CN110770526A - 热交换器的流体分配器组件 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器,包括具有伸长形状和柱形几何形状的壳体。通过一个或多个第一进口管馈送的第一流体在所述壳体内流动,并且通过至少一个第二进口管馈送的第二流体在所述壳体内流动,以便与第一流体执行热交换。所述热交换器还包括放置在第一进口管处的流体分配器组件。所述流体分配器组件设有:第一穿孔板,所述第一穿孔板又设有第一通孔;和至少一个第二穿孔板,所述第二穿孔板又设有第二通孔。第二穿孔板相对于第一流体流入第一通孔和第二通孔的流动方向平行布置,并且被布置在第一穿孔板的下游。在第一穿孔板和第二穿孔板之间布置密闭密封装置。第一穿孔板和第二穿孔板彼此间隔开,使得第一穿孔板和第二穿孔板与密闭密封装置一起包围具有预定深度的平衡腔室,所述预定深度是沿第一流体流入第一通孔和第二通孔的流动方向测量得到的。各平衡腔室在第一穿孔板和第二穿孔板的周边边缘处封闭。

Description

热交换器的流体分配器组件
技术领域
本发明涉及一种用于一般热交换器类型的流体分配器组件,更具体地是涉及一种用于管壳式热交换器的流体分配器组件。
背景技术
热交换器是用于在两种或更多种流体之间传递热的装置。管壳式热交换器通常包括彼此平行布置的多根管,以便形成一个或多个管束100(参见图1)。管束100被轴向地插入具有伸长形状和柱形几何形状的壳体102中。通过一个或多个第一进口管104馈送的第一流体在管束100内部流动,并且通过至少一个第二进口管106馈送的第二流体在壳体102内部流动,以便与穿过管束100的管壁的第一流体进行热交换。
第一流体在管束的所有管之间的均匀分配是要实现的目标之一,以便优化热交换器表面的使用。根据热交换器的类型,流体分配能够为干膨胀管壳式蒸发器的管内部的制冷剂的分配,或者为第二流体在管束的外表面上的均匀分配,例如,制冷剂在降膜式管壳式蒸发器中的管的外表面上的分配,或者在紧凑型热交换器的情况下,即在具有开放通道的板式热交换器(也仅从将分配的流体的侧面开放)的情况下,流体分配能够为不同的平行通道之间以及每个通道内的流体分配。在热交换器是蒸发器的情况下,在蒸发器中,要分配的流体是例如处于两相气液物理状态的制冷剂,则在管/通道/通道段的质量流速和蒸汽质量两个方面上,流体的分配由于两相之间的不同流体动力学行为而受损。
因而,通常为热交换器提供流体分配系统,该流体分配系统具有以下目标中的一个或两者:
-从狭窄段到较宽段扩大制冷剂流量,狭窄段或多或少对应于分配系统的进口管段,较宽段具有近似与布置有将被馈送的管或通道的整个区域相对应的延伸部,即:如在管壳式或板式/板壳式热交换器的情况下那样,处于管或通道的内部的延伸部,或者如在具有管壳式结构的降膜或喷膜蒸发器的情况下那样,处于交换表面的外部的延伸部;和
-在待分配的流体中产生高压降,其中所述高压降与包括热交换器的设备的功能兼容,使得分配系统的进入口处的蒸汽质量尽可能得低。这样,相应的空隙率也将具有较低的值,并且流体的分配将受益于更大的液体含量。在蒸气质量等于零的极限条件下,分配效率将是最大的。
在待分配的流体处于单相(无论是液体还是蒸汽)状态的情况下,都在分配系统中引入高压降,该高压降位于每个管/通道/通道段的进入口处(例如通孔),其中所述高压降远大于与流体沿着在集管和管或通道内部的整个热交换器长度的交叉相对应的压降,这将确保良好分配,因为“路径线路”的路径长度差的影响将较低,其中整个流体流沿整个热交换器长度(进口集管、管/通道、出口集管)分开。所产生的压降随应用类型而变化很大,因此主要考虑制冷剂类型、质量流速、蒸汽质量、温度和/或压力。
在附图1至图11中示出了根据现有技术的流体分配系统的典型示例。在图1和图2中,流体分配系统包括放置于第一流体进口管104处的止流盘108。在图3中,流体分配系统包括止流穿孔盘110。在图4和图5中,流体分配系统包括预先腔室112,该预先腔室112是使用粘附在管片上或以离管片一定距离放置的单个穿孔板114而得到的,并且该流体分配系统具有或不具有止流穿孔盘110。在图6和图7中,流体分配系统包括预先腔室112,使用用于各管/通道/通道段的单个装置116而得到该预先腔室112,其中装置具有按装置校准的孔口,并且该流体分配系统具有或不具有止流穿孔盘110。在图8和图9中,流体分配系统包括预先腔室112和至少随附腔室118,该随附腔室118通过以彼此相距预定距离来组装多个穿孔板120(具有对称或不对称的孔分布)而得到,并且该流体分配系统具有有或不具有止流穿孔盘110。最后,在图10和图11中,流体分配系统包括预先腔室112和穿孔板122,该穿孔板122具有用于各管/通道/通道段的毛细管,其中能够存在或不存在形成在穿孔板122和进口集管或管片之间的平衡腔室124。
