CN114459272A - 封盖组件及具有其的管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封盖组件及具有其的管壳式换热器，封盖组件用于盖设在换热器的壳体的端部，封盖组件上设置有进液通道、多个分液口和多个分液腔，多个分液口均与进液通道连通，多个分液口间隔设置，多个分液腔与多个分液口一一对应的设置，各个分液腔均用于与换热器的换热管连接。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的管壳式换热器的制冷剂管程分液的均匀性较差的技术问题。

Description

封盖组件及具有其的管壳式换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体而言，涉及一种封盖组件及具有其的管壳式换热器。

背景技术

目前，现有技术中的干式蒸发器是风冷冷水/热泵机组主要的蒸发器型式之一，干式蒸发器属于管壳式换热器。在该换热器的设计中，制冷剂走管程，水走壳程；干式蒸发器往往包括封盖、管板、壳体、管路等部件，其中换热管束胀接在管板上形成制冷剂和水侧的分隔。作为蒸发器应用，干式蒸发器换热管束进口的分液情况对换热器性能、机组运行的稳定性影响较大。

然而，由于干式蒸发器的管束较多，使得换热管进口分布在结构上往往无法做到规则布置，进而使得所对应的封盖进口分液腔体形状不规则，从而造成各个换热管进口分液的难度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种封盖组件及具有其的管壳式换热器，以解决现有技术中的管壳式换热器的制冷剂管程分液的均匀性较差的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种封盖组件，封盖组件用于盖设在换热器的壳体的端部，封盖组件上设置有进液通道、多个分液口和多个分液腔，多个分液口均与进液通道连通，多个分液口间隔设置，多个分液腔与多个分液口一一对应的设置，各个分液腔均用于与换热器的换热管连接。

进一步地，多个分液口沿进液通道的流通方向间隔设置。

进一步地，进液通道内的流通方向与分液口内的流通方向相垂直设置。

进一步地，封盖组件上还设置有出液通道，出液通道与进液通道间隔设置，出液通道内的流通方向与进液通道内的流通方向相垂直设置。

进一步地，进液通道为多个，多个进液通道间隔设置，出液通道为多个，多个出液通道间隔设置，多个进液通道与多个出液通道一一对应的设置。

进一步地，多个进液通道中至少两个进液通道呈预设夹角设置。

进一步地，封盖组件包括：盖体，进液通道和多个分液口均设置在盖体上，进液通道沿盖体的径向延伸；隔板，设置在盖体上，隔板位于盖体的靠近换热管的壳体的一侧，多个分液腔设置在隔板上。

进一步地，隔板上具有连接通道，封盖组件还包括：多个分隔板，多个分隔板沿垂直于液体流通方向上间隔设置在连接通道内，相邻两个分隔板之间形成一个分液腔。

进一步地，多个分液口包括第一分液口和第二分液口，第一分液口设置在第二分液口远离进液通道的进液口的一侧，第一分液口的流通面积大于第二分液口的流通面积。

进一步地，多个分液腔包括第一分液腔和第二分液腔，第一分液腔设置在第二分液腔远离进液通道的进液口的一侧，第一分液腔的高度小于第二分液腔的高度。

根据本发明的另一方面，提供了一种管壳式换热器，包括：壳体，壳体具有连通端；封盖组件，盖设在壳体的连通端，封盖组件为上述提供的封盖组件。

进一步地，管壳式换热器还包括：管板，设置在壳体的连通端，管板位于壳体和封盖组件之间；密封垫，设置在管板和封盖组件之间。

应用本发明的技术方案，通过在封盖组件上设置有进液通道、多个分液口和多个分液腔，使得由进液通道进入的液体经多个分液口后进入对应的各个分液腔内，从而能够在封盖组件上实现分液功能，使分液后的液体经各个分液腔进入对应的换热管内，从而提高了分液的均匀性。因此，通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的管壳式换热器的制冷剂管程分液的均匀性较差的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例提供的设置在管壳式换热器上的封盖组件的结构示意图；

图2示出了图1中的A-A向视图；

图3示出了根据本发明的实施例提供的具有两个平行且间隔设置的进液通道的封盖组件的结构示意图；

图4示出了根据本发明的实施例提供的封盖组件的进液口和进液腔处的结构示意图；

图5示出了图2中的局部放大示意图；

图6示出了根据本发明的实施例提供的具有两个沿径向延伸设置的进液通道的封盖组件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、盖体；11、进液通道；12、进液口；13、分液口；14、分液腔；20、隔板；21、分隔板；30、管板；40、壳体；50、折流板；60、换热管；70、制冷剂进口管；80、制冷剂出口管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图6所示，本发明的实施例一提供了一种封盖组件，该封盖组件用于盖设在换热器的壳体40的端部。封盖组件上设置有进液通道11、多个分液口13和多个分液腔14，多个分液口13均与进液通道11连通，多个分液口13间隔设置，多个分液腔14与多个分液口13一一对应的设置，各个分液腔14均用于与换热器的换热管60连接。

