CN103423923A - 一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，包括锥形体、螺旋片和支脚；螺旋片固定在锥形体锥面外侧，由锥形体底部向顶部盘旋向上设置，支脚的一端与锥形体的底部圆周边连接，另一端与蒸发器端盖上的制冷剂进口圆周连接。本发明安装于干式管壳蒸发器管箱内的制冷剂进口处，通过对制冷剂的导旋作用，将管箱内气液两相的制冷剂流体扰动得更加剧烈和混乱，从而实现均匀分配的作用；本发明在没有增加压力降的前提下实现了制冷剂的均匀分配，实验证明在使用本发明后蒸发器的换热器效率明显提升，从而使制冷系统的能效比明显提高，实现了制冷系统的节能高效运行。

Description

一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器
技术领域
本发明涉及制冷、空调领域，尤其涉及一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器。
背景技术
目前，在制冷、空调领域，大型中央空调和冷冻冷藏场所的制冷主机普遍采用干式管壳式蒸发器作为主要的换热设备，由于干式蒸发器相对于满液式蒸发器有着较低的成本，而且采用干式蒸发器的制冷机组结构简洁、控制简单，所以干式蒸发器得到广泛的使用。但随着社会对节能环保要求的越来越高，如何提升制冷主机的能效比则变得尤为重要，而蒸发器的换热效率如何直接决定着制冷主机的能效比，但干式蒸发器自身的一些特点导致其传热效率的提升受到限制，致使在很多对能效比有较高要求的场合无法采用干式管壳式蒸发器，变而采用满液式或降膜式等其他形式的换热器。但采用满液式或降膜式蒸发器的制冷机组结构及控制系统均较为复杂，虽然其换热效率较传统干式蒸发器要高，可以获得较低的传热温差，从而提高制冷系统的能效比，但其存在故障率高、成本高、制冷剂充注量大等问题。如果能够提高干式蒸发器的换热效率，再结合干式蒸发器本身的优势，制冷机组采用干式蒸发器无疑是最佳的选择。
影响干式蒸发器换热器效率的一个主要因素就是制冷剂的均匀分配问题，如何将制冷剂均匀分配到每根换热管里已成为一个技术难题。一般正对着蒸发器管箱进口处的换热管能够分配到较多的制冷剂，而远离进口处的换热管则分配到较少的制冷剂，位置较偏上的那些换热管能够分配到的制冷剂则更少了；特别是排管数较多的换热器，制冷剂分配不均匀的现象尤为明显。现有的均流分配装置多数采用带网孔的均流挡板的方式，带网孔的均流挡板通过改变制冷剂流向，防止制冷剂直接冲向正对进口处的换热管，从而实现均流分配的作用。但由于制冷剂在进入蒸发器时为气、液两相状态，采用普通均流挡板的方式只能在一定程度缓解分配不均的问题，却不能彻底解决均匀分配的问题。现在也出现一种利用均压腔和毛细管做均流分配的方式，制冷剂先进入均压腔再通过均液板上的毛细管分配到每个换热管内，每个管孔对应一根毛细管，但均液板和毛细管的加工工艺复杂，且均压腔和毛细管均会造成较大的压力降，从而影响整个制冷系统的能效比。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的能够将管箱内气液两相的制冷剂导旋扰动进而实现均匀分配的作用的均流分配器。
技术方案：本发明所述用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，包括锥形体、螺旋片和支脚；螺旋片固定在锥形体锥面外侧，由锥形体底部向顶部盘旋向上设置，支脚的一端与锥形体的底部圆周边连接，另一端与蒸发器端盖上的制冷剂进口圆周连接；
锥形体高度小于蒸发器管箱厚度，锥形体的底部圆直径大于等于蒸发器制冷剂进口的直径；锥形体锥尖正对制冷剂进口圆心。
根据换热器大小和管箱厚度的不同，锥形体顶角范围设置在60°~ 120°之间；锥形体为一空心圆锥体。
优选地，螺旋片的螺旋角范围在15°~45°之间；螺旋片宽度为制冷剂进口直径的1/3~1/5；螺旋片厚度为1~1.5mm。
支脚数量不少于3个，均布在所述锥形体的周围。
锥形体、螺旋片、支脚均为碳钢或不锈钢材质；锥形体与螺旋片之间通过焊接方式连接；支脚与锥形体及蒸发器端盖之间通过焊接方式连接。
用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器的工作原理：均流分配器安装于干式管壳蒸发器管箱内的制冷剂进口处的管箱中，根据换热器大小和管箱厚度的不同设计，通过螺旋片对进入干式管壳式蒸发器管箱的制冷剂产生导旋作用，将管箱内气液两相的制冷剂流体扰动得更加剧烈和混乱，从而实现均匀分配的作用。
