CZ308314B6 - Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující - Google Patents

Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující Download PDF

Info

Publication number
CZ308314B6
CZ308314B6 CZ2017-507A CZ2017507A CZ308314B6 CZ 308314 B6 CZ308314 B6 CZ 308314B6 CZ 2017507 A CZ2017507 A CZ 2017507A CZ 308314 B6 CZ308314 B6 CZ 308314B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cyclone
lid
refrigerant
accumulator
gas
Prior art date
Application number
CZ2017-507A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2017507A3 (cs
Inventor
Jiří Zapletal
Original Assignee
Hanon Systems
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hanon Systems filed Critical Hanon Systems
Priority to CZ2017-507A priority Critical patent/CZ308314B6/cs
Priority to DE102018212749.2A priority patent/DE102018212749A1/de
Priority to US16/101,769 priority patent/US11058980B2/en
Priority to KR1020180097243A priority patent/KR102266411B1/ko
Priority to CN201810966738.1A priority patent/CN109425157A/zh
Publication of CZ2017507A3 publication Critical patent/CZ2017507A3/cs
Publication of CZ308314B6 publication Critical patent/CZ308314B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/02—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct with heating or cooling, e.g. quenching, means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/002—Lubrication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C2003/006—Construction of elements by which the vortex flow is generated or degenerated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/02—Centrifugal separation of gas, liquid or oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/03—Suction accumulators with deflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05—Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/051—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the accumulator and another part of the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05—Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/054—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the suction tube of the compressor and another part of the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny je zejména vhodný pro akumulátor chladicího média nebo pro akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačním systému automobilu využívajícím jako chladicí médium oxid uhličitý. Cyklon obsahuje vstup směsi plynu a kapaliny a tělo (1) cyklonu se vstupní komorou (2), výstupní komorou (3) a alespoň jednou stacionární lopatkou (22) ve tvaru šroubovice pro zajištění rotace směsi ve výstupní komoře (3) cyklonu. Vstup (44) směsi plynu a kapaliny je uspořádán v podstatě souose s osou cyklonu a ústí přímo do vstupní komory (2) těla cyklonu. Řešení dále poskytuje akumulátor chladiva a akumulátor s integrovaným vnitřním tepelným výměníkem, které obsahují cyklon podle vynálezu.

Description

Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladivá tento cyklon obsahující
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká cyklonu pro separaci směsi plynu a kapaliny, zejména vhodného pro akumulátor chladivá nebo akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačním systému automobilu s chladivém oxidem uhličitým (technické označení R744).
Dosavadní stav techniky
Chladicí a klimatizační systémy obsahují akumulátory chladivá, v nichž se odděluje kapalná složka chladivá od plynné složky chladivá, přičemž se spolu s kapalnou složkou oddělí i kapalný olej. V akumulátoru se potom zajišťuje přidání přesně dávkovaného množství oleje do plynného chladivá, které vystupuje do dalších částí chladicího či klimatizačního okruhu. Akumulátory chladivá mohou dále obsahovat i integrované vnitřní tepelné výměníky. Takové akumulátory chladivá jsou popsané např. v US 2015/0345844.
V klimatizačním systému automobilu se velmi často používají chladivá R134a nebo R1234yf. Nově je navrženo použití chladivá oxidu uhličitého (technické označení R744). Do akumulátoru nebo akumulátoru s vnitřním výměníkem vstupuje směs kapalného CO2, plynného CO2 a malého množství kapalného oleje, kdy kapalné složky musí být pomocí separační funkce cyklonu odděleny tak, aby z akumulátoru nebo akumulátoru s vnitřním výměníkem vystupoval pouze plynný CO2 s přesně dávkovaným množstvím oleje (US 2009/0044563). Technické požadavky na klimatizační okruh R744 jsou nesrovnatelně vyšší než na klimatizační okruhy s jinými dosud používanými chladivý.
V dosavadních klimatizačních systémech se separace kapalné a plynné složky chladivá zajišťuje buď prostou sedimentací kapalné složky, nebo regulací tlakových a teplotních podmínek. Tyto metody nejsou u chiadiva R744 pro separaci dostačující.
Cyklon je v současné době považován za nej vhodnější prvek pro rozdělení směsi kapalného CO2, plynného CO2 a malého množství kapalného oleje, protože jeho výrobní náklady jsou poměrně nízké, konstrukce je jednoduchá a pracuje s přijatelnými tlakovými ztrátami.
