CN117387254B - 一种蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种蒸发器，属于干式蒸发器技术领域。包括蒸发器壳体，管板，隔板，换热管组，端盖，端盖上设有气液分离管和制冷剂导出管，气液分离管上设有制冷剂导入管，端盖内设有隔板，隔板与端盖围成液态制冷剂分配腔，液态制冷剂分配腔内设置有气态制冷剂分配管，气态制冷剂分配管的一侧设有气态制冷剂导流管，另一侧设置有喷射管，隔板上设有喷射孔。本申请通过气液分离管将液态和气态的制冷剂分离，气态制冷剂依次经气态制冷剂导流管、气态制冷剂分配管、喷射管后高速喷出，高速气流形成低压区，液态制冷剂混入低压区，被撕裂呈雾状后同气态制冷剂被喷出，进而将制冷剂均匀的分配至换热管中，有效提高换热器的换热效率。
Description
技术领域
本申请属于干式蒸发器技术领域，具体的说，涉及一种蒸发器。
背景技术
蒸发器是制冷系统中的关键部件，干式蒸发器是蒸发器的一种常用类型。干式蒸发器内设置有多根换热管，其中制冷剂在换热管内流动，水在换热管外侧流动，并通过使用弓形的上折流板及下折流板的结构，调整水的路径，从而换热管内的制冷剂与换热管外的水能够在蒸发器壳体内进行热交换，在热交换的过程中，换热管内的制冷剂吸收换热管外侧的水的热量而蒸发，从而实现蒸发器的换热功能。
制冷剂导入蒸发器时，为气液混合状态，其中大约有百分之二十的制冷剂呈气态，其余的百分之八十呈液态，导入制冷剂后，液态制冷剂大多分配至处于下方换热管中，处于上方的换热管只能分配到较少的液态制冷剂，制冷剂不能均匀的分配至各根换热管中，导致处于下方的换热管温度过低，换热管容易冻裂，而处于上方的换热管内制冷剂不足，不能很好的与换热管外的热水进行热交换，进而降低了换热器的换热效率。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种蒸发器。旨在解决制冷剂分配不均匀导致的冷凝管被冻裂、换热器换热效率较低的技术问题。
为达到上述目的，在本申请的一个方案中，提供了
一种蒸发器，包括
蒸发器壳体；
管板，所述管板设置于所述蒸发器壳体的一端；
换热管组，所述换热管组包括数根换热管，所述换热管组设置在所述蒸发器壳体内，每根所述换热管沿所述蒸发器壳体的长度方向延伸并具有穿过所述管板的换热管入口；
端盖，所述端盖盖设在所述蒸发器壳体与所述管板同侧的一端，所述端盖上设有气液分离管和制冷剂导出管，所述气液分离管远离所述端盖的一端的外侧壁上设有制冷剂导入管，且制冷剂导入管与所述气液分离管的内侧壁倾斜设置；
其中，端盖内设有与所述管板相对的隔板，所述隔板与所述端盖围成液态制冷剂分配腔，液态制冷剂分配腔内设置有气态制冷剂分配管，所述气态制冷剂分配管靠近所述气液分离管的一侧设有气态制冷剂导流管，所述气态制冷剂导流管的自由端延伸至所述气液分离管的出口，并与所述出口同心设置；所述气态制冷剂分配管的另一侧设置有喷射管，所述隔板上设有与所述喷射管一一对应的喷射孔。
在一个方案中，所述制冷剂导入管沿所述气液分离管长度方向上的投影与所述气液分离管沿其长度方向上的投影相切。
在一个方案中，所述制冷剂导入管在一竖直平面上的投影，与所述气液分离管在一竖直平面上的投影之间的夹角为30度-60度。
在一个方案中，所述气液分离管的内侧壁上构造有螺旋状的导流板，且导流板的旋转方向与制冷剂的导入方向相同。
在一个方案中，所述喷射管至少设置有两根，沿竖直方向均匀间隔设置。
在一个方案中，所述喷射管的内孔呈圆锥形，向靠近所述隔板的一端逐渐缩小。
在一个方案中，所述喷射管的出口内径小于所述喷射孔的内径。
在一个方案中，所述蒸发器壳体上设有载冷剂进水口和载冷剂出水口，所述载冷剂进水口内设有分流管，所述蒸发器壳体内构造有加速流道，所述加速流道的进水端与所述分流管和所述载冷剂进水口之间的空腔相连通，所述加速流道的出水端位于所述管板的侧方。
在一个方案中，所述加速流道的出水端环绕所述管板均匀间隔设置。
本申请的有益效果：
本申请通过气液分离管将液态和气态的制冷剂分离，气态制冷剂依次经气态制冷剂导流管、气态制冷剂分配管、喷射管后高速喷出，高速气流形成低压区，液态制冷剂混入低压区，被撕裂呈雾状后同气态制冷剂被喷出，进而将制冷剂均匀的分配至换热管中，有效提高换热器的换热效率，有效避免位于下方的换热管因温度过低导致的冻裂问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例中蒸发器的结构示意图；
图2是本申请一实施例中气液分离管、气态制冷剂分配管、喷射管及气态制冷剂导流管的装配示意图；
图3是本申请一实施例中制冷剂导入管和气液分离管的装配示意图；
图4是本申请一实施例中分流管与载冷剂进水口装配示意图；
图5是本申请一实施例中加速流道出口位置示意图；
