旋风分配器及风冷热泵机组的制作方法

1.本技术设计制冷领域，尤其涉及一种旋风分配器及风冷热泵机组。


背景技术：

2.在大冷吨风冷热泵中，为了使液态制冷剂能够均匀分布在换热器内，保证换热器能充分地进行换热，通常需要在液态制冷剂进入换热器之前在旋风分配器中将液态制冷剂进行初步分配，再进一步分配到换热器的各个管路中。
3.旋风分配器能够处理大流量的制冷剂的分配，但由于流体在旋风分配器内为沿壁螺旋向上运动的方式，使得流体到达出口的顺序不一致，并因此导致旋风分配器的每个出口的流体流量不是特别均匀，从而导致换热器偏离设计流量，最终使得部分换热器的换热能力不能被充分利用。


技术实现要素：

4.本技术提供一种旋风分配器及风冷热泵机组，以解决相关现有技术中的部分或全部不足。
5.本技术的一方面提供一种旋风分配器，包括主体部以及与主体部连通的进口管和出口管。所述主体部包括底部、外筒壁及内筒壁。外筒壁设置于所述底部上，内筒壁设置于所述外筒壁内。所述内筒壁设置有孔口，流体通过所述孔口进入所述外筒壁与所述内筒壁之间。所述进口管插入所述内筒壁并与所述内筒壁的流体连通；所述出口管从所述外筒壁伸出并与所述外筒壁与所述内筒壁之间的流体连通。内筒壁及孔口的设置防止大流量的流体在抵达出口管时从该出口管大量流出，导致出口管的流量不均匀。
6.进一步地，所述出口管为多个，所述孔口为多个。所述主体部包括多个第二腔体和多个间隔件。多个第二腔体设置于所述外筒壁以及所述内筒壁之间，与多个所述出口管一一对应。每个第二腔体对应有一个或多个所述孔口。所述第二腔体与相应的所述出口管的流体连通，并且通过所述孔口与所述第一腔体的流体连通。多个间隔件设置于所述外筒壁以及所述内筒壁之间，所述间隔件将相邻的两个所述第二腔体间隔开。多个第二腔体和多个间隔件在内筒壁和外筒壁之间形成了多个横截面积较小的且孤立的竖直通道，使得进入第二腔体的流体能向上运动并抵达出口管。
7.进一步地，所述孔口设置为平行于所述内筒壁的中心轴线的孔口列，所述第二腔体通过所述孔口列与所述第一腔体的流体连通，使得流体在第一腔体内上升的过程中从逐渐各个孔口流入第二腔体中，达到提高液相出口流量均匀性的目的。
8.进一步地，所述孔口列沿所述内筒壁的高度分布，使得靠近底部的流体也能通过孔口流出，防止第一腔体中靠近底部的位置积存流体。
9.进一步地，所述孔口列的孔口的面积之和为所述出口管的流通面积的0.5-2倍，保证孔口能通过适当流量的流体。
10.进一步地，所述第二腔体的横截面积为所述出口管的流通面积的1-1.5倍，使进入
第二腔体地流体能以适当的速度向上运动。
11.进一步地，所述第二腔体和所述出口管沿所述外筒壁的圆周方向均匀设置，使流体能够均匀地流入第二腔体中并从出口管流出。
12.进一步地，所述外筒壁的高度和直径的比值为大于等于1且小于等于3，使得流体能够在所述外筒壁内充分地实现气液分离的同时防止旋风分配器的压降过大。
13.进一步地，所述主体部包括导流柱，设置在所述底部上以及所述内筒壁内，防止从进口管进入的流体飞溅。
14.本技术的另一方面提供一种风冷热泵机组，包括上述任一实施例的旋风分配器。
15.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1所示为本技术的旋风分配器的一个实施例的整体示意图。
18.图2所示为本技术的旋风分配器的一个实施例的一部分的示意图。
19.图3所示为本技术的旋风分配器的一个实施例的剖视图。
20.图4所示为图3中的截面线a-a处的横截面剖视图。
具体实施方式
21.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
22.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”等类似词语表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
