KR20100113108A

KR20100113108A - 열교환기

Info

Publication number: KR20100113108A
Application number: KR1020107017505A
Authority: KR
Inventors: 폴 드 라미나; 젭 슈라이버; 제이 에이. 콜러; 존 씨. 한센; 무스타파 케말 야닉; 윌리암 에프. 맥케이드; 저스틴 코프만; 소렌 비예르 풀센; 리 리 왕; 사티이시 쿠란카라
Original assignee: 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-10-20
Also published as: EP2232168A2; US20100242533A1; WO2009089446A3; US8863551B2; WO2009089514A3; US20090178790A1; JP2011510249A; EP2341302A1; EP2232167A1; WO2009089503A2; US20100319395A1; KR101507332B1; EP2450645A2; EP2482007A1; EP2482007B1; CN102788451A; EP2232166A2; US8302426B2; CN101855502A; CN101907375A

Abstract

증기 압축 시스템에서 사용하기 위한 열교환기(38)가 개시되어 있는데, 이는 셸(shell)(76), 제 1 튜브 번들(tube bundles)(78), 후드(86) 및 분배기(80)를 포함한다. 제 1 튜브 번들(78)은 셸(76)에서 실질적으로 수평으로 연장되는 다수의 튜브들을 포함한다. 후드(86)는 제 1 튜브 번들(78)을 덮는다. 분배기(80)는 상기 다수의 튜브들 중 적어도 하나의 튜브 위로 유체를 분배하도록 구성되고 위치된다.

Description

열교환기{Heat exchanger}

관련출원의 상호참조

본 출원은 "Falling film evaporator systems"라는 발명의 명칭으로 2008년 1월 11일자로 출원된 미국 임시출원 제 61/020,533 호(여기에서는 참조로서 통합됨)의 우선권을 주장한다.

본 출원은 일반적으로 열교환기에 관한 것이다.

난방, 통기 및 공기조화 시스템들에 사용된 종래의 냉각 액체 시스템들은 시스템의 냉매와 다른 유체, 일반적으로 냉각될 액체 사이에서 열에너지의 전달을 실행하기 위한 증발기를 포함한다. 증발기의 한 형식은 셸(shell) 내부에 튜브 번들(tube bundles)을 형성하는 다수의 튜브들을 갖는 셸을 포함한다. 냉각될 유체는 튜브들 내부에서 순환되며, 냉매는 튜브들의 외부 또는 외부 표면들과 접촉하게 되고, 그 결과 냉각될 유체와 냉매 사이의 열전달이 이루어진다. 냉각될 유체로부터 냉매로의 열전달은 냉매로 하여금 증기로의 상 변화를 겪게 하고, 그 결과 냉매는 튜브들 외부에서 끓게 된다(boiled). 예를 들면, 냉매는 분무나 다른 유사한 기술들(통상적으로 "강하 경막(falling film" 증발기)에 의해서 튜브들의 외면에 증착될 수 있다. 다른 예에 있어서, 튜브들의 외면은 완전하게 또는 부분적으로 액체 냉매에 침지된다(일반적으로 "만액식(flooded)" 증발기로서 일컬어짐). 다른 예에 있어서, 튜브들의 일부는 외면상에 증착된 냉매를 가질 수 있고 튜브 번들의 다른 부분은 액체 냉매에 침지될 수 있다(통상적으로 "하이브리드 강하 경막(hybrid falling film)" 증발기로서 일컬어짐).

냉각될 유체로부터의 열에너지의 전달의 결과로서, 냉매가 가열되어 증기 상태로 변환되고, 그 다음에는 다른 냉각 사이클을 시작하도록 압축기로 복귀하는데, 여기에서 증기가 압축된다. 냉각된 유체는 빌딩을 통해서 위치한 다수의 열교환기들로 순환될 것이다. 빌딩으로부터 방출되는 더운 공기는 열교환기들로 전달되고, 여기에서 빌딩을 위한 공기를 냉각하는 동안에 이미 냉각된 유체는 따뜻해지게 된다. 빌딩 공기에 의해서 더워진 유체는 공정을 반복하도록 증발기로 복귀한다.

본 발명은 셸, 제 1 튜브 번들, 후드 및 분배기를 포함하는 증기 압축 시스템에서 사용하기 위한 열교환기에 관한 것이다. 제 1 튜브 번들은 셸에서 실질적으로 수평으로 연장되는 다수의 튜브들을 포함하며, 후드는 상기 제 1 튜브 번들을 덮는다. 분배기는 다수의 튜브들 중 적어도 하나의 튜브 위로 유체를 분배하도록 구성되고 위치된다.

본 발명은 또한 셸, 셸에 형성된 배출구, 다수의 튜브 번들, 다수의 후드, 다수의 후드들 중 인접한 후드들과 다수의 분배기들 사이의 간격을 포함하는 냉각 시스템에서 사용하기 위한 증발기에 관한 것이다. 제 1 튜브 번들의 각각의 튜브 번들은 셸에서 실질적으로 수평으로 연장되는 다수의 튜브들을 포함한다. 다수의 후드들의 적어도 각각의 후드는 다수의 튜브 번들들의 튜브 번들을 덮는다. 다수의 분배기들 중 각각의 분배기는 후드에 의해서 덮히는 튜브 번들 중 적어도 하나의 튜브 위로 유체를 분배하도록 구성되고 위치된다. 상기 간격은 상기 다수의 후드들 중 인접한 후드들을 빠져나가는 유체를 상기 배출구로 안내하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 증기 압축 시스템에서 사용하기 위한 열교환기와, 냉각 시스템에서 사용하기 위한 증발기를 제공한다.

도 1은 상업적 환경하에서 난방, 통기 및 공기조화 시스템의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 바람직한 증기 압축 시스템의 등각도이다.
도 3 및 도 4는 증기 압축 시스템의 바람직한 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5A는 바람직한 증발기의 분해 부분 절개도이다.
도 5B는 도 5A의 증발기의 상부 등각도이다.
도 5C는 도 5B의 선 5-5를 따라 도시한 증발기의 단면도로서, 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 6A는 바람직한 증발기의 상부 등각도이다.
도 6B와 6C는 도 6A의 선 6-6을 따라 도시한 증발기의 바람직한 실시 예들의 단면도로서, 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 7A 내지 도 7C 및 도 8A는 증발기의 바람직한 실시 예들의 단면도들이다.
도 8B는 도 8C의 선 8-8을 따라 도시한 바람직한 분배기의 부분 단면도를 포함한, 증발기의 바람직한 실시 예의 단면도이다.
도 8C는 증발기용 분배기의 바람직한 배열의 상부 사시도이다.
도 9A는 바람직한 분배기의 부분 단면도이다.
도 9B는 바람직한 분배기의 단면도이다.
도 10A는 바람직한 증발기의 측면도이다.
도 10B는 도 10A의 선 10-10을 따라 도시한 증발기의 단면도이다.
도 10C는 도 10B의 증발기의 튜브 번들들의 확대 부분 분해도이다.
도 11, 12, 13A 내지 도 13D, 도 14 내지 도 16, 도 17 및 도 18은 증발기의 바람직한 실시 예들의 단면도들이다.
도 14A 및 14B는 도 14의 영역 14A를 따라 도시한 증발기의 바람직한 분배기 실시예들의 확대 부분도들이다.
도 17A 및 18A는 증발기의 열교환기의 바람직한 실시 예들의 단면도이다.
도 19A 및 19B는 분배기의 바람직한 실시 예들의 단면도이다.
도 19C는 분배기 노즐의 바람직한 실시 예의 저면도이다.
도 20은 분배기 노즐의 바람직한 실시 예의 부분 단면도이다.
도 21은 도 8C의 분배기와 유사한 분배기를 구비한 증발기의 바람직한 실시 예의 단면도이다.
도 22는 증발기의 바람직한 실시 예의 단면도이다.
도 23 및 도 24는 증발기의 바람직한 실시 예의 단면도 및 측단부도이다.
도 25 및 도 26은 증발기 후드의 바람직한 실시 예의 단면도 및 측단부도이다.

도 1은 상업적 환경하에서 빌딩(12)에 냉각 액체 시스템을 통합한 난방, 통기, 공기조화시스템(HVAC 시스템)(10)에 대한 예시적인 환경을 나타낸 도면이다. 시스템(10)은 증기 압축 시스템(14)을 포함하는데, 이는 빌딩(12)을 냉방시키도록 사용될 냉각된 액체를 공급할 수 있다. 시스템(10)은 빌딩(12)을 난방하도록 사용될 가열된 액체를 공급하기 위한 보일러(16), 및 빌딩(12)을 통해서 공기를 순환시키는 공기 분배 시스템을 포함할 수 있다. 공기 분배 시스템은 공기 복귀 덕트(18), 공기 공급 덕트(20) 및 에어 핸들러(22)를 또한 포함할 수 있다. 에어 핸들러(22)는 도관들(24)에 의해서 보일러(16) 및 증기 압축 시스템(14)에 연결된 열교환기를 포함할 수 있다. 에어 핸들러(22)에 있는 열교환기는 시스템(10)의 작동 모드에 따라서 보일러(16)로부터 가열된 액체를 수용하거나 증기 압축 시스템(14)으로부터 냉각된 액체를 수용할 것이다. 시스템(10)은 빌딩(12)의 각 층에 별개의 에어 핸들러를 구비하고 있는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 부품들은 층들 사이에 공유될 수도 있음을 알 수 있다.

