CN113790552A - 气液分离器及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液分离器及空调器，其中气液分离器包括：外壳，设于外壳内的至少一个分离罐，分离罐和外壳之间形成外容腔，分离罐内部形成内容腔；一出气管连通内容腔和外壳的外部，一进气管在出气管的下方连通内容腔和外壳的外部，内容腔下部设有连通外容腔的出口。本发明提供的气液分离器具有内外双腔结构，利用内腔体较紧凑的空间以及较短的出气距离加快排气速率并减少气液再次相溶；内腔体通过气液分隔板分成上、下分离室，从进风口进入下分离室的气体经一级分离后经气液分隔板向上进入上分离室，此过程可实现气液二级分离进一步减少再次相溶和提高分离效率；可设置多个相互串联的分离罐以实现多级分离效果，使得气液分离更加彻底。

Description

气液分离器及空调器

技术领域

本发明属于空调气液分离器技术领域，更具体地说，是涉及一种分离效率高的气液分离器及应用其的空调器。

背景技术

目前市面上的大冷量制冷系统如空调器中，由于其冷媒量较大，在某些非正常工况如低温制热时，空调器的压缩机在吸气后由于吸入的气体带有液态冷媒及润滑油混合液，故易出现液击现象，并导致压缩机频繁带液启动，长期运行则会使压缩机发生损坏。此外，由于某些非常工况下压缩机吸气中存在液态冷媒，当携带液态冷媒的气体进入压缩机内部时，会使压缩机中的润滑油与液态冷媒相溶，从而导致润滑效果降低，进一步引起压缩机损坏。

现有技术中，用于空调器压缩机进气的气液分离器，普遍是设置一个单独的分离罐，该分离罐内部呈单一的腔体，带液气体（此处“液”指液态冷媒及润滑油形成的油液混合物）经进气管从分离罐外部通入腔体中，利用蒸汽和液体微粒的密度不同而产生不同的惯性作用，使压缩机回气中的液态微粒从与气体混合的状态分离出来，从而实现压缩机回气进入压缩机前的气液分离，最后将分离出的气体经出气管导出分离罐并引入压缩机中，油液混合物依靠重力滴落或沿腔壁滑落集中至分离罐底部，并可引出罐体进行再处理。这种单一腔体的分离罐结构，由于分离罐的腔体相对空间较大，带液气体进入腔体后由于气流与腔壁反复冲击作用，使得惯性分离后的气体在到达出气口的过程中部分与已分离的液体再次相溶，导致气液分离不够彻底，分离效率低、效果差。若减小分离罐的容积又使气液分离容积减小，同样会降低分离效率和效果。

因此，现有的空调器的气液分离器分离效率低是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有的空调器的气液分离器分离效率低的技术问题，提出一种分离效率高的气液分离器及应用其的空调器。

为解决以上问题，本发明采用的技术方案是：提供一种气液分离器，包括：外壳，设于外壳内的至少一个分离罐，分离罐和外壳之间形成外容腔，分离罐内部形成内容腔；一出气管连通内容腔和外壳的外部，一进气管在出气管的下方连通内容腔和外壳的外部，内容腔下部设有连通外容腔的出口。

进一步地，内容腔通过气液分隔板分隔成上分离室和下分离室，出气管连通上分离室和外壳的外部，进气管连通下分离室和外壳的外部。

优选地，分离罐设有两个以上，位于下方的分离罐的出气管与位于上方的分离罐的进气管相连通，位于最上方的分离罐的出气管连通外壳的顶部外侧。

进一步地，还包括：连通外容腔下部和外壳的外部的出液管。

优选地，气液分隔板包括多层过滤网。

优选地，过滤网的表面呈圆弧状。

优选地，出口设于下分离室的底端，一过滤出管穿过出口将下分离室与外容腔相连通。

优选地，分离罐的下部呈一外径逐渐缩小的过渡面。

优选地，分离罐通过一加强板固定连接于外壳的内壁。

优选地，出气管的一端穿过分离罐的顶端连通上分离室，出气管的另一端穿过外壳的顶端连通外壳的外部。

优选地，出气管的另一端与外壳之间设有衬套。

优选地，衬套和出气管之间还设有防尘塞。

本发明还提供一种空调器，包括换热器、压缩机，还包括上述的气液分离器，出气管与压缩机相连接。

与现有技术相比，本发明提供一种内外双腔结构的气液分离器，可利用现有分离器罐体作为外壳，在外壳中设置另一较小的分离罐，使得分离罐内部、外壳与分离罐之间形成内、外腔体，将带液气体从气液分离器外部空调系统中通过进气管引入内腔体后，利用内腔体较紧凑的空间以及较短的出气距离，实现加速气体和液态冷媒、润滑油颗粒惯性分离后向内腔体上部的出气口排出气液分离器至压缩机中的排气速率，以减少惯性分离后的气体在到达出气口的过程中部分与已分离的液体发生再次相溶，使得气液分离更彻底。

