CN106931689B - 一种贮液器及具有该贮液器的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贮液器及具有该贮液器的制冷系统，该贮液器包括围成一容纳腔的罐体，罐体具有进口和出口，还包括设置于容纳腔内部的阻挡层及一端封闭的导流管，导流管的封闭端部位于容纳腔内部，开口端部与进口周向密封，阻挡层绕设于导流管外部；导流管置于容纳腔内部的管段周壁上开设有至少一个导流孔，制冷剂从进口通过导流孔、阻挡层流入容纳腔，最后由出口流出；阻挡层包覆于各导流孔外部；制冷剂由导流管流入贮液器内部，制冷剂所受阻力降低，并且本文中液态制冷剂在重力和贮液器内部压力的作用下经阻挡层，大大降低紊流现象的产生，使液态制冷剂稳定流出贮液器，进而冷凝器的过冷部获得稳定的液态制冷剂，保证出口过冷度具有稳定区域。

Description

一种贮液器及具有该贮液器的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种贮液器及具有该贮液器的制冷系统。

背景技术

随着人们对汽车空调系统节能与环保的要求越来越高，制冷剂的充注量成为研究中的一个重点。合适的制冷剂充注量可以在贮液器的作用下保证冷凝器出口具有足够的过冷度。冷凝器出口过冷度是判断汽车空调系统中制冷剂充注量是否合适的最重要的依据。

当制冷剂充注量较少，冷凝器出口几乎没有任何过冷度，这对整个制冷系统的性能都是很不利的。随着制冷剂充注量的增加，冷凝器出口开始有一定的过冷度并且越来越大。在制冷剂充注量达到一定程度的时候，随着制冷剂充注量的增加，冷凝器出口过冷度会有一个相对稳定区域，如专利CN1446306A附图8，这是由于贮液器内储存了一定的制冷剂从而保证系统中制冷剂的流量比较稳定。这个稳定区域越宽，在空调系统设计上就越能提高空间效率和改善性能。足够的过冷度稳定区域，能够保证系统对负荷变化(超负荷)的稳定性，和对耐久(泄漏较多)的稳定性。

当系统中制冷剂充注量增大到贮液器被充满以后，冷凝器出口过冷度将迅速增大，过大的冷凝器出口过冷度可能导致蒸发器入口的制冷剂不是两相的，从而降低蒸发器能力。

现有的汽车空调贮液器，如专利CN1446306A，由顶盖和罐体以焊接方式连接在一起，形成一个储存空间。内部零件包括引出管、左网板、左滤毡、干燥剂、右滤毡、右网板等过滤组件。

这种结构的贮液器，由左网板、左滤毡、干燥剂、右滤毡、右网板将贮液器内部空间分成两个腔体。制冷剂通过引出管进入靠近罐体侧的腔体，再通过由左网板、左滤毡、干燥剂、右滤毡、右网板构成的过滤组件，然后进入靠近顶盖侧的腔体，最后通过出口孔流出。

从以上描述可以看出，现有结构的贮液器制冷剂由进口孔向上经过整体高度的过滤组件，到达靠近罐体侧的腔体，然后再有上部腔体经吸入管流至出口，在制冷剂向上流动过程中，制冷剂受到过滤组件的阻力比较大。阻力越大大，制冷剂于越容易气化，于靠近罐体侧的腔体内部形成气液混合物，对于上部腔体比较小的贮液器，气体比较多，容易在贮液器出口产生紊流。

紊流导致制冷系统过冷度稳定区域很小，甚至没有稳定区域。过冷度稳定区域越小，系统稳定性比较差。

为了达到足够的过冷度稳定区域，只能依赖增加贮液器的容积，即增大贮液器的体积，贮液器体积比较大，所占据的安装空间也相应增大。

因此，如何改进现有技术中贮液器的结构，使其兼顾制冷系统稳定性及安装空间的有限性，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种贮液器，包括围成一容纳腔的罐体，所述罐体具有进口和出口，还包括设置于所述容纳腔内部的阻挡层，还包括一端封闭的导流管，所述导流管的封闭端部位于所述容纳腔内部，开口端部与所述进口周向密封安装，所述阻挡层绕设于所述导流管外部；并且所述导流管置于所述容纳腔内部的管段周壁上开设有至少一个导流孔，制冷剂从所述进口通过所述导流孔、所述阻挡层流入所述容纳腔，最后由所述出口流出。

