CN204513866U - 一种汽液分离装置及具有气液分离功能的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽液分离装置，包括固定开孔隔板，活动分液隔板和开槽圆板，所述固定开孔隔板固定在联箱内侧壁上，所述开槽圆板固定在所述联箱内侧壁上，所述活动分液隔板活动设置在所述固定开孔隔板和所述开槽圆板之间的联箱内，所述固定开孔隔板上设置最少一个通孔，所述活动分液隔板上设置最少一个分液孔，所述开槽圆板上设置有贯穿的槽孔，在所述活动分液隔板与开槽圆板之间连接弹簧，所述弹簧用于将所述活动分液隔板顶向所述固定开孔隔板下方。本实用新型还公开一种具有气液分离功能的换热器。本实用新型可作为冷凝器或者蒸发器使用，且能够让制冷剂在换热过程中实现有效的气液分离，提高了换热器的性能，具有较高的工程应用价值。

Description

一种汽液分离装置及具有气液分离功能的换热器

【技术领域】

本实用新型涉及换热设备领域，尤其是一种汽液分离装置及具有气液分离功能的换热器。

【背景技术】

换热器作为两种介质进行热交换的重要单元设备，广泛应用于能源系统、动力工程、化工、石油化工、食品以及制冷空调等行业。在一个制冷空调系统中，冷凝器和蒸发器是两个重要的换热设备，其换热效率直接影响到系统的性能。当制冷剂在冷凝器进行凝结换热时，液体的制冷剂不断积累，其形成的液膜不断增厚，将严重影响了蒸汽的凝结；当制冷剂在蒸发器进行沸腾蒸发换热时，气相的制冷剂不断积累，当积累到一定程度时，液体制冷剂的沸腾换热效率也会降低，而且随着气体干度的增加，制冷剂的压降梯度会更大。公开号为CN101025340A的中国实用新型专利申请公开一种多级冷却中间分液式空气冷凝器，其通过多级中间分液式冷却，提高了每一流程制冷剂进口的干度，增强了管内冷凝传热效果。虽然该换热器作为冷凝器时能得到一个良好的换热性能，但是由于其结构的限制，其无法直接作为一个蒸发器使用，同时也不能解决制冷剂在蒸发过程中遇到的问题，所以上述换热器无法应用到热泵空调系统当中。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种结构简单，可以有效提高换热器的性能的汽液分离装置。

本实用新型的另一个目的是提供一种装有上述汽液分离装置的具有气液分离功能的换热器。

为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：一种汽液分离装置，包括固定开孔隔板，活动分液隔板和开槽圆板，所述固定开孔隔板固定在联箱内侧壁上，所述开槽圆板固定在所述联箱内侧壁上，所述活动分液隔板活动设置在所述固定开孔隔板和所述开槽圆板之间的联箱内，所述固定开孔隔板上设置最少一个通孔，所述活动分液隔板上设置最少一个分液孔，所述开槽圆板上设置有贯穿的槽孔，在所述活动分液隔板与开槽圆板之间连接弹簧，所述弹簧用于将所述活动分液隔板顶向所述固定开孔隔板下方，且使活动分液隔板能够上下滑动。

所述固定开孔隔板与活动分液隔板上的开孔与分液孔为相互错开设置，以使装置能实现启闭功能。

所述固定开孔隔板的孔径为2.5-3.5mm。

所述槽孔的孔径比分液孔约大3倍，可以使分液效率及效果达到最佳。

所述分液孔的直径为1-1.5mm。

所述活动分液隔板的密度小于工质密度，其外径比联箱内径约小0.1mm，保持自由活动的情况下，防止漏气现象。

具有气液分离功能的换热器，包括第一联箱、第二联箱、若干换热管和汽液分离装置，所述第一联箱和第二联箱分别安装在换热管两侧，若干换热管排布在所述第一联箱和第二联箱之间，且所述换热管与所述第一联箱和第二联箱内部连通；所述汽液分离装置安装在所述第一联箱和第二联箱内，将所述第一联箱和第二联箱分隔层若干气液分离流程。

所述第一联箱和第二联箱上连接排气支管，所述排气支管与排气集管连接，所述排气集管通过排气支管与各个气液分离流程连接；在所述排气支管上安装电磁阀。

所述第一联箱上端与进气管连接，所述第一联箱下端与出液管连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：可同时作为冷凝器或者蒸发器使用，并且能够让制冷剂在换热过程中实现有效的气液分离，提高了换热器的性能，具有较高的工程应用价值。

