CN116951830A - 换热器及包括其的船用制冷机组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换热器，包括至少一个集液装置，集液装置包括：相对设置的顶部敞口和底板、数个底部分配口以及集液容腔。所述集液装置被设置为通过所述顶部敞口收集流经上层的所述换热管的所述换热介质，并通过所述数个底部分配口将所述换热介质分配至下层的所述换热管。所述集液容腔包括上部容腔、连通口和下部容腔，所述集液容腔在所述连通口处形成收缩形状。本申请的集液装置中部为收缩的连通口结构，能防止在换热器振荡时，宽度方向的振荡导致的下部容腔中收集的换热介质飞溅出集液装置，使得本申请的换热器特别适合于振荡环境下使用的制冷机组。

Description

换热器及包括其的船用制冷机组

技术领域

本申请涉及一种换热器，特别涉及一种喷淋式换热器及包括其的船用制冷机组。

背景技术

喷淋式换热器是一种常用于制冷机组的换热器，其使用分配装置将换热介质通过喷淋的方式从上至下地分配到换热管表面，以与换热管内的换热介质进行热交换。在一些用于振荡环境的制冷机组中，例如船用的制冷机组中，采用喷淋式换热器进行热交换时，容易因为振荡环境而使换热介质从分配装置喷淋后偏移预设的喷淋路径，而无法有效喷淋至换热管表面，从而影响了换热器的换热效率。

发明内容

本申请在第一方面提供了一种换热器，包括：换热器壳体、数根换热管以及至少一个集液装置。所述换热器壳体内限定换热容腔，所述换热容腔具有长度方向、宽度方向和高度方向。所述数根换热管设置在所述换热容腔中，所述数根换热管沿着所述换热容腔的长度方向延伸，并且被沿着所述换热容腔的高度方向成层布置。所述至少一个集液装置设置在至少两层所述换热管之间，所述集液装置的长度方向与所述换热容腔的长度方向一致。其中每个所述集液装置包括：相对设置的顶部敞口和底板、数个底部分配口以及集液容腔。所述数个底部分配口设置在所述底板上，所述集液装置被设置为通过所述顶部敞口收集流经上层的所述换热管的所述换热介质，并通过所述数个底部分配口将所述换热介质分配至下层的所述换热管。所述集液容腔设置在所述顶部敞口和所述底板之间，所述集液容腔包括上部容腔、连通口和下部容腔，所述顶部敞口与所述上部容腔连通，所述数个底部分配口与所述下部容腔流体连通，并且所述上部容腔和所述下部容腔通过所述连通口流体连通，并且其中所述上部容腔的顶部的宽度大于所述连通口的宽度，所述下部容腔的底部的宽度大于所述连通口的宽度，以使得所述集液装置的所述集液容腔在所述连通口处形成收缩形状。

根据上述第一方面的内容，在宽度方向上的、限定所述下部容腔的一对下部容腔壁连接至所述底板，并且所述一对下部容腔壁从所述底板的两侧边缘向上并相对于彼此延伸，以使得所述下部容腔的宽度从下至上逐渐减小。

根据上述第一方面的内容，在宽度方向上的、限定所述上部容腔的一对上部容腔壁相应地连接至一对所述下部容腔壁，并且所述一对上部容腔壁从所述下部容腔壁的顶部边缘向上并相互远离地延伸，以使得所述上部容腔的宽度从下至上逐渐增大，从而在所述上部容腔壁和所述下部容腔壁的连接处形成所述连通口。

根据上述第一方面的内容，所述集液装置包括一对挡板，所述一对挡板从相应的上部容腔壁的顶部边缘向上延伸而成，以在所述一对挡板之间形成所述顶部敞口。

根据上述第一方面的内容，所述集液装置包括至少一个隔板，所述至少一个隔板设置在所述集液容腔中，所述至少一个隔板被设置为将所述集液容腔在长度方向上分隔为至少两段，以将所述换热介质限制在所述集液容腔的各个段中。

