CN101738026A - 分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统 - Google Patents

分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统。通过分配器将经由入口管流入的制冷剂分配到多个出口管，所述分配器包括：入口流道，从入口管流入的液相制冷剂和气相制冷剂在该入口流道中流动；分配流道，其接收流入到入口流道的液相制冷剂和气相制冷剂，并将所接收的液相制冷剂和气相制冷剂分配到多个出口管；以及分配凸起，其使制冷剂经由分配单元被均匀地分配到出口管。

Description

分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统
技术领域
本发明涉及一种分配器，更具体地涉及一种使输入的液相制冷剂和气相的制冷剂可均匀地流动并被排出的分配器以及一种包括该分配器的制冷剂循环系统。
背景技术
通常而言，空调是一种通过使用制冷系统、利用基于制冷剂的压力和温度变化的特性来冷却或加热预定空间的家用电器。
图1为示意性示出的通常的制冷系统的结构图。
参照图1，制冷系统包括：压缩机10，其压缩高温和高压的气相的制冷剂；冷凝器20，其利用通过冷却风扇22的鼓风进行的散热将由压缩机10压缩的制冷剂冷凝为液相；毛细管40，其通过节流阀的操作将由冷凝器20冷凝的液相制冷剂膨胀为低压液相制冷剂；分配器30，其将由冷凝器20冷凝的液相制冷剂均匀地分配到毛细管40；以及蒸发器50，其在利用通过冷却风扇52的鼓风使由毛细管40膨胀的低温和低压的制冷剂蒸发时的蒸发潜热来提供冷气的同时，将由毛细管40膨胀的低温和低压的制冷剂蒸发为低温和低压的气相制冷剂。因此，空调的制冷系统通过由压缩器10、冷凝器20、分配器30、毛细管40和蒸发器50构成的一系列的冷却循环来使房间变得凉爽。
同时，分配器30包括与毛细管40和蒸发器50连通的入口流道，更具体地，多个分配流道与构成蒸发器50的多个管连通。另外，入口流道与分配流道相互连通，使得经由入口流道流入入口流道中的液相制冷剂经由分配流道分配到蒸发器50的管中。
然而，在现有技术的分配器中存在如下的问题：
如上所述，流入入口流道中的制冷剂部分地包括液相制冷剂和气相制冷剂。然而，由于液相制冷剂和气相制冷剂的比重彼此不同，因此经由毛细管40流入入口流道中的液相制冷剂和气相制冷剂未相互均匀地混合，并且，液相制冷剂经由分配流道流入蒸发器50的一部分管中，而气相制冷剂经由分配流道流入蒸发器50的其它管中，从而使得热交换循环的效率下降。
发明内容
本发明涉及一种分配器。在本发明中，从入口管经由分配器的入口流道流入的制冷剂将被输送到分配器的分配流道中，从而使得在分配流道中流动的制冷剂被均匀分配和输送到多个出口管。因此，根据本发明，经由入口管流入的制冷剂通过分配器被均匀地分配到多个出口管。
也就是说，为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种可使经由入口管流入的制冷剂通过分配器被均匀地分配到多个出口管的分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统。
为此，本发明提供了一种分配器，用于分配制冷剂，通过所述分配器将经由入口管流入的制冷剂分配到多个出口管，所述分配器包括：入口流道，从所述入口管流入的液相制冷剂和气相制冷剂在所述入口流道中流动；分配流道，其接收流入到所述入口流道的所述液相制冷剂和气相制冷剂，并将接收的所述液相制冷剂和气相制冷剂分配到所述多个出口管；以及分配凸起，其使所述制冷剂经由分配单元被均匀地分配到所述出口管。
根据本发明的另一方案提供了一种分配器，用于分配制冷剂，通过所述分配器将经由入口管流入的制冷剂分配到多个出口管，所述分配器包括：分配器本体，其包括入口流道，从所述入口管流入的液相制冷剂和气相制冷剂在所述入口流道中流动；以及分配器头，其包括分配流道和多个分配单元，所述分配流道包括接收流入所述入口流道中的液相制冷剂和气相制冷剂的混合单元，所述分配单元将所述制冷剂分配到多个出口管，所述分配单元的上游端部与所述混合单元的下游部连通，其中所述分配器头的流动截面面积从所述混合单元的下游部朝向所述分配单元减小。
根据本发明的再一方案提供了一种制冷循环系统，包括：至少一个入口管，制冷剂在所述入口管中流动；多个出口管，接收在所述入口管中流动的制冷剂；以及如上所述的分配器，其将从所述入口管接收的制冷剂分配到所述出口管。
