ES2845126T3 - Intercambiador de calor - Google Patents

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Mitsuharu Numata
Michael Wilson
Jeffrey Majkowski
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Daikin Applied Americas Inc
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Abstract

Intercambiador de calor adaptado para usarse en un sistema de compresión de vapor, comprendiendo el intercambiador de calor: una carcasa (10) que tiene una entrada (11a) de refrigerante por la que fluye al menos refrigerante con refrigerante líquido a su través y una salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa, extendiéndose un eje central longitudinal de la carcasa (10) en general en paralelo a un plano horizontal; un distribuidor (20) de refrigerante conectado a la entrada (11a) de refrigerante y dispuesto dentro de la carcasa (10), teniendo el distribuidor (20) de refrigerante al menos una abertura (23b) de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido y una abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante separada longitudinalmente de la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa, y una unidad (30) de transferencia de calor dispuesta en el interior de la carcasa (10) por debajo del distribuidor (20) de refrigerante de modo que el refrigerante líquido descargado desde el distribuidor (20) de refrigerante se suministra a la unidad (30) de transferencia de calor, en el que el distribuidor (20) de refrigerante se extiende longitudinalmente dentro de la carcasa (10) e incluye una primera caja (21; 62) de distribuidor interior y una segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, la primera caja (21; 62) de distribuidor interior se dispone dentro de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, la primera caja (21; 62) de distribuidor interior se conecta a la entrada (11a) de refrigerante, y la primera caja (21; 62) de distribuidor interior distribuye refrigerante en un espacio interior de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior a lo largo de la longitud longitudinal de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, y la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior tiene la al menos una abertura (68) de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido y la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante, en el que la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior incluye una primera parte (22) de bandeja que se extiende longitudinalmente a lo largo de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior, y una segunda parte (24) de cubierta que se extiende longitudinalmente a lo largo de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior, caracterizado porque la primera parte (22) de bandeja y la segunda parte (24) de cubierta están conectadas entre sí en lados laterales del distribuidor (20) de refrigerante de manera sellada, en el que la segunda parte (24) de cubierta tiene una longitud longitudinal más corta que la longitud longitudinal de la primera parte (22) de bandeja para conformar la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante.

Description

DESCRIPCIÓN
Intercambiador de calor
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
Esta invención se refiere, en general, a un intercambiador de calor adaptado para usarse en un sistema de compresión de vapor. Más específicamente, esta invención se refiere a un intercambiador de calor que incluye un distribuidor de refrigerante.
Información de antecedentes
La refrigeración por compresión de vapor ha sido el método más usado habitualmente para acondicionamiento de aire de grandes edificios o similares. Los sistemas de refrigeración por compresión de vapor convencionales están dotados normalmente de un evaporador, que es un intercambiador de calor que permite que se evapore el refrigerante de líquido a vapor mientras que se absorbe calor del líquido que va a enfriarse que pasa a través del evaporador. Un tipo de evaporador incluye un haz de tubos que tiene una pluralidad de tubos de transferencia de calor que se extienden en horizontal a través de los cuales se hace circular el líquido que va a enfriarse, y el haz de tubos se aloja en el interior de una carcasa cilíndrica. Existen varios métodos conocidos para evaporar el refrigerante en este tipo de evaporador. En un evaporador inundado, la carcasa se llena de refrigerante líquido y los tubos de transferencia de calor se sumergen en un charco del refrigerante líquido de modo que el refrigerante líquido se pone en ebullición y/o se evapora como vapor. En un evaporador de película descendente, se deposita refrigerante líquido sobre superficies exteriores de los tubos de transferencia de calor desde arriba de modo que se conforma una capa o una película delgada del refrigerante líquido a lo largo de las superficies exteriores de los tubos de transferencia de calor. Se transfiere calor procedente de las paredes de los tubos de transferencia de calor mediante convección y/o conducción a través de la película de líquido a la interfase vapor-líquido donde parte del refrigerante líquido se evapora y, por tanto, se retira calor del agua que fluye en el interior de los tubos de transferencia de calor. El refrigerante líquido que no se evapora cae en vertical desde el tubo de transferencia de calor en una posición superior hacia el tubo de transferencia de calor en una posición inferior por la fuerza de la gravedad. También existe un evaporador de película descendente híbrido, en el que el refrigerante líquido se deposita sobre las superficies exteriores de algunos de los tubos de transferencia de calor en el haz de tubos y los otros tubos de transferencia de calor en el haz de tubos se sumergen en el refrigerante líquido que se ha recogido en la porción inferior de la carcasa.
Aunque los evaporadores inundados presentan un alto rendimiento de transferencia de calor, los evaporadores inundados requieren una cantidad considerable de refrigerante debido a que los tubos de transferencia de calor se sumergen en un charco del refrigerante líquido. Con el reciente desarrollo de refrigerantes nuevos y de alto coste que tienen un potencial de calentamiento global mucho menor (tales como R1234ze o R1234yf), es deseable reducir la carga de refrigerante en el evaporador. La ventaja principal de los evaporadores de película descendente es que la carga de refrigerante puede reducirse mientras que se garantiza un buen rendimiento de transferencia de calor. Por tanto, los evaporadores de película descendente tienen un potencial significativo para sustituir a los evaporadores inundados en sistemas de refrigeración grandes. Independientemente del tipo de evaporador, por ejemplo, inundado, de película descendente o híbrido, se proporciona un distribuidor para distribuir el refrigerante que entra en el evaporador hacia el haz de tubos. La publicación de patente estadounidense n.° 2015/0053378, que puede considerarse como la técnica anterior más cercana, divulga un ejemplo de un distribuidor de este tipo. El distribuidor está diseñado para separar refrigerante en fase de vapor de refrigerante líquido y distribuir el refrigerante líquido hacia el haz de tubos. Particularmente en el caso de un evaporador del tipo de película descendente se desea tal distribución. Puede encontrarse técnica anterior adicional en los documentos US 5645 124 A y CN 1249032 A.
Sumario de la invención
Se ha descubierto al menos en un evaporador de película descendente que es deseable que se separe tanto refrigerante líquido como sea posible del refrigerante gaseoso en el distribuidor de modo que sólo se distribuya refrigerante líquido al haz de tubos.
Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con un distribuidor que separa suficientemente refrigerante líquido y gaseoso.
Se ha descubierto además que si la separación gas-líquido en el distribuidor no es suficiente, pueden estar contenidas gotas de líquido de refrigerante en el refrigerante gaseoso. Tales gotas de líquido no se distribuirán al haz de tubos y saldrán del evaporador con flujo de vapor de salida y se devolverán al compresor. Este fenómeno se denomina remanente de líquido. Este remanente de líquido puede reducir el rendimiento del evaporador y/o el compresor y, por tanto, todo el ciclo de refrigeración.
Por tanto, otro objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con un distribuidor que distribuye refrigerante líquido al haz de tubos y reduce el contenido de gotas de líquido (remanente de líquido) en el vapor de salida de refrigerante y, por tanto, mejora el rendimiento del evaporador y/o el compresor.
Se ha descubierto que un fenómeno de remanente de líquido es más prevalente en un caso en el que el recipiente es largo, la salida de vapor está en un extremo del evaporador y/o la velocidad de vapor se vuelve alta. Debido a que la velocidad de vapor dentro del cuerpo se vuelve irregular, la velocidad de vapor en el distribuidor aumenta cuando la velocidad de vapor de la vecindad de lado de salida de vapor supera el umbral. Dicho de otro modo, en un caso en el que se dispone una entrada en un extremo del distribuidor, se dispone una salida de vapor en otro extremo del distribuidor, y el distribuidor y el recipiente son relativamente largos; se ha descubierto que puede aumentar la velocidad de gas o vapor desde el extremo de entrada hasta el extremo de salida del distribuidor y el evaporador. Por tanto, aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con un distribuidor que puede logar cualquiera de los objetos anteriores incluso cuando el recipiente es largo, la salida de vapor está en un extremo del evaporador y/o velocidad de vapor se vuelve alta.
También se ha descubierto que un fenómeno de remanente de líquido de este tipo puede ser más prevalente en un caso en el que se usa un refrigerante a baja presión, LPR, debido a que un refrigerante a baja presión puede tener una menor densidad de vapor.
Por tanto, aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con un distribuidor que reduce el remanente de líquido incluso cuando se usa un refrigerante LPR.
Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con un distribuidor con una estructura relativamente sencilla.
