CN106918169B - 流体处理装置和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体处理装置，包括：节流部，设有第一流体入口；引射部，引射部与节流部可拆卸组装，引射部具有吸入室和扩压室，吸入室设有第二流体吸入口，第一流体和第二流体在吸入室混合后，经由扩压室升压；分离部，分离部与引射部可拆卸组装，将从扩压室流出的混合流体分离成气相流体和液相流体，节流部、引射部以及分离部依次相连，第一流体经节流部流入引射部与引射部吸入的第二流体混合升压后，流入分离部进行气液分离。通过本发明的技术方案，将节流部、引射部、分离部可拆卸组装形成了一体化的流体处理装置，实现了在一个装置内进行流体的节流、引射和分离处理，节省了占用空间，降低了系统的复杂性，提高了流体的处理效率。

Description

流体处理装置和制冷系统

技术领域

本发明涉及流体处理技术领域，具体而言，涉及一种流体处理装置和一种制冷系统。

背景技术

常规蒸气压缩式制冷系统包含压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器、和气液分离器等部件，而为了减少压缩机的功耗，提高冷凝器和换热器的换热效率，在制冷系统中又增加了喷射器，这使得整个系统部件多而且连接复杂，具有以下技术缺陷：

(1)不同部件之间功能相对独立，而且分开布置，使得制冷循环系统管路复杂，结构紧凑性不高，系统运行可靠性差；

(2)不同部件需通过管路连接，流体在流经管路时，会有流动损失，系统的能耗大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种流体处理装置。

本发明的另一个目的在于提供一种制冷系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种流体处理装置，包括：节流部，设有第一流体入口；引射部，引射部与节流部可拆卸组装，引射部具有吸入室和扩压室，吸入室设有第二流体吸入口，第一流体和第二流体在吸入室混合后，经由扩压室升压；分离部，分离部与引射部可拆卸组装，将从扩压室流出的混合流体分离成气相流体和液相流体，其中，节流部、引射部以及分离部依次相连，第一流体经节流部流入引射部与引射部吸入的第二流体混合升压后，流入分离部进行气液分离。

在该技术方案中，通过将节流部、引射部以及分离部依次可拆卸组装，形成了一体化的流体处理装置，实现了在一个装置内进行流体的节流、引射和分离处理，节省了占用空间，降低了系统的复杂性，提高了流体的处理效率，其中，在节流部设第一流体入口，使流体流入并进行节流处理，增加第一流体的流速，降低第一流体的压力，在引射部设吸入室，并设第二流体吸入口，通过第一流体的流动将第二流体引射进吸入室，在引射部设扩压室，增加流体的压力，降低流体的流速，流体经过扩压室后压力能增大，可以降低压缩机对制冷剂增压时的功耗，实现压力损失的回收利用，同时流体在分离部进行气液分离，保持使用流体处理装置的系统在运行中的稳定性。

在上述技术方案中，优选地，节流部包括：喷嘴，喷嘴包括依次连接的入口段、直段以及出口段，其中，直段的截面尺寸一致，入口段以及出口段均呈圆锥形，入口段连接于直段的一端，入口段的截面尺寸自入口段与直段的连接处沿轴线递增，出口段连接于直段的另一端，出口段的截面尺寸自出口段与直段的连接处沿轴线递减。

在该技术方案中，通过节流部的喷嘴，将第一流体的压力能转化为动能，喷嘴的入口段和直段可以实现第一流体进入节流部后的加速和降压，入口段呈圆锥形且入口段与直段的连接处沿轴线递增，可以使第一流体的加速和降压过程比较均匀，喷嘴的出口段呈圆锥形，可以稳定第一流体的流速和压力，出口段的长度远远小于入口段的长度，直段的横截面积为喷嘴的最小横截面积，出口段的最大横截面积远远小于入口段的最大横截面积，可以在稳定第一流体的流速和压力的同时，尽可能减小第一流体的动能损失。

在上述任一技术方案中，优选地，节流部与引射部同心连接，喷嘴出口与第二流体吸入口相邻设置。

在该技术方案中，通过节流部与引射部同心连接，可以减少第一流体的流动阻力，通过喷嘴出口与第二流体吸入口相邻设置，可以充分利用第一流体流动产生的引射力，将第二流体引射进吸入室。

