一种立式贮液器以及具有该贮液器的制冷系统

摘要

本发明公开一种立式贮液器，它包括由筒体、上封体和下封体构成的空腔，将空腔分隔成缓冲室和储液室的分隔装置，连通缓冲室和储液室的降液管和气体流道，降液管下端伸入储液室的最低工作液面以下，上封体设有进入缓冲室的进液管以及与进液管保持适当距离的第一出气管，缓冲室底部设有第一出液管，下封体设有排放口和伸入储液室的第二出液管，储液室设有位于最高工作液面以上的第一进气管，用于控制储液室的液面高度的液位控制装置。本发明通过在上下分割的缓冲室和储液室之间设置降液管和气体流道，即使在储液室压力较大的情况下，贮液器内的压力也能够平衡，确保缓冲室内的液体通过降液管顺畅流动储液室。

权利要求

1.一种立式贮液器，其特征在于，包括：

由筒体（1）、上封体（2）和下封体（3）构成的空腔；

将所述空腔分隔成位于上部的缓冲室（4）和位于下部的储液室（7）的分隔装置；

连通所述缓冲室（4）和储液室（7）的降液管（5）和气体流道（6），所述降液管（5）下端伸入储液室（7）的最低工作液面以下；

所述上封体（2）设有进入缓冲室（4）的进液管（21）以及与进液管（21）保持适当距离的第一出气管（22），所述缓冲室（4）底部设有第一出液管（43），所述下封体（3）设有排放口（32）和伸入储液室（7）的第二出液管（31）；

所述储液室（7）设有位于最高工作液面以上的第一进气管（71）；

液位控制装置，用于将储液室（7）的液面控制在最低工作液面与最高工作液面之间；

所述进液管（21）的入口和第一出气管（22）的出口用于连通到冷凝器；

所述第一出液管（43）的出口和第一进气管（71）的进口用于连通油冷却器；

所述分隔装置包括：

水平隔板（41），其位于缓冲室（4）底部且部分侧边固定在筒体（1）上，所述水平隔板（41）位于第一进气管（71）出口的正上方；

竖直隔板（42），其沿着水平隔板（41）与筒体（1）未接触的边缘部分向上延伸，使得竖直隔板（42）与水平隔板（41）、筒体（1）形成所述缓冲室（4）；

所述竖直隔板（42）与上封体（2）之间形成连通缓冲室（4）和储液室（7）的所述气体流道（6）；

所述降液管（5）位于气体流道（6）内，且降液管（5）上端位于竖直隔板（42）的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述水平隔板（41）相对筒体（1）截面的缺口面积为S1，所述降液管（5）的流通面积为S2，所述第一进气管（71）的流通面积为S3，其中S1、S2和S3满足：S1‑S2≥2S3。

3.根据权利要求1所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述第一进气管（71）进入储液室（7）后设置有离心管。

4.根据权利要求1所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述储液室（7）的底部设有换热管（74）。

5.根据权利要求4所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述储液室（7）设有位于最低工作液面以下且能与换热管（74）进行热交换的油分离器（8），所述油分离器（8）包括：具有储油腔室（82）的壳体（81），所述储油腔室（82）内设有亲油材料层（83）；

第二进气管（84），其进口从壳体（81）顶部向筒体（1）外侧延伸，出口伸入亲油材料层（83）下方的储油腔室（82）内；

第二出气管（85），其进口伸入亲油材料层（83）上方的储油腔室（82）内，出口从壳体（81）侧部向筒体（1）外侧延伸；

位于储油腔室（82）底部的出油管（86），所述出油管（86）出口向下延伸穿过下封体（3）。

6.根据权利要求5所述的一种立式贮液器，其特征在于，位于筒体（1）侧壁与壳体（81）之间的第二进气管（84）采用非刚性连接件连通。

7.根据权利要求5所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述第二进气管（84）的出口正下方设置有缓冲部件（87）。

