CN112444013A - 气液分离器及热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种气液分离器,其包括:第一筒体、第二筒体、第一导流部、第二导流部、气液分配组件及换热组件,换热组件包括均螺旋盘绕第一筒体设置管部和翅片部,管部的横截面形状呈扁平状,相对于整片状环绕第一筒体设置的翅片部,翅片部的宽度较小,翅片部弯曲时的形变也较小,可以改善翅片部形变从而造成换热效果变差的现象。本申请还公开了一种包括上述气液分离器的热管理系统。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域,尤其涉及一种气液分离器及热管理系统。
背景技术
在空调系统中,采用中间换热器对冷凝器出来的高温冷媒和蒸发器出来的低温冷媒进行换热,以使进入压缩机的冷媒温度升高,制冷模式下还可以使节流前的冷媒温度降低,从而提高蒸发器的制冷效率。多数压缩机只能对气态冷媒进行压缩,如果液态冷媒进入压缩机,会造成液击,损坏压缩机。为了避免压缩机被液击,在压缩机之前可以安装气液分离器。
相关技术中,采用集换热和气液分离功能为一体的气液分离器,其包括内筒体、外筒体及位于内筒体和外筒体之间的夹层腔,具有气液分离功能的装置位于内筒体的内侧,具有换热功能的装置位于夹层腔,气液分离后的液态冷媒储存在内筒体中,进入夹层腔中的冷媒与具有换热功能的装置进行热交换,制冷模式下降低进入节流装置的冷媒温度,提高制冷效果,并且可以减少压缩机液击现象。具有换热功能的装置包括环绕内筒体设置的片状翅片,片状翅片根据装配需求整体弯曲形成圆筒状,在弯曲过程中,翅片会发生形变,远离内筒体的一侧的翅片表面被拉伸,靠近内筒体的一侧的翅片表面被压缩,由于片状翅片的高度较大,片状翅片整体弯曲时的形变也较大,翅片表面的形变大小对换热效果会有影响。
发明内容
鉴于相关技术存在的上述问题,本申请提供了可以减少翅片部形变的气液分离器,从而改善换热效果。
为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案:
一种气液分离器,包括:第一筒体、第二筒体、第一导流部、第二导流部、气液分配组件及换热组件;所述第一筒体位于所述第二筒体的内侧,所述气液分离器具有相连通的第一腔和第二腔,所述第一腔位于所述第二筒体内,所述第一腔位于所述第一筒体外,且位于所述第二筒体内,所述第二腔至少包括位于所述第一筒体内的空间,所述换热组件至少有部分位于所述第一腔;所述气液分配组件包括导流管,所述第一导流部与所述第二筒体固定设置,所述第一导流部具有第三腔,所述导流管与所述第一导流部固定设置,所述导流管的一端与所述第三腔连通,所述导流管的另一端与所述第二腔连通,所述第三腔与所述第一腔连通;所述第二导流部与所述第二筒体固定设置,所述第一导流部和第二导流部分别位于所述第二筒体的相对两侧;所述换热组件包括管部和翅片部,所述管部的横截面形状呈扁平状,所述管部内部包括多个沿管部延伸的流通通道,多个流通通道相互间隔设置,所述管部螺旋盘绕所述第一筒体;所述翅片部一侧与所述管部连接,另一侧靠近所述第一筒体和/或所述第二筒体,所述翅片部螺旋盘绕所述第一筒体
本申请气液分离器中换热组件的翅片部螺旋盘绕第一筒体,相对于整片状环绕第一筒体的翅片部,翅片部的宽度较小,翅片部弯曲时的形变也较小,可以改善翅片部形变从而造成换热效果变差的现象。
可选的,所述管部和所述翅片部分别单独成型,所述管部和所述翅片部展开均呈带状,所述管部与所述翅片部通过钎焊或者胶粘固定连接,所述翅片部固定于所述管部靠近第一筒体的一侧和第二筒体的一侧中的至少一侧。
可选的,所述管部和翅片部一体成型为换热芯体,所述换热芯体呈筒状,所述换热芯体螺旋盘绕所述第一筒体,所述换热芯体展开呈带状。
可选的,所述翅片部位于所述管部和所述第二筒体之间,所述翅片部远离所述管部的一侧与所述第二筒体靠近设置,所述管部远离所述翅片部的一侧与所述第一筒体靠近设置。
可选的,所述管部的长度大于其宽度,所述管部的宽度大于其厚度;所述翅片部的螺旋盘绕方向平行于所述管部的螺旋盘绕方向,所述翅片部在所述第一筒体上的投影落入所述管部在所述第一筒体上的投影中。
可选的,所述换热组件还包括第一集流管及第二集流管,所述管部一端插接于所述第一集流管,另一端插接于所述第二集流管,所述第一集流管一端密封设置另一端与所述第一导流部连接,所述第二集流管的一端密封设置另一端与所述第二导流部连接,所述管部内部的每个流通通道均连通所述第一集流管的内腔和所述第二集流管的内腔;沿所述气液分离器的轴线方向,所述第一集流管和所述第二集流管间隔设置,所述第一集流管和所述第二集流管分别位于所述管部的相对两侧。
可选的,至少部分所述第一筒体的侧壁面向远离所述第二筒体的方向凹陷形成第一凹部,至少部分所述第一集流管容纳于所述第一凹部;和/或,至少部分所述第一筒体的侧壁面向远离所述第二筒体的方向凹陷形成第二凹部,至少部分所述第二集流管容纳于所述第二凹部。
