CN219640489U - 叶轮结构及分液器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种叶轮结构及分液器，涉及分液技术领域。该叶轮结构安装在分液器内，包括轮毂和多个叶片；轮毂沿自身轴向具有第一端和第二端，第一端和第二端之间构造有分液面，分液面沿轮毂周向连续分布，分液面沿轮毂径向上的投影为最速降线；多个叶片连接在轮毂上，多个叶片绕轮毂轴线周向间隔分布于分液面。通过将轮毂分液面沿轮毂径向的投影设置为最速降线，使得连接在轮毂上的叶片和轮毂的分液面配合能够形成曲折的通道，流体流经叶轮结构时，产生扰动，进而能够促进气态流体与液态流体混合均匀。同时，这样设置使得分液面对流体的流阻更小，使得流体流速增加，扰动效果更为显著，进一步促进流体介质混合均匀，利于提高流体介质的混合效果。

Description

叶轮结构及分液器

技术领域

本申请涉及分液技术领域，特别是涉及一种叶轮结构及分液器。

背景技术

分液器是一种将流体分成多个流路的器件，包括进液口和多个出液口，进液口和出液口之间连通有分液腔，流体从进液口流入分液器，经过分液腔后从多个出液口流出。

在空调系统中，分液器常设置在蒸发器的进口处，以将冷媒分成多个流路后再进入蒸发器的换热管内，实现多个管路的换热。冷媒在进入蒸发器之前，流经节流元件，节流元件对冷媒进行节流降压，冷媒进而变成气液混合状态。为了实现冷媒在蒸发器的各个管路中充分均匀换热，相关技术中，分配器内常设置有叶轮结构，以将气液两相的冷媒介质混合均匀，但是现有的叶轮结构对于气液两相的冷媒介质的混合效果不佳，使得气液比例不一致，分液器的分流效果差。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种叶轮结构及分液器，以提高流体介质的混合效果。

一种叶轮结构，安装在分液器内，包括轮毂和多个叶片；所述轮毂沿自身轴向具有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端之间构造有分液面，所述分液面沿所述轮毂周向连续分布，所述分液面沿所述轮毂径向上的投影为最速降线；所述多个叶片连接在所述轮毂上，多个所述叶片绕所述轮毂轴线周向间隔分布于所述分液面。

可以理解的是，将轮毂分液面沿轮毂径向的投影设置为最速降线，使得连接在轮毂上的叶片和轮毂的分液面配合能够形成曲折的通道，流体流经叶轮结构时，产生扰动，进而能够促进气态流体与液态流体混合均匀。同时，这样设置使得分液面对流体的流阻更小，使得流体流速增加，扰动效果更为显著，进一步促进流体介质混合均匀，利于提高流体介质的混合效果。

在其中一个实施例中，所述第一端构造有引流部；沿所述轮毂的轴向自所述第二端朝向所述第一端，所述引流部的直径渐缩设置。

可以理解的是，引流部直径渐缩的设置，能够减小流体流动阻碍，引导流体流动。

在其中一个实施例中，各个所述叶片相对所述轮毂倾斜设置；沿所述叶片的倾斜方向，各个所述叶片横断面形状设置为矩形、“S”字型或“C”字型。

可以理解的是，倾斜设置叶片使得流体顺着叶片的倾斜方向流动，利于形成涡流，促进流体介质混合均匀。横断面为矩形的叶片结构简单，制造成本低；“S”字型或“C”字型横断面的叶片表面为曲面，能够使流体反向回流，增强对叶片的扰动效果，促进流体介质混合均匀。

在其中一个实施例中，沿所述叶片的厚度方向，所述叶片的横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的曲线，每条曲线的形状相同或趋于相同；其中，每条所述曲线为圆弧线、双曲线、最速降线或抛物线。

