一种套管式分流器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种套管式分流器，包括套管、分流管和出口管；套管为带有缩口形状的圆柱形管，圆周侧壁上沿其轴向设置有至少一排通流孔，每排通流孔的数量至少为两个；分流管为两端通流的圆柱形管，具有顶端和与顶端相对的入口端，插入套管内，顶端与套管固定连接并密封，入口端伸出在套管外；分流管的内径小于套管的内径，分流管上设置有与通流孔一一对应的分流孔、第一射流孔和第二射流孔，第一射流孔设置在分流管的顶端；第二射流孔设置在靠近入口端的位置；分流管还包括流速提升部，设置在靠近入口端的位置，内部流道形状呈锥形，用于流速提升；出口管的一端穿过通流孔且与分流孔对齐并贴近，另一端位于套管外。本发明专利技术还提供一种制造方法。一种制造方法。一种制造方法。

【技术实现步骤摘要】
一种套管式分流器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及气液两相流分配
，尤其涉及一种套管式分流器及其制造方法。

技术介绍

[0002]空调器用翅片管式蒸发器是多流路换热器，需要通过分流器将两相制冷剂等量、均匀地分配到多个支路中。当蒸发器内两相制冷剂出现分流不均时，流量小的支路较早过热导致换热系数骤降，从而造成蒸发器的换热性能恶化；流量大的支路在出口含有未完全蒸发的液滴，使得蒸发器出口感温包测量到不稳定的温度信号，从而引起膨胀阀内的阀芯震荡。为了保障空调器用蒸发器的性能，需要提高分流器内气液两相制冷剂的分配均匀性。
[0003]传统的翅片管式蒸发器用的分流器的主要结构型式是在入口管的末端沿着圆周方向布置若干个出口管。如中国专利CN107990604A(公布日2018年5月4日)公开了一种分流器及具有其的空调器，该分流器通过锥形流道来连接入口管和出口管，两相制冷剂经锥形流道进行提速后再从各个出口管流出；该分流器结构简单、加工成本低，但当分流器倾斜布置时，两相制冷剂容易受重力影响而呈现气液分层，导致处于底部的出口管含液量较多、而处于顶部的出口管含气量较多。为了解决分流器倾斜安装时存在的分流不均问题，现有技术提出了在分流器内部添加扰流装置来搅混气液两相的思路。如中国专利CN110243109A(公布日2019年9月17日)公开了一种分流器及空调器，该分流器通过在分流腔内增加一个由多组旋转叶片构成的旋流器来提高气液两相制冷剂混合的程度；中国专利CN110530071A(公布日2019年12月3日)公开了一种扰流装置及分流器组件及空调机组，该分流器通过在分流腔内添加一个螺旋扰流装置来让气液两相流体呈对称分布的环状流型。这些专利虽然能够提高分流器在倾斜安装时的分流均匀性，但额外增加的内部扰流装置增加了加工难度和成本，导致难以实用化。
[0004]除了上述通过增加扰流装置来搅混气液两相制冷剂的方法外，现有技术中的另一种维持两相制冷剂处于充分混合状态的方式是使两相制冷剂在分配腔内维持内循环流动的状态。如中国专利CN106716045B(公布日2018年1月19日)公开了一种热交换器和空调装置，该热交换器用的分流器通过在上下端侧嵌入分流挡板的方式来构建内部可形成喷射流的循环流道；中国专利CN111780255A(公布日2020年10月16日)公开了一种空调器，该空调用的分流器通过在集液管内同时布置横向隔板和纵向隔板的方式来构建一个内循环流道，使进入到分流器的两相制冷剂能够在该内循环流道内进行循环流动。上述专利中的分流器必须采用集液管来实现分流，故只适用于微通道换热器；且设计的挡板及隔板结构复杂，需要焊接在集液管内，加工工艺复杂，因此该分流器的成本较高。
[0005]因此，本领域的技术人员致力于开发一种套管式分流器，适用于翅片管式换热器，该分流器内的两相制冷剂能够始终维持气液两相均匀混合的状态以充分保证分配均匀性，同时结构简单、加工成本低。

