TWM474122U

TWM474122U - 蒸發器及降膜式蒸發器

Info

Publication number: TWM474122U
Application number: TW102210935U
Authority: TW
Inventors: Larminat Paul De; Cointe Luc Le; Satheesh Kulankara
Original assignee: Johnson Controls Tech Co
Priority date: 2007-02-17
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2014-03-11

Description

蒸發器及降膜式蒸發器

相關專利申請案之交叉參考

此專利申請案請求分別地於2006年12月21日以及2007年2月17日提出申請的美國臨時專利申請案第60/871,303號及60/890,473號，以及於2007年12月21日提出申請的美國非臨時申請案第11/962,605號之權益。

新型領域

本新型係關於蒸發器及降膜式蒸發器。詳言之，本申請案一般地係有關於冷凍、空調及冰水系統或處理系統中之降膜式及混合降膜式蒸發器系統。

新型背景

若干處理系統，以及冷凍、空調及冰水系統包括一蒸發器用以在該系統之冷媒與待冷卻的另一流體之間發揮熱能轉移的效果。一型式之蒸發器包括一外殼其具有複數之管形成的一管束，待冷卻的該流體經由該管束循環。該冷媒與位在該外殼內側的該管束之外部表面接觸，導致該待冷卻流體與該冷媒之間進行熱能轉移。於一傳統式蒸發器中，將冷媒加熱並轉變至一蒸氣狀態，接著返回至一壓縮機，該蒸氣在該壓縮機經壓縮開始另一冷媒循環。該經冷卻流體係經循環至坐落於整個建築物的複數之熱交換器。暖空氣通過該等熱交換器，該經冷卻流體於該等熱交換器處經加熱，同時冷卻供建築物所用返回至蒸發器的空氣用以重複該處理過程。

例如，在該等管外側具有沸騰冷媒的一些型式之蒸發器包括滿液式蒸發器、降膜式蒸發器及混合降膜式蒸發器。於傳統式滿液式蒸發器中，該外殼係部分地以沸騰液體冷媒注入，其中該管束係浸沒於冷媒中。

於一傳統降膜式蒸發器中，一分配器，諸如藉由噴灑方式，自位在該管束上方的一位置沉積一數量之液體冷媒位在該管束之該等管的表面上，在管表面上形成一層液體冷媒(或是一液體冷媒薄膜)。處於一液體或二相液體及蒸氣狀態下的該冷媒接觸該管束之上管表面，並藉由重力，垂直地下降位在下配置管之該等管表面上。

一傳統混合降膜式蒸發器藉由將較該滿液式蒸發器為少比例的該管束之該等管浸沒而仍然將液體噴灑在該等上管，與一降膜式蒸發器相似，結合一降膜式蒸發器及一滿液式蒸發器之特性。

對於該等降膜式及混合降膜式蒸發器之有效作業的一挑戰性在於一部分的流體蒸發並顯著地體積膨脹。該經蒸發流體在所有方向上膨脹，造成在重力的影響下於與該液態流體之垂直流動方向橫向或是至少部分地橫向的一方向上藉由該經蒸發流體交叉流動或行進。交叉流動導致該管束之該等管的潤濕性不足，顯著地降低與該管束中該等管內側流動的待冷卻流體的熱轉移。

另一挑戰性在於假若該經蒸發流體包含產生的液滴則會損害該壓縮機，其自典型地構成位在該蒸發器之上部分中的一出口接收供給的蒸發流體。必需施加組件用以提供該蒸氣與液滴之間的分離。然而，該等組件增加系統的複雜性及成本，並且亦在該蒸氣冷媒抵達該壓縮機之前導致一非所欲的壓力降。

降膜式及混合降膜式蒸發器需能實質上防止因蒸發流體膨脹所導致的交叉流動，以及與一傳統滿液式或是現存設計的滿液式薄膜或混合式蒸發器比較亦能夠需要較針對液滴分離的一滿液式蒸發器為小的空間。

該等揭示的系統及/或方法之預期的優點滿足一或更多的該等需求或是提供其他的有利特性。其他的特性及優點將由本說明書而為顯而易見的。所揭示的講授內容延伸至涵蓋於該等申請專利範圍之範疇內的該等具體實施例，不論是否完成一或更多之前述需求。

