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1、(10)申请公布号 CN 103363734 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103363734 A *CN103363734A* (21)申请号 201210104585.2 (22)申请日 2012.04.10 F25B 41/00(2006.01) (71)申请人 珠海格力电器股份有限公司 地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路六 号 (72)发明人 熊军 段亮 黄高泉 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 吴贵明 余刚 (54) 发明名称 分液装置及包括该分液装置的空调器 (57) 摘要 本发明提供了一种分液装置及包括该。
2、分液装 置的空调器。分液装置包括 ： 第一集液管， 两端面 封闭， 且第一集液管的管壁上沿长度方向设置有 多个管壁出口 ； 以及分液管， 设置在第一集液管 中， 分液管的一端从第一集液管的端面伸出， 且分 液管的管壁上沿轴向方向设置有条状的出液口， 出液口与第一集液管内部连通。应用本发明的技 术方案， 通过在分液管的管壁上设置沿轴向方向 的条状的出液口， 可以使进入分液管的气液两相 冷媒沿流动方向边流动边释放， 从而更好地对进 入分液管中的气液两相冷媒进行分液。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请。
3、 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103363734 A CN 103363734 A *CN103363734A* 1/1 页 2 1. 一种分液装置， 其特征在于， 包括 ： 第一集液管 (10)， 两端面封闭， 且所述第一集液管 (10) 的管壁上沿长度方向设置有多 个管壁出口 ； 以及 分液管(30)， 设置在所述第一集液管(10)中， 所述分液管(30)的一端从所述第一集液 管(10)的端面伸出， 且所述分液管(30)的管壁上沿轴向方向设置有条状的出液口(31)， 所 述出液口 (31) 与所述第一集液管 (10) 内部连通。 2.根据权利要求1所述的。
4、分液装置， 其特征在于， 所述出液口(31)有多个， 所述多个出 液口 (31) 为沿轴向方向的等距等长的条缝状、 等距不等长的条缝状、 不等距等长的条缝状 或不等距不等长的条缝状。 3. 根据权利要求 2 所述的分液装置， 其特征在于， 所述出液口 (31) 的条缝长度沿所述 分液管 (30) 内的冷媒流动方向递增。 4. 根据权利要求 2 所述的分液装置， 其特征在于， 至少部分相邻的所述出液口 (31) 之 间的间距沿所述分液管 (30) 内的冷媒流动方向递增。 5. 根据权利要求 1 所述的分液装置， 其特征在于， 所述出液口 (31) 设置在所述分液管 (30) 朝向所述第一集液管 。
5、(10) 的所述管壁出口一侧的管壁上。 6. 根据权利要求 1 所述的分液装置， 其特征在于， 所述出液口 (31) 的开口朝向所述第 一集液管 (10) 的所述管壁出口一侧。 7. 根据权利要求 1 所述的分液装置， 其特征在于， 所述出液口 (31) 在所述分液管 (30) 的管壁上成对设置。 8. 根据权利要求 1 所述的分液装置， 其特征在于， 所述分液管 (30) 的内径为 d， 所述出 液口 (31) 的总面积为 S， 则 S kd2/4， 式中， k 为节流系数， 取值为 0.6 0.95。 9. 根据权利要求 1 所述的分液装置， 其特征在于， 所述分液管 (30) 沿远离所述。
6、第一集 液管 (10) 的所述管壁出口的方向偏心设置于所述第一集液管 (10) 中。 10.一种空调器， 包括分液装置， 其特征在于， 所述分液装置为权利要求19中任一项 所述的分液装置。 权 利 要 求 书 CN 103363734 A 2 1/6 页 3 分液装置及包括该分液装置的空调器 技术领域 0001 本发明涉及空调器技术领域， 具体而言， 涉及一种分液装置及包括该分液装置的 空调器。 背景技术 0002 目前空调换热器上的换热器主流还是翅片铜管换热器， 翅片铜管换热器存在成本 高、 抗电腐蚀力差、 分液管 / 集液管组件焊接复杂等问题。 0003 微通道换热器采用扁管强化传热技术，。