当本文中的贮液器在制冷系统中工作时，制冷剂由罐体的进口流入导流管内部，经导流孔、阻挡层进入容纳腔，在流经阻挡层时，气态制冷剂和液态制冷剂分离，气态制冷剂上升，滞留在容纳腔上部空间；液态制冷剂经过过滤部件向下沉积。这样一方面制冷剂中的水分被干燥剂吸收，另一方面因阻挡层内部的干燥剂材料致密，颗粒状干燥剂相互堆叠，制冷剂在该区域内必然扩散流通，流速大为降低，可以有效避免紊流。液态制冷剂向下流动沉积，最后从出口孔流出贮液器。

与现有技术中制冷剂自进口向上流经整体高度的过滤组件后再流入出口相比，本文中由进口流入的制冷剂通过导流管进入贮液器内部，自导流管的导流孔流出后直接经阻挡层向下沉积，经出口流至外部。这样，制冷剂由导流管流入贮液器内部，制冷剂所受阻力大大降低，并且本文中液态制冷剂在重力和贮液器内部压力的作用下经过滤部件，大大降低紊流现象的产生，使液态制冷剂稳定流出贮液器，进而冷却器的过冷部获得稳定的液态制冷剂，保证出口过冷度会有一个相对稳定区域。

由上述描述可知，本文中由进口流入的制冷剂在气态液态分离时，所受阻力比较小，液态制冷剂不会产生二次气化，同样的有效容积下，可以获得更好的过度稳定区域。同理，本文中可以以更小的体积贮液器获取与现有技术同等的过度稳定区域。

可选的，所述阻挡层由干燥包构成，该干燥包中填充有颗粒干燥剂。

可选的，所述进口偏离所述罐体中心线设置，并且横截面内，所述导流孔中心不处于所述导流管中心与所述罐体中心两者的连线上。

可选的，所述导流管中心与所述导流孔连线、所述导流管中心与所述罐体中心连线两者夹角为90度。

可选的，所述导流管两端均为开口结构，所述导流管的上端开口与所述罐体的上端盖内壁抵靠密封形成所述封闭端部。

可选的，所述罐体的上端盖内壁设置有定位凸台，所述定位凸台插入所述导流管的上端开口内部，且所述定位凸台的外周壁与所述导流管周向密封连接；或者，

所述罐体的上端盖内壁设置有定位凹槽，所述导流管的上端部插入所述定位凹槽内部，且所述定位凹槽内壁与所述导流管外壁周向密封。

可选的，所述导流管的上端部和所述罐体的上端盖其中一者设置有纵向延伸的限位凸台，另一者设置有与所述限位凸台配合的凹槽，装配时，所述导流管通过所述限位凸台与所述凹槽的配合周向定位。

可选的，所述导流管的上端部通过夹压工艺形成封闭端部。

可选的，所述导流管的下端部外周还进一步设置有径向延伸的凸台，所述导流管通过所述凸台卡装于所述进口内侧壁。

可选的，所述罐体为分体结构，包括上端盖、下封盖、筒主体，所述上端盖、所述下封盖、所述筒主体三者围成所述容纳腔，所述上端盖和所述下封盖之一与所述筒主体一体成型；并且所述进口、所述出口设于所述下封盖。

可选的，还包括过滤筒，所述过滤筒为一端开口结构，开口端安装于所述出口，并与所述出口周向密封，所述过滤筒至少周向设有过滤网，所述导流孔的下边缘位于所述过滤筒的上边缘上方，且两者之间具有预定间隙。

可选的，所述过滤筒还包括骨架，所述过滤网支撑于所述骨架上，所述骨架的开口端部具有凸缘，所述凸缘通过铝环压装于所述出口的内部，且所述凸缘与所出口周向密封。

此外，本发明还提供了一种制冷系统，包括压缩机、冷凝器、贮液器、蒸发器，所述贮液器为上述任一项所述的贮液器。

附图说明

图1为本发明一种实施例中贮液器的结构示意图；

图2为本发明第二种实施例中贮液器的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中上端盖的结构示意图；

