一种使制冷剂螺旋流动以提高蒸发器效率的管件

摘要

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种使制冷剂螺旋流动以提高蒸发器效率的管件。本管件包括入口管路和出口管路，还包括用于连通入口管路和出口管路、并使制冷剂螺旋流动的螺旋导流部件。本发明通过在管路中设置螺旋导流部件，将从膨胀阀出来的气液两相制冷剂的平流前进变为螺旋流动前进方式。在制冷剂螺旋流动前进时，由于制冷剂液体比重比制冷剂气体比重大，制冷剂液体在离心力的作用下全部紧贴管路管壁而螺旋前进。此时本发明中的制冷剂液体与管壁的实际接触面积要远远大于传统管路中制冷剂液体与管壁的接触面积。本发明增大了制冷剂液体与换热器内表面的接触面积，能有效地提高换热性能，据实际测算，至少能提高蒸发器10%以上的换热效率。

说明书

技术领域

本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种使制冷剂螺旋流动以提高蒸 发器效率的管件。

背景技术

在制冷剂循环过程中，制冷剂经过膨胀阀节流降压降温后，进入两相区 （制冷剂液体和制冷剂气体同时存在），随后进入蒸发器，在蒸发器中，制 冷剂液体蒸发带走大量潜热，从而达到制冷的目的。

传统的蒸发器管内制冷剂流动情况如图1所示，制冷剂在蒸发器入口段 时处于气液两相状态，由于制冷剂液体比重较大，因此制冷剂液体处于管路 底部，制冷剂气体因比重较小而处于管路顶部。由图1所示可知，制冷剂液 体实际上仅与管路的下侧管壁相接触，随着制冷剂越来越接近蒸发器出口， 制冷剂液体不断蒸发变成气体，制冷剂液体也逐渐减少，到蒸发器出口处附 近时，制冷剂液体完全蒸发变成气体。

由于制冷剂液体在管路中流动时仅与管路的下侧管壁相接触，因此制冷 剂液体与管路管壁所直接接触并换热的面积无疑小于制冷剂液体的周侧面 积，在当前对蒸发器换热效率提高的研究多集中在提高换热器本身的换热系 数的情况下，如何改善制冷剂的流动状态以提高制冷剂液体与管路管壁的接 触面积是一个对提高蒸发器换热效率有着重大意义的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种使制冷剂螺旋流动以提高蒸发器效率的管件， 本管件能够改善制冷剂在管路中的流动状态，并能够有效地提高制冷剂液体 与管路管壁的接触面积。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种使制冷剂螺旋 流动以提高蒸发器效率的管件，本管件包括入口管路和出口管路，所述管件 还包括用于连通入口管路和出口管路、并使制冷剂螺旋流动的螺旋导流部 件。

同时，本发明还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

优选的，所述入口管路设置在螺旋导流部件的上方，且入口管路沿竖直 方向与螺旋导流部件的入口相连接；所述出口管路沿水平方向与螺旋导流部 件的出口相连接。

优选的，所述螺旋导流部件中设置有圆锥状的管腔，所述圆锥状管腔的 锥底处设置有与入口管路相连通的入口，圆锥状管腔的锥头处设置有与出口 管路相连通的出口。

进一步的，所述螺旋导流部件包括导流主体和设置在导流主体中的堵 头，所述导流主体与堵头之间围成圆锥状的管腔，所述导流主体上分别开设 有入口和出口。

更进一步的，所述导流主体呈圆筒状，所述堵头呈与圆筒状导流主体的 内腔相配合的圆柱状，圆柱状堵头的一端向导流主体的筒状内腔延伸构成圆 锥状的锥头部，所述锥头部的外壁面与导流主体的内壁面共同围成圆锥状的 管腔。

