專利名稱：一種立式冷凝器的汽液分離方法及冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凝器，特別是關(guān)于一種立式冷凝器的汽液分離方法及冷凝器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空冷式汽液相變冷凝器包括外殼100、換熱管101、進(jìn)汽口 102、三通 管103和冷凝液出口 104 (如圖1所示)，其中換熱管101多采用蛇形管，依靠空 氣在換熱管101外對流換熱，使換熱管101內(nèi)的蒸汽冷凝。在凝結(jié)換熱過程中， 隨著冷凝的進(jìn)行，壁面凝結(jié)液逐步增加，隨后成膜阻礙了蒸汽與壁面的接觸，是 凝結(jié)換熱的主要熱阻所在。凝結(jié)過程中液膜逐漸增厚，在以后相當(dāng)長的管程內(nèi)為 液體逐步增多的復(fù)雜兩相流，熱阻逐漸增加，冷凝效果嚴(yán)重變差；同時(shí)隨著蒸汽 的凝結(jié)，蒸汽量逐漸降低，管內(nèi)蒸汽流速明顯下降，凝結(jié)效果急劇退化，換熱系 數(shù)減??；單一管內(nèi)流程冷凝過程也導(dǎo)致了復(fù)雜的汽液兩相流，對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、 流動(dòng)阻力和系統(tǒng)的調(diào)控等，都有很不利的影響。空氣側(cè)，由于管內(nèi)冷凝換熱熱阻 增加，外管壁溫度下降，導(dǎo)致肋片的利用率下降。為解決上述存在的問題，傳統(tǒng) 的空氣冷卻式冷凝器以加大換熱面積來滿足換熱量的需求，從而導(dǎo)致體積、重量 較大，且制作和運(yùn)行成本高。
此外，本申請人在專利號為ZL200610113304. 4，名稱為"分液式空氣冷凝器" (如圖2所示)，以及專利申請?zhí)枮?00710064952. X，名稱為"多級冷卻中間分液 式空氣冷凝器"(如圖3所示)的發(fā)明專利中提出了采用多級蒸汽冷凝、中間自 動(dòng)汽液分離和排液、集中聚集冷凝液過冷的技術(shù)方案，從而保證了各管程都以純 蒸汽進(jìn)入并被冷卻，有效減小了凝結(jié)過程中液膜的厚度和消除不利的兩相流型。 同時(shí)充分利用了短換熱管，使各管程均能處于短管珠狀或不穩(wěn)定的薄液膜凝結(jié)， 或通過蒸汽對液膜的影響作用促進(jìn)液膜失穩(wěn)與斷裂，形成膜狀凝結(jié)與珠狀凝結(jié)共 存的溪流狀凝結(jié)，增強(qiáng)膜狀凝結(jié)換熱效果，提高管內(nèi)凝結(jié)換熱系數(shù)。
上述兩專利中的聯(lián)箱200都是使用單根排液管201作為漏液阻汽裝置，這種 較細(xì)的排液管201可以較好地防止聯(lián)箱200中分離的氣體從排液管201泄漏，但 是這種結(jié)構(gòu)又帶來以下問題首先排液管201直徑比聯(lián)箱200直徑小，冷凝液流 量范圍受到較大的限制，有時(shí)還會出現(xiàn)排液不暢的問題。盡管在后一項(xiàng)專利中采
4用了由實(shí)心頂蓋202、多孔芯體203和排液管壁204組成的分液裝置(如圖4所示)， 但是由于分液裝置上表面采用實(shí)心頂蓋202，冷凝器運(yùn)行中冷凝液與分液裝置接觸 面為多孔介質(zhì)側(cè)表面，因此分液裝置的分液驅(qū)動(dòng)力主要是多孔芯體203的毛細(xì)抽 吸力，而抽吸力的大小是由所選用多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，自主調(diào)節(jié)能力較弱， 當(dāng)冷凝液量較大時(shí)，可能會存在抽吸力不夠的問題，影響到分液的效果；另外分 液裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?