TWI281534B - Condenser inlet diffuser - Google Patents

Description

1281534 九、發明說明： L發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 本發明係針對用於HVAC應用系統中蒸氣壓縮冷凍系 5 統的冷束劑流量控制及壓力恢復裝置，且更特別的是，針 對用於殼管式冷凝器（shell and tube type condenser)的冷珠 劑屢力恢復裝置，在此冷卻流體(例如，水)在管内流動而冷 ; 東劑在殼内流動且被管體的外表面冷卻及凝結。 L先前技術3 10 發明背景 HVAC應用系統中，冷凝器為用於蒸氣壓縮冷;東系統的 重要組件。在一類型的冷凝器中，冷珠劑蒸氣進入冷凝器 的殼體且流過多個冷卻管的外表面。各個管體包含以較低 溫度在管體内循環的冷卻流體(例如，水）。當冷凍劑在管體 15 外流動時，熱由冷凍劑轉移到以較低溫度在管體内循環的 流體，使得冷凍劑的温度降低到飽和溫度以下且在管體外 凝結。凝結的冷凍劑以液態離開冷凝器且通常將循環於管 體内、溫度變高的流體送到冷卻塔。凝結為液態的冷凍劑 由冷凝器流動通過膨脹裝置（expansion device)至一蒸發 20 器。蒸發器中的二相冷凍劑進入與二次流體有熱交換關係 而降低該二次流體的溫度，該二次流體的循環可調節一結 構體内的區域溫度。蒸發器内的冷凍劑液體與二次液體熱 交換而相變成為冷凍劑蒸氣且送回到壓縮機，在此昇高冷 凍劑蒸氣的壓力且排放到冷凝器内以完成循環。 1281534 在上述系統的典型實施例中，由壓縮機排出的冷凍劑 洛氣係以相對南的速度進入冷凝器的殼體。殼側冷凝器 (shell side condenser)的入口通常配置一衝射揚板 (impingement baffle)以阻擋高速冷凍劑蒸氣對冷凝器管的 5 直接衝射(direct impingement)。這種直接衝射可能損壞冷凝 器管，例如振動、點狀腐姓(pitting)及腐|虫(erosi〇n)。習知 的衝射擔板係界定一長形、狹窄的小室，其係將進入冷康 劑蒸氣導引到在冷凝器對面的末端。儘管能防止冷凝器管 的損壞，相較於壓縮機出口的冷凍劑蒸氣壓力，衝射擋板 1〇 會造成進入冷凍劑蒸氣的壓力下降。壓縮機需要耗用更多 電量將冷凍劑蒸氣壓縮為較高的壓力以補償該壓降，因而 降低整體的冷凍系統效率。此外，進入冷凍劑蒸氣沿著擋 板中心線行進的部份仍保持高速，導致潛在的管體振動問 題以及一種被稱作液體波峰(liquid hump)的現象。液體波峰 15係指冷凍劑液體在冷凝器殼體的中央部份的凝結程度高於 冷凝器殼體兩端的凝結程度，從而降低有效的熱交換表面 積，而使冷凝器的效率降低。此外，高速冷凍劑造成液態 冷〉東劑在冷凝為设體内不適當地滅入錢出（splashing)。 因此亟須一種擴散器可在冷凝器入口平滑地減速及轉 2〇變進入的冷/東劑流’實現最小停滯壓力損失（stagnation pressure loss)且最大化由冷凝器入口到擴散器出口的靜壓 恢復(static pressure reC0Very)(此係殼體内的壓力）。就殼體 内的給定凝結飽和壓力及溫度而言，在使用本發明的擴散 器時’冷凝器入口需要較低的壓力，從而減少壓縮機的耗 1281534 電量，因而可改善系統效率。在習知的冷凝器中，通過衝 射擋板的壓力是下降的，相反地，本發明擴散器會出現靜 壓恢復。替換地，如果維持相同的壓縮機出口壓力，由於 有靜壓恢復因此使用本發明擴散器會有較高的殼體内的凝 5 結飽和壓力及溫度。不用改變循環通過冷凝器管以冷卻冷 凍劑的流體溫度就能使兩者之間的溫差增加，使得需要較 少的熱傳遞表面就可排出相同的熱量。使用本發明擴散器 可用較小的冷凝器實現同樣的系統效率。 【發明内容】 10 發明概要 本發明係有關於一種擴散器，其係位於一蒸氣壓縮冷 凍系統之殼側冷凝器的入口處。該擴散器包含一可從蒸氣 壓縮冷凍系統之一壓縮機接受一壓縮冷凍劑蒸氣的入口。 