用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器技术方案

一种用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器，包括：具有进气口和出气口的壳体，以及带有回油孔的管体，过滤结构和孔径调节机构，其中：管体的一端为壳体的出气口，管体的另一端位于壳体内，孔径调节机构位于管体回油孔的下方。本发明专利技术实现了在不同温度工况下，回油孔孔径自动进行调节的功能。利用记忆合金弹簧在不同温度下劲度系数不同的原理推动孔径调节机构的活动件移动，调节有效回油孔径，使汽车热泵系统在高温制冷工况下运行时，冷媒和冷冻油的混合液通过较小的回油孔回到压缩机；而低温制热时，冷媒和冷冻油的混合液通过较大的回油孔回到压缩机，保证压缩机的回油率和吸气带液量始终处于较合理的范围内。带液量始终处于较合理的范围内。带液量始终处于较合理的范围内。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器


[0001]本专利技术涉及的是一种汽车制冷装置领域的技术，具体是一种用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器。

技术介绍

[0002]在电动汽车热泵型空调系统中，气液分离器设置于蒸发器出口和压缩机入口之间，用于分离蒸发器出口气液两相制冷剂，并使内部积存的冷冻机油重回压缩机。现有的气液分离器，多采用J型管内制冷剂气体的携带作用实现冷冻机油的回油，然而固定孔径的回油孔难以适应热泵型汽车空调的工况变化。热泵型汽车空调系统在冬季制热时蒸发温度很低，一方面，低温下气液分离器内部储存的冷媒和冷冻机油有可能会分为富油层和富冷媒层，且富冷媒层往往密度较大而沉在下部，富油层则浮在上部，这样会使J型管底部的回油孔很难吸入冷冻机油。另一方面，多数冷冻机油产品含有添加剂，在低温下添加剂会呈絮状物析出，在气流的扰动下，絮状沉淀可能将回油孔堵塞，从而导致回油失效。此外，热泵系统在低温制热高负荷工况下压缩机压比大，而固定回油孔径的回油率有限，容易造成压缩机排气温度过高等问题。因此，上述问题亟待本领域内的技术人员解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种回油孔径可调的汽车空调气液分离器，利用记忆合金弹簧的劲度系数随温度变化的特性，根据汽车热泵运行工况调节回油孔的孔径大小，进而使气液分离器在高温或低温环境中均满足回油需求并保障压缩机可靠性。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术包括：具有进气口和出气口的壳体、带有回油孔的管体、过滤结构和孔径调节机构，其中：管体的一端为壳体的出气口，管体的另一端位于壳体内，孔径调节机构位于管体回油孔的下方。
[0006]所述的孔径调节机构包括：截面形状为弓字形的活动件、带有孔道的引导壁、一个偏置弹簧和一个记忆合金弹簧，其中：引导壁通过过滤结构与管体连接，活动件设置于引导壁内侧并沿着平行于引导壁的方向运动，偏置弹簧设置于活动件上，记忆合金弹簧设置于活动件内。
[0007]所述的孔径调节机构和管体的外侧设有过滤结构，该过滤结构在与孔径调节机构连接处开设过滤通道，且在与回油孔接触处设有孔径与管体回油孔相等的第二通孔。
[0008]所述的孔径调节机构的记忆合金弹簧长度可随温度变化，带动活动件沿引导壁内侧运动，实现等效回油孔在第一通孔和第二通孔之间切换，从而达到回油孔径随温度可调的效果。
[0009]所述的管体在壳体内的一端的外部套设有干燥包。
[0010]所述的管体在靠近壳体出气口的一端设有反虹吸孔。
℃时，记忆合金弹簧52劲度系数小，弹簧具有收缩的趋势。在高温制冷工况下，气液分离器内温度为0℃～10℃，记忆合金弹簧52由于劲度系数大于偏置弹簧53则弹力也大于偏置弹簧53，如图4所示，因此活动件51在记忆合金弹簧52的回复力作用下，在引导壁54内向上移动，直至活动件51的上端面与第二通孔42所在的端面接触，此时制冷剂和冷冻油由过滤通道41进入过滤结构4的内部，再经引导壁54的孔道进入孔径调节机构5的内部，依次从第一通孔511、第二通孔42和回油孔22进入管体2，随管体2内高速气流的带动而回到压缩机，如图2所示。在低温制热工况下，气液分离器内温度为
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20～
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5℃，记忆合金弹簧52的劲度系数小于偏置弹簧53，弹力也小于偏置弹簧53，如图4所示，因此活动件51在偏置弹簧53的回复力作用下，在引导壁54内向下移动，直至与孔径调节机构5内侧的下端面接触，此时制冷剂和冷冻油混合液由过滤通道41进入过滤结构4的内部，再经第二通孔42和回油孔22进入管体2，进而回到压缩机，如图3所示。
[0018]经过具体实际实验，在气液分离器内温度在
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20～10℃之间变化，流量为200kg/h的具体设置下，以管体2内径16mm，回油孔径22为1.5mm，第一通孔511孔径为1.2mm的参数运行上述装置，当气液分离器温度低于
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5℃时，现有技术(固定孔径1.2mm)的最大回油率不足5％，吸气带液量不足5％，容易导致低温制热工况下压缩机缺少冷冻油和排气温度过高。如图6和图7所示，本专利技术的孔径调节机构可实现回油孔径随工况(温度)变化，在气液分离器温度低于
‑
5℃时，最大回油率保持5％以上，吸气带液含量保持5％～9％之间，有利于保证压缩机可靠性，合理降低低温制热大压比工况下压缩机的排气温度。
[0019]上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器，其特征在于，包括：具有进气口和出气口的壳体，以及带有回油孔的管体，过滤结构和孔径调节机构，其中：管体的一端为壳体的出气口，管体的另一端位于壳体内，孔径调节机构位于管体回油孔的下方；所述的孔径调节机构包括：截面形状为弓字形的活动件和带有孔道的引导壁，以及一个偏置弹簧和一个记忆合金弹簧，其中：引导壁所在的孔径调节机构通过所述过滤结构与所述管体连接，活动件设置于引导壁内侧并且只能沿着平行于引导壁的方向运动，活动件中央凸起位设有孔径小于管体回油孔径的第一通孔，偏置弹簧设置于活动件的凹槽位，记忆合金弹簧设置于活动件凸起位的内部。2.根据权利要求1所述的用于汽车热泵系统的可调回油孔径式气液分离器，其特征是，所述的孔径调节机构和管体的外侧设有过滤结构，该过滤结构在与孔径调节机构连接处开设过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙俊安，王丹东，施骏业，陈江平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：