CN117190553A - 一种防冻装置及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防冻装置及压缩机，包括：蒸发器，蒸发器具有多个用于流通冷媒的换热管；多个换热管相间隔地设置；阻断部件，阻断部件与蒸发器连接，阻断部件具有容纳腔和与容纳腔连通的进口和出口，进口与多个换热管的出水口均相对应地设置，以使多个换热管内的流体经过容纳腔后，从出口流出；容纳腔包括供换热管内的流体流过的流通腔体和与流通腔体连通的储液腔体，储液腔体位于流通腔体的下方；测量装置，测量装置设置在流通腔体内，测量装置用于测量储液腔体内的流体的体积。本发明的防冻装置及压缩机解决了相关技术中压缩机内的管路结冰不容易被发现的技术问题。

Description

一种防冻装置及压缩机

技术领域

本发明涉及防冻技术领域，具体涉及一种防冻装置及压缩机。

背景技术

目前，行业制冰的方法有很多种，例如过冷水动态制冰法、切削法、降膜法、真空法等。其中，过冷水制冰由于其高效传热以及可实施性强等特性正逐渐在冰浆制取领域被运用。

过冷水制冰法是将零度以上的水在蒸发器内降低至零度以下。此时，水还未结冰处于非稳定状态，只是由于结冰所需的能量壁垒暂时让其维持液态。过冷水离开蒸发器后进入蓄水池经过超声波震动等激发手段使过冷水部分结冰。剩余过冷水回到蒸发器入口。

由于过冷水的特性，其容易在蒸发器内结冰，一旦结冰，则非常容易导致冻管\板，使水进入冷媒系统，损坏压缩机，带来不可估量的损失。而在管壳式换热管内，由于结冰现象有一定的随机性，冻管可能仅发生在一个或几个管子内，此时，整个系统的工况可能只有轻微的变化。当变化可被观测后管已冻裂。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种防冻装置及压缩机，以解决相关技术中压缩机内的管路结冰不容易被发现的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种防冻装置及压缩机，包括：蒸发器，蒸发器具有多个用于流通冷媒的换热管；多个换热管相间隔地设置；阻断部件，阻断部件与蒸发器连接，阻断部件具有容纳腔和与容纳腔连通的进口和出口，进口与多个换热管的出水口均相对应地设置，以使多个换热管内的流体经过容纳腔后，从出口流出；容纳腔包括供换热管内的流体流过的流通腔体和与流通腔体连通的储液腔体，储液腔体位于流通腔体的下方；测量装置，测量装置设置在流通腔体内，测量装置用于测量储液腔体内的流体的体积。

进一步地，进口为多个，多个进口与多个换热管的出液口一一对应地连通；出口为多个，多个出口与多个进口一一对应地设置。

进一步地，阻断部件包括相对设置的第一连接板和第二连接板，进口设置在第一连接板上，出口设置在第二连接板上。

进一步地，底壳与第一连接板和第二连接板均连接，底壳内具有用于容纳流体的容纳槽，容纳槽与储液腔体连通。

进一步地，容纳槽的槽底为球面结构。

进一步地，防冻装置还包括：引流室，引流室与第二连接板连接，引流室包括与进口连通的引流腔和与引流腔连通的泄流口，引流腔的侧壁用于阻挡从出口流出的流体，以使流体经过引流腔的侧壁，从泄流口流出；蓄水池，蓄水池位于泄流口的下方，以容纳从泄流口流出的流体。