采用本实施例提供的封盖组件，在使用时，液体由进液通道11流入，由进液通道11进入的液体经多个分液口13后将进入对应的各个分液腔14内，从而能够在封盖组件上实现分液功能，使分液后的液体经各个分液腔14进入对应的换热管60内，从而提高了制冷剂管程分液的均匀性。因此，通过本实施例提供的封盖组件，能够解决现有技术中的管壳式换热器的制冷剂管程分液的均匀性较差的技术问题。

具体的，本实施例中的多个分液口13沿进液通道11的流通方向间隔设置。采用这样的结构设置，能够便于在一定程度上提高各个分液口13的进液均匀性。

在本实施例中，进液通道11内的流通方向与分液口13内的流通方向相垂直设置，以使进入进液通道11内的液体经侧部的分液口13流出。采用这样的流向布置，具体的，进液通道11内的液体的流通方向与管壳式换热器内的换热管60内的进液处的液体的流通方向垂直设置，通过使分液口13的流通方向与进液通道11内的流通方向垂直，能够使得分液口13的流通方向与换热管60的进液处的液体的流通方向一致，以便于使分液口13内的液体进入至换热管60内。同时也有利于进液通道11、分液口13以及分液腔14的位置布局，优化了结构设置。

具体的，本实施例中的封盖组件上还设置有出液通道，出液通道与进液通道11间隔设置，出液通道内的流通方向与进液通道11内的流通方向相垂直设置。由于进液通道11内的流通方向与换热管60的进液处的流通方向垂直设置，换热管60为U形管结构，这样使得出液通道与换热管60的出液处的流通方向一致，从而便于使得出液通道收集多个换热管60的出液处的液体，以便于更好地进行出液。

在本实施例中，进液通道11可以为多个，多个进液通道11间隔设置，相应的，出液通道为多个，多个出液通道间隔设置，多个进液通道11与多个出液通道一一对应的设置。

在一个实施例中，封盖组件为圆形结构，将封盖组件分为等分的四个直角扇形，进液通道11可以为两个，两个进液通道11平行间隔设置，两个进液通道11分别位于两个直角扇形内，相应的，出液通道也为两个，两个出液通道平行间隔设置，两个出液通道分别位于剩下的两个直角扇形内；采用上述结构设置，既能够优化结构布局，又能够提高设置的紧凑性，也避免了进液通道11和出液通道之间出现相互干涉的情况。具体的，在上述设置中，优选的使两个出液通道均靠近封盖组件的圆心处设置，各个出液通道的出液口位于相应的进液通道11的延伸方向上，以便于更好地提高结构布局的紧凑性。

在另一实施例中，封盖组件包括盖体10和隔板20，进液通道11和多个分液口13均设置在盖体10上，隔板20设置在盖体10上，隔板20位于盖体10的靠近换热管60的壳体40的一侧，多个分液腔14设置在隔板20上。采用上述结构设置，结构简单，便于制造实现，便于形成多个分液腔14，以更好地实现分液功能。

具体的，多个进液通道11中至少两个进液通道11呈预设夹角设置。多个进液通道11的至少两个进液通道11可以包括第一进液通道和第二进液通道，第一进液通道与第二进液通道呈预设夹角设置，采用这样的结构布局，能够增加第一进液通道的端部处的进液口和第二进液通道的端部处的进液口之间的距离，以便于在第一进液通道的端部处的进液口处和第二进液通道的端部处的进液口安装制冷剂进口管70，并且避免第一进液通道的端部处的进液口处的制冷剂进口管70和第二进液通道的端部处的进液口处的制冷剂进口管70之间因距离过近而发生相互干涉的情况，优化了整体结构布局。优选的，这里的预设夹角可以在30°至150°的范围内，避免角度过小时第一进液通道的端部处的进液口和第二进液通道的端部处的进液口的距离过近的情况，也避免角度过大时结构不够紧凑的情况。

在另一实施例中，进液通道11可以沿盖体10的径向延伸。具体的，将封盖组件可以等分为四个直角扇形，进液通道11为两个，相应的，出液通道也为两个，两个进液通道11呈预定夹角设置，具体的，可以使两个进液通道11均沿盖体10的径向延伸，两个出液通道的流通方向与换热管60的出液口处的流通方向一致。该实施例相比于平行间隔设置的进液通道11的结构而言，主要的改进点在于进液通道11的流通方向，采用上述结构设置，能够增大两个进液通道11的端部的进液口12之间的距离，以避免安装时发生相互干涉。

