CN105973035A - 壳管式滴淋换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种壳管式滴淋换热器，包括换热器筒体、分配器、换热管和集液器，所述分配器、换热管和集液器设置在所述筒体内，所述集液器设置于所述换热管的管群之间。所述分配器包括进液口、滤网、盖板、挡液板、和分配板，所述进液口设置在所述换热器筒体外，所述滤网设置在所述进液口下方，所述盖板设置在所述滤网下方，所述挡液板设置在所述盖板的两侧，所述分配板设置在所述盖板的下方且两侧端与所述盖板相抵接，所述分配板为具有多个沿其宽度方向等间距分布的流通口。本发明的壳管式滴淋换热器在换热管群上方设置了结构非常简单的分配器，分配器仅有一层分配板，结构非常简单，因此制作所耗工时更少。

Description

壳管式滴淋换热器
【技术领域】
本发明涉及换热器领域，尤其涉及一种壳管式换热器。
【背景技术】
目前在空调或冷水机组制冷设备中，经常会应用到壳管式换热器。壳管式换热器的工作原理为：制冷剂走壳程(单壳程)，载冷剂走管程(单程或多程)，两股流体通过换热管管壁传热进行换热，液态制冷剂通过换热管壁与液态载冷剂进行换热而蒸发为气态，完成换热过程。
根据上述换热原理可知，在壳管式换热器内，制冷剂与载冷剂的换热是否充分直接影响着机组的换热性能。
在当前壳管式滴淋换热器分配器的主流设计中，例如：中国实用新型专利第200420029042.X号“带分配器的单管程管壳式换热器”、中国实用新型专利第200920185761.3号“满液式蒸发器的分配器”、中国实用新型专利第201020674475.6号“壳管式换热器”、中国发明专利第201310640265.3号“一种适用于壳管式换热器的分配器”，无一不是通过各种措施使每个流通口中流出的制冷剂质量流量相等，因此使得分配器的结构非常复杂，一方面使得制造和材料成本增加，另一方面使得制作的过程中出错的可能增加。
【发明内容】
有鉴于此，为克服现有技术的不足，有必要提供一种壳管式滴淋换热器，其结构简单、制作方便。
本发明的技术方案为：一种壳管式滴淋换热器，所述壳管式滴淋换热器包括。一种壳管式滴淋换热器，包括换热器筒体(1)、分配器(2)、换热管(3)和集液器(4)，所述分配器(2)、换热管(3)和集液器(4)设置在所述筒体(1)内，所述集液器(4)设置于所述换热管(3)的管群之间。所述分配器(2)包括进液口(21)、滤网(22)、盖板(23)、挡液板(24)、和分配板(25)，所述进液口(21)设置在所述换热器筒体(1)外，所述滤网(22)设置在所述进液口(21)下方，所述盖板(23)设置在所述滤网(22)下方，所述挡液板(24)设置在所述盖板(23)的两侧，所述分配板(25)设置在所述盖板(23)的下方且两侧端与所述盖板(23)相抵接，所述分配板(25)为具有多个沿其宽度方向等间距分布的流通口。
作为优选地，所述流通口为在所述分配板(25)上沿其长度方向上设置的流通孔行(251)，所述流通孔行(251)内为直径相等且等间距分布的圆孔。
作为优选地，所述流通口为在所述分配板(25)上沿其长度方向上设置的流通孔行(252)，所述流通孔行(252)内为直径不等但等间距分布的圆孔。
作为优选地，所述流通口为沿所述分配板(25)长度方向设置的流通槽(253)，每个所述流通槽(253)的长度和宽度都相等。
作为优选地，所述流通口为沿所述分配板(25)长度方向设置的流通槽(254)，每个所述流通槽(254)的长度相等但宽度不等。
作为优选地，所述集液器(4)呈盒状，所述集液器(4)的底部设置有孔径相同且均匀分布的圆孔或者设置有长度和宽度相等且均匀分布的流通槽。
作为优选地，所述盖板(23)呈倒U形状结构，所述盖板(23)由金属板折弯而成，所述弯折角为钝角。8、根据权利要求7所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述挡液板(24)从所述盖板(23)下端的折弯而成，所述折弯角为钝角。
作为优选地，所述分配器(2)中，所述盖板(25)与所述分配板(25)焊接成一体。
作为优选地，所述进液口(21)为设在所述盖板(23)之上的直钢管，且与所述盖板(23)焊接连接。
本发明的有益效果是：本发明的壳管式滴淋换热器中，换热管群上方设置了结构非常简单的分配器，分配器仅有一层分配板，结构非常简单，因此制作所耗工时更少；分配器与集液器配合分配制冷剂，无需刻意设计分配器每个分配孔的分液均匀性，只需要达到对应换热区需要的量即可，再通过集液器承接汇聚其上方的制冷剂后形成液位后，均匀地对其下方的换热管进行滴淋。
【附图说明】
图1为本发明的第一优选实施例所提供的壳管式滴淋换热器的结构示意图。
图2为图1中的壳管式滴淋换热器的分配器的结构示意图。
图3为图2中的分配器的分配板的第一优选实施例的俯视图。
图4为图2中的分配器的分配板的第二优选实施例的俯视图。
图5为图2中的分配器的分配板的第三优选实施例的俯视图。
图6为图2中的分配器的分配板的第四优选实施例的俯视图。