有益效果：1、本发明安装于干式管壳蒸发器管箱内的制冷剂进口处，通过对制冷剂的导旋作用，将管箱内气液两相的制冷剂流体扰动得更加剧烈和混乱，从而实现均匀分配的作用；本发明在没有增加压力降的前提下实现了制冷剂的均匀分配，实验证明在使用本发明后蒸发器的换热器效率明显提升，从而使制冷系统的能效比明显提高，实现了制冷系统的节能高效运行。2、根据换热器大小和管箱厚度设置锥形体，优选锥形体顶角范围设置在60°~ 120°之间，锥形体顶角过大或过小都会降低均流分配器工作效率。3、采用空心圆锥体更加轻便。4、螺旋片的宽度优选范围使得螺旋片在保证均流分配器工作效果的同时兼具牢固稳定性。5、采用三个以上支脚确保均流分配器能够固定于干式管壳蒸发器管箱。6、均流分配器采用碳钢或不锈钢材质寿命更长，且便于采用焊接方式或螺丝固定。
附图说明
图1用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器的三维结构示意图。
图2用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器的侧视图。
图3用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器的安装示意图。
图中，1、锥形体，2、螺旋片，3、支脚，4、壳体，5、管板，6、管箱，7、端盖，8、制冷剂出口，9、管箱隔筋，10、制冷剂进口，11、连接螺栓，12、换热管；I、均流分配器。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：本发明所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，如图1、图2所示，包括锥形体1、螺旋片2和支脚3；螺旋片2固定在锥形体1锥面外侧，由锥形体1底部向顶部盘旋向上设置，如图3所示，支脚3共有四个，均布在锥形体1的周围，支脚3的一端与锥形体1的底部圆周边连接，另一端与蒸发器端盖上的制冷剂进口圆周连接；锥形体1高度小于蒸发器管箱6厚度，锥形体1的底部圆直径大于等于蒸发器制冷剂进口10的直径；锥形体1锥尖正对制冷剂进口10圆心；锥形体1顶角为60°；锥形体1为一空心圆锥体。
螺旋片2的螺旋角为15°；螺旋片2宽度为制冷剂进口10直径的1/3。螺旋片2厚度为1mm。
锥形体1、螺旋片2、支脚3均为碳钢材质；锥形体1与螺旋片2之间通过焊接方式连接；支脚3与锥形体1及蒸发器端盖之间通过焊接方式连接。
工作时，制冷剂从制冷剂进口10进入蒸发器管箱6内，通过锥形体1和螺旋片2的导旋作用，管箱6内气液两相的制冷剂流体被旋转和扰动起来，并向管箱的四周均匀扩散，制冷剂在循环动力的牵引下均匀地分配到每根换热管12内。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，包括锥形体（1）、螺旋片（2）和支脚（3）；所述螺旋片（2）固定在所述锥形体（1）锥面外侧，由锥形体（1）底部向顶部盘旋向上设置，所述支脚（3）的一端与锥形体（1）的底部圆周边连接，另一端与蒸发器端盖上的制冷剂进口圆周连接；
所述锥形体（1）高度小于蒸发器管箱（6）厚度，所述锥形体（1）的底部圆直径大于等于蒸发器制冷剂进口（10）的直径；所述锥形体（1）锥尖正对制冷剂进口（10）圆心。
2.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述锥形体（1）顶角范围在60°~ 120°之间。
3.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述锥形体（1）为一空心圆锥体。
4.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述螺旋片（2）的螺旋角范围在15°~45°之间。
5.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述螺旋片（2）宽度为制冷剂进口（10）直径的1/3~1/5。
6.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述螺旋片（2）厚度为1~1.5mm。
7.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述支脚（3）数量不少于3个，均布在所述锥形体（1）的周围。
8.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述锥形体（1）、螺旋片（2）、支脚（3）均为碳钢或不锈钢材质。
9.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述锥形体（1）与螺旋片（2）之间通过焊接方式连接。
10.根据权利要求1所述的用于干式管壳式蒸发器管箱内的均流分配器，其特征在于，所述支脚（3）与锥形体（1）及蒸发器端盖之间通过焊接方式连接。
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