油分离装置、冷凝器和制冷装置的制作方法

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种油分离装置、冷凝器和制冷装置。

背景技术：

冷凝器作为水冷螺杆机组的四大部件之一，其作用是在制冷循环中将压缩机排出的高温高压气态制冷剂冷凝成高压中温液态制冷剂。机组实际运行中，进入冷凝器的除压缩机排出的高温高压的气、液混合态制冷剂，还携带着大量润滑油。如果这部分润滑油积存在冷凝器内，不分离出来返回压缩机，不仅会减弱冷凝器的换热能力，还会导致压缩机因缺少润滑油润滑而损坏，系统无法持续、安全运行。

目前，机组为了解决润滑油的问题，保证系统的换热效率及持续安全运行的可靠性，通常采用油分离装置，以利用其对压缩机排除的气液混合态流体进行油气分离，分离后的气态制冷剂进入冷凝器，润滑油则直接返回压缩机，这样可避免润滑油进入冷凝器。

为达到油分的目的，现有的机组将油分离器内置于冷凝器中,进气口位于壳体上部轴向上设定位置于中间，冷媒从进气口进入油分离器腔体内后，气流分成两股分别流到两侧。之后气流从均流板中的均流孔均流，继而穿过汽液过滤网后再转到壳体与管束形成的空腔中换热，分离出来的油在回油槽聚集后从出油口中流出。

这种结构普遍存在的问题是：

第一、进气口在壳体上部轴向上设定的位置不在中间，而是位于中部两侧。不同的进口位置，冷媒通过油分离器两侧的流动阻力是不同的，进气口在轴向上相对于中间偏置距离越大，两侧的流动阻力差值就越大，通过汽液过滤网的含润滑油的气态冷媒在水平截面上流速相差大、流量分布不均匀，汽液过滤网没有得到合理的利用，油分效果差；

第二、进气口两侧的均流板开孔大小排列方式单一，导致冷媒在内置油分离器内部流场分布不均布，通过汽液过滤网的含润滑油的气态冷媒在水平截面上流量分布不均匀，汽液过滤网没有得到合理的利用，油分效果差。

技术实现要素：

为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种油分离装置、冷凝器和制冷装置，能够提高油分效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种油分离装置，其包括油分壳体和均流板，油分壳体具有进气口，均流板设置在油分壳体内，均流板上设有多个均流孔，进气口设置在油分壳体长度方向的中间位置偏置的位置，均流板对应于进气口在油分壳体上偏置侧的长度和均流孔的总开孔面积分别为第一长度l1和第一开孔面积s1，均流板对应于进气口在油分壳体上非偏置侧的长度和均流孔的总开孔面积分别为第二长度l2和第二开孔面积s2，第二开孔面积s2与第一开孔面积s1的比值大于第二长度l2与第一长度l1的比值：s2/s1>l2/l1。

进一步地，第一开孔面积s1＝(1-k×e)r×s；第二开孔面积s2＝k×e×r×s，其中，k为修正参数，k＞1；e为偏置率，e＝l2/(l2+l1)；速度比r为气态冷媒进入进气口处的进气流速v1与气态冷媒通过均流板的平均流速v2的比值，r＝v1/v2；s为进气口的开口面积。

进一步地，偏置率e的范围为1/2＜e＜2/3；修正参数k的范围为：1.1≤k≤1.4。

进一步地，多个均流孔的孔径d在远离进气口的长度方向上依次递增。

进一步地，均流板具有多个布孔区，均流孔在同一布孔区内的孔径d相等，多个布孔区中均流孔的孔径d在远离进气口的长度方向上依次递增。

进一步地，各个布孔区面积相等。

进一步地，相邻的均流孔呈等间距布置，相邻的均流孔在长度方向上的长度间距为m＝5～40mm，相邻的均流孔在宽度方向上的宽度间距为n＝5～40mm。

进一步地，多个布孔区中均流孔的孔径d在远离进气口的长度方向上呈等差数列依次递增。

进一步地，均流孔的孔径d的起始值为3～10mm，等差为1～6mm。

进一步地，相邻的均流孔在宽度方向上呈错开布置。

本发明还提供了一种冷凝器，其包括上述的油分离装置

本发明还进一步地提供了一种制冷装置，其包括上述的冷凝器。

由此，基于上述技术方案，本发明油分离装置将均流孔在均流板的偏置侧和非偏置侧的开孔面积根据对应的长度比来进行预设比例设置，考虑了冷媒通过油分离器两侧的流动阻力差，使得油分离器内部流场分布均匀，油分效果好。本发明提供的冷凝器和制冷装置也相应地具有上述有益技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明油分离装置实施例的横向剖视结构示意图；