；a(chǎn)以及后續(xù)的安裝工作都會帶來一 定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠更有效地進(jìn)行汽液分離的立式 冷凝器的汽液分離方法及冷凝器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種立式冷凝器的汽液分離 方法，其包括以下內(nèi)容1)設(shè)置多組豎直遞減排列的換熱管，各組換熱管通過兩 端安裝的多級聯(lián)箱連通，在與聯(lián)箱相連通的集液導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置， 使各級聯(lián)箱的集液導(dǎo)流管形成獨(dú)立的分液空間，漏液阻汽裝置上設(shè)置有至少一個(gè) 當(dāng)量主孔和若干個(gè)當(dāng)量輔助孔；2)蒸汽順序進(jìn)入各組換熱管進(jìn)行冷凝，冷凝液則 流入各級聯(lián)箱的集液導(dǎo)流管，當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液較少時(shí)，主孔和輔助孔頂 部形成的液膜可阻止蒸汽從集液導(dǎo)流管漏出；3)當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液積累較 多時(shí)，在壓力作用下積液會首先穿破孔徑較大的主孔流出，而直徑較小的輔助孔 繼續(xù)由頂部形成的液膜封??；4)當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液層厚度增大，在壓力作 用下會逐步穿破孔徑較小的輔助孔，同時(shí)從主孔和輔助孔流出。
所述的主孔當(dāng)量直徑為2 5mm，輔助孔當(dāng)量直徑小于2mm。
所述漏液阻汽裝置的流通能力由孔隙率^表征
其中^， A分別為主孔和輔助孔總流通面積與漏液阻汽裝置表面積的比值，孔隙 率5"為汽液相變換熱器系統(tǒng)循環(huán)流量的20 50°/0。
一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于它包括一換熱單元模塊，所述換熱 單元模塊包括多組逐級遞減豎直排列的換熱管，所述換熱管外設(shè)置有翅片；各組 所述換熱管通過兩端安裝的多級聯(lián)箱連通，在第一級所述聯(lián)箱上設(shè)置一進(jìn)汽口； 第一級所述聯(lián)箱通過第一組所述換熱管與第二級所述聯(lián)箱連通，第二級所述聯(lián)箱 通過第二組所述換熱管與第三級所述聯(lián)箱連通，…，直到最后一級所述聯(lián)箱；各 組所述換熱管伸出至其上方的所述聯(lián)箱內(nèi)部一定長度，與其下方的連接不需如此; 除第一級所述聯(lián)箱外其余各級所述聯(lián)箱的底部分別連接一集液導(dǎo)流管，各所述集液導(dǎo)流管并聯(lián)連接一排液管；各所述集液導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置；所*述 漏液阻汽裝置上設(shè)置有至少一個(gè)主孔和若干個(gè)輔助孔。
所述漏液阻汽裝置為一可鑲嵌入所述集液導(dǎo)流管內(nèi)的基板，所述基板上設(shè)置 有至少一個(gè)當(dāng)量直徑為2 5mm的主孔和若干個(gè)當(dāng)量直徑小于2ram的輔助孔。
所述基板上的所述主孔和輔助孔分別為上、下當(dāng)量直徑相同的直型孔。
所述基板上的主孔和輔助孔分別為錐臺孔和變截面通孔之一。
所述基板上的若干輔助孔與所述主孔邊緣相交，形成一整體的梅花狀孔。
在所述整體的梅花狀孔與所述基板的邊緣之間設(shè)置有若干獨(dú)立的輔助孔。
在所述主孔和輔助孔中設(shè)置有多孔介質(zhì)芯。
所述基板的材料為金屬材料。
所述基板的材料為多孔介質(zhì)材料。
它包括串聯(lián)的左右兩所述換熱單元模塊，且最上端的所述聯(lián)箱為連接兩所述 換熱單元模塊的直通折轉(zhuǎn)聯(lián)箱。