根据本发明的分配器和包括该分配器的制冷剂循环系统具有如下的有益技术效果：可使得经由入口管流入的制冷剂通过分配器被均匀地分配到多个出口管。
附图说明
图1为通常的冷却循环的结构图；
图2为示出了根据本发明的分配器的一个实施例的立体图；
图3为本发明的一个实施例的分解剖视图；
图4为本发明的一个实施例的剖视图；以及
图5为示出通过根据本发明的分配器的一个实施例分配制冷剂的过程的剖视图。
具体实施方式
现在详细地描述本发明的实施例，本发明的实例示于附图中。
在下面对优选实施例的详细描述中，参考构成本发明的一部分的附图，在附图中示出了可实施本发明的具体的优选实施例。对这些实施例进行了充分详细地描述，以使得本领域的技术人员能够实施本发明，应该理解的是也可应用其它的实施例，并且在不偏离本发明的精神或范围的情况下可进行逻辑结构、机械、电子以及化学方面的修改。为了避免描述对于本领域的技术人员而言能够实施本发明的不必要的细节，说明书中省略了对于本领域的技术人员而言公知的一些信息。因此，下面的详细描述并非用于限制，本发明的范围仅由所附的权利要求来限定。
在下文中，参照附图详细地描述根据本发明的一个实施例的分配器和包括该分配器的制冷循环系统。
图2为根据本发明的一个实施例的分配器的立体图。图3为根据本发明的一个实施例的分解剖视图。图4为根据本发明的一个实施例的剖视图。
参照图2，根据本发明的分配器100包括分配器本体110和分配器头120。分配器本体110插入并固定在分配器头120中。例如，可将分配器本体110插入到分配器头120中，并通过粘接或焊接固定到分配器头120上。
更具体地，分配器本体110形成为直径大体上相同(无变化)的中空柱形。因此，分配器本体110的内径和外径大体上具有相同(无变化)的尺寸。另外，在分配器本体110中设有入口流道111和混合流道113。
入口流道111设于图中的分配器本体110的中下部。用于输送毛细管(未示出)中的在低压下膨胀的制冷剂的入口管10(参见图5)连接到图中的下端，即，连接到入口流道111的上游部。当然也可直接连接毛细管。另外，图中的上端，即，入口流道111的下游部与混合流道113的图的下端连通。由毛细管膨胀的液相制冷剂和一部分气相制冷剂流入入口流道111中。
混合流道113设于图中的分配器本体110的中上部。混合流道113的流动截面面积与入口流道111的相比相对较小。另外，混合流道113的下游部与将在下面描述的分配流道121的上游部连通。在入口流道111中流动的液相制冷剂和气相制冷剂流入混合流道113中。然而，混合流道113的流动截面面积小于入口流道111的。因此，在入口流道111中流动的液相制冷剂和气相制冷剂相互混合。更具体地，液相制冷剂的比重相比于气相制冷剂的比重相对较大。因此，例如，与制冷剂经由J形或U形的入口管10被输送到入口流道111的情况相似，当流入入口流道111的液相制冷剂和气相制冷剂不以直线轨迹而以曲线轨迹流动时，液相制冷剂在入口流道111的邻近分配器本体110的内圆周表面的一部分处流动，而气相制冷剂在入口流道111的其余部分处流动。另外，在入口流道111中流动的相互隔离的液相制冷剂和气相制冷剂沿不同的方向流动，以在混合流道113(其流动截面面积相比于入口流道111的相对较小)中流动的同时相互混合。
同时，通过设于分配器本体110的内圆周表面的顶部上的流动干扰单元115可充分缩减混合流道113的流动截面面积。流动干扰单元115在分配器本体110的内圆周表面的顶部沿径向延伸。因此，由于流动干扰单元115，入口流道111的下游部的一部分的直径相比于入口流道111的其余部分的直径相对较小，从而可形成混合流道113。另外，流动干扰单元115的面向入口流道111下游部的一个表面，即，图中的流动干扰单元115的底部是倒圆的。其目的是为了防止当液相制冷剂和气相制冷剂被输送到混合流道113时，分配器本体110的对应于入口流道111下游部的内圆周表面与流动干扰单元115的一个表面之间的边缘产生的涡流现象。
而且，在分配器本体110中设有凸起部117。分配器本体110的凸起部117设于入口流道111上。入口管10的连接到入口流道111的端部悬置在分配器本体110的凸起部117。通过使入口流道111的上游部和下游部形成台阶而大体上形成分配器本体110的凸起部117。
同时，分配器头120的图中的下部(即，上游部)形成为内径与分配器本体110的外径相对应的中空柱形。另外，分配器头120的图中的上部(即，下游部)呈锥形，且其直径与分配器头120的图中的下部相比逐渐增加。当然，优选地，分配器头120的上游部与下游部相互形成为一体。