新型概要

本新型係提出蒸發器及降膜式蒸發器。詳言之，本申請案係有關於一冷凍系統，其包括於一封閉冷媒迴路中連接的一壓縮機、一冷凝器、一膨脹裝置以及一蒸發器。該蒸發器包括一外殼其具有一上部分及一下部分以及一管束，該管束具有複數之管於該外殼中大體上為水平地延伸。一罩係經配置在該管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部，該閉合端部經配置位在該管束上方與該外殼之該上部分相鄰。該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，自該閉合部分朝向該外殼之該開啟部分延伸。一冷媒分配器係經配置位在該罩下方以及該管束上方，該冷媒分配器係經構形用以將液體冷媒或是液體與氣體冷媒沉積在該管束上。該罩之該等大體上平行的壁部分實質上能夠防止該管束之該複數管之間冷媒的交叉流動。一流動分配器係經配置在該罩與該外殼之間與該開啟端部相鄰。該流動分配器修正該罩與該外殼之間的冷媒流動，用以提供一更為均勻一致的冷媒流動分配。

本申請案進一步地係有關於一降膜式蒸發器，其係用於一冷凍系統包括一外殼其具有一上部分及一下部分。一管束具有複數管於該外殼中大體上為水平地延伸。一罩係經配置位在該管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部，該閉合端部經配置位在該管束上方與該外殼之該上部分相鄰。該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，自該閉合部分朝向該外殼之該開啟部分延伸。一冷媒分配器係經配置位在該罩下方以及該管束上方。該冷媒分配器係經構形用以將液體冷媒或是液體與氣體冷媒沉積在該管束上。該罩之該等大體上平行的壁部分實質上能夠防止該管束之該複數管之間冷媒的交叉流動。一流動分配器係經配置在該罩與該外殼之間與該開啟端部相鄰。該流動分配器修正該罩與該外殼之間的冷媒流動，用以提供一更為均勻一致的冷媒流動分配。

本申請案容許該液體分配器在中或高壓力下接收冷媒，亦即，接近冷凝壓力，並可為一二相液體冷媒及氣體冷媒。在該等情況下，所產生的該冷媒噴霧及冷媒液滴係經包含在該罩下方並凝結在該等管上，以及該罩之頂部及壁上，用以防止該冷媒噴霧及冷媒液滴附連進入該抽吸管線。此外，一流動分配器藉由提供一更為均勻一致的流動分配而降低退出該罩的氣體速度。如此改良流動分配有助於進一步地降低能夠抵達該抽吸管線的該冷媒噴霧中液滴附連。

本申請案進一步地係有關於一混合降膜式蒸發器，其係用於一冷凍系統包括一外殼其具有一上部分及一下部分。一下管束係與一上管束作流體連通，該下與上管束分別具有複數管於該外殼中大體上為水平地延伸，該下管束係至少部分地由位在該外殼之下部分中的冷媒所浸沒。一罩係經配置位在該上管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部，該閉合端部係位在該上管束上方與該外殼之該上部分相鄰。該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，自該閉合端部朝向與該外殼之該下部分相鄰的該開啟端部延伸。一冷媒分配器係經配置位在該上管束上方，該冷媒分配器將冷媒沉積在該上管束上。該罩之該等大體上平行的壁部分實質上能夠防止該上管束之該複數管之間冷媒的交叉流動。一流動分配器係經配置在該罩與該外殼之間與該開啟端部相鄰。該流動分配器修正該罩與該外殼之間的冷媒流動，用以提供一更為均勻一致的冷媒流動分配。

本申請案進一步地係有關於一降膜式蒸發器，其係用於一控制處理包括一外殼其具有一上部分及一下部分。一管束具有複數管於該外殼中大體上為水平地延伸。一罩係經配置位在該管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部，該閉合端部經配置位在該管束上方與該外殼之該上部分相鄰。該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，朝向該外殼之該下部分延伸。一流體分配器係經配置位在該罩下方以及該管束上方，該流體分配器係經構形用以將液態流體或是液態與氣態流體沉積在該管束上。該罩之該等大體上平行的壁部分實質上能夠防止該管束之該複數管之間流體的交叉流動。一流動分配器係經配置在該罩與該外殼之間與該開啟端部相鄰。該流動分配器修正該罩與該外殼之間的冷媒流動，用以提供一更為均勻一致的冷媒流動分配。

本申請案進一步地係有關於一降膜式蒸發器，其係用於一冷凍系統包括一外殼其具有一上部分及一下部分。一管束具有複數管於該外殼中大體上為水平地延伸。一罩係經配置位在該管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部。該閉合端部經配置位在該管束上方與該外殼之該上部分相鄰。該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，自該閉合部分朝向該外殼之該開啟部分延伸。該罩係非對稱地配置於該蒸發器中。