所述換熱單元模塊的數(shù)量為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述換熱單元模塊兩端的所述 聯(lián)箱均為連通左右多個(gè)所述換熱單元模塊的折轉(zhuǎn)聯(lián)箱。 它包括首尾并聯(lián)的左右兩所述換熱單元模塊。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明在多組豎直遞減 排列換熱管的兩端設(shè)置多級聯(lián)箱，在與各級聯(lián)箱相連通的集液導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)置漏液 阻氣裝置，同時(shí)在漏液阻氣裝置的基板上設(shè)置至少一個(gè)主孔和若干輔助孔，因此 當(dāng)集液導(dǎo)流管中待分離液體較少時(shí)，由聯(lián)箱分離出來的液體就會在主孔和輔助孔 表面形成一層水膜，阻止汽體從主孔和輔助孔中流出；當(dāng)液量稍增大時(shí)，孔徑較 大的主孔會首先滲液，相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的單根排液管排液；當(dāng)分離出來的液量 較大時(shí)，液體的壓力會破壞覆蓋在輔助孔表面的液膜，而從輔助孔也滲出，從而 相當(dāng)于增加了為多根排液管排液，解決了現(xiàn)有技術(shù)中排液量受到限制的問題。2、
本發(fā)明由于在基板上設(shè)置了多個(gè)可以漏液的孔，且孔的當(dāng)量直徑大小可以根據(jù)設(shè) 計(jì)要求有所變化，因此每個(gè)孔的當(dāng)量孔徑雖然比較小，但是整體漏液總量較大， 特別是不同當(dāng)量孔徑孔的設(shè)置可以根據(jù)積液量的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)漏液孔徑的數(shù)量，
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常巧妙。3、本發(fā)明由于在基板上的開孔數(shù)量多，因此當(dāng)量孔徑可以較
小，較小的當(dāng)量孔徑分布能夠產(chǎn)生較大表面張力效應(yīng)，從而有效地保證了本發(fā)明 的阻汽能力，同時(shí)多孔的基板在解決系統(tǒng)內(nèi)機(jī)油堵塞分液芯方面也具有明顯的優(yōu)
勢。4、本發(fā)明由于在主孔和輔助孔中設(shè)置了多孔介質(zhì)芯，因此即使是系統(tǒng)循環(huán)流
量非常小時(shí)，也可以通過多孔介質(zhì)芯更小的孔隙結(jié)構(gòu)來保證孔結(jié)構(gòu)的阻汽能力，本發(fā)明在不改變孔結(jié)構(gòu)的條件下填充多孔介質(zhì)芯，可有效增強(qiáng)孔隙表面張力作用， 強(qiáng)化阻汽能力。同時(shí)由于多孔介質(zhì)芯的抽吸作用也可以較好的保證液體的流通， 實(shí)現(xiàn)小循環(huán)流量下的分液功能。5、本發(fā)明將漏液阻汽裝置直接鑲嵌在集液導(dǎo)流管 中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，無論從前期加工、運(yùn)行穩(wěn)定性及后期維護(hù)上都具有其優(yōu)勢， 適應(yīng)于產(chǎn)業(yè)化模塊生產(chǎn)的要求。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于能源系統(tǒng)、動(dòng)力工程、化 工和石油化工、汽車工業(yè)等行業(yè)，比如空調(diào)工程及化工系統(tǒng)、車用空調(diào)中的冷凝 器等等。


圖1中是傳統(tǒng)的空冷式汽液相變冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是已有技術(shù)的分液式空氣冷凝器 圖3是已有技術(shù)的多級冷凝、中間分液的空氣冷凝器 圖4是圖2和圖3中的漏液阻汽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5a是本發(fā)明的串聯(lián)立管式冷凝器單元結(jié)構(gòu)示意圖 圖5b是圖5a的局部放大圖
