CN102914094B - 换热器及包含其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换热器，包括气液分离器，后者包括：底板，与该换热器的顶壁形成气液分离腔体，该顶壁设有换热器出气口，该底板包括盖板和连接在该盖板之下的导流板，该盖板上设有气液两相制冷剂的进口，该进口与换热器出气口错开，该导流板上设有液态制冷剂的出口，该出口位于液两相制冷剂的进口之下，将该气液分离腔体与位于其下面的换热器内腔连通；挡液板，为槽形，扣在该盖板上并位于该气液分离腔体中，罩住该气液两相制冷剂的进口，挡液板向下的一侧设有挡液板出口；以及端板，该端板封闭该气液分离腔体的两端。本发明的换热器通过两次阻挡截留，有效地分离出液态制冷剂，有效地降低液击的风险，且蒸发器的内部结构简单，制作、安装方便。

Description

换热器及包含其的空调器

技术领域

本发明涉及制冷领域，具体涉及一种换热器，尤其涉及一种具有气液分离器的换热器。

背景技术

对于空调***来说，蒸发器是四大部件之一，也是不可或缺的一部分，直接与压缩机连接，如果蒸发器的设计不合理，换热效果不理想，制冷剂不能完全蒸发成气态，就会存在液态制冷剂进入压缩机的情况，形成液击现象，对压缩机造成损伤，同时对空调***的正常运行也会造成不利的影响。因此如何合理的设计蒸发器结构，在保证换热效果的同时有效避免压缩机的液击现象，成为设计空调***一个常见以及重要的问题，也是影响空调***运行的可靠性和压缩机使用寿命的一个关键问题。

随着制冷空调领域的发展，气液分离器被内置于蒸发器中成为蒸发器结构的一部分，合理的气液分离器结构能有效的解决换热效果与压缩机液压缩之间的矛盾问题。尤其对于满液式蒸发器而言，气液分离器的作用非常重要，如果分离效率不高，会引起两种不良后果：一、为了避免液压缩，降低蒸发器中的液位，在浪费部分换热管的同时，也会降低空调***的运行效率；二、为了保证空调***的运行效率，提高蒸发器的液位，使换热管充分利用，则可能会引起液压缩，对压缩机造成损伤。

现在技术中，各种蒸发器的结构设计过程中所采取处理此问题的措施大概可以分为两类，其一不带内置气液分离器，而是通过其他的措施来达到此目的，比如说筒体内部增加过热管等；其二为内置气液分离器，但是各厂家对于气液分离器的结构设计也各不相同，大多数的原理都是采用阻挡截留的原理来去除压缩机吸气中的液态制冷剂，分离后气态制冷剂进入压缩机中压缩，液态制冷剂返回蒸发器中，其中一部分气液分离的效果良好，但是结构复杂，制作和安装的过程非常不便；另一部分虽然结构简单，但是分离效果差，液态制冷剂还是会进入到压缩机中，导致空调***的运行效率低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热器，以解决现有的气液分离效果差的问题。

为此，本发明提供一种换热器，包括设置在换热器的内腔中的气液分离器，该气液分离器包括：底板，所述底板为凹形截面的板体，与所述换热器的顶壁一起形成气液分离腔体，所述顶壁设有换热器出气口，所述底板包括盖板和连接在所述盖板之下的导流板，所述盖板上设有气液两相制冷剂的进口，所述气液两相制冷剂的进口与所述换热器出气口错开设置，所述导流板上设有液态制冷剂的出口，所述液态制冷剂的出口位于所述气液两相制冷剂的进口之下，所述液态制冷剂的出口将所述气液分离腔体与位于其下面的所述换热器内腔连通；

气液分离器还包括挡液板，所述挡液板为槽形，扣在所述盖板上并位于所述气液分离腔体中，所述槽形的挡液板罩住所述气液两相制冷剂的进口、所述挡液板的向下的一侧设有挡液板出口；

气液分离器还包括：端板，端板封闭气液分离腔体的两端。

进一步地，换热器为蒸发器。

进一步地，所述挡液板的径向截面是矩形，包括依次连接的第一挡液板、第二挡液板和第三挡液板，所述第一挡液板位于所述第三挡液板的上方，所述挡液板出口位于所述第三挡液板上。

