一种油气分离装置、压缩机及空调的制作方法

1.本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种油气分离装置、压缩机及空调。


背景技术：

2.常规的油气分离器通过采用改变气流方向、气流与挡板撞击和旋转离心的方式实现油气分离；现有技术中的油气分离器存在以下不足：有人提出一种油气分离器，包括依次连接的竖直部、连接部和第二竖直部，油气混合物进入排气腔，围绕竖直部和第二竖直部旋向流动，实现油气的一次分离，随后气流进入油气分离内部，气流速度改变且与油气分离器内壁接触，实现二次分离，但这种油气分离器结构复杂，占用空间大，气流速度改变幅度有限，油气分离不彻底；还有人提出在排气腔的进气口处设置圆弧型油气分离挡板，高压气体由进气口排出后撞击到油气分离挡板，流动速度改变，实现一次油气分离，但油气与油气分离挡板的接触碰撞面积小，分离效果差。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明提供一种油气分离装置、压缩机及空调，以解决现有技术中油气分离器结构复杂、油气混合物与油气分离器的接触碰撞面积小、油气分离效率低和分离不彻底等问题。
4.本发明提供一种油气分离装置，设置于排气腔内，所述排气腔形成有进气口；所述油气分离装置包括设置于所述进气口处的支撑杆，所述支撑杆的内部形成有与所述进气口连通的导流通道；所述支撑杆的侧部形成有多个导向孔；多个所述导向孔被构造为将由所述进气口进入所述导流通道的油气混合物导向所述排气腔的内侧壁。
5.进一步可选地，多个所述导向孔在所述支撑杆的同一横截面的周向分布形成有导向孔组，沿所述支撑杆的轴向形有第一导向孔组和第二导向孔组；
6.所述导流通道内的油气混合物经所述第一导向孔组和第二导向孔组可分别导向所述排气腔的内侧壁的不同区域。
7.进一步可选地，所述导流通道的直径为φa，所述导向孔的孔径为φc，其中φa≥2.5φc。
8.进一步可选地，所述油气分离装置还包括套设在所述支撑杆外侧的换向器，所述换向器形成有连接孔；所述支撑杆穿过所述连接孔并与所述换向器过盈连接。
9.进一步可选地，所述换向器形成有多个换向孔，多个所述换向孔被构造为将由所述导向孔排出的油气混合物排向所述排气腔的内侧壁。
10.进一步可选地，所述导向孔的轴向与对应的所述换向孔的轴向不平行和不共线。
11.进一步可选地，多个所述换向孔在所述换向器的同一横截面的周向分布形成有换向孔组，沿所述换向器的轴向形有第一换向孔组和第二换向孔组；
12.由所述第一导向孔组和第二导向孔组排出的油气混合物分别经所述第一换向孔组、第二换向孔组，排向所述排气腔的内侧壁的不同区域，实现油气分离。
13.进一步可选地，所述换向器为球形结构；所述第一换向孔组和第二换向孔组均包括多个所述换向孔，所述第一换向孔组和第二换向孔组中的换向孔沿所述球形结构的球面分布。
14.进一步可选地，以所述连接孔的轴线沿所述换向器的径向向外为x轴方向，以与x轴方向垂直且沿所述换向器的径向向外为y轴方向，以与x轴方向和y轴方向均垂直且沿所述换向器的径向向外为z轴方向，x轴、y轴和z轴构成空间坐标系；所述支撑杆的空间坐标系和换向器的空间坐标系重合。
15.进一步可选地，所述换向孔的轴向与x轴方向、y轴方向及z轴方向的夹角均为α，其中35
°
＜α＜55
°
。
16.进一步可选地，所述支撑杆的两端分别通过第一轴承和第二轴承与所述排气腔的内侧壁的不同区域转动连接；
17.所述支撑杆在所述第一轴承和第一导向孔组之间、所述支撑杆在所述第二轴承和第二导向孔组之间均形成有喷气孔。
18.进一步可选地，所述喷气孔的孔径为φb，所述导向孔的孔径为φc，其中2.5φb≤φc，φbmax≤2.5mm。
19.进一步可选地，所述支撑杆的两端分别与所述排气腔的内侧壁的不同区域过盈连接。
20.本发明还提供一种压缩机，包括形成有排气腔的前盖和上述任一项所述的油气分离装置，所述油气分离装置设置于所述排气腔的内侧壁上；所述排气腔的顶部形成有排气口，所述排气腔的底部形成有油池；油滴聚集并向下沉降至所述油池；分离出的气体由所述排气口排出。