圖6、圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的主視和俯視示意圖 圖8、圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的主視和俯視示意圖 圖10、圖11是本發(fā)明實(shí)施例4的主視和俯視示意圖 圖12、圖13是本發(fā)明實(shí)施例5的主視和俯視示意圖 圖14、圖15是本發(fā)明實(shí)施例6的主視和俯視示意圖 圖16、圖17是本發(fā)明實(shí)施例7的主視和俯視示意圖 圖18、圖19是本發(fā)明實(shí)施例8的主視和俯視示意圖 圖20、圖21是本發(fā)明實(shí)施例9的主視和俯視示意圖 圖22是本發(fā)明的串聯(lián)立管式冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖 圖23是圖22去掉翅片后的結(jié)構(gòu)示意圖 圖24是本發(fā)明的并聯(lián)立管式冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
實(shí)施例l: 一種串聯(lián)立管式冷凝器單元
如圖5所示，本實(shí)施例包括一換熱單元模塊A，換熱單元模塊A包括多組由上 至下(或由下至上)逐級遞減豎直排列的換熱管1，換熱管1外設(shè)置有翅片11。 各組換熱管1通過兩端安裝的多級聯(lián)箱2連通，且可以根據(jù)需要調(diào)整換熱管1和 聯(lián)箱2的級數(shù)。在第一級聯(lián)箱2 (圖中為最上端的聯(lián)箱，但不限于此)上設(shè)置一進(jìn) 汽口 21。第一級聯(lián)箱2通過第一組換熱管1與第二級聯(lián)箱2連通，第二級聯(lián)箱2
7通過第二組換熱管1與第三級聯(lián)箱2連通，…，直到最后一級聯(lián)箱2。各組換熱管 l伸出至其上方的聯(lián)箱2內(nèi)部一定長度，與其下方的連接不需如此。除第一級聯(lián)箱 2外其余各級聯(lián)箱2的底部分別連接一集液導(dǎo)流管22，各集液導(dǎo)流管22并聯(lián)連接 一排液管23。各集液導(dǎo)流管22內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置3，從而使各集液導(dǎo)流管 22形成獨(dú)立的分液空間，同時(shí)使各組換熱管1形成上下順序連通的多個(gè)冷凝空間。
如圖6、圖7所示，上述實(shí)施例中的漏液阻汽裝置3包括鑲嵌入集液導(dǎo)流管2 內(nèi)的基板31，基板31上設(shè)置有至少一個(gè)當(dāng)量直徑為2 5mm的主孔32和若干個(gè)當(dāng) 量直徑小于2rmn的輔助孔33。下面是本發(fā)明的漏液阻汽裝置3的實(shí)施例。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例中的漏液阻汽裝置3包括一與集液導(dǎo)流管2橫截面大小相同的基板 31，基板31的中心具有一個(gè)當(dāng)量直徑為2 5mm同孔徑的主孔32，圍繞主孔32 均勻排布有一圈當(dāng)量直徑小于2mm同當(dāng)量孔徑的輔助孔33。當(dāng)冷凝器上游換熱管 1中產(chǎn)生的冷凝液較少時(shí)，由聯(lián)箱2分離出來的液體會在基板31的主孔32和輔助 孔33表面形成一層液膜，阻止液體和汽體從主孔32和輔助孔33流出。當(dāng)液量稍 增大時(shí)，孔徑較大的主孔32會首先滲液，相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的單根排液管排液。 當(dāng)分離出來的液量較大時(shí)，液體的壓力會破壞覆蓋在輔助孔33表面的液膜，而從 輔助孔33中也滲出，這樣就相當(dāng)于增加為多根排液管排液，解決了現(xiàn)有技術(shù)中排 液量受到限制的問題。
實(shí)施例3:
如圖8、圖9所示，本實(shí)施例中的主孔32和輔助孔33的尺寸范圍與實(shí)施例1 類似，不同的是主孔32和輔助孔33是變當(dāng)量孔徑的錐臺孔，當(dāng)量孔徑可以上面 大，下面??；也可以上小下大，還可以是任意的變截面積形式。這種結(jié)構(gòu)可使得 主孔32和輔助孔33中都能夠承載一定量的冷凝液，主孔32在冷凝液量相對較低 時(shí)，也能保證排液的連續(xù)，可防止蒸汽穿過。輔助孔33的孔隙中有冷凝液可提高 其阻汽能力，防止蒸汽穿過，也可以依據(jù)孔型既能提高阻汽能力又能加速排液。
實(shí)施例4:
