CN111750570A

CN111750570A - 蒸发器及其挡板结构

Info

Publication number: CN111750570A
Application number: CN201910242657.1A
Authority: CN
Inventors: 王学东; 王雪芹; 杨丽辉
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-09
Also published as: US20200309425A1; EP3714958B1; US11287164B2; EP3714958A1

Abstract

本申请公开了一种蒸发器及其挡板结构。所述挡板结构用于阻挡气体中的液滴，其包括：本体，所述本体包括沿第一方向延伸的底部和从所述底部在交叉于所述第一方向的方向上延伸出的侧部；以及挡液区域，所述挡液区域设置于所述侧部上并且所述挡液区域内布置有穿透所述侧部的多个孔以允许气体经由所述孔通过。本申请能提供改善的挡液效率，避免带液现象。

Description

蒸发器及其挡板结构

技术领域

本申请涉及一种用于气液分离的挡板结构。本申请还涉及一种设空调设备，具体说涉及一种置有上述挡板结构的蒸发器。

背景技术

蒸发器特别是满液式蒸发器中蒸发的制冷剂气体通过气液分离器后，仍会夹带部分液滴。如果这部分液滴进入到压缩机中，会对压缩机产生危害。因此，在蒸发器的吸气口设置挡液装置例如挡板以去除气体中的液体。气体经过挡板时可以改变路径，降低流动速度，同时与挡板发生碰撞接触，液滴被附着在挡板上，并在沿挡板下行过程中聚集为大液滴，最终因重力作用落下。经过滤的气体从吸气口离开蒸发器。

现有的设备没有挡板，当制冷能力提升后，气体流速增大，带液现象随之产生，造成整个制冷系统的能力由于带液问题受限。

发明内容

本申请要解决的至少一个技术问题是提供一种挡板结构，其可以用于冷却能力较高的冷却系统中。

本申请涉及的挡板结构包括：本体，所述本体包括沿第一方向延伸的底部和从所述底部在交叉于所述第一方向的方向上延伸出的侧部；以及挡液区域，所述挡液区域设置于所述侧部上并且所述挡液区域内布置有穿透所述侧部的多个孔以允许气体经由所述孔通过。

在一些实施例中，所述底部在所述第一方向上具有相对的第一端部和第二端部，所述挡液区域还设置于所述第一端部和所述第二端部中的至少一个端部上。

在一些实施例中，所述挡液区域设置为遍布所述侧部和/第一和第二端部。在这里，“遍布”指整个侧部或端部的范围。对于侧部而言，其范围从侧部与底部的交界处延伸至侧部的边缘。当挡液结构安装到空调设备上后，所谓的侧部的边缘即侧部与空调设备连接的位置。对于端部而言，挡液区域的范围至少覆盖端部与底部的交界处以及端部终结的边缘处。在一些实施例中，所述本体具有大致呈U形的截面形状。

在一些实施例中，其中所述侧部与所述底部的夹角为90º或大于90º，并且所述底部是平面的。由此，本体可以是具有直角折弯的“U”形或倒梯形。或在另一些实施例中，所述底部构造为漏斗形。在这种情况下，侧部与底部的夹角可以是90º，也可以大于90º。

在一些实施例中，所述挡液区域的孔具有圆形、三角形、菱形或矩形形状；其中所述圆形的直径尺寸范围为19mm~25mm；所述三角形的边长尺寸范围为10mm~30mm；所述菱形和矩形的边长尺寸范围为10mm~50mm。

在一些实施例中，所述挡液区域在所述第一方向上被分成第一区段、第二区段和第三区段，其中所述第一区段和所述第三区段位于所述第二区段两侧并且所述第二区段的孔分布密度小于所述第一区段和所述第三区段各自的孔分布密度。

在一些实施例中，相邻所述孔之间的横向距离或竖向距离为15mm~45mm。

上述表示方向的术语中，“第一方向”为挡板结构的本体延伸的方向；“横向”为将挡板结构放置时的水平方向，“竖向”为垂直方向。

本申请涉及的另一方面是提供一种用于空调设备的蒸发器，其包括：壳体，所述壳体具有出口；上述所述挡板结构，所述壳体内设置所述挡板结构，从而制冷剂气体通过所述挡液区域后经由所述出口离开。

