CN110530071B - 扰流装置及分流器组件及空调机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种扰流装置及分流器组件及空调机组。该扰流装置包括管体和螺旋扰流体，管体的前端用于进液，管体的后端用于出液给分流器。螺旋扰流体固定设置在管体内，螺旋扰流体用于对通过管体的流体进行扰流让流体呈环状流型。应用本发明的技术方案，在冷媒通向分流器前，会先通过扰流装置，冷媒进入管体后，会在螺旋扰流体的作用下扰流让流体呈环状流型，让气液两相态沿圆周方向对称分布，为分流器分流提供有利的入口条件，提高分流均匀性，让蒸发器达到最佳换热能力。

Description

扰流装置及分流器组件及空调机组

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种扰流装置及分流器组件及空调机组。

背景技术

为了保证蒸发器良好的换热能力，需要使用分流器增加冷媒流路数。与此同时，冷媒通过节流元件后由于压力瞬间变化导致闪发相变，分流器组件内的冷媒呈现为气液两相混合态。

随着两相冷媒在节流元件与蒸发器间连接管内流动，两相间流速的差异以及受相间作用力的不断影响和驱动，冷媒的气液两相态在管路不同截面处呈现分层流、波浪流等不稳定不对称流型，导致分流器分液不均。当分流器安装倾斜时，分流器分液不均性加剧，抗干扰能力差，影响换热器换热。

发明内容

本发明实施例提供了一种扰流装置及分流器组件及空调机组，以解决现有技术中分流器存在的分液不均的技术问题。

本申请实施方式提供了一种扰流装置，包括：管体，管体的前端用于进液，管体的后端用于出液给分流器；螺旋扰流体，固定设置在管体内，螺旋扰流体用于对通过管体的流体进行扰流让流体呈环状流型。

在一个实施方式中，螺旋扰流体包括沿管体的长度方向分布的螺旋扰流叶片。

在一个实施方式中，螺旋扰流叶片为多个，多个螺旋扰流叶片相间隔地分布。

在一个实施方式中，多个螺旋扰流叶片等间隔地分布。

在一个实施方式中，螺旋扰流体还包括中空管，中空管沿管体的长度方向设置在管体的中心处，多个螺旋扰流叶片设置在中空管的外部和管体的内部之间。

在一个实施方式中，扰流装置还包括：进液管，连接在管体的前端，用于进液；出液管，连接在管体的后端，用于出液给分流器。

在一个实施方式中，进液管的直径小于管体的前端的直径，进液管与管体的前端之间通过第一渐扩结构连接。

在一个实施方式中，出液管的直径小于管体的后端的直径，出液管与管体的后端之间通过第二渐扩结构连接。

在一个实施方式中，扰流装置还包括过滤网，过滤网设置在管体内，并位于螺旋扰流体的上游。

在一个实施方式中，螺旋扰流体20距离管体10的前端的距离为L1，螺旋扰流体20距离管体10的后端的距离为L2，L1为管体10的长度的1/10～1/6，L2大于或等于2mm。

在一个实施方式中，螺旋扰流体20的长度为管体10的长度的1/2～4/5。

在一个实施方式中，螺旋扰流体20的长度为管体10的长度的2/3。

在一个实施方式中，螺旋扰流叶片21沿管体10中轴线的旋转角度在180°以上。

在一个实施方式中，螺旋扰流叶片21的个数大于等于4个。

本申请还提供了一种分流器组件，包括上述的扰流装置。

本申请还提供了一种空调机组，包括分流器组件，分流器组件为上述的分流器组件。

在上述实施例中，在冷媒通向分流器前，会先通过扰流装置，冷媒进入管体后，会在螺旋扰流体的作用下扰流让流体呈环状流型，让气液两相态沿圆周方向对称分布，为分流器分流提供有利的入口条件，提高分流均匀性，让蒸发器达到最佳换热能力。

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，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。在附图中：