可以理解的是，将叶片设置为常规曲面形状更利于生产制造。

在其中一个实施例中，所述叶片横断面形状设置为矩形，所述叶片的横断面的轮廓包括两条沿所述叶片的厚度方向相对且间隔布置的直线，且每条所述直线与所述轮毂轴线的夹角范围为20°-70°；或者，所述叶片横断面形状设置为C”字型，所述横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的双曲线，每条所述双曲线的渐近线与所述轮毂轴线的夹角范围为20°-60°。

可以理解的是，根据叶片不同形状设置叶片的倾斜角度范围，以确保叶片与分液面配合能够使流体产生涡流，并且对于流体流动的阻碍较为适中，以确保流体能够流过叶轮组件。

在其中一个实施例中，所述轮毂的第二端构造有沿所述轮毂轴向自所述第二端的端面向外延伸的安装柱；所述安装柱上构造有凸台，所述凸台自所述安装柱延伸末端的端面沿所述轮毂轴向向外凸设，所述叶轮结构通过所述凸台安装于所述分液器。

可以理解的是，第二端的直径较大，安装柱自第二端端面向外延伸，有充分的连接面积和连接强度，便于将轮毂与外部结构稳定安装。凸台的结构简单，便于与分液器的结构进行配合、产生连接，以促进叶轮结构的安装。

在其中一个实施例中，所述凸台位于所述安装柱的中部，所述凸台沿所述轮毂径向的截面为圆形，所述凸台外径占所述安装柱外径的20％-40％。

可以理解的是，凸台位于安装柱的中部在安装时受力更均匀。凸台截面为圆形，即凸台为柱体，加工简单。凸台尺寸的设置在确保结构强度的情况下节省用材。

在其中一个实施例中，所述引流部设置为半球体或者锥体。

可以理解的是，球体表面较为圆滑，能够促进流体流动；锥体靠近自身顶点处对流体的阻碍作用小，能够促进流体流动。

本申请还提供一种分液器，所述分液器包括壳体和上述叶轮结构，所述叶轮结构安装于所述壳体的分液腔内。

可以理解的是，分液器中使用上述的叶轮结构，能够减小分液器内的流体流速，增强流体扰动效果，进而促进流体介质混合均匀，使从分液器分流后的流体能够实现较为均匀且充分的换热。

在其中一个实施例中，所述壳体的内壁构造有安装槽，所述轮毂上的凸台插设于所述安装槽并与形成所述安装槽的槽壁连接。

可以理解的是，设置安装槽便于与轮毂上的凸台进行配合，使叶轮结构安装简便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的叶轮结构中轮毂的主视图；

图2为本申请提供的叶轮结构一实施例中的主视图；

图3为本申请提供的叶轮结构另一实施例中的主视图；

图4为本申请提供的分液器的剖视图。

附图标记：1000、分液器；100、叶轮结构；200、壳体；2001、安装槽；10、轮毂；20、叶片；11、第一端；12、第二端；101、分液面；111、引流部；121、安装柱；122、凸台。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接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“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本申请提供一种叶轮结构100，安装在分液器1000内，该叶轮结构100包括轮毂10和多个叶片20；轮毂10沿自身轴向具有第一端11和第二端12，第一端11和第二端12之间构造有分液面101，分液面101沿轮毂10周向连续分布，分液面101沿轮毂10径向上的投影为最速降线；多个叶片20连接在轮毂10上，多个叶片20绕轮毂10轴线周向间隔分布于分液面101。

