形管，横截面为楠圆，其管壁在轴向剖面的形状为向内凸，入口加速段巧）的起始 端为圆形的大端，末端为楠圆形的小端，入口加速段（9)的起始端端面与入口法兰（8)的外 端面的夹角0为；〇。< 0 < 45。。
6. 根据权利要求5所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口加速段 (9)为楠圆横截面的长轴竖直。
7. 根据权利要求6所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口加速段 (9) 的末端面积为起始端面积的0. 5~0. 7倍，长短轴之比为1. 5~3。
8. 根据权利要求7所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口导流板 (10) 沿筒体（3)内壁设置在筒体（3)内，弧状呈阿基米德螺旋线形，圈数为0.3~1。
9. 根据权利要求8所述的空调系统中的油气分离器，其特征在于：所述入口导流板 (10)的高度大于入口加速段（9)末端的高度。
【专利摘要】本发明公开了一种空调系统中的油气分离器，要解决的技术问题是降低油气分离器压降，提高空调设备的能效。本发明采用以下技术方案：一种空调系统中的油气分离器,筒体上部设有气态冷媒和油的混合流体的入口,所述入口为在筒体上部连接有直管入口段，入口段伸进筒体内的端部连接管状的入口加速段的起始端，入口加速段的末端连接有弧状的入口导流板。本发明与现有技术相比，采用入口段、入口加速段和入口导流板的结构，润滑油与气态冷媒的油气混合流体从入口段进入后，不与油气分离器内部结构直接碰撞而被强制折转，使得油气分离器的压降减小，在分离效率相当的情况下，压降值减少10～50％，提高了空调设备的能效。
【IPC分类】F25B43-02
【公开号】CN104848616
【申请号】CN201510259184
【发明人】肖芳斌, 潘李奎, 游平, 吴海钦, 袁晶
【申请人】深圳麦克维尔空调有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月20日