根据上述第一方面的内容，每个所述隔板的形状与所述集液容腔形状匹配，并且每个所述隔板垂直于所述底板设置。

根据上述第一方面的内容，所述集液装置包括：前端板和后端板以及一对侧板。所述前端板和所述后端板连接在所述底板的长度方向上的两端。所述一对侧板连接在所述底板的宽度方向上的两侧，所述集液容腔由所述前端板和所述后端板、所述一对侧板以及所述底板限定形成。其中，每个所述侧板从上至下依次包括导流部、收缩部和挡液部，所述导流部从所述收缩部向上并向外倾斜延伸至所述挡板，以形成所述上部容腔壁，所述挡液部从所述收缩部向下并向外倾斜延伸至所述底板，以形成所述下部容腔壁，所述收缩部之间形成所述连通口。

根据上述第一方面的内容，所述换热器还包括喷淋盒，所述喷淋盒设置在所述换热容腔中的顶部并位于所述数根换热管上方，所述喷淋盒的顶部具有用于接收换热介质的所述换热介质入口，所述喷淋盒的长度方向与所述换热容腔的长度方向一致，并且所述喷淋盒的底部具有数个喷淋口，其中所述喷淋盒被设置为从所述换热介质入口接收所述换热介质，并将所述换热介质从所述数个喷淋口朝向所述数根换热管排出。其中，所述喷淋盒还包括内盒，所述内盒的尺寸小于所述喷淋盒的尺寸，以在所述喷淋盒和所述内盒之间形成流体通道。

根据上述第一方面的内容，所述底部分配口和所述喷淋口中的一部分中具有分配通道，所述分配通道为碗形，所述分配通道的较大端与相应的所述流体通道或集液容腔流体连通，所述分配通道的较小端与所述换热管对齐。

根据上述第一方面的内容，所述换热器还包括数个支撑板，所述支撑板设置在所述换热容腔中并连接至所述换热器壳体，所述数个支撑板在所述长度方向上间隔设置，其中所述每个支撑板上设有数个管孔，每根所述换热管依次穿过每个所述支撑板的所述管孔，并且所述集液装置连接至所述支撑板。

本申请在第二方面提供了一种船用制冷机组，包括：如第一方面中任何一项所述换热器。

根据上述第二方面的内容，所述船用制冷机组为溴化锂制冷机组，其中蒸发器、吸收器和发生器包括如第一方面中任何一项所述换热器。

附图说明

图1A为根据本申请的一个实施例的换热器的一个角度的立体结构图；

图1B为图1A所示的换热器的另一个角度的立体结构图；

图2A为图1A所示的换热器的一个宽度方向的剖视图；

图2B为图1A所示的换热器在去掉壳体后在长度方向的侧视图；

图3A为图2A中的喷淋盒的立体结构图；

图3B为图3A所示的喷淋盒的一个长度方向的剖视图；

图3C为图3A所示的喷淋盒的一个宽度方向的剖视图；

图4A为图2A中的集液装置的一个角度的立体结构图；

图4B为图4A所示的集液装置的分解图；

图4C为图4A所示的集液装置的另一个角度的立体结构图；

图4D为图4A所示的集液装置的一个宽度方向的剖视图；

图5为根据本申请的一个实施例的船用制冷机组的框图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1A和图1B示出了根据本申请一个实施例的换热器100的结构，其中图1A为换热器100的正面的一个角度的立体结构图，图1B为换热器100的背面的另一个角度的立体结构图。如图1A和图1B所示，换热器100包括换热器壳体121，换热器壳体121大致为长方体形状，其内部限定换热容腔228(参见图2A所示)，换热器壳体121和换热容腔228具有共同的长度方向L、宽度方向W和高度方向H。换热器壳体121在长度方向L上的两端包括一对管板123a和123b，一对管板123a和123b为形状大致相同的板状，且互相平行设置。

