CN114396743A - 一种降膜式换热器的液体分布器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降膜式换热器的液体分布器，包括分布箱，分布箱内从上至下设有多级缓冲器、分布板、若干布膜器及换热管，多级缓冲器上方设有进液口，多级缓冲器用于将流入的冷媒进行流量水平分布，分布板平置在分布箱内且其上均布若干分布孔，其用于承接多级缓冲器流落的冷媒并向下导流，若干布膜器呈水平设置在分布孔下方，其上开设有用于承接冷媒的液槽，冷媒进入液槽并从布膜器的边缘向下溢流，且呈液膜状下落至换热管的外表面，换热管的下方设置出液口。本发明属于降膜式换热器领域，与现有技术相比的优点在于：可提高液膜均布作用、提高降温效果。

Description

一种降膜式换热器的液体分布器

技术领域

本发明涉及降膜式换热器领域，具体是指一种降膜式换热器的液体分布器。

背景技术

空调降膜式换热器是利用冷媒的蒸发进行降温，主要利用将液相变为气相这一相变过程进行制冷。对此，冷媒需要喷淋或流经换热管，由换热管表面进行蒸发降温。

因此对于降膜式换热器来说，冷媒流量分配性能对换热系统影响很大，如果分配不均，可能会导致管壁出现分布不均或者干壁现象，因此保证均布器的均布性能十分关键。并且制冷剂在降膜蒸发过程当中会源源不断变为蒸汽，受到浮力作用的蒸汽可能会向上流动，上浮的蒸汽会影响液膜的分配效果。制冷剂中混入的润滑油会不利于的液膜换热。

专利公开号：CN104307192B，专利名：均匀溢流式液体分布器，提出了一种液体分布器，其包括：法兰、进料管、水平支管、喷淋管、折板式溢流槽、连接槽道和布液齿。这项专利方案是利用了布液齿将液体以液珠的形式进行滴落，从而溅落在换热管上进行布膜。不过，发明人发现，采用液滴或液流的形式将冷媒冲入换热管表面的这种降膜形式在换热管表面成膜效果不佳，因此还是会导致换热效果较差。发明人经实验认为，将冷媒以保持液面张力的液膜状态下落至换热管表面上时，会增大液膜扩散面积，从而实现高效的换热。而且，上述专利方案中对于进料管的布置也存在问题，冷媒从进料管中进入时，会不可避免的导致，靠近于进料管的喷淋管中冷媒流量大，而远离处则流量小，因此也会造成一定的分配不均。

因此发明人提出一种液体分布器来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种可提高液膜均布作用、提高降温效果的降膜式换热器的液体分布器。

本设计提出一种降膜式换热器的液体分布器，包括分布箱，所述分布箱内从上至下设有多级缓冲器、分布板、若干布膜器及换热管，所述多级缓冲器上方设有进液口，所述多级缓冲器用于将流入的冷媒进行流量水平分布，所述分布板平置在所述分布箱内且其上均布若干分布孔，其用于承接所述多级缓冲器流落的冷媒并向下导流，若干所述布膜器呈水平设置在分布孔下方，其上均开设有用于承接冷媒的液槽，所述换热管与所述布膜器平行设置，冷媒进入液槽并从布膜器的边缘向下溢流，且呈液膜状下落至顶排所述换热管的脊部顶点，所述换热管的下方设置出液口。

进一步地，所述多级缓冲器包括若干水平设置的缓冲层，每层缓冲层均包括至少一个缓冲板，所述缓冲板为凸面向上的半圆形或半椭圆形板。

进一步地，位于下一相邻层的缓冲板数量为上一层的2倍，且位于上一层级的缓冲板将经过的冷媒从脊部的两侧导流至下一层级的缓冲板的脊部。

进一步地，冷媒经过处于最下级的缓冲板流落或滴落至所述分布板不设有分布孔的部位，使冷媒水平流入分布孔中。

进一步地，所述液槽为直线槽状，所述布膜器在液槽的边缘处设有向下弯折的导流折边。

进一步地，所述导流折边包括垂直设置的垂直部及将所述垂直部与所述液槽连接的弯折部，其中所述垂直部上间隔开设有若干矩形导流口。

进一步地，所述布膜器的底端与最上层换热管的顶部距离为5-10mm。

进一步地，还包括若干挡液板，所述挡液板均设置在所述分布箱体的内壁上，且呈倾斜设置，所述挡液板上开设有若干排气小孔，且位于最上层的挡液板上的排气小孔通过排气口与外界连通。

