CN107084557A - 分液器及具有其的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种分液器，包括混合腔，混合腔具有进液孔，混合腔与进液孔交界的侧壁上，沿进液孔的周向设置有凸起结构。本发明提供的分液器，制冷剂通过小直径的进液孔进入大直径的混合腔，由于前后管径突变程度较大，制冷剂会在混合腔内形成涡流，且凸起结构的设计能够扩大涡流现象产生的范围且利于涡流现象产生，促进制冷剂气液两相混合，同时由进液孔流出的制冷剂具有较高流速，会与混合腔壁面发生激烈碰撞，较易形成雾状区便于气液混合，但会有部分液体制冷剂沉到腔底，而凸起结构能够对混合腔底部液体起到导流作用，便于将液体带起实现多次循环碰撞使制冷剂充分混合。本发明还涉及一种制冷系统。

Description

分液器及具有其的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种分液器及具有其的制冷系统。

背景技术

制冷系统中广泛采用一种具有多个换热单元组成的热交换器来最大限度地提高热交换器的热交换能力，其关键技术之一就是将冷媒的气、液两相混合均匀并分配到各个换热单元，气、液两相直接分配受重力影响大，两相状态分配不均匀将降低热交换能力。

目前，一般采用分液器对气、液两相制冷剂进行均匀分配，但是，传统的分液器普遍存在均分效果差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统的分液器均分效果差的问题，提供一种均分效果好的分液器，同时还提供了一种包含该分液器的制冷系统。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种分液器，包括混合腔，混合腔具有进液孔，混合腔与进液孔交界的侧壁上，沿进液孔的周向设置有凸起结构。

在其中一个实施例中，混合腔的高度为凸起结构的高度的3倍～5倍。

在其中一个实施例中，凸起结构的高度为3mm～5mm。

在其中一个实施例中，凸起结构具有环形切面，环形切面与混合腔的侧壁的夹角范围为105°～120°。

在其中一个实施例中，凸起结构呈圆台状，且圆台的小端远离混合腔设有凸起结构的侧壁。

在其中一个实施例中，混合腔呈圆台状，凸起结构设置在混合腔的横截面较小的一端。

在其中一个实施例中，分液器还包括进液腔，进液腔通过进液孔与混合腔连通。

在其中一个实施例中，进液腔呈圆台状，且圆台的小端与进液孔连通。

在其中一个实施例中，进液腔中设置有过滤结构。

在其中一个实施例中，进液孔由进液腔至混合腔的方向呈渐缩状。

一种制冷系统，包括第一换热器、第二换热器和分液器，分液器连接在第一换热器和第二换热器之间，分液器为如上任一项所述的分液器。

上述分液器，具有混合腔，制冷剂通过小直径的进液孔进入大直径的混合腔，由于前后管径突变程度较大，形成很大的压差，因此在突然扩大的管壁拐角处与流向之间产生涡旋现象(即形成涡流)，且凸起结构的设计能够扩大涡流现象产生的范围且利于涡流现象产生，促进制冷剂气液两相混合，同时因为压差而使由进液孔流出的制冷剂具有较高流速，与混合腔壁面发生激烈碰撞，激烈碰撞后制冷剂较易形成雾状区便于气液混合，但会使部分液体制冷剂沉到腔底，虽然后边新进来的高速流体可以将液体制冷剂带起来，但效果不太理想，而凸起结构能够对混合腔底部液体起到导流作用，便于将液体带起实现多次循环碰撞使制冷剂充分混合。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的分液器的结构剖视示意图；

图2为本发明一实施例提供的分液器应用到管路中进行分流的剖视示意图；

图3为本发明一实施例提供的分液器应用到管路中进行分流的立体结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的分液器的结构剖视示意图；

图5为本发明又一实施例提供的分液器的结构剖视示意图；

图6为本发明再一实施例提供的分液器的结构剖视示意图。

其中：

001-分液器；

100-混合腔；

110-进液孔；120-分液孔；

200-凸起结构；

300-进液腔；

310-过滤结构；320-进液口。

002-进液管；

003-分支管路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的分液器及具有其的制冷系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

图1、图4和图5分别示出了本发明的分液器的各个具体实施例的结构。本发明的实施例提供的分液器001，包括混合腔100，混合腔100具有进液孔110，混合腔100与进液孔110交界的侧壁上，沿进液孔110的周向设置有凸起结构200。

其中，混合腔100的形状可以有多种，其可以为圆柱形(如图1)、长方体形，或者为半球形，又或者为圆台形(如图5)等等。进液孔110的形状也可以为多种，其可以为圆柱形孔、方柱形孔或者多棱柱形孔等等，进液孔110的孔径可以是恒定不变化的(如图1)，也可以是由远离混合腔100至靠近混合腔100的方向呈渐缩状(如图4)。不论进液孔110的形状如何，其孔径必然比混合腔100的腔体直径小，以形成管径的突变。