同一申请人的文献US 9310143描述了一种用于使用至少两个冲击板来分配冷却剂流体的系统,该冲击板具有在每个第一进口孔和管板之间接连布置的多个通孔。通常提及第二板中的通孔的数量等于管的数量,并且第一板的通孔的数量能够大于、小于管的数量,或者与管的数量相同。
文献US 6868695描述了一种用于蒸发器的流量分配器,其具有限定腔室的至少三个穿孔板,以确保液体制冷剂的均匀分配。文献US2014/0223936描述了一种制冷剂移位阵列的构造,该制冷剂移位阵列由一系列交替的间隔件和穿孔挡板组成。文献CN 102954628描述了一种用于蒸发器的液体分配器,其具有交错的穿孔分配板。
所有以上根据现有技术的流体分配系统都具有或多或少的重要缺点。例如,图1至图3中所示类型的流体分配系统可能导致流体分配效率低下。利用图4至图7的流体分配系统,由于以低成本制造的限制,所以仅在有限的应用范围内才能获得高效分配。限制关联于这样的可能性,即:单个孔或单个孔口能够具有可以用低成本技术(例如打孔)制造的尺寸并产生特定应用所需的压降。
利用图8和图9的流体分配系统,由于以低成本制造的限制,所以也只能在有限的应用范围内获得高效分配。为了确保带有中间开放腔室的穿孔板在压力的作用下不会变形,则必需增加板的厚度,因而使得板的钻孔变得困难且昂贵。此外,在开放腔室的情况下,无法控制绕过穿孔板的孔的制冷剂流量,使得流体分配系统效率极低。分配系统在高压降下工作得越多,效率就越低。穿孔板在压力下的弯曲产生了几何形状可变的条件,这使得难以预测部件的运行情况。
使用图10和图11的流体分配系统,能够获得良好的流体分配,但是由于各毛细管固定到主板上的过程而导致高制造成本。在这种情况下,与以前的解决方案相比,流体分配在更广泛的应用中都是高效的,但是不能涵盖全部范围。在制冷剂流速非常低的特殊情况下,为了获得有用压降以具有良好的分配,应针对毛细管使用很小的孔,存在这种小孔堵塞的风险。解决问题的一种可能性是增加毛细管的长度,但是在这种情况下,将存在热交换器管的有用长度的等同浪费,即等同于管片和管内的毛细管的末端位置之间的距离。而且,根据图1至图11的所有现有技术的流体分配系统在某些特定的运行条件下都可能具有逆流不稳定的问题。
发明内容
因此,本发明的目标在于提供一种用于热交换器装置的流体分配器组件,该流体分配器组件能够以简单、廉价且特别是功能性方式解决现有技术的上述缺点。
详细地是,本发明的目标在于提供一种用于热交换器的流体分配器组件,其能够执行流体的良好分配。
本发明的另一目标在于提供一种用于热交换器的流体分配器组件,该流体分配器组件能够在其子部件的组装阶段中提供广泛的构造变化,以便确保针对可能的大范围内的每种特定应用最佳的解决方案。
本发明的另一目标在于提供一种用于热交换器的流体分配器组件,该流体分配器组件能够在运行期间保持恒定的几何形状。
本发明的又一目标在于提供一种用于热交换器的流体分配器组件,该流体分配器组件提供了组装子部件的可能性,以便最小化或甚至消除逆流不稳定性问题。
根据本发明,通过提供一种如所附权利要求书中所述的用于热交换器的流体分配器组件来实现这些目标。
从属权利要求强调了本发明的其它特征,从属权利要求是本说明书的组成部分。
附图说明
根据以下例证性和非限制性的描述,并参考所附的示意图,根据本发明的用于热交换器的流体分配器组件的特征和优点将更加清楚,在附图中:
图1至图11示出了根据现有技术的流体分配系统的不同构造;
图12是根据本发明的用于热交换器的流体分配器组件的优选实施例的示意图;
图13是图12的流体分配器组件的分解图;
图14和图15示出了位于干膨胀式蒸发器的进口头部中的流体分配器组件;
图16示出了根据本发明的流体分配器组件的板的可能密封构造;
图16A是图16的细节的放大图;
图17A至图17F示出了根据本发明的流体分配器组件的板的多种可能构造;
