CN214841830U - 帽状分流元件和流体分配器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流体分配技术领域，公开一种帽状分流元件，包括帽状本体，其上分布设置有多个分流通孔，且帽状本体的孔隙率为60％～78％；且分流通孔的轴线与其所在曲面的法线的夹角为0°～15°；且帽状本体的高度与其端口的特征长度的特征比值为0.7～1.5。通过对分流通孔的孔隙率的控制，对分流通孔的开设方向的设置，以及帽状的凹进程度，能够对流体起到更好的混流作用，使流经其的流体混合均匀且稳定；使得包含其的流体分配器分液均匀，能达到甚至优于现有文丘里分配器的均匀性和稳定性；进而，使采用该分液器的换热器分流均匀、提升能效。且分流元件结构简单，加工成型简易，加工成本低。本申请还公开一种流体分配器。

Description

帽状分流元件和流体分配器

技术领域

本申请涉及流体分配技术领域，例如涉及一种帽状分流元件和流体分配器。

背景技术

目前，制冷系统中，除了制冷(热)量很小的情况，换热器一般采用多路并联的形式，使制冷剂保持最佳流速，同时换热器制冷剂侧压降限制在一定范围内，且当气液混合均匀的制冷剂被等量分配到各支路，才能保证换热器被高效的利用。当制冷剂不能均匀地分配到各支路时，会引起各换热器的各支路出口产生不同的过热度，供液少的支路过早进入过热区，处于过热区的换热器系数大大下降，这部分换热面积不能被充分利用，从而导致换热效率下降。针对空调制冷系统，当换热器为空调室内机蒸发器时，会引起出风温度不均匀，舒适性下降等。

针对上述情况，在换热器之前设置分液器来保证制冷剂被均匀且等量地分配到各支路中，现有常用的分配器包括文丘里型分液器和压降型分液器，使两相制冷剂混合均匀。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：现有分液器存在成本高且对安装环境限制大的问题。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种帽状分流元件和流体分配器，以解决现有分液器存在成本高且对安装环境限制大的问题。

在一些实施例中，所述一种帽状分流元件，包括帽状本体，其上分布设置有多个分流通孔，且帽状本体的孔隙率为60％～78％；且分流通孔的轴线与其所在曲面的法线的夹角为0°～15°；且帽状本体的高度与其端口的特征长度的特征比值等于或大于0.7且小于或等于1.5。

在一些实施例中，所述流体分配器，包括前述的帽状分流元件。

本公开实施例提供的帽状分流元件和流体分配器，可以实现以下技术效果：

采用本公开实施例提供的帽状分流元件，通过对分流通孔的孔隙率的控制，以及对分流通孔的开设方向的设置，以及控制帽状的凹进程度，能够对流体(例如，两相冷媒)起到更好的混流作用，使流经其的流体混合均匀且稳定；使得包含其的流体分配器分液均匀，达到很好的均匀性和稳定性，能达到甚至优于现有文丘里分配器的均匀性和稳定性；进而，使采用该分液器的换热器分流均匀、提升能效。同时，本公开实施例的分流元件结构简单，加工成型简易，加工成本低。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种分流元件的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种分流元件的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种曲面状分流元件的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的另一种曲面状分流元件的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的另一种曲面状分流元件的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的另一种锥体状分流元件的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的一种帽状分流元件的结构示意图；

图8是本公开实施例提供的另一种帽状分流元件的结构示意图；

图9-a至图9-n是本公开实施例提供的分流元件的多种不同的分流通孔的结构示意图；

图10是本公开实施例提供的一种流体分配器的结构示意图；

图11是图10所示的流体分配器的剖视结构示意图；

图12是本公开实施例提供的另一种流体分配器的结构示意图；

图13是图12所示的流体分配器的剖视结构示意图；

图14是本公开实施例提供的另一种流体分配器的结构示意图；

图15是图14所示的流体分配器的剖视结构示意图；

图16是本公开实施例提供的另一种流体分配器的结构示意图；

图17是本公开实施例提供的另一种流体分配器的结构示意图；

图18是本公开实施例提供的另一种流体分配器的结构示意图；

图19是本公开实施例提供的另一种流体分配器的俯视结构示意图；

图20是本公开实施例提供的另一种流体分配器的俯视结构示意图；

图21是本公开实施例提供的另一种流体分配器的俯视结构示意图；

图22-a和图22-b是实施例1的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图23-a和图23-b是实施例1的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图24-a和图24-b是实施例1的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图25-a和图25-b是实施例1的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图26-a和图26-b是实施例1的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图27-a和图27-b是实施例2的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图；

图28-a和图28-b是实施例2的一种流体分配器的流体仿真结果柱状图。

附图标记：

100、分流元件；101、元件本体；102、分流通孔；103、装配结构件；104、安装端；110、曲面状分流元件；120、帽状分流元件；200、流体分配器；210、分配腔；211、前腔；212、后腔；213、过渡腔；214、入口端；215、出口端；216、安装结构；220、进液管；221、第一管段；222、第二管段；230、分配支管。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1～21所示，本公开实施例提供一种分流元件100，包括元件本体101，其上分布设置有多个分流通孔102，且元件本体的孔隙率为60％～78％；且分流通孔102的轴线与其所在面的法线的夹角为0°～15°。

采用本公开实施例提供的分流元件100，通过对分流通孔102的孔隙率的控制，以及对分流通孔102的开设方向的设置，能够对流体(例如，两相冷媒)起到更好的混流作用，使流经其的流体混合均匀且稳定；使得包含其的流体分配器分液均匀，达到很好的均匀性和稳定性，能达到甚至优于现有文丘里分配器的均匀性和稳定性；进而，使采用该分液器的换热器分流均匀、提升能效。同时，本公开实施例的分流元件100结构简单，加工成型简易，加工成本低。