图1是根据本发明的扰流装置应用在分流器上的结构示意图；

图2是根据本发明扰流装置的实施例的纵剖结构示意图；

图3是图2的扰流装置的横剖结构示意图；

图4是图2的扰流装置的螺旋扰流体的立体结构示意图；

图5是图4的螺旋扰流体的俯视结构示意图；

图6是应用了扰流装置后的液相分布图；

图7是图1的扰流装置应用在分流器上的液相冷媒分布云图；

图8是图2的扰流装置的透视结构参考图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2和图8所示，本发明的提供了一种扰流装置的实施方式，该扰流装置包括管体10和螺旋扰流体20，管体10的前端用于进液，管体10的后端用于出液给分流器60。螺旋扰流体20固定设置在管体10内，螺旋扰流体20用于对通过管体10的流体进行扰流让流体呈环状流型。

应用本发明的技术方案，在冷媒通向分流器前，会先通过扰流装置，冷媒进入管体10后，会在螺旋扰流体20的作用下扰流让流体呈环状流型，让气液两相态沿圆周方向对称分布，为分流器分流提供有利的入口条件，提高分流均匀性，让蒸发器达到最佳换热能力。

作为一种优选的实施方式，如图2所示，扰流装置还包括过滤网50，过滤网50设置在管体10内，并位于螺旋扰流体20的上游。这样，过滤网50不仅可以过滤杂质，还可以将大气泡破碎，使之更为均匀地被分流。

如图2所示，扰流装置还包括进液管30和出液管40，进液管30连接在管体10的前端，用于进液；出液管40连接在管体10的后端，用于出液给分流器。在使用时，进液管30连接在冷媒管上，出液管40连接在分流器的前端。

作为一种更为优选的实施方式，如图2所示，进液管30的直径小于管体10的前端的直径，进液管30与管体10的前端之间通过第一渐扩结构连接。这样一来，两相冷媒从进液管30进入管体10后，冷媒在管体10内因直径扩张出现减速分离，液相冷媒因压降原因沿腔体直径方向扩充开来。更为优选的，出液管40的直径小于管体10的后端的直径，出液管40与管体10的后端之间通过第二渐扩结构连接。这样，以便于出液管40与正常管径的冷媒管路连接。

如图3和图4所示，螺旋扰流体20包括沿管体10的长度方向分布的螺旋扰流叶片21，在使用时通过螺旋扰流体20让冷媒产生足够的离心力，帮助液相冷媒沿管体10内壁面均匀分布。更为优选的，在本申请的技术方案中，螺旋扰流叶片21为4个，4个螺旋扰流叶片21相间隔地分布。多个螺旋扰流叶片21可以形成多个旋转通道，提供冷媒足够的离心力，帮助液相冷媒沿管体10内壁面均匀分布。更为优选的，多个螺旋扰流叶片21等间隔地分布，以进一步实现气液两相态沿圆周方向对称分布。

作为其他的可选的实施方式，螺旋扰流叶片21的数量也可以少于4个或者多余4个，螺旋扰流叶片21数量的增加更有助于液相冷媒沿管体10内壁面均匀分布，但也会增加相应的阻力，螺旋扰流叶片21的实际数量，需要根据实际需要来进行设计。

如图3所示，作为一种更为优选的实施方式，螺旋扰流体20还包括中空管22，中空管22沿管体10的长度方向设置在管体10的中心处，多个螺旋扰流叶片21设置在中空管22的外部和管体10的内部之间。中空管22的存在使通流面积保持恒定，不存在明显节流，可有效控制压降。

