單流程方殼體干式蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種單流程方殼體干式蒸發(fā)器，包括中空的殼體，所述殼體的兩端由管板和端蓋封閉，兩端蓋上分別設(shè)置有制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出口法蘭組件；所述殼體為方形殼體，殼體的空腔內(nèi)設(shè)置有上、下兩組折流板組件，上、下兩組折流板的重疊區(qū)域為換熱區(qū)域，所述換熱區(qū)域內(nèi)分布有若干根換熱管，制冷劑進(jìn)口端的端蓋內(nèi)的空腔為一錐形空腔，所述錐形空腔的頂端與所述制冷劑進(jìn)口法蘭組件連通，底端設(shè)置有一塊均液板，所述錐形空腔通過所述均液孔和管孔與各根所述換熱管連通。本發(fā)明在管程的制冷劑側(cè)采用單流程設(shè)計，通過均壓腔和均液孔的配合，確保制冷劑均勻的分配到各個換熱管中，使蒸發(fā)器傳熱效率明顯提升。
【專利說明】
單流程方殼體干式蒸發(fā)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于制冷設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種干式蒸發(fā)器。【背景技術(shù)】
[0002]目前，在制冷、空調(diào)領(lǐng)域，大型中央空調(diào)和冷凍冷藏場所的制冷主機(jī)普遍采用干式管殼式蒸發(fā)器作為主要的換熱設(shè)備，由于干式蒸發(fā)器相對于滿液式蒸發(fā)器有著較低的成本，而且采用干式蒸發(fā)器的制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)簡潔、控制簡單，所以干式蒸發(fā)器得到廣泛的使用。但隨著社會對節(jié)能環(huán)保要求的越來越高，如何提升制冷主機(jī)的能效比則變得尤為重要， 而蒸發(fā)器的換熱效率如何直接決定著制冷主機(jī)的能效比，但干式蒸發(fā)器自身的一些特點導(dǎo)致其傳熱效率的提升受到限制，致使在很多對能效比有較高要求的場合無法采用干式管殼式蒸發(fā)器，變而采用滿液式或降膜式等其他形式的換熱器。
[0003]然而采用滿液式或降膜式蒸發(fā)器的制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)均較為復(fù)雜，雖然其換熱效率較傳統(tǒng)干式蒸發(fā)器要高，可以獲得較低的傳熱溫差，從而提高制冷系統(tǒng)的能效比， 但其存在故障率高、成本高、制冷劑充注量大等問題。如果能夠提高干式蒸發(fā)器的換熱效率，在結(jié)合干式蒸發(fā)器本身的優(yōu)勢，制冷機(jī)組采用干式蒸發(fā)器無疑是最佳的選擇。
[0004]影響干式蒸發(fā)器換熱器效率的主要因素之一就是換熱管的規(guī)格和內(nèi)齒形結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有干式蒸發(fā)器多采用內(nèi)螺紋高效換熱器管，干蒸管規(guī)格均向較小直徑發(fā)展，由于直徑小，流體在較低流速下也可處于紊流狀態(tài)，在較高流速下紊流狀態(tài)更加劇烈，有利于提高對流傳熱系數(shù)，所以現(xiàn)在市場實現(xiàn)了一些采用小直徑干蒸管的單流程干式蒸發(fā)器。
[0005]影響干式蒸發(fā)器換熱器效率的另外一個主要因素就是制冷劑的均勻分配問題，如何將制冷劑均勻分配到每根換熱管里已成為一個技術(shù)難題。一般正對著蒸發(fā)器管箱進(jìn)口處的換熱管能夠分配到較多的制冷劑，而遠(yuǎn)離進(jìn)口處的換熱管則分配到較少的制冷劑，位置較偏上的那些換熱管能夠分配到的制冷劑則更少了；特別是排管數(shù)較多的換熱器，制冷劑分配不均勻的現(xiàn)象尤為明顯。
