[发明专利]喷淋式热交换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷却系统的热交换装置，更详而言之，涉及一种使液态冷却剂由上而下流动的喷淋式热交换装置。

背景技术

冷却的应用早已实行了多年，而在人们常用的冷冻空调装置中，包含四个主要组件：压缩机、膨胀装置、蒸发器及冷凝器。在蒸发器的热交换上，大多是借着令较低温的液体(冷却剂)接触其中流动有较高温的目标流体的管件表面，以热传导的方式将该目标流体的热量由较低温的冷却剂携走，而达到冷却的目的。目前由于节约资源的意识升高，且冷冻空调系统所使用的冷却剂亦因能源价格及替代物质的需求问题使得其价格也随之变高，因此，如何在不降低热交换效率的前提下，减低在冷冻空调系统中的冷却剂充填量，以降低设备成本并兼顾环境保护，已成为吾人的重要课题。

近年来，在冷冻空调系统中的蒸发器上获得许多改进，依据蒸发器的设计可大致分为直膨式、满溢式与喷淋式。直膨式蒸发器属于外壳内管式热交换器的一种，其在管内侧流动的是冷却剂，而在壳侧流动的是目标流体。然而，为了防止管内液态冷却剂在蒸发不完全的状态下被吸入压缩机中而造成压缩机受损，因此在使用直膨式蒸发器的冷冻空调系统中，必须提高压缩机入口端的过热度，因而造成压缩机的耗功。

此外，满溢式蒸发器亦属于外壳内管式热交换器的一种，但其在管内侧流动的是目标流体，在壳侧流动的是冷却剂。由于满溢式蒸发器在蒸发器壳体上方设置有用以回收被蒸发的冷却剂，因此液态冷却剂较不易进入压缩机入口端。然而，由于满溢式蒸发器将管子浸泡于蒸发器壳体中的液态冷却剂中，因此需要较多量的液态冷却剂，造成所需要的冷却剂充填量比直膨式蒸发器多了一倍以上的量，致增加设备成本与环境负担。

图1是显示现有的喷淋式蒸发器101的剖视图。如图1所示，喷淋式蒸发器101具有壳体1015、配置于壳体1015内侧上部的喷淋器1011、以及以水平方向配置于喷淋器1011下方的多支热传管1013。液态冷却剂自喷淋器1011上方的入口进入后，经由形成于喷淋器111下表面的多个小孔(未显示)而向下滴洒于设于下方的热传管1013。通过将液态冷却剂洒入交错排列的热传管1013数组中，而在各个热传管1013表面形成冷却剂覆膜，从而对热传管1013进行热交换作用。如图1中的虚线所示，蒸发后的冷却剂会经由壳体1015与喷淋器1011之间的间隙往上方被排出。

此外，如中国台湾专利第M247805号所揭露，是利用一溢流盘及一淋洒盘将液态冷却剂向下滴洒于热传管上，由此达到热交换的功效。除此之外，尚有美国专利5836382、6167713、6868695号利用改变喷淋器的结构来达到尽量使液态冷却剂能扩大滴淋在热传管上的效果。再者，亦有美国专利5904807号利用改变蒸发器上部构造，直接将液态冷却剂注入新式喷洒结构中达到扩大喷洒的效果。

然而，上述的喷淋式蒸发器往往为使喷淋装置能让液态冷却剂大范围地滴淋在下方的热传管上，遂将喷淋装置设置在离蒸发器上方的冷却剂入口较远的位置，以获得较大的喷洒面积，但也因此使得蒸发器内能够配置热传管的空间减少，故为了达到期望的热交换效率，必须相对地增加蒸发器壳体的尺寸。因此，现有的喷淋式蒸发器不但造成空间的浪费，相对亦使得材料成本增加而增加了制造的成本。

因此，如何有效解决前揭技术所存在的问题，并针对液态冷却剂由上而下流动方式的蒸发器，开发出一种可使用相同热传管数同时不需增加尺寸的喷淋式热交换装置，从而使制造材料成本降低，或于相同壳体尺寸下可设置较多数量的热传管的喷淋式热交换装置，以增加热交换面积、提升热交换效率及避免空间浪费，正是目前冷却系统所亟待解决的课题。

发明内容

鉴于以上所述背景技术的缺点，本发明的主要目的即在于提供一种能够增进空间利用率的喷淋式热交换装置。

本发明的另一目的在于提供一种喷淋式热交换装置，能够在使用相同数量的热传管的同时减小其本体尺寸，从而减少生产制造的成本。

为达上述以及其它目的，本发明的一实施方式提供一种喷淋式热交换装置，其于壳体中配置有：喷淋单元，用以将冷却剂向下方喷淋；第一群组的热传管，能够与由该喷淋单元所喷淋出的冷却剂接触以进行热交换；以及第二群组的热传管，设置于该第一群组的热传管下方，而能够与该第一群组的热传管所滴洒出的冷却剂接触以进行热交换。

在一较佳实施例中，于该第一群组的热传管与该第二群组的热传管之间设置至少一个滴淋盘，该滴淋盘于实质上整个盘面配置有多个滴孔及/或滴槽。