而凸起结构200的形状也可以为多种，例如凸起结构200呈圆台状，圆台的小端远离混合腔100设有凸起结构200的侧壁。需要说明的是，由于凸起结构200沿进液孔110的周向设置在混合腔100的一侧内壁上，凸起结构200整体形状呈圆台状，但是该圆台为中空的圆台，中空部分为进液孔110。以图1所示的方位来看，进液孔110设置在混合腔100的底部侧壁上，而凸起结构200沿进液孔110的周向设置在混合腔100的底部侧壁上，圆台状的凸起结构200的小端远离混合腔100的底部侧壁，这样，利于由进液孔110喷出的流体沿凸起结构200的表面流动，且不易在凸起结构200与混合腔100底部侧壁之间形成积液。较佳地，进液孔110设置在混合腔100的底部中心位置处，这样，由进液孔110流出的液体能够平均地流向周围的混合腔100内壁，而不会发生一侧多另一侧少的现象。

参见图5，混合腔100可以呈圆台状，凸起结构200设置在混合腔100的横截面较小的一端。这样，由进液孔110流出的液体在与混合腔100内壁发生碰撞之后，易于沿着混合腔100的倾斜的环状侧壁流下，并且有利于与凸起结构200的倾斜的环状外表面配合使流体形成循环碰撞。

在其他实施例中，凸起结构200也可以呈圆柱状，即凸起结构200的外环面与混合腔100底部侧壁为垂直连接。另外，凸起结构200的上端面还可以呈凸弧形面。且较佳地，凸起结构200的各表面均为平滑的弧形过渡连接。

作为一种可实施的方式，凸起结构200的高度与混合腔100的高度比值大约为1/5～1/3。所谓混合腔100的高度，指的是混合腔100沿着分液器001的轴向的相对的两内壁之间的间隔距离。凸起结构200的高度，指的是凸起结构200的两端面之间的距离。当混合腔100上侧壁为曲面时，该比例范围为凸起结构200高度与混合腔100最大高度的比值。凸起结构200设置在混合腔100内，若凸起结构200的高度过高，则会阻挡由进液孔110流出的流体向周围扩散，若凸起结构200的高度过低，则起不到带动腔底积液的作用。

进一步地，凸起结构200的高度为3mm～5mm，这样，混合腔100的高度也不会很高，利于实现由进液孔110流出的高速流体与混合腔100内壁发生激烈碰撞。

参见图1，作为一种可实施的方式，凸起结构200具有环形切面，环形切面与混合腔100的侧壁的夹角范围为105°～120°。参见图1，以凸起结构200呈圆台状为例，圆台状的凸起结构200的外环面为与混合腔100的底部侧壁呈夹角α的环形切面，该夹角α的范围在105°～120°，换句话说，圆台状的凸起结构200的相对两侧的表面纵向切线的延长线所形成的夹角β为30°～60°。

参见图1至图3，混合腔100还设置有多个分液孔120，经混合腔100充分混合的气液两相制冷剂经多个分液孔120分别分配到各个分支管路003中。较佳地，多个分液孔120沿混合腔100的周向均匀分布，换句话说，进液孔110设置在混合腔100底部的中心位置处，则多个分液孔120沿周向设置在混合腔100的顶部，且多个分液孔120以进液孔100的轴线为中心呈放射状均匀分布，分液孔120的个数可根据实际需要来设置。

作为一种可实施的方式，分液器001还包括进液腔300，进液腔300通过进液孔110与混合腔100连通。

其中，进液腔300的形状可以有多种，其可以呈圆柱形、长方体形，或者圆台形等等。进液腔300的腔体直径大于进液孔110的孔径，这样，制冷剂由进液腔300进入进液孔110时由于流通直径突然变小使得流体流速增大，从而利于流体与混合腔100壁面发生激烈碰撞。进液腔300还设置有用于输入制冷剂的进液口320，进液口320用于与外部进液管002连接。

进一步地，进液腔300中设置有过滤结构310，过滤结构310可以是过滤网(如图1)，也可以是多孔介质(如图6)，例如多孔陶瓷，多孔金属等。其中，过滤网可以包覆在螺旋状的弹簧外，这样能够增大过滤网的面积。螺旋弹簧的形状根据进液腔300的形状来选择，进液腔300为柱形时，可选用柱形的螺旋弹簧，进液腔300为圆台形时，可选用锥形的螺旋弹簧。通过设置过滤结构310，当制冷剂进入进液腔300时，细小的网孔将制冷剂进行分割，利于制冷剂的混合，避免了因离心力作用导致流体混合不均的现象，而且过滤结构310还可以过滤掉制冷剂中的杂质，同时还能够消减制冷剂混合时产生的噪声。