本公开实施例中，针对制冷循环中的气液两相制冷剂，其进入流体分配器，流经分流元件100时，原有流线被分流元件100打破，形成紊流，同时高速的制冷剂在分流元件100前后压差作用下产生了涡流，气相和液相制冷剂被充分混合，气液混合均匀的制冷剂被等量分配到各支路，进而保证换热器被高效的利用。

可选地，元件本体101的孔隙率为65％～78％。

可选地，元件本体101的孔隙率为69％～75％。

本公开实施例中，依据分流元件100的孔隙率要求，可限定分流元件100上分流通孔102的目数为大于60目。可选地，分流元件100上分流通孔102的目数为大于60目且小于110目。可选地，分流通孔102的目数为70目、80目、90目或者100目等。

在一些实施例中，分流元件100为在实心本体上构造多个分流通孔102获得的；或者，分流元件100为由丝状材料编织获得；或者，分流元件100为由多孔介质材料构建获得。加工成型简易，加工成本低。当然，分流元件100的成型方式不限于此处的三种。

可选地，分流元件100为在实心本体上构造多个分流通孔102获得的。实心本体的材质包括金属、纤维或者塑料。

可选地，分流元件100为由丝状材料编织获得的丝网。其中，丝状材料的材质包括金属、纤维或者塑料，则，分流元件100分别为金属丝网、纤维丝网或者塑料丝网。

本实施例中，在保证丝网的孔隙率的前提下，优选丝网的规格为大于60目。可选地，丝网的规格为大于60目且小于110目。可选地，丝网的规格为70目、80目、90目或者100目等。

本实施例中，丝状材料的丝径(直径)为0.06～0.15mm。可选地，丝状材料的丝径为0.08mm～0.12mm。可选地，丝状材料的丝径为0.08mm、0.1mm、0.12mm或者0.06～0.15mm范围内的其他任意数值。

可选地，丝网的规格包括80目，丝径为0.1mm(孔隙率为75％)、0.12mm(孔隙率为70％)或者0.15mm(孔隙率为63％)。

可选地，丝网的规格包括90目，丝径为0.1mm(孔隙率为72％)或者0.08mm(孔隙率为78％)。

可选地，丝网的规格包括100目，丝径为0.1mm(孔隙率为69％)、0.08mm(孔隙率为75％)或者0.12mm(孔隙率为63％)。

可选地，分流元件100为由多孔介质材料构建获得。具体地，分流元件100为原位制备得到的多孔介质材料；其中，原位制备的多孔介质材料可一体成型获得分流元件100，例如，多孔金属材料，泡沫镍、泡沫钛等。或者，分流元件100由粒状多孔介质材料填充于成型框架内构建获得；将成型框架设计为分流元件100的本体形状，将粒状多孔介质材料填充于成型框架内即可。通过调节粒状多孔介质材料的粒径、孔隙率等参数可获得需求的分流元件100。

在一些实施例中，元件本体101的形状包括：板状(如图1所示)、曲面状(类似碗状，如图3所示)、锥体状(如图6所示)、锥台状或者帽状(如图7所示)。其中，帽状为一种特殊的锥台状，即锥台的上底面与侧壁的连接为曲面过渡连接。当然，本体的形状不限于上述列举的几种，其它形状也可以适用于本公开实施例的分流元件100，只要保证其孔隙率在60％～78％的范围内即可。

在一些实施例中，元件本体101的形状为板状。本实施例中，分流元件100整体为板状体。如图2所示，分流通孔102的轴线与其所在面(板状本体所在的平面)的法线的夹角α为0°～15°。这里，法线(定义为第一种法线m₁)为垂直于板状本体所在平面的垂线。即，分流通孔102沿板状本体的轴向平行设置或者倾斜设置。当分流通孔102沿板状本体的轴向倾斜设置时，倾斜角度(即夹角α)大于0°且等于或小于15°。

在一些实施例中，元件本体101的形状为曲面状。本实施例中，分流元件100整体为曲面体。如图4所示，分流通孔102的轴线与其所在面(曲面)的法线的夹角α为0°～15°。这里，法线(定义为第二种法线m₂)是分流通孔102所在曲面的切面的垂线，且该垂线过该曲面所在的球体的球心。即，分流通孔102沿所在曲面的过球心的径向线平行设置或者倾斜设置。当分流通孔102倾斜设置时，倾斜角度(即夹角α)大于0°且等于或小于15°。

在一些实施例中，元件本体101的形状为锥体状。本实施例中，分流元件100整体为锥体。如图6所示，分流通孔102的轴线与其所在面(曲面)的法线的夹角α为0°～15°。这里，法线(定义为第三种法线m₃)是分流通孔102所在的曲面的切面的垂线，且该垂线过该分流元件100的轴线。当分流通孔102倾斜设置时，倾斜角度α大于0°且等于或小于15°。

在一些实施例中，元件本体101的形状为锥台状。本实施例中，分流元件100整体为锥台体。分流通孔102的轴线与其所在面(曲面)的法线的夹角为0°～15°。这里，位于锥台状本体的侧面上的法线为第三种法线m₃，位于锥台体的上底面上的法线为第一种法线m₁。

针对本体形状为帽状的分流元件100，如图7所示，其包括侧面部、过渡曲面部和平面部(即上底面)，则帽状本体上分布设置的多个分流通孔102中，位于侧面部上的法线为第三种法线m₃，位于平面部上的法线为第一种法线m₁，位于过渡曲面部上的法线为第二种法线m₂。