可选的,所述第一集流管的轴线方向、所述第二集流管的轴线方向及所述气液分离器的轴线方向平行设置,所述第一集流管和所述第二集流管沿所述气液分离器的轴线方向的投影重合。
可选的,翅片部包括多个沿翅片部的长度方向排列的凸出结构,凸出结构为实心或空心的条形结构、实心或空心的波纹结构、错齿结构、百叶窗结构、带开孔的结构、带凸起的结构或者表面带凹槽的结构中的至少一种。鉴于相关技术存在的上述问题,本申请提供了一种包括上述气液分离器的热管理系统。
为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案:
一种热管理系统,包括如上述任一项所述的气液分离器,所述热管理系统还包括蒸发器、压缩机、冷凝器及节流装置,所述气液分配组件连接于所述蒸发器与压缩机之间,所述换热组件连接于所述冷凝器与节流装置之间,所述蒸发器的出口与所述气液分离器的第一导流部连接,所述压缩机的进口与所述气液分离器的第二导流部连接,所述冷凝器的出口与所述第二导流部连接,所述节流装置的进口与所述第一导流部连接。
本申请热管理系统中的气液分离器中换热组件的翅片部螺旋盘绕第一筒体,相对于整片状环绕第一筒体的翅片部,翅片部的宽度较小,翅片部弯曲时的形变也较小,可以改善翅片部形变从而造成换热效果变差的现象。
附图说明
图1是本申请的气液分离器一实施例的立体结构示意图;
图2是本申请的气液分离器一实施例的立体分解示意图;
图3是本申请的气液分离器一实施例的第一筒体和换热组件的装配立体示意图;
图4是本申请的气液分离器一实施例的换热组件的剖切立体示意图;
图5是本申请的气液分离器一实施例的剖切立体结构示意图;
图6是本申请的气液分离器一实施例的俯视示意图,其中第一导流部未显示;
图7是本申请的气液分离器一实施例的第一导流部的立体结构示意图;
图8是本申请的气液分离器一实施例的第二导流部的立体结构示意图;
图9是本申请的气液分离器另一实施例的第一筒体和换热组件的立体结构示意图;
图10是本申请的气液分离器又一实施例的第一筒体和换热组件的立体结构示意图;
图11是本申请的热管理系统一实施例的连接示意图,其中箭头所示方向为冷媒流动方向,此时热管理系统处于制冷模式。
其中:100、气液分离器;200、蒸发器;300、压缩机;400、冷凝器;500、节流装置;
10、第一腔;20、第二腔;30、第三腔;40、通道;
1、第一筒体;11、第一凹部;12、第二凹部;
2、第二筒体;
3、第一导流部;31、第一部件;32、第二部件;321、第一端面;322、第二端面;323、第一台阶面;324、第一侧壁面;325、第二侧壁面;33、第一通孔;34、第二通孔;35第三通孔;36、第五通孔;
4、第二导流部;41、第三部件;42、第四部件;43、第四通孔;44、第六通孔;
5、气液分配组件;51、导流管;52、连接管;53、套管;54、第一板;541、主体部;542、外延部;
6、换热组件;61、第一集流件;62、第二集流件;63、换热芯体;631、管部;632、翅片部;
71、支撑件;72、第一连接件。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个;“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。
下面结合附图,对本申请示例型实施例的气液分离器进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
图1是本申请一示例性实施例气液分离器100的立体组装示意图。该气液分离器100可应用于各种热管理系统,可以适用于家用空调、商用空调以及汽车等众多领域,特别地可以适用于电动汽车空调系统。
根据本申请的气液分离器100一个具体实施例,如图1-8所示,气液分离器100包括第一筒体1、第二筒体2、第一导流部3、第二导流部4、气液分配组件5及换热组件6。
在本实施例中,第一筒体1和第二筒体2均为中空的横截面大致呈圆形的圆柱体,且第一筒体1的外径小于第二筒体2的内径,第一筒体1位于第二筒体2的内侧。该气液分离器100具有相连通的第一腔10和第二腔20,第一腔10位于第二筒体2内,第一腔10位于第一筒体1外,第二腔20至少包括位于第一筒体1内的空间。第一筒体1内形成第二腔20,气液分配组件5至少有部分位于第二腔20内。第一腔10为第一筒体1的外壁面和第二筒体2的内壁面围成的腔室,换热组件6至少有部分位于第一腔10内。
第一导流部3和第二导流部4分别与第二筒体2固定设置,第二筒体2一端面包围于部分第一导流部3,另一端面包围于部分第二导流部4;第一筒体1一端面抵接于第一导流部3,另一端面抵接于第二导流部4。在一些实施例中,第一导流部3可以与第一筒体1和第二筒体2连接设置,也可以通过密封结构抵接设置;第二导流部4可以与第一筒体1和第二筒体2连接设置,也可以通过密封结构抵接设置。第一导流部3具有第三腔30,气液分配组件5与第一导流部3固定设置,气液分配组件5与第二腔20、第三腔30及气液分离器100外部连通,第三腔30与第一腔10连通。
