TW546459B - Evaporator and refrigerator - Google Patents

Description

546459

發明背景 發明之技術領域 本七月係在提供一種蒸發器，該蒸發器係使被冷卻物(例 如水 '海水等等)與冷媒之間進行熱交換而冷卻被冷卻物； 以及提供一種具備有該蒸發器的冷凍機。 相關技術之描述 例如在像大厦的大建築物裡，把用冷;東機冷卻的冷卻水 通過敷設在建築物内的配管使其循環，使與各空間的空氣 熱交換而達到冷氣效果。 將具有冷東機的蒸發器的一個例子表示於圖1〇。蒸發器 的構造為：在冷媒被引進的圓筒形的容器α，流通冷水的 多數傳熱管2成交錯狀地成捆被配置。傳熱管2與連通於冷 水入口 3的去程傳熱管及連通於冷水彳口4相程傳熱管分 開，從冷水入口 3流入的冷水由容器丨裏的去程傳熱管到達 通水室（圖省略）折回在再通過容器丨裏的去程傳熱管從冷水 入口 4流出。在此過程’冷水在與被導入容器i的冷媒之間 進行熱交換而被冷卻；另一方面’冷媒被冷水奪去熱量， 沸騰而汽化。 不過，因為先前的蒸發器的構造為將多數的傳熱管拥成 一把，所以在位於容器的下部的傳熱管的周圍彿騰的冷媒 變成氣泡；因為纏繞位於其上的傳熱管由液體裡浮上，所 以液態的冷媒在上部的傳熱管的周圍，有不被充份供應的 傾向。因此，有個問題，就是特別是配置在成捆的中央。(相 當在芯的部分）附近的傳熱管熱傳達效率比配置在周圍的傳

装

-4- 546459 五、發明説明（2 A7 B7

熱管來得低。 發明所欲解決之課題 '本發明之目的係#於上述之情事’卩改善在容器中海騰 冷媒的氣泡的脫離，來提高蒸發器的傳達效率，更進一步 依此提供高效率高的冷凍機。 V 解決上述課題的手段，採用如下構成的蒸發器及冷陳 :。也就是說有關本發明的蒸發器，其係在冷媒被引進的 容器裏，流通被冷卻物的多數傳熱管成捆地被配置而構 成，在上述冷媒與上述被冷卻物之間進行熱交換’冷卻哼 被冷卻物’同時將上述冷媒汽化；該上述傳熱管被：成； 數的管群，該管群之間彼此分離地被配置。 至於此瘵發器，係由於將傳熱管被分成複數的管群，該 管群之間彼此分離地被配置，因而位於比較下方的傳熱管 的周圍所產生的氣泡，由管群與管群之間脫離浮起，存| 於管群内的氣泡因而減少。因此，對配置在管群中央附近 的傳熱管影響的氣泡就變少，而能夠抑制熱傳達效率的降 低。 再者，雖然被引進容器内的液狀冷媒產生流動，但是由 於官群之間是彼此分離地被配置，冷媒變成容易流動。因 此’能夠促進冷媒液與傳熱管的接觸，而達到熱傳達效率 的提高。 此外，在上述的此蒸發器，其複數的管群也可以交錯狀 地被配置。 一種洛發器’其構造為液狀的冷媒由容器的下方被引 -5-

裝 訂

k 546459 五、發明説明（3 進，汽化後由上方流出。該蒗發器且 内向上流的傾向。所以在此種^有：狀的冷媒在容器 地被配置，能夠促進朝上為，由於將管群交錯狀 勰品、杳？丨為你* 方流動的冷媒液與傳教管的接 觸，而達到熱傳達效率的提高。 、丹…&的接 此外，至於上述的蒸發罘， 不被配置上述傳熱管的空障：。 、〔的官群裡也可以留置 至於此蒸發器’係由於在管群留置空隙 附近的氣泡變成容易脫離。因 ：：中央 的傳熱管影響的氣泡就變少，…:置在…央附近 低。 交乂而旎夠抑制熱傳達效率的降 此外，在上述的此蒗發^ .. ^ …兔裔上述的傳熱管在任何的管群 都可以交錯狀地被棑列。 Μ 如上所述’被引進容器内的液狀冷媒產生流動。所以在 此蒸發器’由於傳熱管也成交錯狀地配置；即使在管群 内，冷媒變成容易流動，而能夠促進冷媒液與傳熱管的接 觸，達到熱傳達效率的提高。 此外，在上述蒸發器，屬於位於上述容器上部的管群的 傳熱官比起位於屬於位於下部的管群的傳熱管可以疏鬆地 被配置。 至於在上述蒸發器，位於容器下部的管群的傳熱管的周 圍所產生的氣泡通過位於上部的管群之時，屬於該的管群 的傳熱管比起下部的管群疏鬆地被配置，氣泡由屬於位於 上方的管群的傳熱管之間變成容易脫離。因此能夠抑制位 於上方的管群的熱傳達效率的降低。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）

