分液器、压缩机组件和空调系统

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种分液器、压缩机组件和空调系统。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的流体机械，压缩机的壳体内部设置有气缸，工作时，低温低压的制冷剂气体从吸气管进入气缸，通过电机运转带动滚子在气缸内对其进行压缩，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。

由于在系统运转过程中，无法保证制冷剂在蒸发阶段能够完全汽化，当蒸发器出来的液态制冷剂直接进入压缩机缸体内存在液击风险，从而影响压缩机及系统可靠性。为此在蒸发器和压缩机直接设置了分液器，用于连接空调管路和压缩机气缸吸气口，系统中的液体制冷剂通过分液器后，经过杂质过滤、气态和液态冷媒分离，避免液态冷媒和杂质进入压缩机缸体，保证压缩机正常运转。

随着市场需求，转子压缩机的排量越做越大，为了满足压缩机更高的可靠性要求，需要不断加大分液器的有效容积，以增强分液器的分液能力，进而避免压缩机运转过程中出现液击造成压缩机泵体零部件的磨损。

加大分液器的有效容积，可以通过增加分液器高度尺寸或径向尺寸实现，但由于空调系统空间尺寸限制，现有技术多通过加长分液器筒体高度的方式实现分液器有效容积增加，同时为保证分液器滤网支架与内插管配合尺寸，确保分液器过滤效果，须相应增加分液器内插管长度。根据制冷剂的一阶共振频率公式：f＝C/(4*(L+(V/S)))(其中f为共振频率，C为气流速度，L为管路径长度，V为容积，S管路截面积)，内插管长度与吸气共振频率成反比，内插管加长会造成压缩机的吸气共振频率下降，致使吸气共振频率包含在压缩机实际运行频率范围内，其一会造成功耗增加，压缩机能效衰减；其二引发压缩机运行过程中系统管路共振，降低系统可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分液器、压缩机组件和空调系统，能够避免吸气共振频率下降导致的能效衰减及系统管路共振，增强压缩机的可靠性。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种分液器，包括进气管、外壳、内筒、滤网组件和内插管，进气管连接在外壳的顶部，内筒和滤网组件均设置在外壳内，并相对于外壳固定，滤网组件位于进气管与内筒之间，内筒的底部封闭，内筒的上部具有进气孔，内插管从外壳的外部插入，并经内筒的底部伸入内筒。

进一步地，进气孔的截面积总和为S1，内插管的截面积为S2，S1＞S2。

进一步地，外壳包括外筒、上盖和下盖，上盖设置在外筒的顶部，下盖设置在外筒的底部，外筒的外径为D，内筒的外径为D0，0＜D0/D≤0.5。

进一步地，外壳包括外筒、上盖和下盖，上盖设置在外筒的顶部，下盖设置在外筒的底部，外筒的高度为H，内筒的顶面相对于下盖的高度为H0，0.6≤H0/H≤0.9。

进一步地，外壳包括外筒、上盖和下盖，上盖设置在外筒的顶部，下盖设置在外筒的底部，外筒的高度为H，内插管伸入外壳的长度为L1，0.1≤L1/H≤0.3。

进一步地，外壳包括外筒、上盖和下盖，上盖设置在外筒的顶部，下盖设置在外筒的底部，内筒与外筒之间通过支撑架固定连接，支撑架上设置有连通上下两侧的通气孔，内筒的顶面相对于下盖的高度为H0，支撑架的顶面相对于下盖的高度为H2，0.4≤H2/H0≤0.7。

进一步地，进气孔为圆形或多边形；和/或，进气孔为多个，内筒的顶部密封，多个进气孔沿内筒的轴向和周向排布在内筒的侧壁上。

进一步地，内筒的顶部设置有圆台形挡盖，圆台形挡盖的底部直径大于内筒的直径，圆台形挡盖的底部通过连接板与内筒固定连接，连接板和/或内筒的侧壁上设置有进气孔；或，内筒的顶部和/或侧部设置有进气孔。

进一步地，内插管为两个，两个内插管并排设置，且两个内插管插入内筒内的长度相同。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机组件，包括分液器和压缩机本体，该分液器为上述的分液器，分液器的内插管与压缩机本体连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统，包括上述的分液器或上述的压缩机组件。

