CN104654678B - 一种带气液分离的制冷剂分流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带气液分离的制冷剂分流装置，该装置由两相流体进口管、液体分液头、气液分离器容器、气液分离器容器上部封头以及顶部气体出口管组成，两相流体进口管一端与节流机构的出口端相连，另一端从液体分液头的中心穿过进入到气液分离器容器中，并与液体分液头焊接密封，进入气液分离器容器的两相流体进口管端部密封，而在其紧靠端部的下方侧面均匀分布有出口，两相流体由此进入气液分离器容器，气液分离器容器的作用主要是将从两相流体进口管出来的气液两相的制冷剂分离成集聚在容器下方的液体和寄居在容器上部的气体，本发明通过气液分离器容器有效地将制冷剂蒸汽与液体分离，保证了液体的均匀等量分流，并具有成本低、体积小的特点。

Description

一种带气液分离的制冷剂分流装置

技术领域

本发明涉及一种用于制冷空调行业的制冷剂分流装置，尤其是运动状态下气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。中国专利文献CN 101012988A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。中国专利文献CN 201340150Y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。中国专利文献CN 201059826Y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，这些气液分流器均存在以下两个缺点，其一由于从冷凝器出来的制冷剂液体经过节流机构节流后会产生部分气体，这些气体会与液体一起经过分流器分流后进入蒸发器，这些进入蒸发器的气体会占据一定的传热面积，影响蒸发器面积的利用，降低蒸发效率；其二是这些分流器的安装方式会影响分流效果，即使是在最佳安装位置时，如果分流器发生运动或振动时或整个制冷系统发生运动或振动时(如用于汽车、火车、轮船等制冷空调系统)，也会在一定程度上影响分流器的分流效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供了一种能使气液两相流体分离只允许液体制冷剂经过分流器进入蒸发器，又能够在分液器发生或振动时或整个制冷系统发生运动或振动时，保证制冷剂液体能够均匀等量分流，结构简单、成本低的分流装置。

本发明提供的一种制冷剂分流装置，包括液体分液头，其特征在于，在所述液体分液头上设置气液分离器容器和两相流体进口管，两相流体进口管一端用于与节流机构的出口端相连，另一端用于从液体分液头的中心孔穿过进入到气液分离器容器中，气液分离器容器用于将从两相流体进口管出来的气液两相的制冷剂分离成集聚在气液分离器容器下方的液体和集聚在气液分离器容器上部的气体，使制冷剂液体均匀等量分流。

作为上述改进的改进，所述制冷剂分流装置具体由两相流体进口管、液体分液头、气液分离器容器，以及气液分离器容器上部封头以及顶部气体出口管组成，所述两相流体进口管一端开孔，一端封闭，而且在封闭一端的下方侧面均匀分布有流通面积相同的出口孔，液体分液头的中心孔用于两相流体进口管穿过，在该中心孔的周围均匀分布有若干流通面积相同的分流孔；两相流体进口管一端与节流机构的出口端相连，另一端从液体分液头的中心孔穿过进入到气液分离器容器中，并与液体分液头焊接密封，两相流体由此管进入气液分离器容器，气液分离器容器的下部与液体分液头密封，气液分离器容器的上部与气液分离器容器上部封头密封，气液分离器容器上部封头上有孔，该孔与顶部气体出口管密封。

与现有技术相比，本发明通过在液体分液头上增加一个气液分离器容器，制冷剂两相流体的进口与制冷剂液体的出口发生了一个180度的转弯，当制冷剂气液两相流体通过两相流体进口管进入气液分离器容器时，两相流体发生第一次90度的转向，从两相流体进口管末端的侧面四周进入气液分离器容器利用两相流体在气液分离器容器内突然地速度降低与第二次的流动转向将气液两相流体的液体与气体发生分离，一方面制冷剂液体在其自身重力作用下向下集聚在气液分离器容器底部并淹没所有的液体分液头的出口孔，并在气液分离器容器内形成足够的液面高度(该液面高度应低于两相流体进口管末端的出口孔的下沿)，以保证的发生振动或摇动时气液分离器容器内的液体始终能够淹没所有的液体分液头的出口孔，是的任何状态下液体分液头的个出口孔均能均匀送出制冷剂液体，另一方面制冷剂蒸气则在其自身浮升力的作用下向上流动通过气液分离器容器上部封头的顶部气体出口管进入压缩机的回气管道与蒸发器出来的制冷剂蒸气汇合回到压缩机或者蒸发器的过热段过热后进入压缩机回气管道与蒸发器出来的制冷剂蒸气汇合回到压缩机。

本发明不仅保证了流入蒸发器的制冷剂为液体状态，有效地发挥了蒸发器传热面积的传热性能，而且当分流器发生运动或振动时或整个制冷系统发生运动或振动时(如用于汽车、火车、轮船等制冷空调系统)，同样可以保证流入蒸发器的制冷剂为液体状态，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是本分液装置的结构示意图；