【附图说明】

图1本实用新型具有气液分离功能的换热器的机构示意图；

图2本实用新型具有气液分离功能的换热器作为冷凝器使用的机构示意图；

图3本实用新型具有气液分离功能的换热器作为蒸发器使用的机构示意图；

图4是本实用新型汽液分离装置关闭状态立体结构图；

图5是本实用新型汽液分离装置开启状态立体结构图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。

一种汽液分离装置，如图4-5所示，其包括固定开孔隔板81，活动分液隔板82和开槽圆板84，所述固定开孔隔板81固定在联箱4内侧壁上，所述开槽圆板84固定在所述联箱4的内侧壁上，所述活动分液隔板82活动设置在所述固定开孔隔板81和所述开槽圆板84之间的联箱4内，所述固定开孔隔板81上设置若干通孔，所述活动分液隔板82上设置若干分液孔，所述开槽圆板84上设置有使液体在所述联箱4内流动的贯穿槽孔，在所述活动分液隔板82与开槽圆板84之间连接弹簧83，所述弹簧83用于使活动分液隔板82顶向所述固定开孔隔板81，所述活动分液隔板82能在所述固定开孔隔板81下方滑动，且不会漏汽。

本实用新型所述的一种汽液分离装置具有启闭功能，其包括固定开孔隔板81，活动分液隔板82，弹簧83，开槽圆板84。固定分液隔板固定开孔隔板81固定在所述联箱4内部的特定位置，，其直径与联箱4内径相等，在所述固定开孔隔板81隔板上设置有若干个通孔，其孔径大于活动分液隔板82上的分液孔的孔径，这样才可以使液气混合物推动活动分液隔板82。所述开槽圆板83固定在联箱4内部，其直径与联箱内径相等，其上开较大流通面积的贯穿槽孔。所述活动分液隔板82下部连接着弹簧83，所述弹簧83又连接着开槽圆板84上部，三者连成一体。所述活动分液隔板82的直径与联箱4内径基本相同，但不固定在联箱4内部，其可根据弹簧83的伸缩情况在联箱4内部上下滑动。所述活动分液隔板82上也有若干个分液孔，所述分液孔的位置与固定开孔隔板81的通孔位置不一致，即与固定开孔隔板81的通孔位置是错开的，所述活动分液隔板82和固定开孔隔板81上的孔不存在交叠重合区域。当固定开孔隔板81的下表面与活动分液隔板82的上表面接合时，处于关闭状态，当当固定开孔隔板81的下表面与活动分液隔板82的上表面分开时，所述活动分液隔板82的分液孔与槽型圆板84的槽孔连通，处在通路状态。优选的，所述槽孔的孔径比分液孔约大3倍，在保证分液效果的同时，不会造成阻滞。所述分液孔的直径为1-1.5mm，优先，分液孔的直径为1.3mm。所述活动分液隔板82的密度小于工质密度，其外径比联箱内径约小0.1mm。所述开孔隔板81与开槽圆板84之间的距离为1.5-2cm，而所述活动分液隔板82具有1-1.5cm的滑动距离。

具有气液分离功能的换热器，如图1所示，包括第一联箱41、第二联箱42、若干换热管3和汽液分离装置8，所述第一联箱41和第二联箱42分别安装在换热管3两侧，若干换热管3排布在所述第一联箱41和第二联箱42之间，且所述换热管3与所述第一联箱41和第二联箱42内部连通。所述汽液分离装置8安装在所述第一联箱41和第二联箱42内，将所述第一联箱41和第二联箱42分隔层若干气液分离流程。所述第一联箱41和第二联箱42上连接排气支管5，所述排气支管5与排气集管7连接，所述排气集管7通过排气支管5与各个气液分离流程连接。在所述排气支管5上安装电磁阀6，用于控制开启。所述第一联箱41上端与进气管1连接，所述第一联箱41下端与出液管2连接。所述第一联箱41和第二联箱42竖直布置在换热管3两侧，所述进气管1和出液管2可以分别连接着第一联箱41上部和第二联箱42下部。可启闭的汽液分离装置8则安装在两侧所述第一联箱41和第二联箱42内部。所述排气支管5的进口位置位于所对应的汽液分离装置8的下方和换热管3进口处的上方，所述排气支管5的出口连接在排气集管7上(除了最上方的支管)。所述电磁阀可人为控制其开闭状态。当换热器作为冷凝器工作时阀门关闭，作为蒸发器时阀门开启。其中，所述汽液分离装置8在所述第一联箱41和第二联箱42内为相错开设置，以便于形成若干气液分离流程。

本实用新型的换热器可以同时作为冷凝器和蒸发器使用，并且在工作时具有气液分离的功能，换热器在工作时是竖直放置。为更清楚的说明，下面分换热器作为冷凝器和蒸发器时来阐述本实用新型的作用原理和动作过程。