换热器100还包括数根换热管120，数根换热管120设置在换热容腔228中，并且数根换热管120沿着换热器壳体121的长度方向L延伸。每根换热管120的长度方向上的两端分别贯穿一对管板123a和123b并被一对管板123a和123b支撑。数根换热管120的两端分别与被换热介质流体连通，以使得被换热介质能够从每根换热管120的一端流入换热管120中，在换热容腔228中与换热介质进行热交换后，再从换热管120的另一端流出换热管120。

换热器100还包括换热介质入口管122和气体连通口109。在本实施例中，换热介质入口管122连接在换热器壳体121在高度方向H上的顶部，以向换热器100的换热容腔228中输入换热介质。换热容腔228中的换热介质与换热管120中的被换热介质通过换热管120的管壁进行热交换。在本实施例中，换热介质入口管122用于输入液体状态的换热介质，换热管120中的被换热介质可以为气体状态也可以为液体状态。

气体连通口109设置在换热器壳体121在宽度方向W上的一个侧壁上，以将换热容腔228与换热器100外侧的其他部件流体连通。根据换热器100的实际需要，这里的气体连通口109既可以是气体入口，也可以是气体出口。也就是说，既可以将气体通过气体连通口109输入换热容腔228中，也可以从换热容腔228中经过气体连通口109将气体输出至换热器100外侧的其他部件中。具体来说，在一些实施例中，换热器100作为蒸发器使用，气体连通口109作为气体出口，用于将换热容腔228中的被蒸发的气体换热介质排出至其他部件。在一些实施例中，换热器100作为吸收器使用，气体连通口109作为气体入口，用于将来自其他部件的额外的气体与换热介质在换热容腔228中混合。并且本领域技术人员可以理解的是，如果气体连通口109作为气体入口，根据具体的需要，在换热器壳体121上还可以设置与换热容腔228流体连通的其他出口，以排出换热容腔228中的换热介质。在如图所示的实施例中，换热器壳体121的侧壁由多个翅片连接形成，各个翅片之间具有空隙以形成气体连通口109。当然，根据具体的需要，气体连通口109也可以不由多个翅片连接形成，而是通过管道连接至换热器100外侧的其他部件。

图2A和图2B示出了换热器100的内部结构，其中图2A为换热器100在换热介质入口管122处的宽度方向W上的剖视图，图2B为省去换热器壳体121和换热管120后，换热器100在长度方向L上的侧视图。如图2A和图2B所示，换热器100内部限定换热容腔228。数根换热管120沿着高度方向H成层布置以设置为多层换热管120。换热介质从上至下流经每层换热管120，并与换热管120中的被换热介质进行热交换。

换热器100还包括喷淋盒234和至少一个集液装置235，喷淋盒234设置在至少一个集液装置235的上方，并且至少一个集液装置235设置在至少两层换热管120之间。喷淋盒234和每个集液装置235的长度方向均与长度方向L相同。喷淋盒234的顶部具有用于与换热介质入口管122流体连通的换热介质入口231，喷淋盒234的底部具有与换热管120对齐的数个喷淋口236，以使得喷淋盒234用于从换热介质入口231接收换热介质，并将换热介质通过喷淋口236朝向换热管120排出。在本实施例中，喷淋盒234还包括内盒237，内盒237设置在喷淋盒234的内部，并且尺寸小于喷淋盒234的尺寸以在喷淋盒234和内盒237之间形成流体通道258，流体通道258流体连通各个喷淋口236和换热介质入口231。通过设置内盒237，换热介质无需填充满整个喷淋盒234，就可以达到一定的液面高度，使得数个喷淋口236可以均匀地朝向换热管120排出换热介质。