在本实施例中,参照图7,第一导流部3包括间隔设置的第一部件31和第二部件32,沿气液分离器100的轴线方向,第一部件31的投影完全落入第二部件32的投影中,第一部件31与第一筒体1固定设置,第二部件32与第二筒体2固定设置,第三腔30至少包括位于第一部件31和第二部件32之间的空间。第一部件31包括与第三腔30连通的第一通孔33和与第二腔20连通的第二通孔34,第二部件32包括与气液分离器100外部连通的第三通孔35。
所述气液分配组件5包括导流管51和连接管52,连接管52的一端与第一部件31固定设置,另一端与第二部件32固定设置,导流管51与第一部件31固定设置,导流管51至少有部分位于第二腔20,连接管52至少有部分位于第三腔30。导流管51的内腔与第一通孔33连通,连接管52的内腔连通第二通孔34与第三通孔35。
沿气液分离器100的轴线方向,第一筒体1的投影完全落入第一部件31的投影中,第一部件31的外轮廓形状与第一筒体1的横截面形状大致相同。第一筒体1的上端面与第一部件31通过钎焊固定连接。第一通孔33和第二通孔34均在第一部件31相对的两侧面形成开口。
第二部件32包括远离第二筒体2的第一端面321、与第一端面321相对的第二端面322和第一台阶面323,第一台阶面323将第二部件32的侧壁面分割成两段,即第一侧壁面324和第二侧壁面325。第一台阶面323外延连接第一侧壁面324,并内延连接第二侧壁面325。第二筒体2的上端面抵接于第一台阶面323。在一些实施例中,第二筒体2的部分内壁面与第二侧壁面325贴合设置。第三通孔35在第一端面321和第二端面322均形成有开口。
气液分离器100还包括管路连接组件,管路连接组件与第二部件32连接设置。管路连接组件包括具有第一通道的第一连接件72、具有第二通道的第二连接件(未图示)、连接第一连接件72和第二连接件的紧固件(未图示)和设于第一连接件72和第二连接件之间的密封件(未图示),第一连接件72与第二连接件通过紧固件连接时,第一通道与第二通道连通且密封件被压缩,第一通道和第二通道的连接处通过密封件密封设置。第一连接件72和第二连接件中的一个与第二部件32连接设置,另一个与管件连接设置,第一通道和第二通道连通第三通孔35与气液分离器100的外部。当第一连接件72与第二连接件通过紧固件固定连接时,第二腔20与外部管件连通,气液分离器100接入热管理系统中。可以理解的是,在本申请中,管路连接组件与第二部件32连接设置是指可以第一连接件72或第二连接件中的一个与第二部件32一体成型(参照图2),也可以管路连接组件和第二部件32各自成型后加工连接在一起。
在一些实施例中,参照图5和6,第一部件31设有朝向第二腔20凸出的延伸部,该延伸部的内侧壁形成第一通孔33的部分内侧壁,该延伸部的内侧壁与导流管51的部分外侧壁连接设置,增加导流管51与第一部件31连接的可靠性。可选的,第一部件31设有朝向第三腔30凸出的延伸部,该延伸部的内侧壁形成第二通孔34的部分内侧壁,该延伸部的内侧壁与连接管52的部分外侧壁连接设置,增加连接管52与第一部件31连接的可靠性。
在本实施例中,参照图8,第二导流部4包括间隔设置的第三部件41和第四部件42,第三部件41盖合于所述第二筒体2远离所述第一导流部3的一端,第四部件42盖合于所述第一筒体1远离所述第一导流部3的一端。沿气液分离器100的轴线方向,第三部件41的投影完全落入第二筒体2的投影中,第一筒体1的投影完全落入第四部件42的投影中。第三部件41的外侧壁面至少有部分与第二筒体2的部分内侧壁面密封连接设置。在其他实施例中,第三部件41可以与第二部件32的结构相似,第三部件41具有台阶面,第二筒体2抵接于台阶面,沿气液分离器100的轴线方向,第二筒体2的投影完全落入第三部件41的投影中;第四部件42可以与第二部件32的结构相似,第四部件42具有台阶面,第一筒体1抵接于台阶面,沿气液分离器100的轴线方向,第一筒体1的投影完全落入第四部件42的投影中。
第三部件41具有连通气液分离器100外部和第一腔10的第四通孔43,第四通孔43在第三部件41相对的两个侧面均形成有开口。在一些实施例中,第四通孔43靠近第一腔10的一侧面形成的开口大于远离第一腔10的一侧面形成的开口,具体表现为,第四通孔43分为两段,远离第一腔10的一段为大致呈直筒状的第一段,靠近第一腔10的一段为大致呈喇叭状的第二段,第二段的一端的横截面的轮廓大小与第一段的横截面的轮廓大小相同,第二段的另一端的横截面的轮廓大小大于第一段的横截面的轮廓大小。
气液分离器100设有抵接于第三部件41和第四部件42之间的支撑件71,在本实施例中,如图2和4所示,支撑件71为大致呈直筒状的圆柱体,第三部件41设有容纳支撑件71的端部的凹槽,增加支撑件71支撑第三部件41和第四部件42的稳定性。在其他一些实施例中,支撑件71可以为第三部件41或第四部件42中的至少一个朝向对方延伸形成的凸起,凸起位于第三部件41和第四部件42之间,支撑第三部件41和第四部件42,凸起数量为至少一个。