如此，流体自轮毂10的第一端11沿着分液面101流向轮毂10第二端12，集中的流体绕过轮毂10表面流动，分液面101对流体有着引流、分流的作用。叶片20的设置能够对流体流动造成干扰，使流体发生一定扰动效果。由于在铅直平面上不在同一铅直线上的两点，在所有连接这两点的平面曲线中，最速降线是能够使仅受重力作用且初速度为零的质点从一点到另一点运动所需时间最短的曲线。故将分液面101沿轮毂10径向上的投影设置为最速降线，能够减小流体沿着分液面101流动的阻力，增大流体流速，促进对流体的扰动效果。相邻两个叶片20与分液面101配合能够形成较为曲折的流体通道，流体沿着曲折的流体通道流动。又由于沿轮毂10轴向，分液面101所在的轮毂10直径自第一端11朝向第二端12逐渐减小，到达特定值后又逐渐增大，故流体在流体通道内沿着分液面101流动时，第二端12处的分液面101能够使流体发生反向回流，进一步增加流体扰动效果，进而加剧流体中的气泡破裂，使得气态流体与液态流体能够得更加均匀，提高流体介质的混合效果。

由于分液面101上叶片20的不同设置对流体介质的混合效果不同，故先对叶片20的结构和安装进行阐述。

需要说明的是，在本申请的实施例中，叶片20沿轮毂10周向均布，以使沿轮毂10周向对流体的扰动、分流效果相同。在其他实施例中，叶片20可根据实际情况进行排布。

如图2及图3所示，在一优选的实施例中，各个叶片20相对轮毂10倾斜设置。一般的各个叶片20的倾斜方向相同。如此，倾斜设置的叶片20使得叶片20与分液面101共同形成的流体通道更为曲折，流体通道内的流体沿着倾斜的叶片20流动，带动流体通道外的流体有沿轮毂10周向流动的趋势。由于沿轮毂10周向流体通道具有多个，故沿轮毂10周向，流体能够产生涡流，进而促进气液两相流体的均匀混合。

如图2所示，在一优选的实施例中，沿叶片20的倾斜方向，各个叶片20横断面形状设置为矩形。其中，横断面是指叶片20沿自身倾斜方向的截面。如此，横断面形状为矩形的叶片20在加工时更加简便，所需的加工成本较低，同时亦能够与分液面101配合达到流体介质混合均匀的效果。

在进一步的实施例中，当各个叶片20横断面形状设置为矩形时，叶片20的横断面的轮廓包括两条沿叶片20的厚度方向相对且间隔布置的直线，且每条直线与轮毂10轴线的夹角范围为20°-70°。也就是说，叶片20相对轮毂10的倾斜角度范围为20°-70°。其中，直线也就是叶片20横断面的边。如此设置，使流体有较大的沿轮毂10周向流动的趋势，以保证涡流的产生，进而保证气液两相流体的均匀混合。同时，也能够使相邻叶片20之间有足够大的流体通道以确保流体能够正常流通。在具体的实施例中，在叶片20横断面形状设置为矩形的基础上，叶片20横断面上的的边，也就是横断面的轮廓所包括的直线与轮毂10轴线的夹角为20°、45°或者70°。

如图3所示，在另一优选的实施例中，沿叶片20的倾斜方向，各个叶片20横断面形状设置为“C”字型。也就是说，叶片20表面为曲面。如此，流体沿叶片20流动的过程中，沿轮毂10轴向，叶片20对流体流动的阻力逐渐增大，使得流体产生反向回流，增加了流体的扰动效果。

作为具体的实施例，沿叶片20的厚度方向，叶片20的横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的曲线，每条曲线的形状相同或趋于相同；其中，每条曲线可设置为圆弧线、双曲线、最速降线或抛物线等常见曲线，生产制造时较为简便。其中，最速降线相比于其他曲线能够使流体流经叶片20时流阻更小，流速更大，进而加剧对流体的扰动效果。但本申请中并不对曲线的线型作出限制，具体可根据实际工况来设计选择。

以横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的双曲线为例，每条双曲线的渐近线与轮毂10轴线的夹角范围为20°-60°。如此，渐近线与双曲线的弯曲程度有关，渐近线与轮毂10轴向的夹角越小，双曲线的弯曲程度也较小，渐近线与轮毂10轴向的夹角越大，双曲线的弯曲程度也较大。故这样的设置能够使叶片20有合适的弯曲程度，使流体有较大的沿轮毂10周向流动的趋势，以保证涡流的产生，进而保证气液两相流体的均匀混合。同时，也能够使叶片20与叶片20之间有足够大的流体通道以确保流体能够正常流通。在具体的实施例中，每条双曲线的渐近线与轮毂10轴线的夹角为20°、45°或者60°。