K dispozici jsou řešení cyklonu s radiálním vstupem (US 2015/0345844) a stacionárními lopatkami ve tvaru šroubovice zajišťující rotaci směsi, která se centrifugací rozdělí na jednotlivé složky. Cyklon s radiálním vstupem však předpokládá tangenciálně orientované vstupní potrubí vůči vstupní komoře cyklonu, toto potrubí je vzhledem k nutnosti napojení na další součástky ohnuté v podstatě do pravého úhlu. Z výrobního hlediska je tedy potřeba tento typ cyklonu vždy kompletovat nejméně ze dvou až tří součástek (těla cyklonu a ohnuté trubice, případně dvou trubic a spojovacího dílu) kdy jednotlivé díly je nutné spojit nebo vyrábět drahými a složitými metodami vstřikování plastů (např. external gas injection molding, GAD). Dále je zvýšené riziko poškození tangenciálně orientovaného vstupního potrubí při následných montážních operacích. Výhodou tohoto typu cyklonu je dosažení výborného odseparování kapalných složek a stálé distribuce plynu.
Existují cyklony s axiálním nebo v podstatě axiálním vstupem, které ovšem neobsahují stacionární lopatku zajišťující rotaci směsi, a nedosahují dostatečně kvalitní separace složek ani jednoduchosti konstrukce. V těchto cyklonech je u uvedené směsi rotace nerovnoměrná, chaotická a nedosáhne se požadované kvality média na výstupu.
- 1 CZ 308314 B6
Podstata vynálezu
Předmětem předkládaného vynálezu je cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, zejména vhodný pro akumulátor chladicího média nebo akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačním systému automobilu využívajícím jako chladicí médium oxid uhličitý (technické označení R744), obsahující vstup směsi plynu a kapaliny a tělo cyklonu s vstupní komorou, výstupní komorou a alespoň jednou stacionární lopatkou ve tvaru šroubovice, s výhodou jednou stacionární lopatkou ve tvaru šroubovice, pro zajištění rotace směsi ve výstupní komoře cyklonu, jehož podstata spočívá v tom, že vstup směsi plynu a kapaliny je uspořádán v podstatě souose s osou cyklonu a ústí přímo do vstupní komory těla cyklonu.
Termínem „v podstatě souose je míněn odklon od osy cyklonu v rozmezí 0 až 25°.
Proud média na výstupu z lopatky cyklonu je orientován v podstatě kolmo k ose cyklonu a tangenciálně vůči průměru vstupní komory cyklonu, a s výhodou je lopatka na svém výstupním konci zploštěná.
Uvedené konstrukční uspořádání cyklonu, tedy kombinace v podstatě axiálního přívodu směsi se šroubovicovou lopatkou umožňuje snazší a nákladově výhodnější výrobu jako jediný díl, například vstřikováním do formy (injection molding). Je také odolnější při následných montážních operacích, protože zde není snadno destruovatelné tangenciálně umístěné vstupní potrubí. Nahrazení tangenciálního přívodu směsi axiálním přívodem přitom nevede ke snížení účinnosti separace složek a neruší další výhody dosud známých cyklonů s radiálním vstupem. Axiální konstrukce umožňuje také standardizaci cyklonu pro akumulátor teplosměnného média i akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem.
Lopatka ve tvaru šroubovice mění směr proudění směsi tak, že výstup na konci lopatky přepouští směs tangenciálně do výstupní komory, v této části již směs vykonává krouživý pohyb a začíná separace kapalných částic od plynu.
Cyklon je s výhodou vyroben z plastu, výhodněji je vyroben vstřikováním do formy. Rovněž může být vyroben z kovu.
Dále je předmětem vynálezu sestava cyklonu a víka akumulátoru, kde cyklon je na straně vstupní komory souose spojen s víkem akumulátoru chladivá nebo akumulátoru s vnitřním tepelným výměníkem, a vstup směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko v podstatě souose s osou víka a cyklonu a ústí do vstupní komory cyklonu.
Předmětem předkládaného vynálezu je také použití cyklonu podle vynálezu pro oddělení plynného oxidu uhličitého od kapalného oxidu uhličitého a/nebo kapalného oleje v akumulátorech chladivá nebo akumulátorech s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačních systémech automobilů s chladivém oxidem uhličitým (technické označení R744).
