滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組的製作方法

2023-07-14 20:08:46

專利名稱：滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調系統領域，特別地，涉及一種滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組。
背景技術：
目前，製冷系統中的滿液式蒸發器均是按照陸地上的使用條件進行設計的，如果直接應用在船舶等搖擺晃動的環境中，極易造成滿液式蒸發器內部的液態冷媒劇烈晃動，一方面，液態冷媒容易經過蒸發器的出氣口進入到壓縮機中，對壓縮機的安全穩定運行造成嚴重威脅；另一方面，液態冷媒向一個方向晃動，使大部分換熱管未被液態冷媒淹沒，大大減少蒸發器的換熱面積，而且還會導致液態冷媒溫度變化劇烈，蒸氣機組很難穩定，對蒸氣機組安全性也有很大的危害。現有技術中，為了避免滿液式蒸發器用於船用環境下的不穩定性，絕大多數船用空調裝置均選擇了使用乾式蒸發器，但是乾式蒸發器在換熱效率及能效方面遠遠不及滿液式蒸發器。同時，對於大型空調設備，如果使用乾式蒸發器將會使得機組體積龐大、重量非常重，這種設備對於一艘對空間和載重要求苛刻的船隻來說將是一個很不利的選擇。因此，有必要提供一種能夠適用船舶等搖晃擺動的環境的滿液式蒸發器。

實用新型內容本實用新型目的在於提供一種滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組，以解決現有滿液式蒸發器處於船舶等搖擺環境中由於液態冷媒劇烈晃動而導致空調機組的安全穩定性能下降的技術問題。為實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種滿液式蒸發器，包括:殼體；出氣口，設置在殼體上，殼體內設置有與出氣口相對的透氣擋液板，透氣擋液板的側邊與殼體的內壁相連以形成位於透氣擋液板上方的氣體腔和位於透氣擋液板下方的氣液混合腔，且透氣擋液板的橫截面以出氣口的軸線為軸呈對稱狀。進一步地，透氣擋液板包括:主擋液板，上表面與出氣口的軸線相垂直；側擋液板，設置在主擋液板的兩側並分別與殼體的內壁之間形成高於主擋液板的排氣空間，氣液混合腔包括排氣空間及低於主擋液板的氣態冷媒上升空間，側擋液板上設置有透氣缺口和/或透氣孔。進一步地，側擋液板與殼體相連的外側邊上形成有透氣缺口，側擋液板位於出氣口兩側的區域設置有透氣孔，主擋液板上與出氣口正對的區域設置有主透氣孔。進一步地，殼體的內壁上設置有沿殼體的周向設置的擋液框，擋液框設置在透氣擋液板的下方。進一步地，擋液框包括:橫向擋液框，對稱設置在殼體的兩端；縱向擋液框，沿殼體的長度方向對稱地設置在殼體的內壁上，縱向擋液框的內側邊緣設置有向下傾斜的回流邊。[0011]進一步地，透氣擋液板與擋液框之間設置有氣液分離器。進一步地，氣液分離器包括疊置的氣液過濾網和不鏽鋼絲網。進一步地，殼體上還設置有進液口，進液口的上方設置有均液板，均液板上均勻地設置有多個通孔。進一步地，均液板包括:正面均液板，下表面與進液口的軸線垂直；側面均液板，對稱地設置在正面均液板的兩側並分別沿殼體的徑向或切向傾斜地延伸至與殼體的內壁相連。進一步地，殼體內還設置有:多個換熱管支撐板，與殼體的長度方向垂直地等距設置；分隔板，沿殼體的長度方向設置在由換熱管支撐板分割成的各個區段內，以使每個區段形成至少兩個分隔區間。進一步地，換熱管支撐板和分隔板上均設置有多個均勻布置的通孔，且換熱管支撐板和所述分隔板均位於均液板的上方。根據本實用新型的另一個方面，還提供了一種水冷式空調機組，該機組包括蒸發器，該蒸發器為上述滿液式蒸發器。本實用新型具有以下有益效果:本實用新型提供了一種滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組，該滿液式蒸發器在殼體內與出氣口相對的位置設置有透氣擋液板，該透氣擋液板的側邊與殼體的內壁相連以形成位於透氣擋液板上方的氣體腔和位於透氣擋液板下方的氣液混合腔，且透氣擋液板的橫截面以出氣口的軸線為軸呈對稱狀。本實用新型提供的滿液式蒸發器利用透氣擋液板能夠防止滿液式蒸發器處於搖晃狀態時濺起的液態冷媒經過出氣口進入到壓縮機中，而且，透氣擋液板的橫截面以出氣口的軸線為軸呈對稱狀，能夠在搖晃狀態下保證處於氣液混合腔的氣體均勻地穿過透氣擋液板進入出氣口，並能夠防止劇烈搖晃時液態冷媒向殼體的一側傾注。