도 2 및 도 3은 HVAC 시스템(10)과 같은 HVAC 시스템에서 사용될 수 있는 바람직한 증기 압축 시스템(14)을 나타낸 것이다. 증기 압축 시스템(14)은 모터(50)에 의해서 구동되는 압축기(32), 응축기(34), 팽창장치(36) 및 액체 냉각기나 증발기(38)를 통해서 냉매를 순환시킬 수 있다. 증기 압축 시스템(14)은 아날로그 디지털(A/D) 변환기(42), 마이크로프로세서(44), 비휘발성 메모리(46) 및 인터페이스 보드(48)를 포함할 수 있는 제어패널(40)을 또한 포함할 수 있다. 증기 압축 시스템(14)에서 냉매로서 사용될 수 있는 유체의 몇몇 예들은 하이드로플루오로카본(HFC) 기지 냉매들, 예를 들면, R-410A, R-407, R-134a, 하디드로플루오로 올레핀(HFO), 암모니아(NH₃), R-717, 이산화탄소(CO₂), R-744와 같은 "천연" 냉매들, 또는 하이드로카본 기지 냉매들, 수증기 또는 냉매의 다른 적당한 형식들이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 증기 압축 시스템(14)은 VSD(52)의 각각의 하나 또는 그 이상, 모터(50), 압축기(32), 응축기(34) 및/또는 증발기(38)를 사용할 것이다.

압축기(32)와 함께 사용되는 모터(50)는 변속 드라이브(VSD)(52)에 의해서 동력을 인가받거나 혹은 교류(AC)나 직류(DC) 전원으로부터 직접적으로 동력을 인가받을 수 있다. VSD(52)는, 사용되는 경우에, 특별한 고정 라인 전압과 고정 라인 주파수를 갖는 AC 전력을 AC 전원으로부터 수용하고, 가변 전압과 주파수를 갖는 전압을 모터(50)로 제공한다. 모터(50)는 VSD에 의해서 전력이 인가되거나 또는 AC나 DC 전원으로부터 직접적으로 전력이 인가되는 소정 형식의 전기 모터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터(50)는 스위치드 리럭턴스 모터, 유도전동기, 전자 정류식 영구자석 모터 또는 소정의 다른 적당한 모터 형식이 될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 증기나 가스 터빈들 또는 엔진들과 같은 다른 구동 기구들 및 그와 연관된 부품들이 압축기(32)를 구동시키는데 사용될 수 있다.

압축기(32)는 냉매 증기를 압축하고 그 증기를 배출 라인을 통해서 응축기(34)로 운반한다. 압축기(32)는 원심형 압축기, 스크류 압축기, 왕복 압축기, 로터리 압축기, 스윙 링크 압축기, 스크롤 압축기, 터빈 압축기 또는 다른 적당한 압축기가 될 수 있다. 압축기(32)에 의해서 응축기(34)로 운반된 냉매 증기는 유체, 예를 들어 물이나 공기로 열을 전달한다. 유체와의 열전달의 결과로서 냉매 증기는 응축기(34)에서 냉매 액체로 응축된다. 응축기(34)로부터 배출되는 액체 냉매는 팽창장치(36)를 통해서 증발기(38)로 유동한다. 도 3에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 응축기(34)는 물로 냉각되고, 냉각탑(56)과 연결된 튜브 번들(54)을 포함한다.

증발기(38)로 운반된 액체 냉매는 응축기(34)에 대하여 사용된 유체와 동일한 형식 또는 동일하지 않은 형식의 다른 유체로부터 열을 흡수하고, 냉매 증기로의 상변화를 겪게 된다. 도 3에 도시된 바람직한 실시 예에 있어서, 증발기(38)는 냉각 부하(62)에 연결된 공급라인(60S)과 복귀라인(60R)을 갖는 튜브 번들을 포함한다. 처리 유체, 예를 들어, 물, 에틸렌 글리콜, 염화칼슘 브라인, 염화나트륨 브라인 또는 다른 적당한 액체가 복귀라인(60R)을 경유하여 증발기(38)로 들어가고 공급라인(60S)을 경유하여 증발기(38)를 빠져나간다. 증발기(38)는 튜브들에서 처리 유체의 온도를 냉각시킨다. 증발기(38)에 있는 튜브 번들은 다수의 튜브들과 다수의 튜브 번들을 포함할 수 있다. 증기 냉매는 증발기(38)를 빠져나가고 사이클을 완결하도록 흡입라인에 의해서 압축기(32)로 복귀한다.

도 4는 도 3과 유사한 도면으로서, 증가된 냉각 용량, 효율 및 성능을 제공하기 위해서 응축기(34)와 팽창장치(36) 사이에 통합될 중간 회로(64)를 갖는 냉각회로를 나타낸다. 중간 회로(64)는 응축기(34)에 직접적으로 연결되거나 응축기(34)에 유체 연결될 수 있는 흡입구 라인(68)을 구비한다. 도시된 바와 같이, 흡입구 라인(68)은 중간 베셀(70)의 상류에 위치된 팽창장치(66)를 포함한다. 중간 베셀(70)은 바람직한 실시 예에서 플래시 인터쿨러로서 언급되는 플래시 탱크를 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 중간 베셀(70)은 열교환기나 "표면 절약기(surface economizer)"로서 구성될 수 있다. 플래시 인터쿨러 배열에 있어서, 제 1 팽창장치(66)는 응축기(34)로부터 수용된 액체의 압력을 낮추도록 작동한다. 플래시 인터쿨러에서의 팽창공정 동안에, 액체의 일부가 증발된다. 중간 베셀(70)은 응축기로부터 수용된 액체로부터 증발된 증기를 분리하도록 사용될 것이다. 증발된 액체는 압축기(32)에 의해서 흡입과 배출 사이의 중간압력으로 포트로 도입되거나 그렇지 않으면 라인(74)을 통해서 압축의 중간 단계로 도입될 것이다. 증발되지 않는 액체는 팽창 공정에 의해서 냉각되고 중간 베셀(70)의 바닥에 수집되고, 여기에서 액체는 제 2 팽창장치(36)를 포함하는 라인(72)을 통해서 증발기(38)로 유동하도록 회복된다.

"표면 인터쿨러" 배열에 있어서, 실행은 해당 기술분야의 숙련된 당업자가 알고 있는 바와 같이 약간 다르다. 중간 회로(64)는 상기한 바와 유사한 방식으로 작동할 수 있는데, 다만, 도 4에 도시된 바와 같이, 응축기(34)로부터 전체 양의 냉매를 수용하는 대신에, 중간 회로(64)는 응축기(34)로부터 냉매의 단지 일부분만을 수용하고 나머지 냉매는 팽창장치(36)로 직접적으로 진행한다.

도 5A 내지 도 5C는 "하이브리드 강하 경막" 증발기로서 구성된 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 도 5A 내지 도 5C에 도시된 바와 같이, 증발기(138)는 셸(76)의 길이를 따라서 실질적으로 수평으로 연장되는 튜브 번들(78)을 형성하는 다수의 튜브들을 갖춘 실질적으로 원통형의 셸(76)을 포함한다. 적어도 하나의 지지부(116)는 튜브 번들(78)에서 다수의 튜브들을 지지하도록 셸(76) 내부에 위치할 것이다. 물, 에틸렌, 에틸렌 글리콜 또는 염화칼슘 브라인과 같은 적당한 유체는 튜브 번들(78)의 튜브들을 통해서 유동한다. 튜브 번들(78) 위에 위치한 분배기(80)는 다수의 위치들로부터 튜브 번들(78)에 있는 튜브들 위로 냉매(110)를 분배하여 증착하거나 적용한다. 비록 다른 바람직한 실시 예에서, 분배기(80)에 의해서 증착된 냉매는 액체 냉매와 증기 냉매 모두를 포함할 수 있을 지라도, 바람직한 일 실시 예에 있어서, 분배기(80)에 의해서 증착된 냉매는 전체적으로 액체 냉매가 될 수 있다.

튜브 번들(78)의 튜브들 주위로 유동하는 액체 냉매는 상태변화없이 셸(76)의 하부에 수집된다. 수집된 액체 냉매는 액체 냉매(82)의 풀(pool)이나 저장소를 형성할 수 있다. 분배기(80)로부터의 증착 위치들은 튜브 번들(78)에 대하여 종방향 위치 또는 측방향 위치들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 분배기(80)로부터의 증착 위치들은 튜브 번들(78)의 상부 튜브들 위로 증착된 것으로 제한되지는 않는다. 분배기(80)는 냉매의 분산 소오스에 의해서 공급된 다수의 노즐들을 포함할 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 분산 소오스는 응축기(34)와 같이 냉매의 소오스를 연결하는 튜브이다. 노즐들은 분무 노즐들을 포함하며, 냉매를 튜브들의 표면들 위로 안내하거나 향하게 할 수 있는 기계가공된 개구부들을 또한 포함할 것이다. 노즐들은 제트 패턴과 같은 소정의 패턴으로 냉매를 적용할 것이며, 그래서 튜브 번들(78)의 튜브들의 상부 열이 덮힌다. 튜브 번들(78)의 튜브들은 냉매의 유동을 증진하도록 튜브 표면들의 주위로 막의 형태로서 배열되고, 액체 냉매는 액적들을 또는 몇몇의 경우에는 튜브 표면들의 바닥에 액체 냉매의 커튼이나 시이트를 형성하도록 합쳐진다. 그 결과로서 형성되는 시트화는 튜브 표면들의 젖음성을 증진시키며, 이는 튜브 번들(78)의 튜브들 내부를 유동하는 유체와 튜브 번들(78)의 튜브들의 표면들 주위를 유동하는 유체 사이에서 열전달 효율을 향상시킨다.

