CN104848605A - 一种满液式蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种满液式蒸发器，属于制冷系统的技术领域。包括卧式设置的筒状壳体、设置在壳体两端的管板、设置在壳体顶部贯通壳壁的吸气管、设置在壳体底部贯通壳壁的液体冷媒进口管，所述壳体内下方设有换热管束，所述壳体内上方水平设置有多孔板均气装置，所述多孔板均气装置包括水平板和两块弧形板，所述两块弧形板的底端分别垂直固定在水平板的两端，所述水平板水平连接在壳体内壁上，所述弧形板的弧形端部与壳体的上壁连接构成封闭的半圆柱，所述水平板上开有若干个通孔，所述换热管束的下方水平设置有均液板。本发明结构简单紧凑，加工简易，安装方便，对制冷系统的稳定性有极大的促进作用。

Description

一种满液式蒸发器
技术领域
本发明涉及制冷系统的技术领域，具体地指一种满液式蒸发器。
背景技术
满液式蒸发器是制冷系统中与离心式压缩机或螺杆式压缩机配合使用的核心装置，但是现有的满液式蒸发器，特别是小壳体直径的满液式蒸发器存在以下缺陷：经节流装置进入蒸发器中的冷媒保持一定的液位，使蒸发器换热管浸没在液态冷媒中，液态冷媒吸热蒸发后变成气态冷媒进入压缩机。此时，由进液管进入蒸发器的液态冷媒速度较高，使得液态冷媒对进液口附近的换热管冲刷及换热效果更明显，造成换热不均匀。同时，气液两相的界面会发生剧烈的沸腾飞溅现象，且在吸气口附近的气态冷媒速度很高，高速的气态冷媒易夹带大量小粒径的液态冷媒进入压缩机。而在结构紧凑的小壳体蒸发器中，由于液位较高，壳体直径小，液态冷媒液面与吸气口的距离更近，这种吸气带液的现象会更易出现，造成对压缩机的液击损害。
目前制冷行业主要是通过增大蒸发器壳体直径、在液面上方增加过热管或挡液装置来避免液击现象的发生。增大壳体直径或增加过热管均会大幅增加蒸发器的成本，而挡液装置结构及位置不恰当易造成壳体内压力损失增大，加工成本较高和安装困难等情况。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种满液式蒸发器，该满液式蒸发器采用多孔板气体均流装置、均液装置和变径吸气口配合的结构，可有效均匀蒸发器内的气液流场，使蒸发器内布管空间大大增加，同时可规避吸气带液对压缩机造成的液击损害，降低壳程压力损失，大幅改善满液式蒸发器尺寸及传热性能。
为实现此目的，本发明所设计的一种满液式蒸发器，包括卧式设置的筒状壳体、设置在壳体两端的管板、设置在壳体顶部贯通壳壁的吸气管、设置在壳体底部贯通壳壁的液体冷媒进口管，所述管板上开有安装孔，所述壳体与两端的管板通过法兰连接构成蒸发器腔体，所述壳体内下方设有换热管束，所述吸气管的出口端与压缩机的入口端连接，所述壳体内上方水平设置有多孔板均气装置，所述多孔板均气装置包括水平板和两块弧形板，所述两块弧形板的底端分别垂直固定在水平板的两端，所述水平板水平连接在壳体内壁上，所述弧形板的弧形端部与壳体的上壁连接构成封闭的半圆柱，所述水平板上开有若干个第二通孔，所述换热管束的下方水平设置有均液板，所述均液板为V形或W型或U型且开口向下，或者是与管排布相适应的波浪形板。
进一步的，所述均液板上均匀地设置有多个第一通孔。
进一步的，所述均液板上的第一通孔的半径为2～300mm，孔间距为孔半径的0.5～10倍。
进一步的，所述水平板上设有与吸气管相对应的挡板区，所述挡板区的面积大于吸气管进口的截面面积。
进一步的，所述水平板上距离挡板区近的第二通孔的半径小于距离远的第二通孔的半径，且距离挡板区近的第二通孔的孔间距小于距离远的第二通孔的孔间距。
进一步的，所述第二通孔的半径为5～400mm，孔间距为孔半径的0.5～5倍。
进一步的，所述多孔板均气装置的厚度为5～15mm。
进一步的，所述多孔板均气装置的长度小于壳体的长度，所述弧形板与管板的距离为20～150mm。
进一步的，所述吸气管是一个半径向上逐渐减小的变径管道。