同时，本发明提供的气液分离器可在内腔体中部设置气液分隔板将内腔体分成上分离室和下分离室，外部带液气体经进气管通入下分离室后实现一级惯性分离，此时，分离后的气体由于密度小、质量轻而做上升运动，并通过气液分隔板的过滤网网孔进入上分离室中，最终从上分离室顶部的出气口排出气液分离器；此过程中一部分与气体再次混合的液体和残存在气体中的较大颗粒油液混合物因收到过滤网阻隔而从与气体混合状态分离出来，并附着在过滤网底部，最终因重力作用下，先透过气液分隔板落入下分离室并汇聚到下分离室下部，然后下分离室底部的过滤出管将汇聚在此处的液体引入分离罐和气液分离器的外壳之间的外腔体，并最终汇聚到外腔体底部；此外，经气液分隔板向上进入上分离室的气体中混合的残余细微颗粒液滴经惯性分离后在重力作用下汇聚到外腔体底部。即分离罐中设置气液分隔板可实现二级分离进一步减少气液再次相溶和提高气液分离效率。

此外，可在此单一分离罐即单一内腔的气液分离器上，增加一个至多个分离罐即内腔体结构，各分离罐间串联以实现多级分离效果，气液分离趋近彻底。

综上，本发明提供的气液分离器及应用其的空调器，减少了空调系统中压缩机吸气时吸入气液混合物导致液击现象的发生，保证压缩机工作正常、降低压缩机损坏概率、提高压缩机使用寿命。同时，减少了吸气中液态存在，降低因润滑油被稀释导致的压缩机发生磨损的概率。此外，还提高了液态冷媒及润滑油的回收再利用率，减少气分存液而提高了空调整机的能效水平，节省用电消耗和使用成本。

附图说明

图1为本发明提供的气液分离器的装配结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：1-外壳；11-吊钩；2-分离罐；21-过渡面；22-出口；3-外容腔；4-内容腔；41-上分离室；42-下分离室；43-气液分隔板；5-出气管；51-衬套；52-防尘塞；6-进气管；7-出液管；8-过滤出管；9-加强板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图1，本发明提供的气液分离器，包括：外壳1，设于外壳1内的至少一个分离罐2，分离罐2和外壳1之间形成外容腔3，分离罐2内部形成内容腔4；一出气管5连通内容腔4和外壳1的外部，一进气管6在出气管5的下方连通内容腔4和外壳1的外部，内容腔4下部设有连通外容腔3的出口22。本实施例中，分离罐2采用椭圆形罐体，且分离罐2整体呈上大下小的结构，以提高整体的油气分离的速度。作为优选的实施方式，分离罐2的下部呈一外径逐渐缩小的过渡面21，用于对分离后的油液混合物进行引流及缓冲。

作为另一种实施方式，分离罐2通过一加强板9固定连接于外壳1的内壁，该加强板9优选为连接在分离罐2的一侧（即单边设置），减少气液分离器整机在运行过程中的震动、固频共振及噪音、异响发生，同时保证整个罐体的结构强度，且不影响外腔体的储液功能。

作为优选的实施例，内容腔4通过气液分隔板43分隔成上分离室41和下分离室42，出气管5连通上分离室41和外壳1的外部，进气管6连通下分离室42和外壳1的外部。作为一种实施方式，气液分隔板43包括多层过滤网，通过过滤网的网孔层叠设置提高气液分离效率，并防止气体穿过气液分隔板43重新进入下分离室42而发生气液再次混合或气体串入过滤出管8造成引流断路。作为更优的实施方式，过滤网的表面呈圆弧状，以加大过滤网的过滤结构面积，防止发生堵塞。作为另一种实施方式，过滤网可以用过滤膜替代。作为一种实施例，内容腔4下部的出口22设于下分离室42的底端，一过滤出管8穿过出口22将下分离室42与外容腔3相连通，起到缓慢引流、减小冲击的作用。

在本实施例中，出气管5的一端穿过分离罐2的顶端连通上分离室41，出气管5的另一端穿过外壳1的顶端连通外壳1的外部。外壳1的顶端设有吊钩11，便于气液分离器运输及安装过程中的装夹提升。作为优选的实施方式，出气管5的另一端与外壳1之间设有衬套51，通过将衬套51与外壳1相焊接，起到固定出气管5和加强外壳1和出气管5连接处密封的作用。作为更优的实施方式，衬套51和出气管5之间还设有防尘塞52，用于在该处实现防止环境灰尘进入的作用。

