本發(fā)明涉及空調(diào)分流領(lǐng)域，特別是涉及分流裝置及空調(diào)。

背景技術(shù)：

隨著空調(diào)在生活、工作中使用量加大，對(duì)空調(diào)的換熱效果越來(lái)越重視?？照{(diào)器基本由室外換熱器、室內(nèi)換熱器、系統(tǒng)管路、壓縮機(jī)、控制結(jié)構(gòu)等組成。圖1給出了現(xiàn)有空調(diào)的換熱結(jié)構(gòu)，冷媒(制冷劑)從冷媒輸入管路105流入，經(jīng)過(guò)分流裝置104，分配至若干條分流管路103之中。每條分流管路103對(duì)應(yīng)著一條換熱流路102，換熱流路102經(jīng)過(guò)熱交換器101，與外界環(huán)境(一般是空氣或水)發(fā)生熱交換，通過(guò)相變吸收外界熱量，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。完成熱交換相變后的冷媒(制冷劑)由冷媒收集管路106收集集中，并經(jīng)由冷媒輸出管路107輸出，從而完成一次熱交換過(guò)程。

在空調(diào)換熱結(jié)構(gòu)中，分流器是關(guān)鍵部件，其分流均勻性決定了整個(gè)換熱系統(tǒng)的換熱效率，如果出現(xiàn)分流不均的現(xiàn)象，那么將會(huì)導(dǎo)致部分流路中冷媒(制冷劑)偏多，換熱面積相對(duì)不足，而部分流路中冷媒(制冷劑)偏少，換熱面積過(guò)大，從而導(dǎo)致了整個(gè)換熱系統(tǒng)換熱效率降低。此外，制冷系統(tǒng)往往工作在不同的溫度下，此時(shí)冷媒(制冷劑)的輸入氣液比也會(huì)存在較大的不同，如果分流裝置104不能在不同的冷媒(制冷劑)輸入氣液比下保持分流均勻，不僅會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，而且會(huì)使得在某些低溫制冷工況下，部分流路的輸出溫度偏低，產(chǎn)生不均勻結(jié)霜甚至結(jié)冰的情況，嚴(yán)重影響換熱系統(tǒng)的正常工作。

圖2給出了一種現(xiàn)有分流裝置結(jié)構(gòu)，冷媒首先由輸入段201進(jìn)入分流裝置，為使冷媒加速以減小重力對(duì)分流均勻性的影響，在通過(guò)冷媒輸入段201后，將流經(jīng)冷媒加速段202，其截面積較冷媒輸入段201有明顯減小。冷媒經(jīng)加速后流入混合腔203，促進(jìn)氣液兩相冷媒混合，然后經(jīng)冷媒分流錐204分流后，由冷媒輸出段205輸出至接下來(lái)的換熱流路之中。

上述分流裝置使用截面縮小的冷媒加速段對(duì)流體進(jìn)行加速分流，流體速度的增加，有利于減小重力對(duì)分流的影響。但是，由于經(jīng)過(guò)輸入端201的流體非軸向流體，出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，非軸向流體經(jīng)過(guò)加速后，由于受力不均勻根本無(wú)法形成均勻霧化的紊流狀態(tài)，發(fā)生分流不均的情況，造成各換熱支管的換熱能力不均衡，增加換熱功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是提供改變流體偏流現(xiàn)象，形成足夠均勻的紊流效果，均勻分流的分流裝置及空調(diào)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種分流裝置，其包括：沿流動(dòng)方向上依次連接的流體輸入段、流體輸送段和流體混合分流段；其中，所述流體輸送段為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，且在流體流動(dòng)方向上呈漸縮狀，所述流體輸送段和所述流體混合分流段管壁之間設(shè)置連接結(jié)構(gòu)，所述流體混合分流段連接兩個(gè)以上的分流管路；

所述流體輸送段的寬口直徑小于所述流體輸入段的管徑，所述流體輸送段的窄口直徑小于所述流體混合分流段的管徑。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述連接結(jié)構(gòu)為流線型連接結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流線型連接結(jié)構(gòu)呈漸擴(kuò)狀。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體輸入段、所述流體輸送段和所述流體混合分流段的中心軸重合。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體混合分流段包括：流體混合腔和分流錐，所述分流錐探入所述流體混合腔內(nèi)，所述流體混合腔的流體出口處由所述分流錐分出所述分流管路。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體混合腔為流線型腔體。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述分流錐為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱軸與所述流體混合腔的中心軸線重合。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體輸送段上游區(qū)域的漸縮比大于中下游區(qū)域的漸縮比。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體輸送段為流線型細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體輸送段的長(zhǎng)度大于6mm。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述流體輸送段包括：沿流動(dòng)方向上依次連接的加速段和保持段，其中，所述加速段呈漸縮狀，所述保持段呈細(xì)長(zhǎng)柱狀；所述加速段與所述流體輸入端連接；所述保持段和所述流體混合分流段之間設(shè)置所述連接結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述加速段呈流線型漸縮狀。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述加速段和所述保持段之間流線型過(guò)渡。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述保持段為圓柱結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述保持段的長(zhǎng)度大于等于5mm。