图18A至图18F示出了根据本发明的流体分配器组件的环形间隔件元件的多种可能构造;
图19示出了根据本发明的流体分配器组件的板孔的第一种可能构造;
图20示出了根据本发明的流体分配器组件的板孔的第二种可能构造;以及
图21示出了根据本发明的流体分配器组件的板孔的第三种可能构造。
具体实施方式
参考图12至图21,其中示出了根据本发明的用于热交换器的流体分配器组件10的一些实施例。这种热交换器是管壳式热交换器,并且以说明性但非限制性的目的示出。管壳式热交换器是这种类型,其包括多根彼此平行布置的管,以便形成一个或多个管束100。每个管束100都被轴向地插入具有伸长形状和柱形几何外形的壳体102中。管束100的管能够具有任何形状,例如U形或直的。
通过在管壳式热交换器的头部部分126中得到的一个或多个第一进口管104馈送的第一流体在管束100内部流动,而通过至少一个第二进口管106馈送的第二流体在壳体102内部流动,以便通过管束100的管的管壁与第一流体执行热交换。管束100的每根管的至少一端都与进口管片128结合,进口管片128被布置在头部部分126下游(相对于第一流体进入所述一个或更多第一进口管104的流动方向),并且设有相应的管片孔130,以将第一流体引入管束100的管中。因而,进口管片128将第二流体与第一流体分离开来。
流体分配器组件10被放置于管壳式热交换器的所述一个或多个第一进口管104处,并且更具体地是被放置于头部部分126和进口管片128之间。流体分配器组件10以下列方式由适当数量的(大于等于两个)穿孔板12A、12B、12C、12D组装而成,即:使得在两个随附的板12A、12B之间的空间中,得到平衡封闭腔室14。每个平衡封闭腔室14都在边缘上设有密闭密封装置16,以便逐渐提高通过各穿孔板12A、12B、12C、12D的通道中的流体分配效率。
换句话说,流体分配器组件10设有第一穿孔板12A,第一穿孔板12A又设有第一通孔20A;以及至少一个第二穿孔板12B,第二穿孔板12B又设有第二通孔20B。所述至少一个第二穿孔板12B相对于流入第一通孔20A和第二通孔20B的第一流体的流动方向A平行布置,并且被设置在第一穿孔板12A下游。在第一穿孔板12A和所述至少一个第二穿孔板12B之间布置有密闭密封装置16。第一穿孔板12A和所述至少一个第二穿孔板12B彼此间隔隔开,使得第一穿孔板12A和所述至少一个第二穿孔板12B与密闭密封装置16一起包围具有预定深度的平衡腔室14,该预定深度是沿第一流体流入第一通孔20A和第二通孔20B的流动方向A测量得到的。每个平衡腔室14都在第一穿孔板12A的和所述至少一个第二穿孔板12B的周边边缘处封闭。平衡腔室14逐渐提高在穿过第一穿孔板12A的第一通孔20A和所述至少一个第二穿孔板12B的第二通孔20B的通道中的流体分配效率。
如将在下文中更好地解释的那样,能够用不同的构造方式得到密闭密封装置16,因而获得每个平衡腔室14。例如,能够通过一个或多个环形间隔件16A、16B获得密闭密封装置16,环形间隔件16A、16B每个都在两个随附的穿孔板的周边边缘处布置在该两个随附的穿孔板12A、12B、12C、12D之间。每个环形间隔件16A、16B都能够由金属、橡胶或塑料材料制成。每个环形间隔件16A、16B都能够通过钎焊、熔焊或胶合工艺或者使用垫圈或过盈接头而与相应的穿孔板12A、12B、12C、12D组装在一起。
优选地是,第一穿孔板12A的第一通孔20A相对所述至少一个第二穿孔板12B的第二通孔20B交错。总之,两个随附的穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D相对彼此交错。
另外,所述至少一个第二穿孔板12B的孔20B的数量等于管束100的管的数量或是管的数量的多倍,或在热交换器设有开放通道的情况下,等于通道的数量,或者为通道的数量的多倍。因而,所述至少一个第二穿孔板12B的孔20B被放置于相应的管或通道的进口口部处。
应根据以下条件选择所要组装在流体分配器组件10中的穿孔板12A、12B、12C、12D的正确数量:
-流体分配器组件10将放置在上面的热交换器头部部分126的特定几何构造;
-热交换器和流体分配器组件10设计所针对的特定运行条件范围,即制冷剂类型、质量流速值和具有较低的进口蒸汽质量值所需的压降;