在一些实施例中，分流通孔102的轴线与其所在面的法线的夹角α为5°～15°。可选地，夹角α为8°～12°。可选地，夹角α为10°。

可选地，多个分流通孔102的轴线均与分流元件100的轴线相交。可选地，多个分流通孔102的轴线均与分流元件100的流入侧的轴线相交。即多个分流通孔102沿流体的流向(如图2中箭头所示的方向)呈发散状设置。沿轴向流入的流体(例如，两相制冷剂)流经分流元件100后，形成的紊流更强，高速的制冷剂在分流元件100前后压差作用下产生了涡流，气相和液相制冷剂被更好的充分混合。

可选地，分流元件100上，多个分流通孔102的轴线与其所在面(板状本体所在的平面)的法线的夹角α相同或不同。

在一些实施例中，结合图9-a至图9-l所示，分流通孔102的截面形状包括规则的几何形状、不规则的几何形状或者由多个几何形状构成的图形。不限定，依据需求确定即可。

可选地，规则的几何形状包括但不限于三角形、方形、圆形或多边形等，其中，多边形为边长大于或等于5的正多边形或非正多边形。

可选地，多个几何形状构成的图形中，多个几何形状按设定布局构成具有一定图案的图形。其中，多个几何形状一样(如图9-j和图9-k所示)或者不一样。

可选地，不规则的几何形状主要是针对原位合成的多孔介质材料构成的本体。例如，多孔金属材料，如，多孔金属镍、多孔金属钛等。当然通过在实体本体上构造或丝状材料编织也可获得不规则的几何形状。如图9-l所示的一种截面呈不规则的几何形状的分流通孔102。

本公开实施例的分流元件100上的多个分流通孔102的分布设置不限定，依据设定规则分布设置即可。可选地，多个分流通孔102按设定规则均匀分布设置于元件本体101上。

在一些实施例中，结合图9-a至图9-e所示，多个分流通孔102呈阵列排布。

可选地，如图9-a至图9-d所示，多个分流通孔102呈方形阵列排布。可选地，如图9-e多个分流通孔102呈多个同心圆形阵列排布。

在一些实施例中，结合图9-f至图9-i所示，多个分流通孔102多列设置且相邻列的分流通孔102交错排列；或者，多个分流通孔102多排设置且相邻排的分流通孔102交错排列。

在一些实施例中，多个分流通孔102在元件本体101上呈螺旋状排布。

在一些实施例中，结合图9-i至图9-k，图9-m和图9-n所示，多个分流通道中，相邻的分流通孔102共边。多个分流通道呈网孔，分流元件100形成网状分流元件100。

可选地，多个分流通孔102呈阵列排布且相邻的分流通孔102共边。

可选地，多个分流通孔102交错设置且相邻的分流通孔102共边。例如，如图9-m所示，正方形的形成方格网状通孔的分流元件100。如图9-n所示，正六边形的分流通孔102形成具有蜂窝状通孔的分流元件100。

本公开实施例中，分流元件100中的多个分流通道的孔径相同或不同。依据实际需要确定即可。

在一些实施例中，分流元件100，结合图5和图8所示，还包括装配结构件103，设置于元件本体101的边缘上。方便分流元件100装配至分配器内。可选地，装配结构件103包括环形圈体，与曲面状本体的端口适配连接。

本公开实施例的分流元件100中，依据元件本体101的形状可将元件本体101分为板状本体和非板状本体。相应地，分流元件100分为板状分流元件和非板状分流元件。

在一些实施例中，分流元件100的元件本体101的高度A与元件本体101的特征长度B的特征比值为等于或大于0且小于或等于1.5。即，特征比值为0时，说明高度A为0，即分流元件100的元件本体101呈板状。特征比值不为0时，则高度A不为0，分流元件100的元件本体101呈非板状，可呈曲面状(类似碗状，如图3所示)、锥体状(如图6所示)、锥台状或者帽状(如图7所示)等。依据元件本体101的具体形状确定特征比值即可。

分流元件100的元件本体101呈非板状时，元件本体101的特征长度B为元件本体101的端口的特征长度。特征长度是能体现元件本体101(或其端口)的形状特征的参数，例如，元件本体101呈圆形时，特征长度为半径的长度；元件本体101呈方形时，特征长度为边长的长度。

元件本体101的高度A与元件本体101的特征长度B为分流元件100的形状特征参数，能够体现本体形状的特征参数。依据分流元件100的形状的不同，其形状特征参数有所不同。

结合图3至图5所示，本公开实施例提供了一种曲面状分流元件110，包括曲面状本体，其上分布设置有多个分流通孔102，且曲面状本体的孔隙率为68％～75％；且所述分流通孔102的轴线与其所在曲面的法线的夹角为0°～15°。流体经曲面状本体后，流体的流向发散，紊流强度大，混合效果好。

在一些实施例中，曲面状本体的高度A1与其端口的特征长度B1的第一特征比值等于或大于0.1且小于或等于0.4。本实施例的曲面状本体通过控制曲面的凹进程度，可获得更优的混流效果，达到甚至优于现有文丘里分配器的混合效果。

可选地，第一特征比值等于或大于0.15且小于或等于0.3。可选地，第一特征比值等于或大于0.15且小于或等于0.2。可选地，第一特征比值为0.18。可选地，第一特征比值为[0.1，0.4]范围内的任意数值，在此不一一列举。

本公开实施例的曲面状分流元件110上的分流通孔102的结构参数参考前述相关内容即可，在此不再赘述。

可选地，曲面状本体的高度A1等于或大于2mm且小于或等于50mm。本实施例中，结合第一特征比值的取值范围确定曲面状本体的端口的特征长度B1的取值范围。其中，曲面状本体的端口的特征长度B1还可由分流元件所装配至流体分配器的分配腔的尺寸所确定，再结合第一特征比值来确定曲面状本体的高度A1。

