CN105091417B - 均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种均布装置，应用在降膜式蒸发器中，均布装置包括盖板和两个以上从上往下依次设置的均液板，两个以上均液板均置于盖板的下侧，与盖板相邻的均液板和盖板之间以及相邻的两均液板之间均形成腔体，盖板上设置进液口，最下侧的均液板在其长度方向上设置多个凹槽，多个凹槽平行设置，凹槽的突出端朝下，每个凹槽的底部设置有多个第一过液孔。还涉及一种降膜式蒸发器及冷水机组。本发明的均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组，均布装置实现了制冷剂的均匀分配，避免因制冷剂分布不均造成的换热管“干烧”现象，有效提高降膜式蒸发器的换热效率。

Description

均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组。

背景技术

近些年来出现一种降膜式形式的蒸发器以其高效的性能得到广泛关注，这种蒸发器大量应用于海水淡化、化工等行业。在制冷机组中，行业内也有部分厂家在尝试使用。与常规的干式蒸发器以及满液式蒸发器相比，降膜式蒸发器具有以下优势：1、换热系数高；2、减少制冷剂灌注量约20％-40％；3、机组回油效率高。但是以上所有优点都是建立在制冷剂分布均匀的基础之上。

通常制冷机组会采用单一进液口，并将其安放在均布装置中间，这样就会出现以下问题：均布装置沿长度或者宽度方向放置不是足够的水平，或者因加工原因导致均布装置整体不平整或扭曲，或者装置安装不能保证水平，其中一个或者几个原因都会造成制冷剂无法均匀的流向装置两端，当这种不水平、不平整或者扭曲比较严重的时候，甚至会出现制冷剂无法流动到达相对较高的一端。这样就会造成均布装置下方的换热管束沿着长度及宽度两个方向上，一部分管束上液态制冷剂过多，而另一部分管束上液态制冷剂供给不足。制冷剂供液不足的换热管上就会形成“干烧”现象，造成换热管的利用率大幅降低，最终影响了机组的性能。因此，只设置单一进液口的情况下，为了实现制冷剂分布均匀，均布装置的结构就变得较为复杂，加工精度、安装要求较为严格。

美国专利文献号US6,293,11B1中公布的一种制冷剂均布装置，是目前较为先进的方案，其采用五层开孔层板结构，形成4个腔，制冷剂自上而下逐级分布。但这种结构较为复杂，装配难度大，加工精度要求高。

中国专利文献号CN102661638A中公布了一种均布装置，采用多层多孔板，并在板间设置过滤网，同时设置三层溢流堰。该装置虽然能够提高气液两相制冷剂的分离效率、制作成本低，但会造成压力损失增大，溢流堰安装精度要求较高。如果在冷水机组上形成量产，还需做进一步改进。

发明内容

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组，均布装置实现了制冷剂的均匀分配，有效提高了降膜式蒸发器的换热效率。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种均布装置，应用在降膜式蒸发器中，所述均布装置包括盖板和两个以上从上往下依次设置的均液板，两个以上所述均液板均置于所述盖板的下侧，与所述盖板相邻的所述均液板和所述盖板之间以及相邻的两所述均液板之间均形成腔体，所述盖板上设置进液口，最下侧的所述均液板在其长度方向上设置多个凹槽，多个所述凹槽平行设置，所述凹槽的突出端朝下，每个所述凹槽的底部设置有多个第一过液孔。

较优地，所述凹槽的纵截面为V型或弧形；

当所述凹槽为V型槽时，所述V型槽的内夹角为60°-150°。

进一步地，所述第一过液孔的孔径为2.5mm-9mm，在所述凹槽的长度方向上，每个所述凹槽上相邻两个所述第一过液孔的孔间距为10mm-68mm。

较优地，所述凹槽的数量与所述降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排换热管的数量相同，多个所述凹槽在竖直方向上与所述降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排换热管一一对应，相邻两个所述凹槽的间距与所述第一排换热管的中心间距相同。

较优地，所述均液板的数量为三个，分别为第一均液板、第二均液板和第三均液板，所述盖板、所述第一均液板、所述第二均液板和所述第三均液板从上往下依次设置，所述盖板与所述第一均液板之间形成第一腔体，所述第一均液板与所述第二均液板之间形成第二腔体，所述第二均液板与所述第三均液板之间形成第三腔体，所述第三均液板为平板或带折边结构，在其长度方向上设置多个所述凹槽。