一室係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍劑蒸氣。該室 15 有一上表面、一下表面、以及橋接該上表面與該下表面的 側面。該室也有多個可排出在該冷凝器殼内之冷凍劑蒸氣 的開孔。該室内配置一突出物。該突出物與該室係經組態 及配置成可擴散及導引一由該壓縮機排出的冷凍劑流到該 冷凝器内。該冷凍劑離開該擴散器之室的壓力係高於該冷 20 凍劑在該冷凝器入口處進入該擴散器的壓力。該擴散器的 入口通常極接近壓縮機出口。 本發明進一步有關於一種冷卻系統(chiller system)，其 係包含一壓縮機、一冷凝器裝置、以及一蒸發器裝置，彼 等係連接於一封閉冷凍劑迴路内。一入口係在該壓縮機與 1281534 該冷凝器裝置之間有流體交流以從該壓縮機接受一壓縮冷 凍劑蒸氣。一室係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍 劑。該室有一上表面、一下表面、以及橋接該上表面與該 下表面的側面。該室也有多個可排出在該冷凝器裝置内之 5 冷凍劑的開孔。該室内配置一突出物。該突出物與該室係 經組態及配置成可擴散及導引一由該壓縮機排出的冷凍劑 流到該冷凝器内。該冷凍劑離開該室的壓力係高於該冷凍 劑在該冷凝器之入口處進入該室的壓力。該冷凝器之入口 通常極接近壓縮機出口。 10 本發明進一步有關於一種冷凝器，其係包含一可由蒸 氣壓縮冷凍系統之一壓縮機接受一壓縮冷凍劑的入口。一 室係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍劑。該室有一上 表面、一下表面、以及橋接該上表面與該下表面的側面。 該室也有多個可排出在該冷凝器内之冷凍劑的開孔。該室 15 内配置一突出物。該突出物與該室係經組態及配置成可擴 散及導引一由該壓縮機排出的冷凍劑流到該冷凝器内。該 冷凍劑離開該室的壓力係高於該冷凍劑在該冷凝器之入口 處進入該室的壓力。該冷凝器之入口通常極接近壓縮機出 V 0 20 本發明的優點在於它有利於冷凍劑進入冷凝器的靜壓 恢復，從而增加冷凍劑蒸氣離開擴散器的壓力（相較於冷凍 劑進入該擴散器的壓力）。 本發明的優點在於它增加蒸氣壓縮冷凍系統效率。 本發明的另一優點為它減少與冷凝器的操作有關的管 1281534 體振動。 本發明的另一優點為它減少冷凝器内液體波峰的高 度。 結合以實例圖解說明本發明原理的附圖，由以下較佳 5 具體實施例的詳細說明可更加瞭解本發明的其他特徵及優 點。 圖式簡單說明 第1圖係示意圖示使用本發明冷凝器入口擴散器的冷 束系統。 10 第2圖為冷凝器的正視圖，其係具有本發明冷凝器入口 擴散器。 第3圖為沿著第2圖直線3-3繪出的冷凝器與冷凝器入 口擴散器的部份橫截面圖。 第4圖為本發明冷凝器入口擴散器之一具體實施例的 15 透視圖。 第5與6圖為第4圖本發明冷凝器入口擴散器的上視圖。 第7圖為沿著第6圖直線A-A與B-B繪出的本發明冷凝 器入口擴散器的重疊橫截面圖。 第8圖的圖表係比較在冷凍系統之間有無本發明入口 20 擴散器下，冷凍劑蒸氣離開壓縮機且進入冷凝器的壓力恢 復。 第9圖的圖表係圖示冷凝器中之冷凍劑飽和溫度的增 益（或差額），其係與冷凍劑離開壓縮機且進入冷凝器的壓力 增量相對應。 1281534 第ίο圖為本發明冷凝器入口擴散器之一替代具體實施 例的透視圖。 第11圖為本發明第10圖冷凝器入口擴散器的端視圖。 第12圖為沿著第2圖直線3-3繪出的冷凝器與本發明冷 5 凝器入口擴散器的部份橫截面圖。 附圖中類似或相同的元件儘可能用相同的元件符號表 示。 L實施方式3 較佳實施例之詳細說明 10 第1圖係圖示一使用本發明殼側冷凝器入口擴散器114 之冷凍系統100具體實施例。該冷凍系統100係由驅動驅動 單元104(例如，變速驅動器或VSD)的AC電源102接收電力 較佳。用控制面板108控制的驅動單元104係驅動一同樣也 驅動壓縮機110的馬達106。