可选地，曲面状本体的高度A1等于或大于5mm且小于或等于40mm。

可选地，曲面状本体的高度A1等于或大于8mm且小于或等于30mm。

可选地，曲面状本体的高度A1等于或大于10mm且小于或等于20mm。

在一些实施例中，曲面状本体的曲面半径R1为10～15。可选地，R1为12。

可选地，曲面状本体为球缺体或者半球体。

在一些实施例中，曲面状分流元件110，还包括，装配结构件103，设置于曲面状本体的端口上。方便分流元件100装配至分配器内。可选地，装配结构件103包括环形圈体，与曲面状本体的端口适配连接。

可选地，呈环形圈体的装配结构件103的截面呈梯形，曲面状本体的端口与装配结构件103的小尺寸端连接。在将曲面状分流本体装配至流体分配器的分配腔内后，保证曲面状本体与分配腔的内壁具有一定距离，保证流体的顺畅通过。

结合图7和图8所示，本公开实施例提供了一种帽状分流元件120，包括帽状本体，其上分别设置有多个分流通孔102，且帽状本体的孔隙率为68％～75％；且分流通孔102的轴线与其所在曲面的法线的夹角为0°～15°。

在一些实施例中，帽状本体的高度A2与其端口的特征长度B2的第二特征比值等于或大于0.7且小于或等于1.5。本实施例的帽状本体通过控制帽状的凹进程度，可获得更优的混流效果，达到甚至优于现有文丘里分配器的混合效果。

可选地，第二特征比值等于或大于0.75且小于或等于1.25。可选地，第二特征比值等于或大于0.9且小于或等于1.1。可选地，第二特征比值等于1.0。可选地，第二特征比值为[0.7,1.5]范围内的任意数值，例如，0.7，0.75，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2，1.25，1.3，1.4或1.5，在此不一一列举。

本公开实施例的帽状分流元件120上的分流通孔102的结构参数参考前述相关内容即可，在此不再赘述。

在一些实施例中，帽状本体的高度A2等于或大于5mm且小于或等于60mm。本实施例中，结合第二特征比值的取值范围确定帽状本体的端口的特征长度B2的取值范围。其中，帽状本体的端口的特征长度B2还可由分流元件100所装配至流体分配器的分配腔的尺寸所确定，再结合第二特征比值来确定帽状本体的高度A2。

可选地，帽状本体的高度A2等于或大于6mm且小于或等于50mm。

可选地，帽状本体的高度A2等于或大于8mm且小于或等于40mm。

可选地，帽状本体的高度A2等于或大于10mm且小于或等于30mm。

可选地，帽状本体的高度A2等于或大于12mm且小于或等于20mm。

可选地，帽状本体的高度A2等于15mm。

帽状本体包括侧面部、过渡曲面部和平面部；过渡曲面部将侧面部和平面部过渡连接，构成帽状本体。

可选地，帽状本体包括侧面部，侧面部与帽状本体的轴线平行或者向帽状本体的轴线倾斜。当侧面部向帽状本体的轴线倾斜时，侧面部在与帽状本体的轴线垂直的平面上的投影的长度等于或大于1mm且小于或等于20mm。

可选地，过渡曲面部的曲面半径R2为2～15。可选地，过渡曲面部的曲面半径R2为4～10。可选地，过渡曲面部的曲面半径R2为6。可选地，过渡曲面部的曲面半径R2可以为[2，15]范围内的任意数值。

在一些实施例中，帽状分流元件120，还包括，装配结构件103，设置于帽状本体的端口上。方便分流元件装配至分配器内。可选地，装配结构件103包括环形圈体，与帽状本体的端口适配连接。

可选地，呈环形圈体的装配结构件103的截面呈梯形，帽状本体的端口与装配结构件103的小尺寸端连接。在将帽状分流本体装配至流体分配器的分配腔内后，保证帽状本体与分配腔的内壁具有一定距离，保证流体的顺畅通过。

结合图10至图21所示，本公开实施例提供一种流体分配器200，包括前述任一实施例的分流元件100。

本公开实施例的流体分配器200的外形尺寸可缩小，对结构空间的要求小，节省设计空间。使得流体分配器200的均匀性和稳定性好，能达到甚至优于现有文丘里分配器的均匀性和稳定性；进而，使采用该分液器的换热器分流均匀、提升能效。同时，本公开实施例的流体分配器200结构简单，加工成型简易，加工成本低。

在一些实施例中，一种流体分配器200，包括分配器本体、前述任一实施例的分流元件100、进液管220和多个分配支管230，分配器本体内设置有分配腔210；分流元件100设置于分配腔210内并将其分隔为前腔211和后腔212；进液管220与前腔211连通；多个分配支管230与后腔212连通。其中，进液管220和多个分配支管230均与分流元件100的轴线平行。其中，分流元件100包括元件本体101，元件本体101上设置有多个分流通孔102，且本体的孔隙率为60％～78％；且分流通孔102的轴线与其所在面的法线的夹角为0°～15°。

本公开实施例中，分配器本体上一般包括过渡腔213和分配腔210，参考图11所示，分配腔210呈直筒体(例如，圆筒体)，过渡腔213呈锥形，小口径端与进液管220连接，大口径端与分配腔210的入口端的尺寸一致。因此，下述的分配腔210指的是呈直筒体部分的腔体。当然，分配腔210不限于本公开实施例中的直筒体形状，也可以是其他形状或变径的筒体。