7、 是一种全铝材制造的扁管换热器， 具有成 本低， 抗电腐蚀力强， 分液管 / 集液管组件结构简单等优点。且微通道换热器在单冷机上已 有应用， 在汽车空调上也已经使用多年。 使用微通道换热器不仅能够简化工艺、 减少冷媒注 入量， 而且流路较之于翅片铜管更加简单， 便于优化。 0004 可是由于在制冷空调系统中， 进入换热器的制冷剂为气液两相混合物， 通常分为 多路进入换热器中吸收热量， 液相蒸发为气体以实现制冷目的。 制冷剂两相流体， 特别是其 中的液体， 能否均匀的分配到每一路通道中进行换热， 是换热器设计的关键。 从匹配试验的 结果来看， 目前国内各大厂家的微通道换热器普遍存在高频制冷运行时。
8、， 分液管分液不均 的问题， 尽管整机性能达到预期要求， 但在实际复杂的使用条件下， 换热器中各个微通道管 如果分液不均， 会导致不同管内制冷剂流量不均匀， 管内流量较少的很快蒸发， 管路出口过 热度较高 ； 管内流量过多的蒸发不完， 导致出口过热度小， 甚至含有液体。两种情况下的微 通道管换热面积不能被充分利用是客观事实， 应努力避免。 发明内容 0005 本发明旨在提供一种分液装置及包括该分液装置的空调器， 使分液管中的气液两 相冷媒能够均匀释放， 从而提高微通道换热器换热面积的利用率。 0006 为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种分液装置， 包括 ： 第一集 液管， 。
9、两端面封闭， 且第一集液管的管壁上沿长度方向设置有多个管壁出口 ； 以及分液管， 设置在第一集液管中， 分液管的一端从第一集液管的端面伸出， 且分液管的管壁上沿轴向 方向设置有条状的出液口， 出液口与第一集液管内部连通。 0007 进一步地， 出液口有多个， 多个出液口为沿轴向方向的等距等长的条缝状、 等距不 等长的条缝状、 不等距等长的条缝状或不等距不等长的条缝状。 0008 进一步地， 出液口的条缝长度沿分液管内的冷媒流动方向递增。 0009 进一步地， 至少部分相邻的出液口之间的间距沿分液管内的冷媒流动方向递增。 0010 进一步地， 出液口设置在分液管朝向第一集液管的管壁出口一侧的管壁。
10、上。 0011 进一步地， 出液口的开口朝向第一集液管的管壁出口一侧。 0012 进一步地， 出液口在分液管的管壁上成对设置。 0013 进一步地， 分液管的内径为 d， 出液口的总面积为 S， 则 S kd2/4， 式中， k 为节 流系数， 取值为 0.6 0.95。 说 明 书 CN 103363734 A 3 2/6 页 4 0014 进一步地， 分液管沿远离第一集液管的管壁出口的方向偏心设置于第一集液管 中。 0015 根据本发明的另一方面， 提供了一种空调器， 包括前述任一项的分液装置。 0016 应用本发明的技术方案， 通过在分液管的管壁上设置沿轴向方向的条状的出液 口， 可以使。
11、进入分液管的气液两相冷媒沿流动方向边流动边释放， 相比原有的斜切口或圆 形开口更能使气液两相冷媒均匀地从分液管中流出， 从而更好地对进入分液管中的气液两 相冷媒进行分液。 附图说明 0017 构成本申请的一部分的说明书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 ： 0018 图 1 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的结构示意图 ； 0019 图 2 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器微通道管端部结构示意图 ； 0020 图 3 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的微通道管端部与第一集液管 管壁相对应的示。
12、意图 ； 0021 图 4 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管内安装有旋流器的示 意图 ； 0022 图 5 示出了根据图 4 的微通道换热器的分液管内安装有旋流器的 A 处局部放大示 意图 ； 0023 图 6 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管内安装有另一种旋流 器的示意图 ； 0024 图 7 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管设置有条状出液口的 示意图 ； 0025 图 8 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的第一集液管内安装有设置有 出液口的分液管的示意图 ； 0026 图 9 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管设置有另一种条状出 。