另外，分配器头120中设有分配流道121。分配流道121配置为使得在混合流道113中流动的同时相互混合的液相制冷剂和气相制冷剂分配到构成蒸发器(未示出)的多个管(未示出)中。为此，分配流道121包括混合单元122和多个分配单元123。
混合单元122的图中的下部(即，上游部)与混合流道113连通。另外，混合单元122的图中的上部(即，下游部)与多个分配单元123的图中的下部(即，上游端部)连通。混合单元122的上游部的流动截面面积与混合流道113的相比相对较大。可以预见到，在混合流道113中混合并被输送到混合单元122的液相制冷剂和气相制冷剂将再次混合。在该实施例中，混合单元122的上游部的流动截面面积与入口流道111的流动截面面积相同，但不一定限于此，其流动截面面积与混合流道113的相比相对较大。而且，混合单元122的下游部的流动截面面积朝向分配单元123减小。其目的是将在混合单元122中流动的制冷剂均匀地分配和输送到分配单元123。为此，混合单元122的下游部呈锥形，该锥形以大体上与平行于制冷剂流向的虚拟直线垂直的虚拟平面为底面。更具体地，在混合单元122的下游部中，混合单元122的下游部突出的锥体的顶端被切割，以使得在制冷剂流动方向上的截面呈梯形。
如上所述，在分配单元123中，图中的每个下部(即，上游部)与混合单元122的下游部连通。更具体地，分配单元123的上游部位于一虚拟圆上且彼此间隔预定的中心角，该虚拟圆的圆心与混合单元122的对应于锥形外圆周表面的下游部的圆心相同。另外，分配单元123的上游端部至下游端部沿制冷剂以预定的角度流动的方向延伸为斜坡。此外，用于将制冷剂输送到管的出口管20(见图5)连接到分配单元123的下游部。
同时，分配凸起125设于分配器头120的对应于分配流道121的内部的部分上。混合单元122的下游部除了与分配单元123的上游端部连通的部分以外，沿与制冷剂的流动方向相反的方向突出，从而形成分配凸起125。在该实施例中，分配凸起125整体上呈锥形，但分配凸起125的形状不限于此。分配凸起125配置为使得在混合单元122中流动的制冷剂均匀地分配到分配单元123。即，分配凸起125使得在分配单元123中流动的制冷剂大体朝向分配单元123流动。而且，分配凸起125用于减小混合单元122的朝向分配单元123且与分配单元123连通的下游部的流动截面面积。
而且，凸起部127设于分配器头120中。分配器头120的凸起部127邻近分配单元123的下游端部设于分配单元123上。分配器头120的凸起部127是连接到分配单元123下游端部的出口管20的端部被悬置的位置。通过使分配单元123形成台阶而形成分配器头120的凸起部127。
随后，参照附图更详细地说明根据本发明的分配器的一个实施例的操作以及包括该分配器的制冷循环系统。
图5为示出通过根据本发明的分配器的一个实施例分配制冷剂的过程的剖视图。
参照图5，首先在毛细管中膨胀的制冷剂经由入口管10被输送到入口流道111。此时，输送到入口流道111中的大部分制冷剂为液相制冷剂(由图中的实线表示)，但一部分制冷剂以气相制冷剂形式(由图中的虚线表示)被输送到入口流道111。而且，由于液相制冷剂与气相制冷剂之间的比重差异致使离心力不同，液相制冷剂主要在入口流道111的邻近分配器本体110内表面的部分流动，而气相制冷剂在入口流道111的其余部分流动。
同时，在入口流道111中流动的液相制冷剂和气相制冷剂被输送到混合流道113中。另外，输送到混合流道113的液相制冷剂和气相制冷剂相互混合，从而在混合流道113中流动的同时被输送到分配流道121。然而，如上所述，混合流道113的流动截面面积相比于分配流道121的流动截面面积相对较小。因此，液相制冷剂和气相制冷剂在混合流道113中流动的同时相互混合而被输送到分配流道121。
另外，输送到分配流道121的液相制冷剂和气相制冷剂在分配流道121(其流动截面面积与混合流道113的流动截面面积相比相对较大)的混合单元122中再次混合。同样地，在混合单元122中再次混合的液相制冷剂和气相制冷剂经由分配流道121的分配单元123被输送到与分配单元123相连的出口管20。
此时，由于分配凸起125，混合单元122的下游部的流动截面面积朝向分配单元123减小。而且，在混合单元122中流动的制冷剂通过分配凸起125被大体上引导到分配单元123。因此，在混合单元122中流动的制冷剂可经由分配单元123被均匀地分配到出口管20。
随后，在出口管20中流动的制冷剂被输送到与出口管20相连的蒸发器(未示出)的管中。另外，通过使输送到蒸发器的制冷剂依次地循环经过压缩机(未示出)、冷凝器(未示出)、毛细管(未示出)、分配器(未示出)以及蒸发器来驱动制冷循环。