分流元件100设置于分配腔210内，将分配腔210分隔为前腔211和后腔212，前腔211为分流元件100的元件本体101与分配腔210的入口端之间腔体，后腔212为元件本体101与分配腔210的出口端之间腔体。当膨胀后的制冷剂由进液管220进入到分配腔210时，由于管径的突然扩大，会使得气液两相混合较为均匀。同时仍然会存在较大的液滴或者气泡，其伴随的流型包括泡状流、弹状流等，其流动状态依然处于不稳定及不均匀的状态。分流元件100(例如，曲面状分流元件110和帽状分流元件120)把较大的气泡与液滴打碎，使得流型转变为稳定状态下的雾状流，很大程度上遏制了流体分配器200内的相分离现象，均匀分布在分配器顶端的分配支管230在变工况运行条件下可获得更加稳定的流量比。采用该分流元件110可使得换热器出口温度及过热度在变工况下的变化具有一定的稳定性和规律性，因此电子膨胀阀反馈调控逻辑的工作稳定性也会得到提升。

分配腔210的轴向长度H不限定，依据所安装空间确定即可。可选地，分配腔210的轴向长度H不低于30mm。在安装空间允许的前提下可以尽量增加分配腔210的轴线长度H。可选地，分配腔210的轴向长度H等于或大于30mm且小于或等于60mm。可选地，分配腔210的轴向长度H等于或大于35mm且小于或等于50mm。

在一些实施例中，前腔211的轴向长度C与分配腔210的轴向长度H的第一比值不低于0.3。即，前腔211的轴向长度控制一个最小值，保证混合效果。依据安装空间可选择具有不同轴向长度的分配腔210的流体分配器200，实现更好的混合均匀效果。本实施例中，前腔211的轴向长度C为分流元件100的元件本体101与分配腔210的入口端214之间的第一轴向距离，当分流元件100为非板状结构时，前腔211的轴向长度C为分配腔210的入口端214至元件本体101在轴向上的延伸最远点(或，最高点)的距离。相应地，后腔212的轴向长度D与分配腔210的轴向长度H的比值不高于0.7。

可选地，前腔211的轴向长度C不超过60mm。即，分流元件100的元件本体101与分配腔210的入口端214之间的第一轴向距离不超过60mm。本实施例中，轴向长度C的具体值依据所采用的分流元件100的本体形状不同而有所不同。

可选地，前腔211的轴向长度C为等于或大于5mm且小于或等于60mm。

可选地，前腔211的轴向长度C为等于或大于8mm且小于或等于50mm。

可选地，前腔211的轴向长度C为等于或大于10mm且小于或等于30mm。

可选地，前腔211的轴向长度C为等于或大于12mm且小于或等于20mm。

可选地，前腔211的轴向长度C为等于或大于15mm。

在一些实施例中，前腔211的轴向长度C包括分流元件100的安装高度h和元件本体101的高度A；分流元件100的安装高度h为分流元件100的安装端104至分配腔210的入口端214之间的第二轴向距离。

可选地，分流元件100的安装高度h与分配腔210的轴向长度H的第二比值不超过0.3。通过综合第一比值和第二比值的控制能够保证制冷剂中的大液滴和气泡被碗状分流装置充分打碎，形成扰流区。

在一些实施例中，分流元件100为板状分流元件100时，前腔211的轴线长度C即为板状分流元件100的安装高度h。前腔211的轴向长度C等于或大于5mm且小于或等于15mm。

在一些实施例中，分流元件100为非板状分流元件100时，前腔211的轴向长度C与分配腔210的轴向长度H的第一比值不低于0.3；且分流元件100的安装端104至分配腔210的入口端214的轴向距离h(即安装高度h)与分配腔210的轴向长度H的第二比值不超过0.3。

在一些实施例中，分流元件为曲面状分流元件110时，第一比值等于或大于0.3且小于或等于0.7；第二比值为等于或大于0.15且小于或等于0.3。曲面状分流元件110的形状类似碗状，成型方式和材质均不限定，例如，曲面状丝网分流元件。

可选地，第一比值等于或大于0.4且小于或等于0.6。如，第一比值为0.3、0.4、0.5、0.6或者[0.3，0.7]范围内的任意数值。可选地，第二比值为0.2。如，第二比值为0.15、0.2、0.3或者[0.15，0.3]范围内的任意数值。

可选地，曲面状分流元件110的安装高度h等于或大于5mm且小于或等于10mm。本实施例中，曲面状分流元件110的高度A参见前述的相关内容即可。

可选地，曲面状分流元件110的安装端104至分配腔210的出口端215之间的轴向距离D'与分配腔210的轴向长度H的第三比值等于或大于0.4且小于或等于0.7。可选地，第三比值为等于0.5。

在一些实施例中，分流元件为帽状分流元件120时，第一比值等于或大于0.3且小于或等于0.93。第二比值为等于或大于0且小于或等于0.2。帽状分流元件120，成型方式和材质均不限定，例如，帽状丝网分流元件100。

可选地，第一比值等于或大于0.4且小于或等于0.8。可选地，第一比值等于或大于0.5且小于或等于0.6。例如，第一比值为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或者[0.3，0.93]范围内的任意数值。可选地，第二比值为等于或大于0且小于或等于0.15。可选地，第二比值为等于或大于0且小于或等于0.1。可选地，第二比值为0，即如图15所示，帽状分流元件120的安装端104与分配腔210的入口端214重叠。

可选地，帽状分流元件120的安装高度h等于或大于0mm且小于或等于6mm。本实施例中，帽状分流元件120的高度A参见前述的相关内容。

可选地，帽状分流元件120的平面部与分配腔210的出口端215之间的轴线距离不小于2.5mm。保证后腔212具有足够的混合空间，使流体混匀后再进入分配支管230，提高均匀度和稳定性。

