CN114636261A - 分液装置及具有其的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种分液装置及具有其的换热器。该分液装置包括第一分配管以及第二分配管，第一分配管周壁开设有第一节流孔，第一分配管具有第一封闭端和第一敞口端，第二分配管位于第一分配管的外部，且第二分配管周壁开设有第二节流孔，第二分配管具有第二封闭端和第二敞口端，且第二敞口端连接于第一分配管，并与第一分配管内部连通形成流通通道；第一分配管的直径为D1，流通通道的轴线与第一分配管的轴线相交，且交点为F，沿第一分配管的轴线方向，点F到第一封闭端的距离为S，S与D1之间满足如下关系式：S＝KD1；其中，K为常数，且0.2＜K＜10。本发明的优点在于：结构简单、混合效率高、速度快且节流效果佳。

Description

分液装置及具有其的换热器

技术领域

本发明涉及换热技术领域，特别是涉及一种分液装置及具有其的换热器。

背景技术

换热器的分液装置用于对制冷剂进行分配，以确保制冷剂的混合均匀，从而使换热器的换热是均匀的。

现有分液装置包括导流管与分配管，导流管的部分伸入分配管内，分配管周壁设置多个小孔，导流管伸入分配管内的部分上设置一个小孔，在分配管周壁设置多个小孔，利用小孔的节流作用使气液混合流体喷射到集流管中；但由于气液混合的制冷剂中，液体的惯性比较大，导致更多的液体冲到导流管尾部，所以一般情况下靠后的扁管接触的液体较多，导致制冷剂分配不均匀；并且，仅在导流管周壁开设一个小孔，气液混合速度慢，不能及时地将制冷剂分配均匀且节流效率低。

发明内容

有鉴于此，针对上述技术问题，有必要提供一种结构简单、混合效率高、速度快且节流效果佳的分液装置及具有其的换热器。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种分液装置包括第一分配管以及第二分配管，所述第一分配管周壁开设有第一节流孔，所述第一分配管具有第一封闭端和第一敞口端，所述第二分配管位于所述第一分配管的外部，且所述第二分配管周壁开设有第二节流孔，所述第二分配管具有第二封闭端和第二敞口端，所述第二封闭端靠近所述第一敞口端设置，所述第二敞口端靠近所述第一封闭端设置，且所述第二敞口端连接于所述第一分配管，并与所述第一分配管内部连通形成流通通道；

所述第一分配管的直径为D1，所述流通通道的轴线与所述第一分配管的轴线相交，且交点为F，沿所述第一分配管的轴线方向，点F到所述第一封闭端的距离为S，S与D1之间满足如下关系式：S＝KD1；

其中，K为常数，且0.2＜K＜10。

在本申请中，通过设置第一分配管与第二分配管，且第二分配管的第二敞口端连接于第一分配管，并能够与第一分配管内部连通形成流通通道，以使制冷剂能够进入第一分配管，因液体的惯性较大，导致液态制冷剂大多冲到第一封闭端，再经流通通道进入第二分配管中，由于液相核心大，会带动第二分配管中制冷剂沿与第一分配管中制冷剂的流向相反的方向流动，以使液态制冷剂再聚集于第二封闭端，增大气液混合速度，以均匀分配气液混合制冷剂，并且，在均匀分配的同时，制冷剂能够从第一节流孔与第二节流孔喷射出，提高该分液装置的分配效率；同时，对S与D1做出限定，当S＞KD1时，流通通道距离第一封闭端距离过大，因液体的惯性较大，聚集在靠近第一封闭端的液态制冷剂较多，故无法及时将聚集在靠近第一封闭端的液态制冷剂排向第二分配管中进行相反流向的来回分配，大量液体易留置于第一封闭端，从而降低分液装置的分配效率；当S＜KD1时，流通通道距离第一封闭端距离过小，会导致流通通道的口径不能设置太大，否则会超出第一封闭端，但流通通道的口径过小，在流通通道处的阻力便会增大，难以使液态制冷剂喷射出，导致均匀混合效果差效率低。

在其中一个实施例中，所述第二分配管的直径为D2，D2＝qD1，其中，q为常数，且0.5＜q＜1。

如此设置，当D2＞qD1时，制冷剂从流通通道进入第二分配管中，由于第二分配管的容量过大，液态制冷剂大多会留置于第二敞口端，蓄积到一定量时，再缓慢沿与第一分配管中制冷剂流向的相反方向流动至第二封闭端，不能及时进行气液制冷剂的混合，大大增加了分配时间，降低分配效率；当D2＜qD1时，液态制冷剂由于液相核心大，会快速经流通通道流入第二分配管中，由于第二分配管的容量过小，导致第一封闭端的液态制冷剂不能及时经流通通道进入第二敞口端，再沿与第一分配管中制冷剂的流向相反的方向流动来对气液制冷剂进行均匀分配，导致分配效率降低。