Vynález dále zahrnuje akumulátor chladivá, který obsahuje nádobu sestávající z víka, dna a pláště, přičemž s víkem je souose spojen cyklon podle předkládaného vynálezu, vstup směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko v podstatě souose s osou víka a cyklonu a ústí do vstupní komory cyklonu, mezi víkem a dnem nádoby prochází sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá, za výstupní komorou cyklonu je umístěn deflektor, přičemž u dna nádoby jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje, a přičemž sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru k prostředkům pro obohacení plynného chladivá olejem a vnitřní trubici pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko ven z akumulátoru. V nádobě akumulátoru se akumuluje kapalná složka chiadiva a olej, jehož část se prostřednictvím prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem vrací zpět do chladivá.
-2CZ 308314 B6
V akumulátoru výstup kapalné fáze z cyklonu ústí do nádoby akumulátoru pro shromažďování kapalné fáze, přičemž oddělení kapalné fáze probíhá vlivem rotace udělené lopatkou cyklonu na vnější hraně deflektoru integrovaného se sestavou sacích trubic, kde je plynná fáze odváděna vnější sací trubicí k obohacení definovaným množstvím oleje ve dně nádoby a dále vnitřní sací trubicí přes víko nádoby ven do klimatizačního okruhu.
Vynález dále zahrnuje akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem, který obsahuje vnější nádobu sestávající z víka, dna a pláště, a vnitřní nádobu (kanystr), přičemž s víkem je souose spojen cyklon podle předkládaného vynálezu, vstup směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko v podstatě souose s osou víka a cyklonu a ústí do vstupní komory cyklonu, mezi víkem a dnem nádoby prochází sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá, za výstupní komorou cyklonu je ve vnitřní nádobě umístěn deflektor, přičemž ve dně vnitřní nádoby jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje, a přičemž mezi vnější stěnou vnitřní nádoby a vnitřní stěnou vnější nádoby je umístěn tepelný výměník, například v podobě spirálovitě vedené trubice, a přičemž sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru k prostředkům pro obohacení plynného chladivá olejem a vnitřní trubici pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko do vnější nádoby akumulátoru, kde může dojít k výměně tepla mezi chladicím médiem a médiem přicházejícím z teplejší části klimatizačního okruhu. Ve vnitřní nádobě se akumuluje kapalná složka chiadiva a olej, jehož část se prostřednictvím prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem vrací zpět do chladivá.
V akumulátoru s vnitřním tepelným výměníkem výstup kapalné fáze z cyklonu ústí do vnitřní nádoby (kanystr) vykonávající funkci akumulátoru pro shromažďování kapalné fáze, kdy oddělení kapalné fáze probíhá na vnější hraně deflektoru a plynná fáze je odváděna sestavou sacích trubic, kde je plynná fáze odváděna vnější sací trubicí k obohacení definovaným množstvím oleje ve dně nádoby a dále vnitřní sací trubicí přes víko nádoby do vnitřního výměníku umístěného ve vnější nádobě, je odváděna přes plynový filtr a dnem nádoby dále do klimatizačního okruhu.
Objasnění výkresů
Obr. 1 znázorňuje cyklon s axiálním vstupem a s víkem nádoby akumulátoru podle příkladu 1.
Obr. 2 znázorňuje cyklon s axiálním vstupem v akumulátoru podle příkladu 2.
Obr. 3 znázorňuje cyklon s axiálním vstupem v akumulátoru s vnitřním výměníkem tepla podle příkladu 3.
Obr. 4 znázorňuje účinnost cyklonu s axiálním vstupem podle příkladu 1 ve srovnání s cyklonem s radiálním vstupem.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Na obr. 1 je znázorněn cyklon s axiálním vstupem a s víkem 110 akumulátoru pro separaci kapalné a plynné složky ze vstupující směsi kapalné a plynné složky. Cyklon obsahuje tělo 1 cyklonu s jednou stacionární lopatkou 22 ve tvaru šroubovice pro vyvolání rotačního pohybu vstupní směsi, válcovitou vstupní komoru 2, a výstupní komoru 3, která se plynule rozšiřuje od
-3 CZ 308314 B6 výstupu z lopatky 22. Cyklon je nasazen na osazení víka 110 akumulátoru teplosměnného média, a přívodní vrtání 4 ve víku 110 ústí axiálním vstupem do vstupní komory 2 v podstatě ve směru osy cyklonu.