La presente invención se define mediante la reivindicación independiente 1 adjunta. Se mencionan características opcionales preferidas en las reivindicaciones dependientes. Un intercambiador de calor según un primer aspecto de la presente invención está adaptado para usarse en un sistema de compresión de vapor. El intercambiador de calor incluye las características según la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
Haciendo referencia ahora a los dibujos adjuntos que forman parte de esta divulgación original:
la figura 1 es una vista en perspectiva global simplificada de un sistema de compresión de vapor que incluye un intercambiador de calor según una primera realización de la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito de refrigeración del sistema de compresión de vapor que incluye el intercambiador de calor según la primera realización de la presente invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva simplificada del intercambiador de calor según la primera realización de la presente invención;
la figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado simplificada de una estructura interna del distribuidor de refrigerante del intercambiador de calor ilustrado en las figuras 1-3;
la figura 5 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcialmente simplificada de la estructura interna del distribuidor de refrigerante del intercambiador de calor ilustrado en las figuras 1-4;
la figura 6 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada del intercambiador de calor ilustrado en las figuras 1-3, tomada a lo largo de la línea de sección 6-6 en la figura 3;
la figura 7 es una vista transversal en sección transversal simplificada del intercambiador de calor ilustrado en las figuras 1-3, tomada a lo largo de la línea de sección 7-7 en la figura 3;
la figura 8 es una vista ampliada adicional de la sección 8 rodeada por un círculo en la figura 4;
la figura 9 es una vista ampliada adicional de la sección 9 rodeada por un círculo en la figura 7;
la figura 10 es una vista en perspectiva en despiece ordenado simplificada de una estructura interna de un distribuidor de refrigerante de un intercambiador de calor según una segunda realización de la presente invención;
la figura 11 es una vista en perspectiva en despiece ordenado parcialmente simplificada de la estructura interna del distribuidor de refrigerante ilustrado en la figura 10;
la figura 12 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada del intercambiador de calor y el distribuidor ilustrados en las figuras 10-11 según la segunda realización, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 13 es una vista transversal en sección transversal simplificada del intercambiador de calor y el distribuidor ilustrados en las figuras 10-12, tomada a lo largo de una línea de sección como la 7-7 en la figura 3;
la figura 14 es una vista ampliada adicional de parte de la figura 13;
la figura 15 es una vista en perspectiva parcialmente en despiece ordenado simplificada de una estructura interna de un distribuidor de refrigerante de un intercambiador de calor según una tercera realización de la presente invención;
la figura 16 es una vista en perspectiva parcialmente en despiece ordenado simplificada de una estructura interna de un distribuidor de refrigerante de un intercambiador de calor según una cuarta realización de la presente invención;
la figura 17 es una vista transversal en sección transversal parcial ampliada de un distribuidor de un intercambiador de calor según una quinta realización de la presente invención;
la figura 18 es una vista transversal en sección transversal parcial ampliada de un distribuidor de un intercambiador de calor según una sexta realización de la presente invención;
la figura 19 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una séptima realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 20 es una vista transversal en sección transversal simplificada del intercambiador de calor y el distribuidor ilustrados en la figura 19, tomada a lo largo de una línea de sección como la 20-20 en la figura 19;
la figura 21 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una octava realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 22 es una vista transversal en sección transversal simplificada del intercambiador de calor y el distribuidor ilustrados en la figura 21, tomada a lo largo de una línea de sección como la 22-22 en la figura 21;
la figura 23 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una novena realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 24 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una décima realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 25 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una undécima realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 26 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada de un intercambiador de calor y un distribuidor según una duodécima realización de la presente invención, tomada a lo largo de una línea de sección como la 6-6 en la figura 3;
la figura 27 es una vista en perspectiva de una parte de canal de entrada modificada según una decimotercera realización de la presente invención; y
la figura 28 es una vista en perspectiva de una parte de canal de entrada modificada según una decimocuarta realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Ahora se explicarán realizaciones seleccionadas de la presente invención con referencia a los dibujos. Resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las siguientes descripciones de las realizaciones de la presente invención se proporcionan para ilustración únicamente y no con el propósito de limitar la invención tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.
Haciendo referencia inicialmente a las figuras 1 y 2, se explicará un sistema de compresión de vapor que incluye un intercambiador de calor según una primera realización. Tal como se observa en la figura 1, el sistema de compresión de vapor según la primera realización es un enfriador que puede usarse en un sistema de calentamiento, ventilación y acondicionamiento de aire (HVAC) para el acondicionamiento de aire de grandes edificios y similares. El sistema de compresión de vapor de la primera realización está configurado y dispuesto para retirar calor de líquido que va a enfriarse (por ejemplo, agua, etilenglicol, salmuera de cloruro de calcio, etc.) mediante un ciclo de refrigeración por compresión de vapor.
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el sistema de compresión de vapor incluye los siguientes cuatro componentes principales: un evaporador 1, un compresor 2, un condensador 3, un dispositivo 4 de expansión y una unidad 5 de control. La unidad 5 de control se acopla operativamente a un mecanismo de accionamiento del compresor 2 y el dispositivo 4 de expansión para controlar el funcionamiento del sistema de compresión de vapor.
El evaporador 1 es un intercambiador de calor que retira calor del líquido que va a enfriarse (en este ejemplo, agua) que pasa a través del evaporador 1 para disminuir la temperatura del agua a medida que un refrigerante circulante se evapora en el evaporador 1. El refrigerante que entra en el evaporador 1 está normalmente en un estado bifásico gas/líquido. El refrigerante incluye al menos refrigerante líquido. El refrigerante líquido se evapora como el refrigerante en fase de vapor en el evaporador 1 mientras que absorbe calor del agua.
El refrigerante en fase de vapor a baja presión y baja temperatura se descarga desde el evaporador 1 y entra en el compresor 2 mediante aspiración. En el compresor 2, el refrigerante en fase de vapor se comprime para dar el vapor a mayor presión y mayor temperatura. El compresor 2 puede ser cualquier tipo de compresor convencional, por ejemplo, compresor centrífugo, compresor de espiral, compresor alternativo, compresor helicoidal, etc.
A continuación, el refrigerante en fase de vapor a alta temperatura y alta presión entra en el condensador 3, que es otro intercambiador de calor que retira calor del refrigerante en fase de vapor haciendo que se condense de un estado gaseoso a un estado líquido. El condensador 3 puede ser de tipo enfriado por aire, de tipo enfriado por agua o cualquier tipo adecuado de condensador. El calor eleva la temperatura de agua o aire de enfriamiento que pasa a través del condensador 3, y el calor se rechaza al exterior del sistema a medida que se porta por el agua o aire de enfriamiento.
Después, el refrigerante líquido condensado entra a través del dispositivo 4 de expansión en el que el refrigerante experimenta a una reducción brusca de presión. El dispositivo 4 de expansión puede ser tan sencillo como una placa perforada o tan complicado como una válvula de expansión térmica de modulación electrónica. Que el dispositivo 4 de expansión se conecte a la unidad de control dependerá de si se utiliza un dispositivo 4 de expansión controlable. La reducción brusca de presión da como resultado habitualmente una evaporación parcial del refrigerante líquido y, por tanto, el refrigerante que entra en el evaporador 1 está habitualmente en un estado bifásico gas/líquido.
Algunos ejemplos de refrigerantes usados en el sistema de compresión de vapor son refrigerantes a base de hidrofluorocarbonos (HFC), por ejemplo, R410A, R407C y R134a, hidrofluoro-olefina (HFO), refrigerante a base de HFC insaturado, por ejemplo, R1234ze y R1234yf, y refrigerantes naturales, por ejemplo, R717 y R718. R1234ze y R1234yf son refrigerantes de densidad media con densidades similares a R134a. R450A y R513A también son posibles refrigerantes. Un tipo adecuado de refrigerante también es el denominado refrigerante a baja presión (LPR) 1233zd. El refrigerante a baja presión (LPR) 1233zd a veces se denomina refrigerante a baja densidad (LDR) debido a que R1233zd tiene una menor densidad de vapor que los otros refrigerantes mencionados anteriormente. R1233zd tiene una densidad menor que R134a, R1234ze y R1234yf, que son los denominados refrigerantes de densidad media. La densidad que se menciona en este caso es la densidad de vapor no la densidad de líquido porque R1233zd tiene una densidad de líquido ligeramente mayor que R134A. Aunque la(s) realización/realizaciones divulgada(s) en el presente documento es/son útiles con cualquier tipo de refrigerante, la(s) realización/realizaciones divulgada(s) en el presente documento es/son particularmente útiles cuando se usa(n) con LPR tal como 1233zd. Esto es porque un LPR tal como R1233zd tiene una densidad de vapor relativamente menor que las otras opciones, lo que conduce a un flujo de vapor a mayor velocidad. Un flujo de vapor a mayor velocidad en un dispositivo convencional usado con LPR tal como R1233zd puede conducir a remanente de líquido tal como se mencionó en el sumario anteriormente. Aunque se mencionaron refrigerantes individuales anteriormente, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que puede usarse un refrigerante de combinación que utiliza dos cualesquiera o más de los refrigerantes anteriores. Por ejemplo, puede utilizarse un refrigerante combinado que incluye sólo una porción tal como R1233zd.
Resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que pueden usarse un compresor, un condensador y un dispositivo de expansión convencionales, respectivamente, como el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo 4 de expansión con el fin de llevar a cabo la presente invención. Dicho de otro modo, el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo 4 de expansión son componentes convencionales que se conocen bien en la técnica. Puesto que el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo 4 de expansión se conocen bien en la técnica, estas estructuras no se explicarán ni ilustrarán con detalle en el presente documento. El sistema de compresión de vapor puede incluir una pluralidad de evaporadores 1, compresores 2 y/o condensadores 3.