具体的，在隔板20上具有连接通道，封盖组件还包括多个分隔板21，多个分隔板21沿垂直于液体流通方向上间隔设置在连接通道内，相邻两个分隔板21之间形成一个分液腔14。采用这样的结构设置，能够便于形成分液腔14，且上述结构简单，便于制造实现。

在上述所有实施例中，多个分液口13包括第一分液口13和第二分液口13，第一分液口13设置在第二分液口13远离进液通道11的进液口12的一侧，第一分液口13的流通面积大于第二分液口13的流通面积。采用这样的结构设置，能够方便进液通道11内的液体更好地流向至第一分液口13内，避免液体堆积在第二分液口13处而造成多个分液口13出现分液不均匀的现象，因而能够便于提高分液均匀性。需要说明的是，这里的第一分液口13所处的位置高于第二分液口13所处的位置，多个分液口13并不限于只有第一分液口13和第二分液口13，第一分液口13和第二分液口13的表述主要用于区分不同高度位置处的分液口13。优选的，多个分液口13沿预设方向间隔设置，随着分液口13的高度逐渐增高，相应的，分液口13的分液面积也逐渐增大；也即为分液口13所处的高度越高，分液口13的分液面积越大，以便于提高分液的均匀性。

具体的，多个分液腔14包括第一分液腔14和第二分液腔14，第一分液腔14设置在第二分液腔14远离进液通道11的进液口12的一侧，第一分液腔14的高度小于第二分液腔14的高度，这里的“第一分液腔14的高度小于第二分液腔14的高度”是指“第一分液腔14的腔体高度小于第二分液腔14的腔体高度”。具体的，在各个分液腔14内均设置有多层换热管60，每一层均设置有数个换热管60，第二分液腔14更加靠近进液口12，使得第二分液腔14内的液体流量更大，第二分液腔14的腔体高度高于第一分液腔14的腔体高度，因而可以在第二分液腔14内设置的换热管60的层数大于第一分液腔14内设置的换热管60的层数，进而能够便于更好地提高分液的均匀性。需要说明的是，这里的第一分液腔14所处的位置高于第二分液腔14所处的位置，多个分液腔14并不限于只有第一分液腔14和第二分液腔14，第一分液腔14和第二分液腔14的表述主要用于区分不同高度位置处的分液腔14。优选的，多个分液腔14沿预设方向间隔设置，随着分液腔14的高度位置逐渐增高，相应的，分液腔14的腔体高度逐渐越小；也即为分液腔14所处的高度位置越高，分液腔14的腔体的高度越小，以便于更好地提高分液的均匀性。

具体的，本实施例中的分液口13为分液小孔，该分液小孔用于打散雾化进口制冷剂蒸汽，制冷剂直接进入进液通道11后从根据一定设计布置的各个分液小孔喷出，利于将制冷剂蒸汽均匀分配进各个换热管60中。其中，本实施例中的中分隔板21可以为分隔肋，分隔肋用于形成各个分隔腔，各个分隔腔分别对应不同数量及排布的换热管束，每个分液小孔对应一个分隔腔体。具体的，制冷剂流经分液小孔后在各个分隔腔体内混合均匀后进入各个换热管束。本实施例中的内置分液管路的封盖组件简单易于加工，且可以有效提升制冷剂管程分液的均匀性，同时解决孔板分液设计难度大、采用分液器焊接加工难度大等现有分液方式存在的问题。

本发明的附图中给出了制冷剂进出口附近的局部示意图，其中，进口附近包括盖体10、隔板20、管板30、制冷剂进口管70、制冷剂出口管80、分液腔14和分液小孔。盖体10上设置有分液小孔及管型流动腔体，其中，分液小孔用于打散雾化进口制冷剂蒸汽，制冷剂直接进入管型流动腔体后从根据一定设计布置的各个分液小孔喷出，利于将制冷剂蒸汽均匀分配进换热管束中。所述隔板20包括多个分隔肋，形成各个分隔腔体分别对应不同数量及排布的换热管束，每个分液小孔对应一个分隔腔体；制冷剂流经分液小孔后在各个分隔腔体内混合均匀后进入各个换热管束。

该发明主要理念在于在现有常规干式蒸发器设计结构条件下，用较少且易于实现的结构变化，利用封盖在制冷剂进口附近创造一个内插管小孔喷射分液的流道结构、并结合中间隔板20的分隔作用将各个分液小孔(或叫喷射小孔)均匀喷出的雾状制冷剂分别分配进入不同数量的管束中。

具体的，上述所有实施例中的分液小孔的大小、数量、分布距离可随意调整，以分液均匀为目的；分隔肋根据分液小孔大小、距离而布置；分隔腔对应的换热管60排可为一排或多排；根据附图所示的变形案例，该管型流道的角度不做限制，只需符合本发明所述的技术原理即可。