在一些其他实施例中,第二导流部4可以仅包括盖合于第二筒体2的第三部件41,第一筒体1包括筒体部及与筒体部一体成型的底盖。支撑件71抵接于第三部件41和底盖之间。底盖、支撑件71及第三部件41之间的配合关系与第三部件41、第四部件42及支撑件71之间的配合关系相似,在此不再赘述。
第三部件41与管路连接组件连接设置。当第一连接件72与第二连接件通过紧固件固定连接时,第一腔10与气液分离器100外部连通,气液分离器100接入热管理系统中。
在本实施例中,安装时,第一筒体1一端的端面抵接于第一部件31且两者间通过钎焊固定连接,第一筒体1另一端的端面抵接于第四部件42且两者间通过钎焊固定连接,实现对第一筒体1的密封;第二筒体2一端的端面抵接于第一台阶面323,第二筒体2的内壁面焊接于第二侧壁面325,第二筒体2的另一端的内侧壁面焊接于第三部件41的外侧壁面,实现对第二筒体2的密封。
于本实施例中,参照图2和图5,气液分配组件5包括导流管51、连接管52、套管53、第一板54,套管53套设于导流管51的外侧,第一板54具有一个通孔,导流管51一端穿过该通孔使第一板54套设于导流管51上部,第一板54位于套管53的上方。导流管51的一端穿过该通孔后,其端面抵接于第一部件31下侧面,导流管51的内腔与第一通孔33连通。
第一板54包括套设于导流管51的主体部541和沿主体部541的外边缘向下延伸的外延部542。其中,主体部541的上表面与第一部件31之间具有空隙,以使第一流体能够自连接管52流入第二腔20。外延部542的外壁面与第一筒体1的内壁面之间具有空隙,以使第一流体自连接管52进入第二腔20之后继续向下流动。主体部541的下表面与套管53的上端面之间具有空隙,且外延部542的内壁面与套管53的外壁之间具有空隙,并且套管53靠近第一板54的一端敞开,以使第二腔20与套管53的内腔连通。主体部541的直径小于第一筒体1的内径,且大于套管53的外径。
套管53的内壁面与导流管51的外壁面之间间隔预设距离,以使套管53的内壁面和导流管51的外壁面之间形成供第一流体流动的通道40。套管53远离第一板54的一端密封,以使套管53的内腔在远离第一板54的一端与第二腔20隔离。导流管51的下端的内壁面与套管53的下端面之间留有空隙,以使通道40与导流管51的内腔连通。
于本实施例中,套管53、导流管51和连接管52都为中空的横截面大致呈圆形的圆柱体。导流管51一端连接于第一部件31且与第三腔30连通,另一端敞开且与通道40连通。连接管52一端连接于第一部件31且与第二腔20连通,另一端连接于第二部件32且与气液分离器100外部连通。套管53靠近第四部件42的一端自密封设置,另一端敞开且与第二腔20连通。套管53靠近第四部件42的一端的内侧壁设有限位结构531,导流管51的端部伸入该限位结构,从而实现固定套管53和导流管51,可用于限位套管53的位移,但限位结构的设计不影响第一流体的流动,参照图5,限位结构531为三个沿套管53内壁周向均匀分布的凸起。
在一些实施例中,套管53可仅通过该限位结构实现固定,也可使套管53与第一板54连接实现套管53的固定,也可使套管53与第四部件42连接实现套管53的固定。
在一些实施例中,导流管51靠近第一部件31的一端的侧壁开设有连通通道40和导流管51内腔的平衡孔(未图示),该平衡孔用于减少压缩机300停机时,由于压力差的作用,液态第一流体被吸入压缩机300的现象。套管53靠近第四部件42的一端可以设有回油孔(未图示),该回油孔的孔径根据热管理系统的容量相匹配,可以使回到压缩机300的冷冻油和第一流体比例较佳,还可设置滤网防止杂质通过回油孔进入压缩机300。
在一些其他实施例中,套管53可以一端与第四部件42密封固定,另一端敞开设置。套管53也可以一端密封固定于第四部件42,另一端密封固定于第一板54,但套管53靠近第一板54的端部设有开口,开口连通套管53的内腔与第二腔20。套管53也可以一端自身密封但固定于或连接于第四部件42,另一端敞开或连接于第一板54,但在靠近第一板54的端部套管53的内腔与第二腔20连通。套管53也可以一端固定于第一板54,另一端自身密封且不与第四部件42接触,在靠近第一板54的端部套管53的内腔与第二腔20连通。
需要理解的是,当气液分离器100不设有第四部件42但第一筒体1具有底盖时,套管53和底盖之间的配合关系与套管53和第四部件42之间的配合关系相似,在此不再赘述。
在一些其他实施例中,导流管51呈U型,并且其一端高于另一端,较高的一端连接于第一部件31,较低的一端为敞口端。敞口端与第一部件32的下端面间隔预定距离。第一筒体1内设有一端连接于第二部件32另一端穿过第二通孔34与第二腔20连通的连接管52,连接管52的下端面低于敞口端,进而可实现气液混合态冷媒经连接管52进入第二腔20后,液态冷媒因重力原因下沉,气态冷媒上浮并从敞口端流入U型的导流管51,然后通过第三腔30进入第一腔10。