进一步地，所述分布板的左右两侧均开设有上下贯通的排气槽，所述排气槽下方设有挡液板，所述排气槽的侧面设有防止冷媒流入排气槽的分隔板。

进一步地，还包括溢流管，所述溢流管连通设置在所述分布箱体的下部，其末端连通设有油分离器，所述油分离器的通过回油管连通回油器、通过分离管连通出液口。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：

1.本方案通过多层半圆形或半椭圆形板堆叠的结构实现冷媒的流量缓冲及平均分布，并采用分布板将冷媒逐渐滴入布膜器中，由于液面张力的作用和重复性设置的矩形导流口，液膜会沿布膜器轴线方向呈现瀑布状溢流而出，因此液面均匀且分布效果好，使装置的降温效果优良；

2.蒸汽中的小液体颗粒可通过挡液板凝聚并滑落，并且蒸汽的上浮通道可以及时排出蒸汽，且不会影响液膜的分配；

3.润滑油可通过油分离器分离，冷媒则会通过出液口进一步地循环，保证持续运行过程中液膜换热的稳定性。

附图说明

图1是本发明一种降膜式换热器的液体分布器的主视结构示意图。

图2是本发明一种降膜式换热器的液体分布器的左视结构示意图。

图3是本发明一种降膜式换热器的液体分布器的立体结构示意图。

图4是本发明一种降膜式换热器的液体分布器的分布板立体示意图。

图5是本发明一种降膜式换热器的液体分布器的布膜器局部放大示意图。

如图所示：1、分布箱，2、多级缓冲器，3、分布板，4、布膜器，5、换热管，6、分布孔，7、液槽，8、出液口，9、进液口，10、缓冲板，11、矩形导流口，12、挡液板，13、排气小孔，14、排气口，15、排气槽，16、分隔板，17、分离管，18、溢流管，19、油分离器，20、回油管，21、降膜式加热管，22、满液式加热管，23、导流折边，24、垂直部，25、弯折部。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1，见图1-5所示：

本实施例提出一种降膜式换热器的液体分布器，包括分布箱1，所述分布箱1内从上至下设有多级缓冲器2、分布板3、若干布膜器4及换热管5。

其中，分布箱1体作为产生相变反应的外壳，因此在其顶部设置一个进液口9、底部设置出液口8，而且为了排气和回收润滑油的需要，在顶部设置两个出气口、下部设置一根溢流管18。

所述多级缓冲器2位于进液口9的下方，对于多级缓冲器2来说，其主要目的是将从进液口9流入的冷媒进行流量水平分布，从而达到缓冲和分配的目的。发明人为了能够避免进液口9直通位置处流量偏大，提高冷媒均匀分配效果，因此提出一种多层级堆叠的形式来进行导流。具体的，所述多级缓冲器2包括三层水平设置的缓冲层。每层缓冲层均包括至少一个缓冲板10，所述缓冲板10为凸面向上的半圆形或半椭圆形板。本实施例中，采用了半圆形截面的槽形板来进行分流，在某些实施例中也可以采用半椭圆形截面的槽形板，只需要保证液体从缓冲板10的底边下落时，缓冲板10的末端切线是竖直的，从而保证液流的垂直下落。其中第一层缓冲层设有一个缓冲板10，缓冲板10的脊部位于进液口9的中央。而往下每一层级所含有的缓冲板10的数量是上一层级的2倍，即第二层2个、第三层4个。可以结合附图看出，下一层级的缓冲板10是以上一层级缓冲板10的中轴线为对称轴对称设置的，因此位于上一层级的缓冲板10将经过的冷媒从脊部的两侧导流至下一层级的缓冲板10的脊部。这就让高流量冷媒在对缓冲板10进行冲击过程中，可以被持续缓冲和向两侧分布，从而方便分布板3的分布。