进一步地，所述第三均液板的折边角度为60°-150°。

较优地，所述盖板为折边结构，所述盖板的周侧设置折边；

在所述盖板的长度或/和宽度方向的所述折边上设置有安装部，所述安装部为台阶状，所述安装部的第一段台阶用于对所述第一均液板定位，所述安装部的第二段台阶用于对所述第二均液板定位，所述安装部远离所述盖板的一端的端面用于对所述第三均液板定位。

进一步地，所述第一均液板的周侧设置折边，所述第一均液板上设置与所述第一段台阶对应的第一通孔，所述第一段台阶贯穿所述第一通孔，所述第一均液板上还设置多个第二过液孔。

进一步地，所述盖板的折边角度为80°-100°，所述第二过液孔的孔径为2.5mm-8mm，多个所述第二过液孔排列为矩形，在横列方向上相邻两个所述第二过液孔之间的横向间距8mm-62mm，在纵列方向上相邻两个所述第二过液孔之间的纵向间距为6mm-42mm。

进一步地，所述第二均液板为平板或带折边结构，所述第二均液板置于所述第一均液板内，所述第二均液板上设置有与所述第二段台阶对应的第二通孔，所述第二段台阶贯穿所述第二通孔，所述第二均液板上还设置有多个第三过液孔。

较优地，所述第三过液孔的孔径为2.5mm-8mm，多个所述第三过液孔的排列为矩形或菱形，当多个所述第三过液孔排列成矩形时，相邻两个所述第三过液孔的横向间距为8mm-62mm,相邻两个所述第三过液孔的纵向间距为6mm-42mm。

较优地，所述第一段台阶的高度为3mm-28mm，宽度为3mm-42mm；

所述第二段台阶的高度为3mm-28mm，所述第二段台阶的宽度小于所述第一段台阶的宽度。

还涉及一种降膜式蒸发器，包括上述任一技术方案的均布装置。

还涉及一种冷水机组，包括降膜式蒸发器，还包括上述任一技术方案的均布装置，所述均布装置设置在所述降膜式蒸发器内。

本发明的有益效果是：

本发明的均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组，均布装置通过三次分配，实现了制冷剂的均匀分配，能够有效避免因制冷剂分布不均造成的换热管“干烧”现象，同时在有限的换热面积内，最大限度的利用换热管，有效提高了降膜式蒸发器的换热效率，同时均布装置结构简单、装配方便、加工精度要求低、成本低廉，适合在冷水机组上批量使用。

附图说明

图1为本发明的均布装置的立体示意图；

图2为图1所示均布装置的主视剖面图；

图3为图1所示均布装置的仰视图；

图4为图1所示均布装置的分解示意图；

图5为本发明的均布装置的安装部与第一均液板、第二均液板配合示意图；

图6为图1所示均布装置的侧视局部剖面图；

图7为本发明的均布装置另一实施方式的立体示意图；

图8为图7所示均布装置的主视剖面图；

图9为第三均液板的立体示意图

图10为图9所示第三均液板的俯视示意图；

图11为图10中的第三均液板A-A向剖视图；

图12为图11中I部分的局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图12，本发明的均布装置一实施例，应用在降膜式蒸发器中，均布装置包括盖板1和两个以上从上往下依次设置的均液板，两个以上所述均液板均置于盖板1的下侧，与盖板1相邻的所述均液板和盖板1之间以及相邻的两所述均液板之间均形成腔体，盖板1上设置进液口2，最下侧的所述均液板在其长度方向上设置多个凹槽42，多个凹槽42平行设置，每个凹槽42的底部设置有多个第一过液孔41。凹槽42的突出端朝下,即凹槽42的最底部置于最下侧的所述均液板的主体下侧。优选地，所述均液板的数量为三个，分别为第一均液板3、第二均液板5和第三均液板4，盖板1、第一均液板3、第二均液板5和第三均液板4从上往下依次设置，盖板1与第一均液板3之间形成第一腔体6，第一均液板3与第二均液板5之间形成第二腔体7，第二均液板5与第三均液板4之间形成第三腔体8，盖板1上设置进液口2。

作为一种可实施方式，第三均液板4为平板或带折边结构，在其长度方向上设置多个凹槽42，多个凹槽42平行设置，每个凹槽42的底部设置有多个第一过液孔41。优选地，凹槽42的纵截面为V型或弧形，当凹槽42为V型槽时，V型槽的内夹角为60°-150°，即V型槽两个内表面之间的夹角为60°-150°，V型槽的内夹角优选120°。第三均液板4的折边角度为60°-150°，优选为90°，其中第三均液板4的折边角度为第三均液板4的主体板与其折边43之间的夹角。第三均液板4的折边置于第一均液板3的折边内，如图1和图2所示；当然第三均液板4的折边也可置于第一均液板3的折边外，如图7和图8所示。第三均液板4的板厚为1mm-3mm，优选2.0mm。