8.根据权利要求7所述的一种立式贮液器，其特征在于，所述缓冲部件（87）为中心向四周降低的锥形板，所述锥形板顶点位于第二进气管（84）的出口正下方。

9.一种制冷系统，包括如权利要求5‑8任一项所述的立式贮液器，其特征在于：所述进液管（21）的入口和第一出气管（22）的出口均连通到冷凝器上；

所述第一出液管（43）的出口和第一进气管（71）的进口均连通油冷却器上；

所述第二进气管（84）连通压缩机的出气口，所述第二出气管（85）的出口连通冷凝器。

说明书

一种立式贮液器以及具有该贮液器的制冷系统

技术领域

[0001] 本发明属于制冷技术领域，具体来说，涉及一种立式贮液器以及具有该贮液器的制冷系统。

背景技术

[0002] 在制冷系统中，通常会设置贮液器，贮液器的功能是贮存制冷系统中的液体制冷剂，并持续向低压系统提供液体制冷剂。部分贮液器还兼具优先向油冷却器供液的作用。根据制冷原理，降低液体制冷剂的温度，有利于提高其单位制冷量。对于兼具优先向油冷却器供液的贮液器，还承担分离油冷却器回气中夹带的液滴的功能。

[0003] 立式贮液器因无需另外设置安装支架就能具有与油冷却器保持所需的液柱静压力而广泛使用。但是，由于贮液器在接收油冷却器回气的地方存在气相压力过高的情况，导致气相压力低的地方与其它地方流体交换的阻力较大。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的兼具向油冷却器供液的贮液器存在的内部压力不均导致液体交换阻力大的问题，本发明提供了一种立式贮液器，该贮液器通过设置降液管和气体流道，使得即使在储液室压力较大的情况下，贮液器内的压力也能够平衡，确保缓冲室内的液体通过降液管顺畅流动储液室。

[0005] 为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一种立式贮液器，包括：

[0007] 由筒体、上封体和下封体构成的空腔；

[0008] 将所述空腔分隔成位于上部的缓冲室和位于下部的储液室的分隔装置；

[0009] 连通所述缓冲室和储液室的降液管和气体流道，所述降液管下端伸入储液室的最低工作液面以下；

[0010] 所述上封体设有进入缓冲室的进液管以及与进液管保持适当距离的第一出气管，所述缓冲室底部设有第一出液管，所述下封体设有排放口和伸入储液室的第二出液管；

[0011] 所述储液室设有位于最高工作液面以上的第一进气管；

[0012] 液位控制装置，用于将储液室的液面控制在最低工作液面与最高工作液面之间。

[0013] 采用上述技术方案的立式贮液器，由于将现有贮液器的空腔分成了缓冲室和储液室，当冷凝器的高温常压液体制冷剂从进液管进入缓冲室后，液体制冷剂可以首先从出液管进入油冷却器，经过油冷却器部分气化后的高温制冷剂气体和雾状液体从第一进气管进入储液室进行气液分离，液体储积到储液室，气体从气体流道进入缓冲室再次进行气液分离，液体沉积到缓冲室底部，气体从第一出气管流出。

[0014] 由于最高工作液面低于第一进气管，因此油冷却器气化后的高温制冷剂气体不会直接通入储液室的制冷剂液体中；再者，缓冲室与储液室之间设有降液管，且降液管下端出口伸入储液室的最低工作液面以下，因此在储液室压力较高时，空气压力会通过气体流道传导到缓冲室，从而将缓冲室内多余的制冷剂液体通过降液管溢流到储液室内进行存储，从而平衡了贮液器内的压力，减小了缓冲室的溢流阻力。