21.本发明还提供一种空调，包括上述所述的压缩机。
22.本发明提供一种油气分离装置，设置于具有进气口的排气腔内，油气分离装置包括设置于进气口处的支撑杆，支撑杆的内部形成有导流通道，支撑杆的侧部形成有多个导向孔；多个导向孔沿支撑杆的周向和轴向分布，油气混合物经进气口进入导流通道，与导流通道的内壁接触碰撞，小粒径油滴聚集为大粒径油滴，实现油气的一次分离；随后油气混合物由多个导向孔排向排气腔的内侧壁的不同区域，速度发生较大变化，增大了油滴与排气腔的内侧壁之间、油滴与油滴之间的接触碰撞的几率和接触碰撞面积，实现油气的二次分离；油气分离装置还包括套设在支撑杆外侧的换向器，换向器形成有与导向孔连通的换向孔，由导向孔排出的油气混合物进入换向孔，再次排向排气腔的内侧壁的不同区域，油气混合物与换向孔的内壁接触碰撞，有利于油滴之间的聚集沉降，实现油气的三次分离；支撑杆上形成有喷气孔，油气混合物由喷气孔高速喷出时使得支撑杆旋转，实现油气的四次分离；结构简单、油气分离效率高和分离更加彻底；将上述油气分离装置应用于压缩机时，油气混合物经过支撑杆、换向器到达排气腔的内侧壁，实现多次油气分离，降低压缩机的出油率，提高换热器的效率，保证压缩机各个部件的充分润滑和长期运行的可靠性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅
仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
24.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
25.图1为本发明提供的油气分离装置一实施例结构示意图；
26.图2为本发明提供的支撑杆一实施例结构示意图；
27.图3a和3b为本发明提供的换向器实施例结构示意图；
28.图4为本发明提供的压缩机一实施例结构示意图；
29.图5为本发明提供的油气分离装置另一实施例结构示意图；
30.图6为本发明提供的支撑杆另一实施例结构示意图；
31.图7为本发明提供的压缩机另一实施例结构示意图；
32.图中：
[0033]1‑
支撑杆；11
‑
导流通道；12
‑
第一导向孔组；13
‑
第二导向孔组；14
‑
导向孔；151
‑
第一喷气孔；152
‑
第二喷气孔；
[0034]2‑
换向器；21
‑
连接孔；22
‑
第一换向孔组；23
‑
第二换向孔组；24
‑
换向孔；
[0035]
31
‑
前盖；32
‑
排气腔，321
‑
第一内侧壁；322
‑
第二内侧壁；323
‑
进气口；331
‑
第一安装孔；332
‑
第二安装孔；341
‑
第一轴承；342
‑
第二轴承；351
‑
排气口；352
‑
油池；36
‑
高压腔。
具体实施方式
[0036]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
[0038]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0039]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0040]
现有的油气分离器中，油气混合物在油气分离器的外部通过旋向流动实现一次分离，在油气分离器的内部通过增大与壁面的接触面积实现二次分离；但油气分离器的结构
较复杂，占用空间大，且速度改变幅度有限，油气混合物与壁面之间的接触碰撞面积小，分离效果差且分离不彻底。本发明创造性地提供一种油气分离装置，设置于具有进气口的排气腔内；油气分离装置包括设置于进气口处的支撑杆，支撑杆的内部形成有导流通道，支撑杆的侧部形成有多个导向孔；油气混合物经进气口进入导流通道，与导流通道的内壁接触碰撞，小粒径油滴聚集为大粒径油滴，实现油气的一次分离；随后油气混合物由多个导向孔排向排气腔的内侧壁的不同区域，速度发生较大变化，增大了油滴与排气腔的内侧壁之间、油滴与油滴之间的接触碰撞的几率和接触碰撞面积，实现油气的二次分离；结构简单，接触碰撞的几率和面积大，有利油滴的聚集和沉降，实现与气体的彻底分离，油气分离效率高。