应用本发明的技术方案，分液器包括进气管、外壳、内筒、滤网组件和内插管，进气管连接在外壳的顶部，内筒和滤网组件均设置在外壳内，并相对于外壳固定，滤网组件位于进气管与内筒之间，内筒的底部封闭，内筒的上部具有进气孔，内插管从外壳的外部插入，并经内筒的底部伸入内筒。该分液器在外壳内增设了内筒，并且使得内插管直接插入内筒内，从而利用内筒来保证与滤网组件的配合尺寸不变，同时可以使得内插管在较短的尺寸下，不影响气体的流出，在增加内筒之后，由于只需要保证内筒与滤网组件的配合尺寸满足要求，与内插管的插入尺寸无关，因此，即使从增加轴向长度的角度来增大分液器的有效容积，需要增加的也仅是内筒的轴向长度，内插管仍然可以以较短的插入长度与内筒之间实现配合，因此可以在提高分液器的有效容积，加强分液能力的基础上，减小内插管的长度，减小管路径长度，提高吸气共振频率，避免吸气共振频率降低带来的运行频率范围内功耗高能效衰减的问题，增强压缩机的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明第一实施例的分液器的剖视结构示意图；

图2示出了本发明第一实施例的分液器的内筒的立体结构示意图；

图3示出了本发明第一实施例的压缩机组件的结构示意图；

图4示出了本发明第二实施例的分液器的剖视结构示意图；

图5示出了本发明第二实施例的分液器的立体结构示意图；

图6示出了本发明第二实施例的分液器的结构示意图；

图7示出了图6的A向结构示意图；

图8示出了本发明第二实施例的压缩机组件的结构示意图；

图9示出了本发明第三实施例的分液器的剖视结构示意图；

图10示出了本发明第三实施例的分液器的内筒的立体结构示意图；

图11示出了本发明第三实施例的压缩机组件的结构示意图；

图12示出了本发明第四实施例的分液器的剖视结构示意图；

图13示出了本发明第四实施例的分液器的立体结构示意图；

图14示出了本发明第四实施例的分液器的结构示意图；

图15示出了图14的A向结构示意图；

图16示出了本发明第四实施例的压缩机组件的结构示意图；

图17示出了本发明第五实施例的分液器的剖视结构示意图；

图18示出了本发明第五实施例的分液器的内筒的立体结构示意图；

图19示出了本发明第五实施例的压缩机组件的结构示意图；以及

图20示出了本发明实施例的分液器与相关技术中的分液器的能效对比图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、进气管；2、外壳；3、内筒；4、滤网组件；5、内插管；6、进气孔；7、外筒；8、上盖；9、下盖；10、支撑架；11、通气孔；12、圆台形挡盖；13、连接板；14、分液器；15、压缩机本体；16、内接段；17、弯管段；18、出气段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

常规分液器多由进气管、滤网组件(滤网和滤网支架)、上下盖、筒体、内插管部件组成。蒸发器出来的气液混合的制冷剂通过进气管进入，经过滤网过滤杂质及滤网支架的导流，液态冷媒直接落入分液器下部，气态冷媒则通过内插管经气缸吸气口进入压缩机气缸进行压缩循环。这种结构对于大排量转子压缩机需要有足够的分液器容积提高分液能力保证可靠性，增加分液器的容积可以通过加高筒体高度或筒体径向尺寸实现，但是空调系统紧凑化的趋势，现有机构多通过加高分液器筒体尺寸的方式实现分液器有效容积增加，同时为保证分液器过滤效果分液器滤网支架与内插管配合尺寸ΔL不能过大，则内插管长度需跟随筒体的加高而加长。根据制冷剂的一阶共振频率公式：f＝C/(4*(L+(V/S)))(其中f为共振频率，C为气流速度，L为管路径长度，V为容积，S管路截面积)，内插管长度与吸气共振频率成反比，内插管加长会造成压缩机的吸气共振频率下降，致使吸气共振频率包含在压缩机实际运行频率范围内，吸气脉动引起功耗增加，会造成压缩机能效衰减，同时引发系统管路共振，降低系统可靠性。

为了解决这一问题，参见图1至图19所示，根据本发明的实施例，提供了一种分液器，包括进气管1、外壳2、内筒3、滤网组件4和内插管5，进气管1连接在外壳2的顶部，内筒3和滤网组件4均设置在外壳2内，并相对于外壳2固定，滤网组件4位于进气管1与内筒3之间，内筒3的底部封闭，内筒3的上部具有进气孔6，内插管5从外壳2的外部插入，并经内筒3的底部伸入内筒3。