壓縮機110壓縮冷凍劑蒸氣且通 15 過排出管路輸送蒸氣到冷凝器112。該壓縮機110可為任何 適當類型的壓縮機，例如，螺旋壓縮機、離心壓縮機、往 復或壓縮機、渦卷式壓縮機、等等。壓縮機110輸送到冷凝 器112的冷凍劑蒸氣係首先通過擴散器114，以下將進一步 詳述。在進入冷凝器112後，冷凍劑蒸氣與一流體開始熱交 20 換，流體(通常為水）的循環經由配置於冷凝器内的管體。這 種冷凝器的組態被稱作殼管式冷凝器，冷凍劑是在管體外 凝結而流體(例如，水)在管内流動。冷凍劑蒸氣與該流體熱 交換而相變成為冷凍劑液體。凝結的液態冷凍劑由冷凝器 112流動通過膨脹裝置（未圖示）到達蒸發器116。 10 1281534 該蒸發器116可包含用於冷卻負載之供給管線及返回 管線的連接器。二次液體(例如，水、乙二醇或丙二醇、氣 化齊i水或氯化鈉i水）經由返回管線進入蒸發器n 6且經 由供給管線離開蒸發器116。蒸發器116中的液態冷柬劑開 5始與二次液體熱交換以降低二次液體的溫度。蒸發器116内 的冷;東劑液體與二次液體熱交換而相變成為冷凍劑蒸氣。 蒸發裔116内的蒸汽冷束劑離開蒸發器且經由吸入管線 返回到壓縮機110以完成循環。應瞭解，擴散器114係用於 殼管型112的殼側冷凝器，其中冷凍劑是在管體(殼側）的外 10面凝結，然而如果冷凝器112與蒸發器116中的冷凍劑可獲 致適當的相變，用於系統100的蒸發器116可為任一適當的 組態。 冷凍或液態冷卻系統100可包含許多未圖示於第1圖的 其他特徵。該等特徵係故意省略以簡化附圖以利圖解說明。 15 請參考第2至3圖，冷凝器112係具有一本發明入口擴散 器114的具體實施例。連接至擴散器114的入口管127係延伸 通過冷凝器112之殼體113的上半部。例如用焊接法或任何 其他的適當方法，將入口管127固定於殼體113較佳。再者， 該入口管127也有適當的厚度以便焊接到殼體。在入口管 20 127於擴散器114對面以及冷凝器112殼體113外面的末端是 用來使入口管127連接至對應管體以便由壓縮機110接收加 壓冷凍劑蒸氣的凸緣130(第1圖）。靠近入口管127在冷凝器 112内的末端，該入口管127轉變為擴口部份132。擴口部份 132有助於沿著入口管丨27以大體垂直方向流入冷凝器112 1281534 的冷凍劑蒸氣流在離開擴散器114時轉變為大體為水平的 流動。主要是基於冷凍劑的流率與入口管127的大小，擴口 部份132的曲率半徑係按規定尺寸製作及組態以平滑轉變 冷凍劑流而相對於所欲流向有最小化的漩渦或扭曲分量。 5 在一替代具體實施例中，請參考第12圖，支架118可用 來固定支撐擴散器114的入口管127。請參考第2至5圖，在 冷凝器112殼體113内延伸的擴口部份132係沿著相切曲線 (tangency curve)134轉變到上表面136。應瞭解，相切曲線 134不一定為圓形，上表面136也不一定為平面，因為在替 代具體貫施例中（弟12圖）’上表面136可與冷凝器殼體H3 重合，或在另一替代具體實施例中，上表面136實際上可為 冷凝器殼體113。上表面136係界定一對耳垂體138、14〇。 耳垂體138係由側邊146、148及150界定，而耳垂體14〇由側 邊152、154及156界定。側邊146之一末端係由接縫142界 15定，該接縫142係側邊146與側邊152之間的接縫，而且也與 相切曲線134重合較佳。側邊146的另一末端由在側邊146與 側邊150之間的接縫168界定。 同樣，側邊148之一末端係由接縫144界定，該接縫144 為在側邊148與側邊154之間的接縫，而且也與相切曲線134 20 重合較佳。側邊148的另一末端由在側邊148與側邊15〇之間 的接縫170界定。側邊146、148各界定相對於耳垂體I%為 外彎曲線或凸出的外形較佳，然而側邊U6、H8可界定非 凸出形的輪廓，這包括線性的外形。藉由具有凸出外形或 適當的非凸出外形的側邊146、148，使得在接縫168、n〇 12 1281534 之間七著上表面138平行於連接接縫142、144的參考線以二 繪出的任一直線都比參考線182長。