本申請案進一步地係有關於一降膜式蒸發器，其係用於一冷凍系統包括一外殼其具有一上部分及一下部分。一管束具有複數管於該外殼中大體上為水平地延伸。一罩係經配置位在該管束上方，該罩具有一閉合端部以及一與該閉合端部相對的開啟端部。該閉合端部經配置位在該管束上方與該外殼之該上部分相鄰，該罩進一步地具有相對的大體上為平行的壁部分，自該閉合部分朝向該外殼之該開啟部分延伸。該罩包括表面紋理。

本申請案之一優點在於其大體上防止因蒸發流體膨脹造成的交叉流動，有助於以一最低再循環率增加熱量轉移。

本申請案之一進一步優點在於提供一有效的方法避免液滴之傳遞進入該壓縮機抽吸部分。

本申請案之一進一步優點在於其易於製造及安裝。

本申請案之一進一步優點在於其能夠在適度或高壓力下容納由該管束上方的分配器所施加的液體及蒸氣之一混合物。

本申請案之一進一步優點在於能夠與一降膜式蒸發器構造或是一混合降膜式蒸發器構造搭配使用。

本申請案之一附加優點在於其能夠提供一更為均勻的冷媒之流動分配用以獲得改良的液體分離。

本申請案之其他特性及優點將由以下結合該等經由實例圖示申請案之原理的伴隨圖式對於具體實施例之更為詳細的說明而為顯而易見的。熟知此技藝之人士應察知的是該等圖式中的元件係針對簡單性及清晰性而圖示，並非必要地按比例繪製。例如，該等圖式中一些元件的尺寸可相對於他元件加以誇張顯示，有助於改良對本申請案之不同具體實施例的瞭解。同時，於一可在商業上應用的具體實施例中為可用的或為必需的共同且充分瞭解的元件，典型地並未加以描述為了有助於較不受阻礙地觀視本申請案之不同的具體實施例。

一般地，於該等申請專利範圍中詳述與其他特性及特性之結合有關的可任擇示範具體實施例。

AH‧‧‧空氣調節箱

BL‧‧‧商業建築物

CF‧‧‧經冷卻流體

CH‧‧‧冷卻器系統

DU‧‧‧管道

DS‧‧‧分配系統

OI‧‧‧外部注入空氣

10‧‧‧冷凍或冷卻器系統

20‧‧‧交流電源

30‧‧‧可變速度傳動裝置

35‧‧‧電力/控制盤

40‧‧‧馬達

50‧‧‧冷卻水塔

55‧‧‧熱交換器盤管或管束

60‧‧‧壓縮機

70‧‧‧冷凝器

75‧‧‧膨脹裝置

80‧‧‧蒸發器

85‧‧‧熱交換器盤管

85S‧‧‧供給管

85R‧‧‧回流管

90‧‧‧冷卻負載

95‧‧‧泵

100‧‧‧外殼

102‧‧‧上部分

104‧‧‧下部分

106‧‧‧管束

108‧‧‧噴嘴/分配器

110‧‧‧冷媒

112‧‧‧罩

114‧‧‧上端部

116‧‧‧壁部分

118‧‧‧開啟端部

120‧‧‧液體冷媒

122‧‧‧蒸氣冷媒

126‧‧‧冷凝器

128‧‧‧噴射器

130‧‧‧液體管線

132‧‧‧出口

134‧‧‧中央垂直面

150‧‧‧延伸部分

152‧‧‧狹縫

154‧‧‧抽吸通道

207‧‧‧管束

280‧‧‧混合降膜式蒸發器

300,302,304‧‧‧流動分配器

第1圖係為配置在一商用裝置中一示範性HVAC&R系統的一圖式。

第2圖係為本申請案之一壓縮機系統的一概略視圖。

第3圖係為本申請案之一降膜式蒸發器的一具體實施例的一橫截面視圖。

第4-5圖係為本申請案之一降膜式蒸發器的可任擇具體實施例的橫截面視圖。

第6圖係為本申請案之一混合降膜式蒸發器的一具體實施例的一橫截面視圖。

第7圖係為本申請案之一混合降膜式蒸發器的一進一步具體實施例的一橫截面視圖。

第8圖係為供本申請案之一蒸發器所用的一流動分配裝置的一橫截面視圖。

第9-12圖係為供本申請案之一蒸發器所用的一流動分配裝置之不同具體實施例的一橫截面視圖。

第13圖係為本申請案之一混合降膜式蒸發器的一進一步具體實施例的一橫截面視圖。

第14圖係為本申請案之一混合降膜式蒸發器的一進一步具體實施例的一橫截面視圖。

第15圖係為沿著第14圖之線17-17所取的一罩的一具體實施例之一立面圖。

若有可能，於整個圖式中有關於相同或相似的部分係使用相同的代表符號。

較佳實施例之詳細說明

第1圖係為經構形用於對一商業建築物BL提供冷卻的一示範性HVAC&R系統的一圖式。一冷卻器系統CH將一經冷卻流體CF循環通過配置位在空氣調節箱AH中的盤管。空氣調節箱AH使用管道DU用以汲取外部注入空氣OI與商業建築物BL內再循環空氣混合。該經冷卻流體CF冷卻外部注入空氣OI與藉由一分配系統DS提供遍及整個建築物BL的再循環空氣之混合物，用以提供建築物BL內氣候控制。可使用一鍋爐系統(未顯示)用以將一經加熱流體循環，用於對該建築物BL提供加熱作業。