气液分离器100工作时,第一流体的流向如下:第一流体自第三通孔35通过连接管52流入第二腔20,并自外延部542与第一筒体1的内壁面之间的空隙继续向下流动,之后依次流经外延部542的内壁面与套管53的外壁面之间的空隙、主体部541的下表面与套管53的上端面之间的空隙,而自套管53的上端进入通道40,并在通道40中继续向下流动。之后第一流体自导流管51的下端进入导流管51,并在导流管51中继续向上流动。之后第一流体自第一通孔33进入第三腔30,从第一部件31和第二部件32之间的空隙进入第一腔10,并继续向下流动。最终第一流体经第三部件41的第四通孔43流出气液分离器100,以进入压缩机300。至此,第一流体完成气液分离及换热的整个流程。其中,第一流体在第一腔10内流动的过程中,通过与换热组件6进行换热。
需要说明的是,自第一导流部3进入第二腔20的第一流体通常为气液混合的第一流体。在进入第二腔20之后液态的第一流体因重力原因下沉,从而液态的第一流体储存在第一筒体1中,而气态第一流体上浮,在压缩机300的抽吸作用下,从套管53的上端进入通道40,从而液态第一流体保留在第一筒体1的底部,气态的第一流体流经第三腔30、第一腔10,然后从第二导流部4流出气液分离器100,以实现第一流体的气液分离。
于本实施例中,换热组件6包括第一集流管61、第二集流管62及换热芯体63。第一导流部3的第二部件32包括连通气液分离器100外部和换热组件6的第五通孔36,第二导流部4的第三部件41包括连通气液分离器100外部和换热组件6的第六通孔44。于本实施例中,第一集流管61的一端与第二部件32连接设置,第二集流管62的一端与第三部件41连接设置,第一集流管61和第二集流管62沿气液分离器100的轴线方向排列。第一集流管61一端密封设置另一端与第五通孔36连通,第二集流管62的一端密封设置另一端与第六通孔44连通。至少部分第一筒体1的侧壁面向远离第二筒体2的方向凹陷形成第一凹部11,至少部分第一集流管61容纳于第一凹部11。至少部分第一筒体1的侧壁面向远离第二筒体2的方向凹陷形成第二凹部12,至少部分第二集流管62容纳于第二凹部12。沿气液分离器100的轴线方向,第一部件31对应第一凹部11的部位和第四部件42对应第二凹部12的部位设置有避让部(未标号),以方便第一集流管61和第二集流管62分别与第二部件32和第三部件41的连接与装配。可选的,第一凹部11和第二凹部12可相互连通或相互间隔设置。可选的,参照图9,第一筒体1还可以不设置第一凹部11和第二凹部12。
第一集流管61和第二集流管62沿气液分离器100的轴线方向排列,这里需要理解的是,第一集流管61和第二集流管62沿气液分离器100的轴线方向的投影可以重合也可以不重合,即第一集流管61的轴线和第二集流管62的轴线可以重合或不重合,可以平行或不平行。
换热芯体63一体成型,换热芯体63的一端插接于第一集流管61,另一端插接于第二集流管62,沿气液分离器100的轴线方向,第一集流管61和第二集流管62分别位于换热芯体63的相对两侧。参照图2-5,换热芯体63数量为一个且展开后呈带状,换热芯体63以螺旋的方式盘绕部分第一筒体1设置,盘绕完成后的换热芯体3大致呈筒状,换热芯体63套设于第一筒体1的外侧,换热芯体63的一侧面靠近第一筒体1设置,另一侧面靠近第二筒体2设置。
第一集流管61和第二集流管62分别位于换热芯体63的相对两侧,即第一集流管61和第二集流管62分别位于第一筒体1的相对两侧,第一集流管61和第二集流管62被换热芯体63间隔开,相对于换热芯体63环绕第一筒体1的结构,第一集流管61和第二集流管62长度减小,第一集流管61和第二集流管62占用空间减少,相对应的可以增大第一筒体1的容积。
一体成型的换热芯体63包括管部631与翅片部632,翅片部632远离管部631的一侧靠近或贴合第二筒体2的内侧壁设置,管部631远离翅片部632的一侧靠近或贴合第一筒体1的外侧壁设置。沿垂直于气液分离器100轴线的方向,换热芯体63未重叠,换热芯体63与第一筒体1装配完成后,由外至内依次为第二筒体2、翅片部632、管部631及第一筒体1。
管部631的长度大于其宽度,管部631的宽度大于其厚度,从而呈扁平状,即管部631的横截面形状呈扁平状。且换热芯体62装配完成后,管部631的厚度方向与第一筒体1的轴线方向垂直设置。管部631一端连接于第一集流管61,另一端连接于第二集流管62。管部631包括多个沿管部631延伸的流通通道,多个流通通道相互间隔设置,每个流通通道均连通第一集流管61的内腔和第二集流管62的内腔。相对于仅有一个流通通道的圆管,具有多个流通通道的扁平状结构,第二流体的流速相对较低,换热面积较大,可以在体积相对较小的管部631中保证较好的换热性能;相对于扁平管沿第一筒体周向方向环绕第一筒体1设置的结构,可以减少扁平管的端部的平面度的控制,降低扁平管与集流管配合的难度。翅片部632远离管部631的一侧与第二筒体2的内侧壁靠近或贴合设置,引导第一流体充分与翅片部632接触,可进一步提升换热性能。