Lopatka 22 ve tvaru šroubovice mění směr proudění směsi tak, že výstup na konci lopatky 22 přepouští směs tangenciálně do výstupní komory 3, v této části již směs vykonává krouživý pohyb a začíná separace kapalných částic od plynu.
Cyklon je obvykle vyroben z plastu vstřikováním do formy, nebo jiným způsobem pň použití jiného materiálu.
Příklad 2
Obr. 2 znázorňuje akumulátor chladivá, který obsahuje nádobu sestávající z víka 110. dna 8 a pláště 5, přičemž s víkem 110 je souose spojen cyklon podle předkládaného vynálezu. Ve víku je vstupní vrtání 4 procházející skrz víko v podstatě souose s osou víka 110 a cyklonu. Vstupní vrtání 4 přivádí směs kapaliny a plynu axiálním vstupem 44 do vstupní komory 2 cyklonu. Mezi víkem 110 a dnem 8 nádoby prochází sestava sacích trubic 71, 72 pro odvod plynné složky chladivá. Za výstupní komorou 3 cyklonu je umístěn deflektor 6, přičemž u dna 8 nádoby jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje (takové prostředky jsou popsány například v US 2015/0345844). Sestava sacích trubic 71. 72 pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici 71 pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru 6 k prostředkům pro obohacení plynného chladivá olejem a vnitřní trubici 72 pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko 110 ven z akumulátoru. V nádobě akumulátoru se akumuluje kapalná složka chiadiva a olej.
V akumulátoru výstup kapalné fáze z cyklonu ústí do nádoby akumulátoru pro shromažďování kapalné fáze, přičemž oddělení kapalné fáze probíhá vlivem rotace udělené lopatkou 22 cyklonu na vnější hraně deflektoru 6 integrovaného se sestavou sacích trubic 71, 72, kde je plynná fáze odváděna vnější sací trubicí 71 k obohacení definovaným množstvím oleje ve dně nádoby a dále vnitřní sací trubicí 72 přes víko 110 nádoby dále do klimatizačního okruhu.
Příklad 3
Obr. 3 znázorňuje akumulátor s integrovaným vnitřním tepelným výměníkem, který obsahuje vnější nádobu sestávající z víka 110, dna 8 a pláště 55, a vnitřní nádobu 54, přičemž s víkem 110 je souose spojen cyklon podle předkládaného vynálezu. Směs plynu a kapaliny prochází skrz víko 110 vrtáním 4 v podstatě souose s osou víka 110 a cyklonu a axiálně vstupuje do vstupní komory těla 1 cyklonu, mezi víkem 110 a dnem 8 nádoby prochází sestava sacích trubic 71, 72 pro odvod plynné složky chladivá, za výstupní komorou cyklonu je ve vnitřní nádobě 54 umístěn deflektor 6. Ve dně vnitřní nádoby 54 jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje. Mezi vnější stěnou vnitřní nádoby 54 a vnitřní stěnou pláště 55 vnější nádoby je umístěn tepelný výměník v podobě spirálovitě vedené trubice 9, kterou prochází chladivo z teplejší oblasti klimatizačního okruhu. Sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici 71 pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru 6 k prostředkům pro obohacení plynného chladivá olejem a vnitřní trubici 72 pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko 110 do vnější nádoby akumulátoru, kde může dojít k výměně tepla mezi chladicím médiem a druhým teplosměnným médiem, a dále pak odvodem 81 ve dně 8 nádoby. Ve vnitřní nádobě 54 se akumuluje kapalná složka chiadiva a olej.
V akumulátoru s vnitřním tepelným výměníkem výstup kapalné fáze z cyklonu ústí do vnitřní nádoby 54 (kanystr) vykonávající funkci akumulátoru pro shromažďování kapalné fáze, kdy oddělení kapalné fáze probíhá na vnější hraně deflektoru 6 a plynná fáze je odváděna sestavou
-4CZ 308314 B6 sacích trubic 71. 72. kde je plynná fáze odváděna vnější sací trubicí 71 k obohacení definovaným množstvím oleje ve dně nádoby 54 a dále vnitřní sací trubicí 72 přes víko 110 nádoby do vnitřního výměníku 9 umístěného ve vnější nádobě, je odváděna přes plynový filtr a dnem 8 nádoby dále do klimatizačního okruhu.