-特定几何形状的穿孔板12A、12B、12C、12D的最小厚度,以便确保在弯曲动作下变形可忽略不计;和
-一旦限定板的厚度就能够以经济方式在穿孔板12A、12B、12C、12D上得到的通孔20A,20B,20C,20D的最小直径。
通常,对于特定应用的给定广泛应用领域(例如,将用在用于空调应用的具有HFC/HFO制冷剂的制冷回路的干膨胀式蒸发器、单程管)中的特定类型的管壳设备,前两个条件是特有的且固定的。
通过仅仅更改以下参数,能够轻松地将根据本发明的流体分配器组件10设计为针对每种特定应用的最佳的流体分配系统:
-每个穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的直径;
-每个穿孔板12A、12B、12C、12D的厚度;
-每个平衡腔室14的深度;
-穿孔板12A、12B、12C、12D的和相应的平衡腔室14的总数。
由于涉及大量变量,所以一旦选择了特定类型的应用和热交换器的粗略几何形状,就可能定义和建立一些参数,以减少变量:结果将是,分配器组件10中的最昂贵的子部件都是标准化的。一个示例会是:确定穿孔板12A、12B、12C的数量以及相应的平衡腔室14的数量,确定穿孔板12A、12B、12C的厚度,以及每个平衡腔室14的深度,而每个穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的直径都被保留为流体分配器组件10的唯一可变参数。
如果流体分配器组件10的制造成本不会受到太大影响,则另一种可能性可以是改变穿孔板12A、12B、12C、12D的厚度,以便实现具有高压降的目的。能够在每个单个穿孔板12A、12B、12C、12D上得到厚度增加。可替选地是或另外地是,如图13和图16中所示,流体分配器组件10的一个或多个穿孔板能够通过使两个或多个相同的低厚度的穿孔片12C、12D、12E(图20)重叠而得到,其中各穿孔片12C具有相同数量和相同布局的通孔20C,并且根据一个优选实施例,与其它穿孔片12D、12E的相应的通孔20D、20E具有相同直径。
参考图12至图15,流体分配器组件10的优选实施例设有介于热交换器的头部部分126与流体分配器组件10的第一穿孔板12A之间的预先腔室22。在热交换器的头部部分126和流体分配器组件10的第一穿孔板12A之间插入有至少垫圈18。垫圈18相对于热交换器的头部部分126和流体分配器组件10的第一穿孔板12A围绕并密封预先腔室22。
因而,流体分配器组件10的优选实施例包括三个穿孔板12A、12B和12C-12D,其中第三穿孔板12C-12D通过使两个相同的穿孔片12C和12D重叠而得到。在第一穿孔板12A与第二穿孔板12B之间,并且在第二穿孔板12B与第三穿孔板12C-12D之间分别设有两个环形间隔件16A、16B。环形间隔件16A和16B形成两个相对应的平衡腔室14。
在图14和图15中示出了流体分配器组件10在热交换器的头部部分126或进口头部中的定位的示例。更具体地是,头部部分126是管壳式干膨胀型蒸发器的进口头部。
通过使用铜箔进行钎焊来得到图12至图15中所示的平衡腔室14的密闭密封。在这种构造中,穿孔板12A、12B、12C、12D和环形间隔件16A、16B由碳钢材料制成。
穿孔板12A、12B、12C、12D之间的另一种可能的密封类型能够通过单个弹性壳体16来得到,该弹性壳体16被构造用于围绕第一穿孔板12A的和所述至少一个第二穿孔板12B的周边边缘。弹性壳体16优选地是通过模制工艺由橡胶制成的。弹性壳体16设置有多个内周边凹槽24,相应的穿孔板12A、12B、12C、12D的周边边缘能够被容纳在内周边凹槽24内。弹性壳体16模具的特定几何形状使得同一弹性壳体16可用作随附的穿孔板12A、12B、12C、12D之间的间隔件,从而形成封闭的平衡腔室14。在图16和图16A中示出了这种解决方案。
穿孔板12A、12B、12C、12D之间的两种类型的密封组件在制造成本方面均具有某些优点。实际中,可以将具有相同厚度的两个或更多个穿孔片12C,12D,12E联接在一起,并且其厚度相对于穿孔板12A、12B、12C、12D的厚度低,优点在于:保持了低钻孔成本(例如,使用打孔而不是激光)。在通过钎焊进行组装的情况下,每对穿孔片12C、12D、12E都能够在钎焊之前通过位于两个穿孔片12C、12D、12E之间的薄铜片而在每对穿孔片的周边边缘处相结合。适当地成形铜片,使得过量的熔融铜不会阻塞穿孔片12C、12D、12E的通孔20C、20D、20E。