當裝上擴散器114時， 蒼考線182大體橫亙於冷凝器m的長度。擴散器叫使得沿 著入I 127進入擴散器114的冷;東劑蒸氣流分叉較佳。以 5另一方式言之，與參考線182平行沿著側邊146、148的對應 點之間的距離會隨著平行線與參考線182的距離增加而增 加，亦即，沿著耳垂體138移向側邊150的平行線。 靠近側邊U6、M8且用接縫168、Π0界定的是側邊 150。相對於上表面138,側邊150朝外或凸出較佳。較佳地， 10側邊150的曲率大體為徑向曲率，且曲率的中心線與突出部 份176的中心線重合。不過，側邊15〇的曲率也可為橢圓曲 率。 類似於耳垂體138，耳垂體140由側邊152、154及156界 定，而耳垂體138由側邊146、148及150界定。側邊152之一 15末端由接縫142界定’其係側邊146與側邊152之間的接縫， 而且也與相切曲線134重合較佳。側邊152的另一末端由在 側邊152與側邊156之間的接縫172界定。 同樣，側邊154之一末端由接縫144界定，該接縫144為 在側邊148與側邊154之間的接縫，而且也與相切曲線134重 20 合較佳。側邊154的另一末端由在側邊154與側邊156之間的 接縫174界定。較佳地，相對於耳垂體140，側邊152、154 各界定朝外的曲線或凸出外形，雖然側邊152、154可界定 非凸出外形，這包括線性外形。藉由具有凸出外形或適當 非凸出外形的側邊152、154，使得在接縫172、174之間沿 13 1281534 著耳垂體140平行於連接接縫142、144的參考線182繪出的 任一直線都比參考線182長。以另一方式言之，與參考線182 平行沿著側邊152、154的對應點之間的距離會隨著平行線 舁翏考線182的距離增加而增加，亦即，亦即，沿著耳垂體 5 I40移向側邊156的平行線。 靠近側邊152、154且用接縫Π2、I74界定的是側邊 156。相對於耳垂體14〇，側邊156朝外或凸出較佳。較佳地， 側邊156的曲率大體為徑向曲率，且曲率的中心線與突出部 份176的甲心線重合。不過，側邊156的曲率也可為橢 10 率。 雖然在較佳具體實施例中，耳垂體138、140是以參考 線182為中心線彼此相對稱，該參考線182與突出物176的頂 點重合較佳，耳垂體138、14〇仍可有不同的對稱線、無對 稱線，或彼此不對稱。 15 下表面158與上表面136的大小與形狀大體相同，且下 表面158與上表面136係分開一段距離184，其係經組態成可 產生最適結果，主要是基於冷凍劑的流率。突出物176由下 表面158向上延伸以利在離開擴散器114後使大體為垂直方 向的冷凍劑蒸氣流平滑地轉變成大體為水平方向的冷凍劑 20蒸氣流。在較佳具體實施例中，突出物176為直立圓錐趲 (right circular cone)，將錐體的頂點配置成與入口管丨27的顇 部128中心線重合。不過，應瞭解，也可使用其他的突出物 幾何。此外，儘管是將突出物176附著於下表面158，在冷 凍劑蒸氣流中使用任一適當安裝配置也可將突出物176定 1281534 位於上表面136與下表面158之間，或者是如果在至少一方 向中夠大時將突出物定位於下表面158與入口管127之間。 在上表面與下表面136、158之間延伸及橋接的是側面 160、162、164、166。較佳地，側面16〇在接縫142與接縫 5 I68之間橋接上表面與下表面136、158而側面164橋接上表 面與下表面136、158於接縫142與接縫172之間。同樣，較 k的疋’側面162橋接上表面與下表面136、158於接縫144 與接縫170之間而側面166橋接上表面與下表面136、158於 接縫144與接縫174之間。換言之，把進入入口管127通過擴 10 口部份132然後在上表面與下表面136、158之間的冷凍劑蒸 軋大體限制成以一方向在上表面與下表面136、158的對應 側邊150之間流動通過開孔186，而以另一方向在上表面與 下表面136、158的對應側邊156之間流動通過開孔188。 