进一步地，测量装置包括液位传感器，以通过液位传感器测量储液腔体内的流体液位，得到储液腔体内的流体的体积。

进一步地，防冻装置还包括排水管，排水管与储液腔体连通，以通过排水管将上述储液腔体内的流体排出储液腔体。

进一步地，换热管为圆管，进口为圆形通孔；换热管的内径小于进口的直径。

一种压缩机，包括如上所述的防冻装置。

有益效果：

1、采用本发明的防冻装置，通过流通腔体内液位上升，触发测量装置启动，使得防冻装置可以针对性地控制和避免换热管被冻裂。

2、采用本发明的防冻装置及压缩机，引流室和阻断部件形成断层阻止结冰层返回蒸发器换热管，避免发生冻管。

3、采用本发明的防冻装置及压缩机，有效避免因冻管对压缩机造成的损害。

附图说明

图1是本发明实施例采用的防冻装置的正常使用状态的剖视图；

图2是本发明实施例采用的防冻装置的阻断部件的结构示意图；

图3是本发明实施例采用的防冻装置的引流室的结构示意图；

图4是本发明实施例采用的防冻装置发生冻管的使用状态剖视图；

图5是本发明第一个实施例采用的防冻装置的第一连接板的主视图；

图6是本发明第一个实施例采用的防冻装置的第二连接板的主视图；

图7是本发明第二个实施例采用的防冻装置的第一连接板的主视图；

图8是本发明第三个实施例采用的防冻装置的第一连接板的主视图；

图9是本发明第四个实施例采用的防冻装置的第一连接板的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、蒸发器；11、换热管；2、阻断部件；21、容纳腔；22、进口；23、出口；24、储液腔体；25、第一连接板；26、第二连接板；27、底壳；271、容纳槽；28、流通腔体；3、测量装置；4、引流室；41、引流腔；411、泄流口；42、蓄水池；5、排水管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

根据本发明实施例，提供了一种防冻装置，请参阅图1至图9，包括：蒸发器1，蒸发器1具有多个用于流通冷媒的换热管11；多个换热管11相间隔地设置；阻断部件2，阻断部件2与蒸发器1连接，阻断部件2具有容纳腔21和与容纳腔21连通的进口22和出口23，进口22与多个换热管11的出水口均相对应地设置，以使多个换热管11内的流体经过容纳腔21后，从出口23流出；容纳腔21包括供换热管11内的流体流过的流通腔体28和与流通腔体28连通的储液腔体24，储液腔体24位于流通腔体28的下方；测量装置3，测量装置3设置在流通腔体28内，测量装置3用于测量储液腔体24内的流体的体积。

本实施例的防冻装置，将蒸发器1上的换热管11与阻断部件2连接，阻断部件2具有容纳腔21、进口22和出口23，进口22的数量与换热管11的数量相对应地设置。正常情况下，换热管11内的流体经过容纳腔21的流通腔体28从相应的出口23流出。当过冷水转换成冰需要在局部越过能量壁垒产生冰核，冰核逐渐长大，如果附着在换热管11壁则逐渐堵塞最后涨破换热管11，流入换热管11内的流体就会沿着流通腔体28，到达储液腔体24内，通过测量装置3测量储液腔体24内的流体体积，即可及时判断换热管11是否存在冻管的情况。该防冻装置解决了相关技术中蒸发器的管路结冰不容易被发现的技术问题。

参阅图2，在本实施例的防冻装置中，进口22为多个，多个进口22与多个换热管11的出液口一一对应地连通；出口23为多个，多个出口23与多个进口22一一对应地设置。多个进口22与多个换热管11的出液口一一对应地连通，多个进口22和多个出口23一一对应地设置，为多个换热管11提供流通通道。

参阅图2，在本实施例的防冻装置中，阻断部件2包括相对设置的第一连接板25和第二连接板26，进口22设置在第一连接板25上，出口23设置在第二连接板26上。多个进口22和多个出口23分别设置在第一连接板25和第二连接板26上，形成一排均匀分布地圆孔，加固阻断部件2的稳定性。

参阅图2，在本实施例的防冻装置中，阻断部件2包括底壳27，底壳27与第一连接板25和第二连接板26均连接，底壳27内具有用于容纳流体的容纳槽271，容纳槽271与储液腔体24连通。底壳27的一端与第一连接板25连接，底壳27的另一端与第二连接板26均连接，底壳27的容纳槽271与储液腔体24连通，容纳槽271用于容纳流体。

参阅图1和图2，在本实施例的防冻装置中，容纳槽271的槽底为球面结构，便于储存和排出储液腔体24内的流体，防止过冷水中的冰核聚集或堵塞容纳槽271。

参阅图1和图3，在本实施例的防冻装置中，防冻装置还包括：引流室4，引流室4与第二连接板26连接，引流室4包括与进口22连通的引流腔41和与引流腔41连通的泄流口411，引流腔41的侧壁用于阻挡从出口23流出的流体，以使流体经过引流腔41的侧壁，从泄流口411流出；蓄水池42，蓄水池42位于泄流口411的下方，以容纳从泄流口411流出的流体。