[0006]現(xiàn)有的均流分配裝置多數(shù)采用帶網(wǎng)孔的均流擋板的方式，帶網(wǎng)孔的均流擋板通過改變制冷劑流向，防止制冷劑直接沖向正對進(jìn)口處的換熱管，從而實現(xiàn)均流分配的作用。但由于制冷劑在進(jìn)入蒸發(fā)器時為氣、液兩相狀態(tài)，采用普通均流擋板的方式只能在一定程度緩解分配不均的問題，卻不能徹底解決均勻分配的問題?，F(xiàn)在也出現(xiàn)一種利用均壓腔和毛細(xì)管做均流分配的方式，制冷劑先進(jìn)入均壓腔再通過均液板上的毛細(xì)管分配到每個換熱管內(nèi)，每個管孔對應(yīng)一根毛細(xì)管，但均液板和毛細(xì)管的加工工藝復(fù)雜，且均壓腔和毛細(xì)管均會造成較大的壓力降，從而影響整個制冷系統(tǒng)的能效比。
[0007]另外，上述改善換熱性能的方案均是通過改善管程制冷劑側(cè)的方式實現(xiàn)的，但沒有考慮殼程載冷劑側(cè)的狀況，即使管程制冷劑側(cè)分配均勻了，如果殼程流體的狀態(tài)不均勻， 也無法實現(xiàn)由于管程制冷劑分配均勻而帶來的益處，特別是對于圓形殼體的蒸發(fā)器，殼程流體在殼體截面各處的流動狀態(tài)很難做到均勻，即使采用連續(xù)螺旋折流板的方式也很難做到完全均勻，因為離心力的作用靠近殼體中心和遠(yuǎn)離殼體中心的流體流動狀態(tài)還是有較大差別，同時折流板的設(shè)計增加了制冷機(jī)組加工制造的工藝難度，特別對于直徑較小的殼體， 其加工難度更大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明目的:本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加工難度低，換熱效率高的單流程方殼體干式蒸發(fā)器。
[0009]技術(shù)方案:本發(fā)明所述單流程方殼體干式蒸發(fā)器，包括中空的殼體，所述殼體的兩端由管板和端蓋封閉，兩端蓋上分別設(shè)置有制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出口法蘭組件， 所述殼體的側(cè)面設(shè)置有載冷劑進(jìn)口接管和載冷劑出口接管；所述殼體為方形殼體，殼體的空腔內(nèi)設(shè)置有上、下兩組折流板組件，其中，上折流板組件由若干個固定在所述殼體頂板內(nèi)壁上的上擋水板組成，所述下折流板組件由若干個固定在所述殼體底板內(nèi)壁上的下?lián)跛褰M成，上、下?lián)跛宓母叨纫恢拢业陀谒鰵んw的高度，所述上、下?lián)跛褰诲e分布在所述殼體的空腔內(nèi)；所述殼體空腔中的上、下兩組折流板的重疊區(qū)域為換熱區(qū)域，所述換熱區(qū)域內(nèi)分布有若干根換熱管，殼體的兩端管板上分別開設(shè)有與所述換熱管一一對應(yīng)的管孔，所述換熱管的兩端分別與兩管板上的相對應(yīng)的管孔連接，管口由兩端的端蓋封閉，并分別通過所述端蓋內(nèi)的空腔與所述制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出口法蘭組件連通，制冷劑進(jìn)口端的端蓋內(nèi)的空腔為一錐形空腔，所述錐形空腔的頂端與所述制冷劑進(jìn)口法蘭組件連通，底端設(shè)置有一塊均液板，所述均液板上開設(shè)有若干與所述管孔位置重疊的均液孔，所述錐形空腔通過所述均液孔和管孔與各根所述換熱管分別連通。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案為，所述殼體的兩端的管板與端蓋之間還設(shè)置有密封墊，所述密封墊包括與所述換熱區(qū)域的截面形狀一致的內(nèi)圈和套設(shè)在所述內(nèi)圈外的外圈，所述內(nèi)圈的位置與所述換熱區(qū)域的位置相對應(yīng)，所述內(nèi)圈與所述外圈之間通過連筋連接，密封所述管板與端蓋之間的空腔。