管部631呈扁平状,且管部631的厚度方向与第一筒体1的轴线方向垂直设置,沿垂直于第一筒体1的轴线的方向,换热组件6的厚度较小,第一筒体1的容积相对较大,第一筒体1可以储存的冷媒量相对较多,另一方面管部631内部具有多个相互间隔设置且沿管部631延伸的流通通道,可以达到增加换热组件6的换热能力的目的。在第二筒体2直径不变的情况下,本申请可以在减小换热组件6的体积增大第一筒体1的容积的同时,使换热性能得到保证,从而使换热性能和冷媒储存量达到相对均衡的状态。
参照图3,翅片部632包括多个沿平行于气液分离器100轴线方向延伸的实心的条形结构,多个条形结构沿换热芯体63的长度方向并列设置。换热芯体63螺旋盘绕第一筒体1后,沿平行于气液分离器100轴线方向,每层管部631外侧的条形结构并列设置且投影相互重合,从而实现引导第一流体从上至下流动和增加第一流体与换热芯体63换热效果的目的。在一些实施例中,沿平行于气液分离器100轴线方向,部分管部631外侧的条形结构的投影不重合,可起到扰流的作用,进一步加强换热效果。在一些实施例中,还可以通过在条形结构上设置凸起、凹槽或者开孔,起到扰流的作用,进一步加强换热效果。
在其他实施例中,翅片部632的实心的条形结构可以使用其他形状,例如,空心的条形结构、实心或空心的波纹结构、错齿结构、百叶窗结构、带开孔的任意结构、带凸起的任意结构或者表面带凹槽的任意结构等,只要可以实现引导第一流体的流动和增加第一流体与换热芯体63换热效果的目即可。
换热芯体63一体成型,换热芯体63装配完成,即可同时完成管部631和凸起部632的装配,相对于管部631和凸起部632分离式结构,可将管部631的单独装配、凸起部632的单独装配、管部631和凸起部632捆扎及两者之间焊接等多步操作,缩减为换热芯体63的装配这一个操作,可以降低人工成本,并避免两者出现脱离的现象。
翅片部632螺旋盘绕第一筒体1时,由于弯曲产生形变,相邻两个条形结构间的间距增大,间距增加过大会造成换热效果变差。本申请中换热芯体63展开呈带状,即翅片部632的宽度相对较小,翅片部632螺旋盘绕弯曲产生的形变较小,即相邻两个条形结构间的间距增加也较小,降低翅片部632弯曲时的形变对换热效果造成的影响。
气液分离器100工作时,制冷模式下第二流体的流向如下:第二流体自第六通孔44通过第二集流管62流入换热芯体63,顺着换热芯体63流动至第一集流管61,最终第二流体自第五通孔36流出气液分离器100;制热模式下第二流体的流向如下:第二流体自第五通孔36通过第一集流管61流入换热芯体63,顺着换热芯体63流动至第二集流管62,最终第二流体自第六通孔44流出气液分离器100。至此,第二流体完成换热的整个流程。其中,在第一腔10内,流动在换热芯体63内腔内的第二流体和流动在第一腔10内的第一流体进行换热。
气液分离器100工作时,由于重力的作用,液态的第一流体会储存在第一筒体1靠近第二导流部4的一端,气态的第一流体通过气液分配组件5流入第一腔10与换热组件6进行热交换,然后流出气液分离器100。由于热管理系统在不同工况下的需要的冷媒充注量不同,相关技术中气液分离器100会储存液态冷媒,然后通过调节是否导出液态冷媒和调节液态冷媒被导出的量,从而调节热管理系统的冷媒充注量。
在本申请中,若被储存的液态的第一流体与换热组件6或第一腔10内的第一流体进行热交换,可能会被加热成气态从而进入热管理系统的换热循环中,会对热管理系统的换热性能有影响,所以第一筒体靠近第二导流部4的一端可不缠绕换热芯体63或将换热芯体63缠绕的较为稀疏,减少第一筒体1中的液态的第一流体与换热组件6或第一腔10内的第一流体的热交换,保证热管理系统的正常运行,从而保证热管理系统的换热性能。
根据本申请的气液分离器100另一个具体实施例,如图9所示,该实施例与上述实施例的区别在于管部631与翅片部632各自分开成型,然后再装配连接在一起,管部631和翅片部632展开后均分别呈带状,可选的,管部631为微通道扁管。装配时,先将单独成型的管部631螺旋盘绕于第一筒体1外侧,然后将翅片部632螺旋盘绕于管部631外侧,接着将管部631和翅片部632捆扎在一起,再将两者钎焊或胶粘在一起。翅片部632仅有一侧面设有条形结构,未设有条形结构的一侧面贴合固定于管部631。翅片部632在第一筒体1上的投影与管部631在第一筒体1上的投影重合,即管部631与翅片部632的宽度大小相同,便于装配。在一些实施例中,管部631与翅片部632的宽度也可以不同,根据设计需求进行调整。本实施例与上述实施例相同的部分在此不再赘述。