在使用弹性壳体16进行组装的情况下,能够使用将会产生过盈的适当塞子(未示出)将穿孔板12A、12B、12C、12D结合在一起。塞子能够被插入到在各穿孔板12A、12B、12C、12D的周边边缘上得到的相应的塞子孔26内,以便保持所联接起来的穿孔板12A、12B、12C、12D的正确接触以及通孔20A、20B、20C、20D的对准。
对于不同的构造,可以使用相同的产品代码来保持穿孔板12A、12B、12C、12D的标准化。例如,一旦已经设置了热交换器的一些相关尺寸,即在管束式热交换器的情况下,一旦已经设置了壳体102的直径和进口头部部分126的几何形状,则流体分配器组件10将包括的构造的数量等于通过改变相应的管或通道的数量而得到的热交换器实施例的数量。
通孔20A、20B、20C、20D布局的多种构造能够用于每个穿孔板12A、12B、12C、12D。例如,考虑图17A至图17F的实施例,一旦已经设置了每个穿孔板12A、12B、12C、12D的厚度和每个平衡腔室14的深度,则可以选择每个穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的数量和直径。更具体地是,图17A的穿孔板12A设有七列通孔20A,并且被设计用于具有七排管或通道的热交换器。图17B的穿孔板12A设有八列通孔20A,并且被设计用于具有八排管或通道的热交换器。图17C的穿孔板12A设有九列通孔20A,并且被设计用于具有九排管或通道的热交换器。图17D的穿孔板12A设有十列通孔20A,并且被设计用于具有十排管或通道的热交换器。图17E的穿孔板12A设有十一列通孔20A,并且被设计用于具有十一排管或通道的热交换器。最后,图17F的穿孔板12A设有十二列通孔20A,并且被设计用于具有十二排管或通道的热交换器。
可替选地是或另外地是,可以设置每个穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的单个数量和/或布局。在这种构造中,环形间隔件16A、16B的至少部分可以设有高度和长度可变的至少一个分隔壁28。每个分隔壁28都被构造用于减小相应的平衡腔室14的容积,并且用于覆盖放置在所述分隔壁28下游的相应的穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的至少部分。因而,环形间隔件16A、16B的不同布局是可能的。
例如,从图17F的穿孔板12A开始,图18A的环形间隔件16A具有分隔壁28,该分隔壁28被设计用以覆盖完全穿孔板12A的五列通孔20A。图18B的环形间隔件16A具有分隔壁28,该分隔壁28被设计用以覆盖完全穿孔板12A的四列通孔20A。图18C的环形间隔件16A具有分隔壁28,该分隔壁28被设计用以覆盖完全穿孔板12A的三列通孔20A。图18D的环形间隔件16A具有分隔壁28,该分隔壁28被设计用以覆盖完全穿孔板12A的两列通孔20A。图18E的环形间隔件16A具有分隔壁28,该分隔壁28被设计用以覆盖完全穿孔板12A的一列通孔20A。最后,图18F的环形间隔件16A不具有分隔壁28:因而,放置于所述环形间隔件16A下游的穿孔板12A的所有通孔20A都完全未被覆盖。
根据本发明的流体分配器组件10的可能构造的另一优点是由于减少甚至消除了在一些热交换器中可能发生的逆流不稳定性问题。为此目的,一个或多个穿孔板12A、12B、12C、12D的通孔20A、20B、20C、20D的至少部分能够具有锥形截面,而不是如图19中所示的柱形形状,该锥形截面在流入所述通孔20A、20B、20C、20D的第一流体的流动方向A上变宽。换句话说,这些通孔20A、20B、20C、20D中的每一个通孔都形成对应的分支导管,如图20中所示。
对于单个板12A、12B、12C、12D,每个分支导管都能够通过打孔或通过激光加工而得到。可替选地是或另外地是,每个分支导管都能够通过联接具有相同数量通孔20C、20D、20E的两个或更多个穿孔片12C、12D、12E而得到,其中参考流入所述通孔20C、20D、20E的第一流体的流动方向A,第一穿孔片12C的孔20C的直径小于随附的穿孔片12D、12E的相应的通孔20D、20E的直径,如图21中所示。