如圖IO、圖11所示，本實(shí)施例中的主孔32和輔助孔33之間是相互相交的， 呈現(xiàn)"梅花"孔形結(jié)構(gòu)。相交的梅花孔形結(jié)構(gòu)可看作是一個(gè)主孔32的延展結(jié)構(gòu)， 相比單一主孔32結(jié)構(gòu)，其流通當(dāng)量直徑有所增大，可有效強(qiáng)化主孔32的冷凝液 流通能力，同時(shí)輔助孔33與主孔32相交能夠在液量相對較小時(shí)通過表面張力粘 附一定的冷凝液，強(qiáng)化了裝置的阻汽液封能力。
實(shí)施例5:如圖12、圖13所示，本實(shí)施例中的輔助孔33與主孔32相交，形成"梅花" 孔形結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還設(shè)置了與主孔32不相交的輔助孔33。這是一種上述結(jié)構(gòu)的組 合，在流通面積增大的同時(shí)，保證了漏液阻汽裝置3在更大的流通范圍具有調(diào)節(jié) 能力。
以上結(jié)構(gòu)的功能主要是從孔結(jié)構(gòu)上采用不同當(dāng)量孔徑相組合的方法強(qiáng)化漏液 阻汽裝置3的阻汽能力和液體流量調(diào)節(jié)能力，主孔32保證漏液阻汽裝置3的基本 漏液能力，輔助孔33保證漏液阻汽裝置3的液體流量調(diào)節(jié)能力，在液體量較小時(shí)， 通過液封作用阻隔蒸汽流通。直接采用上述多孔結(jié)構(gòu)基板31，對解決冷凝器系統(tǒng) 機(jī)油堵塞基板31方面有著明顯的優(yōu)勢。
實(shí)施例6:
如圖14、 15所示，本實(shí)施例是在制作的基板31上設(shè)置的主孔32和輔助孔33 中設(shè)置多孔介質(zhì)芯34。在冷凝液流量較小的換熱器中，由于冷凝液流量較小，需 要更小的孔隙結(jié)構(gòu)來保證孔結(jié)構(gòu)的阻汽能力，填充多孔介質(zhì)芯34，可在不改變孔 結(jié)構(gòu)的條件下，增強(qiáng)孔隙表面張力作用，強(qiáng)化阻汽能力。同時(shí)多孔介質(zhì)芯34的抽 吸作用亦可保證冷凝液的流通，實(shí)現(xiàn)小冷凝液流量下的分液作用。
實(shí)施例7:
如圖16、 17所示，本實(shí)施例是在主孔32與輔助孔33相交呈現(xiàn)"梅花"孔形 結(jié)構(gòu)的孔徑內(nèi)設(shè)置多孔介質(zhì)芯34，這種結(jié)構(gòu)可以在具備了上述實(shí)施例3特點(diǎn)基礎(chǔ) 上，加強(qiáng)了裝置的阻汽效果。
實(shí)施例8:
如圖18、 19所示，本實(shí)施例是在主孔32與輔助孔33相交呈現(xiàn)"梅花"孔形 結(jié)構(gòu)的同時(shí)還設(shè)置了與主孔32不相交的輔助孔33的情況下，在各孔中設(shè)置了多 孔介質(zhì)芯34。這種結(jié)構(gòu)是上述實(shí)施例4所描述的結(jié)構(gòu)組合的情況下，在流通面積 增大的同時(shí)保證了漏液阻汽裝置3在更大的流通范圍具有調(diào)節(jié)能力，同時(shí)保證了 裝置的阻汽效果。
實(shí)施例9:
如圖20、 21所示，本實(shí)施例與實(shí)施例l類似，但是采用多孔介質(zhì)材料作為基 板31，配合主孔32、輔助孔33的結(jié)構(gòu)，通過多孔介質(zhì)材料本身的多孔結(jié)構(gòu)保證 阻汽能力，通孔結(jié)構(gòu)保證漏液分流能力。
上述各實(shí)施例中，漏液阻汽裝置3采用與集液導(dǎo)流管2橫截面相同的固體材 料或固體多孔介質(zhì)作為基板31， 一般為金屬材料，在保證與聯(lián)箱2無泄漏緊密接 觸的前提下，也可采用其他材料?；?1直接鑲嵌在聯(lián)箱2中確定的位置，對金
9屬材料的基板31 —般采用焊接方式固定，結(jié)構(gòu)大為簡化。多孔板上的孔可以采用 不同當(dāng)量孔徑、結(jié)構(gòu)的孔構(gòu)成，各個(gè)孔結(jié)構(gòu)可是變當(dāng)量孔徑，也可以是同當(dāng)量孔 徑，多孔介質(zhì)材料可以采用粉末顆粒燒結(jié)制成的多孔介質(zhì)或絲網(wǎng)等。