Obr. 4 ukazuje, že účinnost cyklonu zůstává srovnatelná jako účinnost cyklonu s radiálním vstupem.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, zejména vhodný pro akumulátor chladicího média nebo akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačním systému automobilu využívajícím jako chladicí médium oxid uhličitý, obsahující vstup směsi plynu a kapaliny a tělo (1) cyklonu s vstupní komorou (2), výstupní komorou (3) a alespoň jednou stacionární lopatkou (22) ve tvaru šroubovice pro zajištění rotace směsi ve výstupní komoře (3) cyklonu, vyznačený tím, že vstup (44) směsi plynu a kapaliny je uspořádán v podstatě souose s osou cyklonu a ústí přímo do vstupní komory (2) těla cyklonu.
  2. 2. Cyklon podle nároku 1, vyznačený tím, že výstup z lopatky (22) cyklonu je orientován v podstatě kolmo k ose cyklonu a tangenciálně vůči průměru vstupní komory (2) cyklonu, a s výhodou je lopatka (22) na svém výstupním konci zploštěná.
  3. 3. Použití cyklonu podle nároku 1 nebo 2 pro oddělení plynného oxidu uhličitého od kapalného oxidu uhličitého a/nebo kapalného oleje v akumulátorech chladivá nebo akumulátorech s vnitřním tepelným výměníkem v klimatizačních systémech automobilů s chladivém oxidem uhličitým.
  4. 4. Sestava cyklonu a víka (110) akumulátoru, vyznačená tím, že cyklon je na straně vstupní komory (2) souose spojen s víkem (110) akumulátoru chladivá nebo akumulátoru s vnitřním tepelným výměníkem, a vstup (4) směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko v podstatě souose s osou víka a cyklonu a ústí do vstupní komory (2) cyklonu.
  5. 5. Akumulátor chladivá, který obsahuje nádobu sestávající z víka (110), dna (8) a pláště (5), přičemž s víkem (110) je souose spojen cyklon podle nároku 1 nebo 2, přičemž mezi víkem (110) a dnem (8) nádoby prochází sestava sacích trubic (71, 72) pro odvod plynné složky chladivá, za výstupní komorou (3) cyklonu je umístěn deflektor (6), přičemž u dna (8) nádoby jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje, a přičemž sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici (71) pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru (6) k prostředkům pro obohacení plynného chladivá olejem a vnitřní trubici (72) pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko (110) ven z akumulátore, vyznačený tím, že vstup (4) směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko (110) v podstatě souose s osou víka (110) a cyklonu a ústí do vstupní komory (2) cyklonu.
  6. 6. Akumulátor s vnitřním tepelným výměníkem, který obsahuje vnější nádobu sestávající z víka (110), dna (8) a pláště (55), a vnitřní nádobu (54), přičemž s víkem (110) je souose spojen cyklon podle nároku 1 nebo 2, přičemž mezi víkem (110) a dnem (8) nádoby prochází sestava sacích trubic (71, 72) pro odvod plynné složky chladivá, za výstupní komorou (3) cyklonu je ve vnitřní nádobě (54) umístěn deflektor (6), přičemž ve dně vnitřní nádoby (54) jsou umístěny prostředky pro obohacení plynného chladivá předem definovaným množstvím oleje, a přičemž mezi vnější stěnou vnitřní nádoby (54) a vnitřní stěnou vnější nádoby je umístěn tepelný výměník (9), a přičemž sestava sacích trubic pro odvod plynné složky chladivá obsahuje vnější sací trubici (71) pro odvod plynné složky chladivá od cyklonu a deflektoru (6) k prostředkům pro obohacení
    -5 CZ 308314 B6 plynného chiadiva olejem a vnitřní trubici (72) pro odvod plynné složky chladivá od prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem skrz víko (110) do vnější nádoby akumulátoru, vyznačený tím, že vstup (4) směsi plynu a kapaliny prochází skrz víko (110) v podstatě souose s osou víka (110) a cyklonu a ústí do vstupní komory (2) cyklonu.
