CN110068182A - 雾化喷嘴式分流器及制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种雾化喷嘴式分流器，其特征在于，包括雾化阶段、流型整定阶段和临界分流阶段,所述雾化阶段包括两相流供液管和雾化喷嘴，所述流型整定阶段包括整流器，所述临界分流阶段包括分流体、隔板、分配室、音速喷嘴、分流管、供液腔、环形分配腔；所述两相流供液管内部安装有雾化喷嘴，所述两相流供液管的出口与所述整流器的进口连接，所述整流器的出口与所述供液腔连接。本发明的分流器通过雾化喷嘴、流体整流器将膨胀节流后的气液两相制冷剂的流型调整为理想雾状流，再通过各流路前的音速喷嘴实现向蒸发器各流路均匀供液，改善了蒸发器的换热性能，提高蒸发器的制冷能力。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种雾化喷嘴式分流器及制冷系统。
背景技术
在制冷系统蒸发器中，面临将上游节流后的气液两相制冷剂均匀分流到下游多个蒸发支路的问题。在分流过程中，受气液两相流不稳定性的影响，下游各支路气液流量和干度并不完全一致，即出现相分离现象。相分离现象的发生会导致两相制冷剂分流不均匀，使得蒸发器换热面积不能得到有效利用，引起膨胀阀阀芯震荡，并且容易造成压缩机液击等。此外，多支路蒸发器偏离理论运行工况时，各支路的非均匀换热导致各支路阻力的不一致性增大，造成气液两相流体在支路中出现相分离现象，严重恶化蒸发器综合换热性能。
与单相流相比，气液两相流相互作用机理复杂，受到的影响因素很多。但根据对相分离影响的原因，主要可以分为以下几类：气液两相分流原理、上游流体流动状态、下游支路非均匀换热、安装角度和分流器结构。其中，下游支路非均匀换热会引起各支路阻力不一致，导致气液两相流在流动过程中发生不稳定扰动，使系统多支路发生周期性或间歇性震荡，震荡的压力波通过支路向上游传递，影响两相流均匀分流过程，恶化相分离现象。
而现有分流器由于其在分流原理上存在先天不足和分流不均等技术问题，无法解决气液两相分流原理、上游流体流动状态、下游支路非均匀换热、安装角度和分流器结构对相分离的影响，分配性能下降甚至失去分配能力。因此，必须设计和开发新型的分流器，以解决现有分流技术中存在的技术缺陷，克服上流流动状态和下流非均匀换热对分流性能的影响，进而提高整个制冷系统的工作性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种雾化喷嘴式分流器及制冷系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种雾化喷嘴式分流器，其特征在于，包括雾化阶段、流型整定阶段和临界分流阶段,所述雾化阶段包括两相流供液管和雾化喷嘴，所述流型整定阶段包括整流器，所述临界分流阶段包括分流体、隔板、分配室、音速喷嘴、分流管、供液腔、环形分配腔；所述两相流供液管内部安装有雾化喷嘴，所述两相流供液管的出口与所述整流器的进口连接，所述整流器的出口与所述供液腔连接；所述分流体内部设置有中心的供液腔和圆周上的环形分配腔，所述环形分配腔通过隔板分隔成多个分配室，每个所述分配室上连通有分流管，每个所述分配室内安装有朝向所述分流管轴线方向喷射的音速喷嘴；所述分配室、音速喷嘴和分流管以所述环形分配腔中心线为中心呈圆形阵列布置，且所述分配室、音速喷嘴和分流管的中心线呈一条直线。
一种制冷系统，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、雾化喷嘴式分流器和蒸发器；所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口通过所述膨胀阀与所述雾化喷嘴式分流器的两相流供液管的进口连接，所述雾化喷嘴式分流器的分流管分别与所述蒸发器的流路连接，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接。
本发明的有益效果是:1、本发明的分流器通过雾化喷嘴、流体整流器将膨胀节流后的气液两相制冷剂的流型调整为理想雾状流，再通过各流路前的音速喷嘴实现向蒸发器各流路均匀供液，各流路气液两相制冷剂在各音速喷嘴喉部达到当地音速的临界点，使各支路流量不受下游蒸发器各流路非均匀换热导致的阻力不一致、供液高差等不良因素的影响，实现各支路、等干度供液，从而改善了蒸发器的换热性能，提高蒸发器的制冷能力。
2、本发明的制冷系统通过分流器的作用，在制冷系统变工况运行时，只要气液两相制冷剂在喷嘴喉部达到临界状态，就能实现供液，因此，在变工况下仍有较好的分流效果和较宽的使用范围。
附图说明
图1所示为本发明整流喷嘴式分流器的主视图；
图2所示为图1的左视图；
图3所示为图1的俯视图；
图4所示为图1的A-A剖视图；
