CN106247706B - 一种气液分离器及具有其的空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液分离器及具有其的空调机组，所述气液分离器包括具有内部容积腔的容器(1)，所述容器(1)上设置有用于通入气液混合流体的进液管(2)和用于排出气体的出气管(3)，其中所述进液管(2)包括设置于所述容器(1)的壁上的进口段(21)和与所述进口段(21)相连的位于所述容积腔中的出口段(22)，并且所述出口段(22)在竖直方向上比所述进口段(21)高出一段预设距离。通过本发明将进液管设置为两段且将出口段设置为比进口段高度高的方式，能够有效地将该最低位置升高，即有效地将液位进行了提高，从而有效地增加了气液分离器的有效容积，使得容积利用率得到有效的提高。

Description

一种气液分离器及具有其的空调机组

技术领域

本发明属于分离技术领域，具体涉及一种气液分离器及具有其的空调机组。

背景技术

现有气液分离器是大型商用热泵机组必备的重要元器件之一，但是目前使用的气液分离器体积庞大，重量大，气分容积利用率低，严重限制了机组整机结构多样化设计和多功能开发，而小体积、高容积使用率的汽液分离器是解决问题的关键。

由于现有技术中的气液分离器存在体积庞大、重量大、气分容积利用率低等技术问题，因此本发明研究设计出一种气液分离器及具有其的空调机组。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的气液分离器存在容积利用率低的缺陷，从而提供一种气液分离器及具有其的空调机组。

本发明通过一种气液分离器，其包括具有内部容积腔的容器，所述容器上设置有用于通入气液混合流体的进液管和用于排出气体的出气管，其中所述进液管包括设置于所述容器的壁上的进口段和与所述进口段相连的位于所述容积腔中的出口段，并且所述出口段在竖直方向上比所述进口段高出一段预设距离。

优选地，所述出口段的上端沿水平方向上的长度大于其下端沿水平方向上的长度，从而在其自由端形成具有使流体流出的倾斜的出口面。

优选地，所述倾斜的出口面与水平面之间具有一个0-90度之间的夹角。

优选地，所述出口段与所述进口段之间还设置有用于连接二者的连接段。

优选地，所述连接段为呈“S”形状的管。

优选地，所述连接段与所述出口段、和/或所述连接段与所述进口段之间采用焊接连接；

或者，所述连接段与所述出口段和所述进口段一体成型。

优选地，所述出气管为U形结构的管，且一端位于所述容积腔内部能使得容积腔内气体流入该出气管中、另一端以贯穿所述容器的壁的方式与外界连通。

优选地，所述出气管的所述一端设置为与所述进液管的所述出口段不相对的位置。

优选地，所述出气管的所述一端具有由沿水平方向两侧的管壁高度不同而形成的使气流进入的倾斜的进口面。

本发明还提供一种空调机组，其包括前述的气液分离器。

本发明提供的一种气液分离器及具有其的空调机组具有如下有益效果：

1.本发明的气液分离器及具有其的空调机组，通过将进液管设置为两段且将出口段设置为比进口段高度高的方式，由于容积腔中的液态冷媒的最高液面不能超过出口段的最低位置，因此这样能够有效地将该最低位置升高，即有效地将液位进行了提高，从而有效地增加了气液分离器的有效容积，使得容积利用率得到有效的提高；

2.本发明的气液分离器及具有其的空调机组，能够在获得相同容积有效使用率的情况下，减小气液分离器的体积，使得气液分离器可以做得体积更小、重量更轻、使其成本更低，减小其在尤其是空调整机中所占用的空间；

3.本发明的气液分离器及具有其的空调机组，由于将气液分离器的有效使用率得到了提高，且占用空间更小，能够使得具有其的空调机组尤其是单机头大型商用热泵机组朝大冷量方向发展。

附图说明

图1是本发明的气液分离器的内部结构示意图；

图2是图1的A-A方向的截面示意图。

图中附图标记表示为：

1—容器，2—进液管，21—进口段，22—出口段，23—连接段，3—出气管，4—底板，5—截止阀，6—密封件。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明提供一种气液分离器，其包括具有内部容积腔的容器1，所述容器1上设置有用于通入气液混合流体的进液管2和用于排出气体的出气管3，其中所述进液管2包括设置于所述容器1的壁上用于通入气液混合流体的进口段21和与所述进口段21相连的位于所述容积腔中的用于将气液混合流体导入所述容积腔中的出口段22，并且所述出口段22在竖直方向上比所述进口段21高出一段预设距离。