可选地，帽状本体包括侧面部，侧面部与分配腔210的内壁之间的距离等于或大于1mm且小于或等于20mm。保证与分配腔210的内壁的碰撞形成更强的紊流效果的同时，不会使混流后的流体滞留于此处，能够顺畅地流动至各分配支管230内。

在一些实施例中，分配支管230插入分配腔210一定长度。分配支管230插入到分配腔210室内一定深度，在分配支管230出口与分配腔210顶端壁面形成的空间内，两相流体由于惯性力的差异，形成扰流区，进一步提高混合均匀度，流量分配的均匀性得到提高，保证制冷剂从各分配支管230内均匀流出。

可选地，分配支管230的插入长度E不超过6mm。可选地，插入长度E不超过5.5mm。可选地，插入长度E为1mm～5.5mm。可选地，插入长度E为3mm～5mm。可选地，插入长度E为4mm。例如，插入长度E为1mm、2mm、2.5mm、3mm、4mm、5mm、5.5mm、6mm或者上述范围内的其他任意数值。

在一些实施例中，多个分配支管230均匀设置于分配腔210的出口端215的端面上。保证每个分配支管230内的流体分流状态一致，例如，分流速度和分流流量等。

可选地，结合图16至图21所示，多个分配支管230的分布对称面q与进液管220所在的平面p的夹角β为0°～45°。本实施例中，多个分配支管230的分布对称面q是过分配腔210的轴线的对称面。进液管220为直管时，进液管220所在的平面p任意确定一个即可。当进液管220具有折弯时，则折弯状进液管220所在的平面p有且仅有一个。可选地，夹角β为0°、10°、20°、30°、45°或者[0°，45°]范围内的任意角度。

可选地，进液管220具有折弯时，多个分配支管230的对称面q与折弯状进液管220所在的平面p的夹角β为0°～45°。如图16和图17所述，折弯状进液管220包括连通第一管段221和第二管段222，且第一管段221的轴向与第二管段222的轴向相交；第一管段221与前腔211连通。

可选地，多个分配支管230的分布对称面q与进液管220所在的平面p的夹角为0°。即，多个分配支管230均匀设置于分配腔210的出口端215的端面上且呈镜像对称地设置于平面p的两侧。本实施例的多个分配支管230的分布设置定义为0°分布方式。则通过将0°分布的多个分配支管230以分配腔210的轴线为旋转轴旋转角度β，从而得到多个分配支管230的分布对称面q与进液管220所在的平面p的夹角为β的分布设置方式，即β分布方式。其中β大于0°且小于或等于45°。

可选地，分配支管230的数量为奇数时，多个分配支管230的分布对称面q至少过一个分配支管230的轴线。如图19所示的3个分配支管230的0°分布方式。

可选地，分配支管230的数量为偶数时，多个分配支管230的分布对称面q过0个或偶数个分配支管230的轴线。可选地，多个分配支管230的分布对称面q过0个分配支管230的轴线，即不过任一分配支管230的轴线。如图20所示，将过0个分配支管230的轴线的分布对称面q与平面p的夹角为0°时的状态定义为0°分布方式。

在一些实施例中，分配腔210的内壁上设置有安装结构216，用于装配分流元件100。

可选地，安装结构216，包括向分配腔210内凸起的凸环或多个凸点。用于将分流元件100进行卡止装配。安装结构216可在装配分流元件100时通过辊压等方式形成。当然，不限定安装结构216的成型方式和成型时机。安装结构216向分配腔210内凸出，导致了分配腔210内径的变化，两相冷媒能够在压力突变的作用下促进混合更加均匀，并且节省成本、加工简单、安装方便、分液均匀，运行效果可靠。

可选地，针对曲面状分流元件110，在分配腔210的内壁上设置有两圈安装结构216，将曲面状分流元件110的第一装配结构件103卡设于该两圈安装结构216之间。

可选地，针对帽状分流元件120，在在分配腔210的内壁上设置有一圈安装结构216，其与分配器本体的过渡腔213的边沿之间形成卡设位置，将帽状分流元件120的第二装配结构件103卡设于该卡设位置。

在一些实施例中，流体分配器200呈竖向安装，且流体分配器200的轴线与竖向的夹角γ为0°～15°。保证流体分配器200的竖直安装度，有效保证流体分配的均匀性和稳定性，尤其是不同制冷工况下分配的稳定性。

可选地，流体分配器200，还包括角度传感器，用于检测流体分配器200的轴向与竖向的夹角。该夹角即为安装角度。

可选地，流体分配器200，还包括报警单元(图未示)，用于当角度传感器检测到的安装角度超出设定值时发出警报。可选地，报警单元的输入端与角度传感器的输出端连接；当所述角度传感器检测获得的安装角度大于设定值时，向报警单元发送报警信号；报警单元接收报警信号后，发出报警。报警单元包括声和/或光报警。

在一些实施例中，一个或多个分流元件100，多个分流元件100相互平行地设置于流体分配器200的分配腔210内。

在一些实施例中，流体分配器200内设置有多个分流元件100，多个分流元件100相同或不同。

可选地，以靠近分配器的入口端214的分流元件100为基准，将分配器分隔为前腔211和后腔212。即当分配腔210内设置多个分流元件100时，将第n个分流元件100设置于后腔212内，n为等于或大于2的整数。

本公开实施例还提供了一种分流管组，包括前述任一实施例的流体分配器200。采用本公开实施例的流体分配器200的分流管组，可使得每个管组中的流体状态一致且稳定。

下面提供了本公开实施例的流体分配器200的具体实施例，并通过流体仿真分析获得了具体实施例的流体分配器200的不均匀度指数和不稳定度指数，同时以现有文丘里分配器作为母本分配器获得设定制冷工况下对应的母本不均匀度指数和母本不稳定度指数，并分别作为设定不均匀度指数和设定不稳定度指数。

