專利名稱：油分離器以及裝備該油分離器的室外機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油分離器以及使用該油分離器的室外機，該油分離器主要是使用于冷凍裝置以及空調(diào)裝置，其作用是把從壓縮機中與制冷劑氣體一起被帶出的油從制冷劑氣體分離、并將油返回壓縮機。


圖14中，101是殼體，大致為圓筒體，一側(cè)的開口端101a直徑小，另一側(cè)的開口端101b直徑大，在開口端101a側(cè)形成圓錐部101c，在另一側(cè)的開口端101b形成沿徑向伸出的凸緣部101f。而且，在開口部101b側(cè)形成與殼體101為一體的流入管102，在殼體101的內(nèi)側(cè)圓筒面的切線方向開有入口孔102a。
103是流出管，為圓筒體，且在中間處形成凸緣104，該凸緣體104有凸緣部104f，該凸緣部104f與殼體101的凸緣部101f緊貼而接合。
在這樣的油分離器中，氣體與油霧的氣液混合流體從流入管102沿殼體101內(nèi)壁面的切線方向流入，由于在殼體101內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動，油霧由于離心力附著在殼體101內(nèi)壁面而被分離，沿內(nèi)壁面向下方移動，從開口端101a排出。而油霧分離殘留的氣體從流出管103排出。另外，因為此處流出管103的殼體內(nèi)開口部形狀是比外部開口部擴大的形狀，所以，殼體101內(nèi)的氣體被吸入流出管103時速度降低，可以防止附著在流出管103外壁的油霧隨同氣流而被卷入流出管103內(nèi)。
圖15是特開平9-177529號公報所記載的以往的油分離器的一部分的縱剖面圖。
圖15中，201是殼體，設有圓筒部202a，在其上端設有與其為一體的并向外側(cè)突出的凸緣部202b。而且，在圓筒部202a的下端安裝與其為一體的倒圓錐筒體202c，在202c的下側(cè)開口部安裝與其為一體的油回收部202d。而且在圓筒部202a上端附近的開口處安裝流入管203。在圓筒部202a的凸緣部202b固定了圓形的蓋體204。在該蓋體204的中心設有貫通蓋體204的流出管205。而且，在該流出管205內(nèi)粘貼一定形狀的無紡織物206。
在這樣的油分離器中，含有油霧的氣體從流入管203流入殼體201內(nèi)，在圓筒部202a與圓筒部202a內(nèi)突出的流出管205的圓筒空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)。由于該氣體旋轉(zhuǎn)的氣旋效果，氣體中的特別是顆粒直徑約5μm以上大的油霧與殼體201的內(nèi)壁面碰撞而凝結(jié)，當在內(nèi)壁面形成為大顆粒時，由于重力而沿內(nèi)壁面落下，流出到油回收部202d。
而且，沒有同殼體201的內(nèi)壁面碰撞·分離的小顆粒油霧與氣體一起流入流出管205。該氣體由于在圓筒空間K內(nèi)旋轉(zhuǎn)的影響，不是在流出管205中直行前進，而是呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)地向上方行進。此時氣流的速度分布，是靠近管壁部分的速度變大，而中心部分的速度變得非常小。而且，在其周邊部分以高速度呈螺旋狀旋轉(zhuǎn)的氣體與粘貼在管壁的無紡織物206碰上而被吸附。由于這種微小粒子的反復吸附，吸附在無紡織物206的粒子的直徑變大，變大的粒子由于其重量而沿著無紡織物206向下方移動，進而從流出管205的下端落下而收放在油回收部202d。
圖16是表示實開平6-60402號公報所記載的以往的氣液分離器的構(gòu)造圖，圖17是從上面所視的剖面圖。
圖中，氣液分離器301具有將圓筒302與圓錐303組合而形成的殼體304。在該殼體304的圓筒302側(cè)沿切線方向設有導入二相流的流入管305，二相流由于在殼體304內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力被分離為液體與蒸氣，液體由于自身的附著力而附著在殼體304的內(nèi)壁。