第2圖一般地圖示本申請案之一系統構形。一冷凍或冷卻器系統10包括一交流電源20其供給可變速度傳動裝置(VSD)30及電力/控制盤35的一結合部分，其供給傳動一壓縮機60的一馬達40電力，藉由位在該電力/控制盤35內的控制裝置加以控制。應察知的是該”冷凍系統”一詞可包括可任擇的構造，諸如一熱泵。於該申請案之一具體實施例中，該VSD 30之所有組件係包含在該電力/控制盤35中。該交流電源20係由位在一場所的一AC輸配電網或分配系統提供單相或多相(例如，三相)、固定電壓及固定頻率AC電源至該VSD 30。該壓縮機60壓縮一冷媒蒸氣並經由一排放管線將蒸氣輸送至該冷凝器70。該壓縮機60可為任何適合型式的壓縮機，例如，離心式壓縮機、往復式壓縮機、螺旋式壓縮機、渦捲式壓縮機等。藉由該壓縮機60輸送至該冷凝器70的冷媒蒸氣，流經與一冷卻水塔50連接的一熱交換器盤管或管束55與諸如水的一流體進行熱交換。然而，應瞭解的是冷凝器70可為空氣冷卻式或能夠使用任何其他的冷凝器技術。由於與該熱交換器盤管55中的液體進行熱交換，所以該冷凝器70中的該冷媒蒸氣經歷一相變成為一冷媒液體。該源自於冷凝器70的凝結液體冷媒流動至一膨脹裝置75，在進入該蒸發器80之前大大地降低冷媒之溫度及壓力。可任擇地，當使用作一壓力調整裝置時，大部分的膨脹作業在一噴嘴108(第3-8圖)中進行。與該蒸發器80進行熱交換循環的一流體因而能夠對一內部空間提供冷卻效果。

該蒸發器80能夠包括一熱交換器盤管85，其具有與一冷卻負載90連接的一供給管85S及一回流管85R。該熱交換器盤管85能夠包括位在該蒸發器80內的複數之管束。水或任何其他適合的二次冷媒，例如，乙烯、乙二醇或氯化鈣液，經由回流管85R行進進入該蒸發器80並經由供給管85S退出該蒸發器80。該蒸發器80中的液體冷媒與該熱交換器盤管85中的水進行熱交換，用以冷卻該熱交換器盤管85中二次冷媒之溫度。由於與該蒸發器80中的液體進行熱交換，所以該蒸發器80中的冷媒液體經歷相變至一冷媒蒸氣。該蒸發器80中的蒸氣冷媒接著返回至該壓縮機60而完成該循環。

應注意的是本申請案之冷卻器系統10可使用複數之VSD 30、馬達40、壓縮機60、冷凝器70及蒸發器80的任何結合方式。

參考第3圖，蒸發器80之一具體實施例係為一降膜式蒸發器。於此具體實施例中，蒸發器80包括一大體上圓筒狀外殼100其具有一上部分102及一下部分104，具有複數之管形成管束106其大體上沿著該外殼100之長度水平地延伸。一適合的流體，諸如水、乙烯、乙二醇或氯化鈣液流經該管束106之該等管。配置位在管束106上方的分配器108將冷媒流體，諸如自該冷凝器126接收的R134a其係為一液體狀態或是一二相液體及蒸氣狀態，分配在該管束106中的該等上管之上。易言之，該冷媒流體能夠處於一二相狀態，亦即，液體及蒸氣冷媒。於第4圖中，輸送至該分配器108的冷媒係完全為液體。於第3、5-7圖中，輸送至該分配器108的冷媒能夠完全地為液體或是液體及蒸氣之一二相混合物。已經引導通過該管束106之該等管而未改變狀態的液體冷媒於與該下部分104相鄰處聚集，此聚集的液體冷媒係經標示為液體冷媒120。儘管能夠使用一泵95將液體冷媒120自該下部分104再循環至該分配器108(第4及5圖)，但能夠使用一噴射器128利用該源自於冷凝器126的經加壓冷媒自該下部分104汲取該液體冷媒120，如第3圖中所示，係藉由伯努力效應作動。此外，儘管如圖所示該液體冷媒120之液面係低於該管束106(例如，第3-5圖)，但應瞭解的是該液體冷媒120之液面可浸沒該管束106之該等管的一部分。