CZ2017-507A 2017-08-31 2017-08-31 Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující CZ308314B6 (cs)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-507A CZ308314B6 (cs) 2017-08-31 2017-08-31 Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující
DE102018212749.2A DE102018212749A1 (de) 2017-08-31 2018-07-31 Zyklon zur Trennung von Gas-Flüssigkeitsmischung und ein Kältemittel-Akkumulator, der diesen Zyklon enthält
US16/101,769 US11058980B2 (en) 2017-08-31 2018-08-13 Cyclone for separation of gas-liquid mixture, and a refrigerant accumulator containing this cyclone
KR1020180097243A KR102266411B1 (ko) 2017-08-31 2018-08-21 기체-액체 혼합물의 분리를 위한 사이클론 및 이 사이클론을 포함하는 냉매 어큐뮬레이터
CN201810966738.1A CN109425157A (zh) 2017-08-31 2018-08-23 分离气液混合物的旋风器和包括该旋风器的制冷剂累积器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-507A CZ308314B6 (cs) 2017-08-31 2017-08-31 Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2017507A3 CZ2017507A3 (cs) 2019-03-13
CZ308314B6 true CZ308314B6 (cs) 2020-05-06

Family

ID=70457656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-507A CZ308314B6 (cs) 2017-08-31 2017-08-31 Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11058980B2 (cs)
KR (1) KR102266411B1 (cs)
CN (1) CN109425157A (cs)
CZ (1) CZ308314B6 (cs)
DE (1) DE102018212749A1 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020038437A1 (zh) * 2018-08-23 2020-02-27 杭州三花研究院有限公司 气液分离器及空调系统
IT201900003469A1 (it) * 2019-03-12 2020-09-12 Techinvest S R L Ciclocondensatore
CN113739457A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 绍兴三花新能源汽车部件有限公司 一种热交换器以及气液分离器
CN115398164A (zh) * 2020-05-29 2022-11-25 绍兴三花新能源汽车部件有限公司 一种热交换器以及气液分离器
CA3189163A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Michael J. Russek Integrated knockout drum and heat exchanger for use in cleaning process
DE102021125240A1 (de) 2020-11-20 2022-05-25 Hanon Systems Vorrichtung zum Trennen einer gasförmigen und einer flüssigen Phase eines Arbeitsstoffes und zum Speichern der flüssigen Phase
DE102021201509B4 (de) 2021-02-17 2022-11-17 Hanon Systems Kombination eines Kältemittel-Akkumulators und eines internen Wärmeübertragers für Kältemittel
CN113291123B (zh) * 2021-06-28 2023-02-24 上海应用技术大学 一种汽车空调用的螺旋同轴管换热器
DE102022100918A1 (de) 2022-01-17 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktive Füllmengensteuerung von Kfz-Kältemittelsystemen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ279442B6 (cs) * 1992-05-07 1995-04-12 Fayette Tubular Technology Corporation Akumulátor klimatizačního systému a způsob jeho výroby
EP1059496A1 (en) * 1999-06-08 2000-12-13 Ford Motor Company Accumulator for an air conditioning system
EP1961597A1 (en) * 2007-02-26 2008-08-27 Halla Climate Control Corporation Air-conditioning system for vehicles
EP1967800A1 (en) * 2005-12-27 2008-09-10 Calsonic Kansei Corporation Accumulator
US20090044563A1 (en) * 2007-08-17 2009-02-19 Roman Heckt Refrigerant accumulator for motor vehicle air conditioning units
KR20090110647A (ko) * 2008-04-18 2009-10-22 현대자동차주식회사 이산화탄소 냉매 공조장치의 어큐물레이터 일체형 내부열교환기
US20150345844A1 (en) * 2014-02-02 2015-12-03 Halla Visteon Climate Control Corp. Accumulator for combined component with internal heat exchanger especially for refrigerant loops with r774 as working fluid

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT546744A (cs) * 1954-12-24
US4651540A (en) * 1986-03-21 1987-03-24 Tecumseh Products Company Suction accumulator including an entrance baffle
US5076071A (en) * 1990-05-08 1991-12-31 Tecumseh Products Company Suction accumulator with dirt trap and filter
DE4219096C2 (de) * 1992-06-11 1994-06-09 Karl Friedrich Vedder Zyklon zur Phasentrennung eines Arbeitsmittels im Teilprozeß der Kondensatentspannung mit hohem Dampfüberschuß
