[发明专利]气-液两相流体分配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种分配器，所述分配器被设置在空调系统等的制冷剂回路中，并且将两相制冷剂分配给多个热交换器等，具体地说，本发明涉及将混合比率均匀的两相制冷剂均匀分开的结构。

背景技术

如图4所示，在过去，提出过制冷循环100，该制冷循环100通过制冷剂管道107将制冷剂压缩机102、制冷剂冷凝器103、喷射器104、室内热交换器105的第一制冷剂蒸发器113、以及气-液分离器106依次连接成环形，而且通过设置有室内热交换器105的第二制冷剂蒸发器114的旁路管道109将气-液分离器106的液相制冷剂侧和喷射器104的吸入部108连接起来(日本专利第3265649号)。

这里，如图5所示，喷射器4被附连在室内热交换器105的侧表面上。如图6所示，喷射器4喷射被制冷剂冷凝器103冷凝和液化的液相制冷剂，由此气相制冷剂被吸入部108吸入，液相制冷剂和气相制冷剂在扩散器111中被混合且压力升高，接着气-液两相状态的制冷剂(下面，被称为“两相制冷剂”)通过分配器112被输送到第一制冷剂蒸发器113中。如图1和2所示，分配器112是这样的管，其将从喷射器104流出的气-液两相状态的制冷剂均匀地分配到第一制冷剂蒸发器113的多个导管。

分配器112的作用是将以不同流动状态(渣流，雾状流，环状流，等等)流入的两相制冷剂均匀地供应给管。尽管如此，但是喷嘴110喷射的制冷剂，其流动受到气-液比率和流速的影响。液相多的制冷剂在重力的作用下流过下分配管112a，而气相多的制冷剂流过上分配管112b。因此，分配器112不能完全实现它的作用。

此外，在喷射器的下游发生压力损失，喷射器的升压作用被减小。因此，应该尽量避免喷射器下游的压力损失。尽管如此，因为制冷剂直接从扩散器111流到分配管112，它改变至这样的方向，沿所述方向通道截面面积被大大减小。因为这个节流效应，压力损失发生了。应该指出的是，众所周知，和喷射器循环相比，在膨胀阀循环中，分配器部分处的压力损失量通过膨胀阀的节流量来调节，所以压力损失效应很小。

另一方面，作为两相制冷剂的分配器，在日本专利公开(A)第6-201225号和第5-340648号中公开了一些，但是这些分配器都有能量损失，因为为了气-液分离之后的传输，它们将液体向上提升。此外，这些分配器需要下游侧圆形上表面，其直径大于涡漩部分(swirl part)的直径，并且需要轻微倾斜的锥形表面以便保持液体膜，所以变成了极大的不切实际的容器。两者都不能完美地执行其功能。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种分配器，所述分配器能够把以不同流动状态流入的两相制冷剂在没有压力损失的情况下均匀地供应给管。

按照本发明所包含的方面，本发明提供一种气-液两相流体分配器，作为实现上述目标的装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种气-液两相流体分配器，所述分配器设置有圆柱形容器，所述圆柱形容器具有：圆柱形上部；入口管，所述入口管相对于所述圆柱形容器的上部的圆形截面沿切线方向被连接；以及分配管，所述分配管被连接到所述圆柱形容器的下部。

因为入口管相对于圆柱形容器的圆形截面沿切线方向被连接，在公知的离心分离作用下，不管入口流的形式如何，两相流体在所述圆柱形容器中被分离为气相和液相。所述液相在所述圆柱形容器的内表面处形成薄液体膜，并且在重力的作用下滴下，随着制冷剂涡漩流的作用，形成均匀的液体膜厚度。以均匀厚度形成的液体膜在涡漩的同时向下流动，并且到达设置在圆柱形容器下部处的多个分配管。在所述分配管中，以均匀厚度形成的液体膜和气相制冷剂流入，所以，由气体和液体均匀混合组成的两相流体形成并流动。此外，两相流体在重力作用下在所述容器中运动，所以能量损失(压力损失)极小。

根据本发明的第二方面，在气-液两相流体分配器中，圆柱形容器的下部形成为倒锥形。两相流体沿所述容器的内表面形成涡漩流，并且在重力作用下向容器下部流动。这时，因离心分离作用而出现的倒锥形表面上的液体膜相对于此离心力由于倒锥形表面而受到向上的力分量，所以下落速度被减缓。此外，由于倒锥形表面，角速度ω增加，离心力mrω2变大，并且促进了离心分离作用(因为圆周速度因半径r变小的量而基本上不变)。因此，厚度更加均匀的液体膜当在所述倒锥形表面上涡漩的同时下落。

根据本发明的第三方面，提供了如第一方面所述的分配器，其中，所述入口管恰好在连接到所述圆柱形容器之前被弯曲。所述弯曲部具有导致离心分离作用的功能，所以可以令产生离心分离作用的圆柱形容器更小。