[发明专利]满液式蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种满液式蒸发器，由于这种满液式蒸发器的优良的传热性能和改进的分离蒸发器中被汽化(volatilized)的制冷剂蒸气中的制冷剂雾的功能，其可进一步改善制冷机等中常用的满液式蒸发器的传热性能。

背景技术

满液式蒸发器是这样一种蒸发器，其中，允许需冷却的介质(例如，用于制冷空调的水)流动的管被安置成浸没于蒸发器的制冷剂液体中，使制冷剂液体和需冷却的介质之间进行热交换，介质通过将热量传给制冷剂液体而被冷却，同时制冷剂液体蒸发。由于热量可从液体通过管壁很好地传导，因此能有效进行热交换。

被送入位于蒸发器下游的压缩机中的制冷剂蒸气必须除去蒸发器中被汽化的制冷剂中含有的制冷剂雾。由于满液式蒸发器中的大部分容积注有制冷剂液体，通常设有用于从蒸发器中汽化的及处于制冷剂液体和制冷剂蒸气的混合物状态的制冷剂中分离制冷剂液体(雾状)的储存器，而将从蒸发器导入的混合物分离成液体和蒸气，蒸气被抽吸到压缩机内，液体被返回蒸发器。

在日本专利申请公开No.H8-233407(专利文件1)中披露了一种满液式蒸发器，其中利用扰动效应(disturbance effect)通过使制冷剂液体中产生的气泡与安置在充有制冷剂液体的壳体内的管充分接触增强制冷剂液体和需冷却的介质之间的传热，同时防止制冷剂雾从蒸发器流出，借此可防止液体回流(液态制冷剂流进压缩机)。

图8示出了专利文件1中所公开的那种满液式蒸发器。该满液式蒸发器包括水平的圆柱形壳体01和多根安装在壳体01内的冷却管02。冷却管被安置成使得下部管构成用于促进制冷剂液体中形成气泡的构件03，而使上部管构成用于减少制冷剂液体(雾状)流出的构件04。

通过将冷却管02配置成使得一组入口侧冷却管02a位于壳体01内的制冷剂液体的上部部分、使经入口侧管02a引入的需冷却的介质流过的一组入口侧管02b位于壳体01内的制冷剂液体的下部部分、多组出口侧管02c和02d位于入口侧管02a和02b之间的中间区域内可获得构件03的增加气泡的效果和构件04的液体流出减少的效果。

制冷剂液体进入口05和制冷剂蒸气排出口06分别被设置在沿壳体01的纵向的中部的壳体01的底部和顶部上。经历压缩、冷凝、及膨胀的低压制冷剂液体‘a’从进入口05引入壳体01内，在壳体01内被蒸发的低压制冷剂蒸气‘s’从排出口06流出而返回压缩机。具有若干孔的分流板07被设置在壳体01内的最低的管02下方。从设置在壳体01的中央部分的进入口05导入的制冷剂液体沿壳体01的纵向分散，使制冷剂液流沿纵向均匀分布。

利用这种结构，在入口侧管02a中流动的较高温度的需冷却的介质‘b’与壳体01中的制冷剂液体的上部部分中的制冷剂液体进行热交换，致使靠近壳体内制冷剂液体‘a’的表面的制冷剂液体的蒸发得到增强，而飘浮于制冷剂液体表面上的制冷剂雾的量被减少。因此，可防止液体回流、即防止压缩机抽吸制冷剂雾。由于内部流动有需冷却的较低温度的介质的管02b和02c位于内部流动有需冷却的、仍具有较高温度的介质的管02d的上方，且气泡的产生仍然相当猛烈，尽管在中部管02b和02c中流动的需冷却的介质具有低的温度，借助于因气泡的扰动效应引起的围绕管02b的周边产生的气泡的向上运动可提高通过管02b和02c的传热。在这种情况下，可整体地提高通过管02的壁的传热。

在专利文件2中披露了一种用于吸收式制冷机的套管型(double tubetype)满液式蒸发器，其中采用紧凑结构防止由制冷剂蒸气携带的制冷剂雾。图9A是这种蒸发器的纵剖面图，图9B是该蒸发器的横剖面图。在这些附图中，套管型满液式蒸发器011由水平的外管013和水平的内管014组成。需冷却的介质‘b’在内管014的内侧空间017中流动，而充满制冷剂液体‘a’的制冷剂液体室016形成于外管013和内管014之间。内管014位于外管013内使得内管014被定位在更靠近外管013的内壁之一的位置。分隔板015被设置在外管013和内管014之间的宽度较宽的空间16A中，以将空间16A分成外管侧空间和内管侧空间。蒸发器011中被蒸发的制冷剂蒸气‘s’在内管014的外周边和分隔板015之间的内管侧空间中向上运动，而制冷剂液体‘a’在外管013的内周边和分隔板015之间的外管侧空间内向下运动，因此制冷剂蒸气‘s’和制冷剂液体‘a’在彼此不干扰的情况下反向流动。借此，可防止由搅动(agitation)引起的制冷剂液体‘a’与制冷剂蒸气‘s’的混合，且可避免出现制冷剂蒸气将制冷剂雾夹带到压缩机中的问题。