而且，在殼體304的內(nèi)壁設有將分離的液體導向圓錐303的管心。該管心設有多個螺旋狀的0.3～0.5mm的細槽306，由于旋轉(zhuǎn)流的力以及毛細管現(xiàn)象而使液體在圓錐側(cè)順利地移動。
另外，為了防止二相流從圓筒302側(cè)向圓錐303側(cè)擴散，在殼體304設有將二相流在圓筒302側(cè)與圓錐303側(cè)隔開的隔板307。該隔板307中設有連通圓筒302側(cè)與圓錐303側(cè)、使殼體304內(nèi)的壓力保持均勻的小孔308，而且，在隔板307的外周與殼體304的內(nèi)側(cè)之間設有間隙309。在由隔板307隔開的殼體304內(nèi)的圓錐303側(cè)放有波狀折疊的金屬絲網(wǎng)作為粗管心，作為聚積液體的液體槽310。在該圓錐303側(cè)的頂部形成將液體導出殼體304外的液導出管311。而且，在被隔板307隔開的殼體304內(nèi)的圓筒302側(cè)的中心形成流出管312，該流出管312貫通圓筒302側(cè)的端板302a。
在這種以往的油分離器及氣液分離器中，因為流出管與流入管的合理配置關(guān)系沒有明確，所以，在由于負荷變動等引起的冷凍循環(huán)的高壓及低壓變動所產(chǎn)生的制冷劑流量發(fā)生變化的系統(tǒng)中，以及在相應于負荷而對壓縮機容量控制的系統(tǒng)中，在制冷劑流量多時即使能夠正常運轉(zhuǎn)，在制冷劑流量低時，由于油分離器內(nèi)的氣體旋轉(zhuǎn)速度降低、使依靠氣旋效果的油分離效率降低的問題卻未能有適宜的對應辦法。另外，這里所謂油分離效率是指每單位時間從排出管排出的油的流量相對于每單位時間流入油分離器的油的流入量的比例。
另外，為了消除這種弊病，如果制成管徑小的構(gòu)造以適應低流量，則在提高流入殼體的氣體速度時，壓力損失增大，冷凍循環(huán)的效率降低。
而且，存在的問題還有在不能把分離的油從油分離器合理排出的場合，因為滯留在殼體內(nèi)的油量增加，滯留在油分離器內(nèi)部的油由于油分離器內(nèi)的氣流而被卷升、由流出管流出，油分離效率降低。
另外，為了防止殼體內(nèi)部的油的卷升，如果或是配置如圖16所示的隔板，或是如圖15所示，在流出管上配置收集油霧的無紡織物類的吸附材料，則存在增加零部件數(shù)目、增大成本的問題。
本發(fā)明涉及的油分離器具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成與前述圓筒部分為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分沿內(nèi)壁面切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；其特征在于前述開口與前述流出管的殼體內(nèi)端部的距離是前述流入管內(nèi)徑的5倍以上。
而且，本發(fā)明涉及的油分離器具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成與前述圓管部分為一體且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分沿內(nèi)壁面切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；其特征在于前述流出管的殼體內(nèi)端部位于前述流入管內(nèi)徑的中心下方、前述流入管內(nèi)徑的5倍以上的位置處。
而且，本發(fā)明涉及的油分離器具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分沿內(nèi)壁面切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；其特征在于前述流入管具有連接前述圓筒部分的直管部分，前述直管部分的長度是前述流入管內(nèi)徑的8倍以上。