在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述保持段的柱徑d滿足如下公式：

其中，為冷媒質(zhì)量流量，ρ為流體密度。

本發(fā)明還提供了一種空調(diào)，其包括上述的分流裝置。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的技術(shù)方案，流體輸送段的寬口直徑小于流體輸入端的管徑，所以在流體輸送段中，流體被加速。加速的流體經(jīng)過(guò)細(xì)長(zhǎng)的流體輸送段可以延長(zhǎng)處于流體霧化紊流狀態(tài)的時(shí)長(zhǎng)，在細(xì)長(zhǎng)的輸送加速輸送過(guò)程中，能夠逐漸矯正流體輸送方向，使流體方向基本保持在分流裝置的軸線上，明顯減弱流體偏流狀況，達(dá)到均勻分流的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)換熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中分流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中分流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中分流裝置剖示圖。

圖中，101熱交換器；102換熱流路；103分流管路；104分流裝置；105冷媒輸入管路；106冷媒收集管路；107冷媒輸出管路；201冷媒輸入端；202冷媒加速段；203混合腔；204冷媒分流錐；205冷媒輸出段；1流體輸入段；2流體輸送段；3保持段；4連接結(jié)構(gòu)；5流體混合腔；6分流錐；7分流管路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“上游”“中游”“下游”都是以流體流動(dòng)方向來(lái)定義的；“上”“下”都是基于附圖中的放置位置來(lái)說(shuō)明，不代表實(shí)際的位置關(guān)系?！鞍惭b”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

考慮到現(xiàn)有空調(diào)換熱結(jié)構(gòu)中分流不均勻的問(wèn)題，本技術(shù)提供了分流裝置和空調(diào)。

下面將通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、擴(kuò)展設(shè)計(jì)及替換設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品、方法等進(jìn)行詳細(xì)描述。

一種分流裝置，如圖3、4所示，其設(shè)置于換熱結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于分流冷媒到各換熱支管內(nèi)。其主要由沿流動(dòng)方向上依次連接的流體輸入段1、流體輸送段2和流體混合分流段組成。在一次換熱循環(huán)中，流體輸入段1為冷媒初始流入結(jié)構(gòu)體，自流體輸入段1流出的流體進(jìn)入流體輸送段2，流體在其中被加速和流體狀態(tài)調(diào)整，形成均勻紊流狀態(tài)，之后進(jìn)入流體混合分流段，此處氣液混合后被分流到各換熱支管中。各部分的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：流體輸送段2為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，且在流體流動(dòng)方向上呈漸縮狀；流體輸送段2和流體混合分流段管壁之間設(shè)置連接結(jié)構(gòu)4，流體混合分流段連接兩個(gè)以上的分流管路7；流體輸送段2的寬口直徑小于流體輸入段1的管徑，流體輸送段2的窄口直徑小于流體混合分流段的管徑。

流體輸入段1、流體輸送段2、流體混合分流段均指的是流體經(jīng)過(guò)的內(nèi)腔。

在該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，流體輸送段2的寬口直徑小于流體輸入段1的管徑，在二者的連接處，流體會(huì)發(fā)生突變，流體被積壓，形成射流，流速增加，形成霧化紊流狀態(tài)。流體輸送段2為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的目的在于增加流體的輸送長(zhǎng)度，在輸送過(guò)程中逐漸調(diào)整高速流體的流動(dòng)方向，逐步減弱偏流現(xiàn)象，趨近于軸向運(yùn)動(dòng)，利于后續(xù)的均勻混合及均勻分流。

需要說(shuō)明的是，有關(guān)“細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)”的概念，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)常識(shí)知識(shí)理解該結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，如果需要對(duì)其進(jìn)行更明確的說(shuō)明，也可以理解為：軸向長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面直徑，比如：3倍以上、5倍以上、12倍以上等。

另外，“漸縮狀”可以理解為從一端向另一端逐漸縮小，至于縮小的比例，及各處縮小的均勻度(即漸縮比)可以不做過(guò)多限定，可以漸縮比相同，也可以根據(jù)不同需要和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)采用不同區(qū)域不同的漸縮比，當(dāng)然某些位置可以將漸縮比設(shè)置的無(wú)限小，只要整體滿足一端向另一端漸縮的效果都涵蓋在本概念中。整體的漸縮能夠避免在流體輸送段2產(chǎn)生激流、突變，破壞流體狀態(tài)。