在一些实施例中，所述壳体具有圆形截面，所述挡板结构的底部到所述壳体壁的距离与所述壳体的直径尺寸之比为0.2~0.3。

挡液区域提供了改善的挡液效率。经发现使用设置有根据本申请的挡液区域的挡板，可以避免带液现象，制冷能力可以提升大约10%，并且在制冷性能上几乎没有损失。

制冷剂气体经由挡液区域通过挡板，随后经由吸气口离开设备。液滴被阻隔在挡板外。气体经由侧部通过挡板，因此在侧部上设置挡液区域有利于阻挡气体中的液滴。

本申请涉及的挡板结构可靠、简单、并且易加工，可实现良好的挡液效果。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当清楚，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当清楚，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1为本申请涉及的蒸发器的一种实施例的示意图；

图2为本申请涉及的挡板结构的一种实施例的示意图；

图3为图2中的挡板结构的截面图；

图4为本申请涉及的挡板结构具有另一种实施例的截面的示意图；

图5为本申请涉及的挡板结构具有再一种实施例的截面的示意图；

图6为本申请涉及的挡板结构的侧部的一种实施例的示意图；

图7为本申请涉及的挡板结构的侧部的另一种实施例的示意图；以及

图8为本申请涉及的蒸发器的截面示意图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

本申请涉及的挡板结构用于蒸发器。图1已示出了实施有根据本申请的挡板结构的蒸发器12。该蒸发器12具有位于顶部的出口或吸气口16，在吸气口16的下方设置有挡板结构10。从图上可以看到，制冷剂气体沿箭头方向流向吸气口，在进入吸气口16前先通过挡板结构10，使得气体中的液滴被阻挡于吸气口16外。气体可通过一次过滤步骤就能达到理想的分离效果。挡板结构10可以通过焊接或其他可想得到的方式连接到蒸发器12的壳体14上。

图2示出了挡板结构的一种实施例的结构示意图。该挡板结构包括本体22，本体22包括底部24和侧部26。底部24沿第一方向l延伸，侧部26从底部24沿交叉于第一方向l的方向延伸出。本体22在第一方向l上具有第一端部32和第二端部34，第一端部32和/或第二端部34上可以设置端板28，所述端板28位于两个侧部26之间。本体22上还设置有挡液区域42，气体经由挡液区域42通过本体22后进入到吸气口16。挡液区域42位于至少一个侧部26上。如图所示，两个侧部26上均设置有挡液区域42。挡液区域42还可以设置于端板28上，既可以同时设置于第一、第二端部的两块端板上，也可以如图2所示的设置在任意一块端板上。当然本体22上不设置端板也是可以的。

挡液区域42设置为遍布侧部26和/或端板28。在图示实施例中，挡液区域42覆盖整个侧部26，因此绝大部分的气体需通过挡液区域42逃逸出蒸发器12。挡液区域42内设置有允许气体通过并且可以截留液滴的多个孔441。这些孔441为通孔，并且具有一定的孔分布密度，使得当气体通过时，受到大面积的挡液区域42的阻拦，气流速度降低，从而有助于气体中的液滴被挡在孔外。这种设置既能降低制冷剂的流速，从而提高气液分离率，同时不影响大量的制冷剂通过，保证设备的制冷量。挡液区域的孔分布将在下文中介绍。

本体22取决于底部24和侧部26的位置关系和形状，可以有多种截面形状。基本上截面呈U形形状，底部24可以是平的、或折线的或弧形的。以折线形式的底部24为例，如图3所示，底部24构造为漏斗形，即底部24具有两个平面461、462，这两个平面461、462之间具有较大的夹角。也可以如图4和图5所示的，底部24为平面463，并且侧部26与平面463的夹角为90º，见图4；或者底部24为平面463，并且侧部26与平面463的夹角为大于90º，见图5。

挡液区域42的孔分布包括经设计的密集排布的多个孔441。这些孔可以以一定的方式排列为孔阵列充满于整个挡液区域中。孔的形状可以是各种形状，如圆形、三角形、菱形、矩形、腰形（也称为跑道形）等。孔的尺寸大小也是经设计确定。对于圆形孔，其直径尺寸在19mm~25mm的范围内；对于三角形孔，其边长尺寸在10mm~30mm的范围内；对于菱形和矩形孔，其边长尺寸在10mm~50mm的范围内；对于腰形孔，其细节尺寸可以参考上述尺寸范围。相邻孔之间的横向距离或竖向距离为15mm~45mm。在这里所谓的“横向”和“竖向”是指单独观察侧部或端部时的水平方向x和垂直方向y。如图6所示的，在该侧部26的挡液区域42内，整齐地分布有孔阵列，相邻两孔之间的横向距离和竖向距离满足上述范围。