在其中一个实施例中，所述第一分配管与所述第二分配管的外壁相互连接，所述第一分配管靠近所述第一封闭端开设有第一导流孔，所述第二分配管远离所述第二封闭端的一端开设有第二导流孔以形成所述第二敞口端，所述第一导流孔与所述第二导流孔连通以形成所述流通通道。

如此设置，能够使第一分配管中制冷剂从第一节流孔喷射到第二分配管内的同时，将聚集在第一封闭端的液态制冷剂经流通通道排向第二分配管中，使其在第二分配管中沿与第一分配管中制冷剂的流向相反的方向流动，以提高分配速度。

在其中一个实施例中，所述第一分配管与所述第二分配管均为D型管。

如此设置，便于制冷剂的流动。

在其中一个实施例中，所述第二分配管与所述第一分配管之间间隔设置，所述第二敞口端与所述第一分配管连通以形成所述流通通道。

如此设置，使制冷剂经第一节流孔直接喷射出的同时，将聚集在第一封闭端的液体制冷剂经流通通道排至第二分配管内，再沿与第一分配管中制冷剂的流向相反的方向流动的同时，从第二节流孔直接喷射出，以提高分配效率。

在其中一个实施例中，所述第二分配管远离所述第二封闭端的一端敞口设置以形成所述第二敞口端，所述敞口与所述第一分配管连通以形成所述流通通道。

如此设置，便于制冷剂的流动。

在其中一个实施例中，所述敞口的口径为D3，0.5mm＜D3＜10mm。

如此设置，当敞口口径小于0.5mm时，敞口处的阻力增大，难以使靠近第一封闭端的液态制冷剂喷射出，导致均匀混合效果差效率低；当敞口口径大于10mm时，敞口处的液体制冷剂不能被部分蒸发成气态制冷剂的同时喷射至分配管中，且大量液体易留置于第二分配管的第二敞口端，导致均匀混合效果差。

在其中一个实施例中，所述第二分配管与所述第一分配管之间通过管件或者型材件连通，且所述管件、所述型材件均靠近所述第一封闭端设置。

如此设置，便于制冷剂的流动。

本申请还提供一种换热器，该换热器包括扁管、第一集流管、第二集流管以及以上所述的分液装置，所述分液装置安装于所述第一集流管和/或所述第二集流管内，所述扁管的两端分别伸入并连通所述第一集流管与所述第二集流管。

如此设置，使制冷剂经过分液装置的均匀分配后喷射至第一集流管和/或第二集流管内，以提高第一集流管和/或第二集流管的换热效率，进入第一集流管和/或第二集流管的制冷剂通过扁管进行均匀换热。

在其中一个实施例中，所述第一分配管与所述第二分配管在同一平面上的圆心连接形成的线段与所述扁管的长度方向呈角度C设置，0°＜C＜180°。

如此设置，便于制冷剂经过分液装置的均匀分配后喷射至第一集流管和/或第二集流管内，再通过扁管进行均匀换热，以提高换热效率。

与现有技术相比，本申请提供的一种分液装置，通过设置第一分配管与第二分配管，且第二分配管的第二敞口端连接于第一分配管，并能够与第一分配管内部连通形成流通通道，以使制冷剂能够进入第一分配管，因液体的惯性较大，导致液态制冷剂大多冲到第一封闭端，再经流通通道进入第二分配管中，由于液相核心大，会带动第二分配管中制冷剂沿与第一分配管中制冷剂的流向相反的方向流动，以使液态制冷剂再聚集于第二封闭端，增大气液混合速度，以均匀分配气液混合制冷剂，并且，在均匀分配的同时，制冷剂能够从第一节流孔与第二节流孔喷射出，提高该分液装置的分配效率；同时，对S与D1做出限定，当S＞KD1时，流通通道距离第一封闭端距离过大，因液体的惯性较大，聚集在靠近第一封闭端的液态制冷剂较多，故无法及时将聚集在靠近第一封闭端的液态制冷剂排向第二分配管中进行相反流向的来回分配，大量液体易留置于第一封闭端，从而降低分液装置的分配效率；当S＜KD1时，流通通道距离第一封闭端距离过小，会导致流通通道的口径不能设置太大，否则会超出第一封闭端，但流通通道的口径过小，在流通通道处的阻力便会增大，难以使液态制冷剂喷射出，导致均匀混合效果差效率低。

