CN109282530B - 一种降膜式蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降膜式蒸发器，包括：内部设有换热腔的壳体、设于壳体顶部的进液口和出气口，换热腔由上至下间隔设置有多个降膜区，每个降膜区中均设有若干根换热管，至少有两个相邻的降膜区之间设有均液板。均液板的长度范围在换热腔长度的1/3至2/3之间，均液板至少有一端与换热腔之间设有间距形成气体流通区。本发明能有效提高蒸发器的整体换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发器技术领域，尤其涉及一种降膜式蒸发器。
背景技术
降膜式蒸发器目前已经被广泛应用于制冷、化学等工业中，常见的降膜式蒸发器多为卧式放置的水平管降膜式蒸发器，在降膜蒸发过程中，管外液膜与管内换热流体换热的同时与流动的空气换热，管外液膜的存在是换热持续进行的重要介质。
如图1所示，为保持高效传热传质，换热管4表面必须有均匀完整的液膜，现有技术中多在降膜式蒸发器内部安装水平放置的均液板5，其安装在各降膜区的管程之间，均液板5的长度与壳体1的内腔长度基本一致，由于降膜区存在局部换热效果较差的情况，采用整块均液板5无法改善换热器内部局部换热不均的情况。同时，由于壳体1内气体蒸发方向和液体滴落方向相反，整块均液板的布置对气体的上下流通影响较大，极易使气体堆积于均液板下方，既不利于下端管程的降膜蒸发，也不利于液体从均液板5上的通孔落下，影响均液效果及换热性能。
因此，如何设计一种换热性能更好的降膜式蒸发器是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有降膜式蒸发器存在换热性能低的缺陷，本发明提出一种采用板块均液板的降膜式蒸发器。
本发明采用的技术方案是，设计一种降膜式蒸发器，包括：内部设有换热腔的壳体、设于壳体顶部的进液口和出气口，换热腔由上至下间隔设置有多个降膜区，每个降膜区中均设有若干根换热管，至少有两个相邻的降膜区之间设有均液板。其中，均液板的长度范围在换热腔长度的1/3至2/3之间，均液板至少有一端与换热腔之间设有间距形成气体流通区。
优选的，换热管沿壳体的长度方向设置，壳体的长度方向与水平面平行。
在优选实施例中，壳体的一端设有换热流体进口和换热流体出口，进入换热流体进口的换热流体经过换热管运送至换热流体出口，均液板安装在换热腔中远离换热流体进口的一端。
优选的，壳体呈中空的圆筒状，均液板的长度方向与壳体的轴线平行。
优选的，均液板水平安装在壳体内。
优选的，均液板上排布有滴淋孔，滴淋孔呈直径由上至下逐渐减小的倒锥形。
优选的，滴淋孔的直径范围在1mm至10mm之间。
优选的，相邻两个滴淋孔之间的中心距范围在5mm至40mm之间。
优选的，均液板的形状为长方形、菱形、正方形、椭圆形、圆形、平行四边形和多变形的任意一种。
在可选实施例中，壳体的一端设有换热流体进口和换热流体出口，进入换热流体进口的换热流体经过换热管运送至换热流体出口，均液板安装在换热腔的中间位置或靠近换热流体进口的一端。
与现有技术相比，本发明的均液板长度为换热腔长度的1/3至2/3，均液板可设置在布液不均的局部区域，降膜区的流体分布更均匀，极大的减少换热管干烧现象，而且均液板与换热腔之间存在很大的间距形成气体流通区，不影响换热腔内的气体流动，提高蒸发器的整体换热效率。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是现有技术中降膜式蒸发器的结构示意图；
图2是本发明中优选实施例的结构示意图；
图3是本发明中一种可选实施例的结构示意图；
图4是本发明中另一种可选实施例的结构示意图；
图5是本发明中均液板形状为方形的结构示意图；
图6是本发明中单个滴淋孔的形状示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明提出的降膜式蒸发器，包括：壳体1，壳体1的内部设有换热腔2，壳体1的顶部设有连通换热腔2的进液口3和出气口，换热腔2由上至下间隔设置有多个降膜区，每个降膜区中均设有若干根换热管4，壳体1卧式放置，其长度方向与水平面平行，换热管4沿壳体1的长度方向设置，至少有两个相邻的降膜区之间设有均液板5，均液板5的四周边缘设有挡板。
如图2所示，均液板5水平安装在壳体1内，均液板5的长度范围为换热腔2长度的三分之一至三分之二，均液板5至少有一端与换热腔2之间设有间距形成气体流通区，均液板5下方降膜区蒸发的气体从气体流通区向上流动至出气口，换热腔2内气体流动稳定顺畅，不影响均液板5的正常布液，提高均液板5的均液效果及蒸发器的换热性能。