而且，本發(fā)明涉及的油分離器具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分沿內(nèi)壁面切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；其特征在于前述流入管是彎曲配管，具有連接前述圓筒部分的第1直管部分和相對第1直管部分沿前述殼體方向為90度角的第2直管部分。
而且，本發(fā)明涉及的油分離器具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分沿內(nèi)壁面切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；其特征在于前述流入管是以前述殼體的中心軸為中心的螺旋形狀。
而且，在上述各結(jié)構(gòu)中，前述殼體在前述圓筒部分的上部具有與前述圓筒部分形成為一體的且向上方縮小的錐形部分。
而且，在上述各結(jié)構(gòu)中，前述流入管有多個，前述流入管設在垂直方向的相同高度位置處等間隔地與前述圓筒部分連接。
而且，本發(fā)明涉及的室外機其特征在于具有壓縮機、流入管與前述壓縮機連接的上述任一種油分離器、與前述油分離器的排出管連接的毛細管、與前述毛細管并列且與前述排出管連接的閥、與前述毛細管以及前述閥連接的返油回路。與前述返油回路和前述壓縮機連接的蓄液器、與前述油分離器的流出管連接的四通閥、與前述四通閥連接的熱交換器。
而且，本發(fā)明涉及的室外機其特征在于具有多個壓縮機、各流入管與前述多個壓縮機分別連接的上述油分離器、與前述油分離器的排出管連接的毛細管、與前述毛細管并列且與前述排出管連接的閥、與前述毛細管以及前述閥連接的返油回路、與前述返油回路及前述多個壓縮機連接的蓄液器(accumula tor)、與前述油分離器的流出管連接的四通閥、與前述四通閥連接的熱交換器。
而且，在上述各室外機中，前述閥僅在壓縮機起動時打開。
圖2是本發(fā)明實施形式1中的油分離器的上部剖面圖。
圖3是本發(fā)明實施形式1中的油分離器的側(cè)面剖面圖。
圖4是表示L2與油分離效率的關(guān)系的圖。
圖5是表示在油分離器的氣液二相流的狀態(tài)的圖。
圖6是表示在油分離器的氣液二相流的狀態(tài)的圖。
圖7是表示L1與油分離效率的關(guān)系的圖。
圖8是表示L3與油分離效率的關(guān)系的圖。
圖9是油分離器的上部剖面圖。
圖10是油分離器的上部剖面圖。
圖11是本發(fā)明實施形式2中的冷凍循環(huán)的制冷劑回路圖。
圖12是本發(fā)明實施形式2中的油分離器的上部剖面圖。
圖13是本發(fā)明實施形式2中的油分離器的側(cè)面剖面圖。
圖14是以往的油分離器的內(nèi)部構(gòu)造圖。
圖15是以往的油分離器的一部分的縱剖面圖。
圖16是以往的氣液分離器的構(gòu)造圖。
圖17是以往的氣液分離器的上面剖面圖。
圖1是裝配本發(fā)明實施形式1的油分離器的冷凍循環(huán)(制冷循環(huán))的制冷劑回路圖。
圖1中，冷凍循環(huán)主要是由1臺室外機1與室內(nèi)機20a、20b以及連接室外機1與室內(nèi)機20a、20b的液管30及氣管31構(gòu)成。
而且，室外機1主要是由下述構(gòu)件組成壓縮機2、與壓縮機2連接的油分離器3、與油分離器3連接的四通閥4、一端的開口與四通閥4連接而另一端的開口與液管30連接的熱源側(cè)熱交換器5、與壓縮機2連接的蓄液器6、與油分離器3連接的電磁閥7、與電磁閥7并列且與油分離器3連接的毛細管8、與電磁閥7以及毛細管8和蓄液器連接的返油回路9。另外，四通閥4也與氣管31連接。