进一步地，换热器为圆筒状，在所述底板的两侧对称地各设置一个挡液板，所述液态制冷剂的出口位于所述导流板的最低处。

进一步地，两侧的底板关于相交线对称设置；两侧的挡液板关于相交线对称设置。

进一步地，盖板和导流板连接形成圆弧形。

进一步地，在气液分离腔体内，盖板和导流板相交成钝角，导流板本身也弯折成钝角。

本发明还涉及包含上述换热器的空调***或者空调器。

本发明通过盖板盖住所述换热器的出气口，气液两相制冷剂从盖板上的气液两相制冷剂的进口迂回进入到气液分离器中，有效的降低了气液两相制冷剂的流速，通过碰撞截留分离出一部分液态制冷剂，被分离出来的液态制冷剂沿着导流板流回换热器中继续换热，同时在流速降低后，制冷剂中的部分液态制冷剂在重力作用下也会被分离出来，通过底部液态制冷剂的出口返回至换热器中继续换热，避免滞留在气液分离器中。而且，挡液板进一步的降低制冷剂的流速，对经过底板后没有被分离出来的液态制冷剂进行碰撞截留，同时流速再次降低后，制冷剂中又会有一部分液态制冷剂在重力作用下被分离出来。经过挡液板第二次气液分离后被分离出来的液态制冷剂通过挡液板出口和底板底部的液态制冷剂的出口流回至换热器中继续参与换热。本发明利用了弯板的阻挡作用和重力分离液态制冷剂的方式，经过两次阻挡截留，可有效的分离出液态制冷剂，有效的降低液击的风险，且通过合理的结构设计，使蒸发器的内部结构简单，制作、安装方便。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，图中相同功能的部件以同一个数字标注。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1示出了根据本发明实施例的换热器的立体结构；

图2为图1中A-A处的局部放大结构；

图3为根据本发明实施例的换热器的剖面结构；

图4为根据本发明实施例的底板的立体结构；

图5为根据本发明实施例的底板的俯视结构；

图6为根据本发明实施例的底板的侧视结构；

图7为根据本发明实施例的挡液板的侧视结构；

图8为根据本发明实施例的挡液板的立体结构；

图9为根据本发明实施例的挡液板的主视结构。

附图标号说明：

1、换热器筒体10、换热器的顶壁18、压缩机吸气口(即换热器的出气口)14、气液分离腔体16、换热器的内腔160、换热管3、底板31、盖板32、相交线33、导流板310、气液两相制冷剂的进口330、液态制冷剂的出口5、挡液板51、第一挡液板52、第二挡液板53、第三挡液板530、挡液板出口7、端板70、端板的顶边71、第一侧边73、第二侧边

具体实施方式

除非另有说明，否则本发明的上下文中所用的术语具有下面给出的含义。本文没有具体给出含义的其他术语具有其在本领域中通常的含义。

图1至图3示出了根据本发明实施例的换热器的结构，如图1至图3所示，换热器包括设置在换热器的内腔16中的气液分离器，气液分离器包括：底板3、挡液板5和端板7，端板7位于气液分离器的两端。底板3、挡液板5和端板7可以为钢板，焊接在换热器内腔16的上部。

如图4和图5所示，底板3为凹形截面的板体（即为弯曲的板状），图中，底板3向下弯曲或凹陷，与端板7和换热器的顶壁10形成气液分离腔体14，气液分离腔体14除了通过气液两相制冷剂的进口310和液态制冷剂的出口330和换热器内腔16连通外，气液分离腔体14为一个封闭的腔体，进行气液分离。这里的术语“顶壁”并非严格地指换热器壁的正向上的部分，通常，换热器是水平放置的筒形物，顶壁是相对于液体制冷剂所占据的较低位置的壁而言。底板3包括：盖板31和连接在盖板31之下的导流板33，盖板和导流板在一起的整体截面为凹形，具体地可以连接形成圆弧形或折弯形，优选地，底板3为折弯形便于和挡液板5的焊接连接。导流板33的长度可以与盖板31相同。盖板31上设有气液两相制冷剂的进口310，进口310较佳的选择为小孔状，以降低气液两相制冷剂的速度。在流速降低后，制冷剂中的部分液态制冷剂在重力作用下也会被分离出来。为了保证气液两相制冷剂进入气液分离器的流量，进口310可以设置为多个。盖板31设置在换热器的内腔16的上部并从下方盖住（包含挡住）换热器的出气口18，即盖板31面对换热器的出气口18处不设有气液两相制冷剂的进口310，以起到挡板的作用。导流板33也盖住换热器的出气口18.。也就是，气液两相制冷剂不会经过底板3从正面直接进入换热器的出气口18.，而是经过气液分离后才进入换热器的出气口18。气液两相制冷剂的进口310设置在盖板31上并与换热器的出气口错开设置，例如，气液两相制冷剂的进口310设置在盖板31的两侧。

