一种空调系统及油分离器的制作方法

1.本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及油分离器。


背景技术：

2.在现有制冷系统中，压缩机的制冷剂排气通过进气管进入油分离器，制冷剂气流中携带的润滑油液滴与气体发生分离，气体通过出气管排出油分离器；分离出来的润滑油，则沉积到油分离器底部，底部的回油结构,将润滑油通过一回油管回到压缩机吸气管进而回到压缩机,该回油管直径较小,当油分离器中有杂质时，回油管容易堵塞,造成润滑油无法回到压缩机而缺油烧毁；当分离出来的润滑油较少时，由于回油管一直连通压缩机吸气管，回油过程中油位下降，导致回油管的进口不能全部被液态润滑油淹没，油分离器内的高压制冷剂气体会通过该回油管旁通到压缩机吸气管，造成高压制冷剂气体短路，降低制冷系统的制冷量和能效。另外，油分离器的滤网为平板型，滤网入口迎风面积较小，滤网中制冷剂气流流速大，导致现有油分离器油分离效率低，气体流动阻力大，也会影响油分离效率和制冷系统性能。


技术实现要素：

3.本技术的一些实施例中，提供了一种空调系统及油分离器,其设置有倾斜的过滤网和浮球阀，且本技术采用内外筒结构，本技术结构简单、可靠，制作加工方便，同时本技术通过在内筒的进口侧设置倾斜的过滤网过滤油气混合物，提高了油分离效率和制冷系统性能，同时本技术通过设置浮球阀调节回油管的内截面积，能够保证各种运行工况下，油分离器中分离出来的润滑油都能够较快地回到压缩机，且不会发生制冷剂气体旁通短路问题。
4.本技术的一些实施例中，采用内外筒结构，本技术中含有油滴的制冷剂气体通过进气管沿外筒体的切向进入内外筒之间的环形空间，螺旋旋转向下流动，在离心力和惯性作用下，部分油滴从气流中分离，油沿外筒体内表面向下流动到外筒体底部，含部分油滴的气体则从内筒进口进入内筒，通过倒v型过滤网进一步分离气流中的油滴，被倒v型过滤网分离下来的油滴会滴到外筒体底部，气体则从出气管流出油分离器，汇集到外筒体底部的润滑油通过浮力作用于浮球阀，使其上移或下移，活塞与回油管内表面之间的回油流通截面积发生变化，润滑油通过回油管回到压缩机，因此，本技术结构简单、可靠，制作加工方便。
5.本技术的一些实施例中，增设了过滤网，本技术通过在所述筒体的内部设置倾斜的过滤网，制冷剂气体进入到所述外筒体内后，全部需要经所述过滤网过滤后才能进入出气管，且本技术的过滤网中制冷剂气流流速小，气体流动阻力小，从而提高了油分离效率和制冷系统性能。
6.本技术的一些实施例中，改进了所述浮球阀，当油分离器中分离出来的油较多时，外筒体内油位升高，浮球阀上移，回油的流通面积增大，流量增大，油通过回油管和压缩机吸气管迅速回到压缩机，同时阻止外筒体内油位继续上升，防止了现有技术中回油管因管
径小导致的回油速度慢(回油不及时)或外筒体内沉积过多的润滑油而导致压缩机缺油，从而造成压缩机烧毁等故障；当油分离器中分离出来的油较少时，外筒体内油位下降，浮球阀下移，回油的流通面积逐渐减小，直至关闭，防止了现有技术中因回油管一直连通压缩机吸气管(无法关闭)而导致大量外筒体内的高压制冷剂气体通过回油管和压缩机吸气管进入压缩机吸气口而发生制冷剂旁通短路问题，避免了制冷系统制冷量和能效的降低。
7.本技术的一些实施例中，提供了一种油分离器,其包括：外筒体、分别连通于所述外筒体上的进气管、出气管和回油管、以及设置于所述外筒体内部内筒体，所述内筒体对应套设在所述出气管下方，与所述出气管共同在所述外筒体内部形成出气通道；所述内筒的进口侧设置倾斜的过滤网，用以过滤油气混合物，所述回油管对应位置还设置有浮球阀。
8.本技术的一些实施例中，所述内筒体与所述出气管同轴设置。