1.本发明的气液分离器，主要是通过重力沉降的方式将气液进行分离，通过将进液管设置为两段且将出口段设置为比进口段高度高的方式，由于容积腔中的液态冷媒的最高液面不能超过出口段的最低位置，因此这样能够有效地将该最低位置升高，即有效地将液位进行了提高，从而有效地增加了气液分离器的有效容积，使得容积利用率得到有效的提高；

2.本发明的气液分离器，能够在获得相同容积有效使用率的情况下，减小气液分离器的体积，使得气液分离器可以做得体积更小、重量更轻、使其成本更低，减小其在尤其是空调整机中所占用的空间。

优选地，所述出口段22的上端沿水平方向上的长度大于其下端沿水平方向上的长度，从而在其自由端形成具有使流体流出的倾斜的出口面。通过对进液管的出口段的出面进行改进，将其加工为上述结构形式的倾斜斜面，能够使得该出口面的上端比下端要长，能够使得流体尽可能地朝向下方的方向被通入到容器的容积腔中，防止流体向上流至容器顶壁而再回流使得流体加大混合力度、不容易分离的情况的发生，从而有效且进一步地提高了气液分离效率。

优选地，所述倾斜的出口面与水平面之间具有一个0-90度之间的夹角。这是本发明的出口段管的出口面形成倾斜斜面的具体方式和结构形式，当该夹角为0度时，出口面为水平方向，出口流体完全朝向下方，其为最理想且效率最高的状态、但是加工实施起来难度较大，当该夹角为90度时，出面为竖直方向，出口流体朝向水平方向，该状态下流体未朝向下方，因此其也为该夹角的另一临界点。

优选地，所述夹角为45度。这是本发明的进液管的出口段的出口面的倾斜角度的最优选的实施形式，加工简单方便，且排流效果好。

优选地，所述出口段22与所述进口段21之间还设置有用于连接二者的连接段23。通过连接段的方式除了能将出口段与进口段之间有效地连通之外、还能进一步有效地提升出口段的高度，提升其高出进口段的距离，从而进一步有效地提升气液分离器的容积效率。

优选地，所述连接段23为呈“S”形状的管。这是本发明的气液分离器的进液管的连接段的优选结构形式，通过“S”形状的管，能够最简单且有效地保证出流方向不变的同时改变其出流的位置(高度)。当然也不局限于该中结构形式的管，也可做成例如“Z”形的管等等。

优选地，所述连接段23与所述出口段22、和/或所述连接段23与所述进口段21之间采用焊接连接；

或者，所述连接段23与所述出口段22和所述进口段21一体成型(优选采用管路成型模具一体成型)。

这是本发明的气液分离器的出口段、进口段和连接段的具体的加工成型方式，通过焊接方式可以使得彼此可以分段地加工、但连接处可能会存在强度较低、密封不好等情况，通过管路成型模具一体成型的方式可以使得结构强度均匀统一，但加工成本较高、精度较大。可以根据实际情况进行不同的选择。

优选地，所述出气管3为U形结构的管，且一端位于所述容积腔内部能使得容积腔内气体流入该出气管中、另一端以贯穿所述容器1的壁的方式与外界连通。这是本发明的出气管的优选种类和结构形式，通过采用U形管的方式，能够有效地通过一端设置于容积腔中用于进气、另一端伸出容器壁用于出气，实现排气的功能和效果。

优选地，所述出气管3的所述另一端贯穿所述容器1的位于顶部的顶壁。这是本发明的出气管的更进一步优选的设置形式，由于气体的密度较低，因此在通常情况下其肯定会沿竖直方向向上走，因此将U形管伸出容器顶壁能够将气体自动地排出容器中，避免了排气还要提供动力(例如压力)等情况，节省了能源，提高了效率。

优选地，所述出气管3的所述一端设置为与所述进液管2的所述出口段22不相对的位置。将出气管的该一端设置为与进液管的出口段不相对，能够防止从进液管中流入的流体直接通过出气管的该一端进入出气管中，进而导致未经分离的气液两相流体被排出容器、达不到分离的效果的情况的发生，保证气液分离器的分离效果。

优选地，所述出气管3的所述一端具有由沿水平方向两侧的管壁高度不同而形成的使气流进入的倾斜的进口面。通过对出气管的所述一端的进口面进行改进，将其加工为上述结构形式的倾斜斜面，能够使得该出口面的左端比右端要长、或右端比左端长，能够使得分离出来的气体尽可能地朝向下方的方向被通入到出气管中，从而有效且进一步地提高了气液分离效率。

本发明还提供一种空调机组，其包括前述的气液分离器。

1.本发明的空调机组，通过包括前述的气液分离器，主要是通过重力沉降的方式将气液进行分离，通过将进液管设置为两段且将出口段设置为比进口段高度高的方式，由于容积腔中的液态冷媒的最高液面不能超过出口段的最低位置，因此这样能够有效地将该最低位置升高，即有效地将液位进行了提高，从而有效地增加了气液分离器的有效容积，使得容积利用率得到有效的提高；