23.参考图1，旋风分配器1000包括主体部1100以及分别与主体部1100连通的出口管1200和进口管1300。主体部1100设置有圆柱形的收容腔，出口管1200从主体部1100伸出，并与收容腔的流体连通；进口管1300插入主体部1100，并与收容腔的流体连通。出口管1200可
以设置于进口管1300的上方，使得流体从进口管1300进入收容腔后在收容腔内上升，并从出口管1200流出，从而实现流体的分配。
24.参考图2至图4，主体部1100包括顶部1140、底部1150以及外筒壁1110。所述收容腔至少由顶部1140、底部1150以及外筒壁1110共同组成，用于容纳流体。在一些实施例中，出口管1200从外筒壁1110伸出，并与外筒壁1110的流体连通；进口管1300插入外筒壁1110并且设置在出口管1200的下方，与外筒壁1110的流体连通，流体从进口管1300进入外筒壁1110中，随着外筒壁1110中的流体增加，流体在外筒壁1110内上升，并从出口管1200流出。优选地，出口管1200设置为靠近顶部1140，进口管1300设置为靠近底部1150，使流体在主体部1100中具有足够的运动行程进行气液两相流体的充分分离。
25.优选地，外筒壁1110的高度和直径的比值为大于等于1且小于等于3，使得流体能够在所述外筒壁1110内充分地实现气液分离的同时防止旋风分配器1000的压降过大。
26.优选地，外筒壁1110的横截面形状为圆环，使得流体在外筒壁1110内流动时阻力较小，同时防止流体堆积。然而外筒壁1110的其他横截面形状也是可以的，本技术并不限制，例如可以是椭圆环等。
27.在一些实施例中，主体部1100包括内筒壁1120，内筒壁1120包括第一腔体1122。内筒壁1120设置在外筒壁1110内，并且内筒壁1120设置有孔口1121。进口管1300穿过外筒壁1110插入内筒壁1120内，使得流体能从进口管1300进入内筒壁1120的第一腔体1122中；内筒壁1120的第一腔体1122中的流体能通过孔口1121流入内筒壁1120和外筒壁1110之间的间隙；出口管1200从外筒壁1110伸出，使得内筒壁1120和外筒壁1110之间的间隙中的流体能够流入出口管1200并最后离开旋风分配器1000。通过内筒壁1120及孔口的设置，防止大流量的流体在抵达某一出口管1200时从该出口管1200大量流出，导致出口管1200的流量不均匀。
28.优选地，进口管1300通过焊接与外筒壁1110以及内筒壁1120连接、出口管1200通过焊接与外筒壁1110连接，防止流体的泄露。诚然，其他连接方式也是可以设想的，本技术并不限制。
29.优选地，进口管1300沿内筒壁1120的切向方向插入内筒壁1120中，使得进入内筒壁1120的第一腔体1122的流体沿着内筒壁1120的内壁围绕内筒壁1120的中心轴线高速旋转，并因此产生离心力，使得流体沿着内筒壁1120的内壁螺旋上升。
30.优选地，出口管1200为多个，孔口1121为多个，主体部1100包括多个第二腔体1130和多个间隔件1170。多个第二腔体1130设置于外筒壁1110以及内筒壁1120之间，与多个出口管1200一一对应，并且每个第二腔体1130对应有一个或多个孔口1121。第二腔体1130与相应的出口管1200的流体连通，并且通过孔口1121与第一腔体1122的流体连通。多个间隔件1170设置于外筒壁1110以及内筒壁1120之间，间隔件1170将相邻的两个第二腔体1130间隔开。第一腔体1122中的流体通过孔口1121进入第二腔体1130，随后通过出口管1200离开第二腔体1130并最后离开旋风分配器1000。间隔件1170设置为平行于内筒壁1120的中心轴线，多个第二腔体1130之间通过间隔件1170彼此独立，通过一个或多个孔口1121进入第二腔体1130中的流体各自在其所在的第二腔体1130中向上运动，并各自到达对应该第二腔体1130的出口管1200。多个第二腔体1130和多个间隔件1170在外筒壁1110和内筒壁1120之间形成了多个横截面积较小的且孤立的竖直通道，使得进入第二腔体1130的流体能在该竖直
