热交换器的制造方法
【专利摘要】一种热交换器(1)适用于蒸汽压缩系统中，并且包括壳(10)、分配部分(20)、管束(30)和水槽部分(40)。壳(10)具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线(C)。分配部分(20)被构造和配置成分配制冷剂。管束(30)包括多个传热管(31)，这些传热管(31)配置在分配部分(20)的下方，以使从分配器排放的制冷剂被供应到管束(30)上。传热管(31)大致平行于纵向中心轴线(C)延伸。水槽部分(40)在至少一个传热管的下方、与纵向中心轴线(C)大致平行地延伸，以将制冷剂积聚在其中。当沿着垂直于纵向中心轴线(C)的水平方向观察时，水槽部分(40)与至少一个传热管(31)至少部分地重叠。
【专利说明】热交换器
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及一种适用于蒸汽压缩系统中的热交换器。更具体来说，本发明涉及一种热交换器，该热交换器包括在传热管中的至少一个的下方延伸的水槽部分以将制冷剂积聚在该水槽部分中。
【背景技术】
[0002]蒸汽压缩制冷是在大型建筑物等的空调中最常用的方法。常规蒸汽压缩制冷系统通常设有蒸发器，该蒸发器为热交换器，其允许制冷剂在从穿过蒸发器的所要冷却的液体中吸热的同时从液体蒸发为蒸汽。一种类型的蒸发器包括管束，该管束具有多个水平延伸的传热管，所要冷却的液体通过上述传热管循环，并且管束被容纳在圆柱形壳内侧。已知有几种方法能使制冷剂在这种类型的蒸发器中蒸发。在满液式蒸发器(英文=Hoodedevaporator)中，壳填充有液体制冷剂,且传热管被浸没在液体制冷剂的池中，以使液体制冷剂沸腾和/或蒸发为蒸汽。在降膜式蒸发器(英文:falling film evaporator)中，液体制冷剂从上方沉积到传热管的外表面上，从而沿着传热管的外表面形成液体制冷剂的层或薄膜。来自传热管壁的热通过对流和/或传导经由液体膜传递到蒸汽-液体界面处，在该蒸汽-液体界面处一部分的液体制冷剂会蒸发，进而使热从在传热管内侧流动的水中移除。没有蒸发的液体制冷剂在重力的作用下从位于上方位置的传热管朝向位于下方位置的传热管竖直落下。还有混合降膜式蒸发器(hybrid falling film evaporator),其中，液体制冷剂沉积到管束中的某些传热管的外表面上，而管束中的其它传热管被浸没到在壳底部处收集的液体制冷剂中。
[0003]尽管满液式蒸发器表现出高传热性能，但是，满液式蒸发器由于传热管被浸没在液体制冷剂的池中，因此需要大量的制冷剂。随着具有更低全球变暖潜能的新型且高成本的制冷剂(诸如R1234ze或R1234yf)近期发展，希望减少在蒸发器中的制冷剂充注。降膜式蒸发器的主要优点在于在减少制冷剂充注的同时确保了良好的传热性能。因此，降膜式蒸发器具有巨大的潜力，以替代大型制冷系统中的满液式蒸发器。
[0004]美国专利N0.5，839，294公开了一种混合降膜式蒸发器，其具有以满液模式操作的部段和以降膜模式操作的部段。更具体来说，在本公开中所揭示的蒸发器包括外壳，在管束中的多个水平传热管穿过该外壳。分配系统被设置成与管束中的传热管的最上方的水平面成覆盖关系，以使进入到壳内的制冷剂被分配到管的顶部上。液体制冷剂沿着传热管中每一个的外壁形成膜，在这些传热管中，部分液体制冷剂蒸发为蒸汽制冷剂。其余的液体制冷剂收集在壳的下部中。在稳态操作中，在外壳内的液体制冷剂的液位维持在一液位上，以使靠近壳的下端的水平传热管的至少25%被浸没到液体制冷剂中。因此，在本公开中，蒸发器以壳的下部段中的传热管在满液式传热模式下操作，而没有浸没于液体制冷剂中的传热管在降膜式传热模式下操作的方式运转。
[0005]美国专利N0.7，849，710公开了一种降膜式蒸发器，其中收集在蒸发器壳的下部中的液体制冷剂被再循环。更具体来说，在本公开中公开的蒸发器包括具有管束的壳，其中多个传热管在壳中基本上水平地延伸。进入壳中的液体制冷剂从分配器导向至传热管。液体制冷剂沿着传热管中每一个的外壁形成膜，在每一个传热管中部分液体制冷剂被蒸发为蒸汽制冷剂。其余液体制冷剂收集在壳的下部中。在本公开中，设置泵或喷射器以抽吸在壳的下部中收集的液体制冷剂，以使液体制冷剂从壳的下部再循环到分配器。
【发明内容】
[0006]在如上文所提到的美国专利N0.5，839，294中所公开的混合降膜式蒸发器仍存在由于在壳底部处存在满液部段，因此需要充注相对大量的制冷剂这样的问题。另一方面，利用在美国专利N0.7，849，710中公开的、将收集的液体制冷剂从壳的下部再循环到分配器的蒸发器，在蒸发器性能波动造成干斑形成的情况下，需要过量的循环制冷剂来使传热管上的干斑再湿润。此外，当蒸汽压缩系统中的压缩机利用润滑油(制冷剂油)时，由于油的挥发性弱于制冷剂，因此，从压缩机迁移到蒸汽压缩系统的制冷剂回路内的油倾向于积聚在蒸发器中。因而，利用如在美国专利N0.7，849，710中公开的制冷剂再循环系统，油会与液体制冷剂一起在蒸发器内再循环，这会导致在蒸发器中循环的液体制冷剂中产生高浓度的油。因此，使蒸发器的性能降级。
[0007]鉴于上文所述，本发明的一个目的在于提供一种热交换器，其可以减小制冷剂充注量，同时确保热交换器良好的性能。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种热交换器，其将从压缩机迁移到蒸汽压缩系统的制冷回路内的制冷剂油积聚并且将该制冷剂油排放到蒸发器外侧。
[0009]根据本发明一方面的交换器适用于蒸汽压缩系统中，并且包括壳、分配部分、管束和水槽部分。壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线。分配部分配置在壳的内侧，并且被构造和配置成分配制冷剂。管束包括多个传热管，这些传热管配置在位于分配部分下方的壳的内侧，以使从分配器排放的制冷剂被供应到管束上。传热管大致平行于壳的纵向中心轴线延伸。水槽部分在至少一个传热管的下方、与壳的纵向中心轴线大致平行地延伸，以将制冷剂积聚在其中。当沿着垂直于壳的纵向中心轴线的水平方向观察时，水槽部分与至少一个传热管至少部分地重叠。
[0010]根据本发明的另一方面的交换器适用于蒸汽压缩系统中，并且包括壳、分配部分、管束和水槽部分。壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线。分配部分配置在壳的内侦牝并且被构造和配置成分配制冷剂。管束包括多个传热管，这些传热管配置在位于分配部分下方的壳的内侧，以使从分配器排放的制冷剂被供应到管束上。传热管大致平行于壳的纵向中心轴线延伸。水槽部分在至少一个传热管中的下方、与壳的纵向中心轴线大致平行地延伸，以使当热交换器在正常条件下操作时，该至少一个传热管的至少一部分浸没于在水槽部分中积聚的制冷剂中。
