[實(shí)用新型]一種汽液分離蒸發(fā)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920106940.3
• 申請(qǐng)日: 2009-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN201425434Y
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭曉峰;吳迪;王珍;陸規(guī);張易陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D1/053
• 分類號(hào): F28D1/053;F28F9/02;F28F21/08;F28F9/22;F25B39/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關(guān) 暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種蒸發(fā)器，特別是關(guān)于一種具有漏液阻汽功能的汽液分離蒸發(fā)器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的滿液式蒸發(fā)器一般采用臥式，由殼體100和換熱管200組成，換熱管200被安置成浸沒(méi)于蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑300液體中(如圖1、圖2所示)。制冷劑300由殼體100底部的入口400進(jìn)入殼體100，在換熱管200外被換熱管200內(nèi)的加熱介質(zhì)加熱，發(fā)生沸騰蒸發(fā)，汽相從殼體100頂部的出口500出去并進(jìn)入壓縮機(jī)。傳統(tǒng)的滿液式蒸發(fā)器存在以下問(wèn)題：1、由于殼體100內(nèi)的制冷劑300充量大，液位深，在換熱過(guò)程中，換熱不均勻，換熱系數(shù)較低，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率低。2、難以保證沸騰后的制冷劑300工質(zhì)汽體從出口500出去時(shí)均為干汽體，因此有可能會(huì)有液體進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮，進(jìn)而損壞壓縮機(jī)。3、設(shè)備的體積大。

傳統(tǒng)的空冷式汽液相變冷凝器包括外殼101、換熱管201、進(jìn)汽口301、三通管401和冷凝液出口501(如圖3所示)，其中換熱管201多采用蛇形管，依靠空氣在換熱管201外對(duì)流換熱，使換熱管201內(nèi)的工質(zhì)流體(即制冷劑)蒸發(fā)。在凝結(jié)換熱過(guò)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(guò)程中液膜逐漸增厚，在以后相當(dāng)長(zhǎng)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)減小；單一管內(nèi)流程冷凝過(guò)程也導(dǎo)致了復(fù)雜的汽液兩相流，對(duì)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(wèn)題，傳統(tǒng)的空氣冷卻式冷凝器以加大換熱面積來(lái)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。這種冷凝器也可以作為蒸發(fā)器用，此時(shí)進(jìn)汽口301為工質(zhì)汽體出口，冷凝液出口501為工質(zhì)流體入口，因此對(duì)于蒸發(fā)器來(lái)說(shuō)也有類似的問(wèn)題。

此外，本申請(qǐng)人在專利號(hào)為ZL200610113304.4，名稱為“分液式空氣冷凝器”(如圖4所示)，以及專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710064952.X，名稱為“多級(jí)冷卻中間分液式空氣冷凝器”(如圖5所示)的發(fā)明專利中提出了采用多級(jí)蒸汽冷凝、中間自動(dòng)汽液分離和排液、集中聚集冷凝液過(guò)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(guò)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(guò)蒸汽對(duì)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102都是使用單根排液管202作為漏液阻汽裝置，這種較細(xì)的排液管202可以較好地防止聯(lián)箱102中分離的汽體從排液管202泄漏，但是這種結(jié)構(gòu)又帶來(lái)以下問(wèn)題：首先排液管202直徑比聯(lián)箱102直徑小，冷凝液流量范圍受到較大的限制，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)排液不暢的問(wèn)題。盡管在后一項(xiàng)專利中采用了由實(shí)心頂蓋302、多孔芯體402和排液管壁面502組成的分液裝置(如圖6所示)，但是由于分液裝置上表面采用實(shí)心頂蓋302，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402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(huì)存在抽吸力不夠的問(wèn)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)模化生產(chǎn)以及后續(xù)的安裝工作都會(huì)帶來(lái)一定的困難。這兩種冷凝器作為蒸發(fā)器用時(shí)，也有類似的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠更有效地進(jìn)行汽液分離的汽液分離蒸發(fā)器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種蒸發(fā)器的汽液分離方法，其包括以下內(nèi)容：一種汽液分離蒸發(fā)器，其特征在于：它包括至少一組上下排列的換熱管，在所述換熱管的兩端分別設(shè)置一連通所述換熱管的聯(lián)箱；在兩所述聯(lián)箱內(nèi)分別間隔設(shè)置有若干漏液阻汽裝置，兩所述聯(lián)箱內(nèi)的漏液阻汽裝置的設(shè)置位置呈交錯(cuò)狀，使兩所述聯(lián)箱形成左右順序連通的多個(gè)分液空間；在第一級(jí)所述分液空間的底部設(shè)置一進(jìn)液管，在最后一級(jí)所述分液空間上設(shè)置有一出汽管；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。

在所述出汽管一端連接一過(guò)熱管，在所述進(jìn)液管一端連接一預(yù)熱管，所述換熱管、過(guò)熱管和預(yù)熱管上均設(shè)置有翅片，且所述聯(lián)箱為直通式聯(lián)箱。

所述翅片為一片一片的板狀翅片，所述換熱管、預(yù)熱管和過(guò)熱管均穿設(shè)在所述翅片上。