根据本申请的气液分离器100又一个具体实施例,如图10所示,该实施例与上述实施例的区别在于第一集流管61包括直线段和弯曲段,第一集流管61的直线段的延伸方向与气液分离器100的轴线方向平行,第一集流管61的弯曲段连接第一集流管61的直线段和第二部件32,可以在不增加第二部件32外径尺寸的情况下,完成第一集流管61的装配;第二集流管62也包括直线段和弯曲段,第二集流管62的直线段的延伸方向与气液分离器100的轴线方向平行,第二集流管62的弯曲段连接第二集流管62的直线段和第三部件41,可以在不增加第三部件41外径尺寸的情况下,完成第二集流管62的装配。本实施例与上述实施例相同的部分在此不再赘述。
图11是本申请示例性实施例热管理系统的连接示意图,箭头所示方向为冷媒流动方向,热管理系统处于制冷模式。请参照图11所示,一种热管理系统,包括气液分离器100、蒸发器200、压缩机300、冷凝器400及节流装置500。蒸发器200通过气液分离器100的第一导流部3与气液分配组件5连接,蒸发器200的出口与第三通孔35连通,压缩机300通过气液分离器100的第二导流部4与气液分配组件5连接,压缩机300的进口与第四通孔43连通。冷凝器400通过气液分离器100的第二导流部4与换热组件6连接,冷凝器400的出口与第六通孔44连通,节流装置500通过气液分离器100的第一导流部3与换热组件6连接,节流装置500的进口与第五通孔36连通。制冷模式下,从压缩机300流出的高温气态冷媒,经冷凝器400换热后流经气液分离器100中的换热组件6,接着经过节流装置500节流后,进入蒸发器200进行热交换,从蒸发器200中流出的气液两相冷媒进入气液分离器100,经过气液分离器100气液分离后,冷媒流入压缩机300,完成一次换热循环。气液分离器100中,经过气液分配组件5作用,液态冷媒储存在第一筒体1中,气态冷媒与换热组件6进行热交换,换热后气态冷媒温度升高,换热组件6中流动的冷媒温度降低,从而可以使进入压缩机300的冷媒温度升高,且流入节流装置500的冷媒温度降低,从而提高蒸发器200的制冷效果。
制热模式下,从压缩机300流出的高温气态冷媒,进入冷凝器400进行热交换后,经过节流装置500节流后流经气液分离器100中的换热组件6,接着进入蒸发器200进行热交换,从蒸发器200中流出的气液两相冷媒进入气液分离器100,经过气液分离器100气液分离后,冷媒流入压缩机300,完成一次换热循环。
由于换热组件6和气液分配组件5同时设置于气液分离器100,在第二筒体2直径不变的情况下,换热组件6的体积大则会导致第一筒体1的容积小,第一筒体1储存的冷媒量小,换热组件6的体积小,第一筒体1的容积大,则第一筒体1储存的冷媒量多,但是换热组件6的换热性能会变差,通过将管部631设置呈扁平状,管部631的厚度方向与第一筒体1的轴线方向垂直设置,且在管部631内部设置多个相互间隔设置的流通通道,可以在减小换热组件6的体积并增大第一筒体1的容积的同时,使换热性能得到保证,从而使换热性能和冷媒储存量达到相对均衡的状态。
本申请中需要理解的是,上述第一流体及第二流体均为冷媒,第一流体为从蒸发器200流出的冷媒,第二流体为从冷凝器400流出或节流装置500流出的冷媒。
本文中提到的“大致”“近似”是指相似度在50%以上。例如,第一筒体1近似圆筒状,是指第一筒体1为中空的筒状,第一筒体1的侧壁可以设有凹陷部位或者凸起结构,第一筒体1的横截面的轮廓不是圆形,但轮廓的50%由弧线构成。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种气液分离器(100),其特征在于,包括:第一筒体(1)、第二筒体(2)、第一导流部(3)、第二导流部(4)、气液分配组件(5)及换热组件(6);
所述第一筒体(1)位于所述第二筒体(2)的内侧,所述气液分离器(100)具有相连通的第一腔(10)和第二腔(20),所述第一腔(10)位于所述第二筒体(2)内,所述第一腔(10)位于所述第一筒体(1)外,且位于所述第二筒体(2)内,所述第二腔(20)至少包括位于所述第一筒体(1)内的空间,所述换热组件(6)至少有部分位于所述第一腔(10);
所述气液分配组件(5)包括导流管(51),所述第一导流部(3)与所述第二筒体(2)固定设置,所述第一导流部(3)具有第三腔(30),所述导流管(51)与所述第一导流部(3)固定设置,所述导流管(51)的一端与所述第三腔(30)连通,所述导流管(51)的另一端与所述第二腔(20)连通,所述第三腔(30)与所述第一腔(10)连通;
所述第二导流部(4)与所述第二筒体(2)固定设置,所述第一导流部(3)和第二导流部(4)分别位于所述第二筒体(2)的相对两侧;
所述换热组件(6)包括管部(631)和翅片部(632),所述管部(631)的横截面形状呈扁平状,所述管部(631)内部包括多个沿管部(631)延伸的流通通道,多个流通通道相互间隔设置,所述管部(631)螺旋盘绕所述第一筒体(1);所述翅片部(632)一侧与所述管部(631)连接,另一侧靠近所述第一筒体(1)和/或所述第二筒体,所述翅片部(632)螺旋盘绕所述第一筒体(1)。