9.本技术的一些实施例中，所述过滤网外沿与所述内筒体内壁固定连接，所述过滤网占据所述内筒体形成的出气通道全部面积，且所述过滤网截面呈倒v形。
10.本技术的一些实施例中，所述过滤网与所述内筒体径向的夹角为20
‑
60
°
。
11.本技术的一些实施例中，所述外筒体内部还设置有滑动限位杆，所述滑动限位杆固定安装于所述外筒体内腔，所述滑动限位杆与连通于所述外筒体底部的所述回油管通径口的中心轴线位置重合；所述浮球阀的阀芯位置开设有通孔，所述浮球阀通过所述通孔可滑动地套设在所述滑动限位杆上，所述浮球阀通过沿所述滑动限位杆轴向运动以控制所述回油管通径口与所述外筒体内腔的连接关系。
12.本技术的一些实施例中，所述浮球阀包括浮球和固定连接于浮球底部的活塞，所述活塞与所述回油管通径口位置对应，通过所述浮球带动所述活塞沿所述滑动限位杆轴向移动，以控制所述活塞与所述通径口的相对位置，进而控制所述回油管与所述外筒体内腔的连通或封闭状态。
13.本技术的一些实施例中，所述活塞设置为倒活塞，且所述倒活塞的形状具体设置为：至少存在一个横截面能够完全占据所述回油管通径口横截面的全部面积。
14.本技术的一些实施例中，当油液浸没浮球直径长度的十分之一时，此时油液对所述浮球产生的浮力等于所述浮球和所述活塞受到的重力之和，即，(m m)g＝ρgv；其中，m为所述浮球的质量，m为所述活塞的质量，g为重力加速度，ρ为油液的密度，v为当油液浸没浮球直径长度的十分之一时，所述浮球和活塞的排液量。
15.本技术的一些实施例中，一种空调系统，包括压缩机，所述压缩机通过四通阀依次串联连接有冷凝器、膨胀阀和蒸发器；所述压缩机与所述四通阀之间还设置有油分离器，所述油分离器的进气管连通于所述压缩机的排气口，所述油分离器的出气管连通于所述四通阀，所述油分离器的回油管连通于所述压缩机的吸气口。
附图说明
16.图1是本技术的一些实施例中油分离器的结构示意图之一；
17.图2是本技术的一些实施例中图1“a”处的放大示意图；
18.图3是本技术的一些实施例中油分离器的结构示意图之一；
19.图4是本实用新型的实施例中浮球阀整体结构示意图之一；
20.图5是本实用新型的实施例中浮球阀沿倒锥体向浮球方向的俯视图的结构示意
图；
21.图6是本技术的一些实施例中浮球阀整体结构示意图之一；
22.图7是本技术的一些实施例中浮球阀整体结构剖视图；
23.图8是本技术的一些实施例中封闭状态下，浮球阀与回油管通径口的位置关系示意图；
24.图9是本技术的一些实施例中半连通状态下，浮球阀与回油管通径口的位置关系示意图；
25.图10是本技术的一些实施例中连通状态下，浮球阀与回油管通径口的位置关系示意图；
26.图11是本技术的一些实施例中空调系统连接示意图。
27.附图标记：
28.100、外筒体；110、内筒体；120、进气管；130、出气管；140、回油管；200、过滤网；300、浮球阀；310、活塞；320、浮球；330、通孔；400、滑动限位杆。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
30.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.如图11所示，本技术的一些实施例中，空调系统主要包括：压缩机，压缩机通过四通阀依次串联连接有冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
34.空调系统通过使用压缩机、换热器等来执行空调系统的制冷/热循环，制冷/热循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