[0015] 优选地，所述分隔装置包括：

[0016] 水平隔板，其位于缓冲室底部且部分侧边固定在筒体上，所述水平隔板位于第一进气管出口的正上方；

[0017] 竖直隔板，其沿着水平隔板与筒体未接触的边缘部分向上延伸，使得竖直隔板与水平隔板、筒体形成所述缓冲室；

[0018] 所述竖直隔板与上封体之间形成连通缓冲室和储液室的所述气体流道；

[0019] 所述降液管位于气体流道内，且降液管上端位于竖直隔板的顶部。

[0020] 上述限定的分隔装置使得从第一进气管进入储液室的高温制冷剂气流冲击水平隔板底部，从而降低动能并改变流动方向，实现初步气液分离，而水平隔板、竖直隔板以及筒体形成的缓冲室能够有效将液体通过降液管送往缓冲室。

[0021] 优选地，所述水平隔板相对筒体截面的缺口面积为S1，所述降液管的流通面积为S2，所述第一进气管的流通面积为S3，其中S1、S2和S3满足：S1‑S2≥2S3。上述限定气体流道的流通面积有效大于第一进气管的流通面积，这样当第一进气管的流体进入气体流道时，流通面积得以快速增加，从而进一步降低流体的动能，进而实现气液分离。

[0022] 优选地，所述第一进气管进入储液室后设置有离心管。该限定使得从油冷却器输入的高温制冷剂气体进入第一进气管后，能够通过离心作用实现气液分离。

[0023] 优选地，所述储液室的底部设有换热管。换热管通过输入低温低压制冷剂，可以将冷量传递到储液室的制冷剂液体中，储液室的制冷剂液体温度被降低，低温低压制冷剂得到饱和或过热后通往压缩机。

[0024] 优选地，所述储液室设有位于最低工作液面以下且能与换热管进行热交换的油分离器，所述油分离器包括：

[0025] 具有储油腔室的壳体，所述储油腔室内设有亲油材料层；

[0026] 第二进气管，其进口从壳体顶部向筒体外侧延伸，出口伸入亲油材料层下方的储油腔室内；

[0027] 第二出气管，其进口伸入亲油材料层上方的储油腔室内，出口从壳体侧部向筒体外侧延伸；

[0028] 位于储油腔室底部的出油管，所述出油管出口向下延伸穿过下封体。

[0029] 通过在储液室设置油分离器，能够将高温高压气体中的润滑油分离出来，具体为：来自压缩机的高温高压制冷剂气体从第二进气管进入到亲油材料层下方的储油腔室内，受到换热管的低温影响开始凝结，油滴下落到储油腔室底部，气相向上经过亲油材料层，油雾被亲油材料层聚集后形成油滴下落到储油腔室底部，剩下的制冷剂气体从第二出气管排出，而储油腔室底部聚集的润滑油通过出油管放出。

[0030] 优选地，位于筒体侧壁与壳体之间的第二进气管采用非刚性连接件连通。非刚性连接件的使用能够吸收贮液器与油分离器之间的温差位移和振动位移。

[0031] 优选地，所述第二进气管的出口正下方设置有缓冲部件。缓冲部件用于防止第二进气管出口的快速气流冲击储油腔室底部的润滑油。

[0032] 优选地，所述缓冲部件为中心向四周降低的锥形板，所述锥形板顶点位于第二进气管的出口正下方。上述具体实施的一种缓冲部件不但能够降低气流对润滑油的冲击，还能够起到分散和均布气流的作用。

[0033] 第二方面，本申请还提供了一种制冷系统，包括立式贮液器，所述进液管的入口和第一出气管的出口均连通到冷凝器上；所述第一出液管的出口和第一进气管的进口均连通油冷却器上；所述第二进气管连通压缩机的出气口，所述第二出气管的出口连通冷凝器。

[0034] 本发明相比现有技术，具有如下有益效果：

[0035] 1、通过降液管将缓冲室和储液室的液相连通，避免了因储液室压力较高时，缓冲室的液体过多无法溢流的问题，确保了缓冲室的液体顺畅溢流到储液室。

[0036] 2、通过将油分离器设计到贮液器的储液室内，能够减少制冷系统设备的占用时间，使得制冷系统更为紧凑。

[0037] 3、由于储液室内的液体制冷剂存在润滑油，当油分离器置于液体制冷剂中，其表面能够被油膜保护，不会产生全面或者局部腐蚀，从而延长了油分离器的使用寿命，同时将油分离器置于液体制冷剂中也有利于油分离器内的雾状油滴凝结下落到底部。

