CN114264188A - 流体分配装置及具有其的热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体分配装置及具有其的热交换器。流体分配装置设置在换热器上并与换热器的集流管连接，流体分配装置包括：导流管，穿设在集流管内，导流管上间隔设置有多个分配孔，导流管的内部形成制冷剂流通通道；螺旋结构，设置在导流管内；其中，螺旋结构的边沿与导流管的内壁面相切。应用本发明的技术方案，可以解决现有技术中热交换器内的制冷剂分配不均匀导致的问题。

Description

流体分配装置及具有其的热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器技术领域，具体而言，涉及一种流体分配装置及具有其的热交换器。

背景技术

相关技术中，将由压缩机、冷凝器、蒸发器等结构构成的制冷循环系统的冷凝器和蒸发器统称为热交换器，其主要作用是与周围空气进行热交换，将制冷剂由液态变为气态或者由气态变成液态，并利用这一过程中的吸热或者放热来进行制冷或制热。

现有的热交换器中，采用带一定数量的分液管直接插入到进气集流管中的形式进行分配制冷剂液体，需要进行多次调试，且调试时不能够保证分液均匀，分液不均匀导致热交换器的换热片使用效率降低，影响热交换器的热交换效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流体分配装置及具有其的热交换器，以解决现有技术中热交换器内的制冷剂分配不均匀导致的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种流体分配装置，设置在换热器上并与换热器的集流管连接，流体分配装置包括：导流管，穿设在集流管内，导流管上间隔设置有多个分配孔，导流管的内部形成制冷剂流通通道；螺旋结构，设置在导流管内；其中，螺旋结构的边沿与导流管的内壁面相切。

进一步地，螺旋结构的螺距为S，螺旋结构的外径为D，其中，S＝K*D，1.5≤K≤20。

进一步地，螺旋结构与导流管的切点与距离切点最近的分配孔的圆心之间的距离为P，螺旋结构的螺距为S，其中，P＜S。

进一步地，螺旋结构与导流管的切点与距离切点最近的分配孔的圆心之间的距离为P，螺旋结构的螺距为S，其中，P＝a*S，0.2≤a≤0.8。

进一步地，螺旋结构为单螺旋板结构。

进一步地，螺旋结构为双螺旋板结构。

进一步地，螺旋结构设置在至少部分的导流管的内部。

进一步地，导流管与集流管之间焊接连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种换热器，包括集流管以及与集流管连接的流体分配装置，流体分配装置为上述流体分配装置。

进一步地，换热器包括：间隔设置的两个集流管，各集流管内设有流体分配装置；多个扁管，设置在两个集流管之间，多个扁管在集流管的轴线方向上间隔设置，扁管的两端伸入集流管内。

应用本发明的技术方案，由于在导流管中设置了螺旋结构，且螺旋结构的边沿与导流管的内壁面相切，从而使得进入导流管中的制冷剂在螺旋结构的导流作用下产生旋转，气液两相的制冷剂由于旋转产生的离心力导致分离，比重较大的制冷剂被甩在导流管上的内壁面上，进而在导流管的内壁面上会聚集较多的液态制冷剂，由分配孔进入集流管中，实现对制冷剂的均匀分配，提高了热交换器整体的使用效率，热交换器的换热效果好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的换热器的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的换热器的局部剖视图；

图3示出了图2的流体分配装置的实施例一的结构示意图；以及

图4示出了图2的流体分配装置的实施例二的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、集流管；2、扁管；10、导流管；11、分配孔；20、螺旋结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供了一种流体分配装置。该实施例的流体分配装置设置在换热器上，与换热器的集流管1连接，流体分配装置包括导流管10和螺旋结构20。导流管10穿设在集流管1内，导流管10上间隔设置有多个分配孔11，导流管10的内部形成制冷剂流通通道；螺旋结构20设置在导流管10内；其中，螺旋结构20的边沿与导流管10的内壁面相切。

在本实施例中，由于在导流管10中设置了螺旋结构20，且螺旋结构20的边沿与导流管10的内壁面相切，从而使得进入导流管10中的制冷剂在螺旋结构的导流作用下产生旋转，气液两相的制冷剂由于旋转产生的离心力导致分离，比重较大的制冷剂被甩在导流管10上的内壁面上，进而在导流管10的内壁面上会聚集较多的液态制冷剂，由分配孔11进入集流管1中，实现对制冷剂的均匀分配，提高了热交换器整体的使用效率，热交换器的换热效果好。

相关技术中，采用带一定数量的分液管直接插入到进气集流管中的形式进行分配制冷剂液体，需要进行多次调试，且调试时不能够保证分液均匀，分液不均匀导致热交换器的换热片使用效率降低，影响热交换器的热交换效果。

