[发明专利]用于冷冻机的紧凑型蒸发器

说明书

相关专利申请的相互参引

本申请要求于2009年7月22日提交的标题为“EVAPORATOR(蒸发器)”的第61/227,640号美国临时申请的优先权和权益，该美国临时申请以参引的方式纳入本文。

背景技术

蒸发器可被用在各种系统中，包括蒸气压缩冷冻机系统中，该蒸气压缩冷冻机系统的基本部件包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器。冷冻机系统的主要部件被相互连接，以形成常规闭环制冷回路。

在蒸气压缩冷冻机系统的基本运作中，压缩机通过排放管线将已压缩的气态制冷剂排放至冷凝器，在所述冷凝器中冷却流体冷却和冷凝该制冷剂。已冷凝的制冷剂从冷凝器传递至膨胀装置，在该膨胀装置中，通过膨胀来冷却所述制冷剂，之后所述制冷剂作为液体和蒸气制冷剂的两相混合物进入蒸发器的蒸发器入口。所述两相制冷剂混合物被分布掠过(across)设置在蒸发器的壳体(shell)内的管束。所述制冷剂在多个管之间流动，并且附带掠过所述管束的多个管的外部，冷却穿过所述管束的多个管的内部的热吸收流体。所述热吸收流体通常是水或水/乙二醇混合物。出于本文讨论的目的，假设所述流体是水。针对各种冷却目的，已变冷的水可随后被泵送至远方位置。

该已变冷的水使经过并掠过管束的制冷剂混合物的液体部分蒸发。通过压力差将蒸气制冷剂抽向附接至蒸发器壳体的抽吸入口或蒸发器出口。蒸发器中的隔板有助于确保主要仅制冷剂的蒸气部分被传送至抽吸管的抽吸入口。抽吸管线或管道从该抽吸管将蒸气制冷剂传送至压缩机的入口，使得压缩机可再压缩该制冷剂，以维持该制冷剂循环。

留在蒸发器壳体中的液体制冷剂积在蒸发器的底部。使得液体制冷剂与该管束的浸没在该液体中的部分进行热交换。泵或一些其他常规设备可将液体返回至与蒸发器相关联的任何合适的入口。

在冷冻机系统中使用的典型蒸发器在抽吸管的入口附近具有抽吸隔板。蒸发器中的抽吸隔板的作用是在冷冻机运作期间使得携带(carry-over)进入抽吸管或抽吸管线中的液体制冷剂最小化。由于该设计约束，常规蒸发器中的抽吸入口和抽吸管被附接在蒸发器的顶部附近，通常直接在抽吸隔板上方，从而增大了蒸发器的高度。

典型的蒸发器设计在管束和抽吸隔板之间还包括一个区域，用于使制冷剂微滴(droplet)与蒸气流分离。所述区域(名为微滴脱离区域)还被设计为使得进入抽吸管的液体制冷剂的量最小化。

小尺寸和小容量的蒸发器所呈现的一个问题是抽吸管的入口相对大，且如果抽吸管的位置太过远离顶部，则将侵入抽吸隔板下方的空间中或微滴脱离区域中。在小尺寸和小容量的蒸发器中，如果抽吸管的入口侵入抽吸隔板下方的空间中，则由于提供了一个直接路径使制冷剂流入该抽吸管入口而导致液体携带进入抽吸管，从而降低或消除了抽吸隔板的有效性。在该有问题的设计中，抽吸管入口绕过抽吸隔板，允许液体和蒸气制冷剂的组合进入通向压缩机的抽吸管或抽吸管线，从而降低了制冷系统的总体效率，并且具有损坏压缩机的风险。用在蒸发器设计中的设计原理约束了抽吸隔板设计，并且使得难于避免抽吸管入口突出进入抽吸隔板下方的蒸气空间中，尤其是对于小容量蒸发器。

因而，需要如下一种蒸发器设计，该种蒸发器设计阻止了蒸气制冷剂直接流入抽吸管入口，并且允许抽吸管的水平或切向放置。另一需要是一种允许抽吸管入口被局部置于抽吸隔板下方微滴脱离区域中的蒸发器设计，从而允许更紧凑的蒸发器设计和更高效的制冷系统。

发明内容

本公开内容涉及一种蒸发器，该蒸发器包括：一个具有下部和内壁的壳体；以及，一个管束，具有在所述壳体中基本水平延伸的多个管。一个抽吸隔板系统被定位在所述壳体中且位于所述管束上方。所述抽吸隔板系统包括一个抽吸隔板和一个通道。所述抽吸隔板包括朝向所述壳体的内壁延伸的多个壁。所述通道在所述抽吸隔板的至少一个壁下方朝向所述壳体的下部并且邻近于所述内壁延伸。一个抽吸管被附接至所述蒸发器壳体，其中所述抽吸管的入口邻近于所述通道。