[0011]優(yōu)選地，所述制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出口法蘭組件均由凹面法蘭座、平面法蘭座和法蘭套組成，所述凹面法蘭座安裝在所述端蓋上，與所述端蓋內(nèi)部的空腔連接，所述平面法蘭座通過螺栓將所述法蘭套緊固在所述凹面法蘭座內(nèi)，兩個所述法蘭套的承插口分別與制冷劑的進(jìn)液管和出氣管連接。
[0012]優(yōu)選地，所述換熱區(qū)域的截面為矩形，換熱區(qū)域內(nèi)任意一根換熱管與相鄰的非同層兩根換熱管之間呈正三角形排布，所述制冷劑進(jìn)口端的端蓋內(nèi)的空腔為方錐形空腔，空腔底部的邊緣與所述換熱區(qū)域重合。
[0013]優(yōu)選地，所述上、下?lián)跛寰鶠榫匦蔚膶?dǎo)流板，上、下?lián)跛宓膫?cè)面均與所述殼體的內(nèi)側(cè)壁連接。
[0014]優(yōu)選地，所述上擋水板和下?lián)跛宸謩e通過拉桿緊固為上折流板組件和下折流板組件，拉桿的兩端通過螺紋與所述管板固定連接。
[0015]優(yōu)選地，所述換熱管為直徑小于8 mm的內(nèi)螺紋干蒸管，所述換熱管的兩端與所述管板上管孔脹接。
[0016]優(yōu)選地，所述殼體的頂部還設(shè)置有排空閥座，所述殼體的底部還設(shè)置有排水閥座。
[0017]本發(fā)明的蒸發(fā)器中，均液板與進(jìn)口法蘭組件之間的錐形空腔形成制冷劑進(jìn)口處的均壓腔，制冷劑由進(jìn)口法蘭組件進(jìn)入端蓋的均壓腔內(nèi)，再通過均液板的均流作用均勻地從管孔進(jìn)入到換熱管內(nèi)，最后由另一端的端蓋流出進(jìn)入出口法蘭組件;載冷劑由殼體側(cè)面的進(jìn)口接管進(jìn)入殼體內(nèi)，在殼體內(nèi)的上、下兩組折流板組件的導(dǎo)流下，在殼體內(nèi)呈S狀彎折流動，與換熱區(qū)域內(nèi)的換熱管中的制冷劑換熱，最后由載冷劑出口接管流出。
[0018]有益效果:(1)本發(fā)明在殼體內(nèi)設(shè)置了上、下兩組折流板組件，上、下兩組折流板組件之間的重疊區(qū)域為換熱區(qū)域，其余區(qū)域不設(shè)置換熱管，保證在殼程流動的載冷劑流體在擋水板的導(dǎo)引下呈S狀彎折流動，各處換熱管周圍的流體的流速與流動狀態(tài)均勻；同時殼體為方形殼體，殼體內(nèi)的折流板組件的加工和安裝都更加方便，大幅度降低了蒸發(fā)器的加工工藝難度，提高生產(chǎn)效率;本發(fā)明在管程的制冷劑側(cè)采用單流程設(shè)計，在端蓋內(nèi)設(shè)置了一錐形空腔，錐形漸擴(kuò)形的腔體起到均壓腔的作用，均液板嵌入端蓋內(nèi)與端蓋呈一整體結(jié)構(gòu)，通過均壓腔和均液孔的配合，確保制冷劑均勻的分配到各個換熱管中，實現(xiàn)了管程和殼程的雙側(cè)均勻匹配，使蒸發(fā)器傳熱效率明顯提升，制冷劑側(cè)和載冷劑側(cè)的傳熱溫差明顯縮小，使用該蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng)的能效比明顯提升；(2)本發(fā)明在端蓋和管板之間設(shè)置了“回”字形的密封墊，內(nèi)圈和外圈之間通過連筋連接，內(nèi)圈和外圈組成的密封墊將端蓋和管板之間的空腔密封，保證了端蓋內(nèi)的均壓腔的密封性?！靖綀D說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例所述單流程方殼體干式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖；圖3為圖1的B-B向剖視圖；圖4為圖3的C-C向剖視圖；其中，1-第一端蓋、2-第一密封墊、3-第一管板、4-載冷劑出口接管、5-殼體、6-上擋水板、7-下?lián)跛濉?-換熱管、9-載冷劑進(jìn)口接管、10-第二管板、11-第二密封墊、12-第二端蓋、13-連筋、14-內(nèi)圈、15-方錐形空腔、16-均液板、17-管孔、18-凹面法蘭座、19-平面法蘭座、20-法蘭套、21 -排空閥座、22-排水閥座?！揪唧w實施方式】