請參考第6至7圖，且回到前面參考關於與側邊146、148 15和側邊152、154相交、與參考線182平行、長度遞增之直線 的說明，圖中係添加下表面158(其係具有大體相同的側邊 146、148、152、154)以及一對與參考線182平行、與直線 A-A及直線B-B重合的垂直平面。用通過上表面與下表面 136、158與直線A-A重合的平面切割橫截面的每個角落以 2〇 A 4示示，而用通過上表面與下表面136、158與直線B-B 重合的平面切割橫截面的每個角落以“B”標示。換言之， 儘管弟5圖只包括上表面136 ’第6圖包括上表面與下表面 136、158及側面146、162。因此，與直線A-A重合、切割通 過擴散114的上表面與下表面136、158的垂直平面係界定 15 1281534 一由A-A-A-A定義的橫截面面積。同樣，與直線B-B重合、 切割通過擴散器114的上表面與下表面136、158的垂直平面 係界定一由B-B-B-B定義的橫截面面積。如第7圖所示，雖 然未按比例繪製’定義B-B-B-B的面積大於A-A-A-A。隨著 5 橫向面與參考線182之間的距離增加，以橫向面與擴散器 114的上表面、下表面136、158及側面160、162、164、166 相交所界定的橫截面面積也持續增加，如圖示。 以另一方式言之，流入入口管127通過擴口部份134且 在上表面與下表面136、158之間的冷凍劑蒸氣係衝射到突 10 出部份或突出物176上，其係將冷凍劑蒸氣流由大體為垂直 的方向調整為大體水平的方向。然後額外限制冷凍劑蒸氣 在上表面、下表面136、158和側面160、162、164、166裡 面流向相反的末端150、156，該等表面所界定的橫截面面 積係隨著冷凍劑蒸氣流向相反的末端150、156的方向而增 15 加。 由於沿著擴散器表面、突出部份176及擴口部份134的 橫載面面積持續增加，這有利於調節及控制蒸汽冷;東劑 流。亦即，使冷凍劑蒸氣之流轉向90度同時使流動損失(fl0W lc>sses)最小。 20 在進一少分析本發明冷凝器入口之前，簡述公式1 ’其 係修正伯努利公式，可供直覺分析該等流動： P1/(pg)+(l/(2g))(U1)2=P2/(pg)+(l/(2g))(U2)2+損失[1] 其中PI、P2分別為位置1與位置2的壓力，P為流動流體 的密度，U!、U2為流動流體分別在位置1與位置2的速度。 16 1281534 (l/(2g))(U)2這一項係表示動能分量，也分別被稱作流體在位 置1與位置2的速度頭(velocity head)。公式1的P/(pg)分量係 分別被稱作流體在位置1與位置2的壓力頭（pressure head)。損失係指流體流的損失，例如磨擦所引起的。公式 5 兩邊乘上(pg)產生公式2。

Pi + (P/2XUD2 = P2 + (p/2)(U2)2 + 損失[2] 熟諳此藝者係使用公式2中（p/2)(U)2這一項評估如公式 3所示之擴散器的效能。 CP = AP/(p/2)(U〇)2 [3] 10 在此Cp為壓力恢復係數，ΑΡ為在擴散器入口壓力與擴 散器出口壓力之間的絕對壓力恢復或靜壓差值，而其餘的 (p/2)(U〇)2這一項為在壓縮機出口的總速度頭。壓力恢復係 數為常用來測量擴散器的工作效能的參數。壓力恢復係數 為總速度頭在擴散器入口可用來轉換為靜壓的測量。 15 簡言之，本發明的冷凝器入口擴散器不只以最小流動 損失將流向大體為垂直方向的冷凍劑蒸氣改變為大體為水 平的方向，也額外將一部份的動能分量轉換為壓力頭或靜 壓分量，如公式1所示。亦即，該冷凝器入口擴散器在冷)東 劑蒸氣向冷凝器管流動通過入口擴散器時降低進入冷殊劑 20 蒸氣的速度同時增加靜壓的位準。藉由增加靜壓的位準， 冷凝器能以增高的飽和溫度操作，從而需要較少的熱傳遞 表面即可交換相同的熱量，因為在進入冷凝器殼體的冷凍 劑蒸氣與流動通過在冷凝器殼體内之管體的流體之間有較 高的溫差。