本发明与现有技术相比，本发明的壳体内上方设置有多孔板均气装置，可有效均匀蒸发器内部气体流场，避免速度集中造成吸气带液；中部设有换热管，管程流体下进上出，减小上排管内外温差，抑制液面处的剧烈沸腾飞溅；下方设有均液板装置，可有效降低并均匀由进液口进入蒸发器的冷媒液体流速，增强液体对各个方向的换热管的冲刷，促进换热，提高换热效率，同时也使布管更加紧凑。吸气口采用半径向上逐渐减小的变径管道，可较大幅度的降低蒸发器壳体内压力损失，提高换热器性能。本发明结构简单紧凑，加工简易，安装方便，对制冷系统的稳定性有极大的促进作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
图3为本发明中多孔板均气装置的结构示意图；
其中，1—壳体、2—液体冷媒进口管、3—均液板、3.1—第一通孔、4—换热管束、5—多孔板均气装置、5.1—水平板、5.2—弧形板、5.3—第二通孔、5.4—挡板区、6—吸气管、7—管板、8—安装孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1-3所示的一种满液式蒸发器，包括卧式设置的筒状壳体1、设置在壳体1两端的管板7、设置在壳体1顶部贯通壳壁的变径吸气管6、设置在壳体1底部贯通壳壁的液体冷媒进口管2，所述管板7上开有安装孔8，所述壳体1与两端的管板7通过法兰连接构成蒸发器腔体，所述壳体1内下方设有换热管束4，所述吸气管6的出口端与蒸汽机的入口端连接，所述壳体1内上方水平设置有多孔板均气装置5，所述多孔板均气装置5包括水平板5.1和两块弧形板5.2，所述两块弧形板5.2的底端分别垂直固定在水平板5.1的两端，所述水平板5.1水平连接在壳体1内壁上，所述弧形板5.2的弧形端部与壳体1的上壁焊接构成封闭的半圆柱，所述水平板5.1上开有若干个第二通孔5.3，所述换热管束4的下方水平设置有均液板3，所述均液板3为V形或W型或U型且开口向下，或者是与管排布相适应的波浪形板，上面开有多个第一通孔3.1。
上述方案中，所述均液板3为V形或W型或U型且开口向下，或者是与管布置相适应的波浪形，且上均匀地设置有多个第一通孔3.1。经该种均液板3的均液作用，既有效的降低了进口冷媒液体的流速，避免液体对换热管的冲击；同时V型或W型或U型或波浪形均液板的导流作用增强了冷媒液体与各个方向的换热管的充分均匀接触，避免局部温差过大造成剧烈沸腾，促进均匀换热。
上述方案中，所述换热管束4采用下进上出的排布方式。管程的流体下进上出，可以减小上排管内外温差，抑制液面处的剧烈沸腾飞溅。
上述方案中，所述水平板5.1上设有与吸气管6相对应的挡板区5.4，所述挡板区5.4的面积大于吸气管6进口的截面面积。挡板区5.4不开孔，挡板区5.4下方正对吸气口6的流体受到挡板区5.4的阻力作用速度大大降低，形成绕流，避免了在吸气作用下高速气液混合物直接进入吸气管的情况。
上述方案中，所述水平板5.1上距离挡板区5.4近的第二通孔5.3的半径小于距离远的第二通孔5.3的半径，且距离挡板区5.4近的第二通孔5.3的孔间距小于距离远的第二通孔5.3的孔间距。距离挡板区5.4的孔小而密，距离挡板区5.4远的孔大而疏。由于水平板5.1上小而密的孔通流面积小，对流体的阻力作用大，大而疏的孔通流面积大，对流体的阻力作用小，而距离吸气口的流体速度高，远的流体速度低，因此在多孔板均气装置5中不均匀孔的调节作用下，板下流体流量迅速均匀，距离吸气口近的流速降低，远的流速升高。多孔板均气装置5可有效均匀板下气体流场，抑制液面处的沸腾飞溅，减少气体中液滴数量。
上述方案中，所述第二通孔5.3的半径为5～400mm，孔间距为孔半径的0.5～5倍。
上述方案中，所述多孔板均气装置5的厚度为5～15mm。
上述方案中，所述多孔板均气装置5的长度小于壳体1的长度，所述弧形板5.2与管板7的距离为20～150mm。该多孔板均气装置5固定的位置距离液态冷媒液面的最佳高度需根据压缩机的吸气量及壳体直径来确定。
上述方案中，所述吸气管6是一个半径向上逐渐减小的变径管道。该吸气管6为渐缩变径吸气口设计，可以有效地降低壳体内压力损失。