JPH07103620A (ja) 1993-10-07 1995-04-18 Nippon Piston Ring Co Ltd カークーラガスの補充装置および補充方法
US5334239A (en) * 1993-11-29 1994-08-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Passive gas separator and accumulator device
US5440094A (en) * 1994-04-07 1995-08-08 Douglas G. Carroll Plasma arc torch with removable anode ring
US6062039A (en) * 1998-01-07 2000-05-16 Parker-Hannifin Corporation Universal accumulator for automobile air conditioning systems
JP2001066004A (ja) * 1999-08-23 2001-03-16 Denso Corp 冷凍サイクル
US6430958B1 (en) * 2001-01-22 2002-08-13 Halla Climate Control Canada, Inc. Suction accumulator for air conditioning systems
DE10300801B3 (de) * 2003-01-13 2004-06-24 Hansa Metallwerke Ag Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Fahrzeugklimaanlage
US7810351B2 (en) * 2005-03-02 2010-10-12 Westermeyer Gary W Multiple outlet vertical oil separator
KR100766249B1 (ko) 2006-04-05 2007-10-12 주식회사 두원공조 냉방장치의 기액분리기
DE102006031197B4 (de) * 2006-07-03 2012-09-27 Visteon Global Technologies Inc. Innerer Wärmeübertrager mit Akkumulator
JP2008215727A (ja) 2007-03-05 2008-09-18 Denso Corp 冷媒容器およびアキュムレータ
JP5644469B2 (ja) * 2010-12-21 2014-12-24 カルソニックカンセイ株式会社 アキュムレータ
JP6055291B2 (ja) 2012-11-27 2016-12-27 株式会社不二工機 アキュムレータ
CN103673436B (zh) * 2013-12-24 2016-01-06 上海交通大学 一种具有回油和排液功能的气液分离器
KR20160117683A (ko) * 2015-03-30 2016-10-11 한온시스템 주식회사 차량용 어큐뮬레이터
CN106352619B (zh) * 2015-07-14 2020-05-12 株式会社不二工机 储存器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ279442B6 (cs) * 1992-05-07 1995-04-12 Fayette Tubular Technology Corporation Akumulátor klimatizačního systému a způsob jeho výroby
EP1059496A1 (en) * 1999-06-08 2000-12-13 Ford Motor Company Accumulator for an air conditioning system
EP1967800A1 (en) * 2005-12-27 2008-09-10 Calsonic Kansei Corporation Accumulator
EP1961597A1 (en) * 2007-02-26 2008-08-27 Halla Climate Control Corporation Air-conditioning system for vehicles
US20090044563A1 (en) * 2007-08-17 2009-02-19 Roman Heckt Refrigerant accumulator for motor vehicle air conditioning units
KR20090110647A (ko) * 2008-04-18 2009-10-22 현대자동차주식회사 이산화탄소 냉매 공조장치의 어큐물레이터 일체형 내부열교환기
US20150345844A1 (en) * 2014-02-02 2015-12-03 Halla Visteon Climate Control Corp. Accumulator for combined component with internal heat exchanger especially for refrigerant loops with r774 as working fluid

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018212749A1 (de) 2019-02-28
CN109425157A (zh) 2019-03-05
KR20190024708A (ko) 2019-03-08
KR102266411B1 (ko) 2021-06-21
US11058980B2 (en) 2021-07-13
CZ2017507A3 (cs) 2019-03-13
US20200047098A1 (en) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ308314B6 (cs) Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující
US9372014B2 (en) Ejector-type refrigeration cycle device
CN103477160B (zh) 减压装置和制冷循环装置
JP5493769B2 (ja) 蒸発器ユニット
US11865895B2 (en) Accumulator, optionally in combination with an internal heat exchanger in a shared housing
US20160186783A1 (en) Ejector
EP2990752A1 (en) Two-pass evaporator
CN201583072U (zh) 气液分离器
CN104583601A (zh) 螺旋压缩机及具备它的冷却单元
CN107525313B (zh) 闪蒸器和具有其的空调系统
JP2014055765A (ja) 蒸発器ユニット
CN106705508A (zh) 闪蒸罐和制冷系统
JP2007093121A (ja) 冷凍サイクル用気液分離器
US10473370B2 (en) Ejector-receiver refrigeration circuit with valve
CN109073298A (zh) 制冷剂容器
US20110113821A1 (en) Accumulator for air conditioning system
JP2007232335A (ja) 冷媒容器とその製造方法
US20210180843A1 (en) Receiver/drier for a refrigerant fluid circuit equipping a vehicle, in particular a motor vehicle
JP6500737B2 (ja) エジェクタ式冷凍サイクル
CN217979389U (zh) 气液分离器及其制冷系统
JP2007046798A (ja) 気液分離器およびその製造方法
CN218269666U (zh) 一种高性能气液分离器
JP5429233B2 (ja) エジェクタ
JP2008241088A (ja) アキュムレータ
CN110966181A (zh) 压缩机