액체 냉매(82)의 풀을 증발시키도록 냉매와 처리 유체 사이의 추가적인 열에너지 전달을 제공하기 위해서, 튜브 번들(140)은 액체 냉매(82)의 풀에 침지되거나 또는 적어도 부분적으로 침지될 수 있다. 바람직한 실시 예에 있어서, 튜브 번들(78)은 튜브 번들(140) 위에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다(즉, 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다). 바람직한 실시 예에 있어서, 증발기(138)는 2개 패스 시스템(pass system)을 통합하는데, 먼저 냉각될 처리 유체는 튜브 번들(140)의 튜브들 내로 유동하여 튜브 번들(140)에서의 유동방향과 반대방향으로 튜브 번들(78)의 튜브들 내부를 유동하도록 배향된다. 2개 패스 시스템이 제 2 패스에 있어서, 튜브 번들(78)에서 유동하는 유체의 온도는 감소하고, 그리하여 처리 유체의 원하는 온도를 얻기 위해서 튜브 번들(78)의 표면들 위로 유동하는 냉매에 적은 양의 열전달이 요구된다.

비록 2개 패스 시스템이 설명되었지만, 제 1 패스는 튜브 번들(140)과 연관되고 제 2 패스는 튜브 번들(78)과 연관되는 다른 배열들도 고려할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 증발기(138)는 처리 유체가 튜브 번들(140)과 튜브 번들(78)을 통해서 동일방향으로 유동하는 1개 패스 시스템을 통합할 수 있다. 이와는 달리, 증발기(138)는 3개 패스 시스템을 통합할 수 있으며, 이때 2개 패스들은 튜브 번들(140)과 연관되고 나머지 패스는 튜브 번들(78)과 연관되거나, 한 패스는 튜브 번들(140)과 연관되고 나머지 2개 패스는 튜브 번들(78)과 연관된다. 또한, 증발기(138)는 대안적인 2개 패스 시스템을 통합할 수 있고, 이때 한 패스는 튜브 번들(78)과 튜브 번들(140) 모두와 연관되고 제 2 패스는 튜브 번들(78)과 튜브 번들(140) 모두와 연관된다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 튜브 번들(78)과 튜브 번들(140)을 분리하는 간격에 의해서, 튜브 번들(78)은 튜브 번들(140)에 대하여 적어도 부분적으로 위치한다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 후드(86)는 튜브 번들(78) 위로 중첩되고, 이때 후드(86)는 간격 쪽으로 연장되어 간격 근처에서 종결된다. 요약하면, 각각의 패스는 튜브 번들(78)과 튜브 번들(140)의 하나 또는 모두와 연관될 수 있는 소정 개수의 패스들을 고려할 수 있다.

밀폐부나 후드(86)는 직교류, 즉 튜브 번들(78)의 튜브들 사이에서 증기 냉매나 액체와 증기 냉매(106)의 측방향 유동을 실질적으로 방지하도록 튜브 번들(78) 위로 위치한다. 후드(86)는 튜브 번들(78)의 튜브들 위로 위치하여 측방향으로 접한다. 후드(86)는 셸(76)의 상부 근처에 위치된 상단부(88)를 포함한다. 분배기(80)는 후드(86)와 튜브 번들(78) 사이에 위치할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 분배기(80)는 후드(86)의 근처 그러나 외부에 위치할 것이며, 그래서 분배기(80)는 후드(86)와 튜브 번들(78) 사이에 위치하지 않는다.. 그러나, 비록 분개기(80)가 후드(86)와 튜브 번들(78) 사이에 위치하지 않을지라도, 분배기(80)의 노즐들은 튜브들의 표면들 위로 냉매를 향하게 하거나 적용하도록 구성된다. 후드(86)의 상단부(88)는 적용된 냉매(110)와 부분적으로 증발된 냉매, 즉 액체 및/또는 증기 냉매(106)가 배출구(104)로 직접적으로 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 구성된다. 대신에, 적용된 냉매(110)와 냉매(106)는 후드(86)에 의해서 제한되고, 특히 냉매가 후드(86)에서 개방 단부(94)를 통해서 빠져나갈 수 있기 전에 벽들(92) 사이에서 하방향으로 이동된다. 후드(86) 주위의 증기 냉매(96)의 유동은 액체 냉매(82)의 풀로부터 멀어지게 유동하는 증발된 냉매를 또한 포함한다.

적어도 위에서 정의한 상대적인 용어들은 여기에서 설명한 다른 바람직한 실시 예들에 대하여 비제한적임을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 후드(86)는 앞서 언급한 다른 증발기 부품들, 즉 벽들(9)을 포함하는 후드(86)에 대하여 회전할 것이며, 이것은 수직방향으로 제한되지는 않는다. 튜브 번들(78)의 튜브들에 대하여 실질적으로 평행한 축 주위로 후드(86)의 충분한 회전시에, 후드(86)는 더이상 튜브 번들(78)의 튜브들 "위로 위치"하거나 "측방향으로 인접"하지 않을 것이다. 마찬가지로, 후드(86)의 "상부"단부(88)는 더이상 셸(76)의 "상부" 근처에 있지 않으며, 다른 바람직한 실시 예들은 후드와 셸 사이에서 그러한 배열로 제한되지 않는다. 비록 다른 바람직한 실시 예에 있어서 후드(86)는 튜브 번들(78)을 덮은 후에 추가로 연장될지라도, 바람직한 실시 예에 있어서 후드(86)는 튜브 번들(78)을 덮은 후에 종결된다.

후드(86)가 냉매(106)를 벽들(92) 사이로 하방향으로 가압하여 개방 단부(94)를 통과하도록한 후에, 증기 냉매는 셸(76)의 하부로부터 셸(76)의 상부로 셸(76)과 벽(92) 사이의 공간에서 이동하기 전에 갑작스런 변화를 겪게 된다. 중력의 영향과 결합하여, 유동에 있어서 갑작스런 방향 변화는 냉매의 비말동반된 액적들의 일부가 액체 냉매(82)나 셸(76)과 충돌하게 하며, 이에 의해서 증기 냉매(96)의 유동으로부터 액적들을 제거하게 된다. 또한, 벽들(92) 사이에서 후드(86)의 길이를 따라 이동하는 냉매 미스트는 중력에 의해서 보다 쉽게 분리되는 큰 방울들로 합쳐지거나, 또는 튜브 번들과의 열전달에 의해서 냉매 미스트의 중발을 가능하게 하기 위하여 튜브 번들(78)에 충분히 가깝게 또는 여기에 접촉하도록 유지된다. 증가된 방울 크기의 결과로서, 중력에 의한 액체 분리의 효과가 개선되며, 이것은 벽들(92)과 셸(76) 사이의 공간에서 증발기를 통해 유동하는 증기 냉매(96)의 증가된 상방향 속도를 허용한다. 증기 냉매들(96)은 개방 단부(94)로부터 또는 액체 냉매(82)의 풀로부터 유동하든지 간에 상단부(88) 근처에서 벽들(92)로부터 돌출한 한쌍의 연장부들(98) 위로 유동하여 채널(100) 내로 들어간다. 증기 냉매(96)는 배출구(104)에서 증발기(138)를 빠져나가기 전에 연장부들(98)의 단부와 셸(76) 사이의 공간인 슬롯들(102)을 통해서 채널(100) 내로 들어간다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 증기 냉매(96)는 슬롯들(102) 대신에 연장부들(98)에 형성된 개구부들이나 틈새들을 통해서 채널(100) 내로 들어갈 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 슬롯들(102)은 후드(86)와 셀(76) 사이의 공간에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 후드(86)는 연장부들(98)을 포함하지 않는다.

다시 말해서, 일단 냉매(106)가 후(86)로부터 배출되면, 증기냉매(96)는 소정의 통로를 따라서 셸(76)의 하부로부터 셸(76)의 상부로 유동한다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 통로들은 배출구(104)에 도달하기 전에 후드(86)와 셸(76)의 표면들 사이에서 실질적을 대칭을 이룰 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 연장부들(98)과 같은 배플들은 증기 냉매(96)의 경로가 압축기 유입구에 이르지 못하게 하기 위해서 증발기 근처에 제공된다.

바람직한 일 실시 예에 있어서, 후드(86)는 대향하는 실질적으로 평행한 벽들(92)을 포함한다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 벽들(92)은 실질적으로 수직하게 연장되어 개방 단부(94)(상단부(88)에 대하여 실질적으로 반대로 위치함)에서 종결될 수 있다. 상단부(88)와 벽들(92)은 튜브 번들(78)의 튜브들 근처에 위치하고, 이때 벽들(92)은 튜브 번들(78)의 튜브들에 측방향으로 접하기 위해서 셸(76)의 하부쪽으로 연장된다.. 바람직한 실시 예에 있어서, 벽들(92)은 튜브 번들(78)에 있는 튜브들로부터 약 0.02 inch (0.5 mm) 내지 약 0.8 inch (20 mm) 범위로 이격될 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 벽들(92)은 튜브 번들(78)에 있는 튜브들로부터 약 0.1 inch (3mm) 내지 약 0.2 inch (5mm) 범위로 이격될 것이다.. 그러나, 후드의 상단부와 튜브들 사이에 분배기(80)를 위치시키도록 충분한 간격을 갖게 하기 위해서 상단부(88)와 튜브 번들(78)의 튜브들 사이의 거리는 0.2 inch (5 mm) 보다 상당히 클 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 후드(86)의 벽들(92)은 실질적으로 평행하고, 셸(76)은 원통형이며, 벽들(92)은 공간 분리 벽들(92)을 양분하는 셸의 대칭의 중앙 수직 평면에 대하여 대칭적일 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 벽들(92)은 튜브 번들(78)의 하부 튜브들을 수직하게 지나도록 연장될 필요가 없으며, 벽들(92)은 평면일 필요가 없고, 벽들(92)은 만곡되거나 또는 다른 비-평면 형상을 가질 필요가 없다. 특별한 구성과는 관계없이, 후드(86)는 냉매(106)를 후드(86)의 개방 단부(94)를 통해서 벽들(92)의 제한부 내에 이끌도록 구성된다.