[0041]
实施例1
[0042]
如图1和图2所示，本实施例提供一种油气分离装置，设置于排气腔32内，排气腔32形成有进气口323；油气分离装置包括支撑杆1，支撑杆1设置于进气口323处，支撑杆1的内部形成有导流通道11，导流通道11与进气口323连通，油水混合物经进气口323可进入导流通道11；支撑杆1的侧部形成有多个导向孔14；多个导向孔14被构造为将由进气口323进入导流通道11的油气混合物导向排气腔32的内侧壁；具体地，导向孔14的一端与导流通道11连通，另一端与排气腔32连通；油气混合物经进气口323进入导流通道11，与导流通道11的内壁接触碰撞，油滴附着于导流通道11的内壁，小粒径油滴之间碰撞聚集为大粒径油滴，油气混合物速度发生变化，当油滴的粒径增大到一定程度时，在重力作用下向下沉降，进而与气体分离，实现油气的一次分离；随后油气混合物由多个导向孔14排向排气腔32的内侧壁的不同区域，由导向孔14排出时，速度发生变化，有利于小粒径油滴之间的碰撞聚集，油气混合物到达排气腔32的内侧壁，并与排气腔32的内侧壁接触碰撞，速度再次发生变化，有利于小粒径油滴之间的碰撞聚集，有利于油滴在排气腔32的内侧壁上附着，增大了油滴与排气腔32的内侧壁之间、油滴与油滴之间的接触碰撞的几率和接触碰撞面积，当油滴的粒径增大到一定程度时，在重力作用下向下沉降，进而与气体分离，实现油气的二次分离；结构简单、油气分离彻底和效率高。
[0043]
进一步，多个导向孔14在支撑杆1的同一横截面的周向分布形成有导向孔组，沿支撑杆1的轴向形有多个导向孔组；本实施例中，多个导向孔组包括第一导向孔组12和第二导向孔组13；导流通道11内的油气混合物经第一导向孔组12和第二导向孔组13分别导向排气腔32的内侧壁的不同区域，实现油气分离；具体地，排气腔32包括第一内侧壁321和第二内侧壁322，第一内侧壁321与第一导向孔组12对应，第二内侧壁322与第二导向孔组13对应；导流通道11内的油气混合物经第一导向孔组12导向第一内侧壁321，导流通道11内的油气混合物经第二导向孔组13导向第二内侧壁322，提高油气混合物与排气腔32的内壁面之间的接触碰撞面积，有利于油滴的聚集和沉降，提高了油气分离的效率。
[0044]
具体地，第一导向孔组12中的导向孔14的轴向与第一内侧壁321呈一定夹角；第二导向孔组13中的导向孔14的轴向与第二内侧壁322呈一定夹角；使得油气混合物尽可能多地排向排气腔32的内壁面。本实施例中，第一导向孔组12和第二导向孔组13中的导向孔14均包括四个，
[0045]
优选地，导流通道11的直径为φa，导向孔14的孔径为φc，其中φa≥2.5φc。
[0046]
如图3a和图3b所示，为了使得油气混合物排向排气腔32的内壁面时速度可发生多次变化，提高油滴的碰撞接触几率，油气分离装置还包括套设在支撑杆1外侧的换向器2，换
向器2形成有连接孔21；支撑杆1穿过连接孔21并与换向器2过盈连接，换向器2恰好覆盖第一导向孔组12和第二导向孔组13，保证结构的稳定性。
[0047]
进一步，换向器2形成有多个换向孔24，多个换向孔24被构造为将由导向孔14排出的油气混合物排向排气腔32的内侧壁；即换向孔24与对应的导向孔14连通，由导向孔14排出的油气混合物经换向孔再排向排气腔32的内侧壁，改变油气混合物的速度，提高油气混合物中油滴的接触几率；
[0048]
为了使得油气混合物经过导向孔14和换向孔24时速度发生较大变化，且增大油气混合物与换向孔24的内壁面接触碰撞面积，导向孔14的轴向与对应的换向孔24的轴向不平行和不共线，延长了油气混合物的流动路径，使油气混合物与换向孔24的内壁面充分接触，其中的油滴碰撞聚集或附着于换向孔24的内壁面上，有利于油气分离。
[0049]