图2为图1中a-a位置处的纵向剖视结构示意图；

图3为图1中b-b位置处的横向剖视结构示意图；

图4为本发明油分离装置中均流板一实施例的结构示意图；

图5为本发明油分离装置中均流板另一实施例的结构示意图。

各附图标记分别代表：

1、进气口；2、封板；3、上固定板；4、油分壳体；5、汽液过滤网；6、下固定板；7、均流板；71、均流孔；8、挡油板；9、出油口；10、回油槽。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明油分离装置一个示意性或具体的实施例中，如图1～图3所示，油分离装置包括封板2、上固定板3、油分壳体4、汽液过滤网5、下固定板6、均流板7、挡油板8、出油口9以及回油槽10、油分壳体4的封板2上具有进气口1，均流板7设置在油分壳体4内，均流板7上设有多个均流孔71，进气口1设置在油分壳体4长度方向的中间位置偏置的位置，均流板7对应于进气口1在油分壳体4上偏置侧的长度和均流孔71的总开孔面积分别为第一长度l1和第一开孔面积s1，均流板7对应于进气口1在油分壳体4上非偏置侧的长度和均流孔71的总开孔面积分别为第二长度l2和第二开孔面积s2，第二开孔面积s2与第一开孔面积s1的比值大于第二长度l2与第一长度l1的比值：s2/s1>l2/l1。

在该示意性的实施例中，本发明油分离装置将均流孔71在均流板7对应于进气口1在油分壳体4上的偏置侧和非偏置侧的开孔面积根据对应的长度比来进行预设比例设置，考虑了冷媒通过油分离器两侧的流动阻力差，使得油分离器内部流场分布均匀，通过汽液过滤网5的含润滑油的气态冷媒在水平截面上流量分布均匀，汽液过滤网5得到合理的利用，油分效果好。

需要说明的是，本发明中偏置侧是指进气口1在油分壳体4长度方向的中间位置偏置方向的一侧，非偏置侧是指进气口1在油分壳体4长度方向的中间位置偏置方向相反的另一侧。以图1所示的实施例为例，进气口1在油分壳体4长度方向的中间位置向左偏置，则左侧为偏置侧，右侧为非偏置侧。

具体地或优选地，第一开孔面积s1和第二开孔面积s2可根据如下公式获得：

s1＝(1-k×e)r×s；

s2＝k×e×r×s

其中，k为修正参数，k＞1；e为偏置率，e＝l2/(l2+l1)；速度比r为气态冷媒进入进气口1处的进气流速v1与气态冷媒通过均流板7的平均流速v2的比值，r＝v1/v2，进气流速v1与平均流速v2均可经过实际情况进行设定，具体地，v2＝1m/s～6m/s，r＝3～20；s为进气口1的开口面积。

根据质量守恒定律，进入进气口的冷媒量和排出均流孔的冷媒量相等，即：v1×s＝v2×(s1+s2)，由r＝v1/v2可得出：r×s＝(s1+s2)；

由s2/s1>l2/l1可得出：s2/(s1+s2)＞e＝l2/(l1+l2)，此时设定修正参数k＞1，从而推出：s2＝k×(s1+s2)×e＝k×e×r×s；继而获得：s1＝(1-k×e)r×s。

优选地，修正参数k的范围为：1.1≤k≤1.4。偏置率e的范围为1/2＜e＜2/3，即如图1所示，进气口1设置在油分壳体4长度方向的中间位置偏置的偏置量为x，x取值为0＜x＜(l1+l2)/6，通过实践证明，这样的偏置距离能在一定程度上能减小冷媒在两侧的流动阻力的差值，是冷媒在油分离器内部流场分布均匀的必要条件。

作为对上述实施例的改进，多个均流孔71的孔径d在远离进气口1的长度方向上依次递增。通过在均流板7上在远离进气口1的长度方向上设置孔径d依次递增的均流孔71，实验证明能够有效保证油分离器内部流场分布均匀，从而提高油分效果。

作为对上述实施例的具体或优选，如图3所示，均流板7具有多个布孔区l1～l4，r1～r8，均流孔71在同一布孔区(例如r2)内的孔径d相等，多个布孔区中均流孔71的孔径d在远离进气口1的长度方向上依次递增。其中，优选地，各个布孔区面积相等，当然也可以不相等。优选地，如图4和图5所示，相邻的均流孔71呈等间距布置，相邻的均流孔71在长度方向上的长度间距为m＝5～40mm，相邻的均流孔71在宽度方向上的宽度间距为n＝5～40mm。

作为对上述实施例的具体或优选，多个布孔区中均流孔71的孔径d在远离进气口1的长度方向上呈等差数列依次递增。具体地，均流孔71的孔径d的起始值为3～10mm，等差为1～6mm。当然，均流孔71在偏置侧的等差和非偏置侧的等差可以相等，也可以不相等。

对于均流板的偏置侧和非偏置侧，其各个布孔区在长度方向上的孔排数在3～20之间。

作为一个可替代的优选实施例，如图4所示，相邻的均流孔71在宽度方向上呈错开布置，时间证明该实施例也能获得较好的油分效果。

本发明还提供了一种冷凝器，其包括上述的油分离装置。由于本发明油分离装置能够提高油分效果，相应地，本发明冷凝器也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种制冷装置，其包括上述的冷凝器。由于本发明冷凝器能够提高油分效果，相应地，本发明冷凝器也具有上述的有益技术效果，在此也不再赘述。

以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。