本发明一方面借鉴了微通道内插管小孔分液的原理，分液设计比孔板分液简单，性能易达到效果；另一方面在将分液结构与封盖组件相结合，与常规干式蒸发器相比改变量少，减少了复杂分液零部件的设计和使用，便于加工生产。

具体的，上述所有实施例中的进液通道11均与制冷剂进口管70连通，上述所有实施例中的出液通道均与制冷剂出口管80连通。

本发明的另一实施例中提供了一种管壳式换热器，该管壳式换热器包括壳体40和封盖组件，壳体40具有连通端，封盖组件盖设在壳体40的连通端，封盖组件为上述提供的封盖组件。

具体的，本实施例中的管壳式换热器还包括管板30、折流板50和密封垫，管板30设置在壳体40的连通端，管板30位于壳体40和封盖组件之间。密封垫设置在管板30和封盖组件之间，以通过密封垫进行密封，避免液体从管板30和封盖组件之间的间隙处流出。本实施例中的折流板50设置在壳体40内，以起到折流作用。

在本实施例中，在法兰与管板30之间设有密封垫片进行密封，以提高密封性能。盖体10、隔板20和管板30通过螺栓紧固，制冷剂进口管70内具有进液通道11，制冷剂出口管80内具有出液通道，制冷剂进口管70与制冷剂出口管80同封盖组件采用焊接形式，换热管束与管板30进行胀接或焊接密封。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：结构简单，便于制造实现，分液作用稳定。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种封盖组件，其特征在于，所述封盖组件用于盖设在换热器的壳体(40)的端部，所述封盖组件上设置有进液通道(11)、多个分液口(13)和多个分液腔(14)，多个所述分液口(13)均与所述进液通道(11)连通，多个所述分液口(13)间隔设置，多个所述分液腔(14)与多个所述分液口(13)一一对应的设置，各个所述分液腔(14)均用于与所述换热器的换热管(60)连接。

2.根据权利要求1所述的封盖组件，其特征在于，多个所述分液口(13)沿所述进液通道(11)的流通方向间隔设置。

3.根据权利要求1所述的封盖组件，其特征在于，所述进液通道(11)内的流通方向与所述分液口(13)内的流通方向相垂直设置。

4.根据权利要求1所述的封盖组件，其特征在于，所述封盖组件上还设置有出液通道，所述出液通道与所述进液通道(11)间隔设置，所述出液通道内的流通方向与所述进液通道(11)内的流通方向相垂直设置。

5.根据权利要求4所述的封盖组件，其特征在于，所述进液通道(11)为多个，多个所述进液通道(11)间隔设置，所述出液通道为多个，多个所述出液通道间隔设置，多个所述进液通道(11)与多个所述出液通道一一对应的设置。

6.根据权利要求5所述的封盖组件，其特征在于，多个所述进液通道(11)中至少两个所述进液通道(11)呈预设夹角设置。

7.根据权利要求1所述的封盖组件，其特征在于，所述封盖组件包括：

盖体(10)，所述进液通道(11)和多个所述分液口(13)均设置在所述盖体(10)上，所述进液通道(11)沿所述盖体(10)的径向延伸；

隔板(20)，设置在所述盖体(10)上，所述隔板(20)位于所述盖体(10)的靠近所述换热管(60)的壳体(40)的一侧，多个所述分液腔(14)设置在所述隔板(20)上。

8.根据权利要求7所述的封盖组件，其特征在于，所述隔板(20)上具有连接通道，所述封盖组件还包括：

多个分隔板(21)，多个所述分隔板(21)沿垂直于液体流通方向上间隔设置在所述连接通道内，相邻两个所述分隔板(21)之间形成一个所述分液腔(14)。

9.根据权利要求2所述的封盖组件，其特征在于，多个所述分液口(13)包括第一分液口(13)和第二分液口(13)，所述第一分液口(13)设置在所述第二分液口(13)远离所述进液通道(11)的进液口(12)的一侧，所述第一分液口(13)的流通面积大于所述第二分液口(13)的流通面积。

10.根据权利要求2所述的封盖组件，其特征在于，多个所述分液腔(14)包括第一分液腔(14)和第二分液腔(14)，所述第一分液腔(14)设置在所述第二分液腔(14)远离所述进液通道(11)的进液口(12)的一侧，所述第一分液腔(14)的高度小于所述第二分液腔(14)的高度。

11.一种管壳式换热器，其特征在于，包括：

壳体(40)，所述壳体(40)具有连通端；

封盖组件，盖设在所述壳体(40)的连通端，所述封盖组件为权利要求1至10中任一项所述的封盖组件。

12.根据权利要求11所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管壳式换热器还包括：

管板(30)，设置在所述壳体(40)的连通端，所述管板(30)位于所述壳体(40)和所述封盖组件之间；

密封垫，设置在所述管板(30)和所述封盖组件之间。

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