CN101922888B - 用于蒸发器的制冷剂分配器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新的用于制冷***中的蒸发器的制冷剂分配器，所述蒸发器包括制冷剂进口管、管箱、换热管束和制冷剂出口管，所述的制冷剂分配器设置在制冷剂进口管和换热管束之间，所述的制冷剂分配器沿制冷剂流动方向依次包含分配器进管和节流孔板，所述分配器进管的一个端面是敞开的，用于与所述制冷剂进口管相连通，另一端面是封闭的且其上均匀开设有多个第一开孔；所述节流孔板设置为距所述分配器进管的封闭端面有一定距离，所述节流孔板上开设有多个第二开孔。根据本发明的这种制冷剂分配器能使制冷剂在蒸发器的各换热管之间均匀分配，从而提高制冷***的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体分配装置，更确切地说，涉及一种应用在制冷***中的制冷剂分配器。
背景技术
图1所示的为一常用的热泵空调***，该***主要由下列部件：蒸发器1，及气液分离器2、压缩机3、管路4、四通换向阀5、分流头6、风扇7、冷凝器8、热力膨胀阀9及其感温包10和干燥过滤器11。
当机组运行在制冷工况时，由压缩机3排出的高温高压制冷剂气体，经过管路4和四通换向阀5后进入冷凝器8，在冷凝器8中制冷剂与室外进行热交换后变成高温高压制冷剂液体，经热力膨胀阀9节流，成为低温低压的气液两相状态进入干燥过滤器11，然后进入蒸发器1。在蒸发器1中进行换热，再通过管道经四通换向阀5和气液分离器2后进入压缩机3的吸气口，在压缩机3中进行压缩，再次成为高温高压的气体。由此，形成了一个完整的热力循环。热力膨胀阀9的感温包10是用于通过测试低温低压气体的过热度来调节热力膨胀阀9的开度。
通常，进入蒸发器1中的制冷剂状态为气液两相，由于气体制冷剂和液体制冷剂具有不同的密度，因此难以实现均匀充分的混合。制冷剂能否在蒸发器1的各换热管之间进行均匀的分配，成为决定并制约蒸发器1及机组性能的关键因素。为了提高制冷***的换热效率，需要一种能用于制冷***中以实现制冷剂在蒸发器中均匀分配的制冷剂分配装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种新的用于制冷***中的蒸发器的制冷剂分配器，这种制冷剂分配器能使制冷剂在蒸发器的各换热管之间均匀分配，从而提高制冷***的换热效率。
一种用于制冷***中的蒸发器的制冷剂分配器，所述蒸发器包括制冷剂进口管、管箱、换热管束和制冷剂出口管，所述的制冷剂分配器设置在制冷剂进口管和换热管束之间，其特征在于，
所述的制冷剂分配器沿制冷剂流动方向依次包含分配器进管和节流孔板，
所述分配器进管的一个端面是敞开的，用于与所述制冷剂进口管相连通，另一端面是封闭的且其上均匀开设有多个第一开孔；
所述节流孔板设置为距所述分配器进管的封闭端面有一定距离，所述节流孔板上开设有多个第二开孔。
根据本发明的一个方面，所述分配器进管沿长度方向的侧壁上均匀地设置有多个第三开孔或开口。
根据本发明的另一个方面，所述节流孔板包括一具有中心对称形状的平板，所述平板的对称中心与分配器进管沿轴线方向的中心线重合。根据本发明的另一个方面，所述平板向着所述管箱的设置有分配器进管的一侧凹陷弯曲，与水平线方向之间具有一夹角。
根据本发明的另一个方面，所述夹角的范围在5°-15°之间。
附图说明
根据本发明的另一个方面，沿所述平板的长度方向上在所述平板的面对管箱的一侧上设置多个平行的或以对称中心呈放射状的开槽。
根据本发明的另一个方面，所述平板通过支撑脚连接到所述管箱上。
根据本发明的另一个方面，所述第二开孔是均匀分布在所述节流孔板上的。
根据本发明的另一个方面，所述第二开孔是非均匀分布在所述节流孔板上的，在正对着制冷剂进口管且与所述制冷剂进口管内径大小近似相等的范围内分布的开孔较其余范围内分布的开孔的数量更少且孔径更小。
根据本发明的另一个方面，所述管箱具有侧壁壳体，并设置有分层隔板和制冷剂挡板，将所述节流孔板设置在由分层隔板、制冷剂挡板及管箱的侧壁壳体所围成的区域中。
根据本发明的另一个方面，所述第二开孔的内径小于所述换热管束的换热管的内径。
根据本发明的另一个方面，所述第一开孔的直径大小是4-8mm。
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为现有技术中常见的制冷***示意图。
图2为根据本发明的蒸发器制冷剂分配器的第一种实施方式的结构示
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
下面结合附图对本发明做更为详尽的说明。