도 6A 내지 도 6C는 "강하 경막" 증발기(128)로서 구성된 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 도 6A 내지 도 6C에 도시된 바와 같이, 증발기(128)는 셸의 하부에서 모이는 냉매(82)의 풀에서 튜브 번들(140)을 포함하지 않는 것을 제외하고는, 도 5A 내지 도 5C1에 도시된 증발기(138)와 유사하다. 비록 다른 바람직한 실시 예에 있어서 후드(86)는 튜브 번들(78)을 덮은 후에 냉매(82)의 후드 쪽으로 추가로 연장될지라도, 바람직한 실시 예에 있어서 후드(86)는 튜브 번들(78)을 덮은 후에 종결된다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 후드(86)는 종결되고, 그래서 후드는 튜브 번들을 전체적으로 덮지는 않는다. 즉 튜브 번들을 상당히 덮는다.

도 6B 및 도 6C에 도시된 바와 같이, 펌프(84)는 셸(76)의 하부로부터 라인(114)을 경유하여 분배기(80)로 액체 냉매(82)의 풀을 재순환하도록 사용될 수 있다. 도 6B에 도시된 바와 같이, 라인(114)은 응축기(도시되지 않음)와 유체 연결될 수 있는 조절장치(112)를 포함할 수 있다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 이젝터(도시되지 않음)는 베르누이의 효과에 의해서 작동하는 응축기(34)로부터 배출되는 가압된 냉매를 사용하여 셸(76)의 하부로부터 액체 냉매(82)를 취입하도록 채용될 수 있다. 이젝터는 조절장치(112) 및 펌프(84)의 기능들을 결합한다.

바람직한 실시 예에 있어서, 튜브들이나 튜브 번들의 한 배열은 다수의 균등하게 이격된 튜브들(수직 및 수평으로 정렬되고 실질적으로 직사각형이 될 수 있는 외형을 형성함)에 의해서 한정될 것이다. 그러나, 튜브 번들의 적층 배열들은 배열들이 균등하지 않게 이격되는 곳 뿐만아니라 튜브들이 수직 또는 수평으로 정렬되지 않는 곳에서도 사용될 수 있다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 다른 튜브 번들 구성들을 고려하였다. 예를 들면, 견고한 튜브들(도시되지 않음)이 튜브 번들의 최상부 수평 열이나 최상부를 따르는 것과 같이 튜브 번들에서 사용될 수 있다. 핀형 튜브들의 사용 가능성 이외에, "만액식(flooded)" 증발기들과 같이 풀 보일링 응용에 보다 효과적인 작동을 위해 개발된 튜브들이 또한 채용될 수 있다. 추가적으로 또는 핀형 튜브들과 조합하여, 다공성 코팅들이 튜브 번들의 튜브들의 외면 위로 적용될 수 있다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 증발기 셸의 단면 형상은 비-원형일 것이다.

바람직한 실시 예에 있어서, 후드의 일부는 셸 배출구 내로 부분적으로 연장될 것이다.

또한, 시스템(14)의 팽창 장치들의 팽창 기능을 분배기(80) 내로 통합할 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 2개의 팽창 장치들이 채용될 것이다. 한 팽창장치는 분배기(80)의 분무 노즐을에서 나타난다. 다른 팽창장치는, 예를 들어, 팽창장치(36)는 증발기 내부에 위치한 분무 노즐들에 의해서 제공되기 전에 냉매의 예비 부분적 팽창을 제공할 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 다른 팽창장치, 즉, 비-분무 노즐 팽창장치는 부분적인 냉각 부하 뿐만아니라 증발 및 응축 압력들과 같은 작동 조건하에서의 변수들을 고려하여 증발기에서 액체 냉매(82)의 높이에 의해서 제어될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 팽창장치는 응축기에서 그렇지 않으면 바람직한 실시 예에서 "플래시 절약기" 베셀에서 액체 냉매의 수위에 의해서 제어될 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 팽창의 대부분은 노즐들에서 일어나며 큰 압력차를 제공하는 반면에, 이와 동시에 노즐들의 크기가 감소할 수 있게 허용하고, 따라서 노즐들의 크기와 제조비용이 줄어들게 된다.

도 7A 내지 7C는 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 특히, 도 7A에 있어서, 분배기(80)는 예를 들어 튜브 번들(78)의 표면들 위로 냉매를 적용하거나 적용된 냉매(110)를 분배하도록 약 15도 내지 약 60도 각도의 소정 각도 간격으로 분리된 다수의 노즐들(81)을 포함한다. 도 7A에 도시된 바와 같이, 분배기(80)와 노즐들(81)은 튜브 번들(78)의 튜브들과 후드(86) 사이에 위치한다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 각도 간격들은 동일하지 않다. 즉, 노즐들은 비-균등 배열이나 패턴으로 위치할 것이며, 다른 실시 예에서 노즐들의 크기 및/또는 유동 용량은 서로 다를 것이다. 도 7B에 도시된 바와 같이, 노즐들(81)은 후드(86)의 구조 내로 "계획적으로 들어가게 되고(built into)", 그래서 노즐(81)은 후드(86)와 튜브 번들(78)의 튜브들 사이에 위치하지 않을 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 도 7C에 도시된 바와 같이, 분배기 노즐(81)은 후드(86)의 근처 그러나 외부에 위치할 것이며, 그래서 분배기(80)는 후드(86)와 튜브 번들(78) 사이에 위치하지 않는다. 비록 노즐들(81)이 후드(86)와 튜브 번들(78) 사이에 위치하지 않을 지라도, 분배기(80)의 노즐들은 후드에 형성된 개구부(83)를 통하는 것과 같이 튜브 번들의 적어도 하나의 튜브의 표면 위로 냉매를 배향/분배 또는 적용하도록 구성될 것이다.

도 8A 및 8B는 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 8A에 도시된 바와 같이, 한쌍의 후드(86)는 셸(76) 내에 위치하며, 각각의 후드는 각각의 분배기(80)와 튜브 번들(78)을 포함하며 덮는다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 다른 갯수의 후드들이 셸내에 위치할 수 있는데, 각각의 후드는 대응하는 분배기와 튜브 번들을 포함하고, 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 각각의 후드들( 및 대응하는 튜브 번들 및 분배기)은 다른 양의 냉매 유동과 처리 유체 유동을 제공하도록, 즉 다른 열전달 능력을 제공하도록 구성될 것이다. 도 8B에 도시된 바와 같이, 후드(86)는 분배기 네트워크나 다수의 분배기들(120)을 덮는다.

도 8C는 분배기 네트워크 또는 다수의 분배기들(120)의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 유입 라인(130)은 라인(132)과 라인(134)으로 분기한다. 분기의 상류에서, 유입 라인(130)은 팽창밸브와 같은 계량장치(122)를 포함한다. 라인(132) 및 (134)는 각각의 라인(132,134)을 통해서 유동하는 냉매의 압력을 조절하기 위해서 솔레노이드 밸브들을 포함한 밸브들과 같은 각각의 제어장치(124,126)를 포함한다. 라인(134)은 다른 유동 경로들이나 유동부들(144)로 분기하거나 나뉘는 매니홀드(142)에 연결된다.. 유동부들(144)은 다수의 노즐들(146)을 포함한다.. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 매니홀드(142)는 적어도 하나의 노즐(146)을 포함한다.. 마찬가지로, 라인(132)은 다른 유동 경로들이나 유동부들(150)로 분기하거나 나뉘는 매니홀드(148)에 연결된다. 유동부들(150)은 다수의 노즐들(152)을 포함한다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 매니홀드(148)는 적어도 하나의 노즐(152)을 포함한다. 매니홀드, 매니홀드 및/또는 노즐들로부터 연장되는 유동 경로들의 소정 조합은 단독으로 혹은 집합적으로 분배기에 고려될 수 있음을 이해하게 될 것이다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 제어장치(124,126)가 구성될 것이며, 그래서 매니홀드들(142,148)과 그들의 각각의 유동 경로들 또는 유동부들 사이의 작동 압력들은 다를 것이다. 다시 말해서, 다수의 분배기들(120)은 다수의 분배기들 중 다른 분배기에 의해서 분배된 유체의 압력과는 다른 압력으로 유체를 분배하도록 구성될 것이다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 매니홀드와 연관된 유동 경로들 또는 유동부들의 개수는 서로 다를 것이며, 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 단일 매니홀드 또는 2개 이상의 매니홀드들은 하나 이상의 제어장치들 또는 계량장치들과 조합하여 사용될 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 적어도 하나의 유동 경로들 또는 유동부들(144,150)은 중첩 영역(154)을 포함한다. 유동 경로들 또는 유동부들(144,150)이 다른 수직, 수평 혹은 각도 배향으로 위치하거나 또는 서로에 대하여 회전하여 치우지게 위치할 것이므로, 중첩 영역(154)은 대응하는 유동부들(144,150) 사이에 수평 또는 수직 병렬 또는 병렬의 다른 조합과 같은 다중의 배향들을 포함할 것이다. 다시 말해서, 적어도 하나의 유동 경로들 또는 유동부들(144,150)은 서로에 대하여 평행하지 않을 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 적어도 하나의 유동 경로나 유동부들에 대한 노즐들은 다른 압력 및/또는 유동 용량으로 작동하도록 구성될 것이다.