具体地，多个换向孔24在换向器2的同一横截面的周向分布形成有换向孔组，沿换向器2的轴向形有设有多个换向孔组；本实施例中多个换向孔组包括第一换向孔组22和第二换向孔组23；由第一导向孔组12排出的油气混合物经第一换向孔组22排向排气腔32的第一内侧壁321，由第二导向孔组13排出的油气混合物经第二换向孔组23排向排气腔32的第二内侧壁322，增大油气混合物与换向孔24的内壁面之间的接触面积，有利于油滴的聚集，实现三次油气分离。
[0050]
优选地，换向器2为球形结构；第一换向孔组22和第二换向孔组23均包括多个换向孔24，第一换向孔组22和第二换向孔组23中的换向孔24沿球形结构的球面分布；连接孔21的孔径是换向孔24的孔径的两倍，且换向孔24的孔径大于5mm，这样能够保证在支撑杆1高速运转时能够容纳足够的油气混合物；本实施例中，第一换向孔组22和第二换向孔组23中的换向孔24均包括四个。
[0051]
需要说明的是，导向孔组数量和导向孔组中导向孔14的数量、换向孔组数量及换向孔组中换向孔24的数量并不限定，可根据实际需要设置多个；为了实现力的平衡，导向孔14和换向孔24的数量为2n，n≥1，且按轴对称分布；换向器的数量也并不限定。
[0052]
以连接孔21的轴线沿换向器2的径向向外为x轴方向，以与x轴方向垂直且沿换向器2的径向向外为y轴方向，以与x轴方向和y轴方向均垂直且沿换向器2的径向向外为z轴方向，x轴、y轴和z轴构成空间坐标系；支撑杆1的空间坐标系和换向器2的空间坐标系重合；
[0053]
进一步，换向孔24的轴向与x轴方向、y轴方向及z轴方向的夹角均为α，其中35
°
＜α＜55
°
；优选地，α＝45
°
，可平衡由对应的一对换向孔24排出的油气混合物产生的反作用力，同时易加工。
[0054]
如图4所示，以其中第二导向孔组13和第二换向孔组23为例，油气混合物由进气口323进入导流通道11，经第二导向孔组13进入第二换向孔组23，进而排向排气腔32的第二内侧壁322，油气混合物的流动路径为
①→②→③
；油气混合物流经路径
①
时，油气混合物与导流通道11的内壁面接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；油气混合物流经路径
②
时，油气混合物的速度方向改变，且与换向孔24的内壁面接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；油气混合流经路径
③
时，油气混合物的速度方向改变，且与第二内侧壁322接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；本实施例中油气分离装置包括8个路径，油气混合物的速度方向多次改变，延长了流动路径，增加了油气混合物
与各个部件的内壁面的接触碰撞面积，能够更好地实现分离。
[0055]
为了充分利用离心力实现油气的分离，支撑杆1的两端设有第一轴承341和第二轴承342，对应地，排气腔32的第一内侧壁321设有第一安装孔331，第二内侧壁322设有第二安装孔332；第一轴承341设置于第一安装孔331内，实现支撑杆1的一端与排气腔32的第一内侧壁321的转动连接，第一轴承341的外圈与第一安装孔331过盈连接，第一轴承341的内圈与支撑杆1过盈连接；第二轴承342设置于第二安装孔332内，实现支撑杆1的另一端与排气腔32的第二内侧壁322的转动连接，第二轴承342的外圈与第二安装孔332过盈连接，第二轴承342的内圈与支撑杆1过盈连接。
[0056]