本实施例的防冻装置还包括引流室4，引流室4设有引流腔41，引流腔41从进口22沿着流体的流动方向，向外沿伸直至泄流口411，泄流口411的下方设有蓄水池42。引流腔41的侧壁往泄流口411方向呈向下沿伸的弧形结构，有利于引导换热管11中的流体向蓄水池中流入。

参阅图1和图2，在本实施例的防冻装置中，测量装置3包括液位传感器，以通过液位传感器测量储液腔体24内的流体液位，得到储液腔体24内的流体的体积。当储液腔体24内的流体达到指定的液位时，触发液位传感器并做出下一步动作。

具体地，液位传感器为浮球阀，防冻装置还设置有控制模块。当蒸发器1的某根换热管11出现冻管时，该管由于结冰堵塞流量逐渐减少。因此，在容纳腔21射流会逐渐偏离出口23。此时会瞬间出现大量溅射，使得容纳槽271液位迅速上升，触碰到浮球阀，开启响应系统，由控制模块自动停机将模式转成制热化冰等防止冻管的操作手段。

参阅图1和图4，在本实施例的防冻装置中，防冻装置还包括排水管5，排水管5与储液腔体24连通，以通过排水管5将储液腔体24内的流体排出储液腔体24。在阻断部件2的下方设置排水管5，换热管11的出口会出现部分射流扩散，部分射流也会流入储液腔体24内，将流入储液腔体24内的流体通过排水管5排出，便于后续检测。

参阅图1和图4，在本实施例的防冻装置中，换热管11为圆管，进口22为圆形通孔；换热管11的内径小于进口22的直径。换热管11的内径略小于进口22的直径，便于换热管11顺利进入阻断部件2的容纳腔21内。

在本实施例的压缩机中，包括如上所述的防冻装置，使用如下：

当压缩机正常运行时，换热管11出口水喷出，经过阻断部件2的容纳腔21后，又经第二连接板26的出口23流入引流室4，再从引流室4流至蓄水池42。第一连接板25的进口22与换热管11一一对应，且进口22的直径略大于换热管11的内径。换热管11的出口可增设导流管/板减少射流扩散，一定比例散射的液滴由排水管5排出。当液体进入引流室4后经壁面折流流至蓄水池42。由于蓄水池42与引流室4没有固体连接，因此蓄水池42里的冰水无法通过攀爬壁面逆流而上进入引流室4，引流室4也避免出水回流至阻断部件2的容纳腔21。

由于越过能量壁垒结冰需要分子层面的能量涨落以及一定的扰动导致，因此具有很强的随机性。根本无法预测是哪根或者哪几根管结冰。如图4所示，当蒸发器1某根管出现冻管时，该换热管11由于结冰堵塞，流量逐渐减少。因此，在阻断部件2的容纳腔21内射流会逐渐偏离出口23。大量溅射使得容纳腔21底部液位迅速上升，浮球阀响应系统，系统可停机转制热化冰模式或者其它防止冻管手段。因此，设有防冻装置的压缩机可以有效响应壳管换热管11局部冻管的发生，及时避免对压缩机造成的损伤。

防冻装置可运用在一般壳管式蒸发器上，防止在极端恶劣天气蒸发器结冰，也可用于满液式蒸发器与降膜式蒸发器等。

第一连接板25的进口22和第二连接板26的出口23，无论是数量，口径的大小、口径的形状、分布位置等等，根据蒸发器1的实际使用需求进行选择。本发明提供以下设置方式但不局限于以下设置方式。

实施例1

换热管11的出口与第一连接板25的中间位置连接，在第一连接板25的纵向对称轴上形成一条分布均匀地圆孔，此圆孔为第一连接板25的进口22(如图5所示)。相应地，第二连接板26的纵向对称轴上整齐排列一条分布均匀的圆孔，此圆孔为第二连接板26的出口(如图6所示)，也是容纳腔41内的流体向外喷射的喷射口。这样，换热管11整齐地排布在阻断部件2一侧。

实施例2

若发生冻管时，在容纳腔21内的射流有时也会跟着它邻近出口23的射流一起射出腔外，这样就很容易影响到测量结果及监测效果。为了避免这种情况发生，将第一连接板25的进口22设置成不规则排布的圆孔(如图7所示)。发生冻管时，射流射入容纳腔21内的流速明显减小，逐渐偏离第二连接板26的出口23，由于邻近的出口23是不规则排布的，致使射流喷射到第二连接板26，之后，沿着第二连接板26流入储液腔体24，当达到指定液位时触发响应系统。这样设置进口22的方式在一定程度上避免射流从其他出口23射出影响监测效果。