至少一个集液装置235用于收集流经上层换热管120的换热介质，并且将收集的换热介质再分配至下层的换热管120。具体来说，每个集液装置235包括相对设置的顶部敞口241、底板243和集液容腔238，底板243上设有数个底部分配口242。顶部敞口241的宽度和底板243的宽度大于每层换热管120的宽度。这里每层换热管120的宽度是指，每层换热管120中，最外侧的两根换热管120之间的距离。并且数个底部分配口242的位置与每层换热管120中的各个换热管120的对齐，以便于换热介质从各个底部分配口242分配至各个换热管120。集液容腔238设置在顶部敞口241和底板243之间，集液容腔238包括上部容腔246、连通口248和下部容腔247。顶部敞口241与上部容腔246流体连通，下部容腔247与数个底部分配口242流体连通，并且上部容腔246和下部容腔247通过连通口248流体连通。由此，流经上层换热管120的换热介质能够经过顶部敞口241进入上部容腔246中，再经由连通口248流入下部容腔247中，最后通过底部分配口242分配至下层换热管120。在本申请中，换热管120在高度方向H上成层设置为了多层，当换热介质从上至下流经各层换热管120时，越靠近底部的换热管120越容易分配不均，从而影响换热器100的换热效率。特别是换热器100用于一些振荡环境中时，换热介质越难以均匀地分布到各层换热管120上。通过设置至少一个集液装置235，能够在高度方向上收集换热介质并对换热介质进行再分配，从而保证换热介质均匀地分布至各层换热管120上。本领域技术人员可以理解的是，集液装置235的数量可以根据换热管120的层数来设置，在本实施例中，集液装置235被设置为4个。

每个集液装置235的集液容腔238在宽度方向W上在连通口248处呈中部收缩的束口形状。在本实施例中，上部容腔246的顶部的宽度以及下部容腔247的底部的宽度均大于连通口248的宽度，以使得集液容腔238在连通口248处形成收缩形状。这样的形状能够便于换热介质聚集至下部容腔247中，防止在振荡环境中，振荡状态下的换热介质再从顶部敞口241飞溅出集液装置235。并且聚集在下部容腔247中的换热介质也更容易聚集形成液面，以均匀分配至下层的换热管120。作为一个更具体的示例，在宽度方向W上的、限定下部容腔247的一对下部容腔壁257连接至底板243，并且一对下部容腔壁257从底板243的两侧边缘向上并相对于彼此延伸，以使得下部容腔247的宽度从下至上逐渐减小。也就是说，一对下部容腔壁257从上至下呈逐渐向外延伸的倾斜形状。倾斜形状的下部容腔壁257除了可以在振荡环境中阻挡下部容腔247中的换热介质以外，在保证底板243的尺寸的前提下，倾斜形状的下部容腔壁257相较于垂直延伸的容腔壁来说，还减小了下部容腔247的体积，从而更容易使积累在下部容腔247中的换热介质形成一定高度的液面，一方面可以提高分配的均匀性，另一方面即使下部容腔247中的换热介质在一定程度上产生振荡，也能够保证换热介质铺满底板243。

在本实施例中，在宽度方向W上的、限定上部容腔246的一对上部容腔壁256相应地连接至一对下部容腔壁257，并且一对上部容腔壁256从相应的下部容腔壁257的两侧顶部边缘向上并相互远离地延伸，以使得上部容腔246的宽度从下至上逐渐增大。也就是说，一对上部容腔壁256从上至下呈逐渐向内延伸的倾斜形状。从而在一对上部容腔壁256和一对下部容腔壁257的连接处形成收缩形状的连通口248。倾斜形状的上部容腔壁256可以起到导流的作用，引导流经上层的换热管120的换热介质经过连通口248收集到下部容腔247中，避免换热介质聚集在上部容腔246中。因为换热介质聚集在上部容腔246中将会导致换热介质在振荡环境中飞溅出集液装置235。

本领域技术人员可以理解的是，虽然本实施例中示出了倾斜形状的上部容腔壁256和倾斜形状的下部容腔壁257，但是在其他实施例中，上部容腔壁和下部容腔壁也可以设置为其他的形状，仅需保证集液装置的中部形成收缩形状的连通口即可。