除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:圖1是本實用新型優選實施例的主視結構示意圖；圖2是本實用新型優選實施例的右視結構示意圖；圖3是本實用新型優選實施例的軸測結構示意圖；圖4是本實用新型優選實施例的擋液框右視結構示意圖；以及圖5是本實用新型優選實施例的擋液框俯視結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。[0028]如圖1和圖2所示，本實用新型首先提供了一種滿液式蒸發器，該滿液式蒸發器可以克服現有船用滿液式蒸發器或船用空調裝置的滿液式蒸發器內部液態製冷劑的晃動對空調裝置的安全穩定運行構成威脅的缺陷。該滿液式蒸發器包括殼體10及設置在殼體10上的出氣口 11，殼體10為柱形殼體，兩端均焊接有管板15，管板的尾端連接有水室17，殼體10的內部安裝有換熱管，換熱管的兩端分別脹接在殼體10兩端的管板15上。為了防止蒸發器內部的液體冷媒在處於搖晃狀態時液面高度劇烈變化，並進一步起到擋液透氣的效果，殼體10內設置有與出氣口 11相對的透氣擋液板30，該透氣擋液板30的側邊與殼體10的內壁相連以形成位於透氣擋液板30上方的氣體腔A和位於透氣擋液板30下方的氣液混合腔B，且透氣擋液板30的橫截面以出氣口 11的軸線為軸呈對稱狀。利用透氣擋液板30能夠防止滿液式蒸發器處於搖晃狀態時濺起的液態冷媒經過出氣口進入到壓縮機中，而且，透氣擋液板30的橫截面以出氣口 11的軸線為軸呈對稱狀，能夠在搖晃狀態下保證處於氣液混合腔的氣體均勻地穿過透氣擋液板進入出氣口，並能夠防止劇烈搖晃時液態冷媒向殼體的一側傾注。實際上，透氣擋液板30可以沿殼體10的長度方向延伸至殼體10的兩端。透氣擋液板30可以沿著預注入的液態冷媒的靜態液面平行地設置，以保證液態冷媒中的氣態冷媒能夠從液態冷媒的自由表面均勻地排出，而且，一旦發生劇烈搖晃，這樣設置的透氣擋液板30還能夠在一定程度上限制液態冷媒的搖晃幅度，保證了絕大多數的換熱管能被液態冷媒淹沒，降低晃動環境下換熱面積的變化率，使換熱管中冷媒水的出水溫度保持在穩定範圍內，並能夠對液態冷媒與氣態冷媒進行分離，防止液態冷媒經過出氣口 11進入到壓縮機中。如圖3所示，具體地說，透氣擋液板30包括主擋液板31和設置在主擋液板31的兩側的側擋液板33，主擋液板31的上表面與出氣口 11的軸線相垂直，即主擋液板31的上表面正對著出氣口 11，透氣擋液板30的兩端分別延伸至殼體10的兩端的管板15的內側；為了起到既能夠阻擋液態冷媒又能夠保證液態冷媒有效排出的作用，主擋液板31整體除了與出氣口 11正對的局部設置有主透氣孔31a之外，均為封閉平面。兩側的側擋液板33上則設置有透氣缺口 33a和透氣孔33c，並且，兩側的側擋液板33分別與殼體10的內壁之間形成高於主擋液板31的排氣空間BI，低於主擋液板31到液態冷媒的自由表面之間的空間為氣態冷媒上升空間B2，上述氣液混合腔B包括位於液態冷媒的自由表面上方的氣態冷媒上升空間B2和排氣空間BI。側擋液板33上可以僅設置透氣缺口 33a或透氣孔33c，也可以兩者同時設置，當兩者同時設置時，可以在側擋液板33與殼體10的內壁相連的外側邊上設置透氣缺口 33a，而在靠近出氣口 11的區域設置多個透氣孔33c，因透氣孔33c的面積較小，可以提升擋液的效果，防止液態冷媒從出氣口 11下方直接衝入出氣口 11進入壓縮機而造成液擊現象，以提高機組運行的可靠性和安全性。該全長型的透氣擋液板30 —方面可以防止液態冷媒經過蒸發器的出氣口 11進入到壓縮機中，另一方面又可以防止液態冷媒向一個方向晃動而使大部分換熱管未被液態冷媒淹沒的情況發生；而且，該透氣擋液板既能夠對液態冷媒的流動進行限制，又能夠保證液態冷媒中的氣體排出，進一步將液態冷媒與氣態冷媒分離，提高具有滿液式蒸發器的空調系統在船舶等搖擺環境中應用的安全性及穩定性。如圖4和圖5所示，由於液態冷媒在晃動時，邊緣處的液面高度變化最劇烈，所產生的波浪最大，為了降低液態冷媒邊緣處的晃動幅度，殼體10的內壁上設置有向殼體10的內壁上設置有沿殼體10的周向設置的擋液框50，該擋液框50設置在透氣擋液板30的下方並可以靠近液態冷媒的表面。