室內(nèi)機20a主要是由下述構(gòu)件組成與液管31連接的節(jié)流裝置21a、一端的開口與節(jié)流裝置21a連接而另一端開口口與氣管30連接的負荷側(cè)熱交換器22a。另外，室內(nèi)機20b同樣也主要是由節(jié)流裝置21b與負荷側(cè)熱交換器22b構(gòu)成。
其次說明圖1制冷循環(huán)的動作。
在制冷循環(huán)開始時，壓縮機2有時會出現(xiàn)制冷劑仍處于沉滯狀態(tài)的情況，當起動壓縮機2時，壓縮機2內(nèi)的含有冷凍機油的制冷劑液由于壓縮機殼體內(nèi)的壓力降低而會發(fā)生急劇蒸發(fā)·起泡的起泡沫現(xiàn)象，制冷劑與冷凍機油的混合液從壓縮機2大量流入油分離器3。此時打開電磁閥7，通過返油回路9從油分離器3使制冷劑和油的混合液返回蓄液器7入口。這樣，即使是在流向油分離器3的油的流量一時很多的情況下，也能夠防止油分離器3溢流，防止將油帶出室外機的系統(tǒng)外。
而且，當制冷循環(huán)進入穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，關(guān)閉電磁閥7。從壓縮機2與制冷劑氣體一起被帶出的油在油分離器3被分離，在毛細管8被壓至低壓后，通過返油回路9、蓄液器6返回壓縮機2。
其次，說明油分離器3的詳細構(gòu)造。
圖2是油分離器3的上部剖面圖，圖3是油分離器3的側(cè)面縱剖面圖。
圖2、圖3中，50是殼體，是其兩端縮為錐形的圓筒體形狀，殼體50具有圓筒部分、圓筒部分下側(cè)的下錐形部分和上側(cè)的上錐形部分。51是圓筒形的流出管，貫穿殼體50的上錐形部分的頂點部分，并插入殼體50內(nèi)部，并將該流出管51與殼體50的中心軸固定為同軸。52是排出管，固定在下開口50a，此下開口50a形成在殼體50的下圓錐部分的頂點部分。53是流入管，是直徑為D的圓筒管形狀，在殼體50內(nèi)與圓筒部分(未縮成錐形的部分)內(nèi)壁面沿切線方向連。另外，流出管51的插入殼體50內(nèi)部的部分的端部51a，位于流入管53的殼體內(nèi)端部的中心下方為L1的距離，而且位于殼體50的下開口50a上方為L2的距離。
其次，說明具有這種構(gòu)造的油分離器所發(fā)生的現(xiàn)象。
由壓縮機2排出的制冷劑氣體與冷凍機油組成的二相流從流入管53流入殼體50內(nèi)。流入殼體50內(nèi)的氣液二相流在殼體50內(nèi)呈螺旋狀地旋轉(zhuǎn)下降。由于此旋轉(zhuǎn)而受到離心力作用的油霧(冷凍機油的微小顆粒)產(chǎn)生了由于與殼體50的內(nèi)周面碰撞而附著的所謂氣旋效果，浮游在制冷劑氣體中的油霧依次從制冷劑氣體分離。被分離了油霧的制冷劑氣體從流出管51流出，而附著在殼體50內(nèi)壁面的冷凍機油由于重力的作用而沿殼體50內(nèi)壁面下降，從排出管52排出，并經(jīng)由毛細管8流到返油回路9，通過蓄液器6返回壓縮機2。
通過實驗證明，這種油分離器的冷凍機油的油分離效率是根據(jù)在殼體50內(nèi)的流出管51的位置同流入管53的直徑D的關(guān)系而變化的，即根據(jù)流出管51的端部51a與流入管53的殼體內(nèi)端部的中心距離L1、流出管51的端部51a與殼體50的下開口50a的距離L2同流入管53的直徑D的關(guān)系而變化。
圖4是表示由實驗結(jié)果所得到的L2與油分離效率的關(guān)系圖。
該實驗是假定油分離器處于油流量多的狀態(tài)，是在制冷劑流量為650～680kg/h、油循環(huán)率為2.4～2.6％、流入管的直徑(內(nèi)徑)D為19.8mm的環(huán)境下進行的。另外，油流量是用制冷劑流量乘以油循環(huán)率而得到的。
圖4中，油分離效率隨著L2的增大而上升，但從L2接近5D附近開始，其分離效率的上升減小，當超過5D時，可看出油分離效率呈基本相同的趨勢。
若該L2的距離短，則油分離效率不佳是根據(jù)以下的理由。
