專利名稱：氣液兩相流分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于多相流體分配裝置，特別屬于空調(diào)設(shè)備中，冷媒的氣、液兩相混合物的分配裝置。
現(xiàn)代空調(diào)設(shè)備中，為最大限度地提高熱交換器的熱交換能力，一種有多個換熱單元組成的熱交換器被廣泛采用；在這種熱交換器中，關(guān)鍵技術(shù)之一就是將冷媒的氣、液兩相混合物均勻地分配到各個換熱單元。同樣的問題也存在于單壓縮機的多單元室內(nèi)系統(tǒng)和柜式空調(diào)器中。
現(xiàn)有技術(shù)中，氣、液兩相流的分配采用直接方式進行；如日本日立公司的解決方案(見日本特許公報，編號H12-121205)為從輸入管道垂直向下送來的兩相流混合物經(jīng)分配器中心檔板碰撞后，直接分入幾個直管道，并將其運動方向改變?yōu)樗椒较?；這些分配管道與輸出管道一一對應(yīng)。因此，第一次碰撞改變流向時，就已決定出各分管道中的冷媒量以及其內(nèi)氣、液兩相混合物的比例。顯然，若安裝時輸入主管道偏離垂直方向，由于重力的影響，各輸出分管道中的氣、液兩相的比例會出現(xiàn)很大的差異，即偏下方的輸出分管道中會有較多的液態(tài)冷媒進入、較少的氣態(tài)冷媒進入；而偏上方的輸出分管道中就會有較少的液態(tài)冷媒進入、較多的氣態(tài)冷媒進入。這就造成與不同分管道相接的熱交換器出現(xiàn)嚴重的換熱不均，即一部分換熱器的熱交換能力強，另一部分熱交換器的熱交換能力弱。這種兩相流分配不均勻現(xiàn)象在流速較低時更加明顯。而且，由于是直接分配，不能接太多的輸出管道，也限制了這種直接式分配器的應(yīng)用。
本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種間接式氣液兩相流分配裝置，從輸入主管道來的氣液兩相混合物進入該分配裝置后，不是直接進入輸出管道，而是先進入一系列對稱分布于分配裝置基底部上的曲線形通道，之后沿切線方向進入一環(huán)形穴道，從而氣液兩相混合物在環(huán)形穴道內(nèi)形成高速環(huán)流。此高速環(huán)流不僅使氣液兩相流體更加均勻地混合，而且使環(huán)形穴道各處的氣液兩相比例均勻。環(huán)形穴道中均勻的開有一系列輸出管道孔，當(dāng)氣液兩相混合物從環(huán)形穴道進入各輸出管道時，完成兩相混合物的再次分配，并將氣液兩相混合物均勻地送往每一個熱交換器。由于高速環(huán)流的介入，使得氣液兩相混合物以相同的比例分配于各輸出管道中，從而極大的減少了重力的影響。無論該分配裝置的安裝方向如何，各輸出管道中氣液兩相混合物的比例都相同，由此保證了與之相接的各后續(xù)熱交換器產(chǎn)生均勻的換熱效果。
本實用新型的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來達到設(shè)計采用一種氣液兩相流分配裝置，包括輸入管道，輸出管道和分配裝置本體。所述分配裝置本體內(nèi)，有一環(huán)形穴道；該環(huán)形穴道與輸入管道之間，有曲線形的分流穴道相連通；所述輸出管道與所述環(huán)形穴道相連通。
本實用新型附圖的簡要說明如下


圖1為本實用新型氣液兩相流分配裝置的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為所述氣液兩相流分配裝置基底部俯視圖；圖3為本實用新型的分流穴道及環(huán)形穴道內(nèi)兩相流流向簡化示意圖；圖4為所述氣液兩相流分配裝置輸入輸出管道位于同一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖詳述本實用新型的最佳實施例。
一種氣液兩相流分配裝置，包括輸入管道1，輸出管道2和分配裝置本體3。所述分配裝置本體3內(nèi)，有一環(huán)形穴道31；該環(huán)形穴道31與輸入管道1之間，有曲線形的分流穴道32相連通；所述輸出管道2與所述環(huán)形穴道31相連通。
本實用新型包括分配裝置本體3，該分配裝置本體3包括蓋部35和與之密封連接的基底部37，分配裝置本體3與一個輸入管道1和若干個輸出管道2相連通。分配裝置的基底部37包括兩個部分，即環(huán)形穴道31和分流穴道32，并與輸出管道2相連通。本實例中，輸入管道1裝在蓋部35，兩相混合物從輸入管道1流入時，首先碰撞基底部37的中心，然后進入在基底上均勻分布的呈發(fā)散狀的曲線形分流穴道32。這些曲線形穴道可以做成入口和出口稍大，而中間腰部較小的形狀。由于兩相流中的氣相物質(zhì)易被壓縮，而液相物質(zhì)不易被壓縮，從曲線形分流穴道32的入口到腰部，氣液兩相混合物的壓力升高；而從腰部到出口，氣液兩相混合物的壓力降低。在這個過程中，氣液兩相混合物內(nèi)可能存在的大氣泡會破裂成小氣泡，從而使氣液兩相流體得到良好的混合。
在一種應(yīng)用情況下，所述輸入管道1和輸出管道2分別位于蓋部35上和基底部37下。在另一種應(yīng)用情況下，所述輸入管道1和輸出管道2可以同在基底部37下。通常情況下，所述各分流穴道32均加工在基底部37的上表面。并且曲線形分流穴道32的出口與環(huán)形穴道31相切。
