适应管径误差的分流装置及空调的制作方法

本发明涉及空调分流领域，特别是涉及适应管径误差的分流装置及空调。

背景技术：

随着空调在生活、工作中使用量加大，对空调的换热效果越来越重视。空调器基本由室外换热器、室内换热器、系统管路、压缩机、控制结构等组成。图1给出了现有空调的换热结构，冷媒(制冷剂)从冷媒输入管路105流入，经过分流装置104，分配至若干条分流管路103之中。每条分流管路103对应着一条换热流路102，换热流路102经过热交换器101，与外界环境(一般是空气或水)发生热交换，通过相变吸收外界热量，实现制冷的目的。完成热交换相变后的冷媒(制冷剂)由冷媒收集管路106收集集中，并经由冷媒输出管路107输出，从而完成一次热交换过程。

在空调换热结构中，分流器是关键部件，其分流均匀性决定了整个换热系统的换热效率，如果出现分流不均的现象，那么将会导致部分流路中冷媒(制冷剂)偏多，换热面积相对不足，而部分流路中冷媒(制冷剂)偏少，换热面积过大，从而导致了整个换热系统换热效率降低。此外，制冷系统往往工作在不同的温度下，此时冷媒(制冷剂)的输入气液比也会存在较大的不同，如果分流装置104不能在不同的冷媒(制冷剂)输入气液比下保持分流均匀，不仅会导致换热效率下降，而且会使得在某些低温制冷工况下，部分流路的输出温度偏低，产生不均匀结霜甚至结冰的情况，严重影响换热系统的正常工作。

图2给出了一种现有分流装置结构，冷媒首先由流体输入段201进入分流装置，为使冷媒加速以减小重力对分流均匀性的影响，在通过流体输入段201后进入中间段，中间段包括冷媒加速段202、混合腔203和冷媒分流锥204。自流体输入段201出来的冷媒将流经冷媒加速段202，其截面积较流体输入段201有明显减小。冷媒经加速后流入混合腔203，促进气液两相冷媒混合，然后经冷媒分流锥204分流后，由流体输出段205输出至接下来的换热流路之中。

在上述流动中管径误差是导致分流不均的重要原因之一，如图3所示。在分流装置和分流管路的连接部位，在分流管路一端一般都存在着由于管路切割余料导致的管路末端直径偏差，该偏差可能表现为关于管路中心轴不对称分布。管路内冷媒流向分别为A或者B时：

(1)当管路内冷媒流向为A时，意味着冷媒由分流装置流向分流管路，对应着图2中的冷媒由流体输出段205流出分流装置。此时，由于图3中的管路末端直径偏差2(又称管径偏差)是随机偏差，导致不同分流支路的沿程损失也出现不同，从而使得沿程损失小的支路分得的冷媒流量高，沿程损失大的支路分得的冷媒流量低，从而产生分流不均，并由此导致换热效率降低和不均匀结霜等问题。

(2)当管路内冷媒流向为B时，意味着冷媒由分流管路流向分流装置，对应着图2中的冷媒由流体输入段201流入分流装置。此时，由于图3中的管路末端直径偏差2关于管路轴心不对称，因此使得冷媒流量也关于管路轴心不对称。由于这种不对称是不可预见的，并且分流装置是按照轴心对称设计，因此会导致不同支路分得的冷媒流量不一致。从而也会造成分流不均的问题。

总而言之，当分流装置与分流管路连接时，不论是处于输入段，还是输出段，均会由于管径误差产生分流不均问题。这对于换热系统而言，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供适应管径误差的分流装置及空调，以解决管径误差产生分流不均的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种适应管径误差的分流装置，其包括：依次相连的流体输入段、中间段和流体输出段；所述流体输入段内设套接流体输入管路的第一通孔；所述第一通孔的内口端的端面设置第一环形挡面，所述第一环形挡面部分覆盖第一通孔；所述第一环形挡面的内环直径小于所有可套接的所述流体输入管路的最小直径；

所述流体输出段内设套接流体分流管路的第二通孔，所述第二通孔的内口端的端面设置第二环形挡面，所述第二环形挡面部分覆盖第二通孔；所述第二环形挡面的内环直径小于所有可套接的所述流体分流管路的最小直径。

