[發明專利]用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風式油氣分離器

無效

• 申請號: 201210023713.0
• 申請日: 2012-02-03
• 公開（公告）號: CN102734993A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 董玲
• 申請（專利權）人: 董玲
• 主分類號: F25B43/02
• 分類號: F25B43/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于螺桿壓縮式熱泵設備，特別是此種設備中都必有的油氣分離器，本發明不使用一般常規的填料及擋板，而使用套管旋風分離管。屬于空調領域。?

背景技術

現有的螺桿壓縮式熱泵為了保證壓縮機的潤滑、密封、及對被壓縮氣體的冷卻，都向壓縮機內噴入一定量的冷凍油。而冷凍油與被壓縮氣體的混合物在出壓縮機后必須先進入油氣分離器，使其中油氣盡可能分離，氣則進入冷凝器變為飽和液態放出潛熱加熱循環水以供暖，而油通過冷油器降低至40度左右再次噴入壓縮機完成后續的潤滑、密封、及冷卻作用。油氣分離器在系統中所連接的氣液管線參見圖1中之(3)。?

目前油氣分離多設計為一個臥式大圓筒，下半部為儲油空間，上半部為分離裝置，分離裝置為多層多孔擋板和其上安放有一定厚度的細密的絲網狀填料所組成。在含有油滴的氣流通過多孔擋板和絲網狀填料時油滴便粘附于這些材料上，而較清潔不含油的氣流得以通過。油滴積存到一定厚度時，在重力作用下流入下半部的儲油空間。目前常規臥式圓筒油氣分離器的內部大致結構可參見圖2。?

在設計這種油氣分離器時，氣流穿過多孔板及填料的速度必然不能取得過高，因為過高的流速帶來兩個問題，其一是氣流有可能撕下已粘附在填抖上的油而將其帶走降低分離效果，其二是流動的阻力與速度的平方成正比，會導致功耗增加。以市場上某一型號主機功率100kw的螺桿壓縮機組為例，其油氣分離器的圓筒直徑達500mm，長達3000mm，其內部總空間達600升，其額定的儲油量達300升。而這個圓筒又是全系統壓力最高的部位，必須有一定的厚度，故而其殼體加上其中的油之總重超過500kg。是機組最大最重的部件。?

發明內容

本發明系利用一薄壁同心雙層套管，內管下端較外管短300--400mm，套管為垂直同軸安放，二套管中形成一環形空間，和一個中心圓通道；套管環形夾層的頂部封閉，油氣混合物自環形空間上部以切線方向進入環形空間，如夾套的內外徑為40mm及70mm，切向進入的氣液混合物的流速為5m/s，如此則氣流被迫進行環行運動時其向心加速度可達90G，由于氣體與油的密度相差達10倍左右，油滴必被甩到外壁面內側，油的粘度又較大，在5m/s流速條件下不可能被撕開而進入氣流，油膜只可能沿環形外壁向下流入儲油空間，中心管的下端口在油面之上150mm左右，螺旋運動的氣流流出環形夾層之后四周仍被外管封閉，而外管的下端又插入油面之下，氣流只有再反向而上沿中心管向上完成氣液的完全分離。此一氣液分離可以保證氣體中的含油量小于5--10ppm/kg。這在一般的制冷螺桿壓縮機中是完全符合運行要求了。套管式旋風分離器的大致結構可參見圖3中的(3)。?

這樣一根旋風分離管可滿足100kw供暖機組(制冷工質為R134a，冷凝溫度65攝氏度)的冷凝器所需的流量，若供暖熱功率增加，則可按比例增加同樣的分離管。

附圖說明：

附圖1是螺桿壓縮機熱泵系統機構示意圖。圖中的1是驅動機械，2是壓縮機，3是油氣分離器，4是冷凝器，5是節流閥，6是風冷油器，7是蒸發器。?

附圖2是目前油氣分離器系統結構示意圖。圖中的1是多孔板，2是絲網填料。?

附圖3是本發明的具體實施例中的結構示意圖。圖中的1是儲油筒，2是分離筒，3是旋風分離管，4是多孔板。?

具體實施方式

附圖3是本發明配合一臺主機功率100kw(供熱功率300-400kw)的具體實施例中的結構示意圖，圖3中的1是儲油的臥式圓筒，直徑約300mm、長600mm，其一端上部有一分離包2，分離包的直徑為250mm高400mm，分離包2內部安裝了4根旋風分離管3。從壓縮機送過來的高壓氣、油混合物從圓筒另一端的入口向下噴入臥式圓筒，經多孔擋板4的作用已使其失去動能對油面的沖擊能量，氣、油混合物在水平移動過程中大團的油已落入筒內油平面，余下的氣流及較小的油滴移動到分離包2下部要向上轉90度彎然后要垂直上升500mm，經計算其平均上升速度已降到0.6m/s，在重力作用之下只有直徑遠小于1mm油滴才能隨氣流上升到分離包的頂部分別進入各旋風分離管。然后在離心力作用下油只可能貼分離管外壁的內側向下流動進入油平面，外管的下端插入油平面之下，而中心管的下端口必須高于油平面150mm以使分離干凈的氣體從中心管下部向上運動在分離包最頂部匯集，然后沿高壓管道送去冷凝器。由于氣流進入旋風分離器必須有一定速度，必須消耗一定的壓頭以建立此一速度，故而旋風分離管內的油面會比儲油空間的油面高100mm左右。與相同供氣能力的臥式圓筒的油氣分離器相比，由于采用了很簡單而高效的旋風分離管，故其體積及重量都大幅下降。?