进一步，支撑杆1在第一轴承341和第一导向孔组12之间形成有第一喷气孔151，支撑杆1在第二轴承342和第二导向孔组13之间形成有第二喷气孔152；优选地，喷气孔的孔径为φb，导向孔14的孔径为φc，其中2.5φb≤φc，φbmax≤2.5mm；喷气孔的孔径不易过大，否则喷出的油气混合物无法为支撑杆1提供动力作用；第一喷气孔151的轴线与支撑杆1的轴线垂直，且沿支撑杆1的径向向外第一喷气孔151的轴线与支撑杆1的轴线偏置设置；第二喷气孔152的轴线与支撑杆1的轴线垂直，且沿支撑杆1的径向向外第二喷气孔152的轴线与支撑杆1的轴线偏置设置；第一喷气孔151和第二喷气孔152分别位于支撑杆1的轴线的两侧；优选地，第一喷气孔151的轴线与支撑杆1的轴线偏置距离为支撑杆1的半径的一半，第二喷气孔152的轴线与支撑杆1的轴线偏置距离为支撑杆1的半径的一半；
[0057]
当导流通道11内的压力大于预设压力时，从第一喷气孔151和第二喷气孔152喷出的油气混合物形成反作用力使得支撑杆1相对排气腔32转动，在离心力作用下实现油气的四次分离，提高可油气分离效率，实现油气的彻底分离。
[0058]
需要说明的是，喷气孔的数量并不限定，可根据实际需要设置多个。
[0059]
实施例2
[0060]
如图5和图6所示，本实施例提供一种油气分离装置，包括支撑杆1和换向器2，换向器2与实施例1中的结构相同，支撑杆1上不形成喷气孔，支撑杆1的两端分别与排气腔32的内侧壁的不同区域过盈连接，支撑杆1的其他结构与实施例1中的相同；
[0061]
如图7所示，以其中第二导向孔组13和第二换向孔组23为例，油气混合物由进气口323进入导流通道11，经第二导向孔组13进入第二换向孔组23，进而排向排气腔32的第二内侧壁322，油气混合物的流动路径为
①→②→③
；油气混合物流经路径
①
时，油气混合物与导流通道11的内壁面接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；油气混合物流经路径
②
时，油气混合物的速度方向改变，且与换向孔24的内壁面接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；油气混合物流经路径
③
时，油气混合物的速度方向改变，且与第二内侧壁322接触碰撞，油滴聚集并向下沉降，顺着换向器2下方的换向孔24排向排气腔32的底部；支撑杆1和换向器2的材料均为不锈钢。
[0062]
实施例3
[0063]
如图4和图7所示，本实施例还提供一种压缩机，包括形成有排气腔32的前盖31、静涡旋盘和油气分离装置，油气分离装置为实施例1或实施例2中的油气分离装置；油气分离装置设置于排气腔32的内侧壁上；排气腔32的顶部形成有排气口351，排气腔32的底部形成有油池352，排气腔32的侧部形成进气口323；前盖31和静涡旋盘之间形成高压腔36；
[0064]
高压腔36中的油气混合物经进气口323进入导流通道11，经过导向孔14时，速度发生变化，油气混合物与导流通道11的内壁面接触碰撞，其中的油滴碰撞聚集，大粒径的油滴向下沉降至油池；随后油气混合物进入换向孔24，速度再次发生变化，油气混合物与换向孔24的内壁面接触碰撞，其中的油滴碰撞聚集，大粒径的油滴向下沉降至油池352；随后油气混合物排向排气腔32的内侧壁，速度再次发生变化，油气混合物与排气腔32的内壁面接触碰撞，其中的油滴碰撞聚集，大粒径的油滴向下沉降至油池352，分离出的气体由排气口排出；如果采用实施1中的油气分离装置，部分油气混合物由第一喷气孔151和第二喷气孔152排出，使得支撑杆1转动，在离心力作用下实现油气的分离；
[0065]
当压缩机运行转速较低时，通过支撑杆1和换向器2改变油气混合气的流动方向、延长流动路径和增大油气混合物与各个部件的内壁面之间的接触碰撞面积，提高油滴的聚集几率，实现有效的油气分离；当压缩机运行转速较高时，导流通道11有限使得其内压力升高，还可利用离心力实现油气分离，经过多次的油气分离，油气分离更加彻底，从而降低压缩机的出油率，提高了换热器的效率，实现节能效果，润滑油大部分储存在压缩机中，保证了各个部件的充分润滑和压缩机的长期运行的可靠性，提高制冷量和降低功耗。
[0066]
本实施例还提供一种空调，包括上述所述的压缩机。
[0067]
以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。