CN106885400A - 制冷装置的分配器的均流结构及分配器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷装置的分配器的均流结构及分配器。均流结构适于设在分配器的进口管腔内，均流结构上形成对液相冷媒起导流作用的周向槽道，周向槽道沿周向环绕分配器的中轴线设置，液相冷媒在充满周向槽道后在中轴线的360度方向上从周向槽道内流出，并流向分配器的各个出口管腔。根据本发明的均流结构，能够有效消除分配器入口气液两相冷媒偏流的影响，使得分配器能够对气液两相的冷媒进行更加均匀地分流。

Description

制冷装置的分配器的均流结构及分配器

技术领域

本发明涉及制冷技术设备领域，尤其涉及一种制冷装置的分配器的均流结构及分配器。

背景技术

空调换热器一般由多组管路组成，各管路的气液流量如果不够均匀，流量较小的管路换热面积不能得到充分利用，会导致换热效率降低、影响整个制冷系统的能效。

分配器是常见的连接上游冷媒管道和换热器的气液分流部件，它的作用在于稳定地对气液两相进行均匀地分流，分配器是保证制冷系统高效运行的重要部件。目前，分配器主要有插孔式、圆锥式和反射式等几种结构形式，这些结构形式都普遍存在问题，即受入口气液两相流型的影响，气液两相的分流均匀度存在较大差异。

具体而言，当入口为气液两相分布比较均匀的雾状流或中心对称的环形流时，分流比较均匀，但是，当入口为气液两相分布偏置的分层流时，分流均匀度明显下降，严重影响空调系统的能效。另外，由于气液两相流的流型受重力影响明显，分配器的分流性能受分配器倾角的影响较大，导致分配器的安装要求较高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明旨在提出一种制冷装置的分配器的均流结构，所述均流结构可提高气液两相的冷媒分流的均匀性。

本发明还旨在提出一种具有上述均流结构的分配器。

根据本发明实施例的制冷装置的分配器的均流结构，所述均流结构适于设在所述分配器的进口管腔内，所述均流结构上形成对液相冷媒起导流作用的周向槽道，所述周向槽道沿周向环绕所述分配器的中轴线设置，液相冷媒在充满所述周向槽道后在所述中轴线的360度方向上从所述周向槽道内流出，并流向所述分配器的各个出口管腔。

根据本发明实施例的制冷装置的分配器的均流结构，能够有效消除分配器入口气液两相冷媒偏流的影响，使得分配器能够对气液两相的冷媒进行更加均匀地分流。

在一些实例中，所述周向槽道在朝向所述分配器的入口的方向敞开。

在一些具体的实施例中，所述均流结构包括环形挡片，所述环形挡片适于设在所述进口管腔的周壁上以与所述进口管腔的周壁限定出所述周向槽道。

在一些可选的实施例中，所述进口管腔内设有横截面减小的缩颈段以增加气液两相冷媒混合的均匀性，所述均流结构邻近所述缩颈段设置。

具体地，所述均流结构包括第一筒管，所述第一筒管适于设在所述缩颈段的与所述分配器的入口相平行的台阶面上，所述第一筒管与所述进口管腔的周壁限定出周向槽道。

在另一些可选的实施例中，所述分配器具有设在所述进口管腔内的分流垫圈，所述均流结构适于设在所述分流垫圈上。

具体地，所述均流结构包括第二筒管，所述第二筒管设在所述分流垫圈的朝向所述分配器的入口的端面上，所述第二筒管与所述进口管腔的周壁、所述分流垫圈的端面限定出周向槽道。

更具体地，所述第二筒管的内径适于与所述分流垫圈的内径相等，有的实施例中也可不相等。

在一些实施例中，所述均流结构包括套筒，所述套筒设在所述分流垫圈的朝向所述出口管腔的端面上，所述套筒形成有环绕所述中轴线设置且在朝向所述分配器的入口的方向敞开的周向槽道。

根据本发明实施例的分配器，包括根据本发明上述实施例所述的均流结构。

根据本发明实施例的分配器，由于设置了均流结构，使得分配器能够对气液两相的冷媒进行均匀地分流。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