导流板33上设有液态制冷剂的出口330，液态制冷剂的出口330例如为孔，以尽量保持气液分离腔体14具有一定的密闭效果。液态制冷剂的出口330位于气液两相制冷剂的进口310之下，液态制冷剂的出口330将气液分离腔体14与位于腔体14之下的换热器内腔16连通，以便液态制冷剂流回到换热器内腔16中，避免滞留在气液分离器中。

如图2、图7和图8所示，挡液板5扣在盖板31上并位于气液分离腔体14中，挡液板5的上部面对并盖住气液两相制冷剂的进口310，例如，挡液板5焊接在盖板31上，长度同盖板31。挡液板5也是起到挡板的作用，进一步的降低制冷剂的流速，对经过底板后没有被分离出来的液态制冷剂进行碰撞截留，同时流速再次降低后，制冷剂中又会有一部分液态制冷剂在重力作用下被分离出来。如图8所示，挡液板的下部设有位于气液两相制冷剂的进口之下的挡液板出口530。挡液板出口530与液态制冷剂的出口330（间接）连通。

端板7为平板状或片状，端板7封闭气液分离腔体14的两端，端板7的形状与气液分离腔体14的截面形状相吻合，主要是用于阻挡制冷剂，强迫制冷剂从底板两侧的进口310进入气液分离器中，提高气液分离器的分离效率。

如图3所示，换热器的内腔16中的气液两相制冷剂在换热管160之间的间隙内流动，进行换热，底板3与换热器的顶壁10形成气液分离腔体14，气液分离腔体14为本发明的气液分离器进行气液分离的主要空间，也就是底板3在换热器的内腔16中隔离开一个封闭的腔体单独进行气液分离，该腔体即为气液分离腔体14。气液两相制冷剂从盖板上的气液两相制冷剂的进口310进入到气液分离腔体14中，由于气液两相制冷剂的进口310与换热器的出气口错开设置，所以，气液两相制冷剂被盖板31阻挡，部分液态制冷剂会被截留下来，这部分液态制冷剂经过碰撞后是顺着底板的外壁流回换热器中，没有进入气液分离器中，还有一部分液态制冷剂由于流速降低，在重力作用下在气液分离器内部，顺着导流板33流下来，经过液态制冷剂的出口330又返回换热器的内腔16继续换热，从而实现第一次气液分离。经过第一次气液分离后的气液两相制冷剂又经过挡液板5的阻挡，其中的部分液态制冷剂会被截留下来，通过挡液板出口530进入液态制冷剂的出口330，返回换热器的内腔16继续换热，这是第二次气液分离。由于底板3和挡液板5均为弯板，对液态制冷剂的阻挡作用明显，并且经过两次气液分离，液态制冷剂就可以大部分被返回到换热器的内腔16继续换热，从而实现了较高的气液分离效率。

进一步地，如图1所示，压缩机吸气口18（即换热器的出气口）设置在换热器的顶壁上，压缩机吸气口18与气液分离腔体14连通。经过二次气液分离后，气态制冷剂可以通过压缩机吸气口18进入压缩机中压缩。

进一步地，换热器为蒸发器。本发明的蒸发器包括上述气液分离器，可以提高***运行的高效性，在保证蒸发器换热效果的同时，有效的避免液态制冷剂进入蒸发器。另外本发明能够简化蒸发器的内部结构，使制作和安装方便。

挡液板5可以为圆弧形，作为较佳的选择，如图7和图8所示，挡液板5为槽型，有利于对液态制冷剂的阻挡，有效地改变了气液两相制冷剂的流动方向。

作为进一步的较佳选择，如图7和图8所示，挡液板5为槽形，包括：依次连接的第一挡液板51、第二挡液板52和第三挡液板53，第一挡液板51和第三挡液板53平行，第二挡液板52连接在第一挡液板51和第三挡液板53的同一端，第一挡液板51位于第三挡液板53的上方，挡液板出口530位于第三挡液板53上。经过第一次气液分离后的气液两相制冷剂从第一挡液板51、第二挡液板52和第三挡液板53形成的开口中，进入挡液板5所形成的空间中，经过第二挡液板52的阻挡，其中的部分液态制冷剂会被截留下来，通过挡液板出口530流出。本实施例中，第一挡液板51和第二挡液板52之间形成直角，第二挡液板52和第三挡液板53之间形成直角，第二挡液板52与盖板31平行，这样，能够有力的改变气液两相制冷剂的流动方向，实现截流的目的，经过第二挡液板52的正面阻挡和液态制冷剂从侧向流出第三挡液板53，大部分液态制冷剂就被分离出来，返回换热器。作为替换，本发明中的挡液板5还可以是弧形截面，即第一挡液板51、第二挡液板52和第三挡液板53之间是圆润的过渡，没有清晰的衔接线。