[0020]下面通過附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。[0021 ]實施例:一種單流程方殼體干式蒸發(fā)器，如圖1所不，包括中空的殼體5,殼體5的兩端由第一管板3、第二管板10和第一端蓋1、第二端蓋12封閉，殼體5的頂部還設(shè)置有排空閥座21，殼體5的底部還設(shè)置有排水閥座22,第一管板3和第一端蓋1之間設(shè)置有第一密封墊2， 第二管板10和第二端蓋12之間設(shè)置有第二密封墊11，密封墊2、11包括與殼體內(nèi)的換熱區(qū)域的截面形狀一致的內(nèi)圈14和套設(shè)在內(nèi)圈14外的外圈，內(nèi)圈14的位置與換熱區(qū)域的位置相對應(yīng)，內(nèi)圈14與外圈之間通過連筋13連接，密封管板3、10與端蓋1、12之間的空腔。[〇〇22]第一端蓋1上設(shè)置有制冷劑進(jìn)口法蘭組件，第二端蓋12上設(shè)置有制冷劑出口法蘭組件，殼體5的側(cè)面設(shè)置有載冷劑進(jìn)口接管9和載冷劑出口接管4，制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出口法蘭組件均由凹面法蘭座18、平面法蘭座19和法蘭套20組成，凹面法蘭座18安裝在端蓋1、12上，與端蓋1、12內(nèi)部的空腔連接，平面法蘭座19通過螺栓將法蘭套20緊固在凹面法蘭座18內(nèi)，兩個法蘭套20的承插口分別與制冷劑的進(jìn)液管和出氣管連接。
[0023]殼體5為方形殼體，殼體5的空腔內(nèi)設(shè)置有上、下兩組折流板組件，其中，上折流板組件由若干個固定在殼體5頂板內(nèi)壁上的上擋水板6組成，下折流板組件由若干個固定在殼體5底板內(nèi)壁上的下?lián)跛?組成，上、下?lián)跛宓母叨纫恢?，且低于殼體5的高度，上、下?lián)跛褰诲e分布在殼體5的空腔內(nèi)；上、下?lián)跛寰鶠榫匦蔚膶?dǎo)流板，上、下?lián)跛宓膫?cè)面均與殼體5的內(nèi)側(cè)壁連接，上擋水板6和下?lián)跛?分別通過拉桿緊固為上折流板組件和下折流板組件，拉桿的兩端通過螺紋與兩管板3、10固定連接。
[0024]殼體5空腔中的上、下兩組折流板的重疊區(qū)域為換熱區(qū)域，換熱區(qū)域的截面為矩形，換熱區(qū)域內(nèi)分布有若干根換熱管8，換熱管8為直徑小于8 mm的內(nèi)螺紋干蒸管，任意一根換熱管8與相鄰的非同層兩根換熱管之間呈正三角形排布，殼體5的兩端管板3、10上分別開設(shè)有與換熱管8—一對應(yīng)的管孔17,換熱管8的兩端分別與兩管板3、10上的相對應(yīng)的管孔17 連接，管口由兩端的端蓋1、12封閉。
[0025]第一端蓋1內(nèi)的空腔為一方錐形空腔15,其底部的邊緣與換熱區(qū)域重合，方錐形空腔15的頂端與制冷劑進(jìn)口法蘭組件連通，底端設(shè)置有一塊均液板16,均液板16上開設(shè)有若干與管孔17位置重疊的均液孔，方錐形空腔15通過均液孔和管孔17與各根換熱管8連通。
[0026]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.單流程方殼體干式蒸發(fā)器，包括中空的殼體(5)，所述殼體(5)的兩端由管板(3)、 (10)和端蓋(1 )、( 12)封閉，兩端蓋(1 )、( 12)上分別設(shè)置有制冷劑進(jìn)口法蘭組件和制冷劑出 口法蘭組件，所述殼體(5)的側(cè)面設(shè)置有載冷劑進(jìn)口接管(9)和載冷劑出口接管(4);其特征 在于，所述殼體(5)為方形殼體，殼體(5)的空腔內(nèi)設(shè)置有上、下兩組折流板組件，其中，上折 流板組件由若干個固定在所述殼體(5)頂板內(nèi)壁上的上擋水板(6)組成，所述下折流板組件 由若干個固定在所述殼體(5)底板內(nèi)壁上的下?lián)跛?7)組成，上、下?lián)跛宓母叨纫恢拢?