图2为根据本发明用于蒸发器中的制冷剂分配器的第一种实施方式的结构示意图。如图2所示，蒸发器1包括桶体1_1、进口水管1_2和出口水管1_3、换热管束1_4、制冷剂分配器1_5、管箱1_6、制冷剂出口管1_7及制冷剂进口管1_8。制冷剂分配器1_5设置在制冷剂进口管1_8和换热管束1_4之间。由图1所示的膨胀阀9节流后的气液两相制冷剂经蒸发器1的制冷剂进口管1_8进入蒸发器1，再经制冷剂分配器1_5均匀地分配到第一流程1_9区域中的换热管束1_4中。在该实施例中，蒸发器1的管箱1_6是圆形的板状结构。制冷剂通过设置在管箱1_6一侧上的制冷剂进口管1_8进入到和所述管箱1_6另一侧相对的换热管束1_4中。
图3为图2中的制冷剂分配器的结构放大图。如图3所示，制冷剂分配器1_5沿制冷剂流动方向依次包含分配器进管1_52和节流孔板1_51。分配器进管1_52设置在管箱1_6的第一侧1_61上并与制冷剂进口管1_8相连通。该第一侧1_61与制冷剂进口管1_8所在的第二侧1_62相对。所述节流孔板1_51包括平板和支撑脚，所述平板的形状可以是呈中心对称的形状，例如矩形，也可以是半月形等其他形状，并通过支撑脚连接在管箱1_6上与制冷剂进口管1_8所在一侧相对的另一侧上。平板的对称中心与分配器进管1_52沿轴线方向的中心线重合且距分配器进管1_52的端面有一定距离，具有节流和防冲的作用。
图4为图3中所示的分配器进管1_52的第一种实施方式的结构示意图。如图4所示，该进管1_521的内直径与蒸发器1的制冷剂进口管1_8的内直径相等以便与后者相连接。进管1_521与制冷剂进口管1_8相接的一个端面是敞开的，与之相对的另一端面是封闭的，在该封闭的端面上沿中心对称地开有若干第一开孔1_5212，该第一开孔1_5212的直径大小例如可以为4-8mm。该多个第一开孔1_5212可防止制冷剂直接冲击图3所示的节流孔板1_51，起到缓冲制冷剂的作用，避免使得与其距离最短的换热管束1_4分配的制冷剂较多。在进管1_521沿长度方向的侧壁上等角度地均匀开有等长、等高的若干开口1_5211。开口1_5211的作用有两方面：1)降低由于进口管截面变小，过多地增加制冷剂流经该装置时产生的压力损失，2)制冷剂可从该开口处均匀分散开。
图5为图3中所示的分配器进管1_52的第二种实施方式的结构示意图。如图5所示，在该实施方式中，进管1_522的内直径与蒸发器1的制冷剂进口管1_8的内直径相等以便与后者相连接。进管1_522与制冷剂进口管1_8相接的一端是敞开的，与之相对的另一端面是封闭的，在该封闭的端面上沿中心对称地开有若干第一开孔1_5222。该多个第一开孔1_5222可防止制冷剂直接冲击图3所示的节流孔板1_51，起到缓冲制冷剂的作用，避免使得与其距离最短的换热管束1_4分配的制冷剂较多。和图4所示的第一实施例不同的是，在进管1_521沿长度方向的侧壁上等角度地均匀开有若干第三开孔1_5221。第三开孔1_5221的作用有两方面：1)避免由于进口管截面变小而造成的制冷剂流经该装置时产生的压力损失，2)制冷剂可从该开口处均匀分散开。
图6A为图3中分配器的节流孔板1_51的第一种实施方式的结构示意图。所述节流孔板1_51包括平板1_5115和支撑脚1_5111。如图6A所示，在该实施方式中，平板1_5115可以是中心对称的形状，例如矩形，也可以是半月形等其他形状。在平板1_5115上均匀分布大小相等的多个第二开孔1_5112。所述平板1_5115可以向着管箱1_6的第一侧1_61(如图3所示)凹陷弯曲，如图所示，与水平线方向之间的夹角为β，β的范围例如可以在5°-15°之间。沿平板1_5115的长度方向上在平板1_5115面对管箱1_6的一侧上还设置了多个平行的具有一定宽度和深度的开槽1_5113以贯穿平板1_5115。开槽1_5113并不局限为平行设置，也可以是以平板1_5115的对称中心呈向外放射状的设置。节流孔板1_511向着管箱1_6的第一侧 1_61(如图3所示)的凹陷弯曲以及孔板上设置的开槽并非是节流孔板1_511所必需的设置，但这些结构可使得制冷剂能较好地分配到离制冷剂进口管1_8较远的两侧，进一步提高制冷剂在换热管束中分配的均匀性。支撑脚1_5111用于将节流孔板1_511的安装、定位和固定在管箱1_6的一侧上，支撑脚1_5111与管箱1_6之间的连接方式可采用本领域熟知的焊接、粘接等方式。
图6B为图3中分配器的节流孔板的第二种实施方式的结构示意图。该实施方式与图6A所示方案的不同之处在于，在平板1_5123上的第二开孔的分布不是均匀的。如图6B所示，在正对着制冷剂进口管1_8且与进口管1_8内径大小近似相等的范围内均匀分布的开孔1_5121数量较少、孔径较小，而在平板1_5123的其余范围内均匀分布的开孔1_5122数量较多、孔径较大。和图6A所示方案相同的是，节流孔板1_51也可以向着其所连接的管箱1_6一侧向内具有一定角度β的凹陷弯曲。β的范围例如可以在5°-15°之间。在平板1_5123中正对着制冷剂进口管1_8的区域中设置数量较少、孔径较小的开孔可减少制冷剂在与进口管1_8正对着的范围内分配到换热管中的量。节流孔板1_51向着管箱1_6的第一侧1_61(如图3所示)的凹陷弯曲，可使得制冷剂能较好地分配到离制冷剂进口管1_8较远的两侧。上述两种措施的结合，可提高制冷剂在换热管束中分配的均匀性。支撑脚1_5124可采用本领域熟知的连接方式将节流孔板1_51安装、定位和固定在管箱1_6的一侧上。