因而,根据本发明的用于热交换器的流体分配器组件实现了先前概述的目标。
如此构思的本发明的用于热交换器的流体分配器组件在任何情况下都容易进行许多修改和变型,所有这些修改和变型都落入同一发明构思内;另外,所有细节都能够由技术上等同的元件替代。实践上,根据技术要求,所使用的材料以及形状和尺寸能够具有任何类型。
因此,本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种热交换器,所述热交换器包括具有伸长形状和柱形几何形状的壳体(102),其中,通过在所述热交换器的头部部分(126)中得到的一个或多个第一进口管(104)馈送的第一流体在所述壳体(102)内流动,并且通过至少一个第二进口管(106)馈送的第二流体在所述壳体(102)内流动,以便与所述第一流体执行热交换,并且其中所述热交换器还包括被放置在所述一个或更多第一进口管(104)处的流体分配器组件(10),所述热交换器的特征在于,所述流体分配器组件(10)设有第一穿孔板(12A),所述第一穿孔板又设有第一通孔(20A),并且所述流体分配器组件(10)设有至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D),所述第二穿孔板又设有第二通孔(20B、20C、20D),其中所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)相对于流入所述第一通孔(20A)和所述第二通孔(20B、20C、20D)的所述第一流体的流动方向(A)平行布置并且被布置在所述第一穿孔板(12A)的下游,其中在所述第一穿孔板(12A)和所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)之间布置密闭密封装置(16),并且其中所述第一穿孔板(12A)和所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)彼此间隔开,使得:所述第一穿孔板(12A)和所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)与所述密闭密封装置(16)一起包围具有预定深度的平衡腔室(14),所述预定深度是沿所述第一流体流入所述第一通孔(20A)和所述第二通孔(20B、20C、20D)的所述流动方向(A)测量得到的,各平衡腔室(14)在所述第一穿孔板(12A)的和所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)的周边边缘处封闭。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,至少有垫圈(18)介于所述头部部分(126)和所述第一穿孔板(12A)之间,所述垫圈(18)围绕并密封介于所述头部部分(126)和所述第一穿孔板(12A)之间的预先腔室(22)。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,所述热交换器包括彼此平行布置的多根管,以便形成一个或多个管束(100),其中每个管束(100)被轴向地插入所述壳体(102)中,并且其中所述第一流体在所述管束(100)内流动,并且所述第二流体在所述壳体(102)内流动,以便通过所述管束(100)的管的管壁与所述第一流体执行热交换。
4.根据权利要求3所述的热交换器,其特征在于,所述管束(100)的每根管的至少一端与布置在所述头部部分(126)下游的进口管片(128)结合,并且其中所述流体分配器组件(10)被放置于所述头部部分(126)和所述进口管片(128)之间。
5.根据权利要求3或4所述的热交换器,其特征在于,所述至少一个第二穿孔板(12B)的孔(20B)的数量等于所述管束(100)的管的数量或者为所述管束(100)的管的数量的多倍,其中所述至少一个第二穿孔板(12B)的孔(20B)被放置于所述管束(100)的相应的管的进口口部处。