[0038] 4、在换热管内通入低温低压的制冷剂气体后，其与外部的制冷剂液体进行热量交换，能够提高换热管内低温制冷剂气体的干度，降低压缩机因吸气带液造成“液击”的风险，另一方面降低了储液室内的液体制冷剂温度，有利于提高单位制冷量。

附图说明

[0039] 图1为实施例1中立式贮液器的结构示意图；

[0040] 图2为为图1的A‑A向剖视图；

[0041] 图3为第一进气管采用S形管道的结构示意图；

[0042] 图4为实施例2中立式贮液器的结构示意图；

[0043] 图5为油分离器的结构示意图。

[0044] 图中标记说明：1‑筒体，2‑上封体，21‑进液管，22‑第一出气管，3‑下封体，31‑第二出液管，32‑排放口，4‑缓冲室，41‑水平隔板，42‑竖直隔板，43‑第一出液管，5‑降液管，6‑气体流道，7‑储液室，71‑第一进气管，72‑液位监测装置，73‑固定装置，74‑换热管，8‑油分离器，81‑壳体，82‑储油腔室，83‑亲油材料层，84‑第二进气管，841‑不锈钢波纹管，85‑第二出气管，86‑出油管，87‑缓冲部件。

具体实施方式

[0045] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

[0046] 实施例1：

[0047] 如图1所示，本实施例提供一种能够顺畅溢流的立式贮液器，包括由筒体1、上封体2和下封体3构成的空腔，空腔内设有分隔装置将空腔分为位于上部的缓冲室4和位于下部的储液室7，其中缓冲室4和储液室7之间设置有降液管5和气体流道6，降液管5下端伸入储液室7的最低工作液面以下，防止气体从降液管5下端进入。

[0048] 分隔装置具体结构如下，其包括水平隔板41和竖直隔板42，其中水平隔板41位于缓冲室4底部且部分侧边固定在筒体1上，比较简单的方式是将水平隔板41设计成有缺口的弓形，如图2所示，竖直隔板42沿着弓形缺口的边缘向上延伸，使得水平隔板41、竖直隔板42、筒体1以及上封体2之间形成上方敞口的缓冲室4。

[0049] 需要注意的是，分割装置中水平隔板41与筒体1侧壁、竖直隔板42的连接位置对密封性要求较高，因此再对其连接位置进行焊接处理后，还需要对焊接头进行表面检测，确保缓冲室4内的制冷剂液体不会发生渗漏，若贮液器长时间停机且缓冲室4的液体漏完，那么当贮液器重新启动的时候，将没有制冷剂液体供往油冷却器，导致压缩机油温过高，无法正常运行。

[0050] 对于缓冲室4来说，上封体2上设有进液管21和第一出气管22，其中进液管21用于向缓冲室4输入高压常温液体制冷剂，第一出气管22用于排出高温制冷剂气体，为了避免进液管21进入的制冷剂液体和第一出气管22排出的制冷剂气体干扰，进液管21和第一出气管22在上封体2上需要保持适当的距离，缓冲室4内的底部设有第一出液管43，用于流出液体制冷剂。

[0051] 降液管5位于气体流道6内竖直延伸，且降液管5上端入口位于竖直隔板42的顶部，也就是说降液管5上端延伸至缓冲室4的上部用于缓冲室4溢流，降液管5下端伸入到最低工作液面以下的长度为H，H的数值一般选择50～100mm为佳。

[0052] 对于储液室7来说，储液室7上端设有第一进气管71，该第一进气管71要求位于储液室7的最高液面之上，也就是说第一进气管71在任何情况下都不能被储液室7的制冷剂液体液面超过，第一进气管71的出口最好对准水平隔板41的底部。

[0053] 下封体3(也就是储液室7的底部)设有排放口32和伸入储液室7的第二出液管31，其中排放口32位于下封体3的最低处，用于排放储液室7底部不合格的制冷剂液体，而伸入储液室7的第二出液管31为了避免储液室7底部不合格的制冷剂液体进入，因此需要将第二出液管31的上端伸入到储液室7一定深度。

[0054] 为了使贮液器能正常工作，储液室7的液面需要控制在最低工作液面与最高工作液面之间，因此贮液器需要设置一个液位控制装置，当储液室7的液面将要超过最高工作液面时，需要打开第二出液管31排放制冷剂液体，当储液室7的液面将要低于最高工作液面时，需要关闭第二出液管31避免储液室7的制冷剂液体向外排出，比如说，在储液的筒体1侧壁设置一个液位监测装置72，通过液位监测装置72所测得的液位位置来控制第二出液管31的工作，从而控制液面高度。

[0055] 同理，对于排放口32的使用也要遵循上述对储液室7液面的要求。

[0056] 下面简述下本实施例的工作过程：首先高压常温制冷剂液体从进液管21进入缓冲室4，制冷剂液体首先从第一出液管43排出用于制冷，制冷后部分气化的高温制冷剂气体夹带雾状制冷剂从第一进气管71进入储液室7，由于第一进气管71出口对准水平隔板41，因此气流再冲击水平隔板41后降低动能，然后改变流向实现气液分离，分离后的气体部分经过气体流道6从第一出气管22排出，分离后的液体储积到储液室7，当需要使用制冷剂液体时，打开第二出液管31排放即可。

[0057] 作为进一步的优化，对气体流道6、降液管5的流通面积进行一定的限定，如图2所示，假设水平隔板41相对筒体1截面的缺口面积为S1，降液管5的流通面积为S2，第一进气管71的流通面积为S3，则为了使第一进气管71的流体进入气体流道6后，流通面积明显增加，从而降低流体动能实现气液分离，要求气体流道6的有效流通面积要明显大于第一进气管
71的流动面积S3，而其中气体流道6的有效流通面积(图中阴影部分)等于水平隔板41相对筒体1截面的缺口面积S1减去降液管5的流通面积S2，也就是S1‑S2要明显大于S3，在本申请中，限定S1‑S2≥2S3即可。

[0058] 为了提升气液分离效果，本实施例要求第一进气管71的结构具有离心作用，具体地如图3所示，将第一进气管71设计成S形管道，气流在S形管道中碰撞管壁改变流向，从而实现气液分离。

[0059] 当然，第一进气管71也可以设计成比S形管道更为复杂的迂回型盘管或者螺旋形管道，其作用均能够通过多次改变气流变向提升气液分离效果。

[0060] 实施例2：

[0061] 如图4所示，本实施例与实施例1的不同在于，本方案在储液室7的液面下增设了换热管74和油分离器8。

[0062] 单独设置换热管74时，其通过往换热管74通入低温低压的制冷剂气体，可以将冷量传给到储液室7的制冷剂液体，而换热管74内的制冷剂气体升温后得以饱和或过热，被压缩机吸入时能避免发生液击。

[0063] 为了在贮液器中实现油气分离，本实施例将油分离器8置于制冷剂液体中(最低工作液面以下)，使得换热管74能够将冷量也传递到油分离器8中，同时通过固定装置73将油分离器8与筒体1内壁连接固定。

[0064] 如图4、图5所示，油分离器8包括具有储油腔室82的壳体81，储油腔室82内设有亲油材料层83将储油腔室82分为上下两部分，在壳体81的顶部设有第二进气管84，第二进气管84的进口向筒体1外延伸，出口伸入亲油材料层83下方的储油腔室82内，在壳体81的上部设有第二出气管85，第二出气管85的进口连通亲油材料层83上方的储油腔室82，出口从壳体81侧部向筒体1外侧延伸，在储油腔室82底部设有出油管86，出油管86出口向下延伸穿过下封体3，用于排放储油腔室82底部的润滑油。

