CN102230700B - 一种固液两相流体流动的分流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分流装置，该装置在分流器内设置有导流体，导流体由n个相同的向分流器底部展开的扇形面构成，导流体的顶点位于分流器的轴上，并且与分流器的进液口的端面之间留有间隙，n为分流器出液口的数量，导流体内设置有n个通道，该通道的出液口即分流器出液口，该通道与分流器的进液口连通，出液口大小相等，在底部呈圆周形均匀分布，和本体内壁相切。本发明通过导流器的分流作用，有效避免了固体颗粒的堵塞，保证了液固流体的均匀等量分流，并具有成本低、体积小的特点。

Description

一种固液两相流体流动的分流装置

技术领域

本发明涉及一种用于制冷空调行业末端设备的分流装置，尤其是固液两相流体流动的分液装置。

背景技术

分流器作为制冷空调系统中一个重要的辅助设备，目的是使管路中的流体通过分流器后能够均匀分配给换热器的每个流程，以提高换热器的换热效率。目前在制冷空调系统中主要有两类分流器，一类是末端设备的分流器，主要是将制冷空调系统的载冷剂液体（如水、盐水、乙二醇等有机溶液）均匀的分配到末端换热器的各个流路，这类分流器由于分流的是单相液体，因此结构简单；另一类是制冷空调系统蒸发器的分流器，它是使经过节流后处于气液两相状态下的制冷剂通过分流器后能够均匀分配给蒸发器的每个流程，实现向蒸发器均匀、等量的供液，使制冷剂能够以最大效能蒸发吸热，从而优化蒸发器的性能，提高制冷效率。相比于第一类单相流体分流器，这类分流器必须完成气液两相流体的均匀分流任务，因而要求要高，结构要复杂，种类也较多。申请号为200710066670.3的发明专利公布了一种具有多个分液通道的可拆式分液器，其阀芯的气液通孔保证了汽液两相流体的均匀混合。专利号为200820204102.5的实用新型专利介绍的分流器其分流孔呈圆锥形分布，在根部交汇形成锥管空腔，冷媒入口为喇叭口状，该设计有效降低了压降损失。专利号为200720111611.9的分液头在液体流道管壁上设置了与出液口相等的涡旋槽，每一涡旋槽的出口与对应的出液口相通，从而调整了液流分布。然而随着冰浆、微胶囊等蓄冷技术的发展，液固两相流体作为蓄冷和载冷介质，由于具有良好的传热性能、流动性能和节能节材等特点，具有广阔的发展前景。但当分流流体为液固两相态时,应用这些传统的制冷空调系统分流器就存在明显不足，会产生以下的问题。

一是液固两相流体中含有一定含量的固体颗粒，在流经现有分流器时很容易形成滞止区，流速降低，固体颗粒聚集，从而产生局部堵塞现象，影响了流体的均匀等量分布，甚至会堵塞流道，阻碍了制冷空调系统的正常运转。

二是由于分流器的性能直接影响进入换热器的各流程的流体流量，而液固流体流经分流器时，如果分流器性能差，不仅会形成流体的两相分层,而且难以保证分流的均匀性及稳定性，就会导致有些流程流量过小，造成该流程过热和热量的浪费，另一些流程流量偏大，传热不充分，降低了制冷性能和整体效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种能使液固两相流体均匀等量分流，同时避免固体颗粒局部堵塞，成本低、体积小的固液两相流体流动的分流装置。

本发明提供的一种固液两相流体流动的分流装置，包括本体为圆柱形的分流器，分流器上设置有进液口和出液口，其特征在于，在分流器内设置有导流体，导流体由n个相同的向分流器底部展开的扇形面构成，导流体的顶点位于分流器的轴上，并且与分流器的进液口的端面之间留有间隙，n为分流器出液口的数量，导流体上的各个面均构成一个导流区域，每个导流区域以扇形向分流装置底部展开，和分流装置本体内壁相交的部分为凹曲线或凸曲线；出液口设置在扇面最低处，与内壁相切，有效避免了两相流体在扇形最低点堵塞；相邻两导流区域构成导流体的一条棱，导流体最高点即为所有棱的交点即导流体的顶点；导流体内设置有n个通道，该通道的出液口即分流器出液口，该通道与分流器的进液口连通，出液口大小相等，在底部呈圆周形均匀分布，出液口和本体内壁相切。

