CN115371296A - 用于冷凝器的水室结构、具有其的冷凝器及制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷凝器的水室结构,其包括:孔板,其设置在冷凝器的一端;水盖,其以密封的方式固定在所述孔板上,从而形成存水空间;以及隔板组件,用于以密封的方式将所述存水空间划分成进水室和出水室,其包括:第一隔板,所述第一隔板的顶部和侧壁固定在水盖的内壁上;以及第二隔板,所述第二隔板的顶部与所述第一隔板的底部固定连接,第二隔板的底部固定在孔板上,第二隔板的侧壁以密封的方式与所述水盖的内壁连接。本发明还提出了一种设置有该水室结构的冷凝器,以及配置有该冷凝器的制冷系统。本发明的用于冷凝器的水室结构在保证密封性的前提下,既可以提高整体强度又可以减轻重量。

Description

用于冷凝器的水室结构、具有其的冷凝器及制冷系统
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域,尤其涉及一种用于冷凝器的水室结构,还涉及一种设置有该用于冷凝器的水室结构的冷凝器以及配置有该冷凝器的制冷系统。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、蒸发器和再沸器等,应用广泛。本领域技术人员已知晓,冷凝器亦属于换热设备中的一种。在由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等基本部件组成的制冷系统中,制冷剂在系统中不断地循环流动,通过自身的相变与外界进行热量交换。压缩机把工质由低温低压气体压缩成高温高压气体,再经过冷凝器冷凝成中温高压的液体。
目前水冷暖通设备用的壳管式冷凝器,采用的是水与冷媒之间的热交换。在图1所示的用于热交换的冷凝器壳管中,壳体内部是冷媒,而换热管中水流通过(“走水”)。从图1清楚可见,冷凝器1的端部设置有用于循环水的水室结构10。如图2所示,该水室结构10由孔板11、水盖12以及单独的隔板13等部件组成,所述隔板13被焊接在水室结构10的水盖12内壁和孔板11处,以便将水室结构10分隔成进水室14和出水室15。为了提高所述隔板13的刚性并且避免其弯曲变形,在所述隔板13中间部位处会安装加强板16,所述加强板16垂直于所述隔板13定位。然而,这种水室结构10不仅容易使隔板13与孔板11之间密封的失效,而且会产生较大的水流阻力。因此,水盖12与孔板11的厚度无法减薄,并且所述水室结构10的整体质量较重。
因此,亟待寻找一种在保证密封性的同时既能提高整体强度又能减轻重量的用于冷凝器的水室结构。
发明内容
有鉴于此,根据本发明的第一方面,它提供了一种用于冷凝器的水室结构,从而有效地解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。在根据本发明的用于冷凝器的水室结构中,所述水室结构包括:
孔板,其设置在所述冷凝器的一端;
水盖,其以密封的方式固定在所述孔板上,从而形成存水空间;以及
隔板组件,用于以密封的方式将所述存水空间划分成进水室和出水室,所述隔板组件包括:
第一隔板,所述第一隔板的顶部和侧壁固定在所述水盖的内壁上;以及
第二隔板,所述第二隔板的顶部与所述第一隔板的底部固定连接,其中,所述第二隔板的底部固定在所述孔板上,所述第二隔板的侧壁以密封的方式与所述水盖的内壁连接。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的再一个实施方式中,所述第一隔板设置有朝向所述进水室伸出的凸部。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的又一个实施方式中,所述第一隔板设置有朝向所述出水室伸出的凸部。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的再一个实施方式中,所述第一隔板和所述第二隔板相互平行设置。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的另一个实施方式中,所述第一隔板的顶部和侧壁通过焊接的方式固定在所述水盖的内壁上。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的再一个实施方式中,所述第二隔板的底部通过焊接的方式固定在所述孔板上,所述第二隔板的顶部与所述第一隔板的底部通过螺栓固定。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的另一个实施方式中,所述第一隔板和所述第二隔板的材料相同。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的又一个实施方式中,所述第一隔板和所述第二隔板都由钢制成。
在根据本发明的用于冷凝器的水室结构的再一个实施方式中,所述水盖在所述进水室的一侧设置有进水口,并且在所述出水室的一侧设置有出水口。
另外,根据本发明的第二方面,它也提供了一种冷凝器,所述冷凝器设置有上述的用于冷凝器的水室结构。
此外,根据本发明的第三方面,它也提供了一种制冷系统,所述制冷系统包括上述的冷凝器。
可以了解,本发明的用于冷凝器的水室结构在保证密封性的前提下,能够提高整体强度,使得水室结构的变形得到约束,并且有利于使水盖和/或孔板的壁厚减薄,以便降低水室结构的整体重量。此外,该水室结构还可以使水流分布更加均匀,从而提高换热效率。
附图说明
以下将结合附图和实施例,对本发明的技术方案作进一步的详细描述,其中:
图1示出了现有技术的冷凝器的立体结构示意图;
图2示出了现有技术的用于冷凝器的水室结构的局部立体结构示意图;以及
图3示出了本发明的用于冷凝器的水室结构的实施例的局部立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的若干个实施例。需要说明的是,在本说明书中提到或可能提到的上、下、左、右、前、后、内侧、外侧、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