流體輸送段2的窄口直徑小于流體混合分流段的管徑。沿中心軸向的紊流流體進(jìn)入流體混合分流段時(shí)已經(jīng)達(dá)到紊流霧化的臨界流速，由于兩段管徑不同，自連接結(jié)構(gòu)4處開始漸擴(kuò)，氣液兩相流體均勻混合，構(gòu)成均勻分布的狀態(tài)。

流體輸送段2和流體混合分流段之間設(shè)置連接結(jié)構(gòu)4是為了避免流體在二者之間發(fā)生巨變，造成流體狀態(tài)的突變，破壞均勻紊流，不利于均勻分流，因此，形成漸擴(kuò)的效果。至于連接結(jié)構(gòu)4，在后面的實(shí)施例中會(huì)另行分層明確。此處給出連接結(jié)構(gòu)4的目的和功能，基于該目的和功能的任何連接結(jié)構(gòu)4都屬于保護(hù)范圍之內(nèi)。

基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到在流體流動(dòng)過(guò)程中，急速的轉(zhuǎn)彎、碰撞都容易促使流體發(fā)生回流、渦流等情況，流體狀態(tài)、流體方向發(fā)生改變，而且會(huì)產(chǎn)生較大的噪音。為了避免這種情況的發(fā)生，在一些實(shí)施例中，將連接結(jié)構(gòu)4設(shè)計(jì)為流線型連接結(jié)構(gòu)4。流體自流體輸送段2流入流體混合分流段時(shí)，會(huì)自然擴(kuò)充，擴(kuò)充速度基本均衡，不突變，依然保持紊流狀態(tài)，所以，流體穩(wěn)定且不會(huì)產(chǎn)生噪音。

另外，雖然流體輸送段2的出口管徑小于流體混合分流段的管徑，但是，為了更利于流體均衡向大空間內(nèi)流動(dòng)，將流線型連接結(jié)構(gòu)4設(shè)計(jì)為漸擴(kuò)狀，而非急擴(kuò)。漸擴(kuò)具有近乎恒定的漸縮比，流體不會(huì)受到連接結(jié)構(gòu)4管壁的沖擊和阻擋，流體狀態(tài)穩(wěn)定。

上文記載說(shuō)明流體的軸向運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)后續(xù)的均勻混合和均勻分流，所以，如果流體輸入段1、流體輸送段2和流體混合分流段的中心軸重合，能方便流體在內(nèi)部的調(diào)整和運(yùn)動(dòng)，避免從上游到下游流動(dòng)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象，因?yàn)橐坏┺D(zhuǎn)彎，流體的各處流速會(huì)發(fā)生較大轉(zhuǎn)變，流體方向也極難控制。相反，如果在同軸線上，沿近乎直線的空間內(nèi)流動(dòng)，更利于流體的微型偏流現(xiàn)象調(diào)整到軸線流動(dòng)。

通過(guò)上文描述可知，連接結(jié)構(gòu)4實(shí)際為漸擴(kuò)霧化段，在其內(nèi)部，流體速度已經(jīng)達(dá)到了紊流霧化的臨界速度，在連接結(jié)構(gòu)4內(nèi)開始?xì)庖簝上嗑鶆蚧旌?。而流體混合分流段處于連接結(jié)構(gòu)4的下游，接收初步混合的氣液兩相流體及其混合物，并進(jìn)一步混合。因此，流體混合分流段包括：流體混合腔5和分流錐6，流體混合腔5內(nèi)繼續(xù)混合，形成均勻混合冷媒，分流錐6探入流體混合腔5內(nèi)，流體混合腔5的流體出口處由分流錐6分出分流管路7，混合后的冷媒由分流錐6分別導(dǎo)入分流管路7中。

同樣道理，為了避免流體混合過(guò)程中出現(xiàn)碰撞、阻擋而導(dǎo)致回流或渦流，造成混合不均勻且噪聲大的問(wèn)題，將流體混合腔5為流線型腔體，利于氣相、液相均勻混合，達(dá)到均勻分流的效果。

為了均勻分流，分流錐6采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其對(duì)稱軸與流體混合腔5的中心軸線重合。軸向流入的冷媒流體均勻混合后，均勻分布，通過(guò)對(duì)稱結(jié)構(gòu)均勻的分配到分流管道中，送入各換熱支路。

根據(jù)上述各種實(shí)施例中的分流裝置，流體輸送段2通過(guò)漸縮和細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行提高流體速度，調(diào)整流體狀態(tài)和流體方向。而流體輸送段2的具體結(jié)構(gòu)可以在漸縮、細(xì)長(zhǎng)的特征點(diǎn)上做各種設(shè)計(jì)，比如：