图2是图1所述分配器的分流过程示意图。

图3是图1所述分配器的另一分流过程示意图。

图4是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

图5是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

图6是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

图7是图6所述分配器的分流过程示意图。

图8是图6所述分配器的另一分流过程示意图。

图9是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

图10是根据本发明一个实施例的分配器的结构示意图。

附图标记：

分配器100、进口部1、进口管腔11、入口12、分流口13、出口部2、出口管腔21、

均流结构3、第一筒管31、环形挡片32、第二筒管33、套筒34、主流通口35、周向槽道4、分流垫圈5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图10描述根据本发明实施例的制冷装置的分配器100及其均流结构3，这里需要说明的是，均流结构3是设置在分配器100内使用的，因此这里均流结构3的结构将结合在分配器100的结构说明里描述。

如图1所示，根据本发明实施例的分配器100，包括进口部1、出口部2和均流结构3。进口部1内限定出进口管腔11，进口管腔11的两端分别为入口12和分流口13。出口部2内限定出多个绕进口部1的中轴线周向分布的出口管腔21，多个出口管腔21的一端均与分流口13相连通以进行分流。均流结构3设在进口管腔11内且环绕进口部1的中轴线设置，均流结构3环绕的部分形成为主流通口35，均流结构3构造成使阻挡的液相冷媒沿均流结构3周向流动后再流向分流口13。

根据本发明实施例的分配器100，由于设置了均流结构3，可采用较简单的结构改变气液两相在管道横截面的分布，减缓了分配器入口由于气液两相分布偏置时产生的气液两相分流严重不均的现象。同时，在两相分布均匀时，该结构不影响分流性能。另外，由于均流结构13的周向结构，液相在任何方向偏置时均流结构13均能阻挡液相冷媒沿周向流动后再流向分流口13，能够在各种流型和倾角下稳定、高效分流，因此分配器100在安装位置和角度上的限制较少。

在一些实施例中，均流结构3包括周向槽道4，周向槽道4环绕进口部1的中轴线设置且在朝向入口12的方向敞开。周向槽道4的设置可以使得偏置分布的气液两相改变为较为对称的环形分布，达到了均匀地分流气液两相流体的目的。此外，采用周向槽道4来阻挡液相冷媒再均分，结构简单、容易加工制造，且分流效率较高。

其中，周向槽道4的高度可以为几个毫米，实际中根据具体气液两相流的流量和进口管腔11的管径，可以适当调整周向槽道4的宽度和高度以得到分流的最佳性能。

下面参照图1-图10描述一些具体实施例的分配器100。

实施例一：

如图1所示，分配器100为圆锥式分配器，分配器100的进口部1的一部分形成为在朝向分流口13的方向上横截面减小的缩颈段。均流结构3包括第一筒管31，第一筒管31设在缩颈段的与入口12相平行的台阶面上，第一筒管31与进口管腔11的周壁限定出周向槽道4，在该实施例中，第一筒管31形成为圆直管，第一筒管31的中心形成主流通口35，且主流通口35的直径与缩颈段的最大直径一致，第一筒管31的高度不作具体限制。这种均流结构3结构最简单，加工成本较低。

需要说明的是，当分配器100上不存在均流结构3时，流向多个出口管腔21的气液两相流中的液相部分大多从液相偏置侧的出口管腔21流出，从气相偏置侧出口管腔21流出的液相流量很小。如图2所示，当存在均流结构3时，一部分液相可以不受阻碍直接从均流结构3的主流通口35流过，但均流结构3会阻挡沿部分紧贴管道壁面流动的液相，进入均流结构3与进口管腔11的周壁形成的周向槽道4内。如图3所示，部分液相在惯性作用下经周向槽道4导流至液相偏置侧的对侧，两股液相流体在流动约半个圆周后发生对撞。由于均流结构3的高度不高，液相流体很容易积满槽道，可以从沿槽道流动的过程中和对撞处不断从均流结构3的自由端溢出，并继续向出口管腔21流动。由此，部分液相流体被输送至液相偏置侧对侧，减小了液相偏置侧偏大的出口液相流量，弥补了液相偏置侧对侧偏小的液相出口流量，大大提高了分流的均匀性。