具体的，上述最优的实施方式在使用时，气液两相态冷媒首先通过过滤网50过滤杂质，并借助过滤网50将大气泡破碎。两相冷媒从进液管30进入管体10，冷媒在管体10内因直径扩张出现减速分离，液相冷媒因压降原因沿管体10直径方向扩充开来。在此基础上，两相冷媒分别进入预混元件的多个旋转通道以及中间的中空管22。中空管22的存在使通流面积保持恒定，不存在明显节流，可有效控制压降。多个旋转通道提供冷媒足够的离心力，帮助液相冷媒沿管体10内壁面均匀分布。此外，由于液相冷媒粘度较高，在流动过程中产生一定的附壁效应，沿流道横截面不断铺展开，有助于液相沿圆周方向均匀分布，最终液相冷媒以近似环状流的形态流出扰流装置，进入分流器，在分流器内实现两相冷媒的二次分离和最终分流。这样一来，本发明的扰流装置不但能够将冷媒中的杂质有效滤除，还可将来流的两相冷媒沿圆周方向对称分布，提供给下游分流器一个利于分流均匀的两相分布状态。

如图1所示，将扰流装置安装在分流器上游，扰流装置与分流器间隔距离尽可能短，最大距离不超过5cm。且扰流装置与分流器之间的连接管为直管，不存在弯头部件。在上述安装条件下，可保证气液两相冷媒连续经过扰流装置和分流器，实现理想的分液效果。需要说明的是，本发明的扰流装置既可以用于分流器，也可以单独使用。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，螺旋扰流体20包括4个螺旋扰流叶片21，将管体10内的腔体分为A、B、C、D四部分。两相冷媒可分别流经A-D以及中空管22五部分流道，借助离心力和黏性流体的附壁效应，最终达到液相冷媒沿圆周方向均匀、对称分布的目的。作为其他的可选的实施方式，为保证不同冷量空调的分液效果，根据过滤器容积大小及相分离内件中空管管径，旋转叶片的个数在3-10片范围内选择。

如图4所示，4个螺旋扰流叶片21分布在管体10上，1-1、1-2、1-3、1-4分别是四个螺旋扰流叶片21的入口端，2-1、2-2、2-3、2-4为四个螺旋扰流叶片21的出口端。以其中一个螺旋扰流叶片21为例，入口端1-1沿中空管22轴线向过滤器出口方向延伸，同时以中空管轴线为转轴进行旋转。如图5所示，以入口或出口端面作投影面，任意一个叶片入口端面和出口端面夹角a可以为0-360度内任意值。但同时至少保证通过调整螺距，可使螺旋扰流叶片21进口端，如1-1，沿中空管中轴线的旋转角度在180°及以上，需要说明的是，螺旋扰流叶片21沿中空管中轴线的旋转角度指的是螺旋扰流叶片21的出口端面相对于螺旋扰流叶片21的入口端旋转的角度。具体的在使用时，可以根据实际需要搭配不同结构尺寸螺旋扰流叶片21构成强化分离内旋流道，根据冷量，合理选用内件和过滤网的搭配组合，提高不同机型的分流器分液均匀性，扩大适用范围。。

如图2所示，螺旋扰流体20的长度控制在管体10内长的2/3左右，且距管体10的后端距离L1为管体10长的1/10-1/6，螺旋扰流体20与过滤网50之间间隔L2控制在2mm以上，且过滤网50形状不限。过滤器腔体长径比不超过4。

上述最优的实施方式，扰流装置应用在分流器上的液相冷媒分布云图如图7所示，仿真数据如下表所示，：

安装过滤器后分流器分液数据：

未安装过滤器时分流器分液数据：

其中标准差可有效反映分流器出口处液相冷媒的分布均匀性，由表格可见安装新型过滤器后液相质量流量标准差从0.006408降至0.001673，减小73.44％。

如图6，实线区域表示安装扰流装置后分流器7个出口分流毛细管内液相冷媒质量流量分布，虚线区域表示未安装扰流装置时液相冷媒分布。可以看出，安装扰流装置后液相冷媒在7路分流毛细管内分布均匀性显著提升。

由上述内容可知，本发明的扰流装置具备有益的相分离功能，气液两相冷媒流经扰流装置时，扰流装置不但能够将冷媒中的杂质有效滤除，还可将来流的两相冷媒沿圆周方向对称分布，提供给下游分流器一个利于分流均匀的两相分布状态，此时冷媒再通过分流器，则可进一步实现相分离和分液，最终达到理想的分液效果。