在一些实施例中，优选为，第一环形挡面的垂直中心轴与所述第一通孔的中心轴同轴。

在一些实施例中，优选为，所述第二环形挡面的垂直中心轴与所述第二通孔的中心轴同轴。

在一些实施例中，优选为，所述第一环形挡面的内外环之间的宽度大于所述第一通孔的孔内壁和所述第一环形挡面的内表面之间的直径偏差。

在一些实施例中，优选为，所述第二环形挡面的内外环之间的宽度大于所述第二通孔的孔内壁和所述第二环形挡面的内表面之间的直径偏差。

在一些实施例中，优选为，所述中间段包括第一平衡段、第二平衡段，所述第一平衡段、所述第二平衡段各处于所述中间段的一端；

所述第一平衡段连接所述流体输入段的一端的口径等于所述第一环形挡面的内环直径，且小于所述第一平衡段另一端的口径；

所述第二平衡段连接所述流体输出段的一端的口径等于所述第二环形挡面的内环直径，且小于所述第二平衡段另一端的口径。

在一些实施例中，优选为，所述第一平衡段和/或所述第二平衡段的侧表面为流线型过渡面。

在一些实施例中，优选为，所述第一平衡段和/或所述第二平衡段的侧表面为折线形过渡面。

在一些实施例中，优选为，所述第一平衡段和/或所述第二平衡段的侧表面为文丘里形过渡面。

本发明还提供了一种空调器，其包括所述的适应管径误差的分流装置。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案，在第一通孔、第二通孔的内口端分别设置环形挡面，即缩小的内口端的口径，且该口径比所有可容纳的流体输入管的最小管径都小，则该缩小后的口径是最终的输出口径，该口径的大小决定了输出口径的大小，则不再受限于第一通孔、第二通孔的孔径偏差，减小了因为管径误差造成的分流不均问题。

附图说明

图1为现有技术中空调换热结构的结构示意图；

图2为图1中分流装置的结构示意图；

图3为图1中分流装置的流体状态示意图；

图4为本发明一个实施例中分流装置的结构示意图；

图5为本发明另一个实施例中分流装置的结构示意图。

图中，101热交换器；102换热流路；103分流管路；104分流装置；105冷媒输入管路；106冷媒收集管路；107冷媒输出管路；201冷媒输入段；202冷媒加速段；203混合腔；204冷媒分流锥；205冷媒输出段；301直径偏差；1流体输入段；2直径偏差；3分流装置支撑结构；4第一环形挡面；5第一平衡段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

考虑到现有空调换热结构中分流不均匀的问题，本技术提供了适应管径误差的分流装置及空调。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

一种适应管径误差的分流装置，如图4、5所示，其包括：依次相连的流体输入段1、中间段和流体输出段；流体输入管路与流体输入段1连接，将流体输送到中间段，中间段进行流体的混合后自流体输出段排到分流管路，流体输出管路(也称分流管)连接流体输出段。其中连接方式通常采用套接。其中，流体输入段1内设套接流体输入管路的第一通孔；第一通孔的内口端的端面设置第一环形挡面4，第一环形挡面4部分覆盖第一通孔；第一环形挡面4的内环直径小于所有可套接的流体输入管路的最小直径；流体输出段内设套接流体分流管路的第二通孔，第二通孔的内口端的端面设置第二环形挡面，第二环形挡面部分覆盖第二通孔；第二环形挡面的内环直径小于所有可套接的流体分流管路的最小直径。流体输入段、流体输出段外可用分流装置支撑结构3进行支撑。

此处提到的第一环形挡面4、第二环形挡面都是为了缩小第一通孔或第二通孔的内口端口径，主要原因在于第一通孔、第二通孔的内口端存在管径误差，环形挡面一旦小于任何一个可容纳的管路的最小直径，则环形挡面的内环直径即为内口端口径，为流体经过的口径，即环形挡面的内环口径决定的流体的口径，脱离了管径误差对流体口径的影响。需要说明的是，此处环形挡面、通孔等均未进行编号为第一、第二，原因在于，两种情况下采用的原理相同，因此，此段主要说明原理，请本领域技术人员自行匹配即可。