即，當油流量多、而流出管51的殼體50內(nèi)端部51a與殼體50的底部的距離近時，由于螺旋狀旋轉(zhuǎn)氣流的影響，如圖5所示，液膜呈研缽狀地在殼體50內(nèi)壁面一邊旋轉(zhuǎn)一邊滯留在此，所以，在被分離的油從排出管52排出時，會從中央部卷入氣體，成為二相流而從排出管52流出。因此，流入返油回路9的油成為含有氣體的狀態(tài)，增加了返油回路9的壓力損失，從而不能充分確保返油量。結(jié)果，附著在殼體50內(nèi)壁面的油膜的厚度進一步增加，在殼體50的下部，因液滴會從變厚的油膜再次脫落，所以降低了分離效率。
另外，此時把返油回路上的毛細管8的流路阻力減小，雖然也可以保證油的流量，但是這種情況下，向油分離器3流入的油的流入量減少時，因為制冷劑的熱氣體的旁路量增加，制冷循環(huán)的性能降低，所以作為提高油分離效率的手段還存在問題。
另外，當殼體50內(nèi)的流出管51的端部51a與殼體50的下開口50a的距離L2為5D以上時，殼體50下部的液膜難以受到殼體50內(nèi)螺旋狀旋轉(zhuǎn)氣流的影響，如圖6所示，在分離的油從排出管52排出時，不會從中央部卷入氣體，由排出管52排出單相油，結(jié)果，抑制了返油回路9的壓力損失，可以把分離的油順利地排出。
這樣，通過將流出管51的殼體50內(nèi)端部51a與殼體50的下開口50a的距離定為5D以上，則可以抑制返油回路9的壓力損失，能夠?qū)⒎蛛x的油順利地排出。這樣就減少了在殼體50內(nèi)的油的滯留量，通過防止了在殼體50下部的液滴的再次飛散，可以提高油分離效率。
圖7是表示由實驗結(jié)果所得到的L1與油分離效率的關(guān)系圖。
該實驗是在制冷劑流量為400kg/h、油循環(huán)率為0.5％、流入管的直徑(內(nèi)徑)D為19.8mm的環(huán)境下進行的。
圖7中，油分離效率隨著L1的增大而上升，但從L1接近5D附近開始，其分離效率的上升減小，當超過5D時，可以看出油分離效率呈基本相同的趨勢。
若該L1的距離短，則油分離效率不佳是根據(jù)以下的理由。
一般，氣旋(旋流)型油分離器中，當流入油分離器的氣體的速度減小時，則在殼體50內(nèi)旋轉(zhuǎn)的速度減小，液滴難以由于離心力而與殼體50的壁面碰撞，一邊在氣體中飄舞，一邊隨氣體流出，這樣就降低了油分離效率。若考慮到將油分離器組裝在制冷循環(huán)中的情況時，因為負荷條件變化所致的制冷循環(huán)狀態(tài)的變化、或由于流量可變型壓縮機的容量控制，流量是變化的，所以在制冷劑流量小的情況時，油分離效率降低。因為油分離效率依賴于在殼體50內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，所以，如果能確保流入管53的殼體內(nèi)端部與流出管51的端部間的距離，就可以容易地增加旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。由此，如圖7所示，通過將流出管51的下端部與流入管53的殼體內(nèi)端部的位置取為5D以上，即可提高油分離效率。
因此，通過將流出管51與流入管53的殼體內(nèi)端部的位置定為5D以上，即使是在制冷劑流量降低的情況時，也能夠確保油分離所需的在殼體50內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，提高了油分離效率。
而且可知在流入管53的制冷劑氣體·冷凍機油的氣液二相流受到配管的彎曲等的影響，由此油分離效率也會變化。
圖8是表示由實驗結(jié)果所得到的起于流入管53的殼體內(nèi)端部的直管部分的長度L3與油分離效率的關(guān)系。
該實驗是在制冷劑流量為400kg/h、油循環(huán)率為0.5％、流入管的直徑(內(nèi)徑)D為19.8mm的環(huán)境下進行的。