Haciendo referencia ahora a las figuras 3-9, se explicará la estructura detallada del evaporador 1, que es el intercambiador de calor según la primera realización. El evaporador 1 incluye básicamente una carcasa 10, un distribuidor 20 de refrigerante y una unidad 30 de transferencia de calor. En la realización ilustrada, la unidad 30 de transferencia de calor es un haz de tubos. Por tanto, la unidad 30 de transferencia de calor también se denominará haz 30 de tubos en el presente documento. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que pueden usarse otras estructuras para la unidad 30 de transferencia de calor sin apartarse del alcance de la presente invención. El refrigerante entra en la carcasa 10 y se suministra al distribuidor 20 de refrigerante. Después, el distribuidor 20 de refrigerante realiza una separación gas-líquido y suministra el refrigerante líquido al haz 30 de tubos, tal como se explica con más detalle a continuación. Saldrá refrigerante en fase de vapor del distribuidor 20 y fluirá al interior de la carcasa 10, tal como también se explica con más detalle a continuación.
Tal como se entiende de la mejor manera a partir de las figuras 3, 6 y 7, en la realización ilustrada, la carcasa 10 tiene una forma generalmente cilíndrica con un eje central longitudinal C (figura 6) que se extiende en general en la dirección horizontal. Por tanto, la carcasa 10 se extiende en general en paralelo a un plano horizontal P. La carcasa 10 incluye un elemento 13 de cabezal de conexión que define una cámara 13a de agua de entrada y una cámara 13b de agua de salida, y un elemento 14 de cabezal de retorno que define una cámara 14a de agua. El elemento 13 de cabezal de conexión y el elemento 14 de cabezal de retorno se acoplan de manera fija a extremos longitudinales de un cuerpo cilíndrico de la carcasa 10. La cámara 13a de agua de entrada y la cámara 13b de agua de salida están divididas por un deflector 13b de agua. El elemento 13 de cabezal de conexión incluye una tubería 15 de entrada de agua a través de la cual entra agua en la carcasa 10 y una tubería 16 de salida de agua a través de la cual se descarga el agua desde la carcasa 10.
Tal como se muestra en las figuras 1, 2, 3 y 6, la carcasa 10 incluye además una entrada 11a de refrigerante conectada a una tubería 11b de entrada de refrigerante y una salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa conectada a una tubería 12b de salida de refrigerante. La tubería 11b de entrada de refrigerante está en conexión de fluido al dispositivo 4 de expansión para introducir el refrigerante bifásico en la carcasa 10. El dispositivo 4 de expansión puede acoplarse directamente en la tubería 11b de entrada de refrigerante. El componente líquido en el refrigerante bifásico se pone en ebullición y/o se evapora en el evaporador 1 y experimenta un cambio de fase de líquido a vapor a medida que absorbe calor del agua que pasa a través del evaporador 1. El refrigerante en fase de vapor se extrae de la tubería 12b de salida de refrigerante al compresor 2 mediante aspiración. El refrigerante que entra en la entrada 11a de refrigerante incluye al menos refrigerante líquido. A menudo, el refrigerante que entra en la entrada 11a de refrigerante es un refrigerante bifásico. Desde la entrada 11a de refrigerante, el refrigerante fluye al distribuidor 20 de refrigerante, que distribuye el refrigerante líquido por el haz 30 de tubos.
Haciendo referencia ahora a las figuras 4-9, el distribuidor 20 de refrigerante se conecta a la entrada 11a de refrigerante y se dispone dentro de la carcasa 10. El distribuidor 20 de refrigerante está configurado y dispuesto para servir tanto como separador gas-líquido así como distribuidor de refrigerante líquido. El distribuidor 20 de refrigerante se extiende longitudinalmente dentro de la carcasa 10 en general en paralelo al eje central longitudinal C de la carcasa 10. Tal como se muestra de la mejor manera en las figuras 4-5, el distribuidor 20 de refrigerante incluye una parte 21 de canal de entrada, una primera parte 22 de bandeja, un segundo elemento 23 de bandeja y una segunda parte de cubierta o segunda parte 24 de tapa. La parte 21 de canal de entrada, la primera parte 22 de bandeja y la segunda parte 24 de cubierta están conectadas de manera rígida entre sí tal como se entiende de la mejor manera a partir de las figuras 5­ 7 y 9. El segundo elemento 23 de bandeja se dispone por debajo de la primera parte 22 de bandeja. En la realización ilustrada, el segundo elemento 23 de bandeja no se une a la parte 21 de canal de entrada, la primera parte 22 de bandeja y la segunda parte 24 de cubierta. Más bien, el segundo elemento 23 de bandeja está soportado por partes del haz 30 de tubos, tal como se explica con más detalle a continuación.
Tal como se muestra en la figura 6, la parte 21 de canal de entrada se extiende en general en paralelo al eje central longitudinal C de la carcasa 10 y el plano horizontal P. La parte 21 de canal de entrada está en conexión de fluido con la tubería 11b de entrada de refrigerante mediante la entrada 11a de refrigerante de la carcasa 10 de modo que el refrigerante bifásico se introduce en la parte 21 de canal de entrada. La parte 21 de canal de entrada tiene una configuración en sección transversal rectangular en forma de U invertida. Más específicamente, la parte 21 de canal de entrada tiene una forma de U invertida con sus extremos libres conectados de manera fija a la primera parte 22 de bandeja. En la realización ilustrada, la primera parte 22 de bandeja tiene una estructura que coincide con la parte 21 de canal de entrada para formar parte de una forma de la sección transversal tubular junto con la parte 21 de canal de entrada.
Haciendo referencia todavía a las figuras 4-9, la parte 21 de canal de entrada está en conexión de fluido con la tubería 11b de entrada de refrigerante mediante la entrada 11a de refrigerante de modo que el refrigerante bifásico se introduce en la parte 21 de canal de entrada desde la tubería 11b de entrada de refrigerante tal como se mencionó anteriormente. La parte 21 de canal de entrada incluye preferiblemente una placa 40 superior de entrada y un par de placas 42 y 44 de lado laterales de entrada. La placa 40 superior de entrada tiene un orificio en el que se une la entrada 11a de refrigerante. Las placas 42 y 44 de lado laterales de entrada se extienden hacia abajo desde la placa 40 superior de entrada para conformar una sección transversal en forma de U invertida. Las placas 42 y 44 de lado laterales de entrada pueden dividirse en primeras secciones sin orificios y segundas secciones con orificios 46. Las placas 42 y 44 de lado laterales de entrada se unen a la primera parte 22 de bandeja.
En la realización ilustrada, la placa 40 superior de entrada y las placas 42 y 44 de lado laterales de entrada están conformadas, cada una, por un material de placa/chapa de metal rígido, que impide que pase refrigerante líquido y gaseoso a su través a menos que haya orificios 46 conformados en las mismas. Además, en la realización ilustrada, la placa 40 superior de entrada y las placas 42 y 44 de lado laterales de entrada están conformadas de manera solidaria juntas como elemento unitario de una sola pieza. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que estas placas 40, 42 y 44 pueden construirse como elementos independientes, que se unen entre sí usando cualquier técnica convencional tal como soldadura. En cualquier caso, las placas 42 y 44 de entrada se unen al centro longitudinal de la primera parte 22 de bandeja. Además, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que al menos porciones de las placas 42 y 44 de lado laterales pueden construirse al menos parcialmente de un material de malla metálica siempre que sea posible la comunicación de líquido y gas a su través.
En la realización ilustrada, ambas placas 42 y 44 de lado de entrada tienen orificios conformados de manera continua a lo largo de todas sus alturas pero sólo a lo largo de una longitud predeterminada más corta que la longitud de la segunda parte 24 de cubierta. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que pueden usarse diferentes patrones de orificios. Por ejemplo, pueden proporcionarse orificios 46 sólo por encima de una altura predeterminada, o pueden proporcionarse alas continuas en la primera bandeja 22 de modo que sólo sale refrigerante líquido de la parte 21 de canal de entrada por encima de un nivel determinado. En la realización ilustrada, la placa 40 superior de entrada se une de manera rígida a la entrada 11a de refrigerante, y la parte 21 de canal de entrada se fija a la primera parte 22 de bandeja. La segunda parte 24 de cubierta se une a la primera parte 22 de bandeja para cubrir las zonas con orificios de las placas 42 y 44 laterales de lado de entrada, tal como se explica con más detalle a continuación.
Haciendo referencia todavía a las figuras 4-9, la primera parte 22 de bandeja se explicará ahora con más detalle. La primera parte 22 de bandeja incluye una primera placa 50 inferior, un par de primeras placas 52 y 54 de lado laterales, un par de primeras placas 56 y 58 de extremo y una sección 60 de canal. En la realización ilustrada, las primeras placas 52 y 54 de lado laterales se extienden hacia arriba desde la primera placa 50 inferior para conformar una sección transversal en forma de U. Las primeras placas 56 y 58 de extremo se unen en extremos longitudinales opuestos de la primera placa 50 inferior y las primeras placas 52 y 54 laterales. La sección 60 de canal se une a un centro lateral de la primera placa 50 inferior. En la realización ilustrada, cada una de la primera placa 50 inferior, el par de primeras placas 52 y 54 de lado laterales, el par de primeras placas 56 y 58 de extremo y la sección 60 de canal están construidas a partir de material de placa/chapa de metal. En la realización ilustrada, la placa 50 inferior y el par de placas 52 y 54 de lado laterales están conformadas de manera solidaria como elemento unitario de una sola pieza. Por otro lado, en la realización ilustrada, las placas 56 y 58 de extremo están conformadas como elementos independientes que se unen a extremos longitudinales de la placa 50 inferior y el par de placas 52 y 54 de lado laterales.