本领域技术人员可预见到，在不脱离本发明总的构思的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行替换、变型和修改。本发明的范围由所附权利要求书及其等同替换来限定。
在上述实施例中，形成混合流道的组件称为流动干扰单元，但它的名称不限于流动干扰单元。即，只要流入入口流道中的制冷剂的进入方向可大体上发生变化，即使组件命名为其它名称，例如，方向变化部，该组件也是大体相同的构件。
而且，在上述实施例中，流动干扰单元的面向入口流道的一个表面是倒圆的，但不限于此。即，流动干扰单元的面向入口流道的一个表面可垂直于在入口流道中流动的制冷剂的流动方向。
在如上所述构造的根据本发明的分配器和包括该分配器的制冷循环系统中，经由入口管流入的制冷剂被均匀地分配和排出至多个出口管。因此，根据本发明，均匀地分配到出口管的制冷剂被输送到构成诸如蒸发器的多个管中，因此，可预见到，制冷循环的效率将大幅提高。

Claims (15)

1.一种分配器，用于分配制冷剂，通过所述分配器将经由入口管流入的制冷剂分配到多个出口管，所述分配器包括：
入口流道，从所述入口管流入的液相制冷剂和气相制冷剂在所述入口流道中流动；
分配流道，其接收流入到所述入口流道的所述液相制冷剂和气相制冷剂，并将接收的所述液相制冷剂和气相制冷剂分配到所述多个出口管；以及
分配凸起，其使所述制冷剂经由分配单元被均匀地分配到所述出口管。
2.如权利要求1所述的分配器，其中在所述分配单元的上游端部位于具有相同圆心的虚拟圆弧上且彼此间隔预定中心角的状态下，所述分配单元的下游端部在制冷剂以预定的角度流动的方向上延伸为斜坡。
3.如权利要求2所述的分配器，其中所述分配凸起对应于所述分配单元所位于的所述虚拟圆弧的圆心设置在所述分配流道的一侧。
4.如权利要求1所述的分配器，其中所述分配凸起呈从所述分配流道的邻近所述分配单元的下游部突出到上游部的锥形。
5.如权利要求4所述的分配器，其中所述分配凸起的外圆周表面与所述分配单元的外圆周间隔相同的距离。
6.如权利要求1所述的分配器，还包括：
流动干扰单元，其流动截面面积与所述入口流道和所述分配流道的流动截面面积相比相对较小，并阻碍在所述入口流道中流动的液相制冷剂和气相制冷剂在与从所述入口管进入的方向相同的方向上的流动。
7.如权利要求6所述的分配器，其中在所述流动干扰单元中，所述入口流道的下游部的邻近所述分配流道的部分的流动截面面积与所述入口流道的其余部分的流动截面面积相比相对较小。
8.如权利要求6所述的分配器，其中所述流动干扰单元的面向所述入口流道的下游部的一个表面为倒圆的。
9.一种分配器，用于分配制冷剂，通过所述分配器将经由入口管流入的制冷剂分配到多个出口管，所述分配器包括：
分配器本体，其包括入口流道，从所述入口管流入的液相制冷剂和气相制冷剂在所述入口流道中流动；以及
分配器头，其包括分配流道和多个分配单元，所述分配流道包括用于接收流入所述入口流道中的液相制冷剂和气相制冷剂的混合单元，所述分配单元将所述制冷剂分配到多个出口管，所述分配单元的上游端部与所述混合单元的下游部连通，
其中所述分配器头的流动截面面积从所述混合单元的下游部朝向所述分配单元减小。
10.如权利要求9所述的分配器，其中，所述分配器头的对应于所述混合单元的与所述分配单元的上游端部连通的下游部的部分呈锥形，该锥形以与平行于所述制冷剂流动方向的虚拟直线垂直穿过的虚拟平面作为底面。
11.如权利要求10所述的分配器，其中所述分配器的上游端部设置为与呈锥形的所述混合单元的外表面间隔预定的中心角。
12.如权利要求11所述的分配器，其中，在所述分配单元的所述上游端部处，所述分配单元在制冷剂以预定角度流动的方向上朝向所述分配单元的与所述出口管连接的下游端部径向地延伸为斜坡。
13.如权利要求9所述的分配器，其中，由于使所述混合单元的下游部的除了与所述分配单元的上游端部连通的部分以外的部分朝向所述混合单元的上游部突出所形成的分配凸起，所述混合单元的下游部的流动截面面积朝向所述分配单元减小。
14.如权利要求9所述的分配器，其中所述分配器本体与所述分配器头通过焊接或粘接固定在一起。
15.一种制冷循环系统，包括：
至少一个入口管，制冷剂在所述入口管中流动；
多个出口管，接收在所述入口管中流动的制冷剂；以及
如权利要求1至14中任一项所述的分配器，其将从所述入口管接收的制冷剂分配到所述出口管。
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