CZ2017507A3 - 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 PDFInfo
- Publication number
- CZ2017507A3 CZ2017507A3 CZ2017-507A CZ2017507A CZ2017507A3 CZ 2017507 A3 CZ2017507 A3 CZ 2017507A3 CZ 2017507 A CZ2017507 A CZ 2017507A CZ 2017507 A3 CZ2017507 A3 CZ 2017507A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cyclone
- gas
- lid
- refrigerant
- accumulator
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 43
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 12
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
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
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 (US2009/0044563). 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 chladivá R744 pro separaci dostačující.
Cyklon je v současné době považován za nejvhodnější 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 (US2015/0345844) a stacionárními lopatkami ve tvaru šroubovice zajišťující rotaci směsi, která se centrifůgací 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. extemal 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.
Podstata vynálezu
- 1 CZ 2017 - 507 A3
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 chladivá a olej, jehož část se prostřednictvím prostředků pro obohacení plynného chladivá olejem vrací zpět do chladivá.
-2CZ 2017 - 507 A3
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 chladivá 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.
Popis vyobrazení
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 provedení 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 výstupu z lopatky 22. Cyklon je nasazen na osazení víka 110 akumulátoru teplosměnného média,
-3 CZ 2017 - 507 A3 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 při 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 chladivá 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 chladivá 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 sacích trubic 71, 72, kde je plynná fáze odváděna vnější sací trubicí 71 k obohacení definovaným
-4CZ 2017 - 507 A3 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.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (6)
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. 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. 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. 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. 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 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.
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 2017 - 507 A3 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, 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.
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 true CZ2017507A3 (cs) | 2019-03-13 |
CZ308314B6 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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11892212B2 (en) * | 2018-08-23 | 2024-02-06 | Zhejiang Sanhua Intelligent Controls Co., Ltd. | Gas-liquid separator and air conditioning system |
IT201900003469A1 (it) * | 2019-03-12 | 2020-09-12 | Techinvest S R L | Ciclocondensatore |
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 |
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 |
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 |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE543902A (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 |
US5282370A (en) * | 1992-05-07 | 1994-02-01 | Fayette Tubular Technology Corporation | Air-conditioning system accumulator and method of making same |
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 |
US6223555B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-05-01 | Visteon Global Technologies, Inc. | Accumulator for an air conditioning system |
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 |
JP2007178046A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Calsonic Kansei Corp | アキュームレータ |
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 |
US20080202156A1 (en) * | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Youngkee Baek | Air-conditioning system for vehicles |
JP2008215727A (ja) | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Denso Corp | 冷媒容器およびアキュムレータ |
DE102007039753B4 (de) * | 2007-08-17 | 2017-12-21 | Hanon Systems | Kältemittelakkumulator für Kraftfahrzeugklimaanlagen |
KR20090110647A (ko) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | 현대자동차주식회사 | 이산화탄소 냉매 공조장치의 어큐물레이터 일체형 내부열교환기 |
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 |
DE102014113793A1 (de) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Halla Visteon Climate Control Corporation | Kältemittelakkumulator, insbesondere für Kraftfahrzeugkältemittelkreisläufe |
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 |
-
2017
- 2017-08-31 CZ CZ2017-507A patent/CZ308314B6/cs unknown
-
2018
- 2018-07-31 DE DE102018212749.2A patent/DE102018212749A1/de active Pending
- 2018-08-13 US US16/101,769 patent/US11058980B2/en active Active
- 2018-08-21 KR KR1020180097243A patent/KR102266411B1/ko active IP Right Grant
- 2018-08-23 CN CN201810966738.1A patent/CN109425157A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200047098A1 (en) | 2020-02-13 |
CZ308314B6 (cs) | 2020-05-06 |
CN109425157A (zh) | 2019-03-05 |
DE102018212749A1 (de) | 2019-02-28 |
KR20190024708A (ko) | 2019-03-08 |
KR102266411B1 (ko) | 2021-06-21 |
US11058980B2 (en) | 2021-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ2017507A3 (cs) | Cyklon pro separaci směsi plynu a kapaliny, akumulátor chladiva tento cyklon obsahující | |
EP2676085B1 (en) | Liquid vapor phase separation apparatus | |
JP5482767B2 (ja) | エジェクタ式冷凍サイクル | |
US11865895B2 (en) | Accumulator, optionally in combination with an internal heat exchanger in a shared housing | |
CN103477160B (zh) | 减压装置和制冷循环装置 | |
JP5493769B2 (ja) | 蒸発器ユニット | |
JP5143040B2 (ja) | 気液分離器及びこの気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置 | |
US20170276415A1 (en) | Oil separator | |
EP1568955B1 (en) | Oil separator and cooling-cycle apparatus using the same | |
JP2002061993A (ja) | 油分離器および室外機 | |
CN201583072U (zh) | 气液分离器 | |
EP1890096B1 (en) | Accumulator of air conditioner | |
CN103638749A (zh) | 一种具有储液和排液功能的气液分离器 | |
JP5593084B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP2006266524A (ja) | アキュムレータ | |
JP2018080862A (ja) | コンデンサ | |
CN216011353U (zh) | 一种热交换气液分离器 | |
JP2007093121A (ja) | 冷凍サイクル用気液分離器 | |
JP6572031B2 (ja) | コンデンサ | |
JP2007232335A (ja) | 冷媒容器とその製造方法 | |
JP2014159919A (ja) | オイルセパレータ | |
JP2008304097A (ja) | アキュムレータ | |
KR20170004812A (ko) | 냉매 회로의 액상 냉매 분리 및 집수 장치 | |
US20190178541A1 (en) | Ejector-receiver refrigeration circuit with valve | |
JP2006207995A (ja) | 熱交換器 |