La sección 60 de canal incluye una parte 62 plana unida a la primera placa 50 inferior y partes 64 y 66 de ala separadas lateralmente que se extienden hacia arriba desde la parte 62 plana para conformar una depresión entre las mismas. La depresión y la parte 21 de canal de entrada se dimensionan y forman de modo que la parte 21 de canal de entrada se recibe en la depresión entre las partes 64 y 66 de ala, y de modo que se conforma una forma en sección transversal rectangular mediante la parte 21 de canal de entrada y la primera placa 50 inferior. La parte 21 de canal de entrada se une preferiblemente de manera fija a la parte 62 plana. En la realización ilustrada, cada una de las partes 64 y 66 de ala es discontinua para incluir una pluralidad de pestañas de ala que se extienden hacia arriba desde la parte 62 plana. Las pestañas de ala en el extremo de la primera parte 22 de bandeja en la que se dispone la entrada 11a de refrigerante son más largas en la realización ilustrada porque no fluye refrigerante hacia fuera de la parte 21 de canal de entrada en esta ubicación. Sin embargo, las otras pestañas de ala son relativamente pequeñas para ser útiles para situar la parte 21 de canal de entrada durante el ensamblaje, sin impedir de manera significativa que fluya refrigerante hacia fuera de la parte 21 de canal de entrada después del ensamblaje.
En la realización ilustrada, la sección 60 de canal con las partes 64 y 66 de ala es un elemento independiente de la placa 50 inferior. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las partes 64 y 66 de ala pueden conformarse de manera solidaria con la primera placa 50 inferior, o pueden ser alas independientes que se fijan a la primera placa 50 inferior (por ejemplo, mediante soldadura). En la realización ilustrada, las partes 64 y 66 de ala también sirven para el propósito de soportar indirectamente la segunda parte 24 de cubierta. Esto se explicará con más detalle a continuación con respecto a la segunda parte 24 de cubierta. En cualquier caso, la sección 60 de canal está preferiblemente libre de aberturas en la parte 62 plana de la misma. La primera placa 50 de base en un centro lateral también está preferiblemente libre de aberturas. Por tanto, independientemente de si se proporciona la parte 62 plana, tendrá que fluir refrigerante líquido hacia fuera de los orificios 46 de la parte 21 de canal de entrada y al interior de la primera bandeja 22. Por otro lado, las zonas de la primera placa 50 de base en lados laterales opuestos de las partes 64 y 66 de ala tienen orificios 68 conformados en las mismas para que pase refrigerante líquido al segundo elemento 23 de bandeja, tal como se explica con más detalle a continuación.
Preferiblemente, las placas 56 y 58 de extremo están conectadas a la placa 50 de base y las placas 52 y 54 de lado laterales de manera sellada (es decir, hermética/estanca a líquidos). Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que puede ser admisible una fuga menor a partir de las costuras o los puntos de conexión que unen estas partes siempre que el flujo de líquido y/o gas debido a la fuga no tenga un impacto en el rendimiento. Asimismo, la parte 21 de canal de entrada se une preferiblemente a la sección 60 de canal y las placas 56 y 58 de extremo de manera sellada (es decir, hermética/estanca a líquidos). Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que puede ser admisible una fuga menor a partir de las costuras o los puntos de conexión que unen estas partes siempre que el flujo de líquido y/o gas debido a la fuga no tenga un impacto en el rendimiento. Una técnica adecuada para realizar tales conexiones es la soldadura. Por tanto, el refrigerante que fluye hacia el paso rectangular conformado por la parte 21 de canal de entrada y la sección 60 de canal permanecerá en el mismo excepto cuando salga de los orificios 46 conformados en las placas 42 y 44 de lado laterales.
Haciendo referencia todavía a las figuras 5-8, se explicará ahora con más detalle la segunda parte 24 de cubierta. La segunda parte 24 de cubierta es un elemento en forma de U invertida conformado a partir de material de placa/chapa maciza, conformado preferiblemente a partir de metal de placa/chapa macizo. En la realización ilustrada, la tapa está conformada por dos secciones soldadas entre sí. Dicho de otro modo, se muestra una costura (no numerada) en los dibujos. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que la segunda parte 24 de cubierta puede estar conformada por una única sección. En la realización ilustrada, la segunda parte 24 de cubierta incluye una placa 70 superior de tapa y un par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa que se extienden hacia abajo desde la placa 70 superior de tapa para conformar una forma de U invertida en la sección transversal. La anchura entre el par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa es ligeramente mayor que la anchura entre las primeras placas 52 y 54 de lado laterales de la primera bandeja 22 de modo que la segunda parte 24 de cubierta puede montarse en la primera bandeja 22.
En la realización ilustrada, el par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa se conforman de manera solidaria con la placa 70 superior de tapa (por ejemplo, y se doblan hacia abajo). La segunda parte 24 de cubierta se une a la primera bandeja 22 para encerrar la parte superior de la misma. Específicamente, la placa 70 superior de tapa se une a la primera placa 58 de extremo. Además, el par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa se unen a las primeras placas 52 y 54 de lado laterales, respectivamente. Finalmente, el par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa se unen a la primera placa 58 de extremo. Más específicamente, debido a que la anchura entre el par de placas 72 y 74 de lado laterales de tapa es ligeramente mayor que la anchura entre las primeras placas 52 y 54 de lado laterales de la primera bandeja 22, las placas 72 y 74 de lado laterales de tapa se unen en posiciones lateralmente en el exterior de las primeras placas 52 y 54 de lado laterales.
Las conexiones entre estas partes son conexiones selladas (es decir, herméticas/estancas a líquidos). Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que puede ser admisible una fuga menor a partir de las costuras o los puntos de conexión que unen estas partes siempre que el flujo de líquido y/o gas debido a la fuga no tenga un impacto en el rendimiento. Un ejemplo de una conexión adecuada es soldadura.
En la realización ilustrada, una pluralidad de puentes 25 de soporte se disponen en una disposición separada longitudinalmente a lo largo del distribuidor 20 de refrigerante. Cada uno de los puentes 25 de soporte tiene una forma de U invertida. En la realización ilustrada, cada uno de los puentes 25 de soporte está construido por tres piezas de material de placa/chapa rígido tal como chapa metálica rígido. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que cada soporte de puente puede estar construido por una sola pieza de material y/o puede estar construido por un material diferente. En la realización ilustrada, los puentes 25 de soporte tienen sus extremos libres unidos a las pestañas de ala pequeñas de las partes 64 y 66 de ala. Los puentes 25 de soporte se dimensionan para situar la segunda parte 24 de cubierta en la posición vertical deseada antes de conectar la segunda parte 24 de cubierta a la primera bandeja. Específicamente, antes de conectar la segunda parte 24 de cubierta a la primera bandeja 22, la tapa se sitúa para descansar sobre los puentes 25 de soporte. La segunda parte 24 de cubierta puede moverse longitudinalmente de modo que un extremo se alinea con la primera placa 58 de extremo de la primera bandeja 22. Después, la segunda parte 24 de cubierta se une a la primera bandeja tal como se explicó anteriormente. La tapa puede incluir muescas 76, que pueden usarse para comprobar que la segunda parte 24 de cubierta está completamente asentada sobre los puentes 25 de soporte y la primera bandeja 22. Más específicamente, antes de unir la segunda parte 24 de cubierta, un individuo puede mirar en horizontal a las muescas 76 y asegurarse que los bordes superiores de las primeras placas 52 y 54 de lado laterales están por encima de los extremos superiores de las muescas 76 para garantizar de ese modo que no fluya refrigerante hacia fuera de las muescas 76.
En la realización ilustrada, la segunda parte 24 de cubierta tiene preferiblemente una longitud longitudinal tan larga como o más larga que la segunda sección en forma de U invertida de la parte 21 de canal de entrada que tiene los orificios 46. Además, la segunda parte 24 de cubierta tiene preferiblemente una anchura lateral ligeramente más amplia que la anchura lateral de la primera bandeja 22, y una altura al menos tan alta como las paredes de lado laterales de la primera bandeja 22. Cuando la segunda parte 24 de cubierta se une a la primera bandeja 22, se conforma una cámara encerrada rectangular que se extiende desde la primera placa 56 de extremo hasta un extremo libre de la segunda parte 24 de cubierta. La zona del distribuidor 20 que se extiende desde el extremo libre de la segunda parte 24 de cubierta hasta la primera placa 56 de extremo que está por encima de la primera bandeja 22 y la parte 21 de canal de entrada adyacente a la entrada 11a de refrigerante conforma una salida O de distribución de vapor de refrigerante.