第一过液孔41的孔径为2.5mm-9mm，在凹槽42的长度方向上，每个凹槽42上相邻两个第一过液孔41的孔间距为10mm-68mm。凹槽42的数量与降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排管的数量相同，多个凹槽42在竖直方向上与降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排换热管一一对应，相邻两个凹槽42的间距与第一排换热管的中心间距相同，使得凹槽42内的制冷剂从第一过液孔41滴落或喷射到换热管管束中的第一排换热管表面。

作为一种可实施方式，盖板1为折边结构，盖板1的周侧设置折边，盖板的折边角度为80°-100°，优选90°，盖板1的折边角度为盖板1的折边与盖板主体板之间的夹角。盖板1的板厚为1mm-3mm，优选2.0mm。在盖板1的长度或/和宽度方向的所述折边上设置有安装部11，安装部11为台阶状，安装部11的第一段台阶111用于对第一均液板3定位，安装部11的第二段台阶112用于对第二均液板5定位，安装部11远离盖板1的一端的端面用于对第三均液板4定位。其中，第一段台阶111的高度为3mm-28mm，宽度为3mm-42mm；第二段台阶112的高度为3mm-28mm，第二段台阶112的宽度小于第一段台阶111的宽度。

第一均液板3的周侧设置折边，第一均液板3上设置与第一段台阶111对应的第一通孔32，第一段台阶111贯穿第一通孔32；第一均液板3上还设置多个第二过液孔31，第二过液孔31的孔径为2.5mm-8mm，多个第二过液孔31排列形式为矩形，在横列方向上相邻两个第二过液孔31之间的横向间距8mm-62mm，在纵列方向上相邻两个所述第二过液孔之间的纵向间距为6mm-42mm。当然多个第二过液孔31也可排列成菱形或其它形状。第一均液板3的板厚为1mm-3mm，优选2.0mm。

第二均液板5为平板或带折边结构，第二均液板5置于第一均液板3内，第二均液板5上设置有与第二段台阶112对应的第二通孔52，第二段台阶112贯穿第二通孔52，第二均液板5上还设置有多个第三过液孔51，第三过液孔51的孔径为2.5-8mm，多个第三过液孔51的排列形式为矩形或菱形，当多个第三过液孔51排列成矩形时，相邻两个第三过液孔51的横向间距为8mm-62mm,相邻两个第三过液孔51的纵向间距为6mm-42mm。第二均液板5的板厚为1mm-3mm，优选2.0mm。

均布装置工作时，制冷剂通过进液口2进入第一腔体6，依靠自身流动性及所具有的流速，充满第一腔体6后，经过第一均液板3上第二过液孔31的一次分配，流入第二腔体7，经过第二均液板5上第三过液孔51的二次分配，流入第三腔体8，经过两次均匀分配的制冷剂会聚集在第三均液板4上的凹槽42内，经过凹槽42的第三次分配及汇聚后，制冷剂从凹槽42上的第一过液孔41流出均布装置，与均布装置下的换热管管束接触，实现热量交换。

制冷剂经过第一腔体6后不均匀(事实上由于均布装置无法实现完全水平安装，或者均布装置不能做到完全平整而不变形，或者两种情况同时出现，这种不均匀几乎无法避免)，再通过第二均液板5进行二次分配(如果所述情况更加恶劣，可以再多设置一块甚至多块第二均液板5)，最后经过第三均液板4的分配，亦能均匀落到换热管管束上。凹槽42具有导向作用，液态制冷剂根据重力向低处的槽流动，并聚集在凹槽42内，即使在均布装置安装不能保证水平的情况下，长度方向上出现一端高于另一端状况，制冷剂在填满相对低处的凹槽42后，自发的流动到相对高处的凹槽42内，凹槽42同时具有汇聚及导流作用。液态制冷剂根据重力向低处的槽流动，并聚集在凹槽42内，即使在均布装置安装不能保证水平的情况下，宽度方向上出现一端高于另一端状况，制冷剂在填满相对低处的凹槽42后，自发的流动到相对高处的凹槽42内，凹槽42还具有再次分配功能。通过均布装置的制冷剂能够准确的滴落或喷射到换热管上，实现高效率的换热，从而提高了机组性能。

本发明还提供一种降膜式蒸发器(未图示)，包括上述的均布装置，均布装置置于降膜式蒸发器的壳体内。本发明还提供一种冷水机组(未图示)，包括降膜式蒸发器，还包括上述均布装置，所述均布装置设置在所述降膜式蒸发器内。降膜式蒸发器和冷水机组除均布装置外均为现有技术，此处不再一一赘述。