图7为本发明的第二优选实施例所提供的壳管式滴淋换热器的结构示意图。
【具体实施方式】
为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。
本发明涉及到制冷行业换热器，具体为水平安装的壳管式滴淋换热器。
请参阅图1，本发明第一优选实施例中提供一种壳管式滴淋换热器，包括换热器筒体1、分配器2、换热管3和集液器4。分配器2、换热管3和集液器4设置在筒体1内。制冷剂由分配器2进行分配后进入筒体1内，与换热管3内的载冷剂发生换热反应。集液器4设置于换热管3的管群之间，将制冷剂收集后再分布。集液器4呈盒状，其底部可以设置为孔径相同且均匀分布的圆孔，也可设置为长度和宽度相等且均匀分布的流通槽。
分配器2下方设置由若干换热管3组成的第一换热区，第一换热区下方设置集液器4，集液器4下方设置由若干换热管3组成的第二换热区，第二换热区下方设置由若干换热管3组成的第三换热区，其中第一、二换热区在分配器2和集液器4的滴淋作用下形成滴淋式换热，第三换热区中的换热管被制冷剂淹没，形成满液式换热。
请参阅图2，分配器2包括进液口21、金属滤网22、盖板23、挡液板24、和分配板25。
进液口21设置在换热器筒体1外，供制冷剂由此处进入筒体1内。进液口21设置于盖板23之上，通过一段直钢管与盖板23连接(焊接)。
金属滤网22设置在进液口21下方直钢管内，从进液口21进入的制冷剂经过金属滤网22过滤后再进入筒体1内。
盖板23呈倒U形状结构，其由金属板(薄钢板)折弯而成。为了增大盖板23与换热器筒体1的内壁之间的流通面积，折弯角度最好为钝角。
盖板23的两侧设置两块挡液板24，挡液板24从盖板23的下端向下延伸而出，止挡制冷剂从两侧溅出。挡液板24由薄钢板折弯而成，挡液板24自盖板23下边沿折弯而成，折弯角度以钝角为佳，目的同样是增大与换热器筒体1内壁之间的流通面积。
分配板25设置在盖板23的下方，其两侧端与盖板23的相连接，使从进液口21进入且经过金属滤网22过滤后制冷剂直接进入分配板25进行分配。为了实现对制冷剂的分配，分配板25上设置有多个延其宽度方向等间距分布的流通口，流通口能让制冷剂流动。分配板25的具体结构可为图3至图6中的任意一种，详细描述如下。
请参阅图3，分配板25上沿其长度方向上设置有流通孔行251(流通口)，流通孔行251内为直径相等且等间距分布的圆孔，多个流通孔行251沿分配板25的宽度方向等间距分布。更具体地说，分配板25的长度方向上等间距分布直径相等的多个圆孔，分配板25的宽度方向上同样等间距分布直径相等的多个圆孔，等直径的圆孔251在分配板25上形成矩形阵列。
请参阅图4，分配板25上沿其长度方向上设置有流通孔行252(流通口)，流通孔行252内为直径不等但等间距分布的圆孔，多个流通孔行252沿分配板25的宽度方向等间距分布。更具体地说，分配板25的长度方向上等间距分布直径不等的多个圆孔，分配板25的宽度方向上等间距分布多个直径相等的圆孔。
请参阅图5，分配板25上设置有长度和宽度都相等且均匀分布的流通槽253(流通口)。更具体地说，分配板25上具有沿其长度方向设置的流通槽253，多个流通槽253沿分配板25的宽度方向上等间距分布。
请参阅图6，分配器25上设置有长度相等、宽度不相等且均匀分布的流通槽254(流通口)。更具体地说，分配板25上具有沿其长度方向设置的流通槽254，多个长度相等、宽度不相等的流通槽沿分配板25的宽度方向上等间距分布。
通过以上描述可知，本发明的壳管式滴淋换热器的分配器2结构非常简洁，便于制造，同时在分配器2和集液器4的作用下，使得第一、二换热区中的换热管被充分滴淋，第三换热区被淹没在制冷剂中，使得基本没有换热面积被浪费。
请参阅图7，与图1中所示第一优选实施例中的壳管式滴淋换热器不同的是，第二优选实施例中的壳管式滴淋换热器中具有多个集液器4。换而言之，其包括换热器筒体1、分配器2、换热管3和两个集液器4。分配器2、换热管3和集液器4设置在筒体1内。制冷剂由分配器2进行分配后进入筒体1内，与换热管3内的载冷剂发生换热反应。两个集液器4分别上下设置于换热管3的管群之间，将制冷剂收集后再分布。
下面以上述本发明的较佳实施实例为例，对本发明的壳管式滴淋换热器的工作原理进行介绍：
在制冷循环中，来自冷凝器的制冷剂液体经过节流装置节流降压后变为制冷剂气液混合物，从分配器2的进液口21流入，经过进液口21内设置的金属滤网22减速后，进入分配器盖板23和分配板25形成的空间，并将此空间完全充满。因分配器2内的分配板25底部设置有均匀分布的流通口(251、252、253、254)，制冷剂气液混合物会在压力差(分配器2内压力高于其外部压力)的作用下从这些流通口(251、252、253、254)中喷出，随着各个流通口(251、252、253、254)与进液口21距离的不同，从各流通口(251、252、253、254)中流出的质量流量也各不相同。