本发明还提供了一种分流器组件，该分流器组件包括上述的扰流装置。采用上述的扰流装置，可以将扰流装置设置在分流器组件的上游，也可以将扰流装置设置为分流器组件的组成部分。通过该扰流装置可以实现气液两相沿半径方向的有效分离，使液相冷媒呈现对称的环状流型，从而降低对分流器的结构设计和加工精度要求。扰流装置加分流器的组合，实现了进入蒸发器前两相冷媒的强化分离和沿圆周方向的对称分布，最终使进入蒸发器各分路的液相冷媒质量流量近似相等。

本发明还提供了一种空调机组，该空调机组包括上述的分流器组件。采用该技术方案，可以在蒸发器已有分流器组件基础上，在分流器组件上游设置扰流装置，实现蒸发器上游的气液两相冷媒流型重置，形成对称分布的环状流型，大幅提高下游分流器组件分液均匀性和稳定性，进而提高蒸发器能效及空调机组能效。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种扰流装置，其特征在于，包括：

管体（10），所述管体（10）的前端用于进液，所述管体（10）的后端用于出液给分流器（60）；

螺旋扰流体（20），固定设置在所述管体（10）内，所述螺旋扰流体（20）用于对通过所述管体（10）的流体进行扰流让流体呈环状流型;

所述螺旋扰流体（20）包括沿所述管体（10）的长度方向分布的螺旋扰流叶片（21），所述螺旋扰流体（20）还包括中空管（22），所述中空管（22）沿所述管体（10）的长度方向设置在所述管体（10）的中心处，多个所述螺旋扰流叶片（21）设置在所述中空管（22）的外部和所述管体（10）的内部之间，所述扰流装置还包括过滤网（50），所述过滤网（50）设置在所述管体（10）内，并位于所述螺旋扰流体（20）的上游，所述螺旋扰流体（20）距离所述管体（10）的后端的距离为L1，所述螺旋扰流体（20）与所述过滤网（50）之间间隔为L2，所述L1为所述管体（10）的长度的1/10~1/6，所述L2大于或等于2mm。

2.根据权利要求1所述的扰流装置，其特征在于，所述螺旋扰流叶片（21）为多个，多个所述螺旋扰流叶片（21）相间隔地分布。

3.根据权利要求2所述的扰流装置，其特征在于，多个所述螺旋扰流叶片（21）等间隔地分布。

4.根据权利要求1所述的扰流装置，其特征在于，所述扰流装置还包括：

进液管（30），连接在所述管体（10）的前端，用于进液；

出液管（40），连接在所述管体（10）的后端，用于出液给分流器。

5.根据权利要求4所述的扰流装置，其特征在于，所述进液管（30）的直径小于所述管体（10）的前端的直径，所述进液管（30）与所述管体（10）的前端之间通过第一渐扩结构连接。

6.根据权利要求4所述的扰流装置，其特征在于，所述出液管（40）的直径小于所述管体（10）的后端的直径，所述出液管（40）与所述管体（10）的后端之间通过第二渐扩结构连接。

7.根据权利要求1所述的扰流装置，其特征在于，所述螺旋扰流体（20）的长度为所述管体（10）的长度的1/2~4/5。

8.根据权利要求7所述的扰流装置，其特征在于，所述螺旋扰流体（20）的长度为所述管体（10）的长度的2/3。

9.根据权利要求1所述的扰流装置，其特征在于，所述螺旋扰流叶片（21）沿所述管体（10）中轴线的旋转角度在180°以上。

10.根据权利要求2所述的扰流装置，其特征在于，所述螺旋扰流叶片（21）的个数大于等于4个。

11.一种分流器组件，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的扰流装置。

12.一种空调机组，包括分流器组件，其特征在于，所述分流器组件为权利要求11所述的分流器组件。