Tal como se muestra de la mejor manera en las figuras 4-5, se explicará ahora con más detalle el segundo elemento 23 de bandeja. La segunda parte 23 de bandeja incluye tres secciones 23a de bandeja idénticas que se alinean una junto a otra a lo largo del eje central longitudinal C de la carcasa 10. Tal como se muestra en la figura 5, la longitud longitudinal total de las tres segundas partes 23a de bandeja es sustancialmente la misma que la longitud longitudinal de la primera parte 22 de bandeja tal como se muestra en la figura 5. La anchura transversal del segundo elemento 23 de bandeja se establece para que sea mayor que la anchura transversal de la primera parte 22 de bandeja de modo que el segundo elemento 23 de bandeja se extiende sustancialmente a lo largo de toda la anchura del haz 30 de tubos tal como se muestra en la figura 7. El segundo elemento 23 de bandeja se dispone de modo que el refrigerante líquido acumulado en el segundo elemento 23 de bandeja no se comunica entre las segundas secciones 23s de bandeja. Tal como se muestra en las figuras 5-6, cada una de las segundas partes 23a de bandeja tiene una pluralidad de segundas 23b aberturas de descarga desde las que se descarga el refrigerante líquido hacia abajo hacia el haz 30 de tubos. Específicamente, el segundo elemento 23 de bandeja tiene preferiblemente un mayor número de aberturas 23b que los orificios 68 de la primera parte 22 de bandeja. Por tanto, el distribuidor 20 de refrigerante tiene al menos una abertura 23b de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido. El segundo elemento 23 de bandeja está soportado preferiblemente por la unidad 30 de transferencia de calor, tal como se explica a continuación.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 4-9, se explicará ahora con más detalle la unidad 30 de transferencia de calor (haz de tubos). El haz 30 de tubos se dispone por debajo del distribuidor 20 de refrigerante de modo que el refrigerante líquido descargado desde el distribuidor 20 de refrigerante se suministra sobre el haz 30 de tubos. El haz 30 de tubos incluye una pluralidad de tubos 31 de transferencia de calor que se extienden en general en paralelo hacia el eje central longitudinal C de la carcasa 10 tal como se muestra en la figura 6. Los tubos 31 de transferencia de calor están realizados de materiales que tienen alta conductividad térmica, tales como metal. Los tubos 31 de transferencia de calor están dotados preferiblemente de ranuras interiores y exteriores para fomentar adicionalmente el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua que fluye en el interior de los tubos 31 de transferencia de calor. Tales tubos de transferencia de calor que incluyen las ranuras interiores y exteriores se conocen bien en la técnica. Por ejemplo, pueden usarse tubos GEWA-B de Wieland Copper Products, LLC como los tubos 31 de transferencia de calor de esta realización. Tal como se entiende de la mejor manera a partir de las figuras 6-7, los tubos 31 de transferencia de calor están soportados por una pluralidad de placas 32 de soporte que se extienden en vertical, que se acoplan de manera fija a la carcasa 10. Las placas 32 de soporte también soportan la segunda bandeja, que se une de manera fija a las placas 32 de soporte.
En esta realización, el haz 30 de tubos se dispone para conformar un sistema de paso doble, en el que los tubos 31 de transferencia de calor están divididos en un grupo de líneas de suministro dispuesto en una porción inferior del haz 30 de tubos, y un grupo de líneas de retorno dispuesto en una porción superior del haz 30 de tubos. Tal como se muestra en la figura 6, los extremos de entrada de los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de suministro están en conexión de fluido con la tubería 15 de entrada de agua mediante la cámara 13a de agua de entrada del elemento 13 de cabezal de conexión de modo que el agua que entra en el evaporador 1 se distribuye en los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de suministro. Los extremos de salida de los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de suministro y los extremos de entrada de los tubos 31 de transferencia de calor de los tubos de líneas de retorno se comunican en conexión de fluido con una cámara 14a de agua del elemento 14 de cabezal de retorno. Por tanto, el agua que fluye en el interior de los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de suministro se descarga en la cámara 14a de agua, y se redistribuye en los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de retorno. Los extremos de salida de los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de retorno se comunican en conexión de fluido con la tubería 16 de salida de agua mediante la cámara 13b de agua de salida del elemento 13 de cabezal de conexión. Por tanto, el agua que fluye en el interior de los tubos 31 de transferencia de calor en el grupo de líneas de retorno sale del evaporador 1 a través de la tubería 16 de salida de agua. En un evaporador de paso doble típico, la temperatura del agua que entra en la tubería 15 de entrada de agua puede ser de aproximadamente 54°F (aproximadamente 12°C), y el agua se enfría hasta aproximadamente 44°F (aproximadamente 7°C) cuando sale de la tubería 16 de salida de agua. Aunque, en esta realización, el evaporador 1 se dispone para conformar un sistema de paso doble en el que el agua entra y sale por el mismo lado del evaporador 1, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que puede usarse el otro sistema convencional tal como un sistema de paso simple o de paso triple. Además, en el sistema de paso doble, el grupo de líneas de retorno puede disponerse por debajo de o una junto a otra con el grupo de líneas de suministro en lugar de la disposición ilustrada en el presente documento.
Con referencia a la figura 7, se explicará una disposición más detallada para un mecanismo de transferencia de calor del evaporador 1 según la realización ilustrada. Tal como se describió anteriormente, el refrigerante en un estado bifásico o que incluye al menos refrigerante líquido se suministra a través de la entrada 11a de refrigerante a la parte 21 de canal de entrada del distribuidor 20 de refrigerante mediante la tubería 11b de entrada. En la figura 7, se ilustra esquemáticamente el flujo de refrigerante en el circuito de refrigeración, y se omite la tubería 11b de entrada por motivos de brevedad. El componente de vapor del refrigerante suministrado al distribuidor 20 de refrigerante se separa del componente líquido en la primera parte 22 de bandeja. El componente líquido del refrigerante bifásico se acumula en la primera parte 22 de bandeja y después en las segundas partes 23a de bandeja, y se descarga desde las aberturas 23b de descarga del segundo elemento 23 de bandeja hacia abajo hacia el haz 30 de tubos. Tal como se entiende de la mejor manera a partir de la figura 6, el vapor de refrigerante (gas) no puede fluir directamente desde la primera bandeja 22 hasta la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa. Más bien, el refrigerante gaseoso (o en fase de vapor) debe fluir de vuelta hacia la entrada 11a de refrigerante (a la izquierda), a través de la salida O de distribución de vapor de refrigerante, y después fluir hacia la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa. Este flujo puede reducir que la prevalencia de gotas de refrigerante líquido dentro del gas de refrigerante descargado desde la salida O de distribución de vapor de refrigerante se arrastre de vuelta al compresor 2.
Tal como se muestra en la figura 7, el haz 30 de tubos de la realización ilustrada es un haz de tubos híbrido que incluyen una región de película descendente y una región inundada. Los tubos 31 de transferencia de calor en la región de película descendente se configuran y disponen para realizar la evaporación de película descendente del refrigerante líquido. Más específicamente, los tubos 31 de transferencia de calor en la región de película descendente se disponen de modo que el refrigerante líquido descargado desde el distribuidor 20 de refrigerante conforma una capa (o una película) a lo largo de una pared exterior de cada uno de los tubos 31 de transferencia de calor, donde el refrigerante líquido se evapora como refrigerante en fase de vapor mientras que absorbe calor del agua que fluye en el interior de los tubos 31 de transferencia de calor. Tal como se muestra en la figura 7, los tubos 31 de transferencia de calor en la región de película descendente se disponen en una pluralidad de columnas verticales que se extienden en paralelo entre sí cuando se observa en una dirección paralela al eje central longitudinal C de la carcasa 10 (tal como se muestra en la figura 7). Por tanto, el refrigerante cae hacia abajo desde un tubo de transferencia de calor hasta otro por la fuerza de la gravedad en cada una de las columnas de los tubos 31 de transferencia de calor. Las columnas de los tubos 31 de transferencia de calor se disponen con respecto a las segundas aberturas 23b de descarga del segundo elemento 23 de bandeja de modo que el refrigerante líquido descargado desde las segundas aberturas 23b de descarga se deposita sobre el tubo más superior de los tubos 31 de transferencia de calor en cada una de las columnas.
El refrigerante líquido que no se evaporó en la región de película descendente continúa cayendo hacia abajo por la fuerza de la gravedad en la región inundada. La región inundada incluye la pluralidad de los tubos 31 de transferencia de calor dispuestos en un grupo por debajo de la región de película descendente en la porción inferior de la carcasa 11 de campana. Por ejemplo, en la parte inferior, pueden disponerse 1, 2 o tres filas de tubos 31 como parte de la región inundada dependiendo de la cantidad de refrigerante cargado en el sistema. Aunque se divulga un haz de tubos híbrido en la realización ilustrada, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que pueden usarse otros diseños de haz de tubos junto con el distribuidor 20 en el evaporador 1 de la presente invención.
En esta realización, un conducto 8 de fluido está en conexión de fluido con la región inundada dentro de la carcasa 10. Específicamente, la carcasa 10 incluye una tubería 17 de salida inferior en comunicación de fluido con el conducto 8. Puede conectarse un dispositivo de bomba (no mostrado) al conducto 8 de fluido para devolver el fluido desde la parte inferior de la carcasa 10 al compresor 2 o puede ramificarse a la tubería 11b de entrada para suministrarse de vuelta al distribuidor 20 de refrigerante. La bomba puede hacerse funcionar de manera selectiva cuando el líquido acumulado en la región inundada alcanza un nivel prescrito para descargar el líquido desde la misma al exterior del evaporador 1. En la realización ilustrada, el conducto 8 de fluido se conecta al punto más inferior de la región inundada. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que en lugar del conducto 8 de fluido, puede acoplarse un conducto 8' de fluido a la región inundada en una ubicación separada del punto más inferior de la región inundada. En cualquier caso, el conducto 8 ó 8' de fluido está preferiblemente en conexión de fluido con la región inundada en una ubicación entre el punto más inferior de la región inundada y una ubicación correspondiente al nivel de líquido en la región inundada (por ejemplo, entre el punto más inferior y el nivel superior de los tubos 31 en la región inundada). Además, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que el dispositivo de bomba (no mostrado) puede ser en su lugar ¡ un eyector (no mostrado). En el caso en el que el dispositivo de bomba se sustituye por un eyector, el eyector también recibe refrigerante comprimido desde el compresor 2. El eyector puede mezclar entonces el refrigerante comprimido procedente del compresor 2 con el líquido recibido desde la región inundada de modo que puede suministrarse una concentración de aceite particular de vuelta al compresor 2. Las bombas y los eyectores tales como los mencionados anteriormente se conocen bien en la técnica y, por tanto, no se explicarán ni ilustrarán con mayor detalle en el presente documento.