[0011]通过结合附图公开了优选实施例的下文的详细描述，本领域技术人员应当知晓本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]现参照附图，其构成本原始公开内容的一部分:
[0013]图1是包括根据本发明第一实施例的热交换器的蒸汽压缩系统的简化整体立体图；
[0014]图2是示出包括根据本发明第一实施例的热交换器的蒸汽压缩系统的制冷回路的框图。
[0015]图3是根据本发明第一实施例的热交换器的简化立体图；
[0016]图4是根据本发明第一实施例的热交换器的内部结构的简化立体图；
[0017]图5是根据本发明第一实施例的热交换器的内部结构的分解图；
[0018]图6是沿着图3中的剖面线6-6’截取的、根据本发明第一实施例的热交换器的简化纵剖视图；
[0019]图7是沿着图3中的剖面线7-7’截取的、根据本发明第一实施例的热交换器的简化横剖视图；
[0020]图8是根据本发明第一实施例的配置在图7的区域X中的传热管和水槽部分的放大示意剖视图，其示出了热交换器正使用的状态；
[0021]图9是根据本发明第一实施例的传热管以及水槽部分的一个水槽部段的放大剖视图；
[0022]图10是沿着图9中的箭头10的方向观察到的、根据本发明第一实施例的传热管和水槽部段的局部侧视图；
[0023]图1lA是根据本发明第一实施例的总传热系数与水槽部分和传热管间的重叠距离之间的关系的图，并且，图1lB至图1lD是用于绘制图1lA所示的图的样品的简化剖视图；
[0024]图12是热交换器的简化横剖视图，其示出了根据本发明第一实施例的管束和水槽部分的配置的第一改进例；
[0025]图13是热交换器的简化横剖视图，其示出了根据本发明第一实施例的管束配置的第二改进例；
[0026]图14是根据本发明第一实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束配置的第三改进例；
[0027]图15是根据本发明第一实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束配置的第四改进例；
[0028]图16是根据本发明第一实施例的、配置在图15的区域Y中的传热管和水槽部分的放大示意剖视图，其示出了热交换器正使用的状态；
[0029]图17是根据本发明第一实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束和水槽部分的配置的第五改进例；
[0030]图18是根据本发明第一实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束和水槽部分的配置的第六改进例；
[0031]图19是根据本发明第二实施例的热交换器的简化横剖视图；
[0032]图20是根据本发明第三实施例的热交换器的简化横剖视图；
[0033]图21是根据本发明第三实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束和水槽部分的配置的第一改进例；
[0034]图22是根据本发明第三实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束和水槽部分的配置的第二改进例；
[0035]图23是根据本发明第三实施例的热交换器的简化横剖视图，其示出了管束和水槽部分的配置的第三改进例；
[0036]图24是根据本发明的第四实施例的热交换器的简化横剖视图；以及
[0037]图25是根据本发明第四实施例的热交换器的简化纵剖视图。
【具体实施方式】
[0038]现将参考附图对本发明的选定实施例进行说明。对于本领域技术人员来说，从本公开内容中应当知晓本发明的实施例的下文描述仅仅是用于说明且并不旨在限制本发明，本发明由所附的权利要求和其等效物所限定。
[0039]首先，参照图1和图2，对包括根据第一实施例的热交换器的蒸汽压缩系统进行说明。如在图1中看出，根据第一实施例的蒸汽压缩系统为致冷器，该致冷器可用在加热、通风和空调(HVAC)系统中，作为大型建筑物等的空调。第一实施例的蒸汽压缩系统被配置和配置成经由蒸汽-压缩制冷循环从所要冷却的液体中移除热(例如，水、乙烯、乙二醇、氯化隹丐齒水等)。
[0040]如图1和图2所示，蒸汽压缩系统包括以下四个主要部件:蒸发器1、压缩机2、冷凝器3和膨胀装置4。
[0041]蒸发器I为热交换器，当循环制冷剂在蒸发器I中蒸发时，上述热交换器从经过蒸发器I的所要冷却的液体(在本实例中为水)中移除热，以降低水的温度。进入蒸发器I的制冷剂为两相气体/液体状态。液体制冷剂在从水中吸热时蒸发为蒸汽制冷剂。
[0042]低压、低温蒸汽制冷剂从蒸发器I排放并通过抽吸进入压缩机2。在压缩机2中，蒸汽制冷剂被压缩成更高压力、更高温度的蒸汽。压缩机2可以是任何类型的常规压缩机，例如离心压缩机、涡旋压缩机、往复式压缩机、螺旋压缩机等。
[0043]接着，高温、高压蒸汽制冷剂进入冷凝器3，冷凝器3是从蒸汽制冷剂移除热以使其从气态冷凝为液态的另一热交换器。冷凝器3可以是空气冷却型、水冷却型或者任何合适类型的冷凝器。热会使经过冷凝器3的冷却水或空气的温度升高，且热由冷却水或空气携带而被排出到系统外部。
[0044]冷凝的液体制冷剂然后经过膨胀装置4进入，在该膨胀装置4中，制冷剂经历压力突然降低。膨胀装置4可以像限流孔板那样简单或者像电子调制热膨胀阀那样复杂。突然压力降低导致液体制冷剂局部蒸发，由此进入蒸发器I的制冷剂为两相的气体/液体状态。
[0045]在蒸汽压缩系统中使用的制冷剂的某些示例为氢氟烃(HFC)基制冷剂，例如R-410A、R-407C和R_134a ;氢氟-烯烃(HFO);不饱和HFC基制冷剂，例如R_1234ze和R-1234yf ;天然制冷剂，例如R-717和R-718，或者任何其它合适类型的制冷剂。
[0046]蒸汽压缩系统包括控制单元5，该控制单元5可操作地联接到压缩机2的驱动机构以控制蒸汽压缩系统的运行。
[0047]对于本领域技术人员而言，从本公开中应当知晓常规压缩机、冷凝器和膨胀装置可分别用作压缩机2、冷凝器3和膨胀装置4以便执行本发明。换言之，压缩机2、冷凝器3和膨胀装置4为本领域中公知的常规部件。由于压缩机2、冷凝器3和膨胀装置4是本领域技术中公知的，这些结构将不在本文中更详细地讨论或示出。蒸汽压缩系统可以包括多个蒸发器1、压缩机2和/或冷凝器3。