低于所述殼體(5)的高度，所述上、下?lián)跛褰诲e分布在所述殼體(5)的空腔內(nèi)；所述殼體(5)空腔中的上、下兩組折流板的重疊區(qū)域為換熱區(qū)域，所述換熱區(qū)域內(nèi)分布 有若干根換熱管(8)，殼體(5)的兩端管板(3)、(10)上分別開設(shè)有與所述換熱管(8)對應(yīng)的管孔(17)，所述換熱管(8)的兩端分別與兩管板(3)、(10)上的相對應(yīng)的管孔(17)連接， 管口由兩端的端蓋(1)、(12)封閉，并分別通過所述端蓋內(nèi)的空腔與所述制冷劑進(jìn)口法蘭組 件和制冷劑出口法蘭組件連通，制冷劑進(jìn)口端的端蓋內(nèi)的空腔為一錐形空腔(15 )，所述錐 形空腔(15)的頂端與所述制冷劑進(jìn)口法蘭組件連通，底端設(shè)置有一塊均液板(16)，所述均 液板(16)上開設(shè)有若干與所述管孔(17)位置重疊的均液孔，所述錐形空腔(15)通過所述均 液孔和管孔(17)與各根所述換熱管(8)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述殼體(5)的兩端 的管板(3)、(10)與端蓋(1)、(12)之間還設(shè)置有密封墊(2)、(11)，所述密封墊(2)、(11)包括 與所述換熱區(qū)域的截面形狀一致的內(nèi)圈(14)和套設(shè)在所述內(nèi)圈(14)外的外圈，所述內(nèi)圈 (14)的位置與所述換熱區(qū)域的位置相對應(yīng)，所述內(nèi)圈(14)與所述外圈之間通過連筋(13)連 接，密封所述管板(3)、(10)與端蓋(1)、(12)之間的空腔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述制冷劑進(jìn)口法蘭 組件和制冷劑出口法蘭組件均由凹面法蘭座(18)、平面法蘭座(19)和法蘭套(20)組成，所 述凹面法蘭座(18)安裝在所述端蓋(1)、(12)上，與所述端蓋(1)、(12)內(nèi)部的空腔連接，所 述平面法蘭座(19)通過螺栓將所述法蘭套(20)緊固在所述凹面法蘭座(18)內(nèi)，兩個所述法 蘭套(20 )的承插口分別與制冷劑的進(jìn)液管和出氣管連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述換熱區(qū)域的截面 為矩形，換熱區(qū)域內(nèi)任意一根換熱管(8)與相鄰的非同層兩根換熱管之間呈正三角形排布， 所述制冷劑進(jìn)口端的端蓋(1)內(nèi)的空腔為方錐形空腔，其底部的邊緣與所述換熱區(qū)域重合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述上、下?lián)跛寰?為矩形的導(dǎo)流板，上、下?lián)跛宓膫?cè)面均與所述殼體(5)的內(nèi)側(cè)壁連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述上擋水板(6)和 下?lián)跛?7)分別通過拉桿緊固為上折流板組件和下折流板組件，拉桿的兩端通過螺紋與 所述管板固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述換熱管(8)為直 徑小于8 _的內(nèi)螺紋干蒸管，所述換熱管的兩端與所述管板上管孔脹接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單流程方殼體干式蒸發(fā)器，其特征在于，所述殼體(5)的頂部 還設(shè)置有排空閥座(21 )，所述殼體(5 )的底部還設(shè)置有排水閥座(22 )。
【文檔編號】F25B39/02GK106091485SQ201610453142
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】王雪峰, 趙鵬, 王興琴, 袁正俊
【申請人】南京冷德節(jié)能科技有限公司