如圖5所示，本發(fā)明使用時(shí)，空氣側(cè)空氣橫向沖刷帶翅片11的換熱管1以冷
凝管內(nèi)蒸汽，蒸汽通過進(jìn)汽口 21進(jìn)入第一級聯(lián)箱2后，由下至上被均勻的送入第 一組換熱管1進(jìn)行冷凝，汽液混合物流入第一組換熱管1另一端的第二級聯(lián)箱2， 冷凝液在第二級聯(lián)箱2中流入集液導(dǎo)流管22并匯聚到漏液阻汽裝置3上部，當(dāng)集 液導(dǎo)流管22內(nèi)的積液較少時(shí)，主孔32和輔助孔33頂部形成的液膜可阻止蒸汽通 過，使蒸汽進(jìn)入下一組換熱管l。隨著液體的不斷積累，在重力作用下液體會首先 由孔徑較大的主孔32排走，液體經(jīng)聯(lián)箱2底部的集液導(dǎo)流管22排出匯集于排液 管23中，直徑較小的輔助孔33會由少量的液體形成的液膜封住，有效地防止蒸 汽通過；而當(dāng)液體量比較大，在漏液阻汽裝置3上部聚集的液體增多，液層厚度 增大，重力產(chǎn)生的壓頭增大，小直徑的輔助孔33的通流能力被激活，能夠有效減 少液體在漏液阻汽裝置3上部的過度聚集。此時(shí)，蒸汽在漏液阻汽裝置3的汽液 分離作用下繼續(xù)進(jìn)入下一組換熱管1，依次下去經(jīng)適當(dāng)級數(shù)進(jìn)入最后一級聯(lián)箱2， 蒸汽己被全部冷凝，冷凝液匯集于排液管23中，最終經(jīng)冷凝液出口流出?？椎牧?通能力實(shí)驗(yàn)表明，在一定液位高度條件下，通孔的液體流量大致與通孔流通面積 成正比，因此通過定義參數(shù)孔隙率5"表征漏液阻汽裝置3的流通能力，
其中Jp， 4分別為各孔流通面積之和與基板31表面積。參數(shù)S由冷凝器系統(tǒng)循環(huán) 流量確定，大致為此的20 50%。
為了保證整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，以適應(yīng)不同用途和空間結(jié)構(gòu)要求，本發(fā)明的冷 凝器也可以采用以下結(jié)構(gòu)形式。
實(shí)施例10: —種串聯(lián)立管式冷凝器
如圖22、圖23所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別是其包括串聯(lián)的左右兩換熱 '單元模塊A，且最上端的聯(lián)箱2為連接兩換熱單元模塊A的直通折轉(zhuǎn)聯(lián)箱24。在 與各級聯(lián)箱2相連通的集液導(dǎo)流管22內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置3，從而使各集液 導(dǎo)流管22形成獨(dú)立的分液空間，并且使各組換熱管1形成左右順序連通的多個(gè)冷 凝空間，這樣整個(gè)蒸汽流程呈"n"形，該結(jié)構(gòu)更為緊湊，節(jié)省空間，具有更高 的應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)施例中，蒸汽通過進(jìn)汽口 21進(jìn)入第一級聯(lián)箱2后，由下至上被 均勻的送入第一組換熱管1進(jìn)行冷凝，汽液混合物流入換熱管1另一端的聯(lián)箱2， 通過集液導(dǎo)流管22中的漏液阻汽裝置3實(shí)現(xiàn)汽液分離。液體經(jīng)聯(lián)箱2底部的集液導(dǎo)流管22排出匯集于排液管23中，蒸汽則進(jìn)入下一組換熱管1，依次下去蒸汽通 過各級并經(jīng)折轉(zhuǎn)聯(lián)箱24反向，再次逆流通過各級，最終進(jìn)入最后一級聯(lián)箱2，蒸 汽全已被全部冷凝，匯集于排液管23中，最終經(jīng)冷凝液出口流出。
上述實(shí)施例中，可以根據(jù)需要調(diào)整換熱單元模塊A的數(shù)量(兩個(gè)或兩個(gè)以上) 和蒸汽折轉(zhuǎn)的次數(shù)(兩次或兩次以上)，此時(shí)換熱單元模塊A兩端的聯(lián)箱2均為連 通左右多個(gè)(至少兩個(gè))換熱單元模塊A的折轉(zhuǎn)聯(lián)箱。
實(shí)施例ll: 一種并聯(lián)立管式冷凝器