图7为根据本发明用于蒸发器的制冷剂分配器的第二种实施方式的结构示意图。如图7所示，在该实施方式中，蒸发器2包括桶体2_1、进口水管2_2、出口水管2_3、换热管束2_4、制冷剂分配器2_5、管箱2_6、制冷剂进口管2_8及制冷剂出口管2_7。由膨胀阀9节流后的气液两相制冷剂经蒸发器2的制冷剂进口管2_8进入蒸发器2，再经分配器2_5均匀地分配到第一流程2_9区域中的换热管束2_4中。在该实施例中，蒸发器2的管箱2_6在图2所示的圆形板状结构的基础上还具有侧壁壳体结构。制冷剂通过设置在管箱2_6一侧上的制冷剂进口管2_8进入到和所述管箱1_6另一侧(即，由侧壁壳体所包围的一侧)相对的换热管束2_4中。制冷剂分配器2_5设置在所述管箱2_6和所述换热管束2_4之间。
图8为图7中所示的分配器2_5的放大结构示意图。如图8所示，分配器2_5沿制冷剂流动方向依次包含与制冷剂进口管2_8相连同的分配器 进管2_52和节流孔板2_51。所述管箱2_6中还设置有分层隔板2_61和制冷剂挡板2_62，所述节流孔板2_51设置在由分层隔板2_61、制冷剂挡板2_62及管箱2_6的侧壁壳体所围成的区域中，具有与第一流程2_9区域相同的形状。该节流孔板2_51上均匀分布了孔径小于换热管内径的第二开孔2_511。
分配器2_5中两侧的制冷剂挡板2_62可以使由分配器2_5的进管2_52进入的制冷剂局限在由挡板2_62、分层隔板2_61及管箱2_6的侧壁壳体所围成的与蒸发器2的第一流程2_9区域相同的范围内，而不会进入到图8所示的不存在换热管的区域B中，因而有效地提高了制冷剂的利用率。直径小于蒸发器2的换热管束2_4内径的孔2_511的使用，可使得制冷剂流经孔板2_51后，形成均匀的雾化状态，较为均匀地分配到换热管束2_4中。
在该实施例中，对进管2_52的结构不做限制，例如可以采用图4或图5中所示的结构。节流孔板2_51也可以采用图6A或图6B中的弧形板的设计，以便使制冷剂更为均匀地分配，这对于本领域技术人员来说都是显而易见的。根据本发明的制冷剂分配器可适用于本领域各种已知的蒸发器，例如干式壳管式蒸发器。
本发明的上述具体实施例在此用于描述本发明，而非意在将穷尽本发明或将本发明限制在这里所披露的某些具体的实施方式上。本领域技术人员可以明白的是，根据本发明的教导可以有多种变型或改变。选择这些实施例只是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域其他技术人员可以更好地利用本发明。具有各种变化形式的各种实施例都是适合于这一应用的。本发明的范围由附属的权利要求及其等效物所限定。
Claims (12)
1.一种用于制冷***中的蒸发器(1；2)的制冷剂分配器(1_5；2_5)，所述蒸发器(1；2)包括制冷剂进口管(1_8；2_8)、管箱(1_6；2_6)、换热管束(1_4；2_4)和制冷剂出口管(1_7；2_7)，所述的制冷剂分配器(1_5；2_5)设置在制冷剂进口管(1_8；2_8)和换热管束(1_4；2_4)之间，其特征在于，
所述的制冷剂分配器(1_5；2_5)沿制冷剂流动方向依次包含分配器进管(1_52；2_52)和节流孔板(1_51；2_51)，
所述分配器进管(1_52；2_52)的一个端面是敞开的，用于与所述制冷剂进口管(1_8；2_8)相连通，另一端面是封闭的且其上均匀开设有多个第一开孔(1_5212；1_5222)；
所述节流孔板设置为距所述分配器进管的封闭端面有一定距离，所述节流孔板(1_51；2_51)上开设有多个第二开孔(1_5112)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述分配器进管(1_52；2_52)沿长度方向的侧壁上均匀地设置有多个第三开孔(1_5221)或开口(1_5211)。
3.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述节流孔板(1_51；2_51)包括一具有中心对称形状的平板(1_5115；1_5123)，所述平板(1_5115；1_5123)的对称中心与分配器进管(1_52；2_52)沿轴线方向的中心线重合。
4.根据权利要求3所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述平板(1_5115；1_5123)向着所述管箱(1_6；2_6)的设置有分配器进管的一侧(1_61)凹陷弯曲，与水平线方向之间具有一夹角(β)。
