流体分配器和设有流体分配器的环境控制系统技术方案

流体分配器（12）适于将两相制冷剂分配到多个流路内。流体分配器（12）包括具有中心轴线的管状主体（20）、至少一个进口（22）和多个出口（24）。在主体的中心轴线（C）大致沿垂向定向的情况下，进口（22）设置在所述主体（20）的下部。进口（22）具有与主体的中心轴线（C）不平行也不相交的中心轴线（Ci），以在主体（20）内产生制冷剂的向上螺旋流。在主体的中心轴线（C）大致沿垂向定向的情况下，出口（24）在形成设置在主体（20）的上部分内的多个开口（24a），所有开口（24a）至少部分地设置在与主体（20）的中心轴线（C）垂直的平面内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及流体分配器和设有流体分配器的环境控制系统。更具体地，本专利技术涉及用于环境控制系统的流体分配器，以将两相制冷剂分配到多个流路内。背景信息 在利用经历从气体到液体或反之的相变的两相制冷剂的传统环境控制系统，诸如空调系统、热泵系统、冰箱等中，制冷剂流路经常通过位于蒸发器的上游部分处和/或蒸发器内的流体分配器或分流器而分成多个通道，以防止由于两相流的压降而造成蒸发器的性能变差。图15A至I 是传统的流体分配器的示例的示意图。图15A示出T形流体分配器，其中，两个管路简单地连接在一起以形成T形。T形流体分配器具有制造成本低的优点。然而，当两相制冷剂内的液体组分在流体分配器的进口部分处的分配如图15A中所示并不均匀时，制冷剂从出口排出，而制冷剂的液体组分在各出口之间不均匀地分配。如图15A中所示，液体组分在流体分配器的进口部处的这种不均匀分配会由许多原因造成，诸如由于分流器的安装角度所造成的重力影响，生产误差(例如，分流器的不对称结构，表面可湿性的变化)以及由于上游管路的弯曲、合并和/或分支造成制冷剂的液体组分在进口处的流动状态的变化。在图15A所示的示例中，从右侧的出口排出的制冷剂所包含的液体组分比从左侧的出口排出的制冷剂更多。换言之，从右侧的出口排出的制冷剂的空隙率与从左侧的出口排出的制冷剂的空隙率不同。制冷剂内的液体组分的这种不均匀分配会造成设置在流体分配器的下游部分内的蒸发器的性能变差。图15B示出树干型分流器，其中，两相制冷剂首先被引入中空筒，以使两相制冷剂的液体组分和气体组分在该筒内混合。然后，制冷剂从出口排出，每个出口具有相对较小的直径以增大摩擦阻力，以使制冷剂均匀地分配。然而，在树干型分流器的情况下，当制冷剂的液体组分如图15B中所示不对称地分配在筒内时，制冷剂流会朝向一侧偏移，以造成液体组分在这些出口之间分配不均匀。图15C示出内部分支型流体分配器，其中，通过在分隔件内设置诸如是窄通道结构和/或突起结构的结构元件而使制冷剂路径在内部分成多个出口，以使制冷剂均匀地分配。然而，在分流器内设置这种内部结构需要精确的制造工艺，这会造成制造成本较高。此夕卜，窄通道结构和/或突起结构会造组分流器内的压力损失增大。图I 示出集管型分流器，其中，在圆筒形集管(歧管)的侧壁上设置有多个出口。在这种类型的流体分配器的情况下，当压力和流量在集管内不均匀时，制冷剂往往朝向一侧偏移，这造成制冷剂的液体组分在这些出口之间分配不均匀。空调系统的制冷剂回路可以设置有多个分流器，诸如如上所述的传统流体分配器的一种类型，因而，流体分配器的每个出口连接到另一流体分配器，以使从出口流出的制冷剂流进一步分开。通过在系统内设置多个流体分配器，制冷剂流能分成许多流路，这对于较大的工业系统是必要的。然而，由于制冷剂流需要经过多个流体分配器，上游的流体分配器内的制冷剂的液体组分的不均匀分配往往会累积地传播下游的流体分配器内。此外，在较大的工业环境控制系统中，每个主要部件(例如，压缩机、换热器等)能通过组合多个常规尺寸的部件来形成，以总体增大容量，而不会增加单个部件的尺寸，因为这种方法更经济。这种较大尺寸的系统内的制冷剂回路会需要导管的合并和/或分支分支，以连接各个部件。