通道向上运动，并抵达出口管1200。
31.优选地，第二腔体1130和出口管1200沿外筒壁1110的圆周方向均匀设置，使流体能够均匀地流入第二腔体1130中并从出口管1200流出。
32.优选地，第二腔体1130的横截面积为与其对应的出口管1200的流通面积的1-1.5倍。第二腔体1130的横截面积过小使进入第二腔体1130的流体向上运动的速度过快，无法实现均匀流体流出的效果；第二腔体1130的横截面积过大使得进入第二腔体1130的流体由于重力具有向下运动的趋势，无法实现良好的流体上升效果，导致流体堆积于于第二腔体1130中靠近底部1150的位置，影响流体分配效果。
33.优选地，所述内筒壁1120的横截面形状与外筒壁1110的横截面形状一致，并且内筒壁1120设置为与外筒壁1110同轴心，使得每个第二腔体1130具有一致的截面形状和横截面积。
34.优选地，内筒壁1120设置有多个孔口1121，并且多个孔口1121设置为平行于内筒壁1120的中心轴线的多个孔口列，每个孔口列对应于一个第二腔体1130。换言之，每一个出口管1200对应于一个第二腔体1130，每一个第二腔体1130对应于一个孔口列，使得内筒壁1120的第一腔体1122中的流体能通过孔口列进入对应的第二腔体1130，并因此从对应的出口管1200离开。孔口列的设置使得流体在内筒壁1120的第一腔体1122内沿着内筒壁1120的内壁逐步螺旋上升的过程中能通过多个孔口1121进入第二腔体1130中，在第二腔体1130中逐步上升最后流入出口管1200，实现每个出口管1200处均匀的流体流量。
35.在一些实施例中，孔口列的孔口1121沿内筒壁1120的高度分布，使得靠近底部1150的流体也能通过孔口1121流出，防止内筒壁1120的第一腔体1122中靠近底部1150的位置积存流体。诚然，本领域技术人员也可以根据实际需求调整孔口列的分布高度，本技术并不限制。
36.优选地，多个孔口列包括不同数量的孔口1121，例如可以是内筒壁1120正对进口管1300的管口的位置处不设置孔口1121。以图4实施例为例，所示实施例包括四个孔口列，分别位于图示实施例的内筒壁1120的上方、下方、左方以及右方；进口管1300切向插入内筒壁1120，并且进口管1300的管口正对内筒壁1120的左方，因此流体从进口管1300流入内筒壁1120的第一腔体1122时将首先抵达内筒壁1120的左方的位置，因此左方的孔口列在靠近底部1150处不设置孔口1121，防止高速流体进入内筒壁1120的第一腔体1122时由于流速过快和压力过大直接从孔口1121冲入第二腔体1130，导致左方的第二腔体1130的流体流量过大，造成流体流量的不均。
37.图示实施例的孔口列的设置位置对应于出口管1200的设置位置，即将孔口列的孔口1121的中心轴线以及出口管1200的中心轴线投影于垂直于内筒壁的中心轴线的平面(例如底部1150)时，孔口列的孔口1121的中心轴线以及出口管1200的中心轴线共线(具体如图4所示)。但应理解，这应视为示例性而非限制性的，孔口列可以设置于任何位置，只要孔口列能与对应的第二腔体1130实现流体的连通即可。
38.优选地，孔口1121的中心轴线垂直于内筒壁1120的中心轴线，减少流体流过孔口1121时的能量损耗，导致压降过大。
39.优选地，孔口列的孔口1121的横截面积之和为与其对应的出口管1200的流通面积的0.5-2倍。孔口列的孔口1121的横截面积之和过小使内筒壁1120的第一腔体1122中的流
