CN2435145Y - 气液两相流分配装置 - Google Patents

Abstract

一种气液两相流分配装置,包括输入管道1,输出管道2和分配装置本体3。本体3内,有一环形穴道31;该环形穴道31与输入管道1间有曲线形分流穴道32相连通;所述输出管道2与所述环形穴道31相连通。由于采用带曲线形分流穴道和高速环流穴道的间接式气液两相流分配装置,在高速环流穴道中完成两相混合物冷媒的再分配,大大减少重力影响。无论安装方向如何,各输出管道冷媒两相混合物比例都较均匀,保证各后续热交换器热效果一致。

Description

气液两相流分配装置

本实用新型属于多相流体分配装置，特别属于空调设备中，冷媒的气、液两相混合物的分配装置。

现代空调设备中，为最大限度地提高热交换器的热交换能力，一种有多个换热单元组成的热交换器被广泛采用；在这种热交换器中，关键技术之一就是将冷媒的气、液两相混合物均匀地分配到各个换热单元。同样的问题也存在于单压缩机的多单元室内系统和柜式空调器中。

现有技术中，气、液两相流的分配采用直接方式进行；如日本日立公司的解决方案(见日本特许公报，编号H12-121205)为：从输入管道垂直向下送来的两相流混合物经分配器中心档板碰撞后，直接分入几个直管道，并将其运动方向改变为水平方向；这些分配管道与输出管道一一对应。因此，第一次碰撞改变流向时，就已决定出各分管道中的冷媒量以及其内气、液两相混合物的比例。显然，若安装时输入主管道偏离垂直方向，由于重力的影响，各输出分管道中的气、液两相的比例会出现很大的差异，即偏下方的输出分管道中会有较多的液态冷媒进入、较少的气态冷媒进入；而偏上方的输出分管道中就会有较少的液态冷媒进入、较多的气态冷媒进入。这就造成与不同分管道相接的热交换器出现严重的换热不均，即一部分换热器的热交换能力强，另一部分热交换器的热交换能力弱。这种两相流分配不均匀现象在流速较低时更加明显。而且，由于是直接分配，不能接太多的输出管道，也限制了这种直接式分配器的应用。

本实用新型为克服上述现有技术的不足之处而提出一种间接式气液两相流分配装置，从输入主管道来的气液两相混合物进入该分配装置后，不是直接进入输出管道，而是先进入一系列对称分布于分配装置基底部上的曲线形通道，之后沿切线方向进入一环形穴道，从而气液两相混合物在环形穴道内形成高速环流。此高速环流不仅使气液两相流体更加均匀地混合，而且使环形穴道各处的气液两相比例均匀。环形穴道中均匀的开有一系列输出管道孔，当气液两相混合物从环形穴道进入各输出管道时，完成两相混合物的再次分配，并将气液两相混合物均匀地送往每一个热交换器。由于高速环流的介入，使得气液两相混合物以相同的比例分配于各输出管道中，从而极大的减少了重力的影响。无论该分配装置的安装方向如何，各输出管道中气液两相混合物的比例都相同，由此保证了与之相接的各后续热交换器产生均匀的换热效果。

本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来达到：

设计采用一种气液两相流分配装置，包括输入管道，输出管道和分配装置本体。所述分配装置本体内，有一环形穴道；该环形穴道与输入管道之间，有曲线形的分流穴道相连通；所述输出管道与所述环形穴道相连通。

本实用新型附图的简要说明如下：

图1为本实用新型气液两相流分配装置的总体结构图；

图2为所述气液两相流分配装置基底部俯视图；

图3为本实用新型的分流穴道及环形穴道内两相流流向简化示意图；

图4为所述气液两相流分配装置输入输出管道位于同一侧结构示意图。

以下结合附图详述本实用新型的最佳实施例。

一种气液两相流分配装置，包括输入管道1，输出管道2和分配装置本体3。所述分配装置本体3内，有一环形穴道31；该环形穴道31与输入管道1之间，有曲线形的分流穴道32相连通；所述输出管道2与所述环形穴道31相连通。