546459 A7 _____ B7 ί、發明説明（4 ) - 有關本發明的冷;東機，其具有一種蒸發^，其係在冷媒 被引進的容器裏，流通被冷卻物的多數傳熱管成摘地被配 置而構成，在上述冷媒與上述被冷卻物進行熱交換，冷卻 該被冷卻物’同時將上述冷媒氣化；以及一種壓縮機：其 係壓縮在該蒸發器被氣化的冷媒；以及一種凝結器，其係 將被壓縮的上述冷媒凝結、液化；還有一種膨服二，其係 在讓液化的上述冷媒流通於上述蒸發器的過程中，將上述 冷媒減壓。 至於此冷凍機，如上所述，能夠提高在蒸發器的傳熱管 的熱傳達效率，其結果是：因為熱交換效率被提高即使抑 制旎源的耗費，能夠得到和先前和同等的性能，尤其是冷 卻效率。 圖面之簡要說明 圖1係表示有關本發明第i實施形態的圖，為冷凍機的概 略圖。 圖2係蒸發器的剖面（在圖1上1卜11剖面）圖。 圖3係表示蒸發器的傳熱管的配置圖。 圖4係表示有關本發明的第2實施形態的蒸發器剖面圖。 圖5係表示有關本發明的第2實施形態的其他例子的蒸發 器剖面圖。 圖6係表示有關本發明的第3實施形態的蒸發器剖面圖。 圖7係表示有關本發明的第4實施形態的蒸發器剖面圖。 圖8係表不有關本發明的其他實施形態的蒸發器剖面圖。 圖9係表示有關本發明的其他實施形態的蒸發器剖面圖。