進一步參考第3圖，一罩112係經配置位在該管束106上方，大體上防止該管束106之該等管之間蒸氣冷媒或是液體與蒸氣冷媒的交叉流動。該罩112包括一閉合端部，例如一上端部114，位在該管束106上方以及該分配器108上方與該外殼100之上部分102相鄰。相對大體上平行的壁部分116係自該上端部114之相對端部朝向該外殼100之該下部分104延伸，於一具體實施例中，該等壁部分116大體上垂直地延伸並於大體上與該上端部114相對的一開啟端部118處終止。於一具體實施例中，該上端部114及平行壁部分116係經配置緊密地與該管束106之該等管相鄰，該等壁部分116充分地延伸朝向該外殼100之該下部分104用以實質上橫向地環繞該管束106之該等管。然而，儘管所構成位在該管束106之輪廓內的蒸氣冷媒122大體上係在該等平行壁部分106之邊界內通過該罩112之該開啟端部118經垂直地輸送，但該等壁部分116並不需要垂直地延伸通過該管束106之該等下管，該等壁部分116亦不需為平的。該罩112強制該蒸氣冷媒122在該等壁部分116之間向下並通過該開啟端部118，接著在該外殼100與該等壁部分116之間的空間中向上自該外殼100之該下部分104至該外殼100之該上部分102。該蒸氣冷媒122接著在一對與該等平行壁部分116之上端部114相鄰突出的延伸部分150上方流動，並進入一抽吸通道154。該蒸氣冷媒122在與該壓縮機60連接的一出口132處退出該蒸發器80之前，經由係為介於該等延伸部分150之端部與該外殼100間的空間的狹縫152進入該抽吸通道154。

自該冷凝器70及該外殼100之下部分104(液體冷媒120)所接收的冷媒126係經引導通過該分配器108，並如圖所示，自複數之位置110沉積在該管束106之該等上管上。該等位置110能夠包括相關於該管束106的任何縱向或橫向位置之結合。於一具體實施例中，分配器108包括複數之噴嘴其至少藉由該冷凝器70所供給的一液體斜面(liquid ramp)所供給。於一具體實施例中，該等噴嘴施以一預定的噴射形態因此涵蓋該等上列管。藉由沿著該管束106之該等管表面所發生的熱交換而讓一冷媒量沸騰。由於該罩112之該上端部114以及大體上平行壁部分116未提供可任擇的排洩路徑，所以將此膨脹的蒸氣冷媒122向下地引導朝向該開啟端部118。由於，如圖所示，大體上平行壁部分116係與該管束106之該等外縱列之管相鄰，所以將蒸氣冷媒122大體上強制垂直地向下，實質上防止該罩112之內側該蒸氣冷媒122之交叉流動的可能性。該管束106之該等管係經配置用以促進環繞該等管表面的一薄膜之形式的冷媒流動，該液體冷媒凝結形成液滴或是於一些例子中，於該等管表面之底部處形成液體冷媒之一簾幕或薄片。完成的薄片化作業促進該等管表面之濕潤化，增強在該管束106之該等管內側流動的流體與流動環繞該管束106之該等管之表面的冷媒之間的熱轉移效率。

與目前的系統不同，該罩112之該上端部114實質上防止該管束106之頂部處為蒸氣及噴霧形式的施加冷媒110之流動直接地流動至進給到該壓縮機60的該出口132。替代地，藉由引導該冷媒122具有一向下地引導的流動，在該冷媒可通過該開啟端部118之前，該蒸氣冷媒122必需向下地行進通過該等大體上平行的壁部分116之長度。在該蒸氣冷媒122通過該開啟端部118之後，包含在方向上突然改變，強制該蒸氣冷媒122於該罩112與該外殼100之該內表面之間行進。此突然的方向改變導致一大部分之附連的冷媒液滴與該液體冷媒120或是外殼100或罩112碰撞，將該等液滴自該蒸氣冷媒122流動中去除。同時，行進該等大體上平行的壁部分116之長度的冷媒噴霧凝結為較大液滴，其更易於藉由重力分離，或是藉由在該管束106上熱轉移而蒸發。