在上述任一技术方案中，优选地，引射部，还包括混合室，连接在吸入室和扩压室之间。

在该技术方案中，通过在吸入室和扩压室之间设置混合室，可以让第一流体和第二流体充分混合，混合后的第一流体和第二流体融为一体，可以同时流入扩压室进行扩压，将动能转换为压力能，进而同时进入储液容器，进行气液分离，使得气体量和液体量能够满足系统循环的需求。

在上述任一技术方案中，优选地，混合室包括收缩管道和直流管道，吸入室、收缩管道、直流管道和扩压室依次相连，流体从吸入室依次流入收缩管道、直流管道和扩压室。

在该技术方案中，通过混合室的收缩管道和直流管道，对流体进行加速和混合，使得流体在扩压室内能将更多的动能转化为压力能，进而提高进入压缩机内制冷剂的压力，降低压缩机的功耗，提高压力损失的回收利用率。

在上述任一技术方案中，优选地，直流管道的长度为收缩管道长度的2-3倍。

在该技术方案中，直流管道的长度为收缩管道长度的2-3倍，可以稳定流体的流速，使流体充分混合。

在上述任一技术方案中，优选地，扩压室的横截面积沿流体流动方向逐渐扩张，扩张角度为10°-15°。

在该技术方案中，扩压室的横截面积沿流体流动方向逐渐扩张，可以使得流体较平缓的增压降速，扩张角度为10°-15°时，流动损失较小，动能转化为压力能的转化率较高。

在上述任一技术方案中，优选地，分离部包括分离室，气相出口管和液相出口管，气相出口管连接在分离室的顶部或侧面上部，液相出口管连接在分离室的底部。

在该技术方案中，通过分离室进行气液分离，通过气相出口管流出气相流体，通过设置液相出口管流出液相流体，气相出口管连接在分离室的顶部或侧面上部，液相出口管连接在分离室的底部，符合气相流体和液相流体的流动规律，减少不必要的能源浪费。

在上述任一技术方案中，优选地，分离部，还包括：导流管，设在分离室内，由分离室的顶壁向下延伸，导流管的入口与扩压室出口连接，导流管的出口远离气相出口管。

在该技术方案中，通过在分离室内设由顶壁向下延伸的导流管，对由引射部流入的流体进行导流，同时导流管的出口远离气相出口管，可以减少压缩机从气相出口管吸入的液相流体的量，进而提高压缩机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，扩压室出口连接在分离室的侧面上部，远离气相出口管。

在该技术方案中，扩压室出口连接在分离室的侧面上部，远离气相出口管，可以减少压缩机从气相出口管吸入液相流体的量，进而提高压缩机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，引射部与节流部之间通过连接件相连，分离部与引射部之间通过连接件相连，连接件包括：螺栓、螺母、法兰。

在该技术方案中，通过螺栓、螺母或法兰作为连接件，将节流部、引射部、分离部依次相连，可以实现节流部、引射部和分离部的可拆卸组装，此外选用常见的连接件，发生磨损时易于更换且组装方便。

在上述任一技术方案中，优选地，流体处理装置设有保温外层或由保温材料制成。

在该技术方案中，在流体处理装置外设保温层或用保温材料制成流体处理装置，可以减少流体处理装置的热量损失，提高系统的制冷效果。

本发明第二方面的技术方案提供了一种制冷系统，包括本发明第一方面技术方案中的任一项的流体处理装置。

本发明第二方面的技术方案提供的制冷系统，因设置有本发明第一方面技术方案中的任一项的流体处理装置，从而具有上述流体处理装置的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，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示出了本发明的一个实施例的流体处理装置结构示意图；

图2示出了本发明的又一个实施例的流体处理装置剖面示意图；

图3示出了本发明的再一个实施例的流体处理装置剖面示意图，

其中，图1至图3中附图标记与部件之间的对应关系为：

10节流部，102第一流体入口，104喷嘴，1042入口段，1044直段，1046出口段，20引射部，202吸入室，2022第二流体吸入口，204扩压室，206混合室，2062收缩管道，2064直流管道，30分离部，302分离室，304气相出口管，306液相出口管，308导流管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图3对根据本发明的实施例的流体处理装置进行具体说明。

