專利名稱：氣-液兩相流體分配器的制作方法
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幵的結(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(曰 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lll 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，因為制冷劑直接從
擴(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。因為這個節(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， 因為為了氣-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(swirlpart)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。
因為入口管相對于圓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"增加，離心力mrc^變大， 并且促進(jìn)了離心分離作用(因為圓周速度因半徑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。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種制冷循環(huán)，所述制冷循環(huán)在噴射 器的下游設(shè)置有上述分配器中的任一種分配器。


本發(fā)明的這些和其它目的和特征從隨后結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描 述中將變得更加清楚，其中
圖1以示意圖來顯示本發(fā)明所述分配器的第一實施例； 圖2以示意圖來顯示本發(fā)明所述分配器的第二實施例； 圖3以示意圖來顯示本發(fā)明所述分配器的第三實施例； 圖4顯示設(shè)置有噴射器的傳統(tǒng)制冷循環(huán)； 圖5是形成圖4的部分循環(huán)的室內(nèi)熱交換器的透視圖；以及 圖6顯示形成圖4的部分循環(huán)的噴射器和分配器。
具體實施例
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 第一實施例
圖1以示意圖來顯示本發(fā)明所述分配器的第一實施例。圖l(a)顯示所 述分配器的俯視圖，同時圖l(b)顯示所述分配器的側(cè)剖視圖。圖1中， 附圖標(biāo)記10是第一實施例的分配器，l是圓柱形容器，2是入口管，3是
分配管。
入口管2相對于圓柱形容器1上部的圓形截面沿切線方向被連接。在 圓柱形容器l的下部處，多個分配管3被連接在沿周向以相等角度隔開的 位置處，并沿徑向向外延伸。就是說，多個分配管3被連接到圓柱形容器 1上，使得它們之間的間隔變成等距離。
此外，氣相兩相制冷劑(例如，液相與氣相的比大約是0.3體積％)從入 口管2沿外周部分處的切線方向流入圓柱形容器1中，并且，在圓柱形容 器1內(nèi)部渦漩(swirl)的過程中，所述氣相兩相制冷劑通過作用在其上的 離心力分離為氣體和液體。重的液體在外周側(cè)處收集，同時輕的氣體在中 心處收集。氣體變成均勻壓力，并且在渦漩的同時在移動過程中從出口 3a 流到分配管3。
另一方面，所述液體沿圓柱形壁la的內(nèi)表面渦漩，并且在重力作用 下自由下落，渦漩，并形成液體膜。隨著此過程的進(jìn)行，由于表面張力的 作用，液體膜的厚度在整個圓周上變成均勻的厚度，并流入分配管3。應(yīng) 該指出的是，當(dāng)液相的體積比為0.3體積％時，液體膜的厚度約為O.lmm。 液體自由下落，所以能向下運動卻沒有能量損失。
這樣，當(dāng)流入分配管3時，在分配管3附近，液體變成在整個圓周上 厚度均勻的膜，并且，氣體變成在整個圓周上均勻的壓力。因此，氣相兩 相制冷劑可被均勻分配。相反，如果使分配管3安裝位置的間隔不相等， 則可以改變分配到分配管3的比率。
第二實施例
圖2通過示意圖顯示本發(fā)明所述分配器的第二實施例的側(cè)截面。俯視 圖與圖l(a)相同，所以被省略。第二實施例的分配器與第一實施例僅僅是 圓柱形容器不同。因此，基本上與第一實施例的部件相同的部件被分配了 相同的附圖標(biāo)記，并且省略說明。
圖2中，附圖標(biāo)記20是第二實施例的分配器，同時21是具有圓柱形 上部21b和倒錐形下部21c的容器(在下面稱為"上部圓柱形容器")。
兩相制冷劑沿容器21的內(nèi)表面21a形成渦漩流，并且流向容器21的 底部。此時，在倒錐形表面上由離心分離作用產(chǎn)生的液體膜受到向上的力 分量，該向上的力分量由倒錐形表面21c相對于此離心力施加，所以下落
速度被放緩。此外，由于倒錐形表面，角速度"增大，并且促進(jìn)了離心分 離作用。因此，當(dāng)在倒錐形表面上渦漩的同時，厚度更為均勻的液體膜下 落。
應(yīng)該指出的是，錐形切割頂點(cut apex)附近(即，分配管連接部附 近)的圓形截面的直徑D2最好大于入口管內(nèi)徑Dl。這是為了避免因節(jié)流 效應(yīng)而造成壓力損失。此外，所述錐形的傾斜角度可通過如容器入口處的 流速、制冷劑的干度、Dl、 D2等等之類的參數(shù)而被設(shè)定成最優(yōu)值。
這樣，在分配管3附近，在流入分配管3時，液體在整個圓周上形成 厚度更加均勻的膜，同時氣體在整個圓周上變成均勻的壓力。因此，氣相 兩相制冷劑可被均勻地分配。
第三實施例
圖3以示意圖來顯示本發(fā)明所述分配器的第三實施例的俯視圖。側(cè)剖 視圖與圖l(b)相同，所以被省略。第三實施例的分配器與第一實施例僅僅 是入口管不同。因此，基本上與第一實施例部件相同的部件被分配了相同 的附圖標(biāo)記，并省略說明。
圖2中，附圖標(biāo)記30是第三實施例的分配器，同時32是入口管。入 口管32具有彎曲部32a，所述彎曲部32a恰在被連接到圓柱形容器1之前 被彎曲。此彎曲部32a具有產(chǎn)生離心分離作用的功能，所以可以使圓柱形 容器1變小相應(yīng)的量。
盡管已經(jīng)參照為了舉例說明而選定的具體實施例描述了本發(fā)明，然而 顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思和保護(hù)范圍的情況下 能夠?qū)@些實施例作出改動。
權(quán)利要求
1.一種氣-液兩相流體分配器，所述分配器將從入口管流入的氣-液兩相流體分配到多個分配管中，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。
2. 如權(quán)利要求l所述的分配器，其中，所述圓柱形容器的下部形成為 倒錐形。
3. 如權(quán)利要求l所述的分配器，其中，所述入口管恰好在被連接到所 述圓柱形容器之前被彎曲。
4. 一種制冷循環(huán)，所述制冷循環(huán)在噴射器的下游設(shè)置有如權(quán)利要求l 所述的分配器。
全文摘要
一種分配器，所述分配器能把以不同流動狀態(tài)流進(jìn)來的流入兩相制冷劑均勻地供應(yīng)給不同的管，伴隨極小的壓力損失，就是說，一種氣-液兩相流體分配器，所述分配器將從入口管流入的氣-液兩相流體分配到多個分配管中，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。
文檔編號F25B41/00GK101097104SQ20071010951
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者大村源太郎, 山田悅久, 松井秀也, 武內(nèi)裕嗣, 藤原良子, 西島春幸 申請人:株式會社電裝