实施例二：

如图4所示，分配器100也为圆锥式分配器，分配器本体的结构与实施例一相同，这里不再赘述。所不同的是，在实施例二中均流结构3的设置位置有所变动。

该实施例中，均流结构3包括环形挡片32，环形挡片32设在处于缩颈段下方的进口管腔11周壁上，并与进口管腔11的周壁限定出周向槽道4。环形挡片32的轴向截面形成为直角形。此种结构下，流过均流结构3的气液两相流的分流过程、结果均与实施例一中相同，在这里不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例三：

如图5所示，分配器100也为圆锥式分配器，分配器本体的结构与实施例一相同，这里不再赘述。所不同的是，在实施例三中均流结构3的设置位置有所变动。

该实施例中，均流结构3包括环形挡片32，环形挡片32设在处于缩颈段上方的进口管腔11周壁上，并与进口管腔11的周壁限定出周向槽道4，环形挡片32的轴向截面形成为四分之一圆弧形。

需要说明的是，此种情况下，流过均流结构3的气液两相流的分流过程与结果与实施例1中相同，在这里不再赘述。

由实施例一至实施例三的描述可以看出，均流结构3可以设置在分配器缩颈段的入口处，均流结构3也可以设置在分配器的各个出口分支前的其他任何位置，如邻近入口12的管壁上，或者缩颈段后的管壁上，由此需要增加额外的水平环和壁面连接以形成周向槽道4。

实施例四：

如图6所示，分配器100为反射式分配器，分配器100的进口管腔11形成为阶梯孔，靠近入口12的一侧孔径较大，靠近分流口13的另一侧孔径较小，且在阶梯孔的台阶面处设有分流垫圈5。

均流结构3包括第二筒管33，第二筒管33设在分流垫圈5的朝向入口12的一侧，第二筒管33与分流垫圈5、进口管腔11的周壁限定出周向槽道4。在该实施例中，第二筒管33形成为圆直管，第二筒管33的中心形成主流通口35，且主流通口35的直径与分流垫圈5的内孔孔径一致。第二筒管33的高度不作具体限制。这种均流结构3结构最简单，加工成本较低。

需要说明的，反射式分配器由于采用液相冲击进口管腔11顶部壁面散流的方式来进行气液两相流分配，其分配的均匀程度受液相偏置的影响稍小于圆锥式分配器，但是其分配的均匀程度同样会明显地受到液相偏置的影响。

当分配器100上不存在均流结构3时，流向多个出口管腔21的气液两相流中的液相部分大多从液相偏置侧的多个出口管腔21流出，从气相偏置侧多个出口管腔21流出的液相流量很小。如图7所示，当存在均流结构3时，一部分液相可以不受阻碍直接从均流结构3的主流通口35流过直接冲击进口管腔11的锥形顶部壁面。但均流结构3会阻挡沿部分紧贴管道壁面流动的液相，进入均流结构3与进口管腔11的周壁形成的周向槽道4内。如图8所示，部分液相在惯性作用下经周向槽道4导流至液相偏置侧的对侧，两股液相流体在流动约半个圆周后发生对撞。由于均流结构3的高度不高，液相流体很容易积满槽道，可以从沿槽道流动的过程中和对撞处不断从均流结构3自由端溢出，并继续向出口管腔21流动。由此，偏置的气液两相分布被改变成沿分流垫圈5内控圆周分布，虽然液相的流量主要集中在液相偏置侧和偏置对侧，但分布更加均匀，大大提高了分流的均匀性。

实施例五：

如图9所示，分配器100为反射式分配器，分配器本体的结构与实施例四相同，这里不再赘述。所不同的是，在实施例五中均流结构3的设置位置有所变动。

该实施例中，均流结构3包括环形挡片32，环形挡片32设在处于分流垫圈5下方的进口管腔11周壁上，并与进口管腔11的周壁限定出周向槽道4，环形挡片32形成为横截面积逐渐变大的筒状，且横截面积较小的一端朝向入口12设置。

需要说明的是，此种情况下，流过均流结构3的气液两相流的分流过程与结果与实施例四中相同，在这里不再赘述。

实施例六：

如图10所示，分配器本体的结构与实施例四相同，这里不再赘述。所不同的是，在实施例五中均流结构3的设置位置、结构有所变动。

该实施例中，均流结构3包括套筒34，套筒34设在分流垫圈5上，且套筒34设在分流垫圈5的朝向分流口13的端面上，套筒34的轴向截面为倒U形，从而套筒34形成了环绕进口部1的中轴线设置且在朝向入口12的方向敞开的周向槽道4。