当然，在其他实施例中，各个叶片20横断面形状还可以设置为“S”字型。亦能够对流体产生一定程度上的扰动效果。

在本申请的实施例中，叶片20厚度不小于2mm，以确保叶片20有足够的结构强度以承受流体冲击，示例性的，叶片20厚度可设置为2mm、3mm或者4mm。除此，叶片20的数量一般设置在4-12片，使叶片20能够与分液面101形成多个曲折的流体通道，合适的叶片20数量能够对流体有足够的扰动效果，同时避免叶片20数量过多导致对流体阻碍较大反而扰动效果不佳的情况。示例性的，叶片20设置为4片、6片或者12片。

在加工时，可以采用一体注塑成型或者挤压成型的方式在轮毂10上直接加工出叶片20。或者，还可以将叶片20和轮毂10分别成型，在轮毂10上加工出多个安装槽2001，每个叶片20可以通过粘结或焊接或其他方式安装进对应的安装槽2001内。

以上是关于叶轮组件中叶片20结构的描述，以下便针对轮毂10的结构进行详细说明。

如图1至图3所示，在一优选的实施例中，轮毂10的第一端11构造有引流部111。沿轮毂10的轴向自第二端12朝向第一端11，引流部111的直径渐缩设置。如此，流体自第一端11流向第二端12的过程中，引流部111在流体刚接触到第一端11时，对流体的阻碍较小，使流体能够沿着引流部111的表面流动，以将流体引流至曲折的流体通道内。

在一具体的实施例中，引流部111设置为半球体。如此，半球体的表面较为圆滑，使流体沿着球面流动，能够减缓流体对轮毂10的冲击，并起到引流的作用。在另一具体的实施例中，引流部111设置为锥体。具体可以设置为圆锥体、棱锥体或其他锥体。如此，沿轮毂10轴向，锥体最先与流体接触的部分是锥体的顶点，对流体的阻碍作用较小，故引流部111设置为锥体利于促进流体流动。

如图1至图3所示，在一优选的实施例中，轮毂10的第二端12构造有沿轮毂10轴向自第二端12的端面向外延伸的安装柱121。如此，安装柱121能够将叶轮组件与外部结构进行安装固定。由于靠近第二端12的轮毂10直径较大，故安装柱121的端面面积较大，能够与外部结构进行充分接触，确保稳定安装。

在进一步的实施例中，安装柱121上构造有凸台122，凸台122自安装部的柱体延伸末端的端面沿轮毂10轴向向外凸设。如此，凸台122能够与分液器的结构进行配合来实现叶轮结构100稳定安装。

在具体的实施例中，凸台122位于安装柱121的中部，如此，凸台122在与外部结构进行配合时，所受到的力的作用较为均匀，利于保护外部结构。进一步的，凸台122沿轮毂10径向的截面为圆形，凸台122外径占安装柱121外径的20％-40％。也就是说，凸台122为圆柱体，表面较为圆滑，在安装过程中能够减少对外部结构的损伤。凸台122尺寸的设置能够保证凸台122与外部结构配合时的连接强度，并且节省一定材料，使轮毂10安装时较为轻便。在具体的实施例中，凸台122外径占安装柱121外径的20％、30％或者40％。

如图4所示，本申请还提供一种分液器1000，该分液器1000包括壳体200和上述叶轮结构100，叶轮结构100安装于壳体200的分液腔内。如此，分液器1000能够通过上述的叶轮结构100使分液腔内的流体产生涡流等的扰动，促进气液两相流质混合均匀，气液比例一致，进而促进分液均匀。分液器1000将流体分流进换热器的换热管中进行换热，分流均匀的流体在换热管中的换热效率大致相同，能够尽可能避免换热管内流体量少导致过热或者流体量多导致换热效率低的问题。