图中，1、蒸发器壳体；2、管板；3、换热管；4、端盖；5、气液分离管；6、制冷剂导出管；7、制冷剂导入管；8、隔板；9、液态制冷剂分配腔；10、气态制冷剂分配管；11、加速流道；12、喷射管；13、喷射孔；14、导流板；15、载冷剂进水口；16、载冷剂出水口；17、气态制冷剂导流管；18、分流管。
具体实施方式
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述仅为本申请的可选的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
请参阅图1-图5，在本申请的一些实施例中，提供了一种蒸发器，包括蒸发器壳体1，管板2，端盖4，壳体具有长度；所述管板2设置于所述蒸发器壳体1的一端；换热管组，所述换热管组包括数根换热管3，所述换热管组设置在所述蒸发器壳体1内，每根所述换热管3沿所述蒸发器壳体1的长度方向延伸并具有穿过所述管板2的换热管入口，在本实施例中，所述换热管3呈U形，换热管3的两端分别与管板2的上下两侧相连通。
所述端盖4盖设在所述蒸发器壳体1与所述管板2同侧的一端，在本实施例中，端盖4内还设置有挡板，挡板将端盖4与管板2围成的空腔分成制冷剂导入腔和制冷剂导出腔，从而使制冷剂只能从制冷剂导入腔导入换热管3，制冷剂从换热管3的另外一端导出至制冷剂导出腔。
所述端盖4上设有气液分离管5和制冷剂导出管6，气液分离管5与制冷剂导入腔相连通，制冷剂导出管6与制冷剂导出腔相连通。所述气液分离管5远离所述端盖4的一端的外侧壁上设有制冷剂导入管7，且制冷剂导入管7与所述气液分离管5的内侧壁倾斜设置，进而使制冷剂沿制冷剂导入管7流入气液分离管5时，在气液分离管5内旋转，通过旋转时产生的离心力，将液态的制冷剂集中在气液分离管5的内壁上，将气态的制冷剂集中在气液分离管5的中心位置，从而达到将液态制冷剂和气态制冷剂分离的目的。
在一些实施例中，端盖4内设有与所述管板2相对的隔板8，所述隔板8与所述端盖4围成液态制冷剂分配腔9，液态制冷剂分配腔9内设置有气态制冷剂分配管10，所述气态制冷剂分配管10靠近所述气液分离管5的一侧设有气态制冷剂导流管17，所述气态制冷剂导流管17的自由端延伸至所述气液分离管5的出口，并与所述出口同心设置，所述气态制冷剂分配管10的另一侧设置有喷射管12，所述隔板8上设有与所述喷射管12一一对应的喷射孔13，当制冷剂流动至气液分离管5的出口时，气态的制冷剂沿气态制冷剂导流管17流入气态制冷剂分配管10中，然后从喷射管12中高速喷出，高速喷出的气态制冷剂穿过喷射孔13后喷射至换热管3内；液态制冷剂直接流入液态制冷剂分配腔9中，高速穿过喷射孔13的气态制冷剂气流流速快，压强大，液态的制冷剂低压区流动，并被高速喷出的气态制冷剂撕成微小的滴状，从而将液态制冷剂撕扯成雾状喷射至换热管3中，进而使制冷剂能够均匀的分配至各根换热管3中，提高气态及液态制冷剂分配至各换热管3的均匀性，有效提高蒸发器的换热效率，有效避免底部换热管3进入过多液态制冷剂导致的冻裂问题。
在一些实施例中，所述制冷剂导入管7沿所述气液分离管5长度方向上的投影与所述气液分离管5沿其长度方向上的投影相切，减少制冷剂喷出时与气液分离管5的内壁碰撞时的动能损失，使从制冷剂导入管7喷出的制冷剂能够更好的在气液分离管5中旋转，进而提高气态制冷剂和液态制冷剂的分离效果。
在一些实施例中，所述制冷剂导入管7在一竖直平面上的投影，与所述气液分离管5在一竖直平面上的投影之间的夹角为30度-60度，推动制冷剂向气液分离管5的出口方向流动。
在一个方案中，所述气液分离管5的内侧壁上构造有螺旋状的导流板14，且导流板14的旋转方向与制冷剂的导入方向相同，导流板14的高度为气液分离管5内径的十分之一至五分之一，对附着于气液分离管5内壁上的液态制冷剂进行导流，避免液态制冷剂在气液分离管5内壁上堆积过多，导致的液态制冷剂和气态制冷剂分离效果降低。
在一个方案中，所述喷射管12至少设置有两根，沿竖直方向均匀间隔设置，喷射管12设置的数量可根据换热管3设置的行数进行设定（图中换热管仅示出部分），在本实施例中，每四行换热管3设置一根喷射管12，并设置在四行换热管3的中心位置。
在一个方案中，所述喷射管12的内孔呈圆锥形，向靠近所述隔板8的一端逐渐缩小，有效提高气态制冷剂的喷射压强，进而提高气态制冷剂的喷射速度，有利于提高对液态制冷剂的撕裂效果。
在一个方案中，所述喷射管12的出口内径小于所述喷射孔13的内径，有效确保喷射出的气态制冷剂气流能够完美很好的穿过喷射口。
在一个方案中，所述蒸发器壳体1上设有载冷剂进水口15和载冷剂出水口16，所述载冷剂进水口15内设有分流管18，所述蒸发器壳体1内构造有加速流道11，所述加速流道11的进水端与所述分流管18和所述载冷剂进水口15之间的空腔相连通，所述加速流道11的出水端位于所述管板2的侧方，载冷剂流至载冷剂进水口15时，分流成两份，其中一份经分流管18内直接流入蒸发器壳体1内，与换热管3进行换热，另外一部分经分流管18与载冷剂进口之间的空腔流入加速流道11，再从加速流道11的出口喷出，流向管板2，进而提高管板2周围的水流流动速度，有效避免管板2周围因水流速度较慢，导致管板2周围温度过低结冰，冻裂换热管3的问题，有利于提高蒸发器的运行稳定性。