13、液口的示意图 ； 0027 图 10 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的条状出液口开口角度示意 图 ； 0028 图 11 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的开孔挡板示意图 ； 0029 图 12 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管内安装开孔挡板的示 意图 ； 0030 图 13 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的分液管内安装另一种开孔挡 板的示意图 ； 0031 图 14 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器的气液分离器和气液混合室示 意图 ； 以及 0032 图 15 示出了根据本发明的实施例的微通道换热器安装有气液分离器和气液混合 室的示意图。 说 明 书。
14、 CN 103363734 A 4 3/6 页 5 具体实施方式 0033 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是， 在不冲突的情 况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 0034 如图 1 所示， 根据本发明的实施例， 微通道换热器包括第一集液管 10、 第二集液管 20、 热交换单元 80、 分液管 30。其中第一集液管 10 和第二集液管 20 平行设置， 在第一集液 管 10 和第二集液管 20 之间设置有热交换单元 80， 将第一集液管 10 和第二集液管 20 相连 通。 0035 第一集液管 10 的两端面封闭， 且第一集液管 10 的管壁上沿轴。
15、向方向设置有多个 与热交换单元 80 连通的管壁出口。第二集液管 20 的两端面封闭， 且第二集液管 20 的管壁 上沿轴向方向设置有多个与热交换单元 80 连通的管壁入口。气液两相冷媒从第一集液管 10 进入， 经过热交换单元 80 进行换热， 然后流通至第二集液管 20， 并将完成热交换之后形 成的气态冷媒排出第二集液管 20。 0036 结合参见图 2 3， 热交换单元 80 包括多个相互平行且独立的铝制微通道管 81， 每个微通道管 81 都是两端开口的中空管， 并与第一集液管 10 的多个管壁出口以及与第二 集液管 20 的多个管壁入口分别一一对应连通。中空的微通道管 81 内平行设。
16、置有多个沿微 通道管 81 长度方向延伸的间隔板， 将微通道管 81 内部分隔分割为多个相互独立的热交换 通道。为了保证微通道管 81 的端部边缘与第一集液管 10 和第二集液管 20 焊接牢靠， 需要 将微通道管 81 伸入第一集液管 10 和第二集液管 20 内部， 所以为了更好地实现分液， 微通 道管81的两端部形状分别与第一集液管10和第二集液管20的外壁面相适应 ； 或者微通道 管 81 的两个端部形状为分别与第一集液管 10 和第二集液管 20 的外壁面相配合的内凹结 构， 如凹形、 V 形或月牙形， 内凹结构切口可节省微通道管 81 在第一集液管 10 内的安装空 间， 方便第一。
17、集液管 10 内的其它部件的安装， 同时， 内凹结构切口也便于加工。在相邻两个 微通道管 81 之间还安装有翅片， 以便增加热交换单元 80 的换热效果和换热效率。翅片形 状可以是波纹型 V 形翅片。 0037 使用微通道管的换热器有各种称谓， 即， 根据它的材料称为铝热换热器， 根据它的 管的形状称为平面管形换热器， 根据冷媒流动情况称为 PFC 平行流动换热器。 0038 结合参见图46， 分液管30沿远离第一集液管10的管壁出口的方向偏心设置于 第一集液管 10 中， 分液管 30 的轴心与第一集液管 10 的管壁出口中心位于第一集液管 10 的同一径向方向。这样可以增加第一集液管 10。
18、 的管壁出口与分液管 30 之间的距离， 使从 分液管 30 流出的气液两相冷媒在第一集液管 10 内部有更大的流动空间， 使冷媒在该空间 内的分布更加分散， 且实现更好的分液。 0039 分液管 30 的第一端设置在第一集液管 10 内部， 并延伸至第一集液管 10 的第一端 端部。分液管 30 的第二端从第一集液管 10 的第二端伸出， 经折弯后向靠近第二集液管 20 的方向延伸。 0040 分液管 30 中还设置有旋流器 40。旋流器 40 的第一端延伸至分液管 30 的第一端 端部， 旋流器 40 的第二端伸出第一集液管 10 的第二端， 但不超过分液管 30 第二端的弯折 部。旋流器。