在本实施例中，气液分离器下部设有连通外容腔3下部和外壳1的外部的出液管7，用于将汇聚在外容腔3底部的油液混合物引出气液分离器，以进行下一步油液分离回收处理。作为优选的实施方式，气液分离器设有液位控制装置，以保证外腔体底部的液体能够从气液分离器中通过出液管7顺利排出。对比常规的气液分离器，外腔体的有效容积优选为大于常规体积，以加大分离容积，提高分离效果。为加强气液分离的效率，分离罐2中的上分离室41和下分离室42可根据不同的系统需求进行容积选型，进气管6相对外壳1、分离罐2的罐体或下分离室42的高度位置可以进行调整。

本发明提供的气液分离器具有内外双腔结构，利用现有分离器罐体作为外壳1，在外壳1中设置另一较小的分离罐2，使得分离罐2内部、外壳1与分离罐2之间形成内、外腔体，将带液气体从气液分离器外部空调系统中通过进气管6引入内腔体后，利用内腔体较紧凑的空间以及较短的出气距离，实现加速气体和液态冷媒、润滑油颗粒惯性分离后向内腔体上部的出气口排出气液分离器至压缩机中，减少惯性分离后的气体在到达出气口的过程中部分与已分离的液体发生再次相溶，使得气液分离更彻底。

本发明提供的气液分离器还在内腔体中部设置气液分隔板43将内腔体分成上分离室41和下分离室42，其气液分离的工作流程及原理如下：首先，气液分离器外部、空调系统的压缩机回气管路中的带液气体经进气管6通入下分离室42后惯性分离，此时，分离后的气体由于密度小、质量轻而做上升运动，并通过气液分隔板43的过滤网网孔进入上分离室41中，最终从上分离室41顶部的出气口排出气液分离器；此过程中一部分与气体再次混合的液体和残存在气体中的较大颗粒油液混合物因收到过滤网阻隔而从与气体混合状态分离出来，并附着在过滤网底部，最终因重力作用下，先透过气液分隔板43落入下分离室42并汇聚到下分离室42下部，然后下分离室42底部的过滤出管8将汇聚在此处的液体引入分离罐2和气液分离器的外壳1之间的外腔体，并最终汇聚到外腔体底部；此外，经气液分隔板43向上进入上分离室41的气体中混合的残余细微颗粒液滴经惯性分离后在重力作用下汇聚到外腔体底部。因此，分离罐2中气液分隔板43的设置进一步提高了气液分离效率。

作为另一种优选的实施例，分离罐2设有两个以上（图中未示出），位于下方的分离罐2的上分离室41通过出气管5与位于上方的分离罐2的进气管6及其下分离室42相连通，位于最上方的分离罐2的上分离室41的出气管5连通外壳1的顶部外侧，每个分离罐2的下分离室42通过进气管6与系统压缩机回气管路连通，实现多级分离效果。

本发明还提供一种空调器，包括换热器、压缩机，还包括上述的气液分离器，进气管6与压缩机的回气管路相连接，出气管5与压缩机相连接，出液管7与用于分离液态冷媒和润滑油的油分离装置相连接，可以将分离后沉积在外腔体底部的液态冷媒和润滑油形成的混合液引出后二次分离，将分离后的液体冷凝引入换热器的冷媒管路，润滑油导入压缩机的回油管中，提高二者的回收利用率。

以上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。

Claims (13)

1.一种气液分离器，其特征在于,包括：外壳，设于所述外壳内的至少一个分离罐，所述分离罐和所述外壳之间形成外容腔，所述分离罐内部形成内容腔；一出气管连通所述内容腔和所述外壳的外部，一进气管在所述出气管的下方连通所述内容腔和所述外壳的外部，所述内容腔下部设有连通所述外容腔的出口。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述内容腔通过气液分隔板分隔成上分离室和下分离室，所述出气管连通所述上分离室和所述外壳的外部，所述进气管连通所述下分离室和所述外壳的外部。

3.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述分离罐设有两个以上，位于下方的分离罐的出气管与位于上方的分离罐的进气管相连通，位于最上方的分离罐的出气管连通所述外壳的顶部外侧。

4.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，还包括：连通所述外容腔下部和所述外壳的外部的出液管。

5.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分隔板包括多层过滤网。

6.如权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述过滤网的表面呈圆弧状。

7.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述出口设于所述下分离室的底端，一过滤出管穿过所述出口将所述下分离室与所述外容腔相连通。

8.如权利要求7所述的气液分离器，其特征在于，所述分离罐的下部呈一外径逐渐缩小的过渡面。

9.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述分离罐通过一加强板固定连接于所述外壳的内壁。

10.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述出气管的一端穿过所述分离罐的顶端连通所述上分离室，所述出气管的另一端穿过所述外壳的顶端连通所述外壳的外部。

11.如权利要求10所述的气液分离器，其特征在于，所述出气管的另一端与所述外壳之间设有衬套。

12.如权利要求11所述的气液分离器，其特征在于，所述衬套和所述出气管之间还设有防尘塞。

13.一种空调器，包括换热器、压缩机，其特征在于，还包括如权利要求1-12任一项所述的气液分离器，所述出气管与所述压缩机相连接。

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