Haciendo referencia todavía a las figuras 4-9, se explicarán ahora con más detalle el funcionamiento del distribuidor 20 de refrigerante como un todo y la actuación conjunta entre las partes del evaporador 1. Tal como se mencionó anteriormente, la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante se conforma longitudinalmente entre el extremo libre de la segunda parte 24 de cubierta y la primera placa 56 de extremo, y lateralmente entre las primeras placas 52 y 54 de lado laterales, tal como se entiende de la mejor manera a partir de la figura 5. La abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante está separada longitudinalmente de la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa. Además, la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa es independiente de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante del distribuidor 20 de modo que el vapor de refrigerante que sale de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante fluye hacia el interior de la carcasa 10 antes de fluir hacia fuera de la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa. La abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante tiene una longitud longitudinal L1 menor que la mitad de una longitud longitudinal total L2 del distribuidor 20 de refrigerante. En la realización ilustrada, la longitud longitudinal L1 de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante es menor que la cuarta parte de la longitud longitudinal total L2 del distribuidor 20 de refrigerante (por ejemplo, el 15-20%).
Además del tamaño longitudinal de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante, un espacio longitudinal S entre la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante y la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa es al menos el 25% de la longitud longitudinal total L2 del distribuidor 20 de refrigerante. En la realización ilustrada, el espacio longitudinal S entre la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante y la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa es al menos el 50% de la longitud longitudinal total L2 del distribuidor 20 de refrigerante (por ejemplo, el 55-60%). Además, en la realización ilustrada, la entrada 11a de refrigerante está dispuesta longitudinalmente más cerca de un primer extremo longitudinal del distribuidor 20 de refrigerante que de un segundo extremo longitudinal del distribuidor 20 de refrigerante. Además, en la realización ilustrada, la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa está dispuesta longitudinalmente más cerca del segundo extremo longitudinal del distribuidor 20 de refrigerante que del primer extremo longitudinal del distribuidor 20 de refrigerante. Por tanto, en la realización ilustrada, la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante está más cerca de la entrada 11a de refrigerante que de la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa.
Haciendo referencia todavía a las figuras 4-9, el distribuidor 20 de refrigerante se extiende longitudinalmente dentro de la carcasa 10 tal como se mencionó anteriormente. Además, el distribuidor 20 de refrigerante incluye una primera caja de distribuidor interior conformada por la parte 21 de canal de entrada y, o bien la parte 62 plana de la sección 60 de canal, o bien la placa 50 de base (por ejemplo, las partes que conforman la sección transversal tubular junto con la parte 21 de canal de entrada). El distribuidor 20 de refrigerante también incluye una segunda caja de distribuidor exterior conformada por partes de la primera parte 22 de bandeja y el segundo elemento 24 de cubierta. Más específicamente, en la realización ilustrada, la placa 50 de base, las placas 52 y 54 de lado laterales, las placas 56 y 58 de extremo, la placa 70 superior de tapa y las placas 72 y 74 de lado laterales de tapa, que conforman juntas una sección transversal tubular exterior del distribuidor que está terminada por las placas 56 y 58 de extremo. Tal como se entiende de la mejor manera a partir de las figuras 5 y 7, la primera caja de distribuidor interior se dispone dentro de la segunda caja de distribuidor exterior, la primera caja de distribuidor interior se conecta a la entrada 11a de refrigerante, y la primera caja de distribuidor interior distribuye refrigerante en un espacio interior de la segunda caja de distribuidor exterior a lo largo de la longitud longitudinal de la segunda caja de distribuidor exterior donde están conformados los orificios 46.
La segunda caja de distribuidor exterior tiene las aberturas 68 de distribución de refrigerante líquido que distribuyen refrigerante líquido y la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante. Naturalmente, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que la pluralidad de aberturas 68 podría sustituirse por menos aberturas, incluso una única abertura. En cualquier caso, el segundo distribuidor exterior incluye al menos una abertura 68 de distribución de refrigerante líquido. La primera caja de distribuidor interior tiene la pluralidad de aberturas 46 de distribución. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que la pluralidad de aberturas 46 podría sustituirse por menos aberturas, incluso una única abertura. En cualquier caso, la primera caja de distribuidor interior tiene al menos una primera abertura 46 de distribución interior conformada al menos en una de la parte inferior (por ejemplo, la parte 62 plana), un par de partes (42 y/o 44) laterales y una parte (40) superior de la primera caja de distribuidor interior. En la realización ilustrada, una pluralidad de primeras aberturas 46 de distribución interiores se conforman en cada una de las placas 42 y 44 laterales. Por tanto, la al menos una primera abertura 46 de distribución interior se conforma en el par de partes 42 y 44 laterales de la primera caja de distribuidor interior.
Tal como se explicó anteriormente, la segunda caja de distribuidor exterior incluye la primera parte 22 de bandeja que se extiende longitudinalmente por debajo de y/o a lo largo de una la inferior de la primera caja de distribuidor interior, y la segunda parte 24 de cubierta que se extiende longitudinalmente por encima de la primera caja de distribuidor interior. Tal como se explicó también anteriormente, la primera parte 22 de bandeja y la segunda parte 24 de cubierta están conectadas entre sí en lados laterales del distribuidor 20 de refrigerante, y la segunda parte 24 de cubierta tiene una longitud longitudinal menor que la longitud longitudinal de la primera parte 22 de bandeja para conformar la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante. Tal como se mencionó anteriormente, la primera parte 22 de bandeja tiene la al menos una abertura 68 de distribución de refrigerante líquido conformada en la misma. En la realización ilustrada, la primera parte 22 de bandeja incluye una pluralidad de aberturas 68 de distribución de refrigerante líquido, todas dispuestas en una ubicación por debajo de una ubicación vertical de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante. Tal como se mencionó anteriormente, la parte 21 de canal de entrada tiene una forma de U invertida. Por tanto, un canal en forma de U invertida (por ejemplo, la parte 21 de canal de entrada) se une longitudinalmente a la primera parte 22 de bandeja para conformar la primera caja de distribuidor interior, y el canal en forma de U invertida tiene al menos una primera abertura 46 de distribución interior conformada en el mismo.
Las disposiciones para el distribuidor 20 de refrigerante no se limitan a las ilustradas en la figura 7. Más bien, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones en el presente documento sin apartarse del alcance de la invención. A continuación se explicarán varios ejemplos modificados.
SEGUNDA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a las figuras 10-14, se explicará ahora con más detalle un evaporador 201 que tiene un distribuidor 220 de refrigerante según una segunda realización. El evaporador 201 es idéntico al evaporador 1 de la primera realización, excepto por la inclusión del distribuidor 220 de refrigerante modificado. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de la primera realización también se aplican a esta segunda realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta segunda realización que son idénticas a partes de la primera realización usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia en la descripción de esta segunda realización. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta segunda realización, y que los números de referencia de la primera realización sólo se incluirán en la medida en que sea necesario para entender la segunda realización.
El distribuidor 220 de refrigerante de esta segunda realización incluye todas las partes de la primera realización, pero incluye además una parte adicional, una placa 226 de refuerzo que cubre al menos parcialmente la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante. En particular, la placa 226 de refuerzo cubre la parte superior de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante. La placa 226 de refuerzo tiene una placa 280 de refuerzo superior y un par de placas 282 y 284 de refuerzo laterales que se extienden hacia abajo desde la placa de refuerzo superior para conformar una configuración sustancialmente en forma de U invertida. Además, la placa de refuerzo incluye preferiblemente placas 286 y 288 de extremo que incluyen, cada una, una sección en un lado lateral opuesto de la placa 280 de refuerzo superior. Cada placa 282 y 284 de refuerzo lateral incluye unas secciones 282a y 284a inclinadas que se extienden desde la placa 280 de refuerzo superior, y unas secciones 282b y 284b verticales que se extiende hacia abajo desde las secciones 292a y 282b inclinadas, respectivamente. Debido a esta configuración de la placa 226 de refuerzo, no fluirá vapor de refrigerante en vertical hasta fuera de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante, sino que tendrá que fluir lateralmente hacia los lados y hacia abajo fuera de la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante antes de fluir hasta la salida 12a de vapor de carcasa.
Los elementos de la placa 226 de refuerzo están construidos preferiblemente por material de placa/chapa rígido tal como chapa metálica. La placa 280 de refuerzo superior y el par de placas 282 y 284 de refuerzo laterales pueden construirse como un único elemento que se dobla para dar la forma ilustrada en el presente documento. Sin embargo, en la realización ilustrada, las placas 286 y 288 de extremo se construyen preferiblemente como elementos independientes que se unen a la placa 280 de refuerzo superior y el par de placas 282 y 284 de refuerzo laterales usando cualquier técnica convencional adecuada tal como soldadura. Además, la placa 226 de refuerzo en la realización ilustrada se suelda a las partes del distribuidor 20 de la primera realización a lo largo de las intersecciones (por ejemplo, costuras) en una disposición hermética/estanca a líquidos. La placa 226 de refuerzo puede ayudar a limitar el remanente de líquido a la salida 12a de refrigerante en fase de vapor de carcasa.