19、 40 可在分液管 30 内部转动， 将进入分液管 30 第二端的气液两相冷媒导流至 分液管 30 的第一端， 并使气液两相冷媒从分液管 30 内部平均分配至微通道管 81 内， 增大 气液两相冷媒流体的紊流与环流， 使分液管 30 分液均匀， 充分利用微通道换热器的换热面 说 明 书 CN 103363734 A 5 4/6 页 6 积， 提高机组的工作性能。旋流器 40 也可以固定设置于分液管 30 内。 0041 在一个实施例中， 旋流器 40 包括多个叶片 41。在旋流器 40 的旋转中心轴线位置 设置有中心轴42， 中心轴42沿分液管30的轴向方向设置在分液管30内， 叶片41沿中心。
20、轴 42 的轴向方向间隔设置， 且绕中心轴 42 螺旋延伸， 并通过该中心轴 42 将旋流器 40 设置于 分液管 30 内。 0042 在另一个实施例中， 旋流器 40 由叶片 41 从中心轴 42 的一端连续螺旋延伸至另一 端而构成。叶片 41 可以是沿中心轴 42 的一侧螺旋延伸的单旋叶片或沿中心轴 42 的相对 侧螺旋延伸的双旋叶片。 0043 在另一个实施例中， 旋流器 40 也可以只包括叶片 41， 而不包括中心轴 42， 这种情 况下， 叶片 41 沿分液管 30 轴向方向从分液管 30 的一端连续螺旋延伸至分液管 30 的另一 端。 0044 结合参见图 7 10 所示， 分液。
21、管 30 的位于第一集液管 10 内部的管壁沿长度方向 开有多个条状的出液口 31。出液口 31 在分液管 30 的管壁上成对设置。出液口 31 可以是 沿轴向方向的等距等长的条缝状、 等距不等长的条缝状、 不等距等长的条缝状或不等距不 等长的条缝状。出液口 31 的形状也可以是圆形。但条状的出液口 31 可使气液两相冷媒沿 流动方向边流动边释放， 相比其它形状的出液口 31 可以更好的起到分液的作用。 0045 在一个实施例中， 出液口31为不等距不等长的条缝状， 且出液口31的条缝长度沿 分液管 30 内的气液两相冷媒流动方向递增， 至少部分相邻的出液口 31 之间的间距沿分液 管 30 。
22、内的冷媒流动方向递增。因为气液两相冷媒在流动过程中会逐渐降低流动速度， 所以 出液口31的这种设置方式可以使速度减慢的气液两相冷媒均匀的从分液管30的较长出液 口 31 中流出， 不会影响分液的稳定性和效率。 0046 在另一个实施例中， 出液口 31 为等距等长的条缝状， 这种设置方式便于加工。 0047 为了提高分液效率， 出液口 31 设置在分液管 30 朝向第一集液管 10 的管壁出口一 侧的管壁上。 出液口31的开口朝向也朝着第一集液管10的管壁出口一侧。 出液口31的开 口方向与第一集液管10内壁切线的夹角设为， 此角度越小， 即出液口31的开口方向越朝 向第一集液管 10 的管壁。
23、出口， 越有利于降低气液两相冷媒冲击的声音和冷媒流动的声音。 设分液管 30 的内径为 d， 多个出液口 31 的总面积为 S， 则 ： 0048 0049 式中， k 为节流系数， 取值为 0.6 0.95。 0050 k 表示的是出液口 31 的开孔面积与分液管 30 的面积之比， 取值小于 1。其含义代 表冷媒从分液管 30 流入到第一集液管 10 中是有一定的压降的， 所以称作节流系数。 0051 设出液口 31 的总长度为 A， 出液口 31 的总宽度为 B， 那么， 有 ： 0052 0053 式中， B 的取值为 0.1 2.0mm。 0054 以等距等长的条缝状的出液口31为例。
24、， 设分液管30的长度为L， 两个出液口31轴 向方向之间的距离为 m， 那么因为出液口 31 左右对称， 则总共有 2L/m 个出液口 31。 0055 那么每个条缝的长度 n 为 ： 说 明 书 CN 103363734 A 6 5/6 页 7 0056 0057 式中， m 的取值范围为 5 20mm， n 的取值范围为 2 5mm。 0058 结合参见图 11 13 所示， 在第一集液管 10 内固定安装有开孔挡板 50。开孔挡板 50 沿轴向方向间隔设置在第一集液管 10 的管壁出口所在管壁与分液管 30 之间， 用于将在 第一集液管 10 内大量聚集态的气液两相冷媒微小化。开孔挡板。