2.如权利要求1所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述管部(631)和所述翅片部(632)分别单独成型,所述管部(631)和所述翅片部(632)展开均呈带状,所述管部(631)与所述翅片部(632)通过钎焊或者胶粘固定连接,所述翅片部(632)固定于所述管部(631)靠近第一筒体的一侧和第二筒体的一侧中的至少一侧。
3.如权利要求1所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述管部(631)和翅片部(632)一体成型为换热芯体(63),所述换热芯体(63)呈筒状,所述换热芯体(63)螺旋盘绕所述第一筒体(1),所述换热芯体(63)展开呈带状。
4.如权利要求2或3所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述翅片部(632)位于所述管部(631)和所述第二筒体(2)之间,所述翅片部(632)远离所述管部(631)的一侧与所述第二筒体(2)靠近设置,所述管部(631)远离所述翅片部(632)的一侧与所述第一筒体(1)靠近设置。
5.如权利要求2或3所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述管部(631)的长度大于其宽度,所述管部(631)的宽度大于其厚度;所述翅片部(632)的螺旋盘绕方向平行于所述管部(631)的螺旋盘绕方向,所述翅片部(632)在所述第一筒体(1)上的投影落入所述管部(631)在所述第一筒体(1)上的投影中。
6.如权利要求1所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述换热组件(6)还包括第一集流管(61)及第二集流管(62),所述管部(631)一端插接于所述第一集流管(61),另一端插接于所述第二集流管(62),所述第一集流管(61)一端密封设置另一端与所述第一导流部(3)连接,所述第二集流管(62)的一端密封设置另一端与所述第二导流部(4)连接,所述管部(631)内部的每个流通通道均连通所述第一集流管(61)的内腔和所述第二集流管(62)的内腔;
沿所述气液分离器(100)的轴线方向,所述第一集流管(61)和所述第二集流管(62)间隔设置,所述第一集流管(61)和所述第二集流管(62)分别位于所述管部(631)的相对两侧。
7.如权利要求6所述的一种气液分离器(100),其特征在于,至少部分所述第一筒体(1)的侧壁面向远离所述第二筒体(2)的方向凹陷形成第一凹部(11),至少部分所述第一集流管(61)容纳于所述第一凹部(11);
和/或,至少部分所述第一筒体(1)的侧壁面向远离所述第二筒体(2)的方向凹陷形成第二凹部(12),至少部分所述第二集流管(62)容纳于所述第二凹部(12)。
8.如权利要求7所述的一种气液分离器(100),其特征在于,所述第一集流管(61)的轴线方向、所述第二集流管(62)的轴线方向及所述气液分离器(100)的轴线方向平行设置,所述第一集流管(61)和所述第二集流管(62)沿所述气液分离器(100)的轴线方向的投影重合。
9.如权利要求1所述的一种气液分离器(100),其特征在于,翅片部(632)包括多个沿翅片部(632)的长度方向排列的凸出结构,凸出结构为实心或空心的条形结构、实心或空心的波纹结构、错齿结构、百叶窗结构、带开孔的结构、带凸起的结构或者表面带凹槽的结构中的至少一种。
10.一种热管理系统,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的气液分离器(100),所述热管理系统还包括蒸发器(200)、压缩机(300)、冷凝器(400)及节流装置(500),所述气液分配组件(5)连接于所述蒸发器(200)与压缩机(300)之间,所述换热组件(6)连接于所述冷凝器(400)与节流装置(500)之间,所述蒸发器(200)的出口与所述气液分离器(100)的第一导流部(3)连接,所述压缩机(300)的进口与所述气液分离器(100)的第二导流部(4)连接,所述冷凝器(400)的出口与所述第二导流部(4)连接,所述节流装置(500)的进口与所述第一导流部(3)连接。
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CN113175771A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-27 | 三花控股集团有限公司 | 气液分离装置 |
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