TERCERA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 15, se explicará con más detalle un distribuidor 320 de refrigerante según una tercera realización. El distribuidor 320 de refrigerante está diseñado para usarse en lugar de o bien el distribuidor 20 o bien el distribuidor 220 de las realizaciones anteriores para conformar un evaporador según esta tercera realización. Sin embargo, por motivos de brevedad, no se explicarán ni ilustrarán de nuevo todas las partes del evaporador puesto que esto sería redundante. Más bien, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de la segunda realización también se aplican a esta tercera realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento.
El distribuidor 320 de refrigerante de esta tercera realización es idéntico al distribuidor 220 de refrigerante de la segunda realización, excepto en que el distribuidor 320 incluye un refuerzo 326 modificado que tiene placas 382 y 384 de refuerzo laterales modificadas, que incluyen pestañas 392 y 394 que se extienden hacia arriba desde un extremo inferior de las mismas para conformar un canal en V en un extremo inferior de las mismas, respectivamente. De otro modo, la placa 326 de refuerzo es idéntica a la placa 226 de refuerzo. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta tercera realización, excepto tal como se explicó e ilustró en el presente documento. Además, partes de esta tercera realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta tercera realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y segunda en la medida en que sea necesario para entender la tercera realización.
CUARTA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 16, se explicará ahora con más detalle un distribuidor 420 de refrigerante según una cuarta realización. El distribuidor 420 de refrigerante está diseñado para usarse en lugar de o bien el distribuidor 20 o bien el distribuidor 220 de las realizaciones anteriores para conformar un evaporador según esta cuarta realización. Sin embargo, por motivos de brevedad, no se explicarán ni ilustrarán de nuevo todas las partes del evaporador puesto que esto sería redundante. Más bien, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de la segunda realización también se aplican a esta cuarta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento.
Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta cuarta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta cuarta realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta cuarta realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y segunda en la medida en que sea necesario para entender la cuarta realización. Además, la modificación de esta cuarta realización puede aplicarse a la tercera realización.
El distribuidor 420 de refrigerante de esta cuarta realización es idéntica al distribuidor 220 de refrigerante de la segunda realización, excepto en que el distribuidor 420 incluye al menos una placa 427 deflectora transversal dispuesta en el mismo. En particular, en la realización ilustrada, una pluralidad de placas 427 deflectoras transversales (por ejemplo, dos) se disponen en una disposición separada longitudinalmente dentro de la parte 21 de canal de entrada. Por tanto, la primera caja de distribuidor interior tiene al menos una placa 427 deflectora transversal dispuesta en la misma. La placa o placas 427 deflectora(s) tiene(n) alturas menores que la altura del interior de la parte 21 de canal de entrada. Por tanto, las placas 427 deflectoras pueden impedir el flujo de refrigerante en las mismas pero todavía permitir el flujo.
QUINTA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 17, se explicará ahora con más detalle un distribuidor 520 de refrigerante según una quinta realización. El distribuidor 520 de refrigerante está diseñado para usarse en lugar de, o bien el distribuidor 20, o bien el distribuidor 220 de las reivindicaciones anteriores para conformar un evaporador según esta quinta realización. Sin embargo, por motivos de brevedad, no se explicarán ni ilustrarán de nuevo todas las partes del evaporador puesto que esto sería redundante. Más bien, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de la segunda realización también se aplican a esta quinta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento.
Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta quinta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta quinta realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta quinta realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y segunda en la medida en que sea necesario para entender la quinta realización. Además, la modificación de esta quinta realización puede aplicarse a la tercera realización y/o la cuarta realización.
El distribuidor 520 de refrigerante de esta quinta realización es idéntico al distribuidor 220 de refrigerante de la segunda realización, excepto en que el distribuidor 520 incluye un desnebulizador 528 dispuesto en el exterior del primer distribuidor y dispuesto en el interior de la segunda caja de distribuidor exterior. Específicamente, el desnebulizador 528 se dispone de modo que la parte inferior del mismo se dispone en alineación sustancial con la parte superior de la parte 21 de canal de entrada, y el desnebulizador 528 no se extiende hasta la placa 50 superior de la parte 21 de canal de entrada. Por tanto, el desnebulizador 528 se dispone en una región de interfase vapor-líquido y no necesariamente en la región de todo vapor. En la realización ilustrada, el desnebulizador 528 incluye un material de placa de malla. El material de un desnebulizador de este tipo se conoce bien en la técnica y, por tanto, no se explicará con más detalle. El desnebulizador 528 se extiende preferiblemente de manera longitudinalmente continua desde la entrada 11a de refrigerante hasta la placa 58 de extremo, y de manera lateralmente continua de lado a lado tal como se muestra en la figura 17.
SEXTA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 18, se explicará ahora con más detalle un distribuidor 620 de refrigerante según una sexta realización. El distribuidor 620 de refrigerante está diseñado para usarse en lugar de, o bien el distribuidor 20, o bien el distribuidor 220 de las reivindicaciones anteriores para conformar un evaporador según esta sexta realización. Sin embargo, por motivos de brevedad, no se explicarán ni ilustrarán de nuevo todas las partes del evaporador puesto que esto sería redundante. Más bien, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de la segunda realización también se aplican a esta sexta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento.
Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta sexta realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta sexta realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta sexta realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y segunda en la medida en que sea necesario para entender la sexta realización. Además, la modificación de esta sexta realización puede aplicarse a la tercera realización y/o la cuarta realización.
El distribuidor 620 de refrigerante de esta sexta realización es idéntico al distribuidor 220 de refrigerante de la segunda realización, excepto en que el distribuidor 620 incluye un desnebulizador 628 dispuesto en el exterior del primer distribuidor interior y dispuesto en el interior de la segunda caja de distribuidor exterior. Específicamente, el desnebulizador 628 se dispone de modo que la parte inferior del mismo se dispone en alineación sustancial con la parte superior de la parte 21 de canal de entrada, y el desnebulizador 628 se extiende hasta la placa 50 superior de la parte 21 de canal de entrada. Por tanto, el desnebulizador 628 se dispone en una región de interfase vapor-líquido y la región de todo vapor. En la realización ilustrada, el desnebulizador 628 incluye un material de placa de malla. El material de un desnebulizador de este tipo se conoce bien en la técnica y, por tanto, no se explicará con más detalle. El desnebulizador 628 se extiende preferiblemente de manera longitudinalmente continua desde la entrada 11a de refrigerante hasta la placa 58 de extremo, y de manera lateralmente continua de lado a lado tal como se muestra en la figura 18.
SÉPTIMA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a las figuras 19-20, se explicará ahora con más detalle un evaporador 701 según una séptima realización. El evaporador 701 es idéntico al evaporador 201 de la segunda realización, excepto por la inclusión de una salida 712a de vapor de refrigerante de carcasa modificada que se dispone longitudinalmente de manera centrada. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta séptima realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta séptima realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta séptima realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y segunda en la medida en que sea necesario para entender la séptima realización. Además, esta modificación de la séptima realización puede aplicarse a las realizaciones tercera, cuarta, quinta y/o sexta.
Debido a que la salida 712a de vapor de refrigerante de carcasa se dispone longitudinalmente de manera centrada, la salida 712a de vapor de refrigerante de carcasa está separada longitudinalmente de manera sustancialmente equidistante de los extremos longitudinales primero y segundo del distribuidor de refrigerante. Además, debido a esta ubicación modificada de la salida 712a de vapor de refrigerante de carcasa, el espacio entre la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante y la salida 712a de vapor de refrigerante de carcasa es menor. Sin embargo, el espacio longitudinal entre la abertura O de salida de distribución de vapor de refrigerante y la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa es todavía preferiblemente al menos el 25% de la longitud longitudinal total del distribuidor 20 de refrigerante, aunque la figura 19 puede no estar a escala.
OCTAVA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a las figuras 21-22, se explicará ahora con más detalle un evaporador 801 según una octava realización. El evaporador 801 es idéntico al evaporador 1 de la segunda realización, excepto por la inclusión de una salida 812a de vapor de refrigerante de carcasa modificada que está inclinada en relación con la dirección vertical y desplazada lateralmente al lado. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta octava realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta octava realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta octava realización, y que sólo se incluirá números de referencia de las realizaciones primera y segundo en la medida en que sea necesario para entender la octava realización. Además, esta modificación de la octava realización puede aplicarse a las realizaciones tercera, cuarta, quinta y/o sexta.
NOVENA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 23, se explicará ahora con más detalle un evaporador 901 que tiene un par de distribuidores 220 de refrigerante, un par de entradas 11a de refrigerante y un par de salidas 12a de refrigerante en fase de vapor de carcasa según una novena realización. El evaporador 901 es idéntico al evaporador 201 de la segunda realización, excepto en que el evaporador 901 es un evaporador de doble distribuidor con un haz 930 de tubos alargados modificado, una carcasa 910 alargada modificada y un par de los distribuidores 220 dispuestos uno al lado del otro para la inclusión del distribuidor 220 de refrigerante modificado. Un divisor 933 se dispone entre las dos mitades. Debido al alargamiento, algunas partes no son idénticas sino que más bien son idénticas funcionalmente. La descripción de estas partes se omitirá por motivos de brevedad. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta novena realización. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera y segunda también se aplican a esta novena realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta novena realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda realizaciones usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta novena realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y/o segunda en la medida en que sea necesario para entender la novena realización.