由于第一环形挡面4、第二环形挡面由高精度车削加工而成，其加工误差远小于管路切割余料导致的管路末端直径偏差2，因此，对于分流装置的流体输出段而言，采用第二环形挡面来控制局部管路的最小直径，可以保证每条分流支路内的最小直径都是一致的，因而可以保证每条分流支路内的沿程损失大致相等，从而避免出现各条分流支路之间的分流不均；对于分流装置的流体输入段1管路而言，由于第一环形挡面4由车削加工而成，其具有很高的轴对称性，可以保证冷媒流场也沿输入管轴线均匀分布，从而避免了管路切割余料导致的冷媒流场偏斜，避免了因此而发生的分流不均情况。

此处提到内口端，是相对中间段来说的，流体输入管路自外口端向内口端套入流体输入段1内，顶在第一环形挡面4的内侧面；流体输出管路自外口端向内口端套入流体输出段内，顶在第二环形挡面的内侧面。

因为不同的机型，流体输入管路、流体输出管路的管径不同，所以，第一环形挡面4以可容纳的所有流体输入管路中最小管径的相比，小于该最小管径。第二环形挡面的内环口径雷同，此处不再赘述。

为了进一步增加分流的均匀对称性，第一环形挡面4的垂直中心轴与第一通孔的中心轴同轴。流体自流体输入管路排出后，依然同轴穿过第一环形挡面4，具有很高的轴对称性，可以保证冷媒流场也沿输入管轴线均匀分布，从而避免了管路切割余料导致的冷媒流场偏斜，避免了因此而发生的分流不均情况。

第二环形挡面的垂直中心轴与第二通孔的中心轴同轴。原理同上。

下面通过一些实施例直接对管径偏差(又称直径偏差)进行比较，第一环形挡面4的内外环之间的宽度大于第一通孔的孔内壁和第一环形挡面4的内表面之间的直径偏差2。减少直径偏差2对流体流入口径的影响。

第二环形挡面类同，第二环形挡面的内外环之间的宽度大于第二通孔的孔内壁和第二环形挡面的内表面之间的直径偏差2。减少直径偏差2对流体流出口径的影响。

基于上述各种方案，由于管径控制台阶控制着各分流支路内的最小内径，因此各支路沿程损失有所上升，如果不加以补偿，会对制冷系统的效率产生影响。因此必须加以补偿和平衡。所以，中间段包括第一平衡段5、第二平衡段，第一平衡段5、第二平衡段各处于中间段的一端；第一平衡段5与流体输入段1的第一环形挡面4并联，第二平衡段与流体输出段的第二环形挡面并联。第一平衡段5、第二平衡段实现沿程损失。

其中，第一平衡段5连接流体输入段1的一端的口径等于第一环形挡面4的内环直径，且小于第一平衡段5另一端的口径；第二平衡段连接流体输出段的一端的口径等于第二环形挡面的内环直径，且小于第二平衡段另一端的口径。降低第一环形挡面4后或第二环形挡面后一段管路的冷媒流动沿程损失，从而补偿环形挡面引起的冷媒流动沿程损失上升，使得总的冷媒流动沿程损失与增加环形挡面前的状态相比，基本保持不变。这样，在实现可适应管径误差均匀分流的同时，也能避免该方法对制冷系统的效率产生影响。

下面给出几种第一平衡段5、第二平衡段的呈现形式，在这些形式中，第一平衡段5、第二平衡段可采用同一种，也可以采用不同种类，下面以平衡段来简写。

形式一：平衡段侧表面为流线型过渡面。如图4所示。

形式二：平衡段的侧表面为折线形过渡面。如图5所示。

形式三：第一平衡段5和/或第二平衡段的侧表面为文丘里形过渡面。

将该分流装置加载到现有空调中，可以对空调的换热、降温均匀性有明显的改进，形成一种新型的空调。

本发明涉及一种可适应管径误差的均匀分流，分流是换热器中的常见环节，在分流过程中，各分流管管径误差将导致出现分流不均，造成换热效率的下降，甚至可能引起不均匀结霜、冻结保护误动作等严重的制冷系统问题。本发明旨在提供一种能够适应管径误差的均匀分流装置，即在存在管径误差的情况下，依然能够保证各流路分流均匀，从而提升换热器的换热效率，避免出现不均匀结霜、冻结保护误动作等问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。