該蒸氣冷媒122一旦通過該罩112之該等平行壁部分116，該蒸氣冷媒122即接著自該下部分104沿著該規定的窄通道以及，如圖所示，抵達該開口132之前在該罩112與該外殼100之該等表面之間的大體上對稱的通道而流動至該上部分104。由於該增加的液滴尺寸，改良藉由重力的液體分離之效率，容許蒸氣冷媒122流經該蒸發器的向上速度增加。提供一擋板與該蒸發器出口相鄰用以防止該蒸氣冷媒122直接地通至該壓縮機入口。該擋板包括狹縫152其係藉由延伸部分150之端部與該外殼100之間的間隔所界定。於該蒸發器80中該等大體上平行的壁部分116、窄通道及狹縫152之結合，實際上將所有剩餘的附連液滴自該蒸氣冷媒122去除。

藉實質上消除蒸氣冷媒之交叉流動以及液體冷媒沿著管束106之凝結液滴，能夠減小必需再循環的冷媒120量。與一傳統式泵相對，能夠使用噴射器128降低再循環冷媒流動量。該噴射器128結合一膨脹裝置與一冷媒泵之性能。此外，能夠將所有的膨脹功能併入該分配器108噴嘴。於一具體實施例中，使用二膨脹裝置：一第一裝置係經併入於該分配器108之噴灑噴嘴。一第二膨脹裝置亦能夠為該液體管線130中的一部分膨脹，諸如一固定孔口，或可任擇地，藉由液體冷媒120之液位所控制的一閥，負責作業狀況的變化，諸如蒸發及凝結壓力以及部分的冷卻負載。再者，於一具體實施例中，大部分的膨脹於噴嘴中發生，提供一較大的壓差，而同時地容許該等噴嘴具有減小的尺寸，從而降低該等噴嘴之尺寸及成本。

參考第6圖，提出一混合降膜式蒸發器280的一具體實施例，除了一管束106之外其包括一浸沒的或至少部分浸沒的管束207。除另有說明之外，否則蒸發器280中的對應組件係與蒸發器80相似。於一具體實施例中，蒸發器280結合一二通路系統(two pass system)其中待冷卻流體首先在下管束207之該等管內部流動，並接著經引導在上管束106之該等管內部流動。由於該二通路系統之該第二通路發生在管束106之頂部上，所以在該管束106中流動的流體之溫度降低，僅需較少量的冷媒流動涵蓋該管束106之該等表面。因此，不需讓冷媒120再循環至該分配器108。同時，該管束207蒸發源自於管束106滴落的額外冷媒。假若無再循環裝置，例如，泵或噴射器，則該降膜式蒸發器必需為混合式的。

應瞭解的是儘管所說明的一二通路系統中該第一通路係與一至少部分地浸沒(滿液)的下管束207結合，以及該第二通路係與該上管束106結合(降膜式)，但可考量其他的佈置。例如，該蒸發器能夠併入一單通路系統其具有與下管束207結合的任何滿液百分比，與上管束結合的該單一通路之該剩餘部分。可任擇地，該蒸發器能夠結合一三通路系統其中二通路係與下管束207結合以及其餘通路係與上管束106結合，或是其中一通路係與下管束207結合以及其餘二通路係與上管束106結合。再者，該蒸發器能夠結合一二通路系統其中一通路係與上管束106結合以及該第二通路係與該上管束106及該下管束207結合。概括言之，可考量任何數目之通路中每一通路能夠與該上管束及該下管束之其中之一者或二者結合。

儘管具體實施例係針對冷凍系統，但本申請案之蒸發器亦能夠與處理系統搭配使用，諸如包含二成分的一混合物之一化學處理，諸如石化工業中具揮發性者。可任擇地，該處理系統可與食品加工業相關。例如，本申請案之該蒸發器能夠用以控制果汁濃度。參考第3圖，加熱經由該流體分配器108進給的果汁(例如，柳橙汁)，一部分成為蒸氣，而聚集在該蒸發器之該下部分的該液體120包含較高濃度的果汁。熟知此技藝之人士應察知的是該蒸發器能夠用於其他的處理系統。

於一具體實施例中，該等壁部分116係為平行的並且該等壁部分116係相關於將該上及下部分102、104二等分的一中央垂直面134而為對稱的，因為該管束106佈置典型地係同樣為對稱的。

管束106中該管之佈置並未顯示，儘管藉由垂直及水平地對準的複數之均勻一致間隔開的管所界定的一典型佈置，但能夠形成一大體上為矩形的輪廓。然而，亦可使用一堆疊佈置其中該等管並非垂直以及水平地對準，以及並非為均勻一致地間隔的佈置。