体无法高效地流出；孔口列的孔口1121的横截面积之和过大使得进入第二腔体1130的流体过多，并且由于重力的因素流体无法很好地向上运动，导致流体堆积于于第二腔体1130中靠近底部1150的位置，影响流体分配效果。
40.需要说明的是：本技术中针对实施例所描述的部件尺寸或部件之间的尺寸关系应当视为示例性的而非限制性的，本领域技术人员能够根据实际情况对本技术中的部件尺寸或部件之间的尺寸关系进行调整从而实现流体的均匀分配，本技术并不限制。
41.在前面的描述中，多个间隔件1170设置于外筒壁1110以及内筒壁1120之间，间隔件1170将相邻的两个第二腔体1130间隔开；在一些实施例中，在相邻的两个第二腔体1130之间设置两个间隔件1170(具体参考图4)，通过使相邻的两个第二腔体1130之间的两个间隔件1170彼此远离或彼此靠近能够有效地对每个第二腔体1130的面积进行调节，从而实现出口管1200的均匀液相流量。然而，在完成第二腔体1130的面积的调整之后，也可以将一个较大的间隔件1170设置在相邻的两个第二腔体1130之间，本技术并不限制。
42.优选地，主体部1100包括导流柱1160，设置于底部1150，并且与内筒壁1120为同轴心。流体从进口管1300流入及内筒壁1120后由于离心力沿着内筒壁1120的内壁运动，同时导流柱1160对流体起到导流作用，使流体进一步围绕导流柱1160运动，减少液体的飞溅。
43.在一些实施例中，旋风分配器1000只设置有一个进口管1300，然而在其他实施例中，旋风分配器1000可以设置有任意数量的进口管1300，例如可以是两个进口管1300等。优选地，多个进口管1300插入内筒壁1120的位置及方向使从多个进口管1300进入内筒壁1120的流体能够沿着同一方向运动，例如可以是两个进口管1300在内筒壁1120的不同位置切向插入于内筒壁1120，两个进口管1300的插入的方向使得从两个进口管1300进入的流体能沿着内筒壁1120在内筒壁1120的第一腔体1122内逆时针/顺时针旋转流动，本技术并不限制。
44.图示所示实施例的出口管1200沿外筒壁1110的直径方向从外筒壁1110伸出，这应当视为示例性而非限制性的，出口管1200的其他设置方式也是可以设想的，例如可以是沿着外筒壁1110的弦的方向从外筒壁1110伸出，本技术并不限制。
45.此外，应理解，图示实施例示出的旋风分配器1000设置有四个出口管1200，但是这应当视为示例性而非限制性的。旋风分配器1000可以设置有任意数量的出口管1200，例如可以是两个、三个、五个等，本技术并不限制。
46.在旋风分配器1000工作时，流体从进口管1300高速地进入内筒壁1120的第一腔体1122，由于进口管1300的切向设置，在离心力及压力的作用下流体沿着内筒壁1120的内壁螺旋上升；流体流经内筒壁1120的孔口1121时，从孔口1121进入第二腔体1130；由于流体高速流动地过程中夹杂气体，因此第二腔体1130中气体以及持续进入第二腔体1130的流体压力推动流体向上运动，并因此抵达出口管1200。通过孔口列以及第二腔体1130的设置，使得流体能够均匀地流入第二腔体1130，并且在第二腔体1130中逐步向上运动从而流入出口管1200，实现了均匀出口管的流体流量的效果。
47.本技术还提供一种风冷热泵机组，包括上述任一项实施例的旋风分配器1000。
48.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做多种修改、补充、或采用类似的方法替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
49.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。