[0065] 油分离器8用于分离高温高压气体中的润滑油，具体工作原理如下：首先来自压缩机的高温高压制冷剂气体从第二进气管84进入到亲油材料层83下方的储油腔室82内，受到换热管74和制冷剂液体的低温影响开始凝结形成油滴并下落到储油腔室82底部，气相向上经过亲油材料层83，油雾被亲油材料层83聚集后再次形成油滴下落到储油腔室82底部，剩下的制冷剂气体穿过亲油材料层83从第二出气管85排出，而储油腔室82底部聚集的润滑油通过出油管86放出。

[0066] 将油分离器8设置于制冷剂液体中能够与换热管74交换热量的位置，这样至少具有两个效果：第一，由于储液室7内的液体制冷剂中不可避免存在润滑油，而油分离器8表面暴露在空气中容易受到空气锈蚀，当将油分离器8置于液体制冷剂中，润滑油能够在其(金属)表面形成油膜，从而避免产生全面或者局部腐蚀，延长了油分离器8的使用寿命；第二，将油分离器8置于液体制冷剂中有利于降低油分离器8内中通入的高温高压制冷剂气体温度，从而使得雾状油滴快速凝结。

[0067] 作为本实施例进一步的改进，将位于筒体1侧壁与壳体81之间的第二进气管84采用非刚性连接件进行连通，非刚性连接件的使用能够吸收贮液器与油分离器8之间的温差位移和振动位移。在实施过程中，非刚性连接件可以选择不锈钢波纹管841或软管，这样当贮液器与油分离器8之间发生温差位移和振动位移时，非刚性连接件能够通过自适应形变弥补位移。

[0068] 第二进气管84的出口正下方设置有用于减缓气流冲击储油腔室82底部的润滑油的缓冲部件87。具体地，本实施例的缓冲部件87选择如下结构：缓冲部件87为中心向四周降低的锥形板，所述锥形板顶点位于第二进气管84的出口正下方，这样气流到达锥形板顶部时，可以沿四周进行分散，还能达到均布气流的作用上述具体实施的一种缓冲部件87不但能够降低气流对润滑油的冲击，还能够起到分散和均布气流的作用。

[0069] 缓冲部件87也可以设计水平板，在水平板两侧设置弹性装置(比如弹簧)来缓冲气流的冲击力，或者将缓冲部件87设计成能够将气流引导到壳体81内壁的结构。

[0070] 上述提供的立式贮液器可以用于制冷系统中，以实施例2所述的立式贮液器举例：

[0071] 进液管21的入口连通冷凝器，用于向缓冲室4输入高压常温制冷剂液体，第一出液管43连通到油冷却器，用于向油冷却器输入缓冲室4的制冷剂液体，经过油冷却器部分气化的高温制冷剂气体和雾状制冷剂液体从第一进气管71回到储液室7，第一出气管22出口连通到冷凝器上，用于将气液分离的制冷剂气体输入到冷凝器。

[0072] 油分离器8的第二进气管84连通压缩机，用于接收来自压缩机的高温高压气体，第二出气管85的出口连通冷凝器，用于向冷凝器输送经油分离器8分离后具有一定干度的制冷剂气体，否则，液滴随气体进入冷凝器，会占用热交换面积，降低冷凝器的换热效率。

[0073] 第二出液管31将储液室7的制冷剂液体输送到制冷系统中。

[0074] 换热管74的入口通入低温低压制冷剂气体，出口连通压缩机，用于将经过饱和或过热的制冷剂气体(提高干度)送入压缩机，避免了压缩机吸入时发生液击。

[0075] 以上对本申请提供的一种立式贮液器以及具有该贮液器的制冷系统进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。