另外或是結合本申請案之其他特性，可考量不同的管束構造。例如，假若該分配器108係以寬闊角度沉積該冷媒，則能夠減小該外殼100之容積。然而，該等寬闊角度能夠產生具有水平速度分力的沉積冷媒，可能造成一不均勻的縱向液體分配。為解決此問題，能夠沿著該管束106之最上水平列或是最上部分使用為業界所熟知的鰭狀管。除了可能在頂部上使用鰭狀管之外，簡單易行方法係使用針對滿液式蒸發器中池沸騰所發展的新一代強化管。此外，或是結合該等鰭狀管，亦能夠對該管束106之該等管的外表面施以為業界所熟知的多孔性塗層。

參考第8圖，其通用於本申請案之二蒸發器構造，一罩112具有大體上垂直的壁部分116，實質上能夠防止因將蒸發冷媒流體122膨脹所造成的交叉流動，有助於以一最小的再循環率增加熱轉移。此外，如先前所論及，在抵達該出口132之前，該蒸氣冷媒122通過該罩112之該等平行壁部分116並接著沿著於該罩112之該等表面與該外殼110之間所構成的窄通道自下部分104流動至上部分102。由於該增加的液滴尺寸，得以改良藉由重力的液體分離之效率，容許流經該蒸發器的蒸氣冷媒122之一增加的向上速度。提供一擋板與該蒸發器出口相鄰用以防止該蒸氣冷媒122直接地通至該壓縮機入口。該擋板包括狹縫152其係藉由延伸部分150之端部與該外殼100之間的間隔所界定。於該蒸發器80中該等大體上平行的壁部分116、窄通道及狹縫152之結合，實際上將所有剩餘的附連液滴自該蒸氣冷媒122去除。

為進一步改良液體分離之效率，如第8圖中所示，將一流動分配器300配置在罩112與外殼100之間和開啟端部118相鄰。該流動分配器300修正罩112與外殼100之間的冷媒流動，用以提供一更為均勻一致的冷媒流動分配。由於該更為均勻一致的冷媒流動分配，所以能夠降低蒸氣冷媒之速度，得以改良因重力的液體分離之效率。

參考第9-12圖，說明流動分配器之複數具體實施例。例如，如於第9圖中所示，流動分配器302係為一導葉片的形式，其相關於壁部分116具有角度。如於第10圖中所示，導葉片302具有一彎曲的外形。儘管該等流動分配器302係如圖所示地配置在壁部分116與外殼100之下部分104之間，應瞭解的是該等流動分配器能夠自壁部分116或外殼或是自二者延伸。再者，在該流動分配器302中能夠形成貫穿孔口。

參考第11圖，流動分配器304係為一朝向壁部分延伸的平板並且大體上垂直於壁部分116配置，以及包含複數之貫穿孔口。於一具體實施例中，流動分配器302包括不同尺寸的孔口，將較小貫穿孔口配置在與外殼100相鄰的部分之流動分配器上。於另一具體實施例中，流動分配器302係為一金屬絲網。參考第12圖，流動分配器302包括一導葉片及一平板304的一結合部分。

應瞭解的是流動分配器之具體實施例能夠包括沿著外殼之下部分104的任何位置處，諸如介於壁部分116與外殼100之間，配置的元件之任何結合部分，用以藉由改變冷媒之流動方向而改良冷媒流動122之液體分離並提供更為均勻一致的流動速度。此外，流動分配器能夠顯現多孔性，例如，非編織而成的金屬絲網或是一可任擇的結構佈置，諸如蜂巢狀佈置。

亦應瞭解的是流動分配器之該等不同具體實施例，如前所述，亦能夠搭配冷凍系統之外部的應用裝置使用。

於另一具體實施例中(第13圖)該罩在該蒸發器內係為非對稱地配置，多於一半的冷媒流動在配置於距該外殼較遠的該一側邊下方流動。如圖所示，大體上所有流動的冷媒係位在該罩之一側邊下方。