도 9A 및 9B는 분배기(156)의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 분배기(156)는 노즐(81)과 같은 노즐을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 끼움쇠(158)을 포함할 것이며, 이는 세척/교체와 같은 목적을 위해서 노즐을 선택적으로 설치 및/또는 제거할 수 있도록 허용하기 위한 나사식 상호결합을 갖는다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 끼움쇠(158)는 분배기(156)에 설치되도록 구성되어 끼움쇠(158)의 단부는 분배기(156)의 유동 경로나 유동부의 벽의 표면 내부로부터 측정한 바와 같은 삽입 거리(160)를 유지한다. 삽입 거리(160)는 외래 입자들이나 파편들(162) 그리고 노즐(81)에 의한 유동 장애를 줄이도록 구성된다.

도 9B는 튜브 지지부(116)의 제거를 필요로 함이 없이 분배기(156)를 증발기로부터 제거할 수 있도록 구성된 바람직한 실시 예를 보여준다. 즉, 도 9B에 도시된 바와 같이, 유입구 끼움쇠(164)는 분배기(156)의 일단부를 수용하도록 구성된 개구부(166)를 갖는다. 분배기(156)의 타단부는 튜브 지지부(116)(일반적으로 시이트로서 언급됨)에 형성된 개구부(170)를 통해서 삽입될 것이며, 기계적인 패스너(172)에 의해서 튜브 지지부(116)에 고정된 단부 끼움쇠(168)에 의해서 고정된다.. 서비스/수리를 목적으로 분배기(156)에 접근하는 것은 증발기의 일단부에 위치한 처리 유체 박스(26)를 제거하고 부수적으로 끼움쇠(168)의 패스너들(172)을 제거함으로써 달성될 것이다. 개구부(170)를 통한 분배기(156)의 접근이나 추출시, 분배기(156)또는 노즐(81)과 같은 분배기(156)의 소정 부분의 교체가 일어날 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 개구부(170)는 분배기로부터 노즐들을 제거할 필요없이 증발기로부터 분배기(156)를 제거하기에 충분한 크기를 갖는다.

도 10A 내지 도 10C는 증발기(138)의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 증발기(138)는 냉매(82,96,106,110)를 함유하는 셸(76)을 포함한다. 냉매(106)와 냉매(110)는 후드(86)에 의해서 덮힌 튜브 번들(78)의 튜브들 주위로 유동하도록 제한되고, 상태변화 없이 튜브 번들(78)의 튜브들 주위로 유동하는 액체 냉매는 셸(76)의 하부에서 액체 냉매(82)의 액체의 풀을 형성한다. 증발기(138)는 셸(76)을 에워싸도록 각 단부 상에 헤더 또는 처리 유체 박스들(26,28)을 또한 구비하며, 셸에 위치한 튜브 번들(78,140)의 튜브들로 들어가거나 그로부터 배출되는 처리 유체에 대한 분배기 또는 매니홀드로서 기능한다. 증발기(138)의 튜브 번들(78,140)의 튜브들은 셸(76)의 일단부 상에 있는 처리 유체 박스(26)로부터 셸의 타단에 있는 처리 유체 박스(28)로 연장된다. 처리 유체 박스들(26,28)은 셸(76)에서 처리 유체와 냉매를 분리시킨다. 튜브 번들의 튜브들에서 처리 유체는 셸에 함유된 냉매와 분리되어야만 하고, 그래서 처리 유체는 셸에서 처리 유체 사이에서 열전달 공정 동안에 냉매와 혼합되지 않는다.

도 10A는 처리 유체가 유입구(30)를 통해서 증발기(138)의 제 1 단부의 처리 유체 박스(26) 내로 들어가고, 증발기의 다른 단부에서 유체 박스(28)를 처리하도록 튜브들의 제 1 세트, 즉 튜브 번들(78) 및/또는 튜브 번들(140)의 하나 이상의 튜브들을 통과하며, 여기에서 처리 유체는 방향이 바뀌고 셸(76)과 제 2 세트의 튜브들, 즉 튜브 번들(78) 및/또는 튜브 번들(140)의 나머지 튜브들을 통해서 다시 제 2 패스를 만드는 2개 패스 구성에서 증발기(138)를 나타낸 도면이다. 처리 유체는 유입구(30)과 마찬가지로 증발기의 동일한 단부 상에 있는 배출구(31)를 통해서 증발기(138)를 빠져나간다. 3개 패스 구성 또는 단일 패스 구성과 같은 다른 증발기 유동 패스 구성들(도시되지 않음)이 또한 사용될 수 있다.

다른 실시 예들에 있어서, 2개 패스 구성이나 3개 패스 구성과 같이 사용된 유동 패스 구성에 따라서, 다른 칸막이들이나 배플들이 처리 유체 박스들(26,28) 내에 위치한다. 도 10B는 2개 패스 또는 3개 패스 구성에 대하여 튜브 번들(78)과 함께 사용될 바람직한 이격 배열을 나타낸다. 도 10B에 도시된 바와 같이(도 10C는 튜브 번들들(78,140)의 칸막이와 관련한 등각도임), 간격이나 칸막이(58)는 튜브 세트(118)를 튜브 번들(78)의 튜브 세트(119)와 분리시킨다. 간격이나 칸막이(59)는 튜브 세트(119)를 튜브 번들(78)의 튜브 세트(121)와 분리시킨다.. 이러한 칸막이들의 각각은 처리 유체 박스들 중 하나에서 배플과 연관되거나 연관되지 않을 것이다. 다시 말해서, 칸막이들(58,59)은 처리 유체 박스(26)에 있는 들어가는 냉각되지 않은 처리 유체를 셸을 통해서 2번 통과하는 배출 처리 유체와 분리시키는배플들에 대응할 것이다. 비록 다른 바람직한 실시 예에 있어서 칸막이들(58,59)은 수직하게 지향된 형상과 같은 다른 형상들을 포함할 수 있으나, 바람직한 실시 예에 있어서 칸막이들(58,59)은 튜브 번들(78)의 간편한 구성을 허용하는 헤링본무늬 또는 "브이(V)" 형상을 닮을 것이다. 수직하게 지향된 프로파일은 튜브 세트들을 통해서 치리 유체의 수평방향 유동을 야기한다. 수평으로 지향된 프로파일은 튜브 세트들을 통해서 처리 유체의 상하 유동을 야기한다. 다른 실시 예에 있어서, 튜브 번들(140)은 도 10에 도시된 바와 같이 튜브 번들(78)과 유사한 튜브 세트들로 분리될 수 있다. 예를 들면, 간격이나 칸막이(61)는 튜브 세트(65)를 튜브 세트(67)과 분리하고, 간격이나 칸막이(63)는 튜브 세트(67)를 튜브 세트(69)와 분리한다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 튜브 번들(140)은 수평으로 지향된 프로파일을 갖는 칸막이들(61,63)을 통합할 것이다.

도 11은 증발기(174)의 바람직한 실시 예를 나타낸다.. 증발기(174)는 한쌍의 후드(86)를 포함하는데, 각각의 후드는 대응하는 분배기(80) 및 튜브 번들(78)을 포함한다.. 증발기의 대안적인 바람직한 실시 예가 둘이상의 후드에 통합되기 때문에, 비록 단지 한쌍의 후드가 도 11에 도시되어 있지만, 후드들은 인접하거나 근접한 후드들로서 설명될 것이다. 셸(76)은 제 2 세그멘트(182)의 일단부에 연결된 제 1 세그멘트(180)를 포함하는 칸막이(178)를 포함하는데, 제 2 세그멘트(182)의 타단부는 셸(76)을 향하여 연장되고 셸(76)과 연결된다. 제 1 세그멘트(180)는 튜브 번들(78)을 덮는 후드(86)의 대응하는 부분에 실질적으로 평행하게 연장될 것이다. 셸(76)을 향하여 연장되어 셸(76)과 연결되는 제 2 세그멘트(182)는 튜브 번들(78)을 덮는 후드(86)의 대응하는 부분에 대하여 평행하지 않을 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 칸막이(178)가 제공된다. 제 2 칸막이(178)의 제 1 세그멘트(180)는 제 1 칸막이(178)의 제 1 세그멘트(180)와 평행을 이루고, 제 2 칸막이(178)의 제 2 세그멘트(182)는 제 1 칸막이(178)의 제 2 세그멘트(182)와 평행을 이루지 않을 수 있다. 간격(176)은 칸막이들(178)을 분할한다. 비록 다른 실시 예에 있어서 제 2 세그멘트들(182)를 분할하는 간격부가 수렴될지라도, 대응하는 제 2 세그멘트들(182)을 분할하고 셸 쪽으로 연장되는 간격(176)의 일부는 대응하는 제 1 세그멘트들(180)을 분할하는 간격(176)의 일부로부터 분기되는 바와 같이 도 11에 도시되어 있다 간격(176)은 인접한 후드들(86)을 빠져나가는 냉매(96)를 배출구(104) 쪽으로 안내하도록 구성될 것이다. 일반적으로 "미스트 제거기" 또는 "증기/액체 분리기"로서 언급되는 필터(184)는 대응하는 제 2 세그멘트들(182) 근처 또는 그 사이에서 간격(176)의 일부에 위치할 것이다. 바람직한 일 실시 예에 있어서 필터(184)는 배출구(104) 근처에 위치할 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 칸막이들(178)은 대응하는 인접한 후드들에 의해서 덮히는 인접한 튜브 번들들 사이에서 대칭적으로 위치할 것이다. 다른 실시 예에 있어서, 칸막이들(178)의 적어도 일부는 후드(86)의 대응하는 부분과 실질적으로 부합하고, 다른 실시 예에 있어서 만일 칸막이들(178)의 하나가 아니거나 그들 전체가 아닌 경우에, 후드들(86)은 부분들을 교체할 것이다.