技术实现思路

[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种套管式分流器，包括套管、分流管和出口管；
[0007]所述套管为带有缩口形状的圆柱形管，所述套管的圆周侧壁上沿其轴向设置有至少一排通流孔，每排通流孔的数量至少为两个；
[0008]所述分流管为两端通流的圆柱形管，所述分流管具有顶端和与所述顶端相对的入口端；所述分流管插入所述套管内，所述分流管的所述顶端与所述套管的顶端固定连接并密封所述分流管的顶端面，所述入口端从所述套管的底端伸出在所述套管外；所述分流管的内径d
in
小于所述套管的内径D，使得所述分流管的侧壁与所述套管的所述圆周侧壁之间具有空腔；所述分流管的所述侧壁上设置有与所述通流孔一一对应的分流孔；所述分流管的所述侧壁上还设置有至少两个第一射流孔和至少两个第二射流孔，所述至少两个第一射流孔沿所述分流管的所述侧壁的周向均匀分布，所述至少两个第二射流孔沿所述分流管的所述侧壁的周向均匀分布；所述第一射流孔设置在所述分流管的所述顶端；所述第二射流孔设置在所述分流管上靠近所述入口端的位置；所述分流管还包括流速提升部，所述流速提升部设置在靠近所述入口端的位置，所述流速提升部的内部流道形状呈锥形且被配置为将从所述入口端进入、经由所述流速提升部的流体的流速提升；
[0009]所述出口管的一端穿过所述通流孔且与所述分流孔对齐并贴近，另一端位于所述套管外；所述出口管的外径与所述通流孔的孔径一致；
[0010]其中，所述流速提升部的出口内径d4与所述分流管的所述内径d
in
的关系式为：d4≤X；其中，X表示所述流速提升部形成均匀离散泡状流的临界内径，a1、a2、a3为待定系数，其取值由所述内径d
in
决定；
[0011]所述第一射流孔和所述第二射流孔的孔径d3所述分流管的所述内径d
in
的关系式为：80％Y≤d3≤120％Y，其中，Y表示所述第一射流孔和所述第二射流孔的临界孔径，所述临界孔径指气液两相泡状制冷剂在所述分流器的内部流道进行循环流动过程中不发生气液相分离的孔径，b1、b2、b3为待定系数，其取值由所述内径d
in
决定；
[0012]所述分流孔的孔径d2、所述孔径d3与所述出口管的内径d
out
的关系为：d3<d2<d
out
。
[0013]进一步地，所述流速提升部包括设置在所述分流管的所述侧壁上的第一定位环和第二定位环，以及插入所述分流管内的射流管，所述射流管的内部流道形状为锥形，且位于所述第一定位环和所述第二定位环之间并被所述第一定位环和所述第二定位环固定；所述射流管的出口端面的位置高于所述第二射流孔的位置，所述射流管的出口端的内径为所述流速提升部的所述出口内径d4。
[0014]进一步地，所述流速提升部包括设置在所述分流管的所述侧壁上喉部区域，所述喉部区域通过将所述分流管的所述侧壁进行挤压而形成，所述喉部区域的出口的内径为所述流速提升部的所述出口内径d4。
[0015]进一步地，所述套管的所述圆周侧壁上设置有四排通流孔，所述四排通流孔沿所述圆周侧壁的周向均匀分布；所述分流管的所述侧壁上设置有与所述四排通流孔对应的四排分流孔。
[0016]进一步地，所述套管的所述圆周侧壁上设置有一排通流孔，所述一排通流孔位于
所述圆周侧壁的一侧；所述分流管的所述侧壁上设置有与所述一排通流孔对应的一排分流孔。
[0017]进一步地，所述套管的所述圆周侧壁上设置有两排通流孔，所述两排通流孔沿所述圆周侧壁对称分布；所述分流管的所述侧壁上设置有与所述两排通流孔对应的两排分流孔。
[0018]进一步地，所述每排通流孔的所述通流孔的数量为4个。
[0019]进一步地，所述套管、分流管和所述出口管由金属材料制成，所述射流管由金属材料或复合高分子材料制成。
[0020]本专利技术还提供了一种如上所述的套管式分流器的制造方法，包括如下步骤：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管式分流器，其特征在于，包括套管、分流管和出口管；所述套管为带有缩口形状的圆柱形管，所述套管的圆周侧壁上沿其轴向设置有至少一排通流孔，每排通流孔的数量至少为两个；所述分流管为两端通流的圆柱形管，所述分流管具有顶端和与所述顶端相对的入口端；所述分流管插入所述套管内，所述分流管的所述顶端与所述套管的顶端固定连接并密封所述分流管的顶端面，所述入口端从所述套管的底端伸出在所述套管外；所述分流管的内径d
in
小于所述套管的内径D，使得所述分流管的侧壁与所述套管的所述圆周侧壁之间具有空腔；所述分流管的所述侧壁上设置有与所述通流孔一一对应的分流孔；所述分流管的所述侧壁上还设置有至少两个第一射流孔和至少两个第二射流孔，所述至少两个第一射流孔沿所述分流管的所述侧壁的周向均匀分布，所述至少两个第二射流孔沿所述分流管的所述侧壁的周向均匀分布；所述第一射流孔设置在所述分流管的所述顶端；所述第二射流孔设置在所述分流管上靠近所述入口端的位置；所述分流管还包括流速提升部，所述流速提升部设置在靠近所述入口端的位置，所述流速提升部的内部流道形状呈锥形且被配置为将从所述入口端进入、经由所述流速提升部的流体的流速提升；所述出口管的一端穿过所述通流孔且与所述分流孔对齐并贴近，另一端位于所述套管外；所述出口管的外径与所述通流孔的孔径一致；其中，所述流速提升部的出口内径d4与所述分流管的所述内径d
in
的关系式为：d4≤X；其中，X表示所述流速提升部形成均匀离散泡状流的临界内径，a1、a2、a3为待定系数，其取值由所述内径d
in
决定；所述第一射流孔和所述第二射流孔的孔径d3所述分流管的所述内径d
in
的关系式为：80％Y≤d3≤120％Y，其中，Y表示所述第一射流孔和所述第二射流孔的临界孔径，所述临界孔径指气液两相泡状制冷剂在所述分流器的内部流道进行循环流动过程中不发生气液相分离的孔径，b1、b2、b3为待定系数，其取值由所述内径d
in
决定；所述分流孔的孔径d2、所述射流孔的孔径d3与所述出口管的内径d
out
的关系为：d3＜d2＜d
out
。2.如权利要求1所述的套管式分流器，其特征在于，所述流速提升部包括设置在所述分流管的所述侧壁上的第一定位环和第二定位环，以及插入所述分流管内的射流管，所述射流管的内部流道形状为锥形，且位于所述第一定位环和所述第二定位环之间并被所述第一定位环和所述第二定位环固定；所述射流管的出口端面的位置高于所述第二射流孔的位置，所述射流管的出口端的内径为所述流速提升部的所述出口内径d4。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国良，詹飞龙，庄大伟，燕子腾，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：