如图4所示，在其中一个优选的实施例中，壳体200的内壁构造有安装槽2001，轮毂10上的凸台122插设于安装槽2001并与形成该安装槽2001的槽壁连接。如此，凸台122与安装槽2001配合的方式操作简单，安装方便。具体的，可在凸台122的外壁和安装槽2001的槽壁上设置螺纹，凸台122和安装槽2001槽壁螺纹连接；或者还可以采用胶粘剂，将凸台122外壁与安装槽2001槽壁粘接。当然还可以采用其他安装方式，在此不作具体限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例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。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种叶轮结构，安装在分液器内，其特征在于，包括：

轮毂(10)，沿自身轴向具有第一端(11)和第二端(12)，所述第一端(11)和所述第二端(12)之间构造有分液面(101)，所述分液面(101)沿所述轮毂(10)周向连续分布，所述分液面(101)沿所述轮毂(10)径向上的投影为最速降线；

多个叶片(20)，连接在所述轮毂(10)上，多个所述叶片(20)绕所述轮毂(10)轴线周向间隔分布于所述分液面(101)。

2.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于，所述第一端(11)构造有引流部(111)；沿所述轮毂(10)的轴向自所述第二端(12)朝向所述第一端(11)，所述引流部(111)的直径渐缩设置。

3.根据权利要求2所述的叶轮结构，其特征在于，各个所述叶片(20)相对所述轮毂(10)倾斜设置；

沿所述叶片(20)的倾斜方向，各个所述叶片(20)横断面形状设置为矩形、“S”字型或“C”字型。

4.根据权利要求3所述的叶轮结构，其特征在于，沿所述叶片(20)的厚度方向，所述叶片(20)的横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的曲线，每条曲线的形状相同或趋于相同；

其中，每条所述曲线为圆弧线、双曲线、最速降线或抛物线。

5.根据权利要求3所述的叶轮结构，其特征在于，所述叶片(20)横断面形状设置为矩形，所述叶片(20)的横断面的轮廓包括两条沿所述叶片(20)的厚度方向相对且间隔布置的直线，且每条所述直线与所述轮毂(10)轴线的夹角范围为20°-70°；或者

所述叶片(20)横断面形状设置为C”字型，所述横断面的轮廓包括两条相对且间隔布置的双曲线，每条所述双曲线的渐近线与所述轮毂(10)轴线的夹角范围为20°-60°。

6.根据权利要求2所述的叶轮结构，其特征在于，所述轮毂(10)的第二端(12)构造有沿所述轮毂(10)轴向自所述第二端(12)的端面向外延伸的安装柱(121)；

所述安装柱(121)上构造有凸台(122)，所述凸台(122)自所述安装柱(121)延伸末端的端面沿所述轮毂(10)轴向向外凸设，所述叶轮结构通过所述凸台(122)安装于所述分液器。

7.根据权利要求6所述的叶轮结构，其特征在于，所述凸台(122)位于所述安装柱(121)的中部，所述凸台(122)沿所述轮毂(10)径向的截面为圆形，所述凸台(122)外径占所述安装柱(121)外径的20％-40％。

8.根据权利要求2所述的叶轮结构，其特征在于，所述引流部(111)设置为半球体或者锥体。

9.一种分液器，其特征在于，所述分液器(1000)包括：

壳体(200)；

权利要求1至8中任一项所述的叶轮结构(100)，所述叶轮结构(100)安装于所述壳体(200)的分液腔内。

10.根据权利要求9所述的分液器，其特征在于，所述壳体(200)的内壁构造有安装槽(2001)，所述轮毂(10)上的凸台(122)插设于所述安装槽(2001)并与形成所述安装槽(2001)的槽壁连接。