集液装置235的顶部还包括一对挡板245，一对挡板245与一对上部容腔壁256对应设置，并且每个挡板245从相应的上部容腔壁256的顶部边缘向上延伸形成，以在一对挡板245之间形成顶部敞口241。在本实施例中，集液装置235的上部容腔246的顶部宽度大于每层换热管120的宽度，因此一对挡板245大致上从上部容腔壁256的顶部边缘向上延伸形成。在一些实施例中，上部容腔246的顶部宽度不大于每层换热管120的宽度时，一对挡板245可以从上部容腔壁256的顶部边缘向上并向外倾斜延伸，以保证顶部敞口241的宽度大于每层换热管120的宽度即可。此时一对挡板245位于上层的换热管120的外侧，以保证流经上层的换热管120的换热介质能够经过顶部敞口241进入上部容腔246中。

进一步结合图2A和图2B所示，换热器100还包括数个支撑板281。数个支撑板281在长度方向L上间隔地设置在换热容腔228中，并且连接至换热器壳体121，例如焊接至换热器壳体121。由于换热管120、喷淋盒234和集液装置235均沿长度方向L延伸，因此具有较长的长度。数个支撑板281用于支撑换热管120、喷淋盒234和集液装置235，防止它们弯曲变形。每个支撑板281上设有数个供换热管120穿过的管孔282，每根换热管120依次穿过各个支撑板281的管孔282。并且每个支撑板281上设有供喷淋盒234和集液装置235穿过的缺口283，喷淋盒234和集液装置235依次穿过各个支撑板281的缺口283，并且与支撑板281在缺口283处的壁连接在一起，例如焊接在一起。由此，支撑板281既能起到支撑换热管120、喷淋盒234和集液装置235的作用，还能将它们固定在换热容腔228中的合适的位置。

图3A-图3C示出了喷淋盒234的具体结构，其中图3A示出喷淋盒234的立体结构图，图3B示出喷淋盒234在长度方向上的剖视图，其中虚线框示出放大图，图3C示出喷淋盒234在宽度方向上的剖视图。如图3A-图3C所示，喷淋盒234为长条形状的方形盒体，换热介质入口231设置在喷淋盒234顶部，并且换热介质入口231在喷淋盒234的长度方向L和宽度方向W上均位于中部位置，以使得换热介质能够从喷淋盒234的中部进入喷淋盒234中。

内盒237的长度与喷淋盒234的长度大致相同，内盒237在长度方向上的两端能够连接至喷淋盒234，以使得内盒237能够固定连接在喷淋盒234中，例如通过焊接的方式固定连接。但是内盒237的宽度小于喷淋盒234的宽度，并且内盒237的高度也小于喷淋盒234的高度，以使得喷淋盒234和内盒237之间形成流体通道258。具体来说，内盒237的顶壁和底壁与喷淋盒234的顶壁和底壁之间相应地间隔一定距离，并且内盒237在宽度方向W上的侧壁与喷淋盒234相应的侧壁之间间隔一定距离，但是内盒237在长度方向L上的侧壁连接至喷淋盒234相应的侧壁上。由此可以在喷淋盒234和内盒237之间形成“回”字形的流体通道258。数个喷淋口236设置在喷淋盒234的底部，并且各个喷淋口236与顶层的换热管120中的各个换热管120对齐。喷淋口236的形状和结构与集液装置235的底部分配口242的形状和结构相同，将结合图4D进行详细描述。

换热介质在从换热介质入口231进入喷淋盒234和内盒237之间的流体通道258后，先从流体通道258的顶部沿着长度方向L和宽度方向W水平地流动，然后再竖直地流动至流体通道258的底部，最后在流体通道258的底部积累形成液面后，通过数个喷淋口236均匀地朝向换热管120排出换热介质。