实施例1

一种流体分配器200，其内设置的分流元件100为帽状分流元件120，分配腔210的轴向长度H为30mm，前腔211的轴向长度C(即第一轴向距离)为15mm，分流元件100的安装高度h(即第二轴向距离)为0mm。帽状分流元件120的高度A为15mm，端口的特征长度B为16.8mm。分配支管230的数量为4个。其他参数参考前述相关内容。

本实施例1的流体分配器200中，帽状分流元件120的第一特征比值为0.9，第一比值为0.5，第二比值为0。帽状分流元件120的成型方式采用前述的三种成型方式均可，例如，利用金属丝编织获得的金属丝网分流元件100。可选地，金属丝网分流元件100的目数为80目、90目或100目等，金属丝径为0.08mm、0.1mm或者0.12mm。

具体地，利用金属丝编织获得如下四种金属丝网分流元件，各项物理参数见下表1：

编号	目数	丝径	孔隙率	有效面积
					金属丝网Ⅰ	100目	0.1mm	69％	37％
金属丝网Ⅱ	100目	0.08mm	75％	49％
					金属丝网Ⅲ	80目	0.12mm	70％	44％
金属丝网Ⅳ	80目	0.1mm	75％	43％
					对比金属丝网	60目	0.1mm	80％	52％

其中，孔隙率采用如下公式计算获得：1-π*ds*N/(0.0254*4)；其中，ds为金属丝直径，m；N为目数。其中，ds即为相邻分流通孔之间的侧壁的宽度。

采用上述四种规格的金属丝网成型获得对应的帽状分流元件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。

本实施例1中，分别进行如下流体仿真分析，来验证流体分配器200的均匀性和稳定性。

流体仿真分析一：分别对设置有帽状分流元件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的流体分配器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，以及采用对比金属丝网成型获得的对比帽状分流元件的对比流体分配器进行了流体仿真，仿真结果如图22-a、b所示。分析可知，孔隙率分别为75％、70％和69％的帽状分流元件具有更优的均匀性和稳定性。

流体仿真分析二：固定采用帽状分流元件Ⅰ(由孔隙率为69％的金属丝网Ⅰ获得)，改变分配腔210的轴向长度H，其他参数不变。获得如图23-a、b所示的分配腔210的轴向长度H分别为20mm、25mm、30mm和35mm的仿真结果。分析可知，分配腔210的轴向长度H为30mm和35mm的流体分配器200具有很好的均匀性和稳定性，达到现有文丘里分配器的均匀性和稳定性。且随着轴向长度H增加呈现不均匀度和不稳定度减小的趋势，即均匀度和稳定度提高的趋势。

流体仿真分析三：固定帽状分流元件120的孔隙率为69％，分配腔210的轴向长度H为30mm，改变分配支管230的插入长度E，其他参数不变。获得如图24-a、b所示的分配支管230的插入长度分为1mm、2.5mm、4mm、5.5mm和7mm的仿真结果。分析可知，分配支管230的插入长度不超过6mm时具有很好的均匀性和稳定性，达到现有文丘里分配器的均匀性和稳定性。

流体仿真分析四：固定帽状分流元件120的孔隙率为69％，改变多个分配支管230的分布方式，即多个分配支管230的分布对称面q与进液管220所在的平面p的夹角β，其他参数不变。获得如图25-a、b所示的夹角β分别为0°、30°、45°和60°的仿真结果。分析可知，夹角β控制在[0°，45°]范围内时具有很好的均匀性和稳定性，达到现有文丘里分配器的均匀性和稳定性。

流体仿真分析五：固定帽状分流元件120的孔隙率为69％，改变流体分配器200的安装夹角γ，其他参数不变。获得如图26-a、b所示的安装夹角γ分别为0°、15°和30°的仿真结果。分析可知，安装夹角γ为0°～15°的范围内时，具有很好的均匀性和稳定性，达到现有文丘里分配器的均匀性和稳定性。

实施例2

一种流体分配器200，其内设置的分流元件100为曲面状分流元件110，分配腔210的轴向长度H为30mm，前腔211的轴向长度C(即第一轴向距离)为13mm，分流元件100的安装高度h(即第二轴向距离)为10mm。曲面状分流元件110的孔隙率为69％，高度A为3mm，端口的特征长度B为16.8mm。分配支管230的数量为4个。其他参数参考前述相关内容。

本实施例的流体分配器200中，曲面状分流元件110的第一特征比值为0.18，第一比值为0.43，第二比值为0.3，第三比值为0.66。曲面状分流元件110的成型方式采用前述的三种成型方式均可，例如，利用金属丝编织获得的金属丝网分流元件100。可选地，金属丝网分流元件100的目数为80目、90目或100目等，金属丝径为0.08mm、0.1mm或者0.12mm。

具体地，本实施例2中，采用实施例1的表1中的四种规格的金属丝网分别获得曲面状分流元件Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。

本实施例2中，分别进行如下流体仿真分析，来验证流体分配器200的均匀性和稳定性。

流体仿真分析一：分别对设置有曲面状分流元件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的流体分配器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，以及采用对比金属丝网成型获得的对比曲面状分流元件的对比流体分配器进行了流体仿真，仿真结果如图27-a、b所示。分析可知，孔隙率分别为75％、70％和69％的曲面状分流元件具有更优的均匀性和稳定性。

流体仿真分析二：固定采用曲面状分流元件Ⅰ(由孔隙率为69％的金属丝网Ⅰ获得)，改变安装高度h，其他参数不变。获得如图28-a、b所示的安装高度h分别为6mm、10mm和14mm的仿真结果。分析可知，安装高度h小于或等于10mm的流体分配器200具有很好的均匀性和稳定性，达到现有文丘里分配器的均匀性和稳定性。