本实施例中的螺旋结构20与导流管10配合并且相切地设置，使进入导流管10内的气液混合制冷剂在螺旋结构20的引导下产生旋转，进而在离心力的作用下，将气液混合制冷剂中比重较大的液态制冷剂甩至导流管10的内壁面上，在导流管10的内壁面上汇集液态制冷剂形成液膜，有各分配孔11进入集流管1中，实现对制冷剂的均匀分配。

具体地，螺旋结构20的边沿如图3中A处标示所示。

优选地，如图2所示，在本实施例中，螺旋结构20的螺距为S，螺旋结构20的外径为D，其中，S＝K*D，1.5≤K≤20。

通过上述设置，使螺旋结构20的螺旋导流效果好，提高了对制冷剂的离心作用，便于将液态制冷剂汇集在导流管10的内壁面上，保证了螺旋结构20良好的导流效果。

具体地，利用流体运动过程中的旋转分离原理，技术人员根据换热器的容量、结构、尺寸等参数的不同，进行了大量的实验，根据实验数据选择K的范围为1.5至20之间时，螺旋结构20的导流效果最好。

如图2所示，在本实施例中，螺旋结构20与导流管10的切点与距离切点最近的分配孔11的圆心之间的距离为P，螺旋结构20的螺距为S，其中，P＜S。

在本实施例中，当螺旋结构20与导流管10的切点越靠近分配孔11时，制冷剂与螺旋结构20碰撞后产生的喷射速度越大，从而使制冷剂能够以更大的速度分布至导流管10的内壁面上，使螺旋结构20的导流效果明显。因此，P小于S能够使制冷剂与螺旋结构20碰撞后流向分配孔11内，实现对制冷剂的均匀分配。

优选地，螺旋结构20与导流管10的切点与距离切点最近的分配孔11的圆心之间的距离为P，螺旋结构20的螺距为S，其中，P＝a*S，0.2≤a≤0.8。

利用流体运动过程中的旋转分离原理，技术人员根据换热器的容量、结构、尺寸等参数的不同，进行了大量的实验，经计算得出当0.2≤a≤0.8时，螺旋结构20对制冷剂的导流效果最好，促进制冷剂的均匀分配。

如图3所示，在本实施例中，螺旋结构20为单螺旋板结构。

上述结构比较简单，便于加工。制冷剂进入导流管10内后，与单螺旋板结构发生碰撞并产生离心力作用，在单螺旋板结构的导流作用下，被均匀分配至整个导流管10内，进而在分配孔11的作用下，均匀进入集流管1内，实现制冷剂的均布。

如图1和图2所示，在本实施例中，螺旋结构20设置在至少部分的导流管10的内部。

具体地，以制冷剂在导流管10内的流动方向为前，螺旋结构20可以在导流管10内贯穿整体地设置，也可以仅在导流管10的前半段或者后半段进行设置。

当制冷剂的流速较大时，可以将螺旋结构20在导流管10的前半段设置，从而使制冷剂进入导流管10内时，在自身流速的作用下冲击导流管10的内壁面，在流速降低时流向螺旋结构20，与螺旋结构20碰撞后产生离心力，使导流管10前半段内的制冷剂也被甩向导流管10的内壁面，进而使整个导流管10内的制冷剂分布均匀，由分配孔11流向集流管1内的制冷剂也分布均匀，实现了制冷剂均布的导流效果。

当制冷剂的流速较小时，可以将螺旋结构20在导流管10的后半段设置，从而使得流速较小的制冷剂进入导流管10内即可与螺旋结构20发生碰撞，在螺旋结构20的导流作用下产生离心力，使液态制冷剂流向导流管10的内壁面，并使制冷剂被加速，当制冷剂继续向前流动时，由于整体速度增加，使制冷剂也可在自身流速的作用下冲击导流管10的内壁面，使制冷剂，尤其是液态制冷剂在导流管10的内壁面上分配均匀。

当螺旋结构20在导流管10内贯穿设置时，制冷剂在整个导流管10的长度方向上均受到因旋转产生的离心力的作用，使制冷剂在导流管10内分布均匀，相对于导流管内不设置螺旋结构，或者螺旋结构的边沿与导流管不相切的结构而言，本实施例的制冷剂在离心力的作用下均匀分布在整个导流管10的内壁面上，进而使得经分配孔11进入集流管1的制冷剂也均匀分布，实现了制冷剂均布的导流效果。

进一步地，螺旋结构20在导流管10内可固定设置，也可活动设置。

具体地，当螺旋结构20与导流管10固定设置时，能够保证当制冷剂以较大流速流入导流管10内时，螺旋结构20不会因制冷剂的撞击产生移动，防止因螺旋结构20与导流管10的内壁面之间产生磨损。尤其是当螺旋结构20进设置在导流管10的后半段内时，保证了螺旋结构20稳定的导流效果。