该分液器在外壳2内增设了内筒3，并且使得内插管5直接插入内筒3内，从而利用内筒3来保证与滤网组件4的配合尺寸不变，同时可以使得内插管5在较短的尺寸下，不影响气体的流出，在增加内筒3之后，由于只需要保证内筒3与滤网组件4的配合尺寸满足要求，与内插管5的插入尺寸无关，因此，即使从增加轴向长度的角度来增大分液器的有效容积，需要增加的也仅是内筒3的轴向长度，内插管5仍然可以以较短的插入长度与内筒3之间实现配合，因此可以在提高分液器的有效容积，加强分液能力的基础上，减小内插管5的长度，减小管路径长度，提高吸气共振频率，避免吸气共振频率降低带来的运行频率范围内功耗高能效衰减的问题，增强压缩机的可靠性。

在一个实施例中，进气孔6的截面积总和为S1，内插管5的截面积为S2，S1＞S2。在本实施例中，进气孔6的截面积总和大于内插管5的截面积，当内插管5的数量为两个及以上时，进气孔6的截面积总和大于内插管5的截面积之和，从而可以确保制冷剂的流通面积，减小流动阻力损失，提高制冷剂流动效率。

在一个实施例中，外壳2包括外筒7、上盖8和下盖9，上盖8设置在外筒7的顶部，下盖9设置在外筒7的底部，外筒7的外径为D，内筒3的外径为D0，0＜D0/D≤0.5。

在本实施例中，内筒3设置在外壳2内部，且内筒3的底部封闭，液态制冷剂从内筒3的周侧进入外壳2与内筒3之间的空间，然后气态制冷剂从内筒3上部的进气孔6处进入到内筒3的内腔，进而通过内插管5流出。内筒3能够将气态和液态制冷剂分隔开，内筒3与外壳2之间所形成的腔体用于储存液态制冷剂，内筒3用于储存并输送气态制冷剂，由于内筒3的底部封闭，因此液态制冷剂无法从内筒3的底部进入到内筒3内，只能够从内筒3上部的进气孔6进入到内筒3的内部，因此有效避免了液态制冷剂进入到内插管5内，提高了压缩机运行的可靠性。

通过限定外筒7与内筒3的外径之间的比例关系，能够避免内筒3的外径过大，使得外筒7的内壁与内筒3的外壁之间能够形成足够的空间来容置液态制冷剂，避免该部分空间太小导致液态制冷剂液面高速上升的问题。

在一个实施例中，外壳2包括外筒7、上盖8和下盖9，上盖8设置在外筒7的顶部，下盖9设置在外筒7的底部，外筒7的高度为H，内筒3的顶面相对于下盖9的高度为H0，0.6≤H0/H≤0.9。

在本实施例中，通过限定内筒3的顶面高度H0与外筒7的高度H之间的关系，可以限定内筒3的最大高度，由于内筒3上的进气孔6位于内筒3的上部，且靠近顶面设计，因此，当内筒3相对于下盖9具有足够的高度时，就能够使得内筒3的进气孔6相对于下盖9具有足够的高度，从而可以保证分液器具有足够的液面高度，进一步提高分液器的分液能力，保证压缩机的运行可靠性。

在一个实施例中，外壳2包括外筒7、上盖8和下盖9，上盖8设置在外筒7的顶部，下盖9设置在外筒7的底部，外筒7的高度为H，内插管5伸入外壳2的长度为L1，0.1≤L1/H≤0.3。

在本实施例中，内插管5包括内接段16、弯管段17、出气段18；其中内接段16一端部分伸入内筒3，与内筒3固定连接，另一端伸出外壳2，并与外壳2及弯管段17相互固定连接；出气段18一端与弯管段17连接，一端伸入气缸吸气口与气缸的吸气腔连通，从而实现将内筒3中分离出存储的气态制冷剂导流入压缩机气缸内进行压缩循环。本发明可以在保证与滤网组件的配合尺寸ΔL不变的同时，减短内插管5长度，优选地内插管5伸入外壳2内的长度L1与分液器的外筒7的高度H之间的关系满足：0.1≤L1/H≤0.3，以实现吸气共振频率提高，进一步减小运行频率范围内的功耗，提高压缩机性能。

在一个实施例中，外壳2包括外筒7、上盖8和下盖9，上盖8设置在外筒7的顶部，下盖9设置在外筒7的底部，内筒3与外筒7之间通过支撑架10固定连接，支撑架10上设置有连通上下两侧的通气孔11，内筒3的顶面相对于下盖9的高度为H0，支撑架10的顶面相对于下盖9的高度为H2，0.4≤H2/H0≤0.7。

在本实施例中，支撑架10为支撑板，支撑板包括圆板和位于圆板周侧的翻边，翻边的外径与外筒7的内径相同，使得翻边可以与外筒7的内壁相贴合，提高支撑板的整体结构强度。支撑板用于固定连接筒体和内筒体，对内筒体起到支撑作用及液态制冷剂的导流作用，为减小吸气共振影响，支撑板应设置在内筒3的整体高度中部靠上的位置。