图4A-图4D示出了集液装置235的具体结构。其中图4A示出集液装置235的一个角度的立体结构图，图4B示出图4A的分解图，图4C示出集液装置235的另一个角度的立体结构图，图4D示出集液装置235在宽度方向上的剖视图，其中虚线框示出放大图。如图4A-图4D所示，集液装置235包括相对设置的前端板461和后端板462、相对设置的一对侧板463以及底板243，前端板461和后端板462连接在底板243在长度方向L上的两端，一对侧板463连接在底板243在宽度方向W上的两端。由此，集液容腔238由前端板461、后端板462、一对侧板463以及底板243限定形成。一对侧板463的内壁形成一对上部容腔壁256和一对下部容腔壁257。具体来说，一对侧板463的中部朝相对的方向弯折，以使得每个侧板463从上至下依次包括导流部466、收缩部468和挡液部467，导流部466从收缩部468向上并向外倾斜延伸至挡板245，以形成上部容腔壁256。挡液部467从收缩部468向下并向外倾斜延伸至底板243，以形成下部容腔壁257。一对收缩部468之间形成连通口248。在本实施例中，一对侧板463呈厚度均匀的板状，其形状与上部容腔壁256、下部容腔壁257的形状相同。本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，侧板仅需保证内壁形状与上部容腔壁256、下部容腔壁257的形状相同即可，外壁可以为其他形状。

集液装置235还包括至少一个隔板453，至少一个隔板453设置在集液容腔238中，并且将集液容腔238在长度方向L上分隔为至少两段。在本实施例中，隔板453设置为多个，例如六个隔板453，它们将集液容腔238在长度方向L上分隔为七段。在振荡环境中，集液容腔238中的换热介质能够被限制在各个段中，从而防止由于换热介质在长度方向上的振荡，导致部分底部分配口242处没有换热介质的情况，进而保证换热介质更均匀地分配至下层的各个换热管120。在本实施例中，每个隔板453大致与前端板461和后端板462是平行的并且形状相同，均与集液容腔238的形状匹配，并且每个隔板453垂直于底板243延伸。在长度方向L上，隔板453之间的距离大致相同，以使得集液容腔238在长度方向L上分隔为的各个段的长度大致是相同的。根据集液容腔238的长度，也可以设置更多或更少的隔板453。

底板243上的数个底部分配口242的形状和结构与喷淋口236相同，在此以底部分配口242的形状和结构为例进行说明。底部分配口242中的一部分中具有分配通道459，分配通道459呈碗形。碗形的分配通道459的碗口端(即较大端)与底板243上方的集液容腔238流体连通，碗形的分配通道459的碗底端(即较小端)与换热管120对齐。由此，集液容腔238中的换热介质能够经过分配通道459分配至换热管120上。碗形的分配通道459能够起到导流的作用，从而更好地约束换热介质滴淋在换热管120的表面，防止因为换热器100振荡或倾斜导致液滴错位等情况。并且碗形的分配通道459还能起到缓冲作用，提供一定的空间，在换热器100振荡或倾斜时，将换热介质约束在分配通道459中。本领域技术人员可以理解的是，虽然在本实施例中分配通道459为碗形，但是在其他实施例中，分配通道459也可以为其他形状，例如漏斗形等形状。

类似的，喷淋口236中也具有碗形的分配通道，分配通道的较大端与流体通道258流体连通，分配通道的较小端与换热管120对齐。

图5示出根据本申请的一个实施例的船用制冷机组的框图。如图5所示，制冷机组500为溴化锂制冷机组，包括蒸发器502、吸收器503、冷凝器504、热交换器505、溶液循环泵506和发生器501，它们通过管道流体连通。在本实施例的船用制冷机组500中，以水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂，利用溴化锂的水溶液的浓度变化以及水的相变来对外制冷。蒸发器502、吸收器503和发生器501中的至少一个包括换热器100。以下以蒸发器502包括换热器100为例进行详细说明。

具体来说，溴化锂浓溶液在吸收器503中吸收来自蒸发器502的水蒸气后得到溴化锂稀溶液，并向来自冷却水入口513的冷却水释放热量。然后溴化锂稀溶液通过溶液循环泵506进入热交换器505，在热交换器505中吸收热量后进入发生器501。溴化锂稀溶液在发生器501内吸收来自热源水入口515的热源水的热量，使得溴化锂稀溶液中的水被蒸发，以得到溴化锂浓溶液。然后溴化锂浓溶液从发生器501中排出至热交换器505，在热交换器505中释放热量后回到吸收器503，由此完成吸收剂溴化锂溶液的循环。