图5所示为图1的B-B剖视图；
图6所示为本发明的制冷系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1-5所示，一种雾化喷嘴式分流器，包括雾化阶段15、流型整定阶段16和临界分流阶段17。所述雾化阶段15包括两相流供液管1和雾化喷嘴2，所述流型整定阶段16包括整流器3，所述临界分流阶段包括分流体4、隔板5、分配室6、音速喷嘴7、分流管8、供液腔9、环形分配腔18。所述分流体4内部设置有中心的供液腔9和圆周上的环形分配腔18，所述环形分配腔18通过隔板5分隔成多个分配室6，每个所述分配室6上连通有分流管8，每个所述分配室6内安装有朝向所述分流管8轴线方向喷射的音速喷嘴7；所述两相流供液管1内部安装有雾化喷嘴2，所述两相流供液管1的出口与所述流体整流器3的进口连接，所述流体整流器3的出口与所述供液腔9连接；所述分配室6、音速喷嘴7和分流管8以所述环形分配腔18中心线为中心呈圆形阵列布置，且所述分配室6、音速喷嘴7和分流管8的中心线呈一条直线。
本发明的制冷系统的示意图如图6所示，包括压缩机10、冷凝器11、膨胀阀12、雾化喷嘴式分流器13和蒸发器14，所述雾化喷嘴式分流器14的示意图如图1-图5所示，包括雾化阶段15、流型整定阶段16和临界分流阶段17。所述雾化阶段15包括两相流供液管1和雾化喷嘴2，所述流型整定阶段16包括整流器3，所述临界分流阶段包括分流体4、隔板5、分配室6、音速喷嘴7、分流管8、供液腔9、环形分配腔18。所述分流体4内部设置有中心的供液腔9和圆周上的环形分配腔18，所述环形分配腔18通过隔板5分隔成多个分配室6，每个所述分配室6上连通有分流管8，每个所述分配室6内安装有朝向所述分流管8轴线方向喷射的音速喷嘴7；所述两相流供液管1内部安装有雾化喷嘴2，所述两相流供液管1的出口与所述流体整流器3的进口连接，所述流体整流器3的出口与所述供液腔9连接；所述分配室6、音速喷嘴7和分流管8以所述环形分配腔18中心线为中心呈圆形阵列布置，且所述分配室6、音速喷嘴7和分流管8的中心线呈一条直线。所述压缩机10的出口与所述冷凝器11的进口连接，所述冷凝器11的出口通过所述膨胀阀12与所述分流器的两相流供液管1的进口连接，所述分流器的分流管8分别与所述蒸发器14的流路连接，所述蒸发器14的出口与所述压缩机10的进口连接。所述分配室6、音速喷嘴7和分流管8的数量与所配蒸发器的流量数相等。
由压缩机10排出的高温高压的气体制冷剂进入冷凝器11放热，冷凝为高压中温的液体制冷剂，然后进入膨胀阀12节流降压后变为低温低压的气液两相制冷剂，气液两相制冷剂进入雾化喷嘴式分流器13后，在雾化喷嘴式分流器13内部雾化喷嘴2和流体整流器3的作用下，将两相制冷剂变为理想雾状流，理想雾状流再经过各音速喷嘴7进入各分配室6和各分流管8，两相制冷剂在各音速喷嘴7的喉部达到临界状态，使各支路流量不受下游阻力的影响，各分流管将制冷剂供给蒸发器14各流路，在蒸发器14内蒸发制冷，然后制冷剂气体返回压缩机10，完成一个制冷循环。由于雾化喷嘴和流体整流器的作用得到理想雾状流，然后均匀进入各分配室的音速喷嘴，且在喉部达到临界状态，两相制冷剂向蒸发器各流路的供液，提高了蒸发器的换热性能，改善了制冷系统的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种雾化喷嘴式分流器，其特征在于，包括雾化阶段、流型整定阶段和临界分流阶段,所述雾化阶段包括两相流供液管和雾化喷嘴，所述流型整定阶段包括整流器，所述临界分流阶段包括分流体、隔板、分配室、音速喷嘴、分流管、供液腔、环形分配腔；所述两相流供液管内部安装有雾化喷嘴，所述两相流供液管的出口与所述整流器的进口连接，所述整流器的出口与所述供液腔连接；所述分流体内部设置有中心的供液腔和圆周上的环形分配腔，所述环形分配腔通过隔板分隔成多个分配室，每个所述分配室上连通有分流管，每个所述分配室内安装有朝向所述分流管轴线方向喷射的音速喷嘴；所述分配室、音速喷嘴和分流管以所述环形分配腔中心线为中心呈圆形阵列布置，且所述分配室、音速喷嘴和分流管的中心线呈一条直线。
2.一种如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、雾化喷嘴式分流器和蒸发器；所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口通过所述膨胀阀与所述雾化喷嘴式分流器的两相流供液管的进口连接，所述雾化喷嘴式分流器的分流管分别与所述蒸发器的流路连接，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连接。
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