图4为本发明一种实施例中导流管的结构示意图。

图5为本发明第三种实施例中贮液器的结构示意图；

图6为本发明一种实施例中过滤筒的结构示意图。

其中，图1至图6中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

罐体1、导流管2、凸台21、豁口22、封闭端部23、限位凸台24、上端盖3、定位凸台31、限位凸台32、阻挡层4、干燥剂5、过滤筒6、凸缘61、骨架62、过滤网63、铝环7、进口8、出口9、导流孔10、下边缘101、内胀点11、凹槽111、下封盖13、筒体14。

具体实施方式

针对背景技术中提出的技术问题，本文进行了深入研究，研究发现背景技术中贮液器靠近罐体侧腔体内部制冷剂气化的主要现象的主要原因在于：制冷剂进口孔至上部侧空间之间的过滤流程比较长，但是在现有技术的基础上缩短过滤流程将不能满足制冷剂过滤需求。

在上述研究的基础上，本文另辟蹊径提出了一种解决上述技术问题的技术方案。

不失一般性，本文以为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，以贮液器在制冷系统中的应用为例，并结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

制冷系统一般包括压缩机、冷凝器、蒸发器、贮液器，贮液器位于冷凝器与蒸发器之间，贮液器包括围成一容纳腔的罐体，罐体具有进口和出口，罐体的进口和出口分别连通外部管路，压缩机排出的高温高压的气体制冷剂进入冷凝器，冷凝液化后主要以液相状态流入贮液器内部，在贮液器内部气液分离后，仅液体制冷剂由罐体的出口流出，通过膨胀阀急速降压膨胀后，以低压低温的雾状制冷剂形式被导入蒸发器，在蒸发器内部进行换热后最后流入压缩机。

请参考图1，图1为本发明一种实施例中贮液器的结构示意图。

本文中的贮液器还进一步包括导流管2，导流管2一端封闭，另一端为开口结构，导流管2封闭端的形成可以有多种形式，例如导流管2与罐体1内壁配合封堵形成封闭端，也可以通过夹压等工艺形成封闭端。当然，导流管2封闭端的形成不局限于本文中描述，可以由多种形式，下文将详细介绍几种优选的实施方式。导流管2的封闭端部位于容纳腔内部，开口端部安装于进口8位置，并且与进口8周壁周向密封，具体地，导流管2可以安装于进口8内侧端部，导流管2与进口8的安装方式也有多种形式，例如导流管2可以通过胀径工艺安装于进口8内部。即在导流管2的开口端的外周壁上设置若干内胀点11，一般内胀点11沿周向均匀布置，通过设置内帐点实现配合时，内胀点与进口8内壁密封胀接。

并且，导流管2置于容纳腔内部的管段周壁上开设有导流孔10，贮液器的进口8通过导流孔10连通容纳腔，也就是说，贮液器进口8通过导流管2内腔、导流孔10、容纳腔连通出口9。

本文中贮液器内部还设有阻挡层4，阻挡层4可以由干燥包构成，该该干燥包内中装有颗粒干燥剂5，用于吸收制冷剂中的水分；阻挡层4围着导流管2设置。为了实现贮液器的工作性能，阻挡层4与罐体1的上端盖之间必然具有预定的空间，用于存储气态制冷剂。

并且，贮液器还进一步可以包括设置于出口9位置的过滤筒6，具体地，过滤筒6一端可以为开口结构，过滤筒6至少部分设有过滤网63，优选周向设置有过滤网，筒底可以为封闭结构，当然，筒底也可以为过滤网63结构。过滤筒6的开口端部安装于出口9，且与出口9周向密封。当然，过滤筒还可以为其他结构形式。