DÉCIMA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 24, se explicará ahora con más detalle un evaporador 1001 que tiene una placa 1029 deflectora dispuesta bajo la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa más centrada según una décima realización. El evaporador 1001 es idéntico al evaporador 901 de la novena realización, excepto por la presencia de la placa 1029 deflectora y se retira el divisor 933. La placa 1029 deflectora reduce la prevalencia de que refrigerante que fluye desde el distribuidor adyacente fluya directamente hasta la salida 12a de vapor de refrigerante de carcasa dispuesta por encima de la placa 1029 deflectora. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera, segunda y novena también se aplican a esta décima realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta décima realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta décima realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y/o segunda en la medida en que sea necesario para entender la décima realización.
UNDÉCIMA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 25, se explicará ahora con más detalle un evaporador 1101 según una undécima realización. El evaporador 1101 es idéntico al evaporador 901 de la novena realización, excepto en que los distribuidores 220 se disponen como imágenes especulares entre sí, es decir, las entradas 11a de refrigerante se disponen en extremos opuestos y las salidas 12a de refrigerante de carcasa se disponen ambas en general de manera centrada, y se retira el divisor 933. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera, segunda y novena también se aplican a esta undécima realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta undécima realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta undécima realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y/o segunda en la medida en que sea necesario para entender la undécima realización.
DUODÉCIMA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 26, se explicará ahora con más detalle un evaporador 1201 según una undécima realización. El evaporador 1201 es idéntico al evaporador 901 de la novena realización, excepto en que los distribuidores 220 son imágenes especulares entre sí, es decir, las entradas 11a de refrigerante se disponen de manera centrada y las salidas 12a de refrigerantes se disponen ambas en extremos opuestos de la carcasa, y se retira el divisor 933. Dicho de otro modo, esta realización es una imagen especular opuesta de la undécima realización. Por tanto, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que las descripciones e ilustraciones de las realizaciones primera, segunda y novena también se aplican a esta duodécima realización, excepto tal como se explica e ilustra en el presente documento. Además, partes de esta duodécima realización que son idénticas a partes de las realizaciones primera y/o segunda usarán los mismos números de referencia y/o no se incluirán números de referencia. Sin embargo, resultará evidente para los expertos en la técnica a partir de esta divulgación que sólo tienen que proporcionarse números de referencia a partes modificadas y/o nuevas de esta duodécima realización, y que sólo se incluirán números de referencia de las realizaciones primera y/o segunda en la medida en que sea necesario para entender la duodécima realización.
DECIMOTERCERA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 27, se ilustra una parte 1321 de canal de entrada modificada con un patrón modificado de orificios. Esta parte 1321 de canal de entrada modificada puede usarse en lugar de la parte 21 de canal de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. Sólo se conforman orificios en la parte superior en un extremo remoto.
DECIMOCUARTA REALIZACIÓN
Haciendo referencia ahora a la figura 28, se ilustra una parte 1421 de canal de entrada modificada con un patrón modificado de orificios. Esta parte 1421 de canal de entrada modificada puede usarse en lugar de la parte 21 de canal de entrada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. Se conforman orificios en ambos lados (sólo se muestra uno) y la parte superior.
Ċ

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Intercambiador de calor adaptado para usarse en un sistema de compresión de vapor, comprendiendo el intercambiador de calor:
    una carcasa (10) que tiene una entrada (11a) de refrigerante por la que fluye al menos refrigerante con refrigerante líquido a su través y una salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa, extendiéndose un eje central longitudinal de la carcasa (10) en general en paralelo a un plano horizontal;
    un distribuidor (20) de refrigerante conectado a la entrada (11a) de refrigerante y dispuesto dentro de la carcasa (10), teniendo el distribuidor (20) de refrigerante al menos una abertura (23b) de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido y una abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante separada longitudinalmente de la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa, y una unidad (30) de transferencia de calor dispuesta en el interior de la carcasa (10) por debajo del distribuidor (20) de refrigerante de modo que el refrigerante líquido descargado desde el distribuidor (20) de refrigerante se suministra a la unidad (30) de transferencia de calor,
    en el que el distribuidor (20) de refrigerante se extiende longitudinalmente dentro de la carcasa (10) e incluye una primera caja (21; 62) de distribuidor interior y una segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, la primera caja (21; 62) de distribuidor interior se dispone dentro de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, la primera caja (21; 62) de distribuidor interior se conecta a la entrada (11a) de refrigerante, y la primera caja (21; 62) de distribuidor interior distribuye refrigerante en un espacio interior de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior a lo largo de la longitud longitudinal de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, y
    la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior tiene la al menos una abertura (68) de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido y la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante, en el que
    la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior incluye una primera parte (22) de bandeja que se extiende longitudinalmente a lo largo de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior, y una segunda parte (24) de cubierta que se extiende longitudinalmente a lo largo de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior, caracterizado porque
    la primera parte (22) de bandeja y la segunda parte (24) de cubierta están conectadas entre sí en lados laterales del distribuidor (20) de refrigerante de manera sellada, en el que
    la segunda parte (24) de cubierta tiene una longitud longitudinal más corta que la longitud longitudinal de la primera parte (22) de bandeja para conformar la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante.
  2. 2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa está separada de la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante del distribuidor de modo que el vapor de refrigerante que sale de la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante fluye en el interior de la carcasa (10) antes de fluir hacia fuera de la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa.
  3. 3. Intercambiador de calor según la reivindicación 1 ó 2, en el que
    la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante tiene una longitud longitudinal menor que la mitad de la longitud longitudinal total del distribuidor (20) de refrigerante.
  4. 4. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que
    un espacio longitudinal entre la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante y la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa es al menos el 25% de la longitud longitudinal total del distribuidor de refrigerante.
  5. 5. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que
    la entrada (11a) de refrigerante está dispuesta longitudinalmente más cerca de un primer extremo longitudinal del distribuidor (20) de refrigerante que de un segundo extremo longitudinal del distribuidor (20) de refrigerante.
  6. 6. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que
    la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa está dispuesta longitudinalmente más cerca del segundo extremo longitudinal del distribuidor (20) de refrigerante que del primer extremo longitudinal del distribuidor (20) de refrigerante.
  7. 7. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y 5, en el que
    la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa está separada longitudinalmente de manera sustancialmente equidistante de los extremos longitudinales primero y segundo del distribuidor (20) de refrigerante.
  8. 8. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que
    la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante está más cerca de la entrada (11a) de refrigerante que de la salida (12a) de vapor de refrigerante de carcasa.
  9. 9. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que
    el distribuidor de refrigerante incluye una placa (226) de refuerzo que cubre al menos parcialmente a la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante, en el que preferiblemente
    la placa (226) de refuerzo tiene una placa (280) de refuerzo superior y un par de placas (282, 284) de refuerzo laterales que se extienden hacia abajo desde la placa (280) de refuerzo superior para conformar una configuración sustancialmente en forma de U invertida, en el que preferiblemente
    cada una de las placas (382, 384) de refuerzo laterales incluyen una pestaña (392, 394) que se extiende hacia arriba desde un extremo inferior de la misma para conformar un canal en V.
  10. 10. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que
    la primera caja (21; 62) de distribuidor interior tiene al menos una primera abertura (46) de distribución interior conformada al menos en una de una parte (62) inferior, un par de partes (42, 44) laterales y una parte (40) superior de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior.
  11. 11. Intercambiador de calor según la reivindicación 10, en el que
    la al menos una primera abertura (46) de distribución interior está conformada en el par de partes (42, 44) laterales de la primera caja (21; 62) de distribuidor interior.
  12. 12. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que
    la primera caja (21; 62) de distribuidor interior tiene al menos una placa (427) deflectora transversal dispuesta en la misma.
  13. 13. Intercambiador de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que
    la primera parte (22) de bandeja tiene la al menos una abertura (23b) de distribución de refrigerante líquido conformada en la misma en una ubicación por debajo de una ubicación vertical de la abertura (O) de salida de distribución de vapor de refrigerante, en el que preferiblemente
    un canal en forma de U invertida se une longitudinalmente a la primera parte (22) de bandeja para conformar la primera caja (21; 62) de distribuidor interior, y el canal en forma de U invertida tiene al menos una primera abertura (46) de distribución interior conformada en el mismo.
  14. 14. Intercambiador de calor según la reivindicación 13, en el que
    el distribuidor de refrigerante incluye un desnebulizador (528, 628) dispuesto en el exterior del primer distribuidor interior y dispuesto en el interior de la segunda caja (22; 24) de distribuidor exterior, en el que preferiblemente
    el desnebulizador (528, 628) se dispone en una región de todo vapor por encima del primer distribuidor interior o
    el desnebulizador (528, 628) se dispone en una región de interfase vapor-líquido, en el que preferiblemente el desnebulizador (528, 628) incluye un material de placa de malla.
    Ċ
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