由于重力的影響，從各分流穴道中流出的氣液兩相混合物也可能存在壓力和兩相比例的不均勻。因此，本實用新型采用環(huán)形壓力平衡穴道31以克服上述缺點。從分流穴道32噴出的兩相流體從切線方向進入環(huán)形壓力平衡穴道31，形成高速環(huán)流運動。這種高速環(huán)流不僅使兩相流體更加均勻的混合，而且更重要地，由于做高速環(huán)形流動的兩相混合物的動量遠大于其所受的重力影響，從而在環(huán)形穴道內(nèi)建立一個均勻的壓力場，由此，重力對環(huán)形壓力平衡穴道內(nèi)兩相流體的影響被極大的削弱。這樣在環(huán)形壓力平衡穴道的任何位置都可以獲得均勻分布的兩相流混合物。
為了將兩相流體均勻地分配到各輸出管道2，所述各分流穴道32相對中央軸線在幾何上呈均勻分布。在環(huán)形壓力平衡穴道31上的輸出管道開口位置也需仔細設(shè)計。為避免分流穴道出口處的切向高速流動引致不均勻的因素，最好將輸出管道口的中心設(shè)在分流穴道32兩個相鄰噴口之間。所有輸出管道2在環(huán)形壓力平衡穴道31上的安裝應(yīng)是對稱的。所述輸出管道2至少有兩條。所述分流穴道32的數(shù)目同輸出管道2的數(shù)目相等或是其整數(shù)倍。例如，系統(tǒng)有兩個輸出管道2，可以設(shè)置4個對稱的分流穴道32。但此種情況下，輸出管道2也必須對稱地設(shè)置在環(huán)形壓力平衡穴道31上。輸出管道為3個或更多時，分流穴道32的數(shù)目可以與之相等。輸出管道口必須對稱分布在環(huán)形穴道上并處于分流穴道兩相鄰噴口之間。
為使兩相流體運動加速，所述分流穴道32入口橫截面積的總和應(yīng)小于或等于所述輸入管道1的出口橫截面積。為在環(huán)形壓力平衡穴道中產(chǎn)生高速運動，環(huán)形穴道的截面積也不應(yīng)大于輸入開口的截面積。
本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于，采用了帶曲線形分流穴道和高速環(huán)流穴道的間接式氣液兩相流分配裝置，當(dāng)氣液兩相混合物從高速環(huán)流穴道進入輸出管道時，完成兩相混合物冷媒的再次分配，大大減少了重力的影響。無論分配裝置安裝方向如何，分配于各輸出管道冷媒兩相混合物的比例都較均勻，保證了各后續(xù)熱交換器換熱效果的一致。
權(quán)利要求1．一種氣液兩相流分配裝置，包括輸入管道(1)，輸出管道(2)和分配裝置本體(3)；其特征在于所述分配裝置本體(3)內(nèi)，有一環(huán)形穴道(31)；該環(huán)形穴道(31)與輸入管道(1)之間，有曲線形的分流穴道(32)相連通；所述輸出管道(2)與所述環(huán)形穴道(31)相連通。
2．按照權(quán)利要求1所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述分流穴道(32)的出口與所述環(huán)形穴道(31)相切。
3．按照權(quán)利要求2所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述輸出管道(2)至少有兩條。
4．按照權(quán)利要求3所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述分流穴道(32)的數(shù)目同輸出管道(2)的數(shù)目相等或是其整數(shù)倍。
5．按照權(quán)利要求4所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述各分流穴道(32)相對中央軸線在幾何上呈均勻分布。
6按照權(quán)利要求5所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述分流穴道(32)入口橫截面積的總和小于所述輸入管道(1)出口橫截面積。
7．按照權(quán)利要求6所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述分配裝置本體(3)包括蓋部(35)和與之密封連接的基底部(37)。
8．按照權(quán)利要求7所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述輸入管道(1)和輸出管道(2)分別位于蓋部(35)上和基底部(37)下。
9．按照權(quán)利要求7所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述輸入管道(1)和輸出管道(2)同在基底部(37)下。
10．按照權(quán)利要求8或9所述的氣液兩相流分配裝置，其特征在于所述各分流穴道(32)均加工在基底部(37)的上表面。
專利摘要一種氣液兩相流分配裝置,包括輸入管道1,輸出管道2和分配裝置本體3。本體3內(nèi),有一環(huán)形穴道31;該環(huán)形穴道31與輸入管道1間有曲線形分流穴道32相連通;所述輸出管道2與所述環(huán)形穴道31相連通。由于采用帶曲線形分流穴道和高速環(huán)流穴道的間接式氣液兩相流分配裝置,在高速環(huán)流穴道中完成兩相混合物冷媒的再分配,大大減少重力影響。無論安裝方向如何,各輸出管道冷媒兩相混合物比例都較均勻,保證各后續(xù)熱交換器熱效果一致。
文檔編號B01F5/02GK2435145SQ0022887
公開日2001年6月20日 申請日期2000年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月20日
發(fā)明者馮自平 申請人:馮自平