圖8中，油分離效率隨著直管部分的長度L3的增大而上升，但從L3接近8D附近開始，其分離效率的上升減小，當超過8D，可看到油分離效率呈基本相同的趨勢。
若該L3的距離短，則油分離效率不佳的理由如下。
即，因為當直管部分的長度L3短時，在流入管53的流路截面的液體分布產(chǎn)生不均。因此，如果直管部分的長度長些，則液體的分布不均減少，當為8D以上時，氣液二相流的流動狀態(tài)穩(wěn)定，油分離效率提高。
另外，由于空間所限使得流入管53的直管部分不能取為流入管53直徑的8倍以上的場合時，如圖9所示，也可以將流入管53在水平面內(nèi)大致沿殼體50的圓周方向彎曲90°，形成由第1直管部分54a和第2直管部分54b組成的構(gòu)造。
在該結(jié)構(gòu)中，在流入管53中流動的冷凍機油與制冷劑氣體的二相流中，因為冷凍機油在第2直管部分54b與第1直管部分54a的彎曲部分偏于外周流動，在流入殼體50時，就變得能夠沿殼體50的內(nèi)周面順利地流動，所以與制冷劑氣體順利地分離，提高了油分離效率。
另外，如圖10所示，也可以采用在殼體50的外周，將流入管53做成中心與殼體50的中心為同心的螺旋形狀的構(gòu)造。
在該構(gòu)造中，因為冷凍機油偏于流入管53的外周流動，所以也提高了油分離效率。
另外，在該實施形式中，由于不僅在油分離器3的下方、而且在上方也形成錐形，所以，與將上方形成平面的蓋體的情況相比，減少了零部件數(shù)目，并且減小了能夠達到必要強度的厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)輕型化。
圖11中，2a、2b是壓縮機，分別通過止回閥10a、止回閥10b與油分離器3連接。
其次，說明圖11的制冷循環(huán)的動作。
在制冷循環(huán)開始時，因為壓縮機2a與2b有時會有制冷劑沉滯不動的情況，所以，打開電磁閥7，從油分離器3向蓄液器6入口返回制冷劑液與油的混合液。由此防止油分離器3溢流，而把油帶出室外機的系統(tǒng)外。而且，將壓縮機2a、壓縮機2b錯開時間起動，可更有效地防止油分離器3的溢流。
而且，當制冷循環(huán)進入穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，則關(guān)閉電磁閥7。從壓縮機2a或/以及壓縮機2b與制冷劑氣體同時被帶出的油在油分離器3被分離，在毛細管被壓至低壓而流入返油回路9，通過蓄液器6返回壓縮機2a或/以及壓縮機2b。
另外，可適宜地根據(jù)負荷來運轉(zhuǎn)·停止以及改變壓縮機2a與壓縮機2b的壓縮機運轉(zhuǎn)頻率，進行容量控制。
其次，說明油分離器3的詳細構(gòu)造。
圖12是油分離器3的上部剖面圖，圖13是油分離器3的側(cè)面縱剖面圖。
圖12、圖13中，50是殼體，是兩端縮為錐形的圓筒體形狀。51是圓筒形的流出管，貫通殼體50的上錐形部分的頂點部分，并插入殼體50內(nèi)部，固定該流出管51要使該流出管51與殼體50的中心軸為同軸。52是排出管，固定在下開口50a，該下開口50a形成在殼體50的下錐形部分的頂點部分。53a、53b是流入管，是直徑為D的圓筒管形狀，配置在通過殼體50的中心軸相對的同一垂直距離的位置處，分別與殼體50的內(nèi)壁面沿切線方向相連接。另外，流出管51的插入殼體50內(nèi)部的部分的端部51a，位于從流入管53a、53b的殼體內(nèi)端部的中心下方為L1的距離，而且位于殼體50的下開口50a上方為L2的距離。
其次，說明這種構(gòu)造的油分離器中發(fā)生的現(xiàn)象。
從壓縮機2a或/以及壓縮機2b排出的制冷劑氣體與冷凍機油組成的二相流從流入管53a或/以及53b流入殼體50。流入殼體50內(nèi)的氣液二相流在殼體50內(nèi)呈螺旋狀地旋轉(zhuǎn)下降，而且受到離心力作用的油霧與殼體50的內(nèi)周面碰撞而附著，浮游在制冷劑氣體中的油霧由于所謂的氣旋效果而順次從制冷劑氣體分離。被分離了冷凍機油的制冷劑氣體從流出管51流出，而附著在殼體50內(nèi)壁面的冷凍機油，由于重力的作用而沿殼體內(nèi)壁面下降，從排出管52排出。