本发明的有益效果在于：

1）、本发明通过在管路中设置螺旋导流部件，将从膨胀阀出来的气液两 相制冷剂的平流前进变为螺旋流动前进方式。在制冷剂螺旋流动前进时，由 于制冷剂液体比重比制冷剂气体比重大，在离心力的作用下，制冷剂液体全 部紧贴管路管壁而螺旋前进。此时本发明中的制冷剂液体与管壁的实际接触 面积要远远大于传统管路中制冷剂液体与管壁的接触面积。这种管内流动方 式，相对增大了制冷剂液体与换热器内表面的接触面积，能有效地提高换热 性能，据实际测算，至少能提高蒸发器10%以上的换热效率。

2）、由于制冷剂的螺旋流动前进方式，因此本发明中制冷剂液体表面与 管壁接触相对均匀，故能有效地延缓蒸发器的结霜速度。

附图说明

图1是传统蒸发器管内制冷剂液体、气体的分布情况示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图2的A-A剖面示意图。

图4是使用本发明管件后蒸发器管内制冷剂液体、气体的分布情况示意 图。

图中标记的含义如下：

1—入口管路  2—导流主体    3—出口管路    4—堵头

5—锥头部    6—制冷剂液体  7—制冷剂气体  8—蒸发器管

具体实施方式

如图2、3所示，一种使制冷剂螺旋流动以提高蒸发器效率的管件，本 管件包括入口管路1和出口管路3，所述管件还包括用于连通入口管路1和 出口管路3、并使制冷剂螺旋流动的螺旋导流部件。

图2、3中的入口管路1设置在螺旋导流部件的上方，且入口管路1沿 竖直方向与螺旋导流部件的入口相连接；所述出口管路3沿水平方向与螺旋 导流部件的出口相连接。

入口管路1处于竖直方向，而出口管路3处于水平方向，因此入口管路 1和出口管路3之间构成90度夹角，这种夹角较易使制冷剂形成螺旋流动， 故而是本发明的优选方案。

如图3所示，所述螺旋导流部件中设置有圆锥状的管腔，所述圆锥状管 腔的锥底处设置有与入口管路1相连通的入口，圆锥状管腔的锥头处设置有 与出口管路3相连通的出口。

螺旋导流部件可以是单个整体浇注成型的部件，也可以是多个零件组合 而成，作为本发明的优选方案，如图2、3所示，所述螺旋导流部件包括导 流主体2和设置在导流主体2中的堵头4，所述导流主体2与堵头4之间围 成圆锥状的管腔，所述导流主体2上分别开设有入口和出口。

螺旋导流部件采用导流主体2和堵头4组合而成的分体式结构，不但易 于维修保养，而且结构简单，成本较低。

更进一步的，所述导流主体2呈圆筒状，所述堵头4呈与圆筒状导流主 体2的内腔相配合的圆柱状，圆柱状堵头4的一端向导流主体2的筒状内腔 延伸构成圆锥状的锥头部5，所述锥头部5的外壁面与导流主体2的内壁面 共同围成圆锥状的管腔。

所述导流主体2呈圆筒状，而堵头4成带有锥头部5的圆柱状，从而二 者均便于加工成型，易于生产。

下面结合说明书附图3、4对本发明做进一步说明：。

如图3所示，从膨胀阀出来的气液两相制冷剂通过入口管路1自上而下 进入由导流主体2和堵头4组成的螺旋导流部件中，由于离心切向力的作用， 制冷剂在螺旋导流部件的圆锥状内腔即锥型管路通道中改变了行进方向，而 变成螺旋流动前进方式，当制冷剂通过螺旋导流部件的出口进入出口管路3 中后，由于制冷剂液体6的比重较大，在惯性作用和离心切向力的双重作用 下，制冷剂液体6紧贴出口管路3的管壁螺旋前进并进入蒸发器；随着制冷 剂越来越接近蒸发器出口，制冷剂液体6不断蒸发变成制冷剂气体7，制冷 剂液体6逐渐减少，到出口处附近时，制冷剂液体6完全蒸发变成制冷剂气 体7，如图4所示。