[發(fā)明專利]氣-液兩相流體分配器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710109516.X
• 申請日: 2007-06-27
• 公開（公告）號: CN101097104A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大村源太郎;西島春幸;山田悅久;武內(nèi)裕嗣;松井秀也;藤原良子
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F25B41/00
• 分類號: F25B41/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分配器，所述分配器被設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)等的制冷劑回路中，并且將兩相制冷劑分配給多個熱交換器等，具體地說，本發(fā)明涉及將混合比率均勻的兩相制冷劑均勻分開的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

如圖4所示，在過去，提出過制冷循環(huán)100，該制冷循環(huán)100通過制冷劑管道107將制冷劑壓縮機(jī)102、制冷劑冷凝器103、噴射器104、室內(nèi)熱交換器105的第一制冷劑蒸發(fā)器113、以及氣-液分離器106依次連接成環(huán)形，而且通過設(shè)置有室內(nèi)熱交換器105的第二制冷劑蒸發(fā)器114的旁路管道109將氣-液分離器106的液相制冷劑側(cè)和噴射器104的吸入部108連接起來(日本專利第3265649號)。

這里，如圖5所示，噴射器4被附連在室內(nèi)熱交換器105的側(cè)表面上。如圖6所示，噴射器4噴射被制冷劑冷凝器103冷凝和液化的液相制冷劑，由此氣相制冷劑被吸入部108吸入，液相制冷劑和氣相制冷劑在擴(kuò)散器111中被混合且壓力升高，接著氣-液兩相狀態(tài)的制冷劑(下面，被稱為“兩相制冷劑”)通過分配器112被輸送到第一制冷劑蒸發(fā)器113中。如圖1和2所示，分配器112是這樣的管，其將從噴射器104流出的氣-液兩相狀態(tài)的制冷劑均勻地分配到第一制冷劑蒸發(fā)器113的多個導(dǎo)管。

分配器112的作用是將以不同流動狀態(tài)(渣流，霧狀流，環(huán)狀流，等等)流入的兩相制冷劑均勻地供應(yīng)給管。盡管如此，但是噴嘴110噴射的制冷劑，其流動受到氣-液比率和流速的影響。液相多的制冷劑在重力的作用下流過下分配管112a，而氣相多的制冷劑流過上分配管112b。因此，分配器112不能完全實(shí)現(xiàn)它的作用。

此外，在噴射器的下游發(fā)生壓力損失，噴射器的升壓作用被減小。因此，應(yīng)該盡量避免噴射器下游的壓力損失。盡管如此，因?yàn)橹评鋭┲苯訌臄U(kuò)散器111流到分配管112，它改變至這樣的方向，沿所述方向通道截面面積被大大減小。因?yàn)檫@個節(jié)流效應(yīng)，壓力損失發(fā)生了。應(yīng)該指出的是，眾所周知，和噴射器循環(huán)相比，在膨脹閥循環(huán)中，分配器部分處的壓力損失量通過膨脹閥的節(jié)流量來調(diào)節(jié)，所以壓力損失效應(yīng)很小。

另一方面，作為兩相制冷劑的分配器，在日本專利公開(A)第6-201225號和第5-340648號中公開了一些，但是這些分配器都有能量損失，因?yàn)闉榱藲?液分離之后的傳輸，它們將液體向上提升。此外，這些分配器需要下游側(cè)圓形上表面，其直徑大于渦漩部分(swirl?part)的直徑，并且需要輕微傾斜的錐形表面以便保持液體膜，所以變成了極大的不切實(shí)際的容器。兩者都不能完美地執(zhí)行其功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種分配器，所述分配器能夠把以不同流動狀態(tài)流入的兩相制冷劑在沒有壓力損失的情況下均勻地供應(yīng)給管。

按照本發(fā)明所包含的方面，本發(fā)明提供一種氣-液兩相流體分配器，作為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種氣-液兩相流體分配器，所述分配器設(shè)置有圓柱形容器，所述圓柱形容器具有：圓柱形上部；入口管，所述入口管相對于所述圓柱形容器的上部的圓形截面沿切線方向被連接；以及分配管，所述分配管被連接到所述圓柱形容器的下部。

因?yàn)槿肟诠芟鄬τ趫A柱形容器的圓形截面沿切線方向被連接，在公知的離心分離作用下，不管入口流的形式如何，兩相流體在所述圓柱形容器中被分離為氣相和液相。所述液相在所述圓柱形容器的內(nèi)表面處形成薄液體膜，并且在重力的作用下滴下，隨著制冷劑渦漩流的作用，形成均勻的液體膜厚度。以均勻厚度形成的液體膜在渦漩的同時向下流動，并且到達(dá)設(shè)置在圓柱形容器下部處的多個分配管。在所述分配管中，以均勻厚度形成的液體膜和氣相制冷劑流入，所以，由氣體和液體均勻混合組成的兩相流體形成并流動。此外，兩相流體在重力作用下在所述容器中運(yùn)動，所以能量損失(壓力損失)極小。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在氣-液兩相流體分配器中，圓柱形容器的下部形成為倒錐形。兩相流體沿所述容器的內(nèi)表面形成渦漩流，并且在重力作用下向容器下部流動。這時，因離心分離作用而出現(xiàn)的倒錐形表面上的液體膜相對于此離心力由于倒錐形表面而受到向上的力分量，所以下落速度被減緩。此外，由于倒錐形表面，角速度ω增加，離心力mrω2變大，并且促進(jìn)了離心分離作用(因?yàn)閳A周速度因半徑r變小的量而基本上不變)。因此，厚度更加均勻的液體膜當(dāng)在所述倒錐形表面上渦漩的同時下落。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了如第一方面所述的分配器，其中，所述入口管恰好在連接到所述圓柱形容器之前被彎曲。所述彎曲部具有導(dǎo)致離心分離作用的功能，所以可以令產(chǎn)生離心分離作用的圓柱形容器更小。