然而，当采用如上所述的传统的流体分配器时，导管的这种合并和/或分支会进一步促使流体分配器内的制冷剂的液体组分 分配得不均匀。此外，较大尺寸的系统通常需要大量待循环的制冷剂，并且由此使制冷剂管路的直径相对较大。因此，管路内的制冷剂的液体组分的流动状态更易于受到重力影响的干扰。另一方面，美国专利申请公开第2008/0000263提出了另一类型的流体分配器，其中，在筒的上方位置处引入圆筒形容器内的两相制冷剂产生向下的螺旋流，并从形成于圆筒形容器的下方部分内的出口流出。在此流体分配器中，两相制冷剂从进口管路沿切向流入圆筒形容器内，且在圆筒形容器内部的涡旋过程中，制冷剂通过作用于制冷剂的离心力而分成液体和气体。较重的液体集聚于周缘侧，而较轻的气体集聚于中心处。然后，在同时进行涡旋和运动的过程中，气体从出口流到分配管路内。
技术实现思路
一般来说，流入蒸发器的进口部分内的两相制冷剂内的液体组分的体积分数相对较小，因此，制冷剂包含较少的液体。然而，在美国专利申请公开第2008/0000263号中公开的流体分配器中，由于制冷剂流在圆筒形容器内向下流，较轻的蒸汽组分必须将较重的液体组分推到旁边，以离开圆筒形容器。圆筒形容器内的这种干扰会造成已沿圆筒形容器内壁收集的液体组分的分配变得不均匀，这导致液体组分在出口之间分配不均匀。由于制冷剂中的液体组分对于在蒸发器内进行的换热过程起到重要作用，所以重要的是要将设置在蒸发器的上游部分内的流体分配器设置成使两相制冷剂的液体组分均匀地分配到蒸发器内的多个流动通道内，以提高蒸发器的效率和性能(例如，蒸发温度、蒸发性能、制冷剂流速、热传递系数等)。鉴于如上所述的传统流体分配器的问题，一个目标是提供一种流体分配器，该流体分配器能高效地、低成本地使两相制冷剂的液体组分均匀地分配。根据一个方面的流体分配器适于将两相制冷剂分配到多个流路内。流体分配器包括管状主体、至少一个进口和多个出口。管状主体具有中心轴线。在主体的中心轴线沿大致垂向定向的状态下，进口设置在主体的下部内。进口具有与主体的中心轴线不平行也不相交的中心轴线，以产生主体内制冷剂的向上螺旋流。在主体的中心轴线沿大致垂向定向的状态下，出口形成设置在主体的上部内的多个开口，所有开口至少部分地设置在与主体的中心轴线垂直的平面内。根据另一方面的环境控制系统包括第一和第二换热部分以及流体分配机构。该流体分配机构设置在第一和第二换热部分之间的制冷剂路径内，以将在与第一换热部分连接的制冷剂路径的至少一个上游管路内流动的两相制冷剂分配到与第二换热部分连接的制冷剂回路的多个下游管路内。该流体分配机构包括流体分配器。流体分配器具有管状主体、至少一个进口和多个出口。管状主体具有沿大致垂直方向定向的中心轴线。进口与上游管路连通。进口设置在主体的下部内，并具有与主体的中心轴线不平行也不相交的中心轴线，以产生主体内的制冷剂的向上螺旋流。出口与下游管路连通，出口形成设置在主体的上游分配内的多个开口，所有开口至少部分地设置在与主体的中心轴线垂直的平面内。附图说明现在参照附图，这些附图构成本原始公开内容的一部分图I是根据本专利技术的实施例的设有流体分配器的热泵系统的简化示意图；图2是安装在根据实施例的热泵系统内的流体分配机构的简化视图； 图3是根据实施例在图2中所示的流体分配机构的流体分配器的顶部立体图；图4是根据实施例的流体分配器的底部立体图；图5是根据实施例的流体分配器的俯视平面图；图6是根据实施例的流体分配器的进口的放大图；图7是根据实施例的流体分配器的出口的放大图；图8是根据实施例的流体分配器的沿图3中的剖线8-8剖取的剖视图；图9是根据实施例的流体分配器的沿图8中的剖线9-9剖取的剖视图；图10是流体分配器的剖视图，其示意地示出在根据实施例的流体分配器的主体内产生的、两相制冷剂的向上螺旋流；图11是流体分配器的剖视图，其示出根据修改的实施例的出口的非对称结构的示例；图12是流体分配器的剖视图，其示出根据修改的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠井一成，石黑贵也，
申请(专利权)人：阿拂迈克奎公司，
类型：
国别省市：