一般来说，静压越高的位置对应的流通孔流出的制冷剂越多。但是，实际上只要每个流通口(251、252、253、254)的质量流量达到某一合适的值，使得第一换热区的换热管被充分滴淋，纵然有的流通口(251、252、253、254)流出的质量流量多，有的流通口(251、252、253、254)流出的质量流量少，也可充分利用第一换热区的换热面积。
在第一换热区接收到不均匀但是充分的制冷剂液体后，未相变的制冷剂液体沿着其中的换热管3的表面滴淋而下，掉落到集液器4中。集液器4的底部设置有均匀分布的等径圆孔或长度宽度相等的流通槽，圆孔的直径或流通槽的尺寸经过设计使得集液器4中必然存在制冷剂液位。在集液器4被置于水平位置时，制冷剂液体会以相同的速度从等径圆孔或长度宽度相等的流通槽中流出，对第二换热区内的换热管3进行均匀地滴淋，使得第二换热区内的换热面积得到充分利用。
制冷剂经过对第二换热区内的换热管3的滴淋后，未相变的制冷剂液体掉落到了换热器筒体1底部，将第三换热区的换热管全部淹没，形成满液式换热。换热管被全部淹没后，其换热面积得到了充分的利用。
与现有技术相比，本发明的壳管式滴淋换热器至少具有以下特点和创新：
(1)在换热管群上方设置了结构非常简单的分配器，分配器仅有一层分配板，分配器与集液器配合分配制冷剂，无需刻意设计分配器每个分配孔的分液均匀性，只需要达到对应换热区需要的量即可，再通过集液器承接汇聚其上方的制冷剂后形成液位后，均匀地对其下方的换热管进行滴淋。
(2)分配器仅由直钢管、盖板和分配板焊接而成一体结构，相比于目前的壳管式滴淋换热器分配器主流设计，结构做到了非常简单，因此制作所耗工时更少。
(3)同时在分配器和集液器的作用下，使得第一、二换热区中的换热管被充分滴淋，第三换热区被淹没在制冷剂中，使得基本没有换热面积被浪费。
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 (10)

1.一种壳管式滴淋换热器，包括换热器筒体(1)、分配器(2)、换热管(3)和集液器(4)，所述分配器(2)、换热管(3)和集液器(4)设置在所述筒体(1)内，所述集液器(4)设置于所述换热管(3)的管群之间，其特征在于：所述分配器(2)包括进液口(21)、滤网(22)、盖板(23)、挡液板(24)、和分配板(25)，所述进液口(21)设置在所述换热器筒体(1)外，所述滤网(22)设置在所述进液口(21)下方，所述盖板(23)设置在所述滤网(22)下方，所述挡液板(24)设置在所述盖板(23)的两侧，所述分配板(25)设置在所述盖板(23)的下方且两侧端与所述盖板(23)相连接，所述分配板(25)为具有多个沿其宽度方向等间距分布的流通口。
2.根据权利要求1所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述流通口为在所述分配板(25)上沿其长度方向上设置的流通孔行(251)，所述流通孔行(251)内为直径相等且等间距分布的圆孔。
3.根据权利要求1所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述流通口为在所述分配板(25)上沿其长度方向上设置的流通孔行(252)，所述流通孔行(252)内为直径不等但等间距分布的圆孔。
4.根据权利要求1所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述流通口为沿所述分配板(25)长度方向设置的流通槽(253)，每个所述流通槽(253)的长度和宽度都相等。
5.根据权利要求1所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述流通口为沿所述分配板(25)长度方向设置的流通槽(254)，每个所述流通槽(254)的长度相等但宽度不等。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述集液器(4)呈盒状，所述集液器(4)的底部设置有孔径相同且均匀分布的圆孔或者设置有长度和宽度相等且均匀分布的流通槽。
7.根据权利要求6所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述盖板(23)呈倒U形状结构，所述盖板(23)由金属板折弯而成，所述弯折角为钝角。
8.根据权利要求7所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述挡液板(24) 从所述盖板(23)下端的折弯而成，所述折弯角为钝角。
9.根据权利要求8所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述分配器(2)中，所述盖板(25)与所述分配板(25)焊接成一体。
10.根据权利要求9所述的壳管式滴淋换热器，其特征在于：所述进液口(21)为设在所述盖板(23)之上的直钢管，且与所述盖板(23)焊接连接。
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