从发生器501中蒸发得到的水蒸气进入冷凝器504中，在冷凝器504中向来自冷却水入口513、并流经吸收器503的冷却水释放热量而冷凝为液态水。液态水从冷凝器504排出至蒸发器502，在蒸发器502中吸收来自冷冻水入口511的冷冻水的热量，液态水再蒸发为水蒸气后再进入吸收器503中，水蒸气被吸收器503中的溴化锂浓溶液吸收得到溴化锂稀溶液。溴化锂稀溶液如上所述的进入发生器501中，并且蒸发以得到水蒸气。由此完成制冷剂水的循环。

在本实施例中，冷却水从冷却水入口513依次流经吸收器503和冷凝器504以吸收热量后从冷却水出口514排出。热源水从热源水入口515进入发生器501以释放热量后从热源水出口516排出。冷冻水从冷冻水入口511进入蒸发器502以释放热量后从冷冻水出口512排出。

并且在本实施例中，蒸发器502中的换热介质为水，被换热介质为冷冻水。换热介质水在换热管的外部流动，冷冻水在换热管的内部流动，两者通过换热管的管壁进行热交换。

本领域技术人员可以理解的是，本申请的制冷机组不局限于溴化锂制冷机组，也可以用于其他类型的制冷机组。并且本申请的换热器也不局限于船用制冷机组，也可以用于在振荡环境中使用的其他制冷机组，例如在高空铁塔、飞机中使用的制冷机组。

喷淋式换热器由于其换热效率较高而被广泛使用。在船用制冷机组等在振荡环境下使用的制冷机组中，现有的喷淋式换热器难以保证换热介质均匀分配到换热管表面，造成部分换热管表面出现干斑，造成换热效率降低。

本申请的换热器特别适合于振荡环境下使用的制冷机组。本申请的换热器通过在喷淋盒下方设置集液装置，将设置为高度较高的换热管在高度方向上分为数个高度较低的换热管层，使得每个集液装置的实际分配滴淋高度降低，减小了制冷机组振荡的影响，提高了每个换热管的换热效率，特别是靠底部的换热管的换热效率。

本申请的集液装置中部为收缩的连通口结构，能防止在换热器振荡时，宽度方向的振荡导致的下部容腔中收集的换热介质飞溅出集液装置。并且集液装置的数个隔板能够防止长度方向的振荡导致的下部容腔中收集的换热介质倾斜而无法均匀分配至下层的换热管。此外，本申请的集液装置中，倾斜的上部容腔壁能够引导流经上层的换热管的换热介质进入集液装置中，倾斜的下部容腔壁除了可以阻挡换热介质在振荡环境中飞溅出下部容腔以外，还能够减小下部容腔体积，以迅速在下部容腔的底部形成一定高度的液面以便于换热介质的再分配。

本申请的喷淋盒采用封闭的双层盒体的结构，防止振荡时换热介质从喷淋盒顶部飞溅而出。并且喷淋盒在满足换热介质滴淋的滴淋高度要求的同时，减小了流体通道的体积，也就减小了换热介质的使用量。

此外，本申请的底部分配口和喷淋口包括碗形形状的分配通道，一方面可以起到导流作用，另一方面能够起到缓冲作用，满足振荡环境的使用要求。

尽管已经结合以上概述的实施例的实例描述了本公开，但是对于本领域中至少具有普通技术的人员而言，各种替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案，无论是已知的或是现在或可以不久预见的，都可能是显而易见的。因此，如上陈述的本公开的实施例的示例旨在是说明性而不是限制性的。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。因此，本公开旨在包括所有已知或较早开发的替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而不是限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

Claims (12)