在一个方案中，所述加速流道11的出水端环绕所述管板2均匀间隔设置，将水流从管板2的四周喷向管板2中心，避免水流在管板2与蒸发器壳体1之间的拐角处滞留，结冰问题。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本申请进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本申请权利要求书所限定的范围；附图尺寸与具体实物无关，实物尺寸可任意变换。
Claims (9)
1.一种蒸发器，其特征在于，包括
蒸发器壳体（1）；
管板（2），所述管板（2）设置于所述蒸发器壳体（1）的一端；
换热管组，所述换热管组包括数根换热管（3），所述换热管组设置在所述蒸发器壳体（1）内，每根所述换热管（3）沿所述蒸发器壳体（1）的长度方向延伸并具有穿过所述管板（2）的换热管入口；
端盖（4），所述端盖（4）盖设在所述蒸发器壳体（1）与所述管板（2）同侧的一端，所述端盖（4）上设有气液分离管（5）和制冷剂导出管（6），所述气液分离管（5）远离所述端盖（4）的一端的外侧壁上设有制冷剂导入管（7），且所述制冷剂导入管（7）与所述气液分离管（5）的内侧壁倾斜设置，使制冷剂沿制冷剂导入管（7）流入气液分离管（5）时，在气液分离管（5）内旋转；
其中，端盖（4）内设有与所述管板（2）相对的隔板（8），所述隔板（8）与所述端盖（4）围成液态制冷剂分配腔（9），液态制冷剂分配腔（9）内设置有气态制冷剂分配管（10），所述气态制冷剂分配管（10）靠近所述气液分离管（5）的一侧设有气态制冷剂导流管（17），所述气态制冷剂导流管（17）的自由端延伸至所述气液分离管（5）的出口，并与所述气液分离管（5）的出口同心设置；所述气态制冷剂分配管（10）的另一侧设置有喷射管（12），所述隔板（8）上设有与所述喷射管（12）一一对应的喷射孔（13），当制冷剂流动至气液分离管（5）的出口时，气态制冷剂沿气态制冷剂导流管（17）流入气态制冷剂分配管（10）中，然后从喷射管（12）中高速喷出，高速喷出的气态制冷剂穿过喷射孔（13）后喷射至换热管（3）内；液态制冷剂直接流入液态制冷剂分配腔（9）中，并被高速喷出的气态制冷剂撕成微小的滴状，从而将液态制冷剂撕扯成雾状喷射至换热管（3）中。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述制冷剂导入管（7）沿所述气液分离管（5）长度方向上的投影与所述气液分离管（5）沿其长度方向上的投影相切。
3.根据权利要求2所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述制冷剂导入管（7）在一竖直平面上的投影，与所述气液分离管（5）在一竖直平面上的投影之间的夹角为30度-60度。
4.根据权利要求3所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述气液分离管（5）的内侧壁上构造有螺旋状的导流板（14），且导流板（14）的旋转方向与制冷剂的导入方向相同。
5.根据权利要求1所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述喷射管（12）至少设置有两根，沿竖直方向均匀间隔设置。
6.根据权利要求5所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述喷射管（12）的内孔呈圆锥形，向靠近所述隔板（8）的一端逐渐缩小。
7.根据权利要求6所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述喷射管（12）的出口内径小于所述喷射孔（13）的内径。
8.根据权利要求7所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述蒸发器壳体（1）上设有载冷剂进水口（15）和载冷剂出水口（16），所述载冷剂进水口（15）内设有分流管（18），所述蒸发器壳体（1）内构造有加速流道（11），所述加速流道（11）的进水端与所述分流管（18）和所述载冷剂进水口（15）之间的空腔相连通，所述加速流道（11）的出水端位于所述管板（2）的侧方。
9.根据权利要求8所述的一种蒸发器，其特征在于：
所述加速流道（11）的出水端环绕所述管板（2）均匀间隔设置。
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