297公釐） 546459 A7 _________B7 五、發明説明（5 ) 圖1 0係為具有冷凍機的習知蒸發器剖面圖。 發明之詳細說明 將有關本發明的蒸發器及冷凍機的第1實施形態表示於圖 1至圖3來說明。 將冷凍機的簡略構成表示於圖丨。於圖所示的冷凍機係具 有在被冷部水與氣體狀的冷媒之間使進行熱交換而將冷媒 凝結、液化的凝結器丨〇，及將凝結的冷媒減壓的膨脹閥 1 1 ’及在凝結的冷媒與冷水（被冷卻物）之間使進行熱交 換，同時將冷媒蒸發、汽化的蒸發器丨2，及將汽化的冷媒 壓縮之後提供給凝結器的壓縮機丨3。在冷凍機内的蒸發器 1 2所製造的冷水係被利用在大樓的空調等等。 条發谷為1 2 ’其構造係在冷媒被引進的圓筒形容器1 4 裏，流通冷水的多數傳熱管成捆地（在圖1有簡略地圖示）被 配置於容器14的長邊方向。傳熱管15與連通於冷水入口 的去程傳熱管及連通於冷水入口 17的回程傳熱管分開，冷 水的方向在連通於冷水入口 16的管路及連通於冷水入口 17 的管路並不相同。 圖2係蒸發器1 2的剖面圖。傳熱管1 5在容器1 4的下半部 被分成A〜I九個管群，該管群a〜I相互相鄰之間並無關 係’並且成父錯狀地被配置。詳細地說就是：管群A〜e被 水平地排列’在其下部，管群F〜I被水平地排列的同時，由 於對管群A〜E橫方向平移所以成交錯狀地被排列。 再者，不管在A〜I任何管群，都聚集有1〇〇根左右的傳熱 管1 5，此外，在這些管群a〜I傳熱管1 5成交錯狀地被排 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） M6459 A7 --—-------B7_ 五、發明説明（6 ) ' - 列。此時，也由於在上下多段地被排列的傳熱管丨5在每段 左右地平移’所以成交錯狀地被排列。 、再者，成交錯狀地被排列的傳熱管丨5，如圖3所示其直徑 為D的話，於橫方向相鄰的傳熱管i 5之間的間隔變成 1 . 1 5D 〇 ,至於如上述所構成的蒸發器1 2，由於將傳熱管1 5分成管 群A〜I，管群之間互不相關地被配置，在各管群内的比較 下邊的傳熱管15的周圍所產生的氣泡由管群與管群之間脫 離浮起，存在於管群内的氣泡減少。因此，對配置在管群 中央附近的傳熱管i 5影響的氣泡就變少，而能夠抑制熱傳 達效率的降低。 此外，在谷器1 4内的構造，係液態的冷媒從下部被引 進、、Λ化而從上部流出到容器1 4外，被引進的冷媒在容器 1 4内向上面流動的傾向很強，但是由於管群之間是互不相 關地配置，冷媒變成容易流動。因此，能夠促進冷媒與冷 水的接觸，而達到熱傳達效率的提高。 再者’將管群Α〜I成交錯狀地排列的同時，由於在各管 群A〜I傳熱管1 5也成交錯狀地配置，能夠促進向上方流動 的冷媒液與傳熱管的接觸，而達到熱傳達效率的提高。 如上所述，如果將蒸發器1 2以上述的構造來做的話，能 夠提高熱傳達效率，因此也就能夠提高冷凍機的冷卻效 率。 再者，至於在本實施形態，將傳熱管1 5分成A〜I九個管 群，但是這些按照蒸發器的大小、應該發揮的性能即使分 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 546459 A7 B7 五、發明説明（7 ) 為更少數的管群也可以，相反地分為較多的管群也可以。 此外，橫方向相鄰的傳熱管i 5之間的間隔設定為i ·丨5D， 但不限定於此，可以按照各種條件來選擇。 其次，將有關本發明的蒸發器及冷凍機的第2實施形態， 表示於圖4及圖5來說明。在此，對在上述第丨實施形態已 經說明的構成要素付予相同符號，省略說明。 圖4係蒸發器1 2的剖面圖。如圖所示，本實施形態的蒸發 器1 2，在管群A〜E，傳熱管1 5縱橫地被排列成所謂的格子 狀。並且，管群F〜I與上述第i實施形態相同，成交錯狀地 S己置。 再者，在管群A〜E ,橫方向相鄰的傳熱管i 5之間的間隔 被没定為1 . 1 5 D ’傳熱管1 5之間上下的間隔被設定為 2〜3D。此外，在管群F〜I上下方向相鄰的傳熱管Η之間的 間隔比起在管群A〜E的傳熱管L 5上下方向的間隔設定較 窄。也就是說，屬於管群A〜E的傳熱管15比起屬於管群 F〜I的傳熱管1 5排列較疏鬆。 在上述所構成的洛發器12 ’於管群F〜I的傳熱管15周圍 產生的氣泡通過管群A〜E的時候，因為屬於管群a〜E的傳 熱管1 5比起屬於管群F〜I的傳熱管1 5排列較疏鬆，所以， 屬於管群A〜E的傳熱管15之間的氣泡就變成容易脫離，而 能夠抑制熱傳達效率的降低。 如上所述，根據在本實施形態的蒸發器丨2也能夠提高熱 傳達效率，因此，就能夠提高冷凍機的冷卻效率。 再者，在本實施形態，雖然將管群A〜E的傳熱管1 5做成 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 546459 A7 B7

格子狀之後，還比管群F〜I的傳熱管丨5排列較疏鬆，但是 將管群A〜E的任何傳熱管1 5或者全體就交錯狀那樣疏鬆2 排列也沒關係。 ％ & 圖5係表示有關本實施形態的蒸發器丨2的其他例子的剖面 圖。在管群A·〜L’，傳熱管1 5與上述第i的實施形態同樣成 交錯狀地被排列。 至於管群A’〜F，，橫方向相鄰的傳熱管15之間的間隔被 設定為1 · 1 5D。此外，在管群G，〜L，，上下方向相鄰的傳 熱管1 5之間的間隔，比起在管群a，〜F，的傳熱管丨5的上下 方向的間設定置較狹窄。也就是說，屬於管群A，〜F，的傳熱 管1 5比起屬於管群G’〜Lf的傳熱管1 5排列較疏鬆。 如上所述，在配置傳熱管15的蒸發器12，管群A，〜F，及 管群G’〜L1成格子狀地被配置。 根據上述構成，在管群G’〜L’的傳熱管15的周圍產生的 氣泡通過管群A1〜F，的時候，因為這些屬於管群A，〜F，的傳 熱管1 5比起屬於管群G，〜L1的傳熱管1 5配置較疏鬆，所 以，屬於管群A，〜Lf的傳熱管1 5之間的氣泡就變成容易脫 離，而能夠抑制熱傳達效率的降低。因此，能夠提高熱傳 達效率，依此就可以提高冷凍機的冷卻效率。 在上述構成，雖然管群Af〜F’的傳熱管15比起屬於管群 G f〜L '的傳熱管1 5配置較疏鬆，但是將管群a，〜L，的任何 傳熱管1 5或者全體傳熱管1 5就交錯狀那樣疏鬆地配置也可 以。 其次，將有關本發明的蒸發器及冷凍機的第3實施形態表 -11 - 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 546459 A7