2.本发明的空调机组，能够在获得相同容积有效使用率的情况下，减小气液分离器的体积，使得气液分离器可以做得体积更小、重量更轻、使其成本更低，减小其在尤其是空调整机中所占用的空间。

3.本发明的空调机组，由于将气液分离器的有效使用率得到了提高，且占用空间更小，能够使得具有其的空调机组尤其是单机头大型商用热泵机组(单机头热泵机组指的是单个压缩机的热泵空调机组)朝大冷量方向发展(同样体积的气分有效容积的增大能有效地增大热泵机组的制冷量和制热量)。

下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例

本发明创造的发明点在于：通过优化内部结构提高容积有效使用率，减小汽液分离器体积。

有益效果：1、实现相同有效容积的汽液分离器体积更小，提高容积使用率；2、汽液分离器体积小，重量轻，成本低，在整机中所占用的空间小；3、有利于单机头大型商用热泵机组(单机头热泵机组指的是单个压缩机的热泵空调机组)朝大冷量方向发展(同样体积的气分有效容积的增大能有效地增大热泵机组的制冷量和制热量)。

优选图纸说明：结构优化前后的区别在于进液管的结构。优化前进液管进出口的高度一致均为417mm，优化后结构上增加连接段23和出口段22，使得进液管2出口高度比进口高度高207mm。

汽液分离器是商用大型中央空调热泵机组非常重要的元器件之一，空调热泵机组在制冷制热模式切换时会把多余的冷媒存储在汽液分离器中，以此保护机组运行可靠性。随着空调机组制冷量的加大，汽液分离器的有效容积也必须随之加大才能确保多余的液态冷媒不被带入压缩机吸气口。而单纯加大汽液分离器的体积不提高其容器有效使用率则导致气分体积非常大，直接影响空调机组内部其他元器件的摆放固定和管路的布局，限制单机头空调热泵机组朝大冷量方向发展。经过研究汽液分离器进液管出口的高度是决定汽液分离器有效容积大小的关键，在实际使用时液态冷媒的最高液面不能超过进液管出口的最低位置，否则液态冷媒影响系统可靠性。基于汽液分离器的工作原理和有效容积计算方法，在不改变汽液分离器体积的条件下优化内部结构，引入连接段23和出口段22，可提高汽液分离器容积使用率。

具体实施方法：引入连接段23和出口段22，通过焊接方式将连接段23、出口段22以及进口段21焊接在一起，使汽液分离器进液管2出口的高度抬高。以上述图纸为例，汽分的有效容积可提高50％左右(207/417＝49.64％，数据来自图2)。

要抬高进液管2出口高度也可以使用管路成形模具和其他加工工艺达到目的。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气液分离器，其特征在于：包括具有内部容积腔的容器(1)，所述容器(1)上设置有用于通入气液混合流体的进液管(2)和用于排出气体的出气管(3)，其中所述进液管(2)包括设置于所述容器(1)的壁上的进口段(21)和与所述进口段(21)相连的位于所述容积腔中的出口段(22)，并且所述出口段(22)在竖直方向上比所述进口段(21)高出一段预设距离；

所述出口段(22)的上端沿水平方向上的长度大于其下端沿水平方向上的长度，从而在其自由端形成具有使流体流出的倾斜的出口面；且所述出气管(3)与所述容器(1)的连接位置高于所述进液管(2)与所述容器的连接位置。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于：所述倾斜的出口面与水平面之间具有一个0-90度之间的夹角。

3.根据权利要求1-2之一所述的气液分离器，其特征在于：所述出口段(22)与所述进口段(21)之间还设置有用于连接二者的连接段(23)。

4.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于：所述连接段(23)为呈“S”形状的管。

5.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于：所述连接段(23)与所述出口段(22)、和/或所述连接段(23)与所述进口段(21)之间采用焊接连接；

或者，所述连接段(23)与所述出口段(22)和所述进口段(21)一体成型。

6.根据权利要求1-2之一所述的气液分离器，其特征在于：所述出气管(3)为U形结构的管，且一端位于所述容积腔内部能使得容积腔内气体流入该出气管中、另一端以贯穿所述容器(1)的壁的方式与外界连通。

7.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于：所述出气管(3)的所述一端设置为与所述进液管(2)的所述出口段(22)不相对的位置。

8.根据权利要求6所述的气液分离器，其特征在于：所述出气管(3)的所述一端具有由沿水平方向两侧的管壁高度不同而形成的使气流进入的倾斜的进口面。

9.一种空调机组，其特征在于：包括权利要求1-8之一所述的气液分离器。