对于分布板3来说，所述分布板3平置在所述分布箱1内且其上均布若干分布孔6。具体的，为了配合上述多级缓冲器2的缓冲分布，分布孔6呈4排并列的布置，每排设置若干个分布孔6。并且使4排分布孔6的圆心连线分别与4个最下侧的缓冲板10的脊线上下对齐平行，那么就可以使冷媒经过处于最下级的缓冲板10流落或滴落至所述分布板3不设有分布孔6的部位，使冷媒水平流入分布孔6中。这样能够一进步地确保分液效果，且保证了冷媒从进液口9滴落时不会产生过大的飞溅。

所述布膜器4设置有4个，每个布膜器4中均设有一个直线状的液槽7，在本实施例中采用了半圆形槽体结构，实际不特殊限定槽体的截面形状，也可采用V型槽。4个液槽7对应4排分布孔6设置，因此每个布膜器4承载一排分布孔6中的冷媒。

冷媒进入液槽7并从布膜器4的边缘向下溢流，因此会呈现瀑布状的液膜形态。而发明人也发现布膜宽度较大的液膜流下时会由于表面张力的作用出现较为明显的收缩现象，因此为了控制液膜的流向和形态，所述布膜器4在液槽7的边缘处设有向下弯折的导流折边23。导流折边23包括垂直设置的垂直部24及将所述垂直部24与所述液槽7连接的弯折部25，其中所述垂直部24上间隔开设有若干矩形导流口11。导流折边23的垂直部24可以保证液流呈垂直下落，使液膜垂直降落到换热管5的脊线处从而均匀布膜。

设置多个矩形导流口11来进行导流，可以降低上述收缩现象的影响。其中，导流口的深度为2mm、宽度在5-10mm。

本方案中选用的所述换热管5采用了通常空调设备所采用的横置管道的形式，其包括降膜式加热管21和满液式加热管22，并且对应附图设置分离的两部分。其中上部分的降膜式加热管21的最顶部管道距布膜器4的底端距离为5-10mm，下部分的满液式加热管22会浸泡在从上流下并聚集的冷媒中。为了能使溢流处的液膜与处于最上层的降膜式加热管21进行充分布膜，本实施例中采用了布膜器4左右两侧溢流并呈液膜状垂落的形式，保证了液膜均匀稳定覆盖顶层的加热管5管身。

为了应对蒸汽对于液膜分布的影响，在本方案中还设置4个挡液板12，所述挡液板12均设置在所述分布箱1体的内壁上，且呈倾斜设置。所述挡液板12上开设有若干排气小孔13。其中设置在上层的挡液板12的排气小孔13通过排气口14与外界连通，气体可以直接排出。而下层的挡液板12需要对大量富含液滴的蒸汽进行导流和回收液滴，因此设置在分布板3的左右两侧。为此所述分布板3的左右两侧均开设有上下贯通的排气槽15，所述排气槽15的侧面设有防止冷媒流入排气槽15的分隔板16。蒸汽接触挡液板12过程中，其中的液滴会凝聚在挡液板12表面并最终下落，而气体可从分布板3、多级缓冲器2的两侧排出。

为了回收冷媒中常出现的润滑油，在所述溢流管18的末端连通设置油分离器19，所述油分离器19的通过回油管20连通回油器、通过分离管17连通出液口8。油分离器19的工作原理为现有技术，在此不再赘述。