도 12는 후드(86)에 의해서 덮히는 튜브 번들(186)을 구비한 증발기의 바람직한 실시 예를 나타내며, 후드(86)와 뷰트 번들(186)의 상부 튜브들 사이에 위치한 분배기(80)에 추가하여, 적어도 하나의 추가적인 분배기(80)가 튜브 번들(186)의 중간 영역에 위치한 간격(188)에 제공된다. 추가적인 분배기들은 튜브 번들의 튜브들 사이에 제공될 것이며, 튜브 번들의 표면들 위로 적용 냉매의 다중/다중-수준 응용을 제공하며, 이에 의해서 튜브 번들의 튜브들의 향상된 젖음성을 제공함으로써 증발기의 성능/용량이 개선된다. 그리고 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 튜브 번들의 튜브들은 분배기를 적어도 부분적으로 에워쌀 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 추가적인 분배기들이 다르게, 즉 컬럼이나 다른 비-균등 배열로서 위치할 수 있다.

도 13A 내지 도 13D는 튜브 번들(196)을 커버하는 후드(190)의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면들이다. 후드(190)의 마주보는 벽들(192)은 서로에 대하여 평행하지 않을 것이다. 벽들(192)은 도 13A 및 13B에 도시된 바와 같은 후드의 개방 단부를 향하는 방향으로 서로 갈라지고, 도 13C 및 13D에 도시된 바와 같은 후드의 개방 단부를 향하는 방향으로 서로를 향하여 수렴된다. 마주보는 벽(192)을 향하여 하나 또는 모든 벽들(192)로부터 안쪽으로 연장되는 돌출부들(194)은 유체, 즉 벽 및/또는 돌출부 상에서 합쳐지거나 한덩어리로 되는 액적들을 배수시키거나 튜브 번들(196)의 튜브들 위로 증착시키도록 구성된다. 도 13B에 도시된 바와 같이, 튜브 번들(196)의 튜브들은 서로에 대하여 다른 각도로 배치된 컬럼들로 배열된다. 예를 들면, 축(204)을 갖는 중앙으로 위치된 컬럼은 축(202)을 갖는 튜브들의 컬럼에 대하여 소정 각도(918)로 위치된다. 마찬가지로, 축(204)을 갖는 튜브 컬럼은 축(202)을 갖는 튜브들의 컬럼에 대하여 소정 각도(200)로 위치된다.. 각도(198) 및(200)을 측정하기 위한 참조 지점을 제공하기 위해서, 축들(202,204,206)은 공통 초점(208)으로부터 연장된다. 요약하면, 축들(202,204)은 평행하지 않으며, 축들(204)와 (206) 또한 그러하다. 비-평형 튜브 컬럼 축들을 특히 나뉘는 후드 벽들과 통합함으로써, 후드 아래의 튜브들의 추가적인 컬럼들을 삽입하는 것 또는 튜브들의 적어도 부분적인 컬럼을 튜브 번들 내로 삽입하는 것이 가능해진다. 이와는 달리, 비-평형 튜브 컬럼 축들을 나뉘는 후드 벽들과 통합함으로써, 튜브 컬럼들 사이에 공간이 감소하게 되고, 이것은 후드의 좁은 개방단부 근처에서 튜브 번들의 바닥에서 일어나는 열전달의 양을 향상시킬 것이다.

도 14, 14A 및 14B는 후드(210)를 갖는 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 후드(210)는 후드의 표면을 따라서 형성된 불연속부(212)를 포함할 것이다. 불연속부(212)는 후드 표면에 형성된 들쭉날쭉한 부분들 또는 돌출부들 또는 다른 표면 특징들을 포함할 것이다. 불연속부(212)는 유체, 즉 벽 및/또는 불연속부 상에서 합쳐지거나 한덩어리로 되는 액적들(216)을 후드(210)에 의해서 커버된 튜브 번들(196)의 튜브들 위로 증착시키거나 적용하도록 구성된다. 바람직한 실시 예에 있어서, 불연속부를 포함하는 후드는 일체로 구성될 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 불연속부를 제공하거나 또는 상기 후드에서 추가적인 불연속부를 제공하기 위해서, 부재(222)는 후드(210)에 고정될 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 부재(222)는 추가적인 불연속부(214)와 같은 다수의 불연속부들을 포함할 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 튜브들(220)의 추가적인 컬럼이나 튜브들의 적어도 부분적인 컬럼은 후드 불연속부의 추가에 의해서 후드에 삽입될 것이다.

도 15 및 도 16은 바람직한 증발기 실시 예들을 나타낸다. 튜브 번들(78)을 덮는 후드(223)은 후드의 개방 단부 근처에서 후드의 적어도 한 벽에 형성된 루버형(louvers) 또는 핀형(pinned) 개구부들(224)을 포함할 것이다. 튜브 번들(78)은 컬렉터(234)를 포함할 간격(225)에 의해서 튜브 번들(140)과 이격될 것이다. 컬렉터(234)는 비교적 높은 증기 속도의 영역에서 액체와 증기의 접촉을 방지함으로써, "액체 이월(liquid carryover)"을 줄일 것이다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 컬렉터(234)는 후드 벽들에 합쳐지거나 뭉치는 액적들을 수집하도록 핀형 개구부들(224) 근처에 위치할 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 컬렉터(234)는 후드와 일체로 구성될 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 컬렉터(234)는 컬렉터의 부분들 사이에서 개구부들(도시되지 않음)을 포함할 것이며, 그래서 냉매(96)는 냉매(82)의 풀(pool)과 마주침이 없이 후드(223)의 개방 단부 주위와 간격(225)을 통해서 이동할 수 있다. 후드(223)의 개방 단부 주위로 이동하는 냉매(96)는 제 1 장애물(226) 주위로 그리고 제 1 장애물(226) 근처에 위치될 제 2 장애물(228)을 통해서 더 이동해야만 하고, 각각의 장애물은 후드의 개방 단부 근처에 위치한다. 비록 다른 바람직한 실시 예에서 제 1 장애물(226)은 후드(223)로부터 셸(76) 쪽으로 연장될지라도, 바람직한 일 실시 예에 있어서 제 1 장애물(226)은 셸(76)로부터 후드(223) 쪽으로 연장될 것이다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 제 2 장애물(228)은 다수의 개구부들(230)을 포함할 것이다.. 일반적으로 "미스트 제거기" 또는 "증기/액체 분리기"로서 언급되는 필터(232)는 후드(223)와 셸(76) 사이에서 연장될 것이다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 필터(232)는 후드(223)의 벽과 90도 이상의 각도로 위치된다.

도 17, 17A, 18 및 18A는 열교환기(236)를 구비한 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸다. 열교환기(236)는 냉매(82)와 처리 유체(240) 사이에서 열에너지의 전달을 수행 또는 실행하도록 처리 유체(240)가 통로(239)에서 유동하는 이격된 통로들(238)를 포함할 것이다. 열교환기(236)는 액체 냉매(820와 같이 유체에 침지하기 위하여 구성될 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 열교환기(236)는 도 17 및 18에 도시된 것과 같이 2개의 패스 또는 3개의 패스 구성으로서 처리 박스 유입구/배출구(242) 구성들과 선택적인 유체 연결을 위하여 구성된다. 2개 패스 구성의 바람직한 일 실시 예에 있어서, 제 1 패스는 튜브 번들(78)의 튜브들을 통해서 처리 유체의 유동을 포함하고 제 2 패스는 열교환기(236)를 통한 처리 유체의 유동을 포함한다. 다른 바람직한 실시 예들에 있어서, 튜브 번들(78) 및/또는 열교환기(236)의 튜브들의 다른 조합들이 2개 또는 3개의 패스 또는 그 이상의 (패스들) 구성을 구성하도록 이용될 것이다. 바람직한 실시 예에 있어서, 열교환기(236)의 표면의 적어도 일부는 소결, 표면 조면화(surface roughing) 또는 다른 표면처리에 의해서 열교환기 표면을 따라서 열에너지의 전달을 향상시키도록 구성된다.

도 19A 내지 도 19 및 도 20은 분배기(244)의 바람직한 실시 예들을 나타낸다. 분배기(244)는 다수의 노즐들(246)에 연결된 유동 경로나 유동부(245)를 포함할 것이다.. 도 19A 내지 도 19C 및 도 20에 도시된 바와 같이, 분배기(244)는 노즐(246)을 덮는 시라우드(248)를 포함한다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 시라우드(248)는, 노즐 분무를 시라우드 개구부와 연관된 단면의 범위, 즉 소정의 단면적으로 한정하는 바와 같이, 노즐(246)로부터 나오는 유체 분무를 적어도 부분적으로 한정하도록 구성될 것이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 노즐(246)의 구성은 플런저 타입 구성을 포함할 것이며, 이때 비록 제 1 (실질적으로 폐쇄된) 위치와 제 2 (완전히 개방된) 위치 사이에 다른 중간 위치들이 이용될 수 있을 지라도, 노즐/밸브 부재는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 시라우드(248)에 대하여 이동하도록 구성된다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 노즐/밸브 부재로부터 연장되는 축은 유동부를 통해서 더욱 연장되고 모터(도시되지 않음)와 같은 구동장치에 의해서 제어된다.