擋液框50包括橫向擋液框51和縱向擋液框53，橫向擋液框51對稱設置在殼體10的兩端；縱向擋液框53沿殼體10的長度方向對稱地設置在殼體10的內壁上。橫向擋液框51和縱向擋液框53可以是一個整體，也可以是分體結構，當兩者是分體結構時，兩個橫向擋液框51與兩個縱向擋液框53又可以處於同一平面，也可以處於不同的平面上，並且兩者還可以採用不同的材料。縱向擋液框53的內側邊緣設置有向下傾斜的回流邊55。回流邊55與縱向擋液框53之間的夾角可以設置為135°。當液態冷媒晃動到擋液框50時，框可有效阻擋液面的進一步升高，同時，縱向擋液框53的回流邊55可以在最惡劣的搖擺環境下(橫搖45° )可引導晃動上來的液態冷媒沿此邊返回到蒸發器下部。為了進一步起到液、氣分離的目的，透氣擋液板30與擋液框50之間設置有氣液分離器40。該氣液分離器40包括疊置的氣液過濾網和不鏽鋼絲網，氣液過濾網和不鏽鋼絲網分別可以由多塊拼接形成，然後再焊接在殼體10內壁及殼體10兩端的管板15上，將蒸發器下部液態冷媒空間和頂部氣態冷媒空間有效分離，確保所有進入壓縮機吸氣管路的氣態冷媒均是被氣液過濾網過濾的，進一步確保壓縮機吸氣中不含液態冷媒。實際上，擋液框50、氣液分離器40以及透氣擋液板30層層遞進的組成了氣液分離屏障，擋液框50首先控制從下部格子空間晃動出來的液態冷媒的晃動幅度，氣液分離器40接下來對進入吸氣管路的冷媒進行氣液分離，確保氣態和液態製冷劑有效分離，透氣擋液板30是進入吸氣管路的冷媒的最後屏障，對氣態冷媒中殘存的液態冷媒進一步進行降速分離。通常，滿液式蒸發器的殼體10上還設置有進液口 13，為了防止液噴現象，進液口13的上方設置有均液板70，該均液板70上均勻地設置有多個通孔，這些通孔不宜太大，以免失去防止液噴的效果。均液板70的具體結構包括:正面均液板71，下表面與進液口 13的軸線垂直；側面均液板73，對稱地設置在正面均液板71的兩側並分別沿殼體10的徑向或切向傾斜地延伸至與殼體10的內壁相連。也就是說，均液板70的頂部為平板狀的正面均液板71，兩側為向下傾斜的側面均液板73。液態冷媒進入蒸發器後首先進入均液板70內部，再經過通孔進入均液板70上部的更大空間，此均液板可有效降低液態冷媒進入蒸發器後的速度，也能充分使得液態冷媒較均勻的進入上部空間，充分利用換熱管換熱面積。再如圖2所示，殼體10內還設置有多個沿殼體10的長度方向垂直地等距設置的換熱管支撐板60。一般換熱管左右布局，冷媒水左進右出也可右進左出。在由換熱管支撐板60分割成的各個區段內，設置一個或多個沿殼體10的長度方向延伸的分隔板90以使每個區段內形成至少兩個分隔區間，並且換熱管支撐板60和分隔板90均位於均液板70的上方，這樣，就將蒸發器內部分割為多個更小的分隔區間，各個分隔區間能在搖擺環境下可有效降低液態冷媒的擺動幅度，提高空調系統在晃動環境下的安全性和穩定性。實際上，換熱管支撐板60和分隔板90上均可以設置有多個均勻布置的通孔，以便於液態冷媒的流動，使得在環境較為穩定時保證各個分割區間內的冷媒均勻分布。經過上述幾個部分的綜合控制，滿液式蒸發器內部的液體冷媒在傾斜搖擺環境下的液面將得到有效控制，氣態冷媒將更加有效地與液態冷媒分離，進而可以確保空調系統的安全穩定運行。根據本實用新型的另一個方面，還提供了一種水冷式空調機組，該水冷式空調機組包括蒸發器，該蒸發器為上述滿液式蒸發器。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種滿液式蒸發器,包括: 殼體(10)； 出氣口(11)，設置在所述殼體(10)上； 其特徵在於， 所述殼體(10)內設置有與所述出氣口(11)相對的透氣擋液板(30)，所述透氣擋液板(30)的側邊與所述殼體(10)的內壁相連以形成位於所述透氣擋液板(30)上方的氣體腔(A)和位於所述透氣擋液板(30)下方的氣液混合腔(B)，且所述透氣擋液板(30)的橫截面以所述出氣口(11)的軸線為軸呈對稱狀。
2.根據權利要求1所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述透氣擋液板(30)包括: 主擋液板(31)，上表面與所述的軸線相垂直； 側擋液板(33)，設置在所述主擋液板(31)的兩側並分別與所述殼體(10)的內壁之間形成高於所述主擋液板(31)的排氣空間(BI)，所述氣液混合腔(B)包括所述排氣空間(BI)及低於所述主擋液板(31)的氣態冷媒上升空間(B2)，所述側擋液板(33)上設置有透氣缺口(33a)和/或透氣孔(33c)。