35.低温低压状态的制冷剂气体进入压缩机后经压缩机压缩形成高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩机，所排出的高温高压的制冷剂气体经油分离器、四通阀流入冷凝器，热量通过冷凝过程释放到周围环境，制冷剂冷凝成液相。
36.冷凝器与蒸发器之间设置有膨胀阀，膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低温低压状态的气液两相制冷剂，然后进入蒸发器，液体制冷剂蒸发成
为制冷剂气体，然后经四通阀返回到压缩机，蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热交换来实现空调制冷效果。
37.四通阀设有四个接口，分别与压缩机、冷凝器、蒸发器、油分离器相连，以控制冷媒的流向、流速。
38.压缩机与四通阀之间设有油分离器，以将流入油分离器的气态制冷剂和润滑油进行油气分离，油分离器分离出来的润滑油再通过回油管140回到压缩机，防止压缩机因缺油而烧毁等故障的发生。
39.油分离器用于将外筒体100内分离的气体和润滑油分别排出外筒体100，且控制排出的润滑油的速度适当(过高的回油速度会造成液击而损坏压缩机)。
40.本实施例中，以制冷运行举例说明，从压缩机排出的携带有润滑油油滴的高温高压气态制冷剂进入油分离器，被油分离器分离为气态制冷剂和液态润滑油，分离出来的润滑油沉积到油分离器的下部，油液经回油管140进入压缩机吸气口，从而进入压缩机。分离出来的气态制冷剂则经油分离器上部的出气管130流出油分离器，然后经四通阀进入冷凝器，热量通过冷凝过程释放到周围环境，制冷剂冷凝成液相，冷凝器与蒸发器之间设置有膨胀阀，膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低温低压状态的气液两相制冷剂，然后进入蒸发器，液体制冷剂蒸发成为制冷剂气体，形成制冷效果，然后制冷剂气体经四通阀进入压缩机吸气口，进而进入压缩机。由此，完成一个完整的制冷循环。
41.需要说明的是，制热运行时，整个空调系统为上述制冷运行实施例的逆过程。
42.如图1所示，本技术的一些实施例中，油分离器由外筒体100、内筒体110、进气管120、出气管130、回油管140、过滤网200和浮球阀300组成。
43.油分离器用于将外筒体100内分离的气体和润滑油液体分别排出外筒体100，且控制排出液体的速度适当。
44.油分离器设置在压缩机和四通阀之间。
45.需要说明的是，本技术的内筒体110与出气管130同轴设置。
46.如图1所示，本技术的一些实施例中，外筒体100和内筒体110，外筒体100和内筒体110均为筒状结构。
47.其中，内筒体110设置在外筒体100内部，且外筒体100上连通有进气管120、出气管130和回油管140。
48.需要说明的是，本技术的内筒体110对应套设在出气管130下方，与出气管130共同在外筒体100内部形成出气通道。
49.进一步的，本技术采用内外筒结构，本技术中含有油滴的制冷剂气体通过进气管120沿外筒体100的切向进入内外筒之间的环形空间，螺旋旋转向下流动，在离心力和惯性作用下，部分油滴从气流中分离，油沿外筒体100内表面向下流动到外筒体100底部，含部分油滴的气体则从内筒进口进入内筒，通过倒v型过滤网200进一步分离气流中的油滴，被倒v型过滤网200分离下来的油滴会滴到外筒体100底部，气体则从出气管130流出油分离器，汇集到外筒体100底部的润滑油通过浮力作用于浮球阀300，使其上移或下移，活塞310与回油管140内表面之间的回油流通截面积发生变化，润滑油通过回油管140回到压缩机，因此，本技术结构简单、可靠，制作加工方便。