도 21은 증발기(250)를 위한 바람직한 분배기 예를 나타낸다. 증발기(250)는 분배기 네트워크, 또는 유동 경로나 유동부들(260)을 갖는 다수의 분배기들(258)을 포함할 것이며, 상기 유동부들(260)은 튜브 번들(256)의 표면 위로 유체를 적용하거나 향하게 하도록 구성된 노즐(261)을 포함할 것이다. 셸(76)은 처리 유체 박스(26)와 연관된 유입구(252) 및 처리 유체 박스(28)와 연관된 배출구(254) 를 포함할 것이다. 하나의 패스 구성에 있어서, 도 21에 나타낸 바와 같이, 비록 다중-패스 구성들이 다른 바람직한 실시 예들에서 사용될 것이며, 이때 튜브 번들(256)의 튜브들의 대향하는 단부들은 처리 유체 박스(26)과 (28) 사이에서 연장되고, 그래서 유입구(252)로 들어가는 처리 유체는 튜브 번들(256) 쪽으로 진행하여 배출구(254)를 통해서 셸(76)을 빠져나간다. 다수의 분배기들(258)(도 21에 도시됨)의 유동부들(260)의 단면은 도 8C의 선 21-21을 따라 도시한 다수의 분배기들(120)의 단면과 유사할 것이다. 그러나, 도 8C의 선 21-21 (다수의 분배기들(120))과 연관된 단면과 다수의 분배기들(258)(도 21에 도시됨) 사이의 구별은 인접한 유동부들(260) 사이의 상대적인 이격이다. 즉, 유입구(252)에 가장 가까운 유동부들(260)에 인접한 쌍을 이룬 유동부들(251)은 이격이나 거리(D1)에 의해서 서로 이격된다. 쌍을 이룬 유동부들(253)에 있어서, 인접한 유동부들(260)은 공간이나 거리(D2)에 의해서 서로 이격된다. 거리(D2)는 거리(D1) 보다 크도록 구성된다.

마찬가지로, 쌍을 이룬 유동부들(255)로서 언급된 유입구(252)로 떨어져서 인접 유동부들(260) 사이의 거리는 거리 D(N)이며, 이때 거리 D(N)은 도 21에 도시된 다른 인접한 유동부들(260) 사이의 거리보다 크다.

증발기(250)에 대하여 처리 유체는 증발기의 유입구(252)로 들어갈때 최대 온도가 되고, 그 결과 증발기에 포함된 처리 유체와 냉매 사이의 온도에 있어서 최대차가 발생하게 되며, 이것은 "델타 T"로서 언급된다. 최대 "델타 T"에서, 대응하는 최대 열에너지 전달이 냉매와 처리 유체 사이에서 일어난다. 따라서, 유입구(252)에 가장 가깝게 위치된 인접한 유동부들(260) 사이의 간격을 줄이는 것과 같이, 유입구(252)에 가장 가까운 튜브 번들(256)의 튜브들 위로 증착된 냉매의 양을 증가시킴으로써, 처리 유체와 냉매 사이의 열에너지 전달이 증가될 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 유동부들(260) 사이의 이격은 균등하지 않으며, 다른 실시 예에 있어서 다수의 분배기들의 인접한 유동부들(260) 사이의 간격이나 거리는 처리 유체와 냉매 사이의 열에너지 전달을 최대화하기 위한 것과 같은 소정의 양만큼 증가하거나 감소할 수 있다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 간격 배열은 유동부들을 통한 균등하지 않은 유량을 포함하는 이유들과는 다를 것이다.

도 22는 증발기의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 증발기(262)는 칸막이(268)를 포함할 것이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 칸막이(268) 및 셸(76)의 일부는 후드(267)를 형성하고, 이는 셸(76)을 컴파트먼트(269)와 (271)로 분할하는 후드와 칸막이이다. 분배기(266)는 튜브 번들(264)의 표면 위로 냉매(110)를 증착시키며, 분배기와 튜브 번들은 후드(267)에 의해서 덮힌다.. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 칸막이(268)는 필터(272)를 포함할 것이며, 이것은 일반적으로 칸막이(268)를 통해서 유동하는 냉매로부터 비말동반된 액체를 제거하도록 구성된 배출구(104) 근처에 위치하는 "미스트 제거기" 또는 "증기/액체 분리기"로서 언급된다. 후드(267)에 의해서 덮히는 튜브 번들(264)은 컴파트먼트(269)로 한정된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 칸막이(268)는 튜브 번들(264)과 접하고, 튜브 번들들(264,140)을 분리하는 간격 가까이에서 종결된다. 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 증발기(262)는 튜브 번들(140)을 포함하지 않을 것이다(도 6B와 6C에서와 같이 펌프나 이젝터가 필요할 것이다). 다른 바람직한 실시 예에 있어서, 칸막이(268)는 튜브 번들(264,140)을 구분하는 간격을 지나서 더 연장되고 튜브 번들(140) 가까이에서 종결된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 칸막이(268) 주위를 유동하는 냉매(96)는 컴파트먼트(271)로 들어가서 필터(270)와 마주치는데, 이는 칸막이(268)와 셸(76) 사이에서 연장되는 배출구(104) 근처에 위치된 "미스트 제거기" 또는 "증기/액체 분리기"로서 통상적으로 언급된다.

도 23 및 도 24는 바람직한 분배기(273)를 나타낸다. 분배기(273)는 "분무-1"으로서 언급되는 분배기 유동 경로나 유동부(274)를 포함할 것이며, "분무-2"로서 언급되는 분배기 유동 경로나 유동부(280)를 포함할 것이다. 분배기 유동부(274)는 노즐(276)을 포함할 것이며, 각각의 노즐(276)은 대응하는 분무 분배 영역(278)을 갖는다. 분배기 유동부(280)는 노즐(282)을 포함할 것이며, 각각의 노즐(282)은 튜브 번들(288)의 튜브들의 표면 위로 대응하는 분무 분배 영역(284)을 갖는다.. 중첩부(286)는 각각의 노즐들(276,282)의 대응하는 분무 분배영역들(278,284) 사이에 있는 중첩 분무를 나타내며, 튜브 번들 표면들의 보다 균등한 젖음성이 나타나게 된다. 도 23에 도시된 바와 같이, 노즐 분무 분재, 즉 유량 뿐만아니라 커버리지 영역은 개별적으로 변한다. 바람직한 일 실시 예에 있어서, 각도는 증발기의 길이를 따라서 변한다. 바람직한 실시 예에 있어서, 분무된 유체는 증발기의 길이를 따라서 두 방향으로 튜브 번들에 적용될 것이다. 그러므로, 한 유동부의 한 분무 영역과 다른 유동부의 제 2 분무 영역은 전체 튜브 번들을 따라서 유체의 보다 균등한 분배를 제공하도록 결합된다.

도 25와 도 26은 후드의 바람직한 실시 예를 나타낸 도면이다. 후드(290)는 후드의 표면에 형성된 다수의 개구부들(294)을 포함하며, 그래서 소정 양의 냉매(292)가 개구부들을 통해서 유동할 수 있다. 비록 다른 바람직한 실시 예에서, 개구부들은 후드 표면의 다른 부분을 따라서 그룹을 이루거나 위치할지라도, 바람직한 일 실시 예에 있어서, 다수의 개구부들(294)이 후드의 개방단부 근처에 주로 위치할 것이다. 다른 실시 예에 있어서, 도 26에 도시된 바와 같이, 다수의 개구부들(294)을 포함하는 후드 표면의 비율은 후드의 길이를 따라서 변한다. 즉, 후드의 각 단부(296) 근처에서, 후드의 단부들에 가까이 위치하지 않는 후드 표면의 부분들에 비해서, 다수의 개구부들(294)을 포함하는 후드 표면의 비율은 증가한다.

본 발명의 단지 어떤 특징과 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 특허청구범위에 기재된 주제의 새로운 기술들과 장점들로부터 벗어남이 없이 많은 변경과 수정들(예를 들어, 크기, 치수, 구조, 형상 및 여러 요소들의 비율, 매개변수들(예를 들어 온도, 압력 등)의 값, 장착 배열들, 재료, 색, 배향들의 사용 등에서의 변화)이 이루어질 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게는 자명하다.. 소정 공정이나 방법 단계들의 순서나 절차는 대안적인 실시 예들에 따라서 변하거나 또는 그 순서가 바뀔 수 있다. 그러므로, 첨부된 특허청구 범위는 본 발명의 진실한 영역 내에 있는 모든 그러한 변경 및 수정들을 모두 포괄하도록 의도된 것이다. 또한, 바람직한 실시 예들의 간결한 설명을 제공하기 위한 노력으로서, 실제적 실행의 모든 특징들이 설명되지는 않았다(예를 들어, 이것들은 본 발명을 수행하는 현재 고려된 최선의 모드와 관련이 없거나 또는 청구된 발명을 가능하게 하는 것과 관련이 없음). 그러한 실제적인 실행의 개발에 있어서 소정 엔지니어링이나 디자인 프로젝트에서와 같이, 다수의 실행상의 특정 결정들이 이루어졌다. 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모가 많으나, 그럼에도 불구하고 본 명세서의 이익을 향유하는 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게는 지나친 실험없이 설계, 조립 및 제조의 일상적인 일이 될 것이다.