6.根据权利要求1至5任一项所述的热交换器,其特征在于,所述密闭密封装置(16)由一个或多个环形间隔件(16A、16B)组成,每个环形间隔件在两个随附的穿孔板(12A、12B、12C、12D)之间布置在所述两个随附的穿孔板的周边边缘处。
7.根据权利要求6所述的热交换器,其特征在于,所述环形间隔件(16A、16B)的至少部分设有高度和长度可变的至少一个分隔壁(28),每个分隔壁(28)构造用于减小相应的所述平衡腔室(14)的容积,并且用于覆盖放置在所述分隔壁(28)下游的相应的所述穿孔板(12A、12B、12C、12D)的所述通孔(20A、20B、20C、20D)的至少部分。
8.根据权利要求1至5任一项所述的热交换器,其特征在于,所述密闭密封装置(16)由单个弹性壳体(16)组成,所述弹性壳体被构造用于围绕所述第一穿孔板(12A)的和所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)的所述周边边缘。
9.根据权利要求8所述的热交换器,其特征在于,所述弹性壳体(16)设有多个内周边凹槽(24),相应的所述穿孔板(12A、12B、12C、12D)的所述周边边缘被容纳在所述内周边凹槽内。
10.根据权利要求1至9任一项所述的热交换器,其特征在于,所述第一穿孔板(12A)的所述第一通孔(20A)相对于所述至少一个第二穿孔板(12B、12C、12D)的所述第二通孔(20B、20C、20D)交错。
11.根据权利要求1至10任一项所述的热交换器,其特征在于,一个或多个所述穿孔板(12A、12B、12C、12D)通过使两个或多个穿孔片(12C、12D、12E)重叠而获得,其中各穿孔片(12C)的通孔(20C)的数量和布局与其它穿孔片(12D、12E)的相应的通孔(20D、20E)的数量和布局相同。
12.根据权利要求11所述的热交换器,其特征在于,各穿孔片(12C)的通孔(20C)的直径与其它穿孔片(12D、12E)的相应的通孔(20D、20E)的直径相同。
13.根据权利要求11所述的热交换器,其特征在于,参照所述第一流体流入所述通孔(20C、20D、20E)的所述流动方向(A),第一穿孔片(12C)的孔(20C)的直径小于随附的一个或多个穿孔片(12D、12E)的相应的通孔(20D、20E)的直径,使得所述通孔(20C、20D、20E)形成相应的分支导管。
14.根据权利要求1至13任一项所述的热交换器,其特征在于,一个或多个穿孔板(12A、12B、12C、12D)的所述通孔(20A、20B、20C、20D)的至少部分具有锥形截面,所述锥形截面在所述第一流体流入所述通孔(20A、20B、20C、20D)的所述流动方向(A)上变宽,使得所述通孔(20A、20B、20C、20D)中的每个通孔形成相应的分支导管。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102139943B1 (ko) * 2018-11-28 2020-08-03 조선대학교산학협력단 용접식 판형 열교환기
JP2021085535A (ja) * 2019-11-25 2021-06-03 ダイキン工業株式会社 熱交換器
CN113188350A (zh) * 2020-09-07 2021-07-30 李辉 一种壳管式换热器
WO2023238233A1 (ja) * 2022-06-07 2023-12-14 三菱電機株式会社 シェルアンドチューブ式熱交換器及び冷凍サイクル装置
US20240027106A1 (en) * 2022-07-19 2024-01-25 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Absorption chiller refrigerator system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2843367A (en) * 1955-05-24 1958-07-15 Young Radiator Co Heat exchanger
US5419391A (en) * 1991-04-05 1995-05-30 Westinghouse Electric Corporation Steam generator with axial flow preheater