示於圖6來說明。在此，對 訂於上述各貫她形怨已經說明的 構成要素付予相同符號，省略說明。 圖。6係洛發器！ 2的剖面圖。女σ圖所#，在本實施形態的蒸 發器1 2，傳熱官丨5被排在橫方向的4個管群了〜％分開，留 有上:貫穿在各管群之間的空隙。這個空隙，由如先前將 2熱& 1 5父錯狀地配置捆成一捆的情況，從將規定的傳熱 官1 5 一枝或3枝交互拔除地配置，在以下將此當做拔除列 20 〇 再者，在管群J〜Μ，不被配置傳熱管15的空隙與拔除列 2 0平行地被留著。此空隙也同拔除列2 〇從將規定的傳熱管 1 5 —根或二根交互拔除地被留著，所以在以下將此當做輔 助拔除列2 1。 在上述所構成的蒸發器12，由於配置拔除列及輔助拔 除列21，在管群j〜M内的比較的下邊的熱管15周圍產生的 氣泡脫離拔除列2 〇或輔助拔除列2 1浮起。因此，對配置在 官群中央及上方附近的傳熱管1 5影響的氣泡就變少，而能 夠抑制熱傳達效率的降低。 其**人’將有關本發明的蒸發器及冷;東機的第4實施形態表 示於圖7來說明。在此，對於上述各實施形態已經說明的構 成要素付予相同符號，省略說明。 圖7係蒸發器1 2的剖面圖。如圖所示，在本實施形態的蒸 發器12，於管群J，μ，與上述輔助拔除列21不同，上下 沒有脫離的半輔助拔除列2 2與辅助拔除列2 1同樣有被設 置。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

裝

線 546459 A7 __B7 五、發明説明（1〇 ) 在上述所構成的蒸發器1 2，由於設置半輔助拔除列2 2， 從管群J，Μ的中央附近的氣泡變成容易脫離，對配置在管 群J，Μ中央及上方附近的傳熱管1 5影響的氣泡變少，因而 能夠抑制熱傳達效率的降低。此外，此半輔助拔除列2 2配 置在管群J〜Μ的任何一個都無妨。 在以下針對其他的實施形態簡單來說明。 圖8係將半辅助拔除列2 2設置於管群j，Μ的下方的例 子。圖9係好像從輔助拔除列2 1將樹枝伸展向斜上方再配 置小的辅助拔除列2 3的例子。這些各種的配置類型，最好 按照蒸發器的大小、應該發揮的性能來選擇。 再者’至於上述各貫施形態的傳熱管1 5，當然能夠使用 渦形管子、鰭狀管及其他一切形態的管材。 此外，至於上述各貫施形態，雖然係以冷水在蒸發器一 個往返的構造為例進行說明，但是有關本發明的蒸發器， 能夠應用於冷水在一個方向流通的，數次往返的，以及從 一邊流入往返後再從另一邊流出的等等所有構造的蒸發器 的技術。

Claims (1)

1. 546459 A8 B8 C8 _____D8 六、申請專利範圍 0 L 種療發器，其係在冷媒被引進的容器裏，流通被冷卻 物的多數傳熱管成捆地被配置而構成，在上述冷媒與上 述被冷卻物之間使其進行熱交換以冷卻該被冷卻物，同 時將上述冷媒氣化；其特徵為 上述傳熱管被分成複數的管群，該管群之間彼此分離 地被配置。 2.根據申請專利範圍第丨項之蒸發器，其中上述複數的管 群交錯地被排列。 3·根據申請專利範圍第1項之蒸發器，其中在上述的管群 中’留置不配置上述傳熱管的空隙。 4·根據申請專利範圍第丨項之蒸發器，其中上述傳熱管之 任何管群都交錯地被排列。 5·根據申請專利範圍第丨項之蒸發器，其中屬於位於上述 容器上部的管群的傳熱管，比起屬於位於上述容器下部 的管群的傳熱管，較疏鬆地被排列。 6. —種冷凍機，其具有··蒸發器，其係在引進冷媒的容器 裏，流通被冷卻物的多數傳熱管成捆地被配置而構成， 在上述冷媒與上述被冷卻物進行熱交換，冷卻該被冷卻 物，同時將上述冷媒氣化；壓縮機，其係壓縮在該蒸發 器被氣化的冷媒；凝結器，其係將被壓縮的上述冷媒凝 結、液化；以及膨脹閥，其係在讓液化的上述冷媒流通 於上述蒸發器的過程中，將上述冷媒減壓。 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X297公釐）