附图说明

图1为本发明提供的分液装置的部分示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为本发明提供的分液装置的部分示意图。

图4为本发明提供的一实施例中的分液装置的部分示意图。

图5为图4中B处的局部放大图。

图6为本发明提供的一实施例中的分液装置的部分示意图。

图7为本发明提供的一实施例中的分液装置的部分示意图。

图8为本发明提供的第一分配管及第二分配管均为D型管的部分示意图。

图9为本发明提供的分液装置通过管件连通的部分示意图。

图10-图11为本发明提供的分液装置通过型材件连通的部分示意图。

图12-图13为本发明提供的第一分配管与第二分配管在同一平面上的圆心连接形成的线段与扁管的长度方向垂直的部分示意图。

图14-图15为本发明提供的第一分配管与第二分配管在同一平面上的圆心连接形成的线段与扁管的长度方向平行的部分示意图。

图16-图17为本发明提供的第一分配管与第二分配管在同一平面上的圆心连接形成的线段与扁管的长度方向成角度C设置的部分示意图。

图18为本发明提供的换热器的结构示意图。

图中，100、分液装置；10、第一分配管；11、第一节流孔；12、第一封闭端；13、第一敞口端；14、第一导流孔；20、第二分配管；21、第二节流孔；22、第二封闭端；23、第二敞口端；24、第二导流孔；25、敞口；30、流通通道；40、换热器；41、第一集流管；42、第二集流管；43、扁管；50、D型管；51、管件；52、型材件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图7所示，本发明提供一种分液装置100，该分液装置100安装于换热器40中，用于对气液混合制冷剂进行分配，并确保制冷剂混合均匀，从而使换热器40的换热均匀。

现有分配装置包括导流管与分配管，导流管的部分伸入分配管内，分配管周壁设置多个小孔，导流管伸入分配管内的部分上设置一个小孔，由于液体的惯性较大，大量液体聚集在导流管内，无法从一个小孔快速排出，从而导致气液混合速度慢，不能及时地将制冷剂分配均匀且节流效率低，从而不能使换热器均匀换热。

请参阅图1-图7，本申请提供一种分液装置100，该分液装置100包括第一分配管10以及第二分配管20，第一分配管10周壁开设有第一节流孔11，第一分配管10具有第一封闭端12和第一敞口端13，制冷剂经第一敞口端13进入第一分配管10中；第二分配管20位于第一分配管10的外部，且第二分配管20周壁开设有第二节流孔21，第二分配管20具有第二封闭端22和第二敞口端23，第二封闭端22靠近第一敞口端13设置，第二敞口端23靠近第一封闭端12设置，且第二敞口端23连接于第一分配管10，并与第一分配管10内部连通形成流通通道30，以使制冷剂能够从第一分配管10通过流通通道30进入第二分配管20内，将气液混合制冷剂进行均匀混合；制冷剂进入第一分配管10后，因液体的惯性较大，导致液态制冷剂大多冲到第一封闭端12聚集，再经流通通道30流入第二分配管20中，由于液相核心大，故会带动第二分配管20中的制冷剂沿与第一分配管10中制冷剂的流向相反的方向流动，以使通过流通通道30的液态制冷剂再次从第二敞口端23慢慢聚集于第二封闭端22，增加了气态制冷剂与液态制冷剂混合的次数，使液态制冷剂来回流动能够均衡分配，以使气液混合制冷剂能够进行充分混合；并且，在均匀分配制冷剂的同时，部分制冷剂能够从第一节流孔11与第二节流孔21喷射出，提高该分液装置100的分配效率。

如图6所示，在本申请中，第一节流孔11的数量为多个，多个第一节流孔11沿第一分配管10的长度方向间隔分布，能够及时地将第一分配管10内的制冷剂喷射出；第二节流孔21的数量也为多个，多个第二节流孔21沿第二分配管20的长度方向间隔分布，能够及时地将从第一分配管10通过流通通道30进入第二分配管20内的制冷剂喷射出；并且，第一节流孔11与第二节流孔21能够使流经第一节流孔11、第二节流孔21的液态制冷剂在喷出时部分蒸发为气态，加大气液混合效率，从而提高分液装置100效率。

当制冷剂在第一分配管10内流动时，由于液态制冷剂惯性较大，大多都会冲到第一封闭端12聚集，且沿制冷剂在第一分配管10内流动的方向，液态制冷剂聚集的量呈增大的趋势；再经流通通道30流入第二分配管20中，由于液相核心较大，会带动第二分配管20中的制冷剂沿与第一分配管10中制冷剂的流向相反的方向流动，大多都会冲到第二封闭端22聚集，且沿制冷剂在第二分配管20内流动的方向，液态制冷剂聚集的量呈增大的趋势；故液态制冷剂进行来回相反方向的流动，液态制冷剂能够均衡分布，且更加充分地与气态制冷剂均匀分配，从而提高分液装置100的分配效率。