這里，因為油分離器3的壓力損失依賴于流入管的直徑，所以，如果為了減小兩臺壓縮機運轉(zhuǎn)時的制冷劑流量處于流動情況下的壓力損失，采用一根流入管，如果其直徑過大，在一臺壓縮機工作時，流量會降低，由于離心分離的作用的降低而油分離效率不佳。因此，每一個壓縮機分別設一根流入管，這樣一面減小了壓力損失，而且能夠防止一臺工作時的油分離效率的降低。而且，在具有兩臺壓縮機的系統(tǒng)中，以一臺油分離器分離從壓縮機帶出的油，防止了壓縮機內(nèi)潤滑油的耗盡，這樣可以廉價地增加制冷循環(huán)的可靠性。
而且，由于在殼體50的垂直方向的相同位置處，在內(nèi)面周向等間隔地配置了流入管53a以及流入管53b，這樣由一個流入管流入的制冷劑氣體的軌跡不受另一個流入管的干擾，抑制了殼體50內(nèi)的氣流的紊亂，可以防止兩臺壓縮機工作時的油分離效率的降低。
另外，在該實施中，對流入管為兩根的情況進行了說明，但即使在流入管為3根以上的情況時，通過在殼體的垂直方向的相同位置(相同高度)處，在內(nèi)面周向等間隔地配置流入管，也能起到同樣的效果。而且，可以根據(jù)流入的制冷劑流量或者壓縮機容量而改變這些多根流入管的直徑。
在本發(fā)明涉及的油分離器中，因為把殼體的開口與流出管的殼體內(nèi)端部的距離取為流入管內(nèi)徑的5倍以上，所以，即使流入油分離器的油量增加，也可以防止油分離效率的降低。
而且，在本發(fā)明涉及的油分離器中，因為流出管的殼體內(nèi)端部位于流入管的內(nèi)徑中心下方為流入管內(nèi)徑的5倍以上的位置處，所以，能夠在廣泛范圍的制冷劑循環(huán)量中而維持高的油分離效率。
而且，在本發(fā)明涉及的油分離器中，因為流入管具有連接殼體圓筒部分的直管部分，且該直管部分的長度取為流入管內(nèi)徑的8倍以上，所以，能夠廉價地提高氣體流量小的情況時的油分離效率。
而且，在本發(fā)明涉及的油分離器中，因為流入管是彎曲配管，其具有連接圓筒部分的第1直管部分以及相對第1直管部分沿殼體方向為90度角的第2直管部分，而且，在本發(fā)明涉及的油分離器中，因為流入管是以殼體的中心軸為中心的螺旋形狀，所以，在設置空間小的場合，也具有提高分離效率的效果。
而且，因為殼體是在圓筒部分的上部制成與圓筒部分形成為一體且向上方縮小的錐形部分，所以，與上方為平面的蓋體的情況相比，可以減少部件零數(shù)目，并且減小了能夠達到必要強度的厚度能夠?qū)崿F(xiàn)輕型化。
而且，具有多根流入管，并在垂直方向的同一位置等間隔地將這些流入管與圓筒部分連接。一面減小了壓力損失，而且可以防止一臺工作時的油分離效率的降低。而且，在具有兩臺壓縮機的系統(tǒng)中，以一臺油分離器分離從壓縮機帶出的油，防止了壓縮機內(nèi)的潤滑油的耗盡，由此而可以廉價地提高制冷循環(huán)的可靠性，而且，由一根流入管流入的制冷劑氣體的軌跡不會受到另一流入管的干擾，抑制了殼體內(nèi)的氣流的紊亂，可以防止兩臺壓縮機運轉(zhuǎn)時的油分離效率的降低。
而且，在本發(fā)明涉及的室外機中，因為具有壓縮機、流入管與壓縮機連接的上述的油分離器、與該油分離器的排出管連接的毛細管、與毛細管并列而與該排出管連接的閥、與毛細管以及閥連接的返油回路、與該返油回路及壓縮機連接的蓄液器、與油分離器的流出管連接的四通閥、與該四通閥連接的熱交換器，所以提高了運轉(zhuǎn)效率。
而且，在本發(fā)明涉及的室外機中，因為具有多個壓縮機、各流入管與多個壓縮機分別連接的上述的油分離器、與該油分離器的排出管連接的毛細管、與毛細管并列而與該排出管連接的閥、與毛細管以及閥連接的返油回路、與該返油回路及多個壓縮機連接的蓄液器、與油分離器的流出管連接的四通閥、與該四通閥連接的熱交換器，所以提高了運轉(zhuǎn)效率。