具体使用过程中，冷媒液体从进液口9流入，经过多级缓冲器2分布后，可以起到减少中间液膜流量分布过高的情况。之后液体流入分布板3，液体通过分布孔6流入到布膜器4，各列半圆形槽型布膜器4。当液体充满半圆形槽型布膜器4后，将会顺着两侧壁面溢流而下，并落在降膜式加热管21上。冷媒在降膜式加热管21上蒸发，未蒸发的冷媒流入到换热管5下部，并继续在满液式加热管22换热蒸发，这样可以充分利用制冷剂的冷量，提高了换热管5的制冷效率。最终，剩余制冷剂从出液口8流出。为防止气体对液膜分布的影响，产生的制冷剂蒸汽经过排气小孔13和排气槽15进入上方腔体，并通过上层挡液板12的排气小孔13，最终经排气口14排出。在换热管5下部还设置了溢流管18，当制冷剂液体高度超过溢流管18时，将会流入到油分离器19，分离出来的润滑油将会通过回油管20返回到制冷系统的回油器当中。分离出来的制冷剂通过回液管重新汇合到出液口8中。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：包括分布箱(1)，所述分布箱(1)内从上至下设有多级缓冲器(2)、分布板(3)、若干布膜器(4)及若干换热管(5)，所述多级缓冲器(2)上方设有进液口(9)，所述多级缓冲器(2)用于将流入的冷媒进行流量水平分布，所述分布板(3)平置在所述分布箱(1)内且其上均布若干分布孔(6)，其用于承接所述多级缓冲器(2)流落的冷媒并向下导流，若干所述布膜器(4)呈水平设置在分布孔(6)下方，其上均开设有用于承接冷媒的液槽(7)，所述换热管(5)与所述布膜器平行设置，冷媒进入液槽(7)并从布膜器(4)的边缘向下溢流，且呈液膜状下落至顶排所述换热管(5)的脊部顶点，所述换热管(5)的下方设置出液口(8)。

2.根据权利要求1所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：所述多级缓冲器(2)包括若干水平设置的缓冲层，每层缓冲层均包括至少一个缓冲板(10)，所述缓冲板(10)为凸面向上的半圆形或半椭圆形板。

3.根据权利要求2所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：位于下一相邻层的缓冲板(10)数量为上一层的2倍，且位于上一层级的缓冲板(10)将经过的冷媒从脊部的两侧导流至下一层级的缓冲板(10)的脊部。

4.根据权利要求3所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：冷媒经过处于最下级的缓冲板(10)流落或滴落至所述分布板(3)不设有分布孔(6)的部位，使冷媒水平流入分布孔(6)中。

5.根据权利要求1所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：所述液槽(7)为直线槽状，所述布膜器(4)在液槽(7)的边缘处设有向下弯折的导流折边(23)。

6.根据权利要求5所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：所述导流折边(23)包括垂直设置的垂直部(24)及将所述垂直部(24)与所述液槽(7)连接的弯折部(25)，其中所述垂直部(24)上间隔开设有若干矩形导流口(11)。

7.根据权利要求6所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：所述布膜器(4)的底端与最上层换热管(5)的顶部距离为5-10mm。

8.根据权利要求1所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：还包括若干挡液板(12)，所述挡液板(12)均设置在所述分布箱(1)体的内壁上，且呈倾斜设置，所述挡液板(12)上开设有若干排气小孔(13)，且位于最上层的挡液板(12)上的排气小孔(13)通过排气口(14)与外界连通。

9.根据权利要求8所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：所述分布板(3)的左右两侧均开设有上下贯通的排气槽(15)，所述排气槽(15)下方设有挡液板(12)，所述排气槽(15)的侧面设有防止冷媒流入排气槽(15)的分隔板(16)。

10.根据权利要求1所述的一种降膜式换热器的液体分布器，其特征在于：还包括溢流管(18)，所述溢流管(18)连通设置在所述分布箱(1)体的下部，其末端连通设有油分离器(19)，所述油分离器(19)的通过回油管(20)连通回油器、通过分离管(17)连通出液口(8)。

Images