CN214949923U - 一种喷液换热式热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷液换热式热交换器，涉及制冷设备技术领域，外壳内悬挂设有气液分离器，两者之间形成储液腔，外壳的底部设有出液口；气液分离器包括气液分离器外壳、与外壳和气液分离器外壳连接固定的回气管及进气管，回气管和进气管的底端均连通至气液分离器外壳的内部，顶端伸出至外壳上方；分液器端头上密布设置各朝向气液分离器外壳的分液孔。本实用新型通过分液器向储液腔体内喷洒高温液态冷媒，使储液腔体内的高温液态冷媒与气液分离器外壳内的低温气态冷媒发生热交换，降温成为过冷高温液态冷媒，进而提高了蒸发器的制冷效果，同时使进入压缩机的低温气态冷媒吸热成为过热低温气态冷媒提高了气液分离的效果，有效避免压缩机液击。

Description

一种喷液换热式热交换器

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种用于进行换热的热交换器。

背景技术

热交换器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以实现热量交换的装置，是制冷系统中常用且较为重要的制冷设备，常见的热交换器有储液式热交换器和铜管式热交换器。储液式热交换器工作时，液态冷媒进入储液腔后即保持静态，换热效果较差，且储液式热交换器体积大，在制冷系统中体积占比大，不利于制冷系统机组的布局设置，也直接导致制冷系统结构不够紧凑。铜管式热交换器的气分壳体内设有换热铜管，其换热效果和紧凑性相较储液式热交换器均有所改善，但其换热铜管由软态的铜管弯制而成，耐压能力较差，而热交换器工作时存在内外压差，极易发生换热铜管压瘪变形的情况；此外，铜管式热交换器在制造成本上也不具备优势。

实用新型内容

本实用新型正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种喷液换热式热交换器。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：一种喷液换热式热交换器，包括呈密闭腔体结构的外壳，支撑结构支撑于所述外壳底部，所述外壳内悬挂设有气液分离器，所述气液分离器包括呈密闭腔体结构的气液分离器外壳、与所述外壳和所述气液分离器外壳连接固定的回气管及进气管，所述气液分离器外壳与所述外壳之间形成储液腔体；所述回气管和所述进气管的底端均连通至所述气液分离器外壳的内部，顶端伸出至所述外壳上方，所述回气管顶端与压缩机的进气口连通，所述进气管顶端与蒸发器的回气口连通；

分液器安装于所述外壳上，其端头位于所述外壳内且位于所述气液分离器外壳顶部上方，所述端头上密布设置各朝向所述气液分离器外壳的分液孔，所述端头与冷凝器的冷媒出口端连通；所述外壳的底部设有出液口，所述出液口与蒸发器的冷媒进口端连通。

进一步的，所述支撑结构包括支撑板和连接固定于所述支撑板上的支撑圈；所述出液口通过位于所述支撑圈内部的出液结构与蒸发器的冷媒进口端连通；所述出液结构包括入口连通至所述出液口的出液腔，所述出液腔的出口设有出液阀，与蒸发器的冷媒进口端连通，其底部设有排污口。

进一步的，上盖和下盖分别密封焊接固连至外筒体的顶部和底部，构成所述外壳，所述支撑圈与所述下盖焊接固连。

进一步的，所述支撑圈顶部为环形结构，底部为均布连接固定于所述环形结构底部的各弧形支撑板。

进一步的，气液分离器上盖和气液分离器下盖分别密封焊接固连至气液分离器筒体顶部和底部，构成所述气液分离器外壳。

进一步的，所述气液分离器上盖呈表面光滑的椭圆封头结构。

进一步的，所述分液器通过分液器接管座安装于所述外壳上。

进一步的，所述回气管和所述进气管的顶端高度一致。

进一步的，所述外壳顶部设有排气阀。

进一步的，所述回气管的底部设有开口朝上的U型结构的回弯结构，且所述回气管底端的高度高于所述进气管底端的高度。

本实用新型提供了一种喷液换热式热交换器，具有以下有益效果：

1、本实用新型通过分液器向呈表面光滑的椭圆封头结构的气液分离器上盖均匀喷洒高温液态冷媒，高温液态冷媒均布挂流向下流动，使储液腔体内的高温液态冷媒与气液分离器外壳内的低温气态冷媒发生热交换，降温成为过冷高温液态冷媒，进而提高了蒸发器的制冷效果，同时使进入压缩机的低温气态冷媒吸热成为过热低温气态冷媒提高了气液分离的效果，有效避免压缩机液击；