与现有技术相比，本发明在进液口到出液口之间增设了一个导流体，当液固两相流体进入分流器进液口时，流体首先经过导流体的顶点和棱，均匀流入扇形面内，进行一次分流，其次由扇形面的导流作用，顺畅均匀地进入各个出液口，达到二次分流的效果。通过两次分流，不仅有效避免了流动滞止区的产生，降低了两相流体固体颗粒堵塞情况的发生，而且进一步保证了蒸发器的均匀换热，提高了制冷系统的制冷效果，降低了能耗，提高了制冷设备的经济性。

附图说明

图1是导流体为扇形凹面时的立体图；

图2是导流体为扇形凹面时A-A切面的剖视图，图中所示：1.分流器本体，2.进液口，3.导流体，4.出液口；5.接管口

图3是分流器俯视图；

图4是导流体为扇形凸面时的立体图；

图5是导流体为扇形凸面时A-A切面的剖视图；

图6是进液口的外螺纹结构；

图7是进液口的内螺纹结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供的分流装置是在现有的分流器内，设置导流体。

本发明的分流装置的本体为圆柱形，在圆柱形内设置有由n个相同的向分流器底部展开的扇形面构成的导流体，导流体的顶点位于分流器的轴上，并且与分流器的进液口的端面之间留有间隙，n为分流器出液口的数量，导流体内设置有n个通道，该通道的出液口就是分流器出液口，该通道与分流器的进液口连通。出液口大小相等，在底部呈圆周形均匀分布，和本体内壁相切。

导流体的n个面可以为凹面、凸面或平面等形状，由于凹面和凸面更有利于流体的分流，故此发明以凹面和凸面为例。n的取值与该分流装置相连的末端设备的分路数相同。

导流体上的各个面均构成一个导流区域，每个导流区域以扇形向分流装置底部展开，和分流装置本体内壁相交的部分为凹曲线或凸曲线。出液口设置在扇面最低处，与内壁相切，有效避免了两相流体在扇形最低点堵塞。相邻两导流区域构成导流体的一条棱，导流体最高点即为所有棱的交点（即导流体的顶点）。出液口底部与接管口连通，接管口用于与外部铜管连接。

下面以n等于3为例，结合附图具体说明本发明的结构。

如图1、2和3所示，本分流装置的结构为：分液器的一端为进液口2，另一端为三个出液口4，在进液口2与出液口4之间设置有三个相同的扇形凹面，三个扇形凹面构成导流体3。三个出液口大小相等，在底部呈圆周形均匀分布，和本体1内壁相切。液固两相流体从进液口2流入，经过扇形凹面，在该导流体的顶点和棱的作用下，克服了固体颗粒的聚集和堵塞，实现流体的三相均匀分配。倾斜的凹面设计保证了流体进一步均匀等量地流入出液口，进入蒸发器的各个流程，从而优化了蒸发器的性能，提高了制冷效果。

如图4、5所示，本分流器的分流体为扇形凸面，两相流体经过该凸面，均匀顺利地分流，实现向蒸发器均匀等量的供液，保证了换热面积的有效利用。

图7以扇形凸面为例，当该分流器的进液口分别以外螺纹和内螺纹方式与铜管连接时，液固流体由进液口2通过导流体3与多个出液口4相通，以保证流体的顺利均匀流动。当进液口2与接管5以外螺纹方式连接时，在进液口2处设计了一个倒角，从而避免了流体在接口处的流动不均，保证了液固流体顺利由导流体3进入出液口4。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种固液两相流体流动的分流装置，包括本体为圆柱形的分流器，分流器上设置有进液口和出液口，其特征在于，在分流器内设置有导流体，导流体由n个相同的向分流器底部展开的扇形面构成，导流体的顶点位于分流器的轴上，并且与分流器的进液口的端面之间留有间隙，n为分流器出液口的数量，导流体上的各个面均构成一个导流区域，每个导流区域以扇形向分流装置底部展开，和分流装置本体内壁相交的部分为凹曲线或凸曲线；相邻两导流区域构成导流体的一条棱，导流体最高点即为所有棱的交点即导流体的顶点；导流体内设置有n个通道，该通道的出液口即分流器出液口，该通道与分流器的进液口连通，出液口大小相等，在底部呈圆周形均匀分布，出液口和本体内壁相切。

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