[0048]现参照图3至图5，将对作为根据第一实施例的热交换器的蒸发器I的详细结构进行说明。如图3和图6所示，蒸发器I包括壳10，该壳10具有大致圆柱形状，该圆柱形状具有大体上在水平方向上延伸的纵向中心轴线C(图6)。壳10包括连接集管构件13和返回集管构件14，其中，上述连接集管构件13限定了进水腔室13a和出水腔室13b，上述返回集管构件14限定了水腔室14a。连接集管构件13和返回集管构件14固定地联接到壳10的圆柱形主体的纵向末端。进水腔室13a和出水腔室13b由水折流板13c分隔。连接集管构件13包括进水管路15和出水管路16，水经过进水管路15进入壳10，并经过出水管路16从壳10排出。如图3和图6所示，壳10还包括制冷剂进入管路11和制冷剂排出管路12。制冷剂进入管路11经由供给管道6(图7)而与膨胀装置4流体连接，以将两相制冷剂引入到壳10内。膨胀装置4可以直接联接在制冷剂进入管路11上。在两相制冷剂中的液体组分沸腾和/或在蒸发器I中蒸发并且随着从经过蒸发器I的水中吸热而经历从液态到气态的相变。蒸汽制冷剂从制冷剂排出管路12通过抽吸而吸取到制冷剂排出管路12中。
[0049]图4是示出容纳在壳10中的内部结构的简化立体图。图5是图4所示的内部结构的分解图。如图4和图5所示，蒸发器I基本上包括制冷部分20、管束30和水槽部分40。蒸发器I优选地还包括如图7所示的折流板构件50，但为了简要起见在图4至图6中省略了折流板构件50的图示。
[0050]分配部分20被构造和配置成用作气体-液体分离器和制冷剂分配器。如图5所示，分配部分20包括进入管路部分21、第一托盘部分22和多个第二托盘部分23。
[0051]如图6所示，进入管路部分21大致平行于壳10的纵向中心轴线C延伸。进入管路部分21流体连接到壳10的制冷剂进入管路11，以使两相制冷剂经由制冷剂进入管路11被引入到进入管路部分21内。进入管路部分21包括沿着进入管路部分21的纵向长度配置的多个开口 21a用于排放两相制冷剂。当从进入管路部分21的开口 21a排放两相制冷剂时，从进入管路部分21的开口 21a排放的两相制冷剂的液体组分由第一托盘部分22接收。另一方面，两相制冷剂的蒸汽组分向上流动并且撞击图7所示的折流板构件50，以使夹带在蒸汽中的液滴被折流板构件50捕获。由折流板构件50所捕获的液滴沿着折流板构件50的斜表面朝向第一托盘部分22引导。折流板构件50可以构造为板构件、网孔等。蒸汽组分沿着折流板构件50向下流动，然后向上朝向排出管路12改变其方向。蒸汽制冷剂经由排出管路12朝向压缩机2排放。
[0052]如图5和图6所示，第一托盘部分22大致平行于壳10的纵向中心轴线C延伸。如图7所示，第一托盘部分22的底面配置在进入管路部分21的下方，以接收从进入管路部分21的开口 21a排放的液体制冷剂。在第一实施例中，如图7所示，进入管路部分21配置在第一托盘部分22内，从而在第一托盘部分22的底面与进入管路部分21之间不形成竖直间隙。换言之，在第一实施例中，如图6所示，当沿着垂直于壳10的纵向中心轴线C的水平方向观察时，进入管路部分21的大部分与第一托盘部分22重叠。由于可以减小积聚于第一托盘部分22中的液体制冷剂的总体积，同时维持积聚于第一托盘部分22中的液体制冷剂的液位(高度)相对较高，因此，这种配置是有利的。替代地，进入管路部分21和第一托盘部分22可以配置成在第一托盘部分22的底面与进入管路部分21之间形成较大的竖直间隙。进入管路部分21、第一托盘部分22和折流板构件50优选地联接在一起，且从上方在壳10的上部中以合适方式悬挂。
[0053]如图5和图7所示，第一托盘部分22具有多个第一排放孔口 22a，积聚于其中的液体制冷剂向下排放。从第一托盘部分22的第一排放孔口 22a排放的液体制冷剂由配置于第一托盘部分22下方的第二托盘部分23中的一个接收。
[0054]如图5和图6所示，第一实施例的分配部分20包括三个相同的第二托盘部分23。第二托盘部分23沿着壳10的纵向中心轴线C并排对准。如图6所示，三个第二托盘部分23的总纵向长度基本上与如图6所示的第一托盘部分22的纵向长度相同。如图7所示，第二托盘部分23的横向宽度设定成大于第一托盘部分22的横向宽度,从而使第二托盘部分23在管束30的基本上整个宽度上延伸。第二托盘部分23被配置成使得积聚于第二托盘部分23中的液体制冷剂并不在第二托盘部分23之间连通。如图5和图7所示，第二托盘部分23中的每一个具有多个第二排放孔口 23a，液体制冷剂从多个第二排放孔口 23a向下朝向管束30排放。
[0055]通过本公开，本领域技术人员应当理解，分配部分20的结构和构造并不局限于在本文中所公开的结构和构造。用于将液体制冷剂向下分配到管束30的任何常规结构可以用于实现本发明。例如，利用喷嘴和/或喷射树管的常规分配系统可以用作分配部分20。换言之，与降膜式蒸发器相容的任何常规分配系统可用作分配部分20以实现本发明。
[0056]管束30配置在分配部分20的下方，以使从分配部分20排放的液体制冷剂被供应到管束30上。如图6所示，管束30包括大致平行于壳10的纵向中心轴线C延伸的多个传热管31。传热管31由诸如金属等具有高热导率的材料制成。传热管31优选地设置有内部凹槽和外部凹槽以进一步促进制冷剂与在传热管31内侧流动的水之间的热交换。包括内部凹槽和外部凹槽的这种传热管是本领域中所公知的。例如，由Hitachi Cable Ltd.提供的Thermoexel-E管可以用作本实施例的传热管31。如图5所示，传热管31由多个竖直延伸的支承板32支承，该支承板32固定地联接到壳10。在第一实施例中，管束30被配置成形成两通道系统，其中传热管31被分成配置于管束30下部的供给线组和配置于管束30上部的返回线组。如图6所示，在供给线组中的传热管31的进入端经由连接集管构件13的进水腔室13a而与进水管路15流体连接，以使进入蒸发器I的水被分配到供给线组中的传热管31。在供给线组中的传热管31的排出端和返回线管的传热管31的进入端与返回集管构件14的水腔室14a流体连通。因此，在供给线组中的传热管31内侧流动的水被排放到水腔室14a内，并被再分配到返回线组中的传热管31内。在返回线组中的传热管31的排出端经由连接集管构件13的出水腔室13b与出水管路16流体连通。因此，在返回线组中传热管31内侧流动的水经过出水管路16而离开蒸发器I。在典型两通道蒸发器中，进入进水管路15的水的温度可以为大约54 T (大约12°C )，而水在离开出水管路16时被冷却到大约44 T (大约7V )。尽管在本实施例中蒸发器I被配置成水在蒸发器I的相同侧进入和排出的两通道系统，但对于本领域技术人员来说，从本公开内容中应当知晓能使用其它常规系统，诸如单通道或三通道系统。此外，在两通道系统中，返回线组可以配置于供给线组下方或是与供给线组并排配置，以代替本文所示的配置。
[0057]将参照图7来解释根据第一实施例的蒸发器I的传热机构的详细布置。图7是沿着图3中的剖面线7-7’截取的蒸发器I的简化横剖视图。
[0058]如上文所描述，呈两相状态的制冷剂通过供给管道6经由入口管路11供给到分配部分20的进入管路部分21。在图7中，示意地示出了在制冷剂回路中的制冷剂流动，并且为了简要起见省略了进入管路11。供给到分配部分20的制冷剂的蒸汽组分与分配部分20的第一托盘部段22中的液体组分分离并且通过排出管路12离开蒸发器I。另一方面，两相制冷剂的液体组分积聚在第一托盘部分22中，接着积聚在第二托盘部分23中，并且从第二托盘部分23的排放孔口 23a向下朝向管束30排放。
[0059]如图7所示，第一实施例的管束30包括降膜区域F和积聚区域A。在降膜区域F中的传热管31被构造且配置成进行从分配部分20分配的液体制冷剂的降膜式蒸发。更具体来说，在降膜区域F中的传热管31被配置成使从分配部分20分配的液体制冷剂沿着传热管31中的每一个的外壁形成层(或膜)，其中液体制冷剂在从传热管31内侧流动的水中吸热时蒸发作为蒸汽制冷剂。如图7所示，降膜区域F中的传热管31被配置成当沿平行于壳10的纵向中心轴线C的方向观察时呈彼此平行地延伸的多个竖直列(如图7所示)。因此，在传热管31的列中每一个中，制冷剂在重力的作用下从一个传热管向另一传热管向下落下。传热管31的列相对于第二托盘部分23的第二排放开口 23a配置，以使从第二排放开口 23a排放的液体制冷剂沉积到这些列中每一个中的传热管31的最上部的传热管上。在第一实施例中，如图7所示，降膜区域F中的传热管31的列被配置为错列型式。在第一实施例中，在降膜区域F中的传热管31中的两个相邻的传热管之间的竖直间距基本上是恒定的。同样，在降膜区域F中的传热管31的列中两个相邻列之间的水平间距基本上是恒定的。
[0060]在降膜区域F中没有蒸发的液体制冷剂因重力而继续向下下降到积聚区域A中，其中如图7所示设置水槽部分40。水槽部分40被构造和配置成使得从上方流动的液体制冷剂积聚，以使在积聚区域A中的传热管31至少部分地浸没于在水槽部分40中积聚的液体制冷剂中。在设置有水槽部分40的积聚区域A中的传热管31的行的数量优选地为管束30的传热管31的行的总数的约10%至约20%。换言之，在积聚区域A中的传热管31的行的数量和在降膜区域F中一个列中的传热管31的数量之比优选地为约1:9至约2:8。替代地，当传热管31被配置为不规则图案(例如，在列中每一个中的传热管的数量不同)时，配置于积聚区域A中(即、至少部分地浸没于水槽部分40中积聚的液体制冷剂中)的传热管31的数量优选地为管束30中的传热管总数的约10%至约20%。在图7所示的示例中，水槽部分40设置于积聚区域A中的两行传热管31，而在降膜区域F中的传热管31的列中的每一个包括十行(即、在管束30中的行的总数为十二行)。从本公开中，本领域技术人员应当理解，当蒸发器具有更大容量具有更大量的传热管时，在降膜区域F中的传热管的列的数量和/或在积聚区域A中的传热管的行的数量也会增加。
[0061]如图7所示，水槽部分40包括第一水槽部段41和一对第二水槽部段42。如在图6中可知，第一水槽部段41和第二水槽部段42在与传热管31的纵向长度基本上相同的纵向长度上，以与壳10的纵向中心轴线C大致平行地延伸。当沿着图7所示的纵向中心轴线C观察时，水槽部分40的第一水槽部段41和第二水槽部段42与壳10的内表面间隔开。第一水槽部段41和第二水槽部段42可以由诸如金属、合金、树脂等各种材料制成。在第一实施例中，第一水槽部段41和第二水槽部段42由诸如钢板(钢薄板)等金属材料制成。第一水槽部段41和第二水槽部段42通过支承板32支承。支承板32包括配置在与第一水槽部段41的内部区域相对应的位置处的开口(未图示)，以使水槽部段41的所有区段沿着第一水槽部段41的纵向长度流体连通。因此，积聚在第一水槽部段41中的液体制冷剂经由支承板32中的开口沿着水槽部段41的纵向长度流体连通。同样，开口(未图示)设置于支承板32的、与第二水槽部段42中每一个的内部区域相对应的位置处，以使第二水槽部段42的所有区段沿着第二水槽部段42的纵向长度流体连通。因此，积聚在水槽部段42中的液体制冷剂沿着第二水槽部段42的纵向长度经由支承板32的开口而流体地连通。
[0062]如图7所示，第一水槽部段41配置在积聚区域A中的最下行的传热管31的下方，而第二水槽部段42配置在第二最下行的传热管31的下方。如图7所示，在集聚区域A中的传热管31中的第二最下行被分成两组，并且第二水槽部段2中的每一个分别配置在两组中每一个的下方。在第二水槽部段42之间形成间隙，以允许液体制冷剂从第二水槽部段42朝向第一水槽部段41溢流。
[0063]在第一实施例中，如图7所示，在积聚区域A中的传热管31被配置成使得在积聚区域A的每一行中的传热管31的最外部的传热管配置在管束30的每一侧上的降膜区域F中的传热管31的最外列的外部。由于在壳10内的蒸汽流动造成液体制冷剂流动在朝向管束30的下部区域前进时向外展开，因此，优选地如在图7中所示，在积聚区域A的每一行中设置至少一个传热管，该至少一个传热管配置在降膜区域F中的传热管31的最外列的外部。
[0064]图8示出了图7中的区域X的放大剖视图，其示意地示出了蒸发器I处于在正常条件下使用的状态。为了简要起见，在图8中并未示出在传热管31内侧流动的水。如图8所示，液体制冷剂沿着降膜区域F中的传热管31的外表面形成膜，并且部分液体制冷剂蒸发成为蒸汽制冷剂。然而，当液体制冷剂蒸发作为蒸汽制冷剂时，沿着传热管31下降的液体制冷剂的量随着其朝向管束30的下部区域前进而减少。另外，如果来自分配部分20的液体制冷剂的分配不均匀，在配置于管束30的下部区域中的传热管中有更大的可能形成干斑，这不利于传热。因而，在本发明的第一实施例中，水槽部分40设置在积聚区域A中，该积聚区域A配置于管束30的下部区域中，以使从上方流动的液体制冷剂积聚并且沿着壳C的纵向方向将所积聚的制冷剂再分配。因此，在积聚区域A中的所有传热管31至少部分地浸没于在根据第一实施例的水槽部分40中收集的液体制冷剂中。因而，可以防止在管束30的下部区域中形成干斑，并且可以确保蒸发器I的良好的传热效率。
[0065]例如，如图8所示，当被标记为“I”的传热管31接收较少制冷剂时，配置于标记为“I”的传热管的紧邻下方的传热管31的、被标记为“2”的传热管31并不从上方接收液体制冷剂。然而，在液体制冷剂沿着其它传热管31流动时，液体制冷剂积聚在第二水槽部段42中。因此，配置于第二水槽部段42紧邻上方的传热管31至少部分地浸没于第二水槽部段42中积聚的液体制冷剂中。此外，甚至当传热管31仅部分地浸没于在第二水槽部段42中积聚的液体制冷剂中(即、传热管31中每一个的一部分暴露)时，因毛细管作用，在水槽部段42中积聚的液体制冷剂会如图8中的箭头所示沿着传热管31的外壁的暴露表面上升。因而，积聚于第二水槽部段42中的液体制冷剂在从经过传热管31的水中吸收热时沸腾和/或蒸发。此外，第二水槽部段42被设计成允许液体制冷剂从第二水槽部段42溢流到第一水槽部段41上。为了易于接收从第二水槽部段42溢流的液体制冷剂，如图7和图8所示，第一水槽部段41的外边缘配置在第二水槽部段42的外边缘的外部。如图8所示，配置于第一水槽部段41紧邻上方的传热管31至少部分地浸没于在第一水槽部段41中积聚的液体制冷剂中。此外，即使当传热管31仅部分地浸没于在第二水槽部段41中积聚的液体制冷剂中(即、传热管31中每一个的一部分暴露)时，因毛细管作用，在水槽部段41中的液体制冷剂沿着至少部分地浸没于积聚的制冷剂中的传热管31的外壁的暴露表面上升。因而，积聚于第一水槽部段41中的液体制冷剂在从经过传热管31的内侧的水中吸收热时沸腾和/或蒸发。因此，在积聚区域A中的液体制冷剂与在传热管31内侧流动的水之间有效地发生传热。
[0066]参照图9和图10，将使用一个第二水槽部段42为例，来说明第一水槽部段41和第二水槽部段42的详细结构、第一水槽部段41和第二水槽部段42相对于传热管31的配置。如图9所示，第二水槽部段42包括底壁部42a和从底壁部42a的横向端向上延伸的一对侧壁部42b。尽管在第一实施例中侧壁部42b具有向上渐缩的轮廓，第二水槽部段42的形状并不局限于这种构造。例如，第二水槽部段42的侧壁部42b可以彼此平行地延伸(参见图1lB 至图 11D)。
[0067]底壁部42a和侧壁部42b形成凹部，液体制冷剂积聚在凹部中，以使当蒸发器在正常条件下操作时，传热管31至少部分地浸没于在第二水槽部段42中积聚的液体制冷剂中。更具体来说，当沿着垂直于壳10的纵向中心轴线C的水平方向观察时，第二水槽部分42的侧壁部42b与配置于第二水槽部分42的正上方的传热管31部分地重叠。图10示出了当沿着垂直于壳10的纵向中心轴线C的水平方向观察时的水槽部段42和传热管31。当沿着垂直于壳10的纵向中心轴线C的水平方向观察时，在侧壁部42b与配置于第二水槽部段42紧邻上方的传热管31之间的重叠距离Dl被设置成使得传热管31至少部分地浸没于在第二水槽部段42中积聚的液体制冷剂中。重叠距离Dl也被设置成使得当蒸发器I在正常条件下运行时，液体制冷剂可靠地从第二水槽部段42溢流。优选地，重叠距离Dl被设置成等于或大于传热管31的高度(外径)D2的一半(D1/D2 3 0.5)。更优选地，重叠距离Dl被设置为等于或大于传热管31的高度(外径)的四分之三(D1/D2 3 0.75)。换言之，第二水槽部段42被配置成使得当第二水槽部段42填充液体制冷剂到边缘时，传热管31中每一个的高度(外径)的至少一半(或更优选地至少四分之三)浸没在液体制冷剂中。重叠距离Dl可以等于或大于传热管31的高度D2。在这种情况下，传热管31完全浸没于在第二水槽部段42中积聚的液体制冷剂中。然而，由于制冷剂充注量随着第二水槽部段42的容量增加而增加，优选地重叠距离Dl基本上等于或小于传热管31的高度D2。
[0068]在底壁部42a与传热管31之间的距离D3和在侧壁部42b与传热管31之间的距离D4并不局限于任何特定距离，只要在传热管31与第二水槽部段42之间形成充分的空间，以允许液体制冷剂在传热管31与第二水槽部段42之间流动。例如，距离D3和距离D4中每一个可以被设置为约Imm至约4mm。此外，距离D3和距离D4可以相同或不同。
[0069]第一水槽部段41除了第一水槽部段41的高度可以与第二水槽部段的高度相同或不同之外，具有与上文所描述的第二水槽部段42类似的结构。由于第一水槽部段41配置在传热管31的最下行的下方，因此，无需使液体制冷剂从第一水槽部段41溢流。因此，第一水槽部段41的总高度可以被设置成高于第二水槽部段42的总高度。如上文所说明的那样，在任何情况下，优选地在第一水槽部段41与传热管31之间的重叠距离Dl被设置为等于或大于传热管31的高度(外径)D2的一半(或更优选地为四分之三)。
[0070]图1lA是根据第一实施例的总传热系数与在水槽部段和传热管31间的重叠距离Dl之间的关系的图。在图1lA所示的图中，竖直轴线表示重叠传热系数(kw/m2K)并且水平轴线表示重叠距离D1，该重叠距离Dl通过传热管31的高度D2的占比来表达。使用在图1lB至图1lD所示的三种样品进行实验以测量总传热系数。在图1lB所示的第一示例中，在水槽部分40’与传热管31之间的重叠距离Dl等于传热管31的高度D2，因而以传热管31的高度的占比来表达的重叠距离为1.0。在图1lC所示的第二示例中，在水槽部分40”与传热管31之间的重叠距离Dl等于传热管31的高度D2的四分之三(0.75)。在图1lD所示的第三样品中，在水槽部分40”’与传热管31之间的重叠距离Dl等于传热管31的高度D2的一半(0.5)。在图1lB至图1lD所示的第一至第三样品中，在水槽部段的底壁与传热管31之间的距离D3和在水槽部段的侧壁与传热管31之间的距离D4为约1mm。第一至第三样品被填充液体制冷剂(R_134a)到边缘，并且在不同的热通量水平(30kw/m2、20kw/m2和15kw/m2)下测量总传热系数。
[0071]如在图1lA的图中所示，在所有热通量水平下，在重叠距离为0.75时(图11C)在第二样品中总传热系数与重叠距离为1.0(图11B)时第一样品的总传热系数基本上相同。此外，在更高热通量水平(30kw/m2)下，在重叠距离为0.5(图11D)时在第三样品中的总传热系数为第一样品(图11B)的总传热系数的约80%，并且在更低热通量水平(20kw/m2)下，在第三样品(图11D)中的总传热系数为第一样品(图11B)的总传热系数的约90%。换言之，即使重叠距离Dl为传热管31的高度的一半(0.5)时，并不存在性能的显著降低。因此，重叠距离Dl优选地被设置为等于或大于传热管31的高度的一半(0.5)并且更优选地等于或大于传热管31的高度的四分之三(0.75)。
[0072]利用根据第一实施例的蒸发器1，液体制冷剂积聚在积聚区域A中的水槽部分40中，以使配置在管束30的下部区域中的传热管31至少部分地浸没于在水槽部分中积聚的液体制冷剂中。因而，即使当液体制冷剂没有从上方均匀地分配时，也可以容易地防止在管束30的下部区域中形成干斑。此外，利用根据第一实施例的蒸发器1，由于水槽部分40与传热管31相邻配置而与壳10的内表面分开配置，因此，与具有满液部段的常规混合蒸发器相比，能使制冷剂充注量显著减小，其在蒸发器壳的底部中形成制冷剂池，同时确保良好的传热性能。
[0073]管束30和水槽部分40的配置并不局限于图7中示出的配置。通过本公开，本领域技术人员应当理解可在不偏离本发明的范围的情况下对本发明做出各种变化和改型。将参照图12至图18来说明若干改进例。
[0074]图12是根据第一实施例的蒸发器IA的简化横剖视图，其示出了管束30A和水槽部分40A配置的第一改进例。如图12所示，蒸发器IA除了在每一行的积聚区域A中传热管31的最外传热管与管束30A的每一侧上的降膜区域F中的传热管31的最外列竖直对准之外，与图2至图7所示的蒸发器I基本上相同。在这种情况下，由于第二水槽部段42A的最外端向外延伸，因此，即便在液体制冷剂的流动随着其朝向管束30A的下部区域前进而向外展开时，液体制冷剂也可以容易地被第二水槽部段42A所接收。
[0075]图13是根据第一实施例的蒸发器IB的简化横剖视图，其示出了管束30B和水槽部分40B配置的第二改进例。蒸发器IB除了在降膜区域F中的管束30B的传热管31并非配置成错列图案、而是如图13所示的矩阵之外，与图12所示的蒸发器A基本上相同。
[0076]图14是根据第一实施例的蒸发器IC的简化横剖视图，其示出了管束30C和水槽部分40C配置的第三改进例。蒸发器IC除了水槽部分40C包括在横向方向上连续延伸的单个第二水槽部段42C之外，与图13所示的蒸发器IB基本上相同。在这种情况下，积聚于第二水槽部段42C中的液体制冷剂从第二水槽部段42C的两个横向侧朝向第一水槽部段41C溢流。
[0077]图15是根据第一实施例的蒸发器ID的简化横剖视图，其示出了管束30D和水槽部分40D配置的第四改进例。在图15所示的示例中，水槽部分40D包括分别配置于积聚区域A中的传热管31下方的多个独立的水槽部段43。图16是配置于图15的区域Y中的传热管31和水槽部段43的放大示意剖视图，其示出了蒸发器ID处于正使用的状态。积聚在积聚区域A中最上行中的水槽部段43中的液体制冷剂如图16所示向下配置的水槽部段42溢流。因此，在积聚区域A中的所有传热管31至少部分地浸没于在水槽部段43中积聚的液体制冷剂中。因而，由于在液体制冷剂与在传热管31内侧流动的水之间发生传热，因此，液体制冷剂蒸发作为蒸汽制冷剂。
[0078]水槽部段43的形状并不局限于图15和图16中所示的构造。例如，水槽部段42的截面可以为C形、V形、U形等。类似于上文所讨论的示例，如沿着垂直于纵向中心轴线C的水平方向观察，在水槽部段43与配置于水槽部段43正上方之间的重叠距离优选地被设置为等于或大于传热管31的高度的一半(0.5)，更优选地被设置为等于或大于传热管31的高度的四分之三(0.75)。
[0079]图17是根据第一实施例的蒸发器IE的简化横剖视图，其示出了管束30E和水槽部分40E配置的第五改进例。如图17所示，蒸发器IE除了在每一行的积聚区域A中的传热管31的最外传热管与管束30E的每一侧上的降膜区域F中的传热管31的最外列竖直对准之外，与图16所示的蒸发器ID基本上相同。
[0080]图18是根据第一实施例的蒸发器IF的简化横剖视图，其示出了管束30F和水槽部分40F配置的第六改进例。蒸发器IA除了在降膜区域F中的传热管31的配置图案不同之外，与图2至图7所示的蒸发器I基本上相同。更具体来说，在图18所示的示例中，在降膜区域F中的传热管31被配置成使得在降膜区域F的上部区域中的、在每一列传热管31的两个相邻传热管31之间的竖直间距大于在降膜区域F的下部区域中的上述垂直间距。此夕卜，在降膜区域F中的传热管31被配置成使得在降膜区域F的横向中央区域中的、在传热管的两个相邻列之间的水平间距大于在降膜区域F的外部区域中的上述水平间距。
[0081]壳10中的蒸汽流动量倾向于在降膜区域F的上部区域中的蒸汽流动量大于在降膜区域F的下部区域中的蒸汽流动量。同样地，在壳10中的蒸汽流动量倾向于在降膜区域F的横向中央区域中的蒸汽流动量大于在降膜区域F的外部区域的蒸汽流动量。因此，在降膜区域F的上部区域和外部区域中的蒸汽速度常常变得很高。其结果是，横向蒸汽流动对传热管31之间的液体制冷剂的竖直流动造成破坏。此外，液体制冷剂可以通过高速蒸汽流动传送到压缩机2，并且所夹带的液体制冷剂可能破坏压缩机2。因此，在图18所示的示例中，对传热管31的竖直间距和水平间距进行调节，以增加在降膜区域F的上部区域和外部区域中的传热管31之间形成的蒸汽通路的截面积。因而，可以降低在降膜区域F的上部区域和外部区域中的蒸汽流动速度。因此。能防止因蒸汽流动而使液体制冷剂的竖直流动被破坏及出现夹带的液体制冷剂。
[0082]第二实施例
[0083]现参照图19，对根据第二实施例的蒸发器101进行说明。鉴于第一实施例与第二实施例之间的相似性，对与第一实施例的零件相同的第二实施例的零件，标注与第一实施的零件相同的附图标记。此外，为了简单起见，可省略与第一实施例的零件相同的第二实施例的零件的描述。
[0084]根据第二实施例的蒸发器101除了第二实施例的蒸发器101设置有制冷剂再循环系统之外，与第一实施例的蒸发器I基本上相同。第二实施例的水槽部分140与第一实施例的水槽部分40基本上相同。在上文所描述的第一实施例中，如果液体制冷剂从分配部分20在管束30上相对均匀(例如，±10% )地分配，则可将制冷剂充注设置为规定量，通过上述规定量的充注，几乎所有的液体制冷剂会在降膜区域F或积聚区域A中蒸发。在这样的情况下，会有较少的液体制冷剂从第一水槽部段41朝向壳10的底部溢流。然而，当液体制冷剂从分配部分20在管束30上的分配显著不均匀(例如，±20% )时，在管束30中有很大可能会形成干斑。因此，在这种情况下，超过规定量的制冷剂需要被供应到该系统以便防止干斑形成。因此，在第二实施例中，制冷剂再循环系统设置于蒸发器101，以使从水槽部分140溢流并且积聚在壳110的底部中的液体制冷剂再循环。如图19所示，壳110包括与联接到泵装置7a的管道7流体连通的底部出口管17。泵装置7a可选择性地运转，以使积聚在壳110的底部中的液体制冷剂经由管道6和入口管路11(图1)再循环回到蒸发器110的分配部分20。底部出口管路17可放置在壳110的任何纵向位置。
[0085]替代地，泵装置7a可以被喷射器装置替换，该喷射器装置根据伯努利原理操作以使用来自冷凝器3的加压制冷剂来抽吸积聚于壳110的底部中的液体制冷剂。这种喷射器装置组合了膨胀装置和阀的功能。
[0086]因此，利用根据第二实施例的蒸发器110，没有蒸发的液体制冷剂可以有效地再循环并且再用于传热，从而减少制冷剂充注量
[0087]在第二实施例中，管束130和水槽部分的配置并不局限于图19中的配置。通过本公开，本领域技术人员应当理解，能在不偏离本发明的范围的情况下对本发明做出各种变化和改型。
[0088]第三实施例
[0089]现参照图20至图25，对根据第三实施例的蒸发器201进行说明。鉴于第三实施例与第一实施例、第二实施例之间的相似性，对于与第一实施例或第二实施的零件相同的第三实施例的零件，标注与第一实施例或第二实施例的零件相同的附图标记。此外，为了简要起见，可省略与第一实施例或第二实施相同的第三实施的零件的描述。
[0090]第三实施例的蒸发器201与第二实施例的蒸发器101的类似之处在于蒸发器201设置有制冷剂再循环系统，该制冷剂再循环系统使积聚在壳210底部中的液体制冷剂经由底部出口管路17和管道7再循环。当蒸汽压缩系统的压缩机2(图1)利用润滑油时，油倾向于从压缩机2迁移到蒸汽压缩系统的制冷回路内。换言之，进入蒸发器201的制冷剂包含压缩机油(制冷剂油)。因此，当制冷剂再循环系统设置于蒸发器201中时，油随着液体一起在蒸发器201内再循环，这会造成油在蒸发器201中的液体制冷剂中较高的浓度，从而降低了蒸发器201的性能。因此，第三实施例的蒸发器201被构造和配置成使用水槽部分240来积聚油，并且将积聚在蒸发器201外侧的油朝向压缩机2排放。
[0091]更具体来说，蒸发器201包括配置在管束230中的传热管31的最下行的一部分的下方的水槽部分240。水槽部分240经由旁通管道8与阀装置8a流体连接。当积聚在水槽部分240中的油到达规定水平时，阀装置8a选择性地操作，以将油从水槽部分240排放到蒸发器201外侧。
[0092]如上文所提到的那样，当进入蒸发器201的制冷剂包含压缩机油时，通过制冷剂再循环系统，油随着液体制冷剂再循环。在第三实施例中，水槽部分240被配置成使得积聚在水槽部分240中的液体制冷剂不会从水槽部分240溢流。在水槽部分240中积聚的液体制冷剂因其从在浸没于积聚的液体制冷剂的传热管31内侧流动的水中吸热而沸腾和/或蒸发，而油保持在水槽部分240中。因此，随着在蒸发器201中液体制冷剂再循环的进行，在水槽部分240中的油的浓度逐渐地增加。一旦在水槽部分240中积聚的油量到达规定水平，阀装置8a操作并且将油从蒸发器201排放。类似于第一实施例，当沿着垂直于纵向中心轴线C的水平方向观察时，在第三实施例的水槽部分240与配置于水槽部分240正上方的传热管31之间的重叠距离优选地设置为等于或大于传热管30的高度的一半(0.5)，并且更优选地等于或大于传热管30的高度的四分之三(0.75)。
[0093]在第三实施例中，配置有水槽部分240的管束230的区域构成积聚区域A，而其余管束230构成降膜区域F。
[0094]因此，利用第三实施例的蒸发器201，从压缩机2迁移到制冷回路的压缩机油可以积聚在水槽部分240中并且从蒸发器201排放，从而提高蒸发器201中的传热效率。
[0095]在第三实施例中，管束130和水槽部分的配置并不局限于图20中的配置。通过本公开，本领域技术人员应当理解，能在不偏离本发明的范围的情况下对本发明做出各种变化和改型。将参照图21至图23来对若干改进例进行说明。
[0096]图21是根据第三实施例的蒸发器201A的简化横剖视图，其示出了管束230A和水槽部分240A配置的第一改进例。如图21所示，水槽部分240A可以放置在传热管31的最下行的下方的中央区域，以替代图20所示的侧部区域。
[0097]图22是根据第三实施例的蒸发器201B的简化横剖视图，其示出了管束230B和水槽部分240B配置的第二改进例。管束230B的传热管31并非配置为错列图案，而是图22所示的矩阵。
[0098]图23是根据第三实施例的蒸发器201C的简化横剖视图，其示出了管束230C和水槽部分240C配置的第三改进例。在此示例中，管束230C的传热管31被配置为矩阵。水槽部分240C配置在位于传热管31的最下行下方的中央区域中。
[0099]此外,根据第三实施例的管束230的传热管31可以以与图18所不的管束30F的传热管31类似的方式配置。换言之，第三实施例的管束230的传热管31可以被配置成使得在管束230的上部区域中的、传热管31之间的竖直间距大于在管束230的下部区域中的上述竖直间距，并且在管束230的外部区域中的、传热管31之间的水平间距大于在管束230的中央区域中的上述水平间距。
[0100]第四实施例
[0101]现参照图24和图25，对根据第四实施例的蒸发器301进行说明。鉴于在第一至第四实施例之间的相似性，对于与第一实施例、第二实施例或第三实施例相同的第四实施例的零件，标注与第一实施例、第二实施例或第三实施例相同的附图标记。此外，为了简要起见，可省略与第一实施例、第二实施例或第三实施例相同的第四实施例的零件的描述。
[0102]第四实施例的蒸发器301除了中间托盘部分60设置在供给线组中的传热管31与返回线组中的传热管31之间的降膜区域F中之外，与第一实施例的蒸发器I基本上相同。中间托盘部分60包括多个排放开口 60a，液体制冷剂经由多个排放开口 60a向下排放。
[0103]如上文所说明的，蒸发器301结合有两通道系统，其中，水首先在设置于管束30的下部区域的供给线组中的传热管31内侧流动，然后被导向成在配置于管束30的上部区域的返回线组中的传热管31内侧流动。因此，在进水腔室13附近的供给线组中的传热管31内侧流动的水具有最高温度，因而需要更大传热量。例如，如图25所示，在进水腔室13a附近在传热管31内侧流动的水温度是最高的。因此，在进水腔室13a附近的传热管31中需要更大的传热量。一旦传热管31的这一区域因来自分配部分20的制冷剂的不均匀分配而变干，则蒸发器301被迫使用没有变干的传热管31的有限的表面积进行热交换，并且在此时蒸发器301保持压力平衡。在这种情况下，为了使传热管31的变干的部分再湿润，将需要多于额定量(例如，多达两倍)的制冷剂充注。
[0104]因此，在第四实施例中，中间托盘部分60配置于需要更大量传热的传热管31上方的位置。从上方降落的液体制冷剂一旦被中间托盘部分60接收，并且朝向传热管31均匀地再分配，中间托盘部分60需要更大量的传热。因此，易于防止传热管31的这些部分变干，确保了良好的传热性能。
[0105]尽管在第四实施例中，如在图25中所示，中间托盘部分60仅部分地相对于管束130的纵向方向设置，但中间托盘部分60或多个中间托盘部分60可设置成基本上在管束330的整个纵向长度上延伸。
[0106]类似于第一实施例，在第四实施例中用于管束330和水槽部分40的配置并不局限于图24中示出的那些。通过本公开，本领域技术人员应当理解，能在不偏离本发明的范围的情况下对本发明做出各种变化和改型。例如，中间托盘部分60可以在图12至图15和图17至图23所示的配置中任一配置中组合。
[0107]术语的一般解释
[0108]在理解本发明的范围时，本文使用的术语“包括”以及其派生词应被理解为开放性术语，其表明存在已述特征、元件、部件、组合、整体和/或步骤，但并不排除其它未述特征、元件、部件、组合、整体和/或步骤的存在。前面的描述也适用于具有类似意义的词语，例如术语“包含”、“具有”和其派生词。而且，术语“零件”、“部段”、“部分”、“构件”或“元件”当以单数形式使用时可具有单个零件或多个零件的双重意义。如在本文中用来描述上述实施例的以下方向术语“上”、“下”、“上方”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任何其它类似方向术语指当蒸发器的纵向中心轴线如图6和图7所示基本水平定向时蒸发器的那些方向。因此，用于描述本发明的这些术语应当相对于在正常操作位置使用的蒸发器进行解释。最后，如本文所用的程度术语，例如“基本”，“大约”和“近似”表示所修饰术语合理量的偏差，使得最终结果并无显著变化。
[0109]虽然仅仅选取了选定的实施例来说明本发明，但本领域技术人员根据本公开内容应当知晓，可对本发明可以做出改变和修改而不脱离所附权利要求限定的发明范围。例如，可以根据需要和/或要求改变各种部件的大小、形状、位置或取向。被示出彼此直接连接或接触的部件可以具有配置于它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个元件来执行，并且反之亦然。一个实施例的结构和功能可在另一实施例中采用。无需在一个特定实施例中同时存在所有优点。不同于现有技术的每个特点，单独地或者与其它特点组合，也应被认为是本 申请人:的另外发明的单独描述，包括由(多个)这些特点实施例的结构和/或功能概念。因此，提供根据本发明的实施例的前文的描述只是出于说明目的，而不是旨在限制本发明，本发明由所附权利要求和其等效物限定。
【权利要求】
1.一种热交换器，其适用于蒸汽压缩系统中，包括: 壳，该壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线； 分配部分，该分配部分配置在所述壳的内侧，并且被构造和配置成分配制冷剂；以及 管束，该管束包括多个传热管，这些传热管配置在位于所述分配部分下方的所述壳的内侧，以使从所述分配器排放的所述制冷剂被供应到所述管束上，所述传热管大致平行于所述壳的纵向中心轴线延伸；以及 水槽部分，该水槽部分在至少一个所述传热管中的下方、与所述壳的纵向中心轴线大致平行地延伸，以将所述制冷剂积聚在其中，当沿着垂直于所述壳的所述纵向中心轴线的水平方向观察时，所述水槽部分与所述至少一个所述传热管中的至少部分地重叠。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于， 所述管束包括降膜区域和配置在所述降膜区域下方的积聚区域，并且所述传热管中的至少一个配置在所述积聚区域中。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于， 当沿着所述壳的纵向中心轴线观察时，在所述降膜区域中的所述传热管被配置成彼此基本上平行地延伸的多个列。
4.如权利要求2或3所述的热交换器，其特征在于， 当沿着所述壳的纵向中心轴线观察时，在所述积聚区域中的所述传热管被配置成彼此基本上平行地延伸的多个行；以及 所述水槽部分包括多个水槽部段，这些水槽部段分别配置在所述积聚区域中的所述传热管的行的下方。
5.如权利要求2至4中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述水槽部分在配置于所述积聚区域中的两个或更多个所述传热管的下方连续地延伸。
6.如权利要求4或5所述的热交换器，其特征在于， 所述水槽部段中的至少一个在所述积聚区域中的至少一个所述行中的所有传热管的下方连续地延伸。
7.如权利要求4至6中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述积聚区域中的所述传热管的行的数量小于所述降膜区域中的每一个所述列中的所述传热管的数量。
8.如权利要求7所述的热交换器，其特征在于， 在所述积聚区域中的所述传热管的行的数量与在所述降膜区域中的每一个所述列中的所述传热管的数量之比为约1:9至约2:8。
9.如权利要求3至8中任一项所述的热交换器，其特征在于， 当沿着所述壳的纵向中心轴线观察时，在所述积聚区域的所述传热管中的最外部的传热管被定位成相对于所述横向方向在所述降膜区域的所述传热管的列中的最外列的外部。
10.如权利要求2至9中任一项所述的热交换器，其特征在于， 当沿着所述壳的纵向中心轴线观察时，所述传热管被配置成彼此平行地延伸的多个列，其中在所述列中每一列中的所述传热管中的至少一个配置在所述积聚区域中。
11.如权利要求10所述的热交换器，其特征在于， 所述水槽部分包括多个水槽部段，这些水槽部段分别配置在每一个所述列的所述传热管中的至少一个的下方。
12.如权利要求11所述的热交换器，其特征在于， 每一个所述列中的、配置在所述积聚区域中的传热管的数量小于每一个所述列中的、配置在所述降膜区域中的所述传热管的数量。
13.如权利要求1至12中任一项所述的热交换器，其特征在于，还包括: 供应管道，该供应管道流体地连接到所述分配部分，以将所述制冷剂供应到所述分配部分；以及 再循环管道，该再循环管道流体地连接到形成在所述壳的底表面上的开口，以使积聚在所述壳的底表面中的制冷剂再循环到所述供应管道内。
14.如权利要求13所述的热交换器，其特征在于，还包括: 旁通管道，该旁通管道流体地连接到所述水槽部分，以将积聚于所述水槽部分中的流体朝向所述壳外侧排放。
15.一种热交换器，其适用于蒸汽压缩系统中，包括: 壳，该壳具有大致平行于水平面延伸的纵向中心轴线； 分配部分，该分配部分配置在所述壳的内侧，并且被构造和配置成分配制冷剂；以及 管束，该管束包括多个传热管，这些传热管配置在位于所述分配部分下方的所述壳的内侧，以使从所述分配部分排放的所述制冷剂被供应到所述管束上，所述传热管大致平行于所述壳的纵向中心轴线延伸；以及 水槽部分，该水槽部分在至少一个所述传热管的下方、与所述壳的纵向中心轴线大致平行地延伸，以使当所述热交换器在正常条件下操作时，所述至少一个所述传热管的至少一部分被浸没于在所述水槽部分中积聚的制冷剂中。
【文档编号】F28F25/08GK104395687SQ201380021216
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年4月23日
【发明者】沼田光春, 笠井一成 申请人:大金应用美国股份有限公司