如圖24所示，本實(shí)施例包括首尾并聯(lián)的左右兩換熱單元模塊A，在兩換熱單 元模塊A中與聯(lián)箱2相連通的集液導(dǎo)流管22內(nèi)均設(shè)置有一漏液阻汽裝置3，從而 使兩換熱單元模塊A的各集液導(dǎo)流管22形成獨(dú)立的分液空間，同時(shí)使各組換熱管 1形成上下順序連通的多個(gè)冷凝空間。本實(shí)施例與實(shí)施例1在蒸汽的流動(dòng)與換熱方 式上相似。
本發(fā)明方法還可以用于其它各種制冷制熱設(shè)備中，在此不再一一贅述，任何 基于本發(fā)明原理和技術(shù)方案上的改進(jìn)和等效變換均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之外。
權(quán)利要求
1、一種立式冷凝器的汽液分離方法，其包括以下內(nèi)容1)設(shè)置多組豎直遞減排列的換熱管，各組換熱管通過兩端安裝的多級聯(lián)箱連通，在與聯(lián)箱相連通的集液導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置，使各級聯(lián)箱的集液導(dǎo)流管形成獨(dú)立的分液空間，漏液阻汽裝置上設(shè)置有至少一個(gè)當(dāng)量主孔和若干個(gè)當(dāng)量輔助孔；2)蒸汽順序進(jìn)入各組換熱管進(jìn)行冷凝，冷凝液則流入各級聯(lián)箱的集液導(dǎo)流管，當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液較少時(shí)，主孔和輔助孔頂部形成的液膜可阻止蒸汽從集液導(dǎo)流管漏出；3)當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液積累較多時(shí)，在壓力作用下積液會首先穿破孔徑較大的主孔流出，而直徑較小的輔助孔繼續(xù)由頂部形成的液膜封?。?)當(dāng)一個(gè)分液空間內(nèi)的積液層厚度增大，在壓力作用下會逐步穿破孔徑較小的輔助孔，同時(shí)從主孔和輔助孔流出。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種立式冷凝器的汽液分離方法，其特征在于所述 的主孔當(dāng)量直徑為2 5mm，輔助孔當(dāng)量直徑小于2mm。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種立式冷凝器的汽液分離方法，其特征在于 所述漏液阻汽裝置的流通能力由孔隙率^表征其中冉，^分別為主孔和輔助孔總流通面積與漏液阻汽裝置表面積的比值，孔隙率^為汽液相變換熱器系統(tǒng)循環(huán)流量的20 50%。
4、 一種應(yīng)用如權(quán)利要求1 3所述方法的立式汽液分離冷凝器，其特征在于 它包括一換熱單元模塊，所述換熱單元模塊包括多組逐級遞減豎直排列的換熱管， 所述換熱管外設(shè)置有翅片；各組所述換熱管通過兩端安裝的多級聯(lián)箱連通，在第 一級所述聯(lián)箱上設(shè)置一進(jìn)汽口；第一級所述聯(lián)箱通過第一組所述換熱管與第二級 所述聯(lián)箱連通，第二級所述聯(lián)箱通過第二組所述換熱管與第三級所述聯(lián)箱連 通，…，直到最后一級所述聯(lián)箱；各組所述換熱管伸出至其上方的所述聯(lián)箱內(nèi)部 一定長度，與其下方的連接不需如此；除第一級所述聯(lián)箱外其余各級所述聯(lián)箱的 底部分別連接一集液導(dǎo)流管，各所述集液導(dǎo)流管并聯(lián)連接一排液管；各所述集液 導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置；所述漏液阻汽裝置上設(shè)置有至少一個(gè)主孔和若干個(gè)輔助孔。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述漏液阻汽裝置為一可鑲嵌入所述集液導(dǎo)流管內(nèi)的基板，所述基板上設(shè)置有至少一個(gè)當(dāng)量 直徑為2 5mm的主孔和若干個(gè)當(dāng)量直徑小于2mm的輔助孔。