在优选实施例中，壳体1呈中空的圆筒状，均液板5的长度方向与壳体1的轴线平行，壳体1的一端设有换热流体进口6和换热流体出口7，换热流体出口7位于换热流体进口6的上方，进入换热流体进口6的换热流体经过换热管4运送至换热流体出口7，均液板5安装在换热腔2中远离换热流体进口6的一端，由于换热腔2中靠近换热流体进口6的一端，换热管4内的换热流体与换热管4外的液体温差较大，换热效率较高，而换热腔2中远离换热流体进口6的一端，换热管4内的换热流体与换热管4外的液体温差较小，换热效率较低，因此均液板5安装在换热效率较低区域，可以使该区域的液体更细化均匀的分布在换热管4外壁上，以有效提高换热效率，平衡整个换热腔2的换热效果。
当然，实际应用中，如图3、4所示，均液板5也可以安装在换热腔2的中间位置或靠近换热流体进口6的一端，也可以在相邻两个降膜区之间设置两个以上数量的均液板5，均液板5由上至下间隔排布，且上下相邻的均液板5安装在换热腔2长度方向上的不同位置，气体可从均液板5之间的中空区域向上流动。
如图5、6所示，为了提高使均液板5布液更加均匀细化，均液板5上排布有滴淋孔8，滴淋孔8呈直径由上至下逐渐减小的倒锥形，液体呈极细的线状向下低落，换热管4外壁上的液膜更薄更均匀。其中，滴淋孔8的直径范围在1mm至10mm之间，在此范围内的滴淋孔8布液效果更好，相邻两个滴淋孔8之间的中心距范围在5mm至40mm之间，以防止滴淋孔8间距过大造成换热管4干烧。
为保证换热效果，换热腔2内还设有布液器9，布液器9位于最上层降膜区的上方，进入进液口3的液体落入布液器9中，通过布液器9均匀分布在下方的降膜区，降膜区下方的均液板5收集液体后二次均匀布液。需要说明的是，均液板5的形状为长方形、菱形、正方形、椭圆形、圆形、平行四边形和多变形等，滴淋孔8也可以设置成椭圆形、菱形、长方形、圆形或正锥形等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种降膜式蒸发器，包括：内部设有换热腔（2）的壳体（1）、设于所述壳体（1）顶部的进液口（3）和出气口，所述换热腔（2）由上至下间隔设置有多个降膜区，每个所述降膜区中均设有若干根换热管（4），至少有两个相邻的降膜区之间设有均液板（5），其特征在于，所述均液板（5）的长度方向与所述壳体（1）的轴线平行，所述均液板（5）的长度小于或等于所述换热腔（2）长度的2/3，所述均液板（5）的长度大于或等于所述换热腔（2）长度的1/3，所述均液板（5）至少有一端与所述换热腔（2）之间设有间距形成气体流通区，所述均液板（5）下方降膜区蒸发的气体从所述气体流通区向上流动至所述出气口，所述均液板（5）上排布有滴淋孔（8）；
所述壳体（1）的一端设有换热流体进口（6）和换热流体出口（7），进入所述换热流体进口（6）的换热流体经过所述换热管（4）运送至所述换热流体出口（7），所述均液板（5）安装在所述换热腔（2）中远离所述换热流体进口（6）的一端。
2.如权利要求1所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述换热管（4）沿所述壳体（1）的长度方向设置，所述壳体（1）的长度方向与水平面平行。
3.如权利要求1或2所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述壳体（1）呈中空的圆筒状。
4.如权利要求1或2所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述均液板（5）水平安装在所述壳体（1）内。
5.如权利要求4所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述均液板（5）的四周边缘设有挡板。
6.如权利要求4所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述滴淋孔（8）呈直径由上至下逐渐减小的倒锥形。
7.如权利要求6所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述滴淋孔（8）的直径范围在1mm至10mm之间。
8.如权利要求6所述的降膜式蒸发器，其特征在于，相邻两个所述滴淋孔（8）之间的中心距范围在5mm至40mm之间。
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