2、本实用新型的外壳和气液分离器外壳为独立的密闭腔体结构，两者之间形成储液腔体，能够实现较好的储液效果，储液腔体和气液分离器外壳的为独立焊接密封空间，牢固可靠。

3、本实用新型的外壳底部的出液口连通出液结构，出液结构的出液腔底部设有排污口，冷媒中沉淀的杂质可由排污口出排除，使热交换器的清理和维护更为便捷。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型分液器的结构示意图。

图中：

1、外壳，11、外筒体，12、上盖，13、下盖，14、出液口；2、支撑结构，21、支撑圈，22、支撑板；3、出液结构，31、出液腔，32、出液阀，33、排污口；4、气液分离器，41、气液分离器外壳，411、气液分离器筒体，412、气液分离器上盖，413、气液分离器下盖，42、回气管，43、进气管；5、分液器，51、端头，52、分液器接管座；6、排气阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图3所示，其结构关系为：包括呈密闭腔体结构的外壳1，支撑结构2支撑于外壳1底部，外壳1内悬挂设有气液分离器7，气液分离器7包括呈密闭腔体结构的气液分离器外壳41、与外壳1和气液分离器外壳41连接固定的回气管42及进气管43，气液分离器外壳41与外壳1之间形成储液腔体；回气管42和进气管43的底端均连通至气液分离器外壳41的内部，顶端伸出至外壳1上方，回气管42顶端与压缩机的进气口连通，进气管43顶端与蒸发器的回气口连通；

分液器5安装于外壳1上，其端头51位于外壳1内且位于气液分离器外壳41顶部上方，端头51上密布设置各朝向气液分离器外壳41的分液孔，端头51与冷凝器的冷媒出口端连通；分液器5上分液孔的数量、大小和位置可根据实际需要按冷媒流速计算设计得到，合理地设置分液孔的数量、大小和位置利于保证分液均匀；外壳1的底部设有出液口14，出液口14与蒸发器的冷媒进口端连通。

优选的，支撑结构2包括支撑板22和连接固定于支撑板22上的支撑圈21；出液口14通过位于支撑圈21内部的出液结构3与蒸发器的冷媒进口端连通；出液结构3包括入口连通至出液口14的出液腔31，出液腔31的出口设有出液阀32，与蒸发器的冷媒进口端连通，其底部设有排污口33；出液腔31可对冷媒中的部分杂质进行沉淀，并将沉淀后的杂质由排污口33处排出。

优选的，上盖11和下盖13分别密封焊接固连至外筒体12的顶部和底部，构成外壳1，支撑圈21与下盖13焊接固连。

优选的，支撑圈21顶部为环形结构，底部为均布连接固定于环形结构底部的各弧形支撑板。

优选的，气液分离器上盖412和气液分离器下盖413分别密封焊接固连至气液分离器筒体411顶部和底部，构成气液分离器外壳41。

优选的，气液分离器上盖412呈表面光滑的椭圆封头结构，利于对喷射至气液分离器上盖412顶部的冷媒进行倒流，使冷媒沿气液分离器上盖412均布挂流向下流动，进而使储液腔体内流动的液态高温冷媒能更好地与气液分离器外壳41内的气态低温冷媒进行热交换。

优选的，分液器5通过分液器接管座52安装于外壳1上。

优选的，回气管42和进气管43的顶端高度一致。

优选的，外壳1顶部设有排气阀6。

优选的，回气管42的底部设有开口朝上的U型结构的回弯结构，且回气管42底端的高度高于进气管43底端的高度；气态的冷媒在热交换器内流动时，部分气体组分会在降温或者加压过程中形成小液滴，小液滴在重力的作用下易在流动至气液分离器外壳41内时沉积于气液分离器外壳41的底部形成分离后的液态冷媒，实现气液分离；回气管42底端的高度高于进气管43底端的高度可以避免进气直接对冲回气影响气液分离的效果；回弯结构可避免沉积在气液分离器外壳41底部的分离后的液态冷媒吸入回气管42，避免液击；