本实施例2的流体分配器200中，对于分配腔210的轴向长度H，分配支管230的插入长度E，多个分配支管230的分布方式和流体分配器200的安装夹角γ等参数对流体分配器200的均匀度和稳定度的影响与实施例1一致，获得的仿真结果与实施例1中对应的仿真结果一致，在比不再赘述。

本公开实施例中，采用如下流体仿真方法获得流体分配器200的不均匀度指数和不稳定性指数，其中，不均匀度指数越小，说明均匀性越好；同理，不稳定性指数越小，说明稳定性越好。具体地，流体仿真方法，包括：

S110、根据分流元件100的结构参数，构建分流元件100模型，通过仿真计算，获得分流元件100模型的阻力系数。其中，分流元件100的结构参数包括分流通道的通道形状和通道特征长度，以及分流元件100的孔隙率和形状特征参数，形状特征参数包括分流元件100的高度A与其端口的特征长度B以及两者的特征比值。通过输入设定的结构参数，从而构建设定分流元件100模型。

S120、根据分流单元模型和流体分配器200的结构参数，构建流体分配器200模型。其中，流体分配器200的结构参数包括前腔211的轴向长度C、前腔211轴向长度与分配腔210轴向长度的第一比值；分流元件100的安装高度h及其与分配腔210的轴向长度的第二比值；以及，针对曲面状分流元件110中其安装端104与分配腔210的出口端215之间的轴向长度D'与分配腔210轴向长度H的第三比值等。

S130、在设定制冷工况下，根据分流元件100的阻力系数和流体分配器200模型，通过仿真计算，获得设定制冷工况对应的所述流体分配器200模型的不均匀度指数。其中，设定制冷工况包括多种制冷工况，例如，额定制冷工况、正常制冷工况和高温制冷工况。

具体地，获得设定制冷工况下，流体分配器200的多个分配支管230内各自对应的制冷剂分流流量，从而获得某一设定制冷工况下的流体分配器200模型的不均匀度指数ε_i，不均匀度指数ε_i可通过如下式(1)获得：

ε_i＝STD(Q₁、Q₂、……，Q_n) (1)

其中，Q₁、Q₂、……，Q_n为多个制冷剂分流流量，n为分配支管230的数量；i代表不同的设定制冷工况。

通过式(1)可分别获得额定制冷工况下的不均匀度指数ε₁、正常制冷工况下的不均匀度指数ε₂、高温制冷工况(43)下的不均匀度指数ε₃和高温制冷工况(53)下的不均匀度指数ε₄。因此，当ε₁、ε₂、ε₃和ε₄可分别小于或等于母本的不均匀度指数，或者ε₁、ε₂、ε₃和ε₄的平均数小于或等于母本的不均匀度指数时，说明流体分配器200具有很好的均匀性。

S140、根据多个设定制冷工况各自对应的不均匀度指数，获得流体分配器200模型的不稳定度指数。根据多个不均匀度指数获得流体分配器200模型的不稳定度指数α。不稳定度指数α通过下述式(2)获得：

α＝STD(ε₁、ε₂、……，ε_i) (2)

其中，ε₁、ε₂、……，ε_i为不同设定制冷工况下的不均匀度指数。

因此，当不均匀度指数α小于或等于母本的不稳定度指数时，说明流体分配器200具有很好的稳定性。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种帽状分流元件，其特征在于，包括：

帽状本体，其上分布设置有多个分流通孔，且所述帽状本体的孔隙率为60％～78％；且所述分流通孔的轴线与其所在曲面的法线的夹角为0°～15°；且所述帽状本体的高度与其端口的特征长度的特征比值等于或大于0.7且小于或等于1.5。

2.根据权利要求1所述的帽状分流元件，其特征在于，所述帽状本体的高度与其端口的特征长度的特征比值等于或大于0.75且小于或等于1.25。

3.根据权利要求1或2所述的帽状分流元件，其特征在于，所述帽状本体的高度等于或大于5mm且小于或等于60mm。

4.根据权利要求1或2所述的帽状分流元件，其特征在于，所述帽状本体包括侧面部，所述侧面部与所述帽状本体的轴线平行或者向所述帽状本体的轴线倾斜；

当所述侧面部向所述帽状本体的轴线倾斜时，所述侧面部在平面上的竖直投影的长度大于1mm且小于或等于20mm。

5.一种流体分配器，其特征在于，包括：

分配器本体，其内设置有分配腔；

如权利要求1至4中任一项所述的帽状分流元件，设置于所述分配腔内并将所述分配腔分隔为前腔和后腔；

进液管，与所述前腔连通；

多个分配支管，与所述后腔连通；

所述进液管和所述多个分配支管均与所述曲面状分流元件的轴线平行。

6.根据权利要求5所述的流体分配器，其特征在于，

所述前腔的轴向长度与所述分配腔的轴向长度的第一比值等于或大于0.3且小于或等于0.93；

所述曲面状分流元件的安装端至所述分配腔的入口端的轴向距离与所述分配腔的轴向长度的第二比值为等于或大于0且小于或等于0.2。

7.根据权利要求6所述的流体分配器，其特征在于，所述曲面状分流元件的安装端至所述分配腔的入口端的轴向距离等于或大于0mm且小于或等于6mm。

8.根据权利要求5、6或7所述的流体分配器，其特征在于，所述分配支管插入所述分配腔内一定长度。

9.根据权利要求5、6或7所述的流体分配器，其特征在于，多个所述分配支管均匀设置于所述分配腔的出口端的端面上。

10.根据权利要求9所述的流体分配器，其特征在于，所述多个分配支管的分布对称面与所述进液管所在的平面的夹角为0°～45°。

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