而且，因為僅在壓縮機起動時把閥打開，所以，特別是在一時向油分離器的油流入量增多時起動壓縮機，也能夠防止油分離器的溢流。
權(quán)利要求
1.一種油分離器，具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；前述開口與前述流出管的殼體內(nèi)端部的距離是前述流入管內(nèi)徑的5倍以上。
2.一種油分離器，具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；前述流出管的殼體內(nèi)端部位于前述流入管內(nèi)徑的中心下方、且距離為前述流入管內(nèi)徑的5倍以上的位置處。
3.一種油分離器，具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；前述流入管具有連接前述圓筒部分的直管部分，前述直管部分的長度是前述流入管內(nèi)徑的8倍以上。
4.一種油分離器，具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；前述流入管是彎曲配管，具有連接前述圓筒部分的第1直管部分和相對第1直管部分沿前述殼體方向為90度角的第2直管部分。
5.一種油分離器，具有殼體、流出管、排出管和流入管，前述殼體具有圓筒部分和在前述圓筒部分下部形成為一體的且向下方縮小的錐形部分，前述流出管的中心軸與前述殼體為同軸且由前述殼體的上部插入，前述排出管與設在前述錐形部分的下部的開口相連接，前述流入管與前述圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接且將氣液二相流流入前述殼體內(nèi)部；前述流入管是以前述殼體的中心軸為中心的螺旋形狀。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的油分離器，其特征在于前述殼體在前述圓筒部分的上部具有與前述圓筒部分形成為一體的且向上方縮小的錐形部分。
7.如權(quán)利要求1至6任一項所述的油分離器，其特征在于前述流入管有多個，前述流入管在垂直方向的相同高度位置處等間隔地與前述圓筒部分連接。
8.一種室外機，其特征在于具有壓縮機、流入管與前述壓縮機連接的如權(quán)利要求1至權(quán)利要求6任一項所述的油分離器、與前述油分離器的排出管連接的毛細管、與前述毛細管并列且與前述排出管連接的閥、與前述毛細管以及前述閥連接的返油回路、與前述返油回路和前述壓縮機連接的蓄液器、與前述油分離器的流出管連接的四通閥、與前述四通閥連接的熱交換器。
9.一種室外機，其特征在于具有多個壓縮機、各流入管與前述多個壓縮機分別連接的如權(quán)利要求7所述的油分離器、與前述油分離器的排出管連接的毛細管、與前述毛細管并列且與前述排出管連接的閥、與前述毛細管以及前述閥連接的返油回路、與前述返油回路及前述多個壓縮機連接的蓄液器、與前述油分離器的流出管連接的四通閥、與前述四通閥連接的熱交換器。
10.如權(quán)利要求8或9所述的室外機，其特征在于前述閥僅在前述壓縮機起動時打開。
全文摘要
一種油分離器,具有:殼體(50)、流出管(51)、排出管(52)和流入管(53),殼體(50)具有圓筒部分和在圓筒部分下部形成為一體且向下方縮小的錐形部分,流出管(51)中心軸與殼體為同軸且由殼體的上部插入,排出管(52)與設在錐形部分的下部的開口相連接,流入管(53)與圓筒部分的內(nèi)壁面沿切線方向連接,且將氣液二相流流入殼體內(nèi)部;殼體的開口(50a)與流出管的殼體內(nèi)端部(51a)的距離是流入管(53)的內(nèi)徑的5倍以上。
文檔編號F25B13/00GK1388888SQ01802475
公開日2003年1月1日 申請日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月21日
發(fā)明者森本修, 河西智彥, 高下博文, 村上泰城 申請人:三菱電機株式會社