进一步地，如图3及图7所示，第一分配管10的直径为D1，流通通道30的轴线与第一分配管10的轴线相交，且交点为F，沿第一分配管10的轴线方向，点F到第一封闭端12的距离为S，S与D1之间满足如下关系式：S＝KD1；其中，K为常数，且0.2＜K＜10；S的设置能够提高气液混合制冷剂进行均匀混合的效率，从而进一步增大分液装置100的分配效率；当S＞KD1时，流通通道30距离第一封闭端12的距离过大，因液体的惯性较大，聚集在靠近第一封闭端12的液态制冷剂较多，如果距离第一封闭端12的距离过大，将无法及时将聚集在靠近第一封闭端12的液态制冷剂排向第二分配管20中，使制冷剂进行相反方向流动并且来回分配，导致大量液体易留置于第一封闭端12，从而降低分液装置100的分配效率；当S＜KD1时，流通通道30距离第一封闭端12的距离过小，则会导致流通通道30的口径不能设置太大，否则会超出第一封闭端12，起不到分液的效果；但若流通通道30的口径过小，在流通通道30处的液态制冷剂的阻力便会增大，难以使液态制冷剂从流通通道30喷射至第二分配管20内，导致气态制冷剂与液态制冷剂均匀混合的效果差且效率低。

优选地，第二分配管20的直径为D2，D2＝qD1，其中，q为常数，且0.5＜q＜1；如此能够及时将气液混合制冷剂进行混合，缩短气态制冷剂与液态制冷剂的分配时间，提高分配效率。当D2＞qD1时，第二分配管20的容量过大，当制冷剂从流通通道30进入第二分配管20内时，由于第二分配管20的容量过大，液态制冷剂大多会优先聚集于第二敞口端23，蓄积到一定量时，再缓慢沿与第一分配管10中制冷剂流向的相反方向流动至第二封闭端22，不能及时进行气液制冷剂的混合，并且，不能及时将气液混合的制冷剂从第二节流孔21喷射出，大大增加了分配时间，导致分配效率降低；当D2＜qD1时，第二分配管20的容量过小，液态制冷剂由于液相核心大，会快速经流通通道30流入第二分配管20中，但由于第二分配管20的容量过小，导致第一封闭端12的液态制冷剂不能及时地经流通通道30进入第二敞口端23，再沿与第一分配管10中制冷剂的流向相反的方向流动来让液态制冷剂进行来回均衡分布，从而无法使气液制冷剂进行均匀分配，导致分配效率降低。

在一实施例中，如图1-图3所示，第一分配管10与第二分配管20的外壁相互连接，第一分配管10靠近第一封闭端12开设有第一导流孔14，第二分配管20远离第二封闭端22的一端开设有第二导流孔24以形成第二敞口端23，第一导流孔14与第二导流孔24连通以形成流通通道30；第一分配管10中的制冷剂能够从第一封闭端12经流通通道30流至第二分配管20中，使其在第二分配管20中沿与第一分配管10中制冷剂的流向相反的方向流动，以提高分配速度。

进一步地，在本申请中，第一分配管10与第二分配管20均呈空心圆柱状；如图8所示，在一实施例中，第一分配管10与第二分配管20均为D型管50，以使制冷剂在第一分配管10与第二分配管20之间流动。

在另一实施例中，如图4-图7所示，第二分配管20与第一分配管10之间间隔设置，且第二分配管20远离第二封闭端22的一端敞口25设置以形成第二敞口端23，敞口25与第一分配管10连通以形成流通通道30；使制冷剂经第一节流孔11直接喷射出的同时，将聚集在第一封闭端12的液体制冷剂经流通通道30排至第二分配管20内，再沿与第一分配管10中制冷剂的流向相反的方向流动的同时，从第二节流孔21直接喷射出，以提高分配效率。

具体地，敞口25的口径为D3，0.5mm＜D3＜10mm，能够提高气液混合制冷剂的均匀混合效率；当敞口25口径小于0.5mm时，敞口25处的阻力增大，难以使靠近第一封闭端12的液态制冷剂从敞口25喷射出，导致均匀混合效果差、效率低；当敞口25口径大于10mm时，敞口25处的液体制冷剂不能在被部分蒸发成气态制冷剂的同时喷射至分配管中，且因敞口25口径过大，液态制冷剂会大量且快速经流通通道30流至第二分配管20中，大量液体易留置于第二分配管20的第二敞口端23，导致气液制冷剂均匀混合不及时且效果差。