對於該罩而言表面紋理係為有利的，亦即，光滑對上有凹痕的或是有磨損的表面。該罩之該頂部的形狀及結構對於以下理由係為重要的：1)液體分配需要儘可能均勻一致地涵蓋該等管；2)該等噴霧噴嘴以及該等管上的衝擊力產生一些噴霧碰擊頂部。由該處，該液體會在一完全不受抑制的方式下後退，例如，如第6圖中所示，抵達該罩之該頂部的該液體同樣地係由於毛細管作用，接著抵達該罩之該等垂直壁部分並落下至該罩之底部部分，並未有助於潤濕該管束106之該等壁部分。第7圖將產生的液滴落入仍完全不均勻的一佈置中，但必定較第6圖為佳，因為該液體將至少滴下在外直列之管上，並且不致損失。儘管其他佈置係為可能的，但能夠作更為複雜的設計，諸如具有多重漣漪在管束106之每一直列管上方滴下的一大體上水平的頂部。例如，於沿著第14圖之線17-17所取的第15圖中所示的一可任擇具體實施例中，足以自該罩之該頂部分散液體冷媒的漣漪或表面中斷，能夠大體上與該管束106之該等管之方向橫切地延伸。可任擇地，該等漣漪或表面中斷能夠與該管束106之該等管之該方向成一角度地延伸。然而，應察知的是該等漣漪或表面中斷能夠為非線性及非均勻一致的外形。此外，該罩之該頂部具有施加在該表面上的材料塗層用以獲得所需的液體冷媒之流動或是結合該罩之該頂部的成形輪廓。該蒸氣冷媒122接著在一對延伸部分150上方流動，該延伸部分突出與該等平行壁部分116之該上端部114相鄰並進入一抽吸通道154。該蒸氣冷媒122在與該壓縮機60連接的一出口132處退出該蒸發器80之前，經由係為介於延伸部分150之該等端部與該外殼100之間的空間的狹縫152進入該抽吸通道154。

不同於目前系統，該罩112之該上端部114實質上防止所施加的位於該管束106之該頂部處為蒸氣及噴霧形式的冷媒110直接地流動至該出口132，其經供給至該壓縮機60。替代地，藉由將冷媒122引導而為向下地流動，在該冷媒能夠通過該開啟端部118之前，該蒸氣冷媒122必需向下地行進通過該等大體上平行的壁部分116之長度。在該蒸氣冷媒122通過該開啟端部118之後，包含在方向上突然改變，強制該蒸氣冷媒122於該罩112與該外殼100之該內表面之間行進。此突然的方向改變導致一大部分之任何附連的冷媒液滴與該液體冷媒120或是外殼100或罩112碰撞，將該等液滴自該蒸氣冷媒122流動中去除。同時，行進該等大體上平行的壁部分116之長度的冷媒噴霧凝結為較大液滴，其更易於藉由重力分離，或是藉由在該管束106上熱轉移而蒸發。

應瞭解的是儘管所說明的一二通路系統中該第一通路係與一至少部分地浸沒(滿液)的下管束207結合，以及該第二通過係與該上管束106結合(降膜式)，但可考量其他的佈置。例如，該蒸發器能夠併入一單通路系統其具有任何百分比之與下管束207結合的滿液方式，與上管束結合的該單一通路之該剩餘部分。可任擇地，該蒸發器能夠結合一三通路系統其中二通路係與下管束207結合以及其餘通路係與上管束106結合，或是其中一通路係與下管束207結合以及其餘二通路係與上管束106結合。再者，該蒸發器能夠結合一二通路系統其中一通路係與上管束106結合以及該第二通路係與該上管束106及該下管束207結合。概括言之，可考量任何數目之通路中每一通路能夠與該上管束與該下管束之其中之一者或二者結合。

應瞭解的是本申請案並未限定在以下說明中提出或是於該等圖式中圖示的該等細節或方法論。亦應瞭解的是於此所使用的措辭及專門用語係僅針對說明之用並且不應視為具限定性。

儘管於該等圖式中所圖示並於此說明的該等示範具體實施例目前而言係為較佳的，但應瞭解的是該等具體實施例係僅經由實例提出。因此，本申請案並未限定在一特定具體實施例，但能夠延伸至仍涵蓋於附加的申請專利範圍之範疇內的複數修改。任何製程或方法步驟的順序或連續性根據可任擇的具體實施例加以變化或重組。

重要地，應注意的是如於不同的示範具體實施例中所示該蒸發器的構造及佈置係僅具說明性。儘管於此揭示內容中僅有一些具體實施例已詳加說明，但檢閱此揭示內容的熟知此技藝之人士應可立即地察知的是複數修改形式係為可行的(例如，尺寸大小上的變化，不同元件的尺寸、結構、形狀及比例，參數值、安裝佈置、材料使用、色彩、定向等)，於實質上並未背離申請專利範圍中所詳述的主題之新穎講授內容及優點。例如，圖中所示的一體成型元件係可由複數組件或元件所建構而成，元件之位置可加以反向或以其他方式變化，分離元件之本質或數目或是位置可加以改變或變化。因此，所有該等修改係意欲經包括涵蓋於本申請案之範疇。任何製程或方法步驟的順序或連續性根據可任擇的具體實施例加以變化或重組。於該等申請專利範圍中，任何方法附加功能句型係用以涵蓋執行所述功能時之本文中所描述的結構，其不僅涵蓋結構均等物且同時亦涵蓋均等結構。於示範具體實施例之該設計、操作狀況及佈置中能夠作其他的替換、修改、變化及省略而不致背離本申請案之範疇。