进一步地，如图1至3所示，换热器为圆筒状，，底板3罩住顶壁形成气液分离器的内腔，矩形挡液板5对称地扣在底板的两侧，即盖板3上，两个导流板33连接在两个盖板31之间，并且形成折弯形状。如图4所示，两侧的导流板33形成相交线32，液态制冷剂的出口330位于相交线上。通过两侧的盖板31和挡液板5的设置，可以在换热器的内腔两侧同时进行气液分离，从而提高了气液分离效率，而且两侧可以共用液态制冷剂的出口330，方便了制作。如图9所示，此时，端板7包括：顶边70、第一侧边71与第二侧边73，顶边70的形状与顶壁10相吻合，用于连接在顶壁10上，第一侧边71与盖板31的形状相吻合，用于连接在盖板31上，第二侧边73与导流板33的形状相吻合，用于连接在导流板33上。

当然，在满足底板与换热器的顶壁一起形成独立的气液分离腔体的情况下，底板可以不限于分为两侧的两块，底板上也可以不限于在换热器的内腔两侧都开设气液两相制冷剂的进口310，例如，只在一侧设置气液两相制冷剂的进口310，可以不局限于在两侧都设置挡液板5，例如，只在一侧设置挡液板5，这样，也能完成气液分离的目的，结构也简单，但效率比两侧都设置气液两相制冷剂的进口310和挡液板5要低。

进一步地，如图6所示，两侧的盖板31关于相交线对称设置；两侧的挡液板33关于相交线对称设置。这样，便于制作，便于两侧气液分离的效果均匀。

进一步地，如图6所示，在气液分离腔体内，盖板31和导流板33相交成角A，角A为钝角，导流板33也弯折成角B，角B钝角。这样能够有效的降低气液分离器的整体高度，可以适当增加换热器的内腔16中容纳的气液两相制冷剂的体积，不会出现由于液态制冷剂的出口330距离换热器的内腔16中的气液两相制冷剂160较近而出现的气液分离效果不好的问题。

本发明的上述结构和特征在不相互矛盾的情况下可以互相组合，前面的具体实施方式的说明将能充分地揭示本发明的一般特征，以致他人借助现有知识很容易为具体应用对这些具体实施方式做调整和/或适应性变化，这些皆没有偏离本发明的范围，因此这些调整和修改应该视为对本发明中所披露实施方式的等同替换。

Claims (7)

1.一种换热器，包括设置在所述换热器的内腔中的气液分离器，所述气液分离器包括：

底板，所述底板为凹形截面的板体，与所述换热器的顶壁一起形成气液分离腔体，所述顶壁设有换热器出气口，所述底板包括盖板和连接在所述盖板之下的导流板，所述盖板上设有气液两相制冷剂的进口，所述气液两相制冷剂的进口与所述换热器出气口错开设置，所述导流板上设有液态制冷剂的出口，所述液态制冷剂的出口位于所述气液两相制冷剂的进口之下，所述液态制冷剂的出口将所述气液分离腔体与位于其下面的所述换热器内腔连通；其特征在于还包括：

挡液板，所述挡液板为槽形，扣在所述盖板上并位于所述气液分离腔体中，所述槽形的挡液板罩住所述气液两相制冷剂的进口、所述挡液板的向下的一侧设有挡液板出口；以及

端板，所述端板封闭所述气液分离腔体的两端。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述换热器为蒸发器。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述挡液板的径向截面是矩形，包括依次连接的第一挡液板、第二挡液板和第三挡液板，所述第一挡液板位于所述第三挡液板的上方，所述挡液板出口位于所述第三挡液板上。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：所述换热器为圆筒状，在所述底板的两侧对称地各设置一个挡液板，所述液态制冷剂的出口位于所述导流板的最低处。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述盖板和导流板连接形成圆弧形。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：在所述气液分离腔体内，所述盖板和导流板相交成钝角，导流板本身也弯折成钝角。

7.一种空调器，其特征在于，包含如权利要求1至6任一项所述的换热器。