当本文中的贮液器在制冷系统中工作时，制冷剂由罐体1的进口8流入导流管2内部，经导流孔10流出，流入包覆于导流孔10外部的阻挡层4，在流经阻挡层4时，气态制冷剂和液态制冷剂分离，气态制冷剂上升，滞留在容纳腔上部空间；液态制冷剂经过阻挡层4干燥向下沉积。这样一方面制冷剂中的水分被干燥剂吸收，另一方面因阻挡层4内部的干燥剂材料致密，颗粒状干燥剂相互堆叠，制冷剂在该区域内必然扩散流通，流速大为降低，可以有效避免紊流。液态制冷剂向下流动沉积，最后经过滤筒过滤后从出口9流出贮液器。

与现有技术中制冷剂自进口8向上流经整体高度的过滤组件后再流入出口9相比，本文中由进口8流入的制冷剂通过导流管2进入贮液器内部，自导流管2的导流孔10流出后经阻挡层4干燥，经出口9流至外部。这样，制冷剂由导流管2流入贮液器内部，制冷剂所受阻力大大降低，并且本文中气态制冷剂上升液态制冷剂在重力和贮液器内部压力的作用下经过阻挡层4，降低了流速，大大降低紊流现象的产生，使液态制冷剂稳定流出贮液器，进而冷凝器的过冷部获得稳定的液态制冷剂，保证出口9过冷度会有一个相对稳定区域。

由上述描述可知，本文中由进口8流入的制冷剂在气态液态分离时，所受阻力比较小，且由于重力作用液态制冷剂与气态制冷剂分离，同样的有效容积下，可以获得更好的过度稳定区域。同理，本文中可以以更小的体积贮液器获取与现有技术同等的过度稳定区域。

以下给出了三种具体实施方式，其中第二种具体实施方式是在第一种具体实施方式的改进，第三种具体实施方式与前两种具体实施方式的主要区别在于导流管2结构的不同。

在第一种具体实施方式中，导流管2两端均为开口结构，且导流管上开设有导流孔10，导流管2的上端开口与罐体1的上端盖内壁抵靠密封形成封闭端部。需要说明的是，本文中所述的上、下等方位词是以图中各部件之间的相对位置关系为参照定义，仅是为了描述技术方案的简洁，本领域内技术人员应当理解，本文方位词的限定不应限定本文的保护范围。

具体地，导流管2与罐体1的配合形成封闭端部的结构基本上有两种形式。其一，上端盖内壁可以设置有定位凸台31，所述定位凸台31插入所述导流管2的上端开口内部，且所述定位凸台31的外周壁与所述导流管2周向密封连接；请进一步参考图1，图1中示出了以上实施例中两者的结构。

上述实施例中，导流管2的下端部通过进口8支撑固定，上端部通过定位凸台支撑固定，即两端均被支撑固定，增强了导流管2于贮液器内部固定可靠性。

其二，罐体1的上端盖内壁可以设置有定位凹槽，导流管2的上端部插入所述定位凹槽内部，且定位凹槽内壁与导流管2外壁周向密封。该密封原理与定位凸台形式相同。

本文优选罐体1的上端盖内壁设置定位凸台形式，并在该实施方式的基础上进一步对技术方案进行阐述。

一般地，贮液器的进口8、出口9均偏离罐体1中心线设置，导流管可以为直管，导流管也偏离罐体1中心线设置，开设于导流管上的导向孔可以按照以下方式进行设置。

请参考图2至图4，图2为本发明第二种实施例中贮液器的结构示意图；图3为本发明一种实施例中上端盖的结构示意图；图4为本发明一种实施例中导流管2的结构示意图。

在第二种具体实施方式中，横截面内，导流孔10中心不处于导流管2中心与导流管2中心与罐体1中心连线上，即导流孔10不朝向贮液器中心，经试验验证，当导流孔10不朝向贮液器中心时，贮液器出口9制冷剂流动性更加稳定。本文优先实施方式中，导流管2中心所在的径向直线、导流管2中心和罐体1中心两者连线夹角为90°。当然，两连线夹角还可以为其他角度。

本文中，导流孔10可以为圆孔、矩形孔或者其他形状的孔。

当导流孔10不朝向贮液器中心时，在安装时就需要考虑导流管2的安装定位，可以通过以下方式实现导流管2安装定位。

在一种具体实施方式中，导流管的上端部和罐体1的上端盖其中一者设置有纵向延伸的限位凸台，另一者设置有与限位凸台配合的凹槽，装配时，导流管通过限位凸台与凹槽的配合周向定位。也就是说，限位凸台可以设置于罐体1的上端盖，凹槽可以设置于导流管；或者限位凸台设置于导流管，凹槽设置于罐体1上端盖。

当导流管安装时，将限位凸台插入凹槽内部，从而实现导流管的周向限位，然后再通过其他工艺手段将导流管2固定于上端盖上，以形成封闭端部23。

当然，限位凸台和凹槽的设置主要考虑导向孔不朝向罐体1中心。

在上述设置定位凸台31的实施例中，限位凸台32可以设置于定位凸台31周壁，凹槽为设置于导流管2上端面的豁口22。

请参考图5，图5为本发明第三种实施例中贮液器的结构示意图。

在第三种具体实施方式中，导流管2的上端部可以通过夹压工艺形成封闭端部，即导流管可以为两端开口的直管，直管的一端开口通过夹压工艺形成封闭端部。这样导流管安装时，无需考虑导流管与上端盖之间的装配。

上述实施方式中，导流管的周向定位可以设置于导流管的下端部与进口8内壁上。具体地，导流管下端部和进口8内壁定位结构可以参考以上导流管上端部与上端盖的定位，即设置限位凸台和凹槽配合结构。

上述各实施例中，导流管2的开口端外周壁还可以进一步设置有径向延伸的凸台21，所述导流管2通过所述凸台21卡装于所述进口8内侧壁。径向延伸的凸台21可以为连续的环状凸台，当然也可以为离散的数个凸台，各凸台位于同一圆周上。安装时，导流管2可以通过凸台卡装于进口8内侧壁，实现导流管2轴向快速定位。

导流管2伸至进口8内部的管段可以通过胀径与进口8周壁密封连接。

上述各实施方式中的罐体1可以为分体结构，具体包括上端盖、下封盖、筒主体，进口8、出口9设于所述下封盖。上端盖、下封盖、筒主体三者围成容纳腔，其中，上端盖和下封盖之一与筒主体一体成型。即上端盖可以与筒主体一体成型，一体成型后的筒主体、上端盖形成开口向下的筒体14，筒体14再通过焊接工艺与下封盖13焊接密封，请参考图5；下封盖可以与筒主体一体成型，一体成型后的筒主体、下封盖再通过焊接工艺与上端盖3焊接密封，请参考图1和图2。

请参考图6，图6为本发明一种实施例中过滤筒的结构示意图。

上述各实施例中，过滤筒6还包括骨架62，骨架62可以为塑料，过滤网63支撑于骨架62上，所述骨架62的开口端部具有凸缘61，所述凸缘61通过铝环7压装于所述出口9的内部，且所述凸缘61与所出口9周向密封。具体地，出口9内侧可以加工台阶孔，骨架62的凸缘置于第一台阶孔，铝环7置于第二台阶孔位置以将骨架62的上端部卡于第一台阶孔内部，进而铝环7再通过铆压工艺固定于出口9内壁。该方式可实现过滤筒6可靠固定，且方便装配，简化了工艺。

本文进一步发现过滤筒6与导流孔10两者之间的位置在一定程度上也影响出口9制冷剂流动稳定性。本文发现，导流孔10的下边缘101低于过滤筒6的上边缘时，自导流孔10流出的制冷剂流入过滤筒6时，造成过滤筒6内部液态制冷剂液面紊乱，从而使得出口9位置制冷剂流紊乱。但是当导流孔10的下边缘远离过滤筒6时，制冷剂高度落差大，液态制冷剂下落后同样会造成内部液态制冷剂的液面紊乱，从而使得进入过滤筒6的制冷剂收到扰动，出口9制冷剂不能稳定流出。

故，本文进一步对导流孔10进行如下设置：导流孔10的下边缘101位于过滤筒6的上边缘上方，且两者之间具有预定间隙。该预定间隙根据贮液器的实际情况设定，尽量避免内部紊流的产生，即使导流孔10的下边缘101靠近过滤筒6的上边缘。