此外，藉由降低冷凍劑蒸氣的速度，使得收集 17 1281534 液態冷凍劑沿著冷凝器下半部的位準差大體相等，亦即， 使液體波峰最小化。此外，也最小化冷束劑蒸氣流對冷凝 器管體的直接衝射。 請參考第8與9圖，在原型冷卻機上以不同的操作負載 5 進行實際的測試。圖表的座標係圖示習知衝射擋板裝置與 擴散器在出口及入口之間的壓力差。橫座標表示基於通過 入口管的速度頭的速度垂直分量。橫座標的數值由左至右 增加且對應到進入冷凝器的流量。首先用有習知衝射擋板 裝置的冷凝器入口進行測試，在用類似於第4圖的入口擴散 10 器結構改進該冷凝器入口後進行同樣的測試。如第8圖所 示，該擴散器會出現壓力恢復且進一步包括流動的平滑減 速以及少量的能量損失。 第9圖係圖示相較於習知衝射擔板裝置由入口擴散器 結構所實現的總飽和溫度增益。藉由增加冷凍劑在冷凝器 15 内凝結的飽和溫度而不改變通過冷凝器管循環以冷卻冷凍 劑的流體溫度，兩者之間的溫差有增加，使得需要較少的 熱傳遞表面即可排出相同的熱量。因此，可使用成本較低 的較小冷凝器。替換地，如果使用同樣大小的冷凝器，由 於入口擴散器結構有壓力恢復，加上本發明入口擴散器結 20 構的冷卻系統有更高的操作效率。以另一方式言之，具有 該入口擴散器結構的壓縮機可壓縮冷凍劑到達的壓力位準 係低於必須用具有習知衝射擋板裝置的壓縮機所產生的壓 力位準，故而耗用較少的能源。 除了藉由增加本發明擴散器讓現存冷凍系統的操作更 18 1281534 有效率以外，然而以其他方式使其餘的系統組件不改變的 替代結構也有可能。亦即，可使用管體少於原始冷凝器的 冷凝器，以顯著節省成本，同時提供相容的操作效率。可 使用較少管體的理由是因為離開本發明擴散器的飽和凝結 5冷;東劑溫度增加，由於本發明擴散器有壓力恢復，從而在 管體與冷凍劑之間提供較大的溫度梯度。例如，在一測試 冷卻機組態中，冷凝器熱傳遞或管體的表面積減少百分之 • 17以上’同時操作比原始組態更有效率。不過，應瞭解， 諸如冷旋裔管的大小及數量，冷床劑以及二次流體的種 10類、替代性的入口擴散器外形、壓縮機出口管的直徑以及 操作負載這類的因素會影響冷卻系統效能值。 第10與11圖為入口擴散器214的替代性具體實施例，其 中相切曲線134大體與冷凝器殼體H3貼合藉此冷凝器殼體 113界定入口擴散器214的上表面136。應瞭解，雖然擴散器 15表面的面積在由頸部128離開到耳垂體140、138相對側邊 φ 150、156的方向中為遞增，表面138、140不須垂直於上表 面138、140或者是下表面158。同樣，表面138、140及158 不須彼此平行。此外，表面160、162、164及166不須為弧 形0 儘管已參考較佳具體實施例描述本發明，熟諳此藝者 會瞭解可做出各種改變且以等價物取代元件而不脫離本發 明的範疇。此外，用本發明的教導可做出各種適應特殊情 况或材料的修改而不脫離本發明的基本範疇。因此，希望 本發明不受限於預期可以最佳模式實施本發明的特定具體 19 1281534 實施例，反而是本發明應包含所有落入附上之申請專利範 圍的範疇内的具體實施例。 L圖式簡單說明3 第1圖係示意圖示使用本發明冷凝器入口擴散器的冷 5 凍系統。 第2圖為冷凝器的正視圖，其係具有本發明冷凝器入口 擴散器。 第3圖為沿著第2圖直線3-3繪出的冷凝器與冷凝器入 口擴散器的部份橫截面圖。 10 第4圖為本發明冷凝器入口擴散器之一具體實施例的 透視圖。 第5與6圖為第4圖本發明冷凝器入口擴散器的上視圖。 第7圖為沿著第6圖直線A-A與B-B繪出的本發明冷凝 器入口擴散器的重疊橫截面圖。 15 第8圖的圖表係比較在冷凍系統之間有無本發明入口 擴散器下，冷凍劑蒸氣離開壓縮機且進入冷凝器的壓力恢 復。 第9圖的圖表係圖示冷凝器中之冷凍劑飽和溫度的增 益（或差額），其係與冷凍劑離開壓縮機且進入冷凝器的壓力 20 增量相對應。 第10圖為本發明冷凝器入口擴散器之一替代具體實施 例的透視圖。 第11圖為本發明第10圖冷凝器入口擴散器的端視圖。 