实施例3

有时换热管11的数量较多，但是阻断部件2使用空间有限。这时可以将进口22在第一连接板25上设置成两排，两排交错排布，充分地利用第一连接板25和第二连接板26的有效面积(如图8所示)。根据实际使用需求也可以将进口22和出口23设置为数排，以实现阻断部件2与多条换热管11的连接。

实施例4

通常情况下，流体在中间的流速和流量较大，为了适应较大流量将第一连接板25靠近中间的位置设置成较大直径的进口22，逐步向两端减小进口22的直径(如图9所示)。这样，在中间位置连接管路较粗的换热管11，在两端连接管路较细的换热管11。

进口22和相应的出口23可以是圆形、椭圆形、方形、六角形或者其他不规则形状。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种防冻装置，其特征在于，包括：

蒸发器(1)，所述蒸发器(1)具有多个用于流通冷媒的换热管(11)；多个所述换热管(11)相间隔地设置；

阻断部件(2)，所述阻断部件(2)与所述蒸发器(1)连接，所述阻断部件(2)具有容纳腔(21)和与所述容纳腔(21)连通的进口(22)和出口(23)，所述进口(22)与多个所述换热管(11)的出水口均相对应地设置，以使多个所述换热管(11)内的流体经过所述容纳腔(21)后，从所述出口(23)流出；所述容纳腔(21)包括供所述换热管(11)内的流体流过的流通腔体(28)和与所述流通腔体(28)连通的储液腔体(24)，所述储液腔体(24)位于所述流通腔体(28)的下方；

测量装置(3)，所述测量装置(3)设置在所述流通腔体(28)内，所述测量装置(3)用于测量所述储液腔体(24)内的流体的体积。

2.根据权利要求1所述的防冻装置，其特征在于，所述进口(22)为多个，多个所述进口(22)与多个所述换热管(11)的出液口一一对应地连通；所述出口(23)为多个，多个所述出口(23)与多个所述进口(22)一一对应地设置。

3.根据权利要求1所述的防冻装置，其特征在于，所述阻断部件(2)包括相对设置的第一连接板(25)和第二连接板(26)，所述进口(22)设置在所述第一连接板(25)上，所述出口(23)设置在所述第二连接板(26)上。

4.根据权利要求3所述的防冻装置，其特征在于，所述阻断部件(2)包括底壳(27)，所述底壳(27)与所述第一连接板(25)和所述第二连接板(26)均连接，所述底壳(27)内具有用于容纳流体的容纳槽(271)，所述容纳槽(271)与所述储液腔体(24)连通。

5.根据权利要求4所述的防冻装置，其特征在于，所述容纳槽(271)的槽底为球面结构。

6.根据权利要求3所述的防冻装置，其特征在于，所述防冻装置还包括：

引流室(4)，所述引流室(4)与所述第二连接板(26)连接，所述引流室(4)包括与所述进口(22)连通的引流腔(41)和与所述引流腔(41)连通的泄流口(411)，所述引流腔(41)的侧壁用于阻挡从所述出口(23)流出的流体，以使所述流体经过所述引流腔(41)的侧壁，从所述泄流口(411)流出；

蓄水池(42)，所述蓄水池(42)位于所述泄流口(411)的下方，以容纳从所述泄流口(411)流出的流体。

7.根据权利要求1所述的防冻装置，其特征在于，所述测量装置(3)包括液位传感器，以通过所述液位传感器测量所述储液腔体(24)内的流体液位，得到所述储液腔体(24)内的流体的体积。

8.根据权利要求1所述的防冻装置，其特征在于，所述防冻装置还包括排水管(5)，所述排水管(5)与所述储液腔体(24)连通，以通过所述排水管(5)将所述储液腔体(24)内的流体排出所述储液腔体(24)。

9.根据权利要求1所述的防冻装置，其特征在于，所述换热管(11)为圆管，所述进口(22)为圆形通孔；所述换热管(11)的内径小于所述进口(22)的直径。

10.一种压缩机，包括防冻装置，其特征在于，所述防冻装置为权利要求1至9中任一项所述的防冻装置。