本文中所述制冷系统因包括具有上述技术效果的贮液器，故制冷系统也具有贮液器的上述技术效果，在此不再赘述。

制冷系统的其他部分结构请参考现有技术。

以上对本发明所提供的一种贮液器及具有该贮液器的制冷系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种贮液器，包括围成一容纳腔的罐体(1)，所述罐体(1)具有进口(8)和出口(9)，还包括设置于所述容纳腔内部的阻挡层(4)，其特征在于，还包括一端封闭的导流管(2)，所述导流管(2)的封闭端部位于所述容纳腔内部，开口端部与所述进口(8)周向密封安装，所述阻挡层(4)绕设于所述导流管(2)外部；并且所述导流管(2)置于所述容纳腔内部的管段周壁上开设有至少一个导流孔(10)，制冷剂从所述进口(8)通过所述导流孔(10)、所述阻挡层(4)流入所述容纳腔，最后由所述出口(9)流出。

2.根据权利要求1所述的贮液器，其特征在于，所述阻挡层(4)由干燥包构成，该干燥包中填充有颗粒干燥剂(5)。

3.如权利要求1所述的贮液器，其特征在于，所述进口(8)偏离所述罐体(1)中心线设置，并且横截面内，所述导流孔(10)中心不处于所述导流管(2)中心与所述罐体(1)中心两者的连线上。

4.如权利要求3所述的贮液器，其特征在于，所述导流管(2)中心与所述导流孔(10)连线、所述导流管(2)中心与所述罐体(1)中心连线两者夹角为90度。

5.如权利要求3所述的贮液器，其特征在于，所述导流管(2)两端均为开口结构，所述导流管(2)的上端开口与所述罐体(1)的上端盖内壁抵靠密封形成所述封闭端部。

6.如权利要求5所述的贮液器，其特征在于，所述罐体(1)的上端盖内壁设置有定位凸台(31)，所述定位凸台(31)插入所述导流管(2)的上端开口内部，且所述定位凸台(31)的外周壁与所述导流管(2)周向密封连接；或者，

所述罐体(1)的上端盖内壁设置有定位凹槽，所述导流管(2)的上端部插入所述定位凹槽内部，且所述定位凹槽内壁与所述导流管(2)外壁周向密封。

7.如权利要求5所述的贮液器，其特征在于，所述导流管(2)的上端部和所述罐体(1)的上端盖其中一者设置有纵向延伸的限位凸台，另一者设置有与所述限位凸台配合的凹槽，装配时，所述导流管(2)通过所述限位凸台与所述凹槽的配合周向定位。

8.如权利要求3所述的贮液器，其特征在于，所述导流管(2)的上端部通过夹压工艺形成封闭端部。

9.如权利要求5所述的贮液器，其特征在于，所述导流管(2)的下端部外周还进一步设置有径向延伸的凸台，所述导流管(2)通过所述凸台卡装于所述进口(8)内侧壁。

10.如权利要求3所述的贮液器，其特征在于，所述罐体(1)为分体结构，包括上端盖、下封盖、筒主体，所述上端盖、所述下封盖、所述筒主体三者围成所述容纳腔，所述上端盖和所述下封盖之一与所述筒主体一体成型；并且所述进口(8)、所述出口(9)设于所述下封盖。

11.如权利要求1至7任一项所述的贮液器，其特征在于，还包括过滤筒(6)，所述过滤筒(6)为一端开口结构，开口端安装于所述出口(9)，并与所述出口(9)周向密封；所述过滤筒(6)至少周向设有过滤网(63)，所述导流孔(10)的下边缘(101)位于所述过滤筒(6)的上边缘上方，且两者之间具有预定间隙。

12.如权利要求11所述的贮液器，其特征在于，所述过滤筒(6)还包括骨架(62)，所述过滤网(63)支撑于所述骨架(62)上，所述骨架(62)的开口端部具有凸缘，所述凸缘通过铝环(7)压装于所述出口(9)的内部，且所述凸缘与所出口(9)周向密封。

13.一种制冷系统，包括压缩机、冷凝器、贮液器、蒸发器，其特征在于，所述贮液器为权利要求1至12任一项所述的贮液器。

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