而作为一种可实施的方式，进液腔300呈圆台状，且圆台的小端与进液孔110连通。这样，便于流体由进液腔300流入进液孔110，且能够产生较大的流体流速。

参见图4，进液孔100的孔径可以具有变化，例如，进液孔110由进液腔300至混合腔100的方向呈渐缩状，这样，使流体能够更加顺畅地由进液腔300进入进液孔110，且使由进液孔110进入混合腔100的流体速度显著增大，利于与混合腔100内壁发生激烈碰撞。

以下结合图1和图2对本发明的分液器001进行进一步详细的说明，气液两相制冷剂经进液管002进入进液腔300，流体进来后经过过滤结构310，细小的网孔将制冷剂进行分割，使气液两相制冷剂初步均匀混合，同时过滤结构310还可以过滤掉制冷剂中的杂质，并起到消音的效果。然后流体由进液腔300进入进液孔110，截面减小，制冷剂流速增大，并流入混合腔100。混合腔100底部进液处设置有凸起结构200，当流体从小直径的进液孔110流向大直径的混合腔100时，由于前后管径突变程度较大，形成很大的压差。基于流体的惯性，它不可能按照混合腔100的形状突然扩大，而是像射流那样，离开小直径进液孔110后流速截面才逐渐扩大，经过一段距离后才重新充满整个混合腔100，逐渐建立起充分的流动，因此便在突然扩大的管壁拐角处与流向之间形成漩涡(即涡流，以各图中混合腔100内的箭头示意流体流动)，且在该过程中，制冷剂在惯性力作用下可沿着凸起结构200表面流动，这样，凸起结构200设计扩大了涡流现象产生的范围且利于涡流现象产生，促进制冷剂气液两相混合。另外，经过节流后的高速流体由于高度限制在混合腔100壁面处激烈碰撞，使混合腔100内的制冷剂较易形成雾状区便于气液混合，同时凸起结构200也避免了在撞击时由于液体密度较大、受到的惯性力较大所产生回流沉积在腔底的现象，从小直径进液孔110中流出的流体拥有较高的速度，可以很好地将混合腔100底部液体带起，在惯性力及涡流方向力的作用下在混合腔100内沿凸起结构200表面流动，从而实现多次碰撞循环使制冷剂充分混合。混合完毕后制冷剂流入各个分液孔120进入各个分支管路003中。

本发明一实施例还提供了一种制冷系统，包括第一换热器、第二换热器和分液器，分液器连接在第一换热器和第二换热器之间，分液器为如上任一实施例所述的分液器001。该制冷系统采用了上述均分效果好的分液器001，使得气液两相制冷剂能够混合均匀，并均匀地分配到各支路，保证了换热器的换热器性能，从而保证了制冷系统的工作性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种分液器，其特征在于，包括混合腔(100)，所述混合腔(100)具有进液孔(110)，所述混合腔(100)与所述进液孔(110)交界的侧壁上，沿所述进液孔(110)的周向设置有凸起结构(200)。

2.根据权利要求1所述的分液器，其特征在于，所述混合腔(100)的高度为所述凸起结构(200)的高度的3倍～5倍。

3.根据权利要求2所述的分液器，其特征在于，所述凸起结构(200)的高度为3mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的分液器，其特征在于，所述凸起结构(200)具有环形切面，所述环形切面与所述混合腔(100)的侧壁的夹角范围为105°～120°。

5.根据权利要求1所述的分液器，其特征在于，所述凸起结构(200)呈圆台状，且圆台的小端远离所述混合腔(100)设有所述凸起结构(200)的侧壁。

6.根据权利要求1所述的分液器，其特征在于，所述混合腔(100)呈圆台状，所述凸起结构(200)设置在所述混合腔(100)的横截面较小的一端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的分液器，其特征在于，还包括进液腔(300)，所述进液腔(300)通过所述进液孔(110)与所述混合腔(100)连通。

8.根据权利要求7所述的分液器，其特征在于，所述进液腔(300)呈圆台状，且圆台的小端与所述进液孔(110)连通。

9.根据权利要求7所述的分液器，其特征在于，所述进液腔(300)中设置有过滤结构(310)。

10.根据权利要求7所述的分液器，其特征在于，所述进液孔(110)由所述进液腔(300)至所述混合腔(100)的方向呈渐缩状。

11.一种制冷系统，其特征在于，包括第一换热器、第二换热器和分液器，所述分液器连接在所述第一换热器和所述第二换热器之间，所述分液器为权利要求1-10任一项所述的分液器。