50.需要说明的是，本技术的进气管120连通于压缩机，出气管130连通于四通阀，回油
管140连通于压缩机吸气口。
51.如图1所示，本技术的一些实施例中，过滤网200，过滤网200为网状倒v形结构。
52.过滤网200用于过滤油气混合物中的润滑油。
53.过滤网200设置在内筒进口侧。
54.需要说明的是，本技术的过滤网200倾斜设置在内筒的进口侧，过滤网200外沿与内筒体110内壁固定连接，过滤网200占据内筒体110形成的出气通道全部面积。
55.更进一步的，本技术的过滤网200与内筒体径向的夹角为20
‑
60
°
。
56.在此需要注意的是，本技术通过在筒体的内部设置倾斜的过滤网200，制冷剂气体进入到外筒体100内后，全部需要经过滤网200过滤后才能进入出气管130，且本技术的过滤网200中制冷剂气流流速小，气体流动阻力小，从而提高了油分离效率和制冷系统性能。
57.本技术通过在筒体的内部设置倾斜的过滤网200，制冷剂气体进入到外筒体100内后，全部需要经过滤网200过滤后才能进入出气管130，通过采用倾斜设置的倒v形过滤网200，增加了滤网200的迎风面积，滤网中制冷剂气流流速小，滤网200的油分离效率低，气体流动阻力小，从而提高了油分离效率和制冷系统性能。通过采用倾斜设置的倒v形过滤网200，还增大了由出气管130流出的油气混合态制冷剂气体与过滤网200的接触面积，碰撞拦截气体中的油滴，并可以通过粘附在过滤网200上的油滴的粘性作用，对制冷剂气体中的油滴进行吸附，明显地提高了油气分离的效果。
58.如图2
‑
10所示，本技术的一些实施例中，浮球阀300，浮球阀300由浮球320和活塞310组成，
59.浮球阀300用于调节回油管140的内截面积。
60.浮球阀300连接于回油管140，其中，外筒体100内部还设置有滑动限位杆400，滑动限位杆400固定安装于外筒体100内腔，滑动限位杆400与连通于外筒体100底部的回油管140通径口的中心轴线位置重合，浮球阀300的阀芯位置开设有通孔330，浮球阀300通过通孔330可滑动地套设在滑动限位杆400上，浮球阀300通过沿滑动限位杆400轴向运动以控制回油管140通径口与外筒体100内腔的连接关系。
61.如图2
‑
10所示，本技术的一些实施例中，浮球320和活塞310，其中浮球320为球状结构。
62.浮球320用于带动活塞310沿滑动限位杆400轴向移动，以控制活塞310与通径口的相对位置，进而控制回油管140与外筒体100内腔的连通或封闭状态。
63.浮球320安装在浮球阀300内，活塞310固定连接于浮球320底部。
64.需要说明的是，本技术的活塞310设置为倒活塞310，且倒活塞310的形状具体设置为：至少存在一个横截面能够完全占据回油管140通径口横截面的全部面积。
65.进一步的，本技术的一些实施例中，本技术的浮球阀300调节回油通道截面积从而调节回油速度，用于解决现有油分离器回油孔易堵塞，且油分离器内容易积存较高油位和回油速度不可调节的问题,由于本实用新型回油流通截面积是可调节的，故能够保证空调系统在各种工况下，油分离器中分离出来的润滑油都能够较快地回到压缩机，且回油速度适当，回油量不发生液击，从而保证了压缩机的正常运行。
66.如图2
‑
10所示，本技术的一些实施例中，浮球320大小和整个浮球阀300的质量被配置为：当油液浸没浮球320直径长度的十分之一时，此时油液对浮球320产生的浮力等于