6、 如權(quán)利要求5所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述基板上 的所述主孔和輔助孔分別為上、下當(dāng)量直徑相同的直型孔。
7、 如權(quán)利要求5所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述基板上 的主孔和輔助孔分別為錐臺孔和變截面通孔之一。
8、 如權(quán)利要求5或6或7所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述基板上的若干輔助孔與所述主孔邊緣相交，形成一整體的梅花狀孔。
9、 如權(quán)利要求5或6或7所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于在所述整體的梅花狀孔與所述基板的邊緣之間設(shè)置有若干獨(dú)立的輔助孔。
10、 如權(quán)利要求8所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于在所述整 體的梅花狀孔與所述基板的邊緣之間設(shè)置有若干獨(dú)立的輔助孔。
11、 如權(quán)利要求4 10所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于在所述主孔和輔助孔中設(shè)置有多孔介質(zhì)芯。
12、 如權(quán)利要求5 11所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述基板的材料為金屬材料。
13、 如權(quán)利要求5 11所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述基板的材料為多孔介質(zhì)材料。
14、 如權(quán)利要求4 13所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于它包括串聯(lián)的左右兩所述換熱單元模塊，且最上端的所述聯(lián)箱為連接兩所述換熱單元 模塊的直通折轉(zhuǎn)聯(lián)箱。
15、 如權(quán)利要求14所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于所述換熱單元模塊的數(shù)量為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述換熱單元模塊兩端的所述聯(lián)箱均為連通 左右多個(gè)所述換熱單元模塊的折轉(zhuǎn)聯(lián)箱。
16、 如權(quán)利要求4 13所述的一種立式汽液分離冷凝器，其特征在于它包括首尾并聯(lián)的左右兩所述換熱單元模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立式冷凝器的汽液分離方法及冷凝器，其包括以下內(nèi)容1)在多組豎直遞減排列換熱管的兩端設(shè)置多級聯(lián)箱，在與聯(lián)箱相連通的集液導(dǎo)流管內(nèi)均設(shè)置一漏液阻汽裝置，使集液導(dǎo)流管形成獨(dú)立的分液空間，漏液阻汽裝置上設(shè)置至少一個(gè)當(dāng)量主孔和若干個(gè)當(dāng)量輔助孔；2)蒸汽順序進(jìn)入各組換熱管進(jìn)行冷凝，冷凝液則流入各集液導(dǎo)流管，當(dāng)分液空間內(nèi)的積液較少時(shí)，主孔和輔助孔頂部形成的液膜可阻止蒸汽從集液導(dǎo)流管漏出；3)當(dāng)積液較多時(shí)，積液首先穿破主孔流出，而輔助孔繼續(xù)由頂部形成的液膜封??；4)當(dāng)積液層厚度增大，積液逐步穿破輔助孔，同時(shí)從主孔和輔助孔流出。本發(fā)明的冷凝器采用上述汽液分離方法和漏液阻汽裝置。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)冷凝器中排液量受到限制的問題。
文檔編號F28F9/02GK101504256SQ20091007925
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者迪 吳, 張易陽, 彭曉峰, 珍 王, 規(guī) 陸 申請人:清華大學(xué)