第12圖為沿著第2圖直線3-3繪出的冷凝器與本發明冷 20 1281534 凝器入口擴散器的部份橫截面圖。 【主要元件符號說明】 100…冷;東系統 132···擴口部份 102…AC電源 134···相切曲線 104…驅動單元 136…上表面 106…馬達 138,140…耳垂體 108···控制面板 142,144…接縫 110…壓縮機 146,148,150,152,154,156···側邊 112…冷凝器 158…下表面 113…殼體 160,162,164,166…側面 114…擴散器 168,170,172,174…接缝 116···蒸發器 176…突出部份或突出物 118…支架 182…參考線 127…入口管 184…距離 128…頸部 186,188···開孔 130…凸緣 214···入口擴散器 21

Claims (1)

1281534 十、申請專利範圍： L 一種用於一蒸氣壓縮冷凍系統之一冷凝器的入口擴散 器，該入口擴散器係包含： 一入口，其係從一冷凍系統之一壓縮機接受一壓縮 5 冷凍劑； 一室，其係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍 劑，該室有一上表面與一下表面以及橋接該上表面與該 Φ 下表面的側面，該室有多個開孔以排出在一冷凝器内的 冷康劑； 一突出物，其係經配置成在該室裡面；以及 其中该突出物與該室係經組態及配置成可使一冷 凍劑流由該入口擴散及導引至該等多個開孔，該冷凍劑 在該等多個開孔離開該室的壓力位準係高於該冷凍劑 在該入口處進入該室的壓力位準。 2·如申睛專利範圍第1項所述之入口擴散器，其中該室係 • 經配置成在該冷凝器内。 3·如申請專利範圍第i項所述之人口擴散器，其中該突出 物為一錐體。 4.如申請專利範圍第3項所述之入口擴散器，其中該錐體 20 為一直立圓錐體。 5·如申請專利範圍第！項所述之人口擴散器，其中該室有 多個由該突出物延伸至該等多個開孔的通道，該等多個 通逼中之各個通道的橫截面面積係隨著該通道向該等 多個開孔延伸而增加。 22 1281534 6. 如申請專利範圍第1項所述之入口擴散器，其中該室與 該突出物係以最小流動損失將進入該冷凝器的壓縮冷 凍劑流調節成大體為水平的方向。 7. 如申請專利範圍第6項所述之入口擴散器，其中該冷凍 5 劑離開該室的流速係小於該冷凍劑進入該室的流速。 8. 如申請專利範圍第1項所述之入口擴散器，其中該入口 靠近該室的末端係包含一擴口部份。 9. 如申請專利範圍第8項所述之入口擴散器，其中該擴口 丨 部份的曲率半徑係按規定尺寸製作且組態成可使該冷 10 柬劑進入該室之流的滿旋分量最小化。 10. —種冷卻系統，其係包含： 一壓縮機、一冷凝器裝置、以及一蒸發器裝置，彼 等係連接於一封閉冷凍劑迴路内； 一入口，其係在該壓縮機與該冷凝器裝置之間有流 15 體交流以從該壓縮機接受壓縮冷凍劑； 一室，其係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍 劑，該室有一上表面與一下表面以及橋接該上表面與該 下表面的側面，該室有多個開孔以排出在該冷凝器裝置 内的冷凍劑；一突出物，其係經配置成在該室裡面；以 20 及 其中該突出物與該室係經組態及配置成可使一冷 凍劑流由該入口擴散及導引至該等多個開孔，該冷凍劑 離開該室的壓力位準係高於該冷凍劑進入該室的壓力 位準。 23 1281534 11. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該室係經 配置成在該冷凝器内。 12. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該突出物 為一錐體。 5 13.如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該錐體為 一直立圓錐體。 14. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該室有多 個由該突出物延伸至該等多個開孔的通道，該等多個通 道中之各個通道的橫截面面積係隨著該通道向該等多 10 · 個開孔延伸而增加。 15. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該室與該 突出物係以最小流動損失將進入該冷凝器裝置的壓縮 冷凍劑之流調節成大體為水平的方向。 16. 如申請專利範圍第15項所述之冷卻系統，其中該冷凍劑 15 離開該室的流速係小於該冷凍劑進入該室的流速。 17. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該入口靠 近該室的末端係包含一擴口部份。 18. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中該擴口部 份的曲率半徑係按規定尺寸製作且組態成可使該冷凍 20 劑進入該室之流的滿旋分量最小化。 19. 如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中在該冷凝 器裝置的操作期間，該室係經組態成可沿著該冷凝器裝 置的下半部提供收集位準大體相等的液態冷凍劑。 2 0.如申請專利範圍第10項所述之冷卻系統，其中係最小化 24 1281534 該冷凝器裝置的管體經受進入該冷凝器裝置之冷凍劑 蒸氣之流的直接衝射。 21. —種殼管式冷凝器，其係包含： 一入口，其係從一冷凍系統之一壓縮機接受一壓縮 5 冷凍劑； 一室，其係與該入口有流體交流以接受壓縮冷凍 劑，該室有一上表面與一下表面以及橋接該上表面與該 下表面的側面，該室有多個開孔以排出在一冷凝器内的 冷凍劑； 10 一突出物，其係經配置成在該室裡面；以及 其中該突出物與該室係經組態及配置成可使一冷 凍劑流由該入口擴散及導引至該等多個開孔，該_冷凍劑 離開該室的壓力位準係高於該冷凍劑進入該室的壓力 位準。 15 22.如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該室 係經配置成在該冷凝器内。 23. 如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該突 出物為一錐體。 24. 如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該錐 20 體為一直立圓錐體。 25. 如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該室 之上表面、下表面、及側面的橫截面面積係向著該等多 個開孔遞增。 26. 如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該室 25 1281534 與該突出物係以最小流動損失將進入該冷凝器的壓縮 冷凍劑之流調節成大體為水平的方向。 27.如申請專利範圍第26項所述之殼管式冷凝器，其中該冷 凍劑離開該室的流速係小於該冷凍劑進入該室的流速。 5 28.如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該入 口靠近該室的末端係包含一擴口部份。 29.如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中該擴 ^ 口部份的曲率半徑係按規定尺寸製作且組態成可使該 冷床劑進入該室之流的涡旋分量實質地減少。 10 30.如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中在該 冷凝器裝置的操作期間，該室係經組態成可沿著該冷凝 器裝置的下半部提供收集位準大體相等的液態冷凍劑。 31.如申請專利範圍第21項所述之殼管式冷凝器，其中係最 小化該冷凝器裝置的管體經受該冷凍劑蒸氣之流的直 15 接衝射。 26