5.根据权利要求4所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述夹角的范围在5°-15°之间。
6.根据权利要求3所述的制冷剂分配器，其特征在于，沿所述平板(1_5115；1_5123)的长度方向上在所述平板(1_5115；1_5123)的面对管箱(1_6；2_6)的一侧上设置多个平行的或以对称中心呈放射状的开槽(1_5113)。
7.根据权利要求3所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述平板(1_5115；1_5123)通过支撑脚(1_5111)连接到所述管箱(1_6；2_6)上。
8.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述第二开孔(1_5112)是均匀分布在所述节流孔板(1_51；2_51)上的。
9.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述第二开孔(1_5112)是非均匀分布在所述节流孔板(1_51；2_51)上的，在正对着制冷剂进口管(1_8；2_8)且与所述制冷剂进口管(1_8；2_8)内径大小近似相等的范围内分布的开孔较其余范围内分布的开孔的数量更少且孔径更小。
10.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述管箱(1_6；2_6)具有侧壁壳体，并设置有分层隔板(2_61)和制冷剂挡板(2_62)，将所述节流孔板(1_51；2_51)设置在由分层隔板(2_61)、制冷剂挡板(2_62)及管箱(1_6；2_6)的侧壁壳体所围成的区域中。
11.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述第二开孔(1_5112)的内径小于所述换热管束(1_4；2_4)的换热管的内径。
12.根据权利要求1所述的制冷剂分配器，其特征在于，所述第一开孔(1_5212)的直径大小是4-8mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: YORK (WUXI) AIR CONDITIONING REFRIGERATION EQUIPME Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON CONTROLS BUILDING EQUIPMENT (WUXI) CO., LTD. Effective date: 20110105 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 214028 NO.32, CHANGJIANG ROAD, NEW + HIGH TECHNOLOGY INDUSTRY DEVELOPMENT ZONE, WUXI CITY, JIANGSU PROVINCE TO: 214028 NO.32, CHANGJIANG ROAD, NEW + HIGH TECHNOLOGY INDUSTRY DEVELOPMENT ZONE, WUXI CITY, JIANGSU PROVINCE, CHINA |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110105 Address after: 32 No. 214028 Changjiang Road, Wuxi hi tech Industrial Development Zone, Jiangsu, China Applicant after: York(Wuxi) Air-Conditioning Refrigeration Technology Co., Ltd. Co-applicant after: Johnson Controls Technology Co., Ltd. Address before: 214028 Changjiang Road, Wuxi high tech Industrial Development Zone, Jiangsu, China, No. 32 Applicant before: Jiangsen Building Automation Equipment Technology (Wuxi) Co., Ltd. Co-applicant before: Johnson Controls Technology Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |