專利名稱：制冷機的冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷機的冷凝器，該冷凝器用于使在氣態(tài)制冷劑與冷卻水之間進行熱交換后的氣態(tài)制冷劑冷凝和液化。
圖7示出了設(shè)置在制冷機中的冷凝器的一個例子。如圖7所示，冷凝器包括一圓柱形容器1，容器中有數(shù)組以交錯方式設(shè)置的熱交換器管2。
熱交換器管2有兩組，其第一組包括向前側(cè)(第一通過組或第一組)管，與冷卻水入口3連通，而其另一組包括向后側(cè)(第二通過組或第二組)管，與冷卻水出口4連通。向前側(cè)熱交換器管設(shè)置在容器的較低部，而向后側(cè)熱交換器管設(shè)置在容器的較高部。從冷卻水入口3供應(yīng)的冷卻水經(jīng)過向前側(cè)熱交換器管到達一水室(未示出)，然后，冷卻水從水室經(jīng)過向后側(cè)熱交換器管返回，從冷卻水出口4排出。在此循環(huán)過程中，由壓縮機(未示出)引入容器1的氣態(tài)制冷劑，通過與冷卻水進行熱交換而被冷卻、冷凝和液化。需要指出，液化了的制冷劑被供給一蒸發(fā)器(未示出)。
但是，產(chǎn)生這樣一個問題，由于熱交換器管在上述冷凝器中稠密地設(shè)置，冷凝的液態(tài)制冷劑被引入容器的氣態(tài)制冷劑的供給壓力促使其沿?zé)峤粨Q器管向容器的左右側(cè)運動，而冷凝后的液態(tài)制冷劑總是聚集在設(shè)置在容器較下部的向前側(cè)熱交換器管的左右端部。當(dāng)冷凝的液態(tài)制冷劑環(huán)繞第二組熱交換器管聚集時，環(huán)繞熱交換器管聚集的厚冷凝液體層使管的熱阻增加，并使冷凝器的冷卻性能降低。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的之一在于消除冷凝了的液態(tài)制冷劑環(huán)繞熱交換器管聚集與集中，并為制冷機提供一種制冷性能得到改進的冷凝器。
本發(fā)明提供一種制冷機的冷凝器，該冷凝器包括一容器，氣態(tài)制冷劑被引入此容器中，設(shè)置在所述容器中的一組熱交換器管，用于使氣態(tài)制冷劑借助于所述氣態(tài)制冷劑與在熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換而冷凝和液化，其中，一個或數(shù)個空閑的空間沿垂直方向取向，在設(shè)置熱交換器管的區(qū)域內(nèi)形成，以避免液態(tài)制冷劑環(huán)繞第二組熱交換器管聚集。并加速氣態(tài)制冷劑的流入。
在上述制冷機的冷凝器中，此空閑空間設(shè)置成貫穿設(shè)置熱交換器管區(qū)域的橫截面。
在上述制冷機的冷凝器中，當(dāng)從容器的橫截面觀察時，此空閑空間從容器中設(shè)置熱交換器管的底部區(qū)域直至設(shè)置熱交換器管的上部區(qū)域垂直形成。
本發(fā)明為制冷機提供另一形式的冷凝器，該冷凝器包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入此容器中；一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器中，用于借助于在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換而使氣態(tài)制冷劑冷凝與液化，其中，數(shù)個多孔板設(shè)置在所述容器的內(nèi)周邊表面，用于引導(dǎo)所述氣態(tài)制冷劑沿所述容器的內(nèi)表面流向熱交換器管組的所述管組。
本發(fā)明為制冷機提供又一形式的冷凝器，該冷凝器包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入此容器中；一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器中，用于借助于在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換而使氣態(tài)制冷劑冷凝與液化，其中，所述熱交換器管等距設(shè)置，設(shè)置在下部的所述熱交換器管用于供給所述冷卻水，設(shè)置在上部的所述熱交換器管用于排出所述冷卻水，通過使容器的上部區(qū)域小于容器的下部區(qū)域，使設(shè)置在容器所述上部的熱交換器管的數(shù)目少于設(shè)置在容器所述下部的熱交換器管的數(shù)目。
本發(fā)明為制冷機提供又一形式的冷凝器，該冷凝器包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入此容器中；一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器中，用于借助于在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換而使氣態(tài)制冷劑冷凝與液化，其中，設(shè)置在下部的所述熱交換器管用于供給所述冷卻水，設(shè)置在上部的所述熱交換器管用于排出所述冷卻水，通過使在容器上部熱交換器管的間距大于設(shè)置在容器下部的熱交換器管的間距，使設(shè)置在容器所述上部的熱交換器管的數(shù)目少于設(shè)置在容器所述下部的熱交換器管的數(shù)目。


圖1示出了一種制冷機的結(jié)構(gòu)原理。此制冷機包括冷凝器10，用于通過在冷卻水與氣態(tài)制冷劑之間進行熱交換而使制冷劑冷凝和液化；膨脹閥11，用于使被冷凝了的制冷劑減壓；蒸發(fā)器12，用于通過在被冷凝了的制冷劑與冷卻水之間進行熱交換而冷卻冷卻水；壓縮機13，用于在制冷劑蒸發(fā)與氣化之后向冷凝器供給制冷劑。需要指出，在上述蒸發(fā)器中被冷卻的水是用于冷卻建筑物。
圖2為沿圖1中II-II線剖切的剖面圖。如圖2所示，冷凝器包括一圓柱形容器14和數(shù)個熱交換器管15，此熱交換器管在容器14中成束設(shè)置。
熱交換器管用于讓冷卻水從中流動，并沿容器14的縱向(垂直于圖2之紙面方向)設(shè)置。熱交換器管15有兩組，一組為向前側(cè)或第一組熱交換器管，與冷卻水入口16連通，另一組為向后側(cè)或第二組熱交換器管，與冷卻水出口17連通，在向前側(cè)熱交換器管15中冷卻水的流動方向與在向后側(cè)熱交換器管15中冷卻水的流動方向不同。
如橫截面圖2所示，根據(jù)本發(fā)明，冷凝器10中設(shè)置了空閑空間18。此空閑空間18垂直穿過設(shè)置熱交換器管的區(qū)域，此空間18將熱交換器管分成左組和右組。需要指出，上述空閑空間18可通過將通常設(shè)置在此部位的熱交換器管抽出而形成。因此此空間今后稱為“抽取列”。
根據(jù)本實施例的冷凝器的冷凝性能可得到改善，這是借助于設(shè)置了抽取列，可通過防止冷凝液體(液態(tài)制冷劑)在設(shè)置在容器中央部的熱交換器管集中和聚集而實現(xiàn)的。
此外，設(shè)置抽取列改善了冷凝器的冷凝性能，這是通過加速在熱交換器管15間氣態(tài)制冷劑的供給而實現(xiàn)的。
雖然在上述實施例中只設(shè)置了一個抽取列，也可設(shè)置兩個或更多個抽取列，這可通過將抽取列以恒定間距通過容器(未示出)的上部和下部設(shè)置。在此情況下，對于每10列熱交換器管，最好使抽取列的寬度對應(yīng)于一至三列熱交換器管15。
如上所述設(shè)置數(shù)條抽取列，借助于減少被冷凝的制冷劑在容器中的聚集，有可能使熱交換器管的熱交換性能改善，且熱交換性能通過加速氣態(tài)制冷劑的供給得以進一步改善。
圖3示出了本發(fā)明另一實施例的橫截面，其中，三個抽取列19設(shè)置在設(shè)置熱交換器管15的區(qū)域，從此區(qū)域的底部延伸至上部。如圖3所示，抽取列并未到達設(shè)置熱交換器管15區(qū)域的頂部，因為冷凝了的制冷劑很可能并不聚集在設(shè)置在區(qū)域上部的熱交換器管15周圍，這是由于冷凝了的制冷劑在重力作用下下降到容器14的下部。
根據(jù)本實施例建立抽取列改善了冷凝器的效率，這種改善對補償由于減少熱交換器管的數(shù)目而帶來的熱交換效率的降低是綽綽有余的。
在抽取列19的上側(cè)，最好留兩排熱交換器管15。當(dāng)然，在此實施例中，每一抽取列19可通過抽取三排以下或多于三排熱交換器管而形成。
圖4示出了本發(fā)明的另一實施例。根據(jù)此實施例的冷凝器10除熱交換器管外還包括兩個多孔板20，該多孔板設(shè)置在容器14內(nèi)表面中央部的左右兩側(cè)，多孔板在容器14內(nèi)表面設(shè)置成沿容器14縱向方向(垂直于圖4中的紙平面)水平突起。
根據(jù)此實施例，由于一部分沿容器14的內(nèi)表面循環(huán)的制冷劑蒸汽被多孔板引導(dǎo)并進入容器14的中心部，而氣態(tài)制冷劑被引入熱交換器管的中心部有助于制冷劑的有效液化和液態(tài)制冷劑從容器的有效排出，避免了容器中液態(tài)制冷劑的聚集。結(jié)果，容器14中冷凝的液態(tài)制冷劑的聚集得以減少，換言之，在熱交換器管上形成的液態(tài)制冷劑層的厚度可以減小，于是冷凝器的整個熱傳遞效率得以提高。還應(yīng)當(dāng)指出，上述多孔板可加在圖2和3中的容器14上。
圖5示出了本發(fā)明的另一實施例。在根據(jù)此實施例的冷凝器10中，屬于第一通過組的熱交換器管的數(shù)目增加了，如圖1所示，這組熱交換器管設(shè)置在容器14較下部，與冷卻水入口16連通，而屬于第二通過組的熱交換器管的數(shù)目減少了，如圖1所示，這組熱交換器管設(shè)置在容器14上部，與冷卻水出口17連通。
就是說，在此實施例中，全部熱交換器管15按等距設(shè)置，而設(shè)置第二組熱交換器管的區(qū)域小于設(shè)置第一組熱交換器管的區(qū)域。因此，設(shè)置在上部的第二組熱交換器管的數(shù)目小于設(shè)置在下部的第一組熱交換器管的數(shù)目。
根據(jù)本實施例，在設(shè)置第一組熱交換器管上部區(qū)域形成的冷凝液體的量減少，于是墜落在設(shè)置在安裝熱交換器管區(qū)域下部的熱交換器管上的冷凝液態(tài)制冷劑的量也減少。
因此，設(shè)置在容器下部的熱交換器管的熱傳遞特性的降低可得到抑制，而最終冷凝器的總體熱傳遞特性得以改善。
圖6示出了本發(fā)明另一實施例。在根據(jù)此實施例的冷凝器10中，設(shè)置在容器上部的第二組熱交換器管的數(shù)目減少了，這是通過將第二組熱交換器管間的間距增加1.1至3倍實現(xiàn)的。
在根據(jù)此實施例的冷凝器10中，由于第二組熱交換器管的數(shù)目減少，墜落在設(shè)置在容器下部熱交換器管上的液態(tài)制冷劑的量減少，熱交換器管熱傳遞特性的降低得以抑制，這導(dǎo)致冷凝器總體熱傳遞效率的增加。
值得指出，盡管上述實施例中熱交換器管是交錯設(shè)置，本發(fā)明也可用于熱交換器管設(shè)置成花格形橫截面的容器中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明制冷機的一種冷凝器，由于一個或數(shù)個空閑空間在設(shè)置熱交換器管的區(qū)域形成，可避免液態(tài)制冷劑聚集在上述空閑空間，這可改善冷凝器的冷凝性能。
根據(jù)本發(fā)明制冷機的另一冷凝器，兩個多孔板設(shè)置在冷凝器容器內(nèi)表面，用于引導(dǎo)氣態(tài)制冷劑沿容器內(nèi)表面流至熱交換器管組的中部。由于將氣態(tài)制冷劑引導(dǎo)至熱交換器管組的中部，加速氣態(tài)制冷劑的液化和液態(tài)制冷劑從容器排出，這樣，通過消除液態(tài)制冷劑在熱交換器管間的空隙處聚集使冷凝器的熱傳遞效率提高。
根據(jù)本發(fā)明制冷機的又一冷凝器，設(shè)置在容器上部的向后側(cè)熱交換器管的數(shù)目制成小于設(shè)置在容器下部的向前側(cè)熱交換器管的數(shù)目。因此，由第二組熱交換器管形成的液態(tài)制冷劑的量減少，這就使得墜落在向前側(cè)熱交換器管上的液態(tài)制冷劑的量減少，由于氣態(tài)制冷劑與冷卻水之間的溫差較大，向前側(cè)熱交換器管的熱交換率比向后側(cè)熱交換器管的高，這樣整個熱交換器管的熱傳遞效率得以提高。
此外，根據(jù)本發(fā)明制冷機的又一冷凝器，設(shè)置在容器上部的向后側(cè)熱交換器管的節(jié)距比設(shè)置在容器下部的向前側(cè)熱交換器管的節(jié)距大。因此，熱傳遞效率得以提高，這是由于液態(tài)制冷劑容器上部的液態(tài)制冷劑的形成減少，這些液態(tài)制冷劑墜落在容器下部熱交換器管上。
權(quán)利要求
1.一種制冷機的冷凝器，其包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入其中；和一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于通過在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換，使氣態(tài)制冷劑冷凝和液化；其中，在其一橫截面視圖中，在設(shè)置所述熱交換器管的一區(qū)域，沿垂直方向形成一個或數(shù)個空閑空間，用于防止液態(tài)制冷劑環(huán)繞所述熱交換器管聚集，并加速氣態(tài)制冷劑的流入。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷機的冷凝器，其中，所述空閑空間制成貫穿設(shè)置熱交換器管的橫截面區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的制冷機的冷凝器，其中，所述空閑空間在橫截面視圖中沿垂直方向制成，此空閑空間從設(shè)置熱交換器管的區(qū)域的底部開始直至該區(qū)域的上部。
4.一種制冷機的冷凝器，其包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入其中；和一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于通過在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換，使氣態(tài)制冷劑冷凝和液化；其中，數(shù)個多孔板安裝在所述容器的內(nèi)周邊表面，用于引導(dǎo)所述氣態(tài)制冷劑沿所述容器內(nèi)表面進入熱交換器組的所述組。
5.一種制冷機的冷凝器，其包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入其中；和一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于通過在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換，使氣態(tài)制冷劑冷凝和液化；其中，所述熱交換器管以等間距設(shè)置，設(shè)置在較低區(qū)域的一組熱交換器管用于向前供給所述冷卻水，而設(shè)置在上部的另一組熱交換器管用于使所述冷卻水向后返回，設(shè)置在所述上部區(qū)域的熱交換器管的數(shù)目小于設(shè)置在所述下部區(qū)域的熱交換器管的數(shù)目，這是借助于使所述上部區(qū)域小于所述下部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的。
6.一種制冷機的冷凝器，其包括容器，氣態(tài)制冷劑被引入其中；和一組熱交換器管，設(shè)置在所述容器內(nèi)，用于通過在所述氣態(tài)制冷劑與在所述熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換，使氣態(tài)制冷劑冷凝和液化；其中，設(shè)置在較低區(qū)域的一組熱交換器管用于向前供給所述冷卻水，而設(shè)置在上部的另一組熱交換器管用于使所述冷卻水向后返回，設(shè)置在所述上部區(qū)域的熱交換器管的數(shù)目小于設(shè)置在所述下部區(qū)域的熱交換器管的數(shù)目，這是借助于使設(shè)置在所述上部區(qū)域的熱交換器管之間的間距大于在所述下部區(qū)域的熱交換器管間的間距實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制冷機用冷凝器,此冷凝器可通過消除在制冷劑容器中冷凝了的制冷劑聚集而改善冷凝特性。此冷凝器包括容器14和設(shè)置在容器中的熱交換器管15,該熱交換器管用于冷凝和液化氣態(tài)制冷劑,這是通過氣態(tài)制冷劑與在熱交換器管中循環(huán)的冷卻水之間進行熱交換實現(xiàn)的。冷凝器設(shè)置成使聚集的液態(tài)制冷劑通過在設(shè)置熱交換器管的區(qū)域內(nèi)形成的一個或數(shù)個空間移去。
文檔編號F25B39/04GK1352373SQ0113718
公開日2002年6月5日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者入谷陽一郎, 川田章廣, 白方芳典, 關(guān)亙, 廣川浩司 申請人:三菱重工業(yè)株式會社