图2a是液体分液头的仰视图；图2b是液体分液头的剖视图；图2c是液体分液头的俯视图；

图3a是两相流体进口管的主视图，图3b为图3a的A-A视图。

图中，1两相流体进口管、2液体分液头、3气液分离器容器、4气液分离器容器上部封头、5顶部气体出口管、6分流孔、7中心孔、8出口孔。

具体实施方式

本发明提供的分流装置是在现有的分流器内，设置两相流体进口管和气液分离器容器并使液体流动发生360度转向。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提供的一种分流装置，包括两相流体进口管1、液体分液头2、气液分离器容器3、气液分离器容器上部封头4以及顶部气体出口管5。

两相流体进口管1一端与节流机构的出口端相连，另一端从液体分液头2的中心孔7穿过进入到气液分离器容器3中，并与液体分液头2焊接密封，进入气液分离器容器3的两相流体进口管1端部密封，而在其紧靠端部的下方侧面均匀分布有出口孔8两相流体由此进入气液分离器容器3。气液分离器容器3的作用主要是将从两相流体进口管1出来的气液两相的制冷剂分离成集聚在容器下方的液体和集聚在容器上部的气体，因此，制冷剂蒸汽在气液分离器容器3横截面上的最大流速应控制在1.0m/s以下。

如图2a、图2b、图2c所示，液体分液头2由一个中心孔7和周围均布的若干个相同孔径分流孔6构成，中心孔7用于穿过两相流体进口管，分流孔6用于将气液分离器容器3内的制冷剂液体导出、分流到蒸发器中对应的流路中。

如图3a和图3b所示，两相流体进口管1一端开口，另一端封闭，在封闭一端的下方侧面开有均匀分布的n个出口孔8，两相流体进口管1穿过液体分液头2且与液体分液头2焊接密封，并使得封闭的一端在气液分离器容器3内，气液分离器容器3为一圆柱形容器，一端与液体分液头2焊接密封，另一端与气液分离器容器上部封头4焊接密封，气液分离器容器上部封头4的中心开有一个孔，与气液分离器容器3的顶部气体出口管5焊接密封。

在两相流体进口管1封闭端侧面出口孔8的面积和与两相流体进口管1本身的流通面积相当。

从制冷系统节流机构节流出来的制冷剂气液两相流体从本发明的分流装置的两相流体进口管1的开口端流入，再从本发明的分流装置的两相流体进口管1的闭口端侧面的出口孔8流入气液分离器容器3，两相流体发生第一次90度的转向，并利用两相流体在气液分离器容器3内突然地速度降低与第二次的流动转向将气液两相流体的液体与气体发生分离，制冷剂液体在其自身重力作用下向下集聚在气液分离器容器3底部并淹没所有的液体分液头2的分流孔6，同时在气液分离器容器3内形成足够的液面高度，在制冷系统正常工作时，该液面高度应略低于两相流体进口管1末端的出口孔8的下沿，以保证的发生振动或摇动时气液分离器容器3内的液体始终能够淹没所有的液体分液头2的分流孔6，使得任何状态下液体分液头2的各分流孔6均能在气液分离器容器3内压力的作用下均匀送出制冷剂液体；而制冷剂蒸气则在其自身浮升力的作用下向上流动通过气液分离器容器3上部封头4的顶部气体出口管5进入制冷系统压缩机的回气管道与蒸发器出来的制冷剂蒸气汇合回到压缩机或者进入蒸发器的过热段过热后再进入压缩机回气管道与蒸发器出来的制冷剂蒸气汇合回到压缩机。

在制冷系统正常工作状况下，气液分离器容器3内的制冷剂液体的液面应略低于两相流体进口管1封闭端侧面出口孔8的下边沿。

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 (4)

1.一种制冷剂分流装置，包括液体分液头，其特征在于，该装置还包括两相流体进口管、气液分离器容器，以及气液分离器容器上部封头以及顶部气体出口管，所述两相流体进口管一端开孔，一端封闭，而且在封闭一端的下方侧面均匀分布有流通面积相同的出口孔，液体分液头的中心孔用于两相流体进口管穿过，在该中心孔的周围均匀分布有若干流通面积相同的分流孔；两相流体进口管一端与节流机构的出口端相连，另一端从液体分液头的中心孔穿过进入到气液分离器容器中，并与液体分液头焊接密封，两相流体由此管进入气液分离器容器，气液分离器容器的下部与液体分液头密封，气液分离器容器的上部与所述气液分离器容器上部封头密封，所述气液分离器容器上部封头上有孔，该孔与所述顶部气体出口管密封；所述气液分离器容器用于将从两相流体进口管出来的气液两相的制冷剂分离成集聚在气液分离器容器下方的液体和集聚在气液分离器容器上部的气体，使制冷剂液体均匀等量分流。

2.根据权利要求1所述的一种制冷剂分流装置，其特征在于，所述气液分离器容器使得制冷剂蒸汽在其横截面上的最大流速控制在1.0m/s以下。

3.根据权利要求1或2所述的一种制冷剂分流装置，其特征在于，所述两相流体进口管封闭端侧面设置的出口孔的面积和与两相流体进口管本身的流通面积相当。

4.根据权利要求1或2所述的一种制冷剂分流装置，其特征在于，在制冷系统正常工作状况下，气液分离器容器内的制冷剂液体的液面略低于两相流体进口管封闭端侧面出口孔的下边沿。