浮球320和活塞310受到的重力之和，即，(m m)g＝ρgv；
67.其中，m为浮球320的质量，m为活塞310的质量，g为重力加速度，ρ为油液的密度，v为当油液浸没浮球320直径长度的十分之一时，浮球320和活塞310的排液量。
68.需要说明的是，当罐体内的油液高度刚好达到浮球320直径长度的十分之一时，浮球阀300的重力与受到油液对其的浮力二力平衡，随着罐体内油液的增加，浮球阀300沿滑动限位杆400轴向随着油液的液面高度的增加而上升，活塞310由回油管140通径口位置脱离，回油管140通径口随着活塞310的脱离逐渐张开，直到活塞310底部与回油管140通径口平面平齐，回油管140通径口的张开度达到最大值100％，为回油管140通径口横截面的全部面积。
69.基于上述实施例，活塞310与回油管140通径口的连接关系包括连通、半连通或封闭三种状态(图中，l为浮球320球体的直径长度)；
70.如图8所示(图中，l为浮球320球体的直径长度)，当罐体内部没有油液或罐体内的油液高度不超过浮球320直径长度的十分之一时，活塞310将回油管140通径口完全封闭，此时活塞310与回油管140通径口的连接关系为封闭状态，回油管140通径口横截面张开度为0％，可以防止现有技术中由于回油管一直连通压缩机吸气管而无法关闭，油分离器内的高压制冷剂气体会通过该回油管旁通到压缩机吸气管，造成高压制冷剂气体短路，从而降低制冷系统的制冷量和能效的问题。
71.如图9所示(图中，l为浮球320球体的直径长度)，在封闭状态的基础上，当罐体内部的油液高度高于浮球320直径长度的十分之一且低于浮球320直径长度的十分之一和活塞310的高度之和时，浮球320受到油液的浮力作用，且沿滑动限位杆400轴向随着油液的液面的实时高度发生变化，活塞310在浮球320的带动下由回油管140通径口位置脱离，此时活塞310与回油管140通径口的连接关系为半连通状态，回油管140通径口横截面张开度为：大于0％且小于100％；
72.如图10所示(图中，l为浮球320球体的直径长度)，当罐体内部的油液高度大于或等于浮球320直径长度的十分之一和活塞310的高度之和时，活塞310由回油管140通径口位置完全脱离，此时活塞310与回油管140通径口的连接关系为连通状态，回油管140通径口横截面张开度为100％。
73.如图1
‑
10所示，本技术的一些实施例中，本技术的油分离器的工作原理：
74.制冷系统在运行时，压缩机排气中会含有油滴，携带油滴的制冷剂气体从进气管120沿切向进入油分离器的外筒体100，沿内外筒之间的环形空间，螺旋旋转向下流动，在离心力和惯性作用下，部分油滴从气流中分离，油沿外筒体100内表面向下流动到外筒体100底部，含部分油滴的气体则从内筒进口进入内筒，通过倒v型过滤网200进一步分离气流中的油滴，被倒v型过滤网200分离下来的油滴会滴到外筒体100底部，气体则从出气管130流出油分离器，汇集到外筒体100底部的润滑油通过浮力作用于浮球阀300，沿滑动限位杆400浮起，压缩机排油量越多，分离出来的油就越多，底部油位就越高，浮球阀300浮起越高，活塞310与回油管140内表面之间的回油流通截面积也越大，使得润滑油经回油管140能够及时回到压缩机，保证压缩机不缺油正常运行，防止了现有技术中回油管140因管径小导致的回油速度慢(回油不及时)或外筒体100内沉积过多的润滑油而导致压缩机缺油，从而造成压缩机烧毁等故障。
75.另外，在有杂质堵塞活塞310与回油管140内表面之间的间隙时，外筒体100内的液位会逐渐升高，该间隙会变大，油会继续流通，流体能够将附着的杂质冲掉，恢复未堵塞状态，且本技术的回油管140的内截面积(对应回油管140内径)为现有技术中同冷量制冷产品油分离器中所有回油管140流通截面积总和的2倍，不容易堵塞，这样就防止了因现有技术中回油截面积堵塞而造成的压缩机缺油烧毁等问题。