如图3所示,它在总体上示意性地图示出了本发明的用于冷凝器的水室结构的一个实施例的结构。在图3中清楚地可见,所述用于冷凝器的水室结构100由孔板110、水盖120以及隔板组件130等部件组成,其中,所述孔板110设置在所述冷凝器的一端,并且所述水盖120以密封的方式固定在所述孔板110上,从而形成存水空间。所述隔板组件130的主要作用是以密封的方式将所述存水空间划分成进水室140和出水室150。具体而言,所述隔板组件130包括第一隔板131和第二隔板132,其中,所述第一隔板131的顶部和侧壁固定在所述水盖120的内壁上;并且所述第二隔板132位于所述第一隔板131下方,其中,所述第二隔板132的底部固定在所述孔板110上,所述第二隔板132的侧壁以密封的方式与所述水盖120的内壁连接,例如所述第二隔板132的侧壁可以与所述水盖120的内壁紧密贴合或者借助于橡胶垫(未示出)与所述水盖120的内壁紧密相连。所述第二隔板132的顶部例如通过螺栓与所述第一隔板131的底部固定连接。在所述隔板组件130中,螺栓的数量和位置可以根据实际需求进行设计,只要能保证所述第一隔板131和所述第二隔板132之间连接的密封性即可。
可以理解的是,上述实施例中的水室结构能够在保证密封性的同时提高水室结构的整体性。相比于现有技术,此种水室结构可采用壁厚更薄的水盖和/或孔板,从而有利于减轻水室结构的重量,进而减轻冷凝器的整体重量。在另一方面,该水室结构可以使水流分布均匀,使得换热性能大幅提高。
在本发明优选的实施例中,所述第一隔板131设置有朝向所述进水室140伸出的凸部133,即所述第一隔板131在所述出水室150存在凹入部分,以便于获得较高的结构刚度。要指出的是,所述凹部133的截面形状可以设计成规则的形状,例如弧形、圆形、椭圆形或方形等形状,或者可以设计成非规则的形状,例如异形形状。采用上述凹部可以有效改变水流的流动方向,使得进入存水空间的水流分布得更均匀,从而减少压力损失。作为一个备选实施例,所述第一隔板131的凸部也可以设置为朝向所述出水室150伸出,即所述第一隔板131在所述进水室140存在凹入部分。
本领域技术人员可以理解的是,所述第一隔板131和所述第二隔板132可以布置成相互平行的(参考图3),从而有利于操作人员进行装配。
另外,为了保证进水室140和出水室150的密封性,所述第一隔板131的顶部和侧壁可以通过焊接的方式固定在所述水盖120的内壁上。此外,所述第二隔板132的底部可以通过焊接的方式固定在所述孔板110上。需要说明的是,所述隔板组件130通过焊接的方式组装在水室结构100内,从而使得水室结构100的整体性增强,进而使水室结构100的变形进一步得到约束。
作为举例,所述水盖120在所述进水室140的一侧设置有进水口121,并且在所述出水室150的一侧设置有出水口122,如图3所示的那样。
综上所述,本发明的用于冷凝器的水室结构相比于现有技术可以在同一压差下获得更好的密封性。此外,由于隔板组件的整体性加强,使得水室结构的约束加强,因而可以采用更薄的水盖和/或孔板,从而降低水室结构的整体重量。
另外,本发明提供了设置有上述用于冷凝器的水室结构的冷凝器。由于在所述冷凝器内部设置了所述水室结构,所述冷凝器内部的水流流动更均匀。经工程模拟软件CFD(Computational Fluid Dynamics)验证,该水室结构可以使总压降减少,并且使换热管道之间的流速均匀性提高,因而获得更好的换热性能。
此外,本发明还提供了配置有上述冷凝器的制冷系统,所述制冷系统包括由管路连接的冷却塔、冷水机组和泵送装置等,其中,所述冷水机组由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器等部件组成。正如前面所指出的那样,设置有上述水室结构的冷凝器有利于提高换热性能,因此在此建议将上述冷凝器推广到各类制冷系统中。
以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的用于冷凝器的水室结构、设置有该用于冷凝器的水室结构的冷凝器以及配置有该冷凝器的制冷系统,这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用,而非对本发明的限制,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。例如,出于便于制造的目的,所述第一隔板131和所述第二隔板132可以采用相同的材料,譬如,所述第一隔板131和所述第二隔板132都可以由高强度的钢或其他材料制成。因此,所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种用于冷凝器的水室结构,所述水室结构包括:
孔板,其设置在所述冷凝器的一端;
水盖,其以密封的方式固定在所述孔板上,从而形成存水空间;以及
隔板组件,用于以密封的方式将所述存水空间划分成进水室和出水室,其特征在于,所述隔板组件包括:
第一隔板,所述第一隔板的顶部和侧壁固定在所述水盖的内壁上;以及
第二隔板,所述第二隔板的顶部与所述第一隔板的底部固定连接,所述第二隔板的底部固定在所述孔板上,所述第二隔板的侧壁以密封的方式与所述水盖的内壁连接。
2.根据权利要求1所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板设置有朝向所述进水室伸出的凸部。
3.根据权利要求1所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板设置有朝向所述出水室伸出的凸部。
4.根据权利要求2或3所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板和所述第二隔板相互平行设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板的顶部和侧壁通过焊接的方式固定在所述水盖的内壁上。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的水室结构,其特征在于,所述第二隔板的底部通过焊接的方式固定在所述孔板上,所述第二隔板的顶部与所述第一隔板的底部通过螺栓固定。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板和所述第二隔板的材料相同。
8.根据权利要求7所述的水室结构,其特征在于,所述第一隔板和所述第二隔板都由钢制成。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的水室结构,其特征在于,所述水盖在所述进水室的一侧设置有进水口,并且在所述出水室的一侧设置有出水口。
10.一种冷凝器,其特征在于,所述冷凝器设置有根据权利要求1-9中任一项所述的用于冷凝器的水室结构。
11.一种制冷系统,其特征在于,所述制冷系统包括根据权利要求10所述的冷凝器。
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