当换热器作为冷凝器时，气相制冷剂从进气管1进入换热器,最终冷凝成液体的制冷剂从出液管2流出。制冷剂的流动过程如图2所示。在冷凝换热过程中，制冷剂从上往下流动，每根排气支管5上的电磁阀6人为控制在关闭状态，排气支管5和排气集管7等同于处在断路状态。由于制冷剂在换热管中流动有压力损失，所以当制冷剂流进联箱后，所述固定开孔隔板81上方的压力大于所述活动分液隔板82下方的压力，而且制冷剂往下流动时也带有冲力，此时制冷剂能够克服弹簧83的预紧力，压缩弹簧83，活动分液隔板82往下滑动，固定开孔隔板81和活动分液隔板便形成一定空间。制冷剂从固定开孔隔板81的孔流入，顶开活动分液隔板82，其中液体制冷剂再通过分液隔板82上的分液通孔流走，并且形成液膜，阻碍蒸汽穿过分液通孔,蒸汽则流入换热管中继续进行冷凝换热。由于两块隔板间的空间与固定开孔隔板上方的空间保持连通，所以活动分液隔板82的上表面受到的压力始终大于下表面的压力。在制冷剂连续流动的过程中，弹簧83一直被压缩，整个汽液分离装置保持着连通状态。

当蒸发器作为蒸发器时，气液两相的制冷剂从出液管2流进换热器，最终蒸发成气体的制冷剂从出气管1流出。制冷剂的流动过程如图5所示。在蒸发换热过程中，制冷剂从下往上流动，所有排气支管5上的电磁阀6处于开启状态，排气支管5与排气集管6等同于处在通路状态。由于制冷剂在换热管中流动有压力损失，当换热器作为蒸发器使用时，活动分液隔板82下方的压力大于上方的压力，再加上弹簧83预紧力的作用，此时固定开孔隔板81的下表面与活动分液隔板82的上表面保持贴合状态，由于两块隔板的上的孔没有重叠区域，所以整个汽液分离装置处在关闭状态。当制冷剂从换热管流进联箱后，由于气液两相存在密度差，气体一般处在液体的上部，而排气支管5的进口位置高于制冷剂下一管程的进口位置(除最上方的支管)，所以有蒸发过程中的部分蒸汽可以通过排气支管5流走，其余制冷剂则流入下一管程的换热管中继续换热。而排列在两侧排气集管最后位置的支管(即位置处在最上方的支管)的作用为将排气集管7中的蒸汽排到联箱4中，所以蒸汽在最上方支管的流动方向有别于其对应一侧下方的支管。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种汽液分离装置，其特征在于，包括固定开孔隔板，活动分液隔板和开槽圆板，所述固定开孔隔板固定在联箱内侧壁上，所述开槽圆板固定在所述联箱内侧壁上，所述活动分液隔板活动设置在所述固定开孔隔板和所述开槽圆板之间的联箱内，所述固定开孔隔板上设置最少一个通孔，所述活动分液隔板上设置最少一个分液孔，所述开槽圆板上设置有贯穿的槽孔，在所述活动分液隔板与开槽圆板之间连接弹簧，所述弹簧用于将所述活动分液隔板顶向所述固定开孔隔板下方。

2.按照权利要求1所述的一种汽液分离装置，其特征在于，所述固定开孔隔板与活动分液隔板上的开孔与分液孔为相互错开设置。

3.按照权利要求2所述的一种汽液分离装置，其特征在于，所述固定开孔隔板的孔径为2.5-3.5mm。

4.按照权利要求1所述的一种汽液分离装置，其特征在于，所述槽孔的孔径比分液孔约大3倍。

5.按照权利要求3所述的一种汽液分离装置，其特征在于，所述分液孔的直径为1-1.5mm。

6.按照权利要求3所述的一种汽液分离装置，其特征在于，所述活动分液隔板的密度小于工质密度，其外径比联箱内径约小0.1mm。

7.具有气液分离功能的换热器，包括第一联箱、第二联箱、若干换热管和如权利要求1-6任一所述的汽液分离装置，所述第一联箱和第二联箱分别安装在换热管两侧，若干换热管排布在所述第一联箱和第二联箱之间，且所述换热管与所述第一联箱和第二联箱内部连通；其特征在于，所述汽液分离装置安装在所述第一联箱和第二联箱内，将所述第一联箱和第二联箱分隔层若干气液分离流程。

8.按照权利要求7所述的具有气液分离功能的换热器，其特征在于，所述第一联箱和第二联箱上连接排气支管，所述排气支管与排气集管连接，所述排气集管通过排气支管与各个气液分离流程连接；在所述排气支管上安装电磁阀。

9.按照权利要求8所述的具有气液分离功能的换热器，其特征在于，所述第一联箱上端与进气管连接，所述第一联箱下端与出液管连接。