需要说明的是，此种情况下，流过均流结构3的气液两相流的分流过程与结果与实施例四中相同，在这里不再赘述。

由实施例四至实施例六的描述可以看出，均流结构3可以设置在分配器的各个出口分支前的其他任何位置，例如均流结构3可设置在邻近入口12的管壁上，或者分流垫圈5之后的管壁上，还可以固定在分流垫图5的任意一侧等，由此需要增加额外的水平环和壁面连接以形成周向槽道4。

需要说明的是，上述实施例一至实施例六中的均流结构3的直径，直接决定了周向槽道4的宽度，周向槽道4的宽度建议为液相偏置层厚度的60％-90％左右，亦可根据实际效果变动，且周向槽道4的高度不宜过高，以防止周向槽道4形成为狭长槽道产生较大的摩擦阻力而妨碍周向槽道4内液体流动，从而保证分配结果。

需要额外说明的是，对气液两相流分布进行重整的结构，圆环形是一种相对较好的结构，但是均流结构3并不限于圆环形，还可为多边形形状、其他不规则类环形亦可。此外，圆环形结构的槽道横截面可以为圆半形，但不限于半圆环形，还可以是椭圆形、矩形、三角形的部分截面形状或者不规则形状。

另外，均流结构3可以通过一体成型车削加工直接作为分配器本体或者分流垫圈5的一部分，也可以通过后续安装连接在分配器本体或者分流垫圈5上，例如可将环形挡片焊接固定在分配器本体。

当然，本发明实施例中，均流结构3可不单单通过形成周向槽道4来达到分流作用，在其他实施例中，只要能够在管道横截面圆周分布阻挡气液两相流流动的障碍，促使液相在管道横截面方向上周向流动的结构，均为本发明实施例提及的均流结构3，以提高分流均匀性。

例如，均流结构3上可以设置螺纹，以增加均流结构3与液体之间的接触面积，使得液体在吸附力作用下沿均流结构周向流动。

本发明提出的分配器100，在加入一种均流结构3后，提高了分流均匀度，消除了分配器100与管道弯头距离、分配器倾角等参数限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述均流结构适于设在所述分配器的进口管腔内，所述均流结构上形成对液相冷媒起导流作用的周向槽道，所述周向槽道沿周向环绕所述分配器的中轴线设置，液相冷媒在充满所述周向槽道后在所述中轴线的360度方向上从所述周向槽道内流出，并流向所述分配器的各个出口管腔。

2.根据权利要求1所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述周向槽道在朝向所述分配器的入口的方向敞开。

3.根据权利要求1所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述均流结构包括环形挡片，所述环形挡片适于设在所述进口管腔的周壁上以与所述进口管腔的周壁限定出所述周向槽道。

4.根据权利要求1所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述进口管腔内设有横截面减小的缩颈段以增加气液两相冷媒混合的均匀性，所述均流结构邻近所述缩颈段设置。

5.根据权利要求4所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述均流结构包括第一筒管，所述第一筒管适于设在所述缩颈段的与所述分配器的入口相平行的台阶面上，所述第一筒管与所述进口管腔的周壁限定出周向槽道。

6.根据权利要求1所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述分配器具有设在所述进口管腔内的分流垫圈，所述均流结构适于设在所述分流垫圈上。

7.根据权利要求6所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述均流结构包括第二筒管，所述第二筒管设在所述分流垫圈的朝向所述分配器的入口的端面上，所述第二筒管与所述进口管腔的周壁、所述分流垫圈的端面限定出周向槽道。

8.根据权利要求7所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述第二筒管的内径适于与所述分流垫圈的内径相等。

9.根据权利要求6所述的制冷装置的分配器的均流结构，其特征在于，所述均流结构包括套筒，所述套筒设在所述分流垫圈的朝向所述出口管腔的端面上，所述套筒形成有环绕所述中轴线设置且在朝向所述分配器的入口的方向敞开的周向槽道。

10.一种分配器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的制冷装置的分配器的均流结构。