图6示出的侧部为基于圆形孔442的孔阵列，而图7示出的侧部为基于矩形孔443的孔阵列。继续参见图6-7，侧部26上的挡液区域42进一步被分为第一区段481、第二区段482和第三区段483，每个区段内都具有一定的孔分布密度的孔阵列，并且可以看到，位于中间的第二区段482的孔分布密度小于它两边的第一区段481和第三区段483的孔分布密度，也就是说，中间区段的孔分布较稀。这取决于侧部相对于吸气口的位置。离吸气口较近的地方产生的吸力较大，因此将孔布置地较为稀疏，有利于制冷剂气体通过挡液区域。相比之下，离吸气口较远的地方可以安排较密集的孔的挡液区域，即孔之间的距离更小，既有利于制冷剂气体通过，同时平衡几个区段的气体通过量，不影响气体流动。当然，挡液区域不限于被分为三个区段，可以有更多或更少数量的区段，并且挡液区域中各区段的孔分布密度不限于上述安排，各区段的孔分布密度可以根据设计需求确定，各区段之间的孔分布密度可以是相同的，也可以是不同的。

参见图8，蒸发器12具有圆筒形状的壳体14。当挡板结构10安装在壳体14上时，挡板结构10的最低位置到壳体的垂直距离尺寸为A。壳体的直径尺寸为B。两者之比A/B为大约0.2~0.3左右。如图所示，当底部为漏斗形时，折弯处为挡板结构的最低位置，因此A/B是指从该位置到壳体的距离与壳体的直径之比。

挡板结构不限于用于蒸发器的吸气口，还可以用于其他需要气液分离的用于空调或换热等设备的吸气口/出口/逃逸口并安装在该出口的附近。由于本申请的挡板结构具有良好的挡液效果，因此制冷剂气体经挡板结构后就可直接通过吸气口离开设备。

虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims

1.一种挡板结构，所述挡板结构用于阻挡气体中的液滴，其特征是所述挡板结构包括：

本体(22)，所述本体包括沿第一方向延伸的底部(24)和从所述底部在交叉于所述第一方向的方向上延伸出的侧部(26)；以及

挡液区域(42)，所述挡液区域设置于所述侧部上并且所述挡液区域内布置有穿透所述侧部的多个孔(441)以允许气体经由所述孔通过。

2.根据权利要求1所述的挡板结构，其特征是：所述底部在所述第一方向上具有相对的第一端部(32)和第二端部(34)，所述挡液区域还设置于所述第一端部和所述第二端部中的至少一个端部上。

3.根据权利要求2所述的挡板结构，其特征是：所述挡液区域设置为遍布所述侧部和/或第一和第二端部。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的挡板结构，其特征是：所述本体具有大致呈U形的截面形状。

5.根据权利要求4所述的挡板结构，其特征是：其中所述侧部与所述底部的夹角为90º或大于90º，并且所述底部是平面的或者所述底部构造为漏斗形。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的挡板结构，其特征是：所述挡液区域的孔具有圆形、三角形、菱形或矩形形状；其中所述圆形的直径尺寸范围为19mm~25mm；所述三角形的边长尺寸范围为10mm~30mm；所述菱形和矩形的边长尺寸范围为10mm~50mm。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的挡板结构，其特征是：所述侧部上的挡液区域在第一方向上被分成第一区段(481)、第二区段(482)和第三区段(483)，其中所述第一区段和所述第三区段位于所述第二区段两侧并且所述第二区段的孔分布密度小于所述第一区段和所述第三区段各自的孔分布密度。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的挡板结构，其特征是：相邻所述孔之间的横向距离或竖向距离为15mm~45mm。

9.一种用于空调设备的蒸发器，其特征包括：

壳体(14)，所述壳体具有出口(16)；

根据权利要求1-8中任一项所述的挡板结构，所述壳体内设置所述挡板结构(10)，使得制冷剂气体通过所述挡液区域(42)后经由所述出口离开。

10.根据权利要求9所述的蒸发器，其特征是：所述壳体具有圆形截面，所述挡板结构的底部到所述壳体壁的距离与所述壳体的直径尺寸之比为0.2~0.3。