以上实施例的均布装置和降膜式蒸发器及冷水机组，自适应能力强，均布装置实现了制冷剂的均匀分配，能够有效避免因制冷剂分布不均造成的换热管“干烧”现象，同时在有限的换热面积内，最大限度的利用换热管，有效提高了降膜式蒸发器的换热效率，同时均布装置结构简单、装配方便、加工精度要求低、成本低廉，适合在冷水机组上批量使用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种均布装置，应用在降膜式蒸发器中，其特征在于：

包括盖板和两个以上从上往下依次设置的均液板，两个以上所述均液板均置于所述盖板的下侧，与所述盖板相邻的所述均液板和所述盖板之间以及相邻的两所述均液板之间均形成腔体，所述盖板上设置进液口，最下侧的所述均液板在其长度方向上设置多个凹槽，多个所述凹槽平行设置，所述凹槽的突出端朝下，每个所述凹槽的底部设置有多个第一过液孔。

2.根据权利要求1所述的均布装置，其特征在于：

所述凹槽的纵截面为V型或弧形；

当所述凹槽为V型槽时，所述V型槽的内夹角为60°-150°。

3.根据权利要求2所述的均布装置，其特征在于：

所述第一过液孔的孔径为2.5mm-9mm，在所述凹槽的长度方向上，每个所述凹槽上相邻两个所述第一过液孔的孔间距为10mm-68mm。

4.根据权利要求2所述的均布装置，其特征在于：

所述凹槽的数量与所述降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排换热管的数量相同，多个所述凹槽在竖直方向上与所述降膜式蒸发器的换热管管束中的第一排换热管一一对应，相邻两个所述凹槽的间距与所述第一排换热管的中心间距相同。

5.根据权利要求1所述的均布装置，其特征在于：

所述均液板的数量为三个，分别为第一均液板、第二均液板和第三均液板，所述盖板、所述第一均液板、所述第二均液板和所述第三均液板从上往下依次设置，所述盖板与所述第一均液板之间形成第一腔体，所述第一均液板与所述第二均液板之间形成第二腔体，所述第二均液板与所述第三均液板之间形成第三腔体，所述第三均液板为平板或带折边结构，在其长度方向上设置多个所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的均布装置，其特征在于：

所述第三均液板的折边角度为60°-150°。

7.根据权利要求5所述的均布装置，其特征在于：

所述盖板为折边结构，所述盖板的周侧设置折边；

在所述盖板的长度或/和宽度方向的所述折边上设置有安装部，所述安装部为台阶状，所述安装部的第一段台阶用于对所述第一均液板定位，所述安装部的第二段台阶用于对所述第二均液板定位，所述安装部远离所述盖板的一端的端面用于对所述第三均液板定位。

8.根据权利要求7所述的均布装置，其特征在于：

所述第一均液板的周侧设置折边，所述第一均液板上设置与所述第一段台阶对应的第一通孔，所述第一段台阶贯穿所述第一通孔，所述第一均液板上还设置多个第二过液孔。

9.根据权利要求8所述的均布装置，其特征在于：

所述盖板的折边角度为80°-100°，所述第二过液孔的孔径为2.5mm-8mm，多个所述第二过液孔排列为矩形，在横列方向上相邻两个所述第二过液孔之间的横向间距8mm-62mm，在纵列方向上相邻两个所述第二过液孔之间的纵向间距为6mm-42mm。

10.根据权利要求7所述的均布装置，其特征在于：

所述第二均液板为平板或带折边结构，所述第二均液板置于所述第一均液板内，所述第二均液板上设置有与所述第二段台阶对应的第二通孔，所述第二段台阶贯穿所述第二通孔，所述第二均液板上还设置有多个第三过液孔。

11.根据权利要求10所述的均布装置，其特征在于：

所述第三过液孔的孔径为2.5mm-8mm，多个所述第三过液孔的排列为矩形或菱形，当多个所述第三过液孔排列成矩形时，相邻两个所述第三过液孔的横向间距为8mm-62mm,相邻两个所述第三过液孔的纵向间距为6mm-42mm。

12.根据权利要求7-11任一项所述的均布装置，其特征在于：

所述第一段台阶的高度为3mm-28mm，宽度为3mm-42mm；

所述第二段台阶的高度为3mm-28mm，所述第二段台阶的宽度小于所述第一段台阶的宽度。

13.一种降膜式蒸发器，其特征在于：

包括权利要求1-12任一项所述的均布装置。

14.一种冷水机组，包括降膜式蒸发器，其特征在于：

还包括权利要求1-12任一项所述的均布装置，所述均布装置设置在所述降膜式蒸发器内。