Claims

진공 압축 시스템에서 사용하기 위한 열교환기로서,
셸(shell);
제 1 튜브 번들(bundle);
후드; 및
분배기;를 포함하며,
상기 제 1 튜브 번들은, 상기 셸에서 실질적으로 수평으로 연장되는 다수의 튜브들을 포함하고, 이때 상기 후드는 상기 제 1 튜브 번들을 덮고, 상기 분배기는 상기 다수의 튜브들 중 하나 이상의 튜브 위로 유체를 분배하도록 위치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 후드는 상기 제 1 튜브 번들의 상기 다수의 튜브들에 실질적으로 측방향으로 접하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 다수의 분배기들을 더 포함하며, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 상기 다수의 분배기들 중 다른 분배기에 의해서 분배된 유체의 압력과는 다른 압력으로 유체를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 다수의 유동부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 4 항에 있어서, 상기 다수의 유동부들의 2개 이상의 유동부가 중첩되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 상기 하나 이상의 분배기의 노즐을 통한 유동 장애를 줄이도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 6 항에 있어서, 상기 하나 이상의 분배기의 상기 노즐은 상기 하나 이상의 분배기로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 하나 이상의 분배기는 상기 셸로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 분배기는 기계적인 패스너들(fasteners)에 의해서 상기 셸 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 상기 후드와 상기 제 1 번들 사이에 위치하고, 상기 제 1 튜브 번들의 하나 이상의 튜브의 표면 위로 유체를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 상기 후드와 상기 제 1 번들 사이에 위치하지 않고, 상기 제 1 튜브 번들의 하나 이상의 튜브의 표면 위로 유체를 분배하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 셸은 상기 셸의 일단부에 위치한 제 1 처리 유체 박스 및 상기 셸의 타단부에 배치된 제 2 처리 유체 박스를 포함하며, 상기 제 1 튜브 번들의 상기 다수의 튜브들은 상기 제 1 처리 유체 박스로부터 상기 제 2 처리 유체 박스로 연장되고, 상기 다수의 튜브들은 적어도 제 1 세트의 튜브들 및 제 2 세트의 튜브들을 포함하며, 상기 제 2 세트의 튜브들은 상기 제 1 세트의 튜브들과 이격되고, 상기 제 1 처리 유체 박스와 상기 제 2 처리 유체 박스는 처리 유체를 상기 제 1 세트의 튜브들을 통해서 제 1 방향으로 배향시키고 상기 처리 유체를 상기 제 2 세트의 튜브들을 통해서 상기 제 1 방향과 반대방향인 제 2 방향으로 배향시키도록 각각 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 12 항에 있어서, 상기 제 1 세트의 튜브들과 상기 제 2 세트의 튜브들 사이의 이격은 비-수평적인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 13 항에 있어서, 상기 이격은 수평으로 연장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 1 항에 있어서, 상기 후드는 대향하는 비평형 벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 15 항에 있어서, 상기 비평형 벽들은 상기 후드의 개방 단부에서 서로에 대하여 모이거나 나뉘는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 16 항에 있어서, 상기 벽들 중 하나 이상은 마주보는 벽을 향하여 배향된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 17 항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 제 1 튜브 번들의 하나 이상의 튜브의 표면 위로 유체를 증착하도록 구성되고 위치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 17 항에 있어서, 상기 제 1 튜브 번들의 튜브들의 하나 이상의 컬럼(columns)이 상기 제 1 튜브 번들의 튜브들의 다른 컬럼들에 대하여 다른 각도로 위치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 후드는 상기 후드의 표면을 따라서 하나 이상의 불연속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 19 항에 있어서, 상기 불연속부는 상기 제 1 튜브 번들의 하나 이상의 튜브 위로 액체를 증착하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 19 항에 있어서, 상기 불연속부는 상기 후드에 고정된 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서, 상기 다수의 분배기들 중 하나 이상의 분배기는 상기 제 1 튜브 번들의 튜브들 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 제 2 튜브 번들을 포함하며, 상기 제 1 튜브 번들은 상기 제 2 튜브 번들 위로 적어도 부분적으로 위치하며, 상기 후드는 상기 제 1 튜브 번들을 덮은 후에 종결되는 것을 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 24 항에 있어서, 상기 제 1 튜브 번들과 상기 제 2 튜브 번들을 분리시키는 간격;을 포함하며, 상기 후드는 상기 간격쪽으로 연장되어 상기 간격 근처에서 종결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 25 항에 있어서,
필터;
상기 간격 근처에서 상기 후드에 형성된 개구부;
제 1 장애물; 및
제 2 장애물;을 더 포함하며,
상기 필터는 상기 후드와 상기 셸 사이에서 연장되고, 상기 제 1 장애물과 상기 제 2 장애물은 상기 간격 근처에 위치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 26 항에 있어서, 상기 제 1 장애물은 상기 후드와 상기 셸 사이에서 연장되고, 상기 제 2 장애물은 상기 셸과 상기 후드 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 27 항에 있어서, 상기 개구부 근처에 위치한 컬렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 28 항에 있어서, 상기 개구부 근처에 위치한 컬렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 28 항에 있어서, 상기 컬렉터와 상기 후드는 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 셸에서 실질적으로 수평으로 연장되는 2개 이상의 분리된 통로를 더 포함하며, 상기 제 1 튜브 번들은 상기 2개 이상의 통로 위로 부분적으로 위치되고, 상기 후드는 상기 제 1 튜브 번들을 덮은 후에 종결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 31 항에 있어서, 상기 2개 이상의 통로의 표면의 적어도 일부는 상기 표면을 따라서 열에너지의 전달을 향상시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 분배기는 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 33 항에 있어서, 상기 노즐은 시라우드(shroud)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 34 항에 있어서, 상기 시라우드는 상기 노즐로부터의 유체 분무를 적어도 부분적으로 국한시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 35 항에 있어서, 상기 시라우드는 상기 노즐로부터 소정 영역으로의 유체 분무를 국한시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 34 항에 있어서, 상기 노즐은 밸브부재를 포함하며, 상기 밸브부재는 상기 시라우드 내에서 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 37 항에 있어서, 상기 밸브부재는 상기 제 1 위치에 놓일때 상기 노즐을 통한 유체 유동을 실질적으로 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 4 항에 있어서, 상기 다수의 유동부들 중 2개의 유동부는 3개 이상의 유동를 포함하며, 상기 유동부들의 각 쌍은 균등하지 않은 이격을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 39 항에 있어서, 상기 유동부들의 인접한 쌍들 사이의 이격은 소정의 양만큼 증가된 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 제 2 튜브 번들을 포함하며, 상기 제 1 튜브 번들은 상기 제 2 튜브 번들 위로 적어도 부분적으로 위치하며, 상기 후드는 상기 제 2 튜브 번들 근처에서 종결되는 것을 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 25 항에 있어서, 상기 후드는 상기 셸의 일부 및 상기 제 2 튜브 번들을 향하여 상기 셸로부터 연장되는 칸막이를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 41 항에 있어서, 상기 후드는 상기 셸의 일부 및 상기 제 2 튜브 번들을 향하여 상기 셸로부터 연장되는 칸막이를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 42 항에 있어서, 상기 칸막이는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 43 항에 있어서, 상기 칸막이는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1 항에 있어서, 상기 후드는 상기 후드의 벽에 위치한 다수의 개구부들을 포함하며, 상기 벽에 위치한 상기 다수의 개구부들의 비율은 상기 후드의 길이를 따라서 변하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 46 항에 있어서, 상기 다수의 개구부들을 포함하는 상기 후드 표면의 비율은 상기 후드의 대향 단부들 쪽으로 증가하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
냉각 시스템에서 사용하기 위한 증발기로서,
셸;
상기 셸에 형성된 배출구;
다수의 튜브 번들;
다수의 후드;
상기 다수의 후드들의 인접한 후드들 사이의 간격; 및
다수의 분배기들;을 포함하며,
상기 다수의 튜브 번들의 각각의 튜브 번들은 상기 셸에서 실질적으로 수평으로 연장되는 다수의 튜브들을 포함하며, 상기 다수의 후드들의 적어도 각각의 후드는 상기 다수의 튜브 번들 중 한 튜브 번들을 덮고, 상기 다수의 분배기들 중 각각의 분배기는 후드에 의해서 덮힌 튜브 번들의 하나 이상의 튜브 위로 유체를 분배하도록 구성되고 위치되며, 상기 간격은 상기 다수의 후드들의 인접한 후드들을 빠져나가는 유체를 상기 배출구로 안내하도록 구성된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 48 항에 있어서, 상기 다수의 후드들 중 하나 이상의 후드는 상기 셸의 일부 및 상기 셸로부터 연장되는 칸막이를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 48 항에 있어서, 상기 셸로부터 연장되고 상기 간격에 의해서 이격된 2개 이상의 칸막이를 더 포함하며, 각각의 칸막이는 대응하는 튜브 번들을 덮은 후에 종결되는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 50 항에 있어서, 상기 2개 이상의 칸막이는 인접한 튜브 번들 사이에서 대칭적으로 위치한 것을 특징으로 하는 증발기.
제 50 항에 있어서, 상기 2개 이상의 칸막이들의 각각의 칸막이는 상기 인접한 튜브 번들 중 하나의 대응하는 부분에 접하는 제 1 세크멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 52 항에 있어서, 상기 제 1 세그멘트들은 서로에 대하여 실질적으로 평행하도록 구성되고 위치된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 53 항에 있어서, 상기 2개 이상의 칸막이들의 각각의 칸막이는 상기 제 1 세크멘트와 상기 셸 사이에서 연장되어 상기 제 1 세그멘트와 상기 셸을 서로 연결하는 제 2 세그멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 54 항에 있어서, 상기 제 2 세그멘트들은 평행하지 않도록 구성되고 위치된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 55 항에 있어서, 상기 제 2 세그멘트들은 나뉘도록 구성되고 위치된 것을 특징으로 하는 증발기.
제 56 항에 있어서, 상기 제 2 세그멘트들 사이에 위치된 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
제 57 항에 있어서, 상기 필터는 상기 배출구 근처에 위치한 것을 특징으로 하는 증발기.