如图1至图3所示，根据本发明的一个实施例的一种流体处理装置，包括：节流部10，设有第一流体入口102；引射部20，引射部20与节流部10可拆卸组装，引射部20具有吸入室202和扩压室204，吸入室202设有第二流体吸入口2022，第一流体和第二流体在吸入室202混合后，经由扩压室204升压；分离部30，分离部30与引射部20可拆卸组装，将从扩压室204流出的混合流体分离成气相流体和液相流体，其中，节流部10、引射部20以及分离部30依次相连，第一流体经节流部10流入引射部20与引射部20吸入的第二流体混合升压后，流入分离部30进行气液分离。

在该实施例中，通过将节流部10、引射部20以及分离部30依次可拆卸组装，形成了一体化的流体处理装置，实现了在一个装置内进行流体的节流、引射和分离处理，节省了占用空间，降低了系统的复杂性，提高了流体的处理效率，其中，在节流部10设第一流体入口102，让流体流入并进行节流处理，增加第一流体的流速，降低第一流体的压力，在引射部20设吸入室202，并设第二流体吸入口2022，通过第一流体的流动将第二流体引射进吸入室202，在引射部20设扩压室204，增加流体的压力，降低流体的流速，流体经过扩压室204后压力能增大，可以降低压缩机对制冷剂增压时的功耗，实现压力损失的回收利用，同时流体在分离部30进行气液分离，保持使用流体处理装置的系统在运行中的稳定性。

具体地，制冷剂工质在流过冷凝器后经第一流体入口102进入流体处理装置，节流部10将压力能转化为动能，压力降低，从节流部10喷出的低压高速制冷剂引射从蒸发器来的低压蒸汽经第二流体吸入口2022进入吸入室202，混合后的制冷剂进入扩压室204将动能转化为压能，制冷剂的速度降低压力升高，压力升高后的制冷剂进入分离部30，分离出的气相流体被压缩机吸入，剩余的液相流体经节流进入蒸发器。

如图1至图3所示，在上述实施例中，优选地，节流部10包括：喷嘴104，喷嘴104包括依次连接的入口段1042、直段1044以及出口段1046，其中，直段1044的截面尺寸一致，入口段1042以及出口段1046均呈圆锥形，入口段1042连接于直段1044的一端，入口段1042的截面尺寸自入口段1042与直段1044的连接处沿轴线递增，出口段1046连接于直段1044的另一端，出口段1046的截面尺寸自出口段1046与直段1044的连接处沿轴线递减。

在该实施例中，通过在节流部10设置喷嘴104，将第一流体的压力能转化为动能，喷嘴104的入口段1042和直段1044可以实现第一流体进入节流部10后的加速和降压，入口段1042呈圆锥形且入口段1042与直段1044的连接处沿轴线递增，可以使第一流体的加速和降压过程比较均匀，喷嘴104的出口段1046呈圆锥形，可以稳定第一流体的流速和压力，出口段1046的长度远远小于入口段1042的长度，直段1044的横截面积为喷嘴104的最小横截面积，出口段1046的最大横截面积远远小于入口段1042的最大横截面积，可以在稳定第一流体的流速和压力的同时，尽可能减小第一流体的动能损失。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，节流部10与引射部20同心连接，喷嘴104出口与第二流体吸入口2022相邻设置。

在该实施例中，通过节流部10与引射部20同心连接，可以减少第一流体的流动阻力，通过喷嘴104出口与第二流体吸入口2022相邻设置，可以充分利用第一流体流动产生的引射力，将第二流体引射进吸入室202。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，引射部20，还包括混合室206，连接在吸入室202和扩压室204之间。

在该实施例中，通过在吸入室202和扩压室204之间设置混合室206，可以让第一流体和第二流体充分混合，混合后的第一流体和第二流体融为一体，可以同时流入扩压室进行扩压，将动能转换为压力能，进而同时进入储液容器，进行气液分离，使得气体量和液体量能够满足系统循环的需求。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，混合室206包括收缩管道2062和直流管道2064，吸入室202、收缩管道2062、直流管道2064和扩压室204依次相连，流体从吸入室202依次流入收缩管道2062、直流管道2064和扩压室204。

在该实施例中，通过混合室206的收缩管道2062和直流管道2064，对流体进行加速和混合，使得流体在扩压室内能将更多的动能转化为压力能，进而提高进入压缩机内制冷剂的压力，降低压缩机的功耗，提高压力损失的回收利用率。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，直流管道2064的长度为收缩管道2062长度的2-3倍。

在该实施例中，通过直流管道2064的长度为收缩管道2062长度的2-3倍，可以稳定流体的流速，使流体充分混合。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，扩压室204的横截面积沿流体流动方向逐渐扩张，扩张角度为10°-15°。

在该实施例中，扩压室204的横截面积沿流体流动方向逐渐扩张，可以使得流体较平缓的增压降速，扩张角度为10°-15°时，流动损失较小，速度能转化为压能的效率较高。

如图1至图3所示，在上述任一实施例中，优选地，分离部30包括分离室302，气相出口管304和液相出口管306，气相出口管304连接在分离室302的顶部或侧面上部，液相出口管306连接在分离室302的底部。

在该实施例中，通过分离室302进行气液分离，通过气相出口管304流出气相流体，通过液相出口管306流出液相流体，气相出口管304连接在分离室302的顶部或侧面上部，液相出口管306连接在分离室302的底部，符合气相流体和液相流体的流动规律，减少不必要的能源浪费。

如图2所示，在上述任一实施例中，优选地，分离部30，还包括：导流管308，设在分离室302内，由分离室302的顶壁向下延伸，导流管308的入口与扩压室204出口连接，导流管308的出口远离气相出口管304。

在该实施例中，通过在分离室302内设由顶壁向下延伸的导流管308，对由引射部20流入的流体进行导流，同时导流管308的出口远离气相出口管304，可以减少压缩机从气相出口管304吸入的液相流体的量，进而提高压缩机的使用寿命。

如图3所示，在上述任一实施例中，优选地，扩压室204出口连接在分离室302的侧面上部，远离气相出口管304。

在该实施例中，通过将扩压室204出口连接在分离室302的侧面上部，远离气相出口管304，气相出口管304设在分离室302的顶部，高于扩压室204的出口，可以减少压缩机从气相出口管304吸入的液相流体的量，进而提高压缩机的使用寿命。

在上述任一实施例中，优选地，引射部20与节流部10之间通过连接件相连，分离部30与引射部20之间通过连接件相连，连接件包括：螺栓、螺母、法兰。

在该实施例中，通过螺栓、螺母、法兰作为连接件，将节流部10、引射部20和分离部30，可以实现节流部10、引射部20和分离部30的可拆卸组装，此外选用常见的连接件，发生磨损时易于更换且组装方便。

在上述任一实施例中，优选地，流体处理装置设有保温外层或由保温材料制成。

在该实施例中，在流体处理装置外设保温层或用保温材料制成流体处理装置，可以减少流体处理装置的热量损失，提高系统的制冷效果。

实施例一：

如图2所示，节流部10、引射部和分离部30依次可拆卸组装成一种流体处理装置，节流部10和引射部同心连接后组装在分离部30的顶壁，分离部30的气相出口管304设在侧面上部，第一流体从第一流体入口102流入节流部10，经喷嘴104节流增速降压后流入吸入室202，第一流体在吸入室202流动的过程中，将第二流体从第二流体吸入口2022引射进到吸入室202，第一流体和第二流体混合后，流入扩压室204，增压减速，混合流体从分离室302的顶壁经导流管308导流进入分离室302，在分离室302内进行气液分离后，气相流体由分离室302侧面上部的气相出口管304流出，液相流体由分离室302的液相出口管306流出，这种流体处理装置需垂直放置于系统中。

实施例二：

如图3所示，节流部10、引射部和分离部30依次可拆卸组装成一种流体处理装置，节流部10和引射部同心连接后组装在分离部30的侧面上部，分离部30的气相出口管304设在顶部，第一流体从第一流体入口102流入节流部10，经喷嘴104节流增速降压后流入吸入室202，第一流体在吸入室202流动的过程中，将第二流体从第二流体吸入口2022引射进到吸入室202，第一流体和第二流体混合后，流入扩压室204，增压减速，混合流体从分离室302，第一流体和第二流体混合后，流入扩压室204，增压减速，混合流体从分离室302的侧面上部流入分离室302，在分离室302内进行气液分离后，气相流体由分离室302顶部的气相出口管304流出，液相流体由分离室302的液相出口管306流出，这种流体处理装置需水平放置于系统中。

根据本发明的另一个实施例的一种制冷系统，包括本发明上述任一实施例流体处理装置。

根据本发明的另一个实施例的一种制冷系统，因设置有上述任一实施例流体处理装置，从而具有上述流体处理装置的全部有益效果，在此不再赘述。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提供了一种流体处理装置，通过将节流部、引射部、分离部可拆卸组装形成了一体化的流体处理装置，实现了在一个装置内进行流体的节流、引射和分离处理，节省了占用空间，降低了系统的复杂性，提高了流体的处理效率。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种流体处理装置，其特征在于，包括：

节流部，设有第一流体入口；

引射部，所述引射部与所述节流部可拆卸组装，所述引射部具有吸入室和扩压室，所述吸入室设有第二流体吸入口，所述第一流体和所述第二流体在吸入室混合后，经由所述扩压室升压；

分离部，所述分离部与所述引射部可拆卸组装，将从所述扩压室流出的混合流体分离成气相流体和液相流体；

其中，所述节流部、所述引射部以及所述分离部依次相连，所述第一流体经所述节流部流入所述引射部与所述引射部吸入的第二流体混合升压后，流入所述分离部进行气液分离。

2.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于，所述节流部包括：

喷嘴，所述喷嘴包括依次连接的入口段、直段以及出口段，

其中，所述直段的截面尺寸一致，所述入口段以及所述出口段均呈圆锥形，所述入口段连接于所述直段的一端，所述入口段的截面尺寸自所述入口段与所述直段的连接处沿轴线递增，所述出口段连接于所述直段的另一端，所述出口段的截面尺寸自所述出口段与所述直段的连接处沿所述轴线递减。

3.根据权利要求2所述的流体处理装置，其特征在于，

所述节流部与所述引射部同心连接，所述喷嘴出口与所述第二流体吸入口相邻设置。

4.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于，

所述引射部，还包括混合室，连接在所述吸入室和所述扩压室之间。

5.根据权利要求4所述的流体处理装置，其特征在于，

所述混合室包括收缩管道和直流管道，所述吸入室、收缩管道、直流管道和扩压室依次相连，所述流体从所述吸入室依次流入所述收缩管道、所述直流管道和所述扩压室。

6.根据权利要求5所述的流体处理装置，其特征在于，

所述直流管道的长度为收缩管道长度的2-3倍。

7.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于，

所述扩压室的横截面积沿流体流动方向逐渐扩张，扩张角度为10°-15°。

8.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于，

所述分离部包括分离室、气相出口管和液相出口管，所述气相出口管连接在所述分离室的顶部或侧面上部，所述液相出口管连接在所述分离室的底部。

9.根据权利要求8所述的流体处理装置，其特征在于，所述分离部，还包括：

导流管，设在所述分离室内，由所述分离室的顶壁向下延伸，所述导流管的入口与所述扩压室出口连接，所述导流管的出口远离所述气相出口管。

10.根据权利要求8所述的流体处理装置，其特征在于，

所述扩压室出口连接在所述分离室的侧面上部，远离所述气相出口管。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的流体处理装置，其特征在于，

所述引射部与所述节流部之间通过连接件相连，所述分离部与所述引射部之间通过连接件相连，所述连接件包括：螺栓、螺母、法兰。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的流体处理装置，其特征在于，

所述流体处理装置设有保温外层或由保温材料制成。

13.一种制冷系统，其特征在于，包括：如权利要求1至12中任一项所述的流体处理装置。