3.根據權利要求2所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述側擋液板(33)與所述殼體(10)相連的外側邊上形成有所述透氣缺口(33a)，所述側擋液板(33)位於所述出氣口(11)兩側的區域設置有所述透氣孔(33c)，所述主擋液板(31)上與所述出氣口(11)正對的區域設置有主透氣孔(31a)。
4.根據權利要求1所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述殼體(10)的內壁上設置有沿所述殼體(10)的周向設置的擋液框(50)，所述擋液框(50)設置在所述透氣擋液板(30)的下方。
5.根據權利要求4所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述擋液框(50)包括: 橫向擋液框(51)，對稱設置在所述殼體(10)的兩端； 縱向擋液框(53)，沿所述殼體(10)的長度方向對稱地設置在所述殼體(10)的內壁上，所述縱向擋液框(53 )的內側邊緣設置有向下傾斜的回流邊(55 )。
6.根據權利要求4所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述透氣擋液板(30)與所述擋液框(50 )之間設置有氣液分離器(40 )。
7.根據權利要求6所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述氣液分離器(40)包括疊置的氣液過濾網和不鏽鋼絲網。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述殼體(10)上還設置有進液口( 13)，所述進液口( 13)的上方設置有均液板(70)，所述均液板(70)上均勻地設置有多個通孔。
9.根據權利要求8所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述均液板(70)包括: 正面均液板(71)，下表面與所述進液口(13)的軸線垂直； 側面均液板(73)，對稱地設置在所述正面均液板(71)的兩側並分別沿所述殼體(10)的徑向或切向傾斜地延伸至與所述殼體(10)的內壁相連。
10.根據權利要求8所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述殼體(10)內還設置有: 多個換熱管支撐板(60)，與所述殼體(10)的長度方向垂直地等距設置； 分隔板(90)，沿所述殼體(10)的長度方向設置在由所述換熱管支撐板(60)分割成的各個區段內，以使每個所述區段形成至少兩個分隔區間。
11.根據權利要求10所述的滿液式蒸發器，其特徵在於，所述換熱管支撐板(60)和所述分隔板(90)上均設置有多個均勻布置的通孔，且所述換熱管支撐板(60)和所述分隔板(90)均位於所述均液板(70)的上方。
12.—種水冷式空調機組，其特徵在於，包括蒸發器，所述蒸發器為權利要求1至11中任一項所 述的滿液式蒸發器。
專利摘要本實用新型提供了一種滿液式蒸發器及具有該蒸發器的水冷式空調機組。滿液式蒸發器包括殼體；出氣口，設置在殼體上；殼體內設置有與出氣口相對的透氣擋液板，透氣擋液板的側邊與殼體的內壁相連以形成位於透氣擋液板上方的氣體腔和位於透氣擋液板下方的氣液混合腔，且透氣擋液板的橫截面以出氣口的軸線為軸呈對稱狀。本實用新型提供的滿液式蒸發器利用透氣擋液板防止滿液式蒸發器處於搖晃狀態時濺起的液態冷媒經過出氣口進入到壓縮機中，而且，透氣擋液板的橫截面以出氣口的軸線為軸呈對稱狀，能在搖晃狀態下保證處於氣液混合腔的氣體均勻地穿過透氣擋液板進入出氣口，提高具有滿液式蒸發器的空調系統在船舶等搖擺環境中應用的安全性及穩定性。
文檔編號F25B39/02GK203024507SQ201320023638
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月16日 優先權日2013年1月16日
發明者姜國璠, 張孝進, 劉華, 周江峰, 張治平, 李宏波 申請人:珠海格力電器股份有限公司