具体使用时，热交换器中的冷媒循环如下：

低温气液混合冷媒作用于蒸发器，与载冷剂进行热交换，使载冷剂降温，低温气液混合冷媒吸收热量，成为低温气态冷媒；

低温气态冷媒经进气管43进入气液分离器外壳41内，与储液腔体内的高温液态冷媒发生热交换，使高温液态冷媒降温成为过冷高温液态冷媒，低温气态冷媒吸收热量，成为过热低温气态冷媒，低温气态冷媒混杂的少量小液滴汽化，与此同时，沉积于气液分离器外壳41底部的分离后的液态冷媒也吸热汽化；

过热低温气态冷媒经回气管42进入压缩机，在压缩机作用下成为高温气态冷媒；

高温气态冷媒进入冷凝器，并于冷凝器内冷凝成为高温液态冷媒；

高温液态冷媒经分液器5喷洒，并沿气液分离器外壳41于储液腔体内流动，此过程中，高温液态冷媒与气液分离器外壳41内的低温气态冷媒发生热交换，使低温气态冷媒吸收热量成为过热低温气态冷媒，高温液态冷媒降温成为过冷高温液态冷媒；

过冷高温液态冷媒经出液口14进入出液腔31，其内部的杂质沉淀至排污口33处，随后，过冷高温液态冷媒经出液阀32流入主管路，后经蒸发器入口处的膨胀阀作用，成为低温气液混合冷媒，再次流入并作用于蒸发器。

上述循环中，喷液换热式热交换器既实现了储液功能，又实现了较好的热交换功能，使低温气态冷媒混杂的少量小液滴及沉积于气液分离器外壳41底部的分离后的液态冷媒能够吸热汽化，又使循环中的高温液态冷媒能进一步过冷降温，形成一个含有冷媒过冷和过热过程的循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种喷液换热式热交换器，包括呈密闭腔体结构的外壳(1)，支撑结构(2)支撑于所述外壳(1)底部，其特征在于：所述外壳(1)内悬挂设有气液分离器(7)，所述气液分离器(7)包括呈密闭腔体结构的气液分离器外壳(41)、与所述外壳(1)和所述气液分离器外壳(41)连接固定的回气管(42)及进气管(43)，所述气液分离器外壳(41)与所述外壳(1)之间形成储液腔体；所述回气管(42)和所述进气管(43)的底端均连通至所述气液分离器外壳(41)的内部，顶端伸出至所述外壳(1)上方，所述回气管(42)顶端与压缩机的进气口连通，所述进气管(43)顶端与蒸发器的回气口连通；

分液器(5)安装于所述外壳(1)上，其端头(51)位于所述外壳(1)内且位于所述气液分离器外壳(41)顶部上方，所述端头(51)上密布设置各朝向所述气液分离器外壳(41)的分液孔，所述端头(51)与冷凝器的冷媒出口端连通；所述外壳(1)的底部设有出液口(14)，所述出液口(14)与蒸发器的冷媒进口端连通。

2.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述支撑结构(2)包括支撑板(22)和连接固定于所述支撑板(22)上的支撑圈(21)；所述出液口(14)通过位于所述支撑圈(21)内部的出液结构(3)与蒸发器的冷媒进口端连通；所述出液结构(3)包括入口连通至所述出液口(14)的出液腔(31)，所述出液腔(31)的出口设有出液阀(32)，与蒸发器的冷媒进口端连通，其底部设有排污口(33)。

3.根据权利要求2所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：上盖(11)和下盖(13)分别密封焊接固连至外筒体(12)的顶部和底部，构成所述外壳(1)，所述支撑圈(21)与所述下盖(13)焊接固连。

4.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述支撑圈(21)顶部为环形结构，底部为均布连接固定于所述环形结构底部的各弧形支撑板。

5.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：气液分离器上盖(412)和气液分离器下盖(413)分别密封焊接固连至气液分离器筒体(411)顶部和底部，构成所述气液分离器外壳(41)。

6.根据权利要求5所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述气液分离器上盖(412)呈表面光滑的椭圆封头结构。

7.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述分液器(5)通过分液器接管座(52)安装于所述外壳(1)上。

8.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述回气管(42)和所述进气管(43)的顶端高度一致。

9.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述外壳(1)顶部设有排气阀(6)。

10.根据权利要求1所述的一种喷液换热式热交换器，其特征在于：所述回气管(42)的底部设有开口朝上的U型结构的回弯结构，且所述回气管(42)底端的高度高于所述进气管(43)底端的高度。

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