設(shè)計(jì)一:

流體輸送段2為細(xì)長(zhǎng)的漸縮結(jié)構(gòu)，其流體輸送段2上游區(qū)域的漸縮比較大，對(duì)進(jìn)入的流體實(shí)現(xiàn)急劇增速，促使流體以高速前行，隨后進(jìn)入中下游區(qū)域，該區(qū)域的漸縮比較小，在一定的增速過(guò)程中重在調(diào)整流體狀態(tài)和流向。

在該設(shè)計(jì)中，流體輸送段2優(yōu)選為流線型細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)低噪音分流，對(duì)流入的兩相冷媒流體進(jìn)行加速，使得冷媒流場(chǎng)在加速時(shí)分布均勻，加速過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)渦流和回流，從而降低了加速過(guò)程中產(chǎn)生的冷媒聲。

細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)中可以優(yōu)選流體輸送段2的長(zhǎng)度大于6mm，即進(jìn)入端到排出端之間的軸向距離。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)其他情況具體規(guī)定該長(zhǎng)度。

需要說(shuō)明的是，其直徑可以參照設(shè)計(jì)二進(jìn)行設(shè)計(jì)，并做適當(dāng)調(diào)整即可。

設(shè)計(jì)二:

流體輸送段2包括：沿流動(dòng)方向上依次連接的加速段和保持段3，加速段與流體輸入端連接；保持段3和流體混合分流段之間設(shè)置連接結(jié)構(gòu)4。其中，加速段呈漸縮狀，保持段3呈細(xì)長(zhǎng)柱狀，管徑幾乎沒(méi)變化；加速段的長(zhǎng)度小于保持段3的長(zhǎng)度，加速度用于急劇加速，保持段3用于調(diào)整流體狀態(tài)和流體方向，因?yàn)檎{(diào)整是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程因此，保持段3的長(zhǎng)度較大些。圖4中給出了該結(jié)構(gòu)。

在該設(shè)計(jì)中，加速段優(yōu)選為流線型漸縮狀，為實(shí)現(xiàn)低噪音分流，對(duì)流入的兩相冷媒流體進(jìn)行加速，使得冷媒流場(chǎng)在加速時(shí)分布均勻，加速過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)渦流和回流，從而降低了加速過(guò)程中產(chǎn)生的冷媒聲。加速段呈流線型漸縮狀。

同時(shí)，使得冷媒流場(chǎng)在加速時(shí)分布均勻，加速過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)渦流和回流，從而降低了加速過(guò)程中產(chǎn)生的冷媒聲，加速段和保持段3之間流線型過(guò)渡。

保持段3可以為橢圓形柱體結(jié)構(gòu)、圓柱結(jié)構(gòu)，或其他多邊形橫截面型結(jié)構(gòu)，不過(guò)為了促使加速的均勻性，流速調(diào)速的均勻性，保持段3優(yōu)選為圓柱結(jié)構(gòu)。

由于現(xiàn)有分流裝置使用截面縮小的冷媒加速段對(duì)流體進(jìn)行加速分流，流體速度的增加，有利于減小重力對(duì)分流的影響，但關(guān)于冷媒速度增加到何種程度，冷媒加速段應(yīng)如何設(shè)計(jì)沒(méi)有給出具體要求。事實(shí)上，這導(dǎo)致了由加速段留出的冷媒射流，很可能無(wú)法達(dá)到均勻霧化的紊流狀態(tài)，從而導(dǎo)致在某些工況下，發(fā)生分流不均(偏流)的情況。因此，在本設(shè)計(jì)中保持段3的長(zhǎng)度大于等于5mm。保持段3的柱徑d滿足如下公式：

其中，為冷媒質(zhì)量流量，ρ為流體密度。

通過(guò)各段和段間的流線型設(shè)計(jì)，有助于減少分流過(guò)程中流體中的渦流和回流，從而降低分流冷媒聲。

按上式確定流速保持段33的直徑d，可以使得冷媒流體在流速保持段33內(nèi)達(dá)到霧化紊流的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)氣液兩相的均勻混合。同時(shí)，流速保持段33的長(zhǎng)度在5mm以上，能夠發(fā)揮矯正冷媒流速方向的作用，使得冷媒流速方向基本保持在分流裝置軸線上，從而避免了冷媒輸入段插管1偏差，導(dǎo)致冷媒流速方向偏差從而產(chǎn)生分流不均的情況。

將該分流裝置加載到現(xiàn)有空調(diào)中，可以對(duì)空調(diào)的換熱、降溫均勻性有明顯的改進(jìn)，形成一種新型的空調(diào)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。