25、 50 与第一集液管 10 内壁 的连接方式可以是焊接或卡扣连接。焊接可以为点焊。卡扣连接可以是在开孔挡板 50 上 设置卡扣， 在第一集液管 10 内壁设置卡槽， 从而对开孔挡板 50 和第一集液管 10 进行连接。 开孔挡板 50 上设置有与第一集液管 10 的多个管壁出口位置相对应的圆形、 椭圆形或多边 形的开孔， 用于使流出分液管 30 的气液两相冷媒通过管壁出口进入热交换单元 80。 0059 在一个实施例中， 开孔挡板 50 为横截面为弧形的挡板， 且弧形凹面朝向分液管 30 所在的方向， 保证开孔挡板 50 具有良好的汇流和分液效果。 0060 在另一个实施例中， 开孔挡板 50。
26、 为横截面为弧形的挡板， 且弧形凸面朝向分液管 30 所在的方向。 0061 结合参见图1415， 为了使气液两相冷媒在进入分液管30之前充分均匀混合， 分 液管30伸出第一集液管10端面的一端连接有气液分离器60， 在气液分离器60与第一集液 管 10 之间连接有气液混合室 70。 0062 气液分离器 60 的第一端设置有第一入口 63， 气液分离器 60 的与第一端相对的第 二端设置有第一出口 64 以及第二出口 65。 0063 气液混合室 70 的第一端设置有与第二出口 65 连通的第二入口 71， 用于使分离后 的气相冷媒进入气液混合室 70。气液混合室 70 的与第一端相对的第二。
27、端设置有与分液管 30 连通的第三出口 72。气液混合室 70 的靠近第三出口 72 的侧壁上设置有与第一出口 64 连通的第三入口 73， 用于使分液后的液相冷媒进入气液混合室 70。气液混合室 70 的侧壁 上还设置有两端大中间小且截面渐变的扩压部 74， 扩压部 74 的位置高于第三入口 73 的位 置， 扩压部74可以使气相冷媒充分扩压， 扩压后的气相冷媒在到达气液混合室70的第二端 后可以与液相冷媒更加充分的混合， 提高分液管 30 的分液效率与分液稳定性。 0064 连接管 62 的第一端穿过第二出口 65， 伸入到气液分离器 60 内部， 连接管 62 的第 二端与气液混合室 7。
28、0 的第二入口 71 连通。引液管 61 的第一端穿过第一出口 64， 伸入气液 分离器 60 内部， 引液管 61 的第二端与第三入口 73 连通。 0065 引液管 61 伸入气液分离器 60 内部的管段端部靠近气液分离器 60 的第二端， 连接 管 62 伸入气液分离器 60 内部的管段端部靠近气液分离器 60 的第一端， 这种设置方式使得 连接管 62 位于气液分离器 60 内部的管段长度大于引液管 61 位于气液分离器 60 内部的管 段长度。可以起到使连接管 62 分离气相冷媒而使引液管 61 分离液相冷媒的作用， 使气液 两相冷媒在气液分离器 60 内部很好的分液。 0066 气。
29、液两相冷媒通过第一入口 63 进入气液分离器 60 后， 在其中分成气相冷媒和液 相冷媒。液相冷媒经过引液管 61 引到气液混合室 70 的第二端， 气相冷媒通过连接管 62 进 入气液混合室 70 的第一端， 并经过扩压部 74 扩压后流动至第二端， 与从引液管 61 流出的 液相冷媒混合， 形成均匀的气液两相冷媒进入分液管 30 内， 实现均匀分液。同时经过气液 混合室 70 扩压后再混合的气液两相冷媒可以降低流动时的噪音， 改善空调器运行环境。 说 明 书 CN 103363734 A 7 6/6 页 8 0067 根据本发明的另一方面， 提供了一种空调器， 包括前述的任一种分液装置。 。
30、0068 本发明解决了微通道换热器高频制冷分液管分液不均所导致的换热面积不能充 分利用、 机组能力降低、 压缩机功耗增加的问题。 通过在分液管的管壁上设置沿轴向方向的 条状的出液口， 可以使进入分液管的气液两相冷媒沿流动方向边流动边释放， 相比原有的 斜切口或圆形开口更能使气液两相冷媒均匀地从分液管中流出， 从而更好地对进入分液管 中的气液两相冷媒进行分液。 0069 以上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。 说 明 书 CN 103363734 A 8 1/5 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103363734 A 9 2/5 页 10 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103363734 A 10 3/5 页 11 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103363734 A 11 4/5 页 12 图 8 图 9 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103363734 A 12 5/5 页 13 图 12 图 13 图 14 图 15 说 明 书 附 图 CN 103363734 A 13 。