本发明使用过程中，液体冷媒由进口管进入蒸发器壳体内，首先经均液板的均液作用，降低了进口冷媒液体的流速，避免液体对换热管的冲击；同时增强了冷媒液体与各个方向的换热管的充分均匀接触，促进均匀换热，避免局部温差过大造成剧烈沸腾。液体冷媒与换热管内流体换热蒸发，变成冷媒气体流经多孔板均气装置时，在多孔板均气装置的均匀作用下，板下正对吸气口的流体受到挡板的阻力作用速度大大降低，形成绕流，避免了在吸气作用下高速气液混合物直接进入吸气管的情况；由于板上小而密的孔通流面积小，对流体的阻力作用大，大而疏的孔通流面积大，对流体的阻力作用小，而距离吸气口的流体速度高，远的流体速度低，因此在多孔板均气装置中不均匀孔的调节作用下，板下流体流量迅速均匀，距离吸气口近的流速降低，远的流速升高。多孔板均气装置可有效均匀板下气体流场，抑制液面处的沸腾飞溅，减少气体中液滴数量，同时孔板下的流体流速大幅降至可带走液滴的流速临界值以下，使液滴状的冷媒在蒸发器中停留的时间更长，液滴可在重力作用下回落至液体冷媒中，实现二次蒸发，有效防止液滴状态的冷媒被压缩机吸入。均气板上方设置的半径向上逐渐减小的变径吸气管，可减小流体通流面积突然缩小造成的压力损失，提高蒸发器壳程的换热性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种满液式蒸发器，包括卧式设置的筒状壳体(1)、设置在壳体(1)两端的管板(7)、设置在壳体(1)顶部贯通壳壁的吸气管(6)、设置在壳体(1)底部贯通壳壁的液体冷媒进口管(2)，所述管板(7)上开有安装孔(8)，所述壳体(1)与两端的管板(7)通过法兰连接构成蒸发器腔体，所述壳体(1)内下方设有换热管束(4)，所述吸气管(6)的出口端与压缩机的入口端连接，其特征在于：所述壳体(1)内上方水平设置有多孔板均气装置(5)，所述多孔板均气装置(5)包括水平板(5.1)和两块弧形板(5.2)，所述两块弧形板(5.2)的底端分别垂直固定在水平板(5.1)的两端，所述水平板(5.1)水平连接在壳体(1)内壁上，所述弧形板(5.2)的弧形端部与壳体(1)的上壁连接构成封闭的半圆柱，所述水平板(5.1)上开有若干个第二通孔(5.3)，所述换热管束(4)的下方水平设置有均液板(3)，所述均液板(3)为V形或W型或U型且开口向下，或者是与管排布相适应的波浪形板。
2.根据权利要求1所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述均液板(3)上均匀地设置有多个第一通孔(3.1)。
3.根据权利要求2所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述均液板(3)上的第一通孔(3.1)的半径为2～300mm，孔间距为孔半径的0.5～10倍。
4.根据权利要求1所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述水平板(5.1)上设有与吸气管(6)相对应的挡板区(5.4)，所述挡板区(5.4)的面积大于吸气管(6)进口的截面面积。
5.根据权利要求4所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述水平板(5.1)上距离挡板区(5.4)近的第二通孔(5.3)的半径小于距离远的第二通孔(5.3)的半径，且距离挡板区(5.4)近的第二通孔(5.3)的孔间距小于距离远的第二通孔(5.3)的孔间距。
6.根据权利要求1或5所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述第二通孔(5.3)的半径为5～400mm，孔间距为孔半径的0.5～5倍。
7.根据权利要求1所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述多孔板均气装置(5)的厚度为5～15mm。
8.根据权利要求1或7所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述多孔板均气装置(5)的长度小于壳体(1)的长度，所述弧形板(5.2)与管板(7)的距离为20～150mm。
9.根据权利要求1或4所述的一种满液式蒸发器，其特征在于：所述吸气管(6)是一个半径向上逐渐减小的变径管道。
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