本实用新型包括分配装置本体3，该分配装置本体3包括盖部35和与之密封连接的基底部37，分配装置本体3与一个输入管道1和若干个输出管道2相连通。分配装置的基底部37包括两个部分，即环形穴道31和分流穴道32，并与输出管道2相连通。本实例中，输入管道1装在盖部35，两相混合物从输入管道1流入时，首先碰撞基底部37的中心，然后进入在基底上均匀分布的呈发散状的曲线形分流穴道32。这些曲线形穴道可以做成入口和出口稍大，而中间腰部较小的形状。由于两相流中的气相物质易被压缩，而液相物质不易被压缩，从曲线形分流穴道32的入口到腰部，气液两相混合物的压力升高；而从腰部到出口，气液两相混合物的压力降低。在这个过程中，气液两相混合物内可能存在的大气泡会破裂成小气泡，从而使气液两相流体得到良好的混合。

在一种应用情况下，所述输入管道1和输出管道2分别位于盖部35上和基底部37下。在另一种应用情况下，所述输入管道1和输出管道2可以同在基底部37下。通常情况下，所述各分流穴道32均加工在基底部37的上表面。并且曲线形分流穴道32的出口与环形穴道31相切。

由于重力的影响，从各分流穴道中流出的气液两相混合物也可能存在压力和两相比例的不均匀。因此，本实用新型采用环形压力平衡穴道31以克服上述缺点。从分流穴道32喷出的两相流体从切线方向进入环形压力平衡穴道31，形成高速环流运动。这种高速环流不仅使两相流体更加均匀的混合，而且更重要地，由于做高速环形流动的两相混合物的动量远大于其所受的重力影响，从而在环形穴道内建立一个均匀的压力场，由此，重力对环形压力平衡穴道内两相流体的影响被极大的削弱。这样在环形压力平衡穴道的任何位置都可以获得均匀分布的两相流混合物。

为了将两相流体均匀地分配到各输出管道2，所述各分流穴道32相对中央轴线在几何上呈均匀分布。在环形压力平衡穴道31上的输出管道开口位置也需仔细设计。为避免分流穴道出口处的切向高速流动引致不均匀的因素，最好将输出管道口的中心设在分流穴道32两个相邻喷口之间。所有输出管道2在环形压力平衡穴道31上的安装应是对称的。所述输出管道2至少有两条。所述分流穴道32的数目同输出管道2的数目相等或是其整数倍。例如，系统有两个输出管道2，可以设置4个对称的分流穴道32。但此种情况下，输出管道2也必须对称地设置在环形压力平衡穴道31上。输出管道为3个或更多时，分流穴道32的数目可以与之相等。输出管道口必须对称分布在环形穴道上并处于分流穴道两相邻喷口之间。

为使两相流体运动加速，所述分流穴道32入口横截面积的总和应小于或等于所述输入管道1的出口横截面积。为在环形压力平衡穴道中产生高速运动，环形穴道的截面积也不应大于输入开口的截面积。

本实用新型相对于现有技术的优点在于，采用了带曲线形分流穴道和高速环流穴道的间接式气液两相流分配装置，当气液两相混合物从高速环流穴道进入输出管道时，完成两相混合物冷媒的再次分配，大大减少了重力的影响。无论分配装置安装方向如何，分配于各输出管道冷媒两相混合物的比例都较均匀，保证了各后续热交换器换热效果的一致。

Claims (10)

1．一种气液两相流分配装置，包括输入管道(1)，输出管道(2)和分配装置本体(3)；其特征在于：

所述分配装置本体(3)内，有一环形穴道(31)；该环形穴道(31)与输入管道(1)之间，有曲线形的分流穴道(32)相连通；所述输出管道(2)与所述环形穴道(31)相连通。

2．按照权利要求1所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述分流穴道(32)的出口与所述环形穴道(31)相切。

3．按照权利要求2所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述输出管道(2)至少有两条。

4．按照权利要求3所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述分流穴道(32)的数目同输出管道(2)的数目相等或是其整数倍。

5．按照权利要求4所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述各分流穴道(32)相对中央轴线在几何上呈均匀分布。

6按照权利要求5所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述分流穴道(32)入口横截面积的总和小于所述输入管道(1)出口横截面积。

7．按照权利要求6所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述分配装置本体(3)包括盖部(35)和与之密封连接的基底部(37)。

8．按照权利要求7所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述输入管道(1)和输出管道(2)分别位于盖部(35)上和基底部(37)下。

9．按照权利要求7所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述输入管道(1)和输出管道(2)同在基底部(37)下。

10．按照权利要求8或9所述的气液两相流分配装置，其特征在于：

所述各分流穴道(32)均加工在基底部(37)的上表面。

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