76.本技术在压缩机排油量较少或无排油时，分离出来的油就少，底部油位就逐渐下降，浮球阀300沿滑动限位杆400下移，活塞310与回油管140内表面之间的回油流通截面积逐渐减小直至全部关闭，防止了现有技术中因回油管140一直连通压缩机吸气管(无法关闭)而导致大量外筒体100内的高压制冷剂气体通过回油管140和压缩机吸气管进入压缩机吸气口而发生制冷剂旁通短路问题，避免了制冷系统制冷量和能效的降低。
77.进一步的，随着压缩机排油量的多少即分离出来的润滑油量的多少，外筒体100底部的油位会上下波动，浮球阀300会上下浮动，活塞310在回油管140内发生上下移动，活塞310与回油管140内表面之间的回油流通截面积从0％到100％之间变化，当油位浸没浮球320的十分之一直径时，浮球阀300完全悬起，回油流通截面积达到100％，即达到回油管140的内截面积，此时所对应的压缩机的排油量为其最大排油量。
78.需要说明的是，由于浮球320和活塞310的尺寸都很小，即使油位浸没浮球320的十分之一直径时，外筒体100底部积存的润滑油也很少，不会发生压缩机缺油的问题。
79.根据本技术的第一构思，友谊本技术设置有倾斜的过滤网和浮球阀，且本技术采用内外筒结构，本技术结构简单、可靠，制作加工方便，同时本技术通过在内筒的进口侧设置倾斜的过滤网过滤油气混合物，提高了油分离效率和制冷系统性能，同时本技术通过设置浮球阀调节回油管的内截面积，能够保证各种运行工况下，油分离器中分离出来的润滑油都能够较快地回到压缩机，且不会发生制冷剂气体旁通短路问题。
80.根据本技术的第二构思，由于本技术采用内外筒结构，所以本技术中含有油滴的制冷剂气体通过进气管沿外筒体的切向进入内外筒之间的环形空间，螺旋旋转向下流动，在离心力和惯性作用下，部分油滴从气流中分离，油沿外筒体内表面向下流动到外筒体底部，含部分油滴的气体则从内筒进口进入内筒，通过倒v型过滤网进一步分离气流中的油滴，被倒v型过滤网分离下来的油滴会滴到外筒体底部，气体则从出气管流出油分离器，汇集到外筒体底部的润滑油通过浮力作用于浮球阀，使其上移或下移，活塞与回油管内表面之间的回油流通截面积发生变化，润滑油通过回油管回到压缩机，因此，本技术结构简单、可靠，制作加工方便。
81.根据本技术的第三构思，由于本技术增设了过滤网，所以本技术通过在筒体的内部设置倾斜的v形过滤网，制冷剂气体进入到外筒体内后，全部需要经过滤网过滤后才能进入出气管，且本技术的过滤网中制冷剂气流流速小，气体流动阻力小，从而提高了油分离效率和制冷系统性能。
82.根据本技术的第四构思，由于本技术改进了浮球阀，所以当油分离器中分离出来的油较多时，外筒体内油位升高，浮球阀上移，回油的流通面积增大，流量增大，油通过回油管和压缩机吸气管迅速回到压缩机，同时阻止外筒体内油位继续上升，防止了现有技术中回油管因管径小导致的回油速度慢(回油不及时)或外筒体内沉积过多的润滑油而导致压缩机缺油，从而造成压缩机烧毁等故障；当油分离器中分离出来的油较少时，外筒体内油位
下降，浮球阀下移，回油的流通面积逐渐减小，直至关闭，防止了现有技术中因回油管一直连通压缩机吸气管(无法关闭)而导致大量外筒体内的高压制冷剂气体通过回油管和压缩机吸气管进入压缩机吸气口而发生制冷剂旁通短路问题，避免了制冷系统制冷量和能效的降低。
83.本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。