当然，如图9-图12所示，在其他实施例中，第一分配管10与第二分配管20之间也可以通过管件51或者型材件52连通，且管件51、型材件52均靠近第一封闭端12设置，以使制冷剂在第一分配管10与第二分配管20之间流动。

如图18所示，本申请还提供一种换热器40，该换热器40包括第一集流管41及第二集流管42，分液装置100安装于第一集流管41和/或第二集流管42内，且第一分配管10的进口伸出第一集流管41和/或第二集流管42，使制冷剂能够经过分液装置100的第一分配管10进入，部分从第一节流孔11喷射出的同时，再经流通通道30流入第二分配管20中进行均匀分配，并且，能够将分配均匀的制冷剂经第二节流孔21喷射至第一集流管41和/或第二集流管42内，以提高第一集流管41和/或第二集流管42的换热效率。

进一步地，换热器40还包括扁管43，扁管43的两端分别伸入并连通第一集流管41与第二集流管42，将进入第一集流管41和/或第二集流管42的制冷剂通过扁管43进行均匀换热。

具体地，如图12及图13所示，在一实施例中，第一分配管10与第二分配管20在同一平面上的圆心连接形成的线段垂直于扁管43的长度方向。

如图14及图15所示，在另一实施例中，第一分配管10与第二分配管20在同一平面上的圆心连接形成的线段平行于扁管43的长度方向。

如图16及图17所示，在另一实施例中，第一分配管10与第二分配管20在同一平面上的圆心连接形成的线段与扁管43的长度方向呈角度C设置，0°＜C＜180°且C≠90°；以便于制冷剂经过分液装置100的均匀分配后喷射至第一集流管41和/或第二集流管42内，再通过扁管43进行均匀换热，以提高换热效率。

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。

以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式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。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种分液装置，其特征在于，包括第一分配管以及第二分配管，所述第一分配管周壁开设有第一节流孔，所述第一分配管具有第一封闭端和第一敞口端，所述第二分配管位于所述第一分配管的外部，且所述第二分配管周壁开设有第二节流孔，所述第二分配管具有第二封闭端和第二敞口端，所述第二封闭端靠近所述第一敞口端设置，所述第二敞口端靠近所述第一封闭端设置，且所述第二敞口端连接于所述第一分配管，并与所述第一分配管内部连通形成流通通道；

所述第一分配管的直径为D1，所述流通通道的轴线与所述第一分配管的轴线相交，且交点为F，沿所述第一分配管的轴线方向，点F到所述第一封闭端的距离为S，S与D1之间满足如下关系式：S＝KD1；

其中，K为常数，且0.2＜K＜10。

2.根据权利要求1所述的分液装置，其特征在于，所述第二分配管的直径为D2，D2＝qD1，其中，q为常数，且0.5＜q＜1。

3.根据权利要求2所述的分液装置，其特征在于，所述第一分配管与所述第二分配管的外壁相互连接，所述第一分配管靠近所述第一封闭端开设有第一导流孔，所述第二分配管远离所述第二封闭端的一端开设有第二导流孔以形成所述第二敞口端，所述第一导流孔与所述第二导流孔连通以形成所述流通通道。

4.根据权利要求3所述的分液装置，其特征在于，所述第一分配管与所述第二分配管均为D型管。

5.根据权利要求2所述的分液装置，其特征在于，所述第二分配管与所述第一分配管之间间隔设置，所述第二敞口端与所述第一分配管连通以形成所述流通通道。

6.根据权利要求5所述的分液装置，其特征在于，所述第二分配管远离所述第二封闭端的一端敞口设置以形成所述第二敞口端，所述敞口与所述第一分配管连通以形成所述流通通道。

7.根据权利要求6所述的分液装置，其特征在于，所述敞口的口径为D3，0.5mm＜D3＜10mm。

8.根据权利要求5所述的分液装置，其特征在于，所述第二分配管与所述第一分配管之间通过管件或者型材件连通，且所述管件、所述型材件均靠近所述第一封闭端设置。

9.一种换热器，其特征在于，包括扁管、第一集流管、第二集流管以及如权利要求1-8任意一项所述的分液装置，所述分液装置安装于所述第一集流管和/或所述第二集流管内，所述扁管的两端分别伸入并连通所述第一集流管与所述第二集流管。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述第一分配管与所述第二分配管在同一平面上的圆心连接形成的线段与所述扁管的长度方向呈角度C设置，0°＜C＜180°。

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