当螺旋结构20与导流管10之间活动设置时，制冷剂的冲击会驱动螺旋结构20发生旋转，尤其是在制冷剂的流速相对较小时，螺旋结构20的旋转会进一步增加对制冷剂的离心作用，促进制冷剂在导流管10内均匀分布。

优选地，导流管10与集流管1之间焊接连接。

上述设置保证了导流管10与集流管1之间的连接强度，且密封性好，防止制冷剂的泄漏。

如图1所示，本实施例还提供了一种换热器，包括集流管1以及与集流管1连接的流体分配装置，流体分配装置为上述的流体分配装置。

在本实施例中，由于在导流管10中设置了螺旋结构20，且螺旋结构20的边沿与导流管10的内壁面相切，从而使得进入导流管10中的制冷剂在螺旋结构的导流作用下产生旋转，气液两相的制冷剂由于旋转产生的离心力导致分离，比重较大的制冷剂被甩在导流管10上的内壁面上，进而在导流管10的内壁面上会聚集较多的液态制冷剂，由分配孔11进入集流管1中，实现对制冷剂的均匀分配，提高了热交换器整体的使用效率，热交换器的换热效果好。

因此，具有上述流体分配装置的换热器也具有上述优点。

如图1所示，在本实施例中，换热器包括间隔设置的两个集流管1和多个扁管2，各集流管1内设有流体分配装置；多个扁管2设置在两个集流管1之间，多个扁管2在集流管1的轴线方向上间隔设置，扁管2的两端伸入集流管1内。

具体地，多个扁管2在集流管1的轴线方向上间隔设置，由分配孔11进入集流管1内的制冷剂均匀进入多个扁管2内。相邻两个扁管2之间设有可以散热翅片，散热翅片可以增加与空气的接触面积，提高换热效率。经分配孔11进入集流管1内的制冷剂在集流管1内均匀分布，经摄入集流管1内的扁管2的端部进入扁管2内，进行热交换，使多个扁管2的使用率高，提高了换热效率和换热效果。

实施例二：

本申请的实施例二与实施例一的区别在于：

如图4所示，在本实施例中，螺旋结构20为双螺旋板结构。

双螺旋板结构也能够在于制冷剂碰撞后产生离心力的作用，使制冷剂被均匀分配至整个导流管10内，进而在分配孔11的作用下，均匀进入集流管1内，实现制冷剂的均布。

实施例二的其他结构与实施例一基本相同，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

由于在导流管中设置了螺旋结构，且螺旋结构的边沿与导流管的内壁面相切，从而使得进入导流管中的制冷剂在螺旋结构的导流作用下产生旋转，气液两相的制冷剂由于旋转产生的离心力导致分离，比重较大的制冷剂被甩在导流管上的内壁面上，进而在导流管的内壁面上会聚集较多的液态制冷剂，由分配孔进入集流管中，实现对制冷剂的均匀分配，提高了热交换器整体的使用效率，热交换器的换热效果好。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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 (10)

1.一种流体分配装置，设置在换热器上并与所述换热器的集流管(1)连接，其特征在于，所述流体分配装置包括：

导流管(10)，穿设在所述集流管(1)内，所述导流管(10)上间隔设置有多个分配孔(11)，所述导流管(10)的内部形成制冷剂流通通道；

螺旋结构(20)，设置在所述导流管(10)内；

其中，所述螺旋结构(20)的边沿与所述导流管(10)的内壁面相切。

2.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)的螺距为S，所述螺旋结构(20)的外径为D，其中，S＝K*D，1.5≤K≤20。

3.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)与所述导流管(10)的切点与距离所述切点最近的所述分配孔(11)的圆心之间的距离为P，所述螺旋结构(20)的螺距为S，其中，P＜S。

4.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)与所述导流管(10)的切点与距离所述切点最近的所述分配孔(11)的圆心之间的距离为P，所述螺旋结构(20)的螺距为S，其中，P＝a*S，0.2≤a≤0.8。

5.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)为单螺旋板结构。

6.根据权利要求1所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)为双螺旋板结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体分配装置，其特征在于，所述螺旋结构(20)设置在至少部分的所述导流管(10)的内部。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的流体分配装置，其特征在于，所述导流管(10)与所述集流管(1)之间焊接连接。

9.一种换热器，包括集流管(1)以及与所述集流管(1)连接的流体分配装置，其特征在于，所述流体分配装置为权利要求1至8中任一项所述流体分配装置。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括：

间隔设置的两个集流管(1)，各所述集流管(1)内设有所述流体分配装置；

多个扁管(2)，设置在两个所述集流管(1)之间，多个所述扁管(2)在所述集流管(1)的轴线方向上间隔设置，所述扁管(2)的两端伸入所述集流管(1)内。

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