CN1292487A (zh) * 1999-08-23 2001-04-25 株式会社日本触媒 防止板式热交换器堵塞的方法
CN1607366A (zh) * 1999-03-12 2005-04-20 美国标准国际公司 具有两相制冷剂分配系统的降膜式蒸发器
WO2012007344A2 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Alfa Laval Corporate Ab Heat exchange device with improved system for distributing coolant fluid
CN102954628A (zh) * 2011-08-18 2013-03-06 浙江盾安人工环境股份有限公司 一种降膜式蒸发器用布液器
CN103673726A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 中国石油化工集团公司 共沸蒸馏换热器分配器
CN204006813U (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 南京冷德节能科技有限公司 一种高效干式管壳式蒸发器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001241883A (ja) * 2000-02-25 2001-09-07 Nippon Shokubai Co Ltd ガス分散板を設けた易重合性物質含有ガス用熱交換器およびその使用方法
US6868695B1 (en) 2004-04-13 2005-03-22 American Standard International Inc. Flow distributor and baffle system for a falling film evaporator
JP4798655B2 (ja) * 2005-12-21 2011-10-19 臼井国際産業株式会社 排気ガス冷却装置用多管式熱交換器
GB2526947B (en) 2011-09-26 2016-04-27 Trane Int Inc Refrigerant management in HVAC systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2843367A (en) * 1955-05-24 1958-07-15 Young Radiator Co Heat exchanger
US5419391A (en) * 1991-04-05 1995-05-30 Westinghouse Electric Corporation Steam generator with axial flow preheater
CN1607366A (zh) * 1999-03-12 2005-04-20 美国标准国际公司 具有两相制冷剂分配系统的降膜式蒸发器
CN1292487A (zh) * 1999-08-23 2001-04-25 株式会社日本触媒 防止板式热交换器堵塞的方法
WO2012007344A2 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Alfa Laval Corporate Ab Heat exchange device with improved system for distributing coolant fluid
CN102954628A (zh) * 2011-08-18 2013-03-06 浙江盾安人工环境股份有限公司 一种降膜式蒸发器用布液器
CN103673726A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 中国石油化工集团公司 共沸蒸馏换热器分配器
CN204006813U (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 南京冷德节能科技有限公司 一种高效干式管壳式蒸发器

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