在一个实施例中，内插管5为两个，两个内插管5并排设置，且两个内插管5插入内筒3内的长度相同。

在一个实施例中，内插管5为一个。

在一个实施例中，进气孔6为圆形或多边形。

在一个实施例中，内筒3的上部设置有至少一个进气孔6。

在一个实施例中，进气孔6为多个，内筒3的顶部密封，多个进气孔6沿内筒3的轴向和周向排布在内筒3的侧壁上。

结合参见图1至图3所示，为本发明的第一实施例，在本实施例中，内筒3为圆柱状，内筒3的上部侧壁的同一直径的两侧各设置有一个进气孔6，内筒3的顶部封闭，底部封闭，两个进气孔6的大小相同，位置相对，使得气态制冷剂能够顺利经进气孔6进入到内筒3内。

结合参见图4至图8所示，为本发明的第二实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在与，两者的内筒3的结构略有差别。在本实施例中，内筒3的顶端开口，在内筒3的顶部还设置有圆台形挡盖12，圆台形挡盖12的底部直径大于内筒3的直径，圆台形挡盖12的底部通过连接板13与内筒3固定连接，连接板13和/或内筒3的侧壁上设置有进气孔6。

在本实施例中，圆台形挡盖12的顶部封闭，圆台形挡盖12的圆锥弧面与滤网组件4的滤网支架的导流结构平行设计，能更好的将液态制冷剂分流至分液器底部，避免液态制冷剂通过内插管5进入缸体造成液击。

结合参见图9至图11所示，为本发明的第三实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在与，在本实施例中，进气孔6为多个小孔，多个进气孔6在内筒3的周壁上形成蜂窝状多孔结构，从而可以优化制冷剂的流动噪音。

结合参见图12至图16所示，为本发明的第四实施例，其与第三实施例基本相同，不同之处在与，在本实施例中，内筒3的顶部设置有圆台形挡盖12，圆台形挡盖12的底部直径大于内筒3的直径，圆台形挡盖12的底部通过连接板13与内筒3固定连接，连接板13和/或内筒3的侧壁上设置有进气孔6。

结合参见图17至图19所示，为本发明的第五实施例，其与第一实施例基本相同，不同之处在与，在本实施例中，内筒3的顶部开设有进气孔6，内筒3的侧壁为封闭结构，气态制冷剂从内筒3顶部的进气孔6进入到内筒3内。位于内筒3的顶盖上的进气孔6可以为一个，也可以为多个。

本发明实施例的分液器的工作原理如下：

蒸发器出来的气液混合的制冷剂通过进气管1进入分液器14，经过滤网组件4中的滤网过滤杂质后经滤网支架的导流作用下，液态冷媒直接落入分液器14底部，气态冷媒则通过内筒3上部的进气孔6进入内筒3，再经内插管5、气缸吸气口进入压缩机气缸实现压缩循环。

所述内筒3靠近滤网组件4一端是封闭的，可以更好地避免经滤网组件4导流的液态冷媒直接落入内插管5进入压缩机缸体引起液击。同时根据制冷剂的一阶共振频率公式：f＝C/(4*(L+(V/S)))，其中f为共振频率，C为气流速度，L为管路径长度，V为容积，S管路截面积，本发明中管路径长度L为内插管5内接段16、弯管段17和出气段18的沿程周长的总和，本发明内筒3结构创新设计，可以在保证与滤网组件4的配合尺寸ΔL不变的同时，实现减小内插管5的长度，提高吸气共振频率的需求。

内插管5伸入外壳2内部的长度L1与分液器14的外筒高度H之间的关系满足：0.1≤L1/H≤0.3，可以通过适当减小内插管5的内接段16的长度L1，减小管路径长度L，提高吸气共振频率，避免吸气共振频率降低带来的运行频率范围内功耗高能效衰减的问题。

参见图20所示，使用本发明分液器结构，内插管5的长度减短50％以上，吸气共振频率由原来的80Hz上调至110Hz以上，较采用常规分液器结构，同样的国标工况下，能效(COP)平均有3％以上的提升，特别是中高频段功耗降低5％-10％。

根据本发明的实施例，压缩机组件包括分液器14和压缩机本体15，该分液器14为上述的分液器，分液器14的内插管5与压缩机本体15连接。

根据本发明的实施例，空调系统包括上述的分液器或上述的压缩机组件。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。