1.一种换热器，其特征在于包括：

换热器壳体(121)，所述换热器壳体(121)内限定换热容腔(228)，所述换热容腔(228)具有长度方向(L)、宽度方向(W)和高度方向(H)；

数根换热管(120)，所述数根换热管(120)设置在所述换热容腔(228)中，所述数根换热管(120)沿着所述换热容腔(228)的长度方向(L)延伸，并且被沿着所述换热容腔(228)的高度方向(H)成层布置；以及

至少一个集液装置(235)，所述至少一个集液装置(235)设置在至少两层所述换热管(120)之间，所述集液装置(235)的长度方向与所述换热容腔(228)的长度方向(L)一致，其中每个所述集液装置(235)包括：

相对设置的顶部敞口(241)和底板(243)；

数个底部分配口(242)，所述数个底部分配口(242)设置在所述底板(243)上，所述集液装置(235)被设置为通过所述顶部敞口(241)收集流经上层的所述换热管(120)的所述换热介质，并通过所述数个底部分配口(242)将所述换热介质分配至下层的所述换热管(120)；以及

集液容腔(238)，所述集液容腔(238)设置在所述顶部敞口(241)和所述底板(243)之间，所述集液容腔(238)包括上部容腔(246)、连通口(248)和下部容腔(247)，所述顶部敞口(241)与所述上部容腔(246)连通，所述数个底部分配口(242)与所述下部容腔(247)流体连通，并且所述上部容腔(246)和所述下部容腔(247)通过所述连通口(248)流体连通，并且其中所述上部容腔(246)的顶部的宽度大于所述连通口(248)的宽度，所述下部容腔(247)的底部的宽度大于所述连通口(248)的宽度，以使得所述集液装置(235)的所述集液容腔(238)在所述连通口(248)处形成收缩形状。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

在宽度方向(W)上的、限定所述下部容腔(247)的一对下部容腔壁(257)连接至所述底板(243)，并且所述一对下部容腔壁(257)从所述底板(243)的两侧边缘向上并相对于彼此延伸，以使得所述下部容腔(247)的宽度从下至上逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：

在宽度方向(W)上的、限定所述上部容腔(246)的一对上部容腔壁(256)相应地连接至一对所述下部容腔壁(257)，并且所述一对上部容腔壁(256)从所述下部容腔壁(257)的顶部边缘向上并相互远离地延伸，以使得所述上部容腔(246)的宽度从下至上逐渐增大，从而在所述上部容腔壁(256)和所述下部容腔壁(257)的连接处形成所述连通口(248)。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：

所述集液装置(235)包括一对挡板(245)，所述一对挡板(245)从相应的上部容腔壁(256)的顶部边缘向上延伸而成，以在所述一对挡板(245)之间形成所述顶部敞口(241)。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：

所述集液装置(235)包括至少一个隔板(453)，所述至少一个隔板(453)设置在所述集液容腔(238)中，所述至少一个隔板(453)被设置为将所述集液容腔(238)在长度方向(L)上分隔为至少两段，以将所述换热介质限制在所述集液容腔(238)的各个段中。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：

每个所述隔板(453)的形状与所述集液容腔(238)形状匹配，并且每个所述隔板(453)垂直于所述底板(243)设置。

7.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于：

所述集液装置(235)包括：

前端板(461)和后端板(462)，所述前端板(461)和所述后端板(462)连接在所述底板(243)的长度方向上的两端；以及

一对侧板(463)，所述一对侧板(463)连接在所述底板(243)的宽度方向上的两侧，所述集液容腔(238)由所述前端板(461)和所述后端板(462)、所述一对侧板(463)以及所述底板(243)限定形成；

其中，每个所述侧板(463)从上至下依次包括导流部(466)、收缩部(468)和挡液部(467)，所述导流部(466)从所述收缩部(468)向上并向外倾斜延伸至所述挡板(245)，以形成所述上部容腔壁(256)，所述挡液部(467)从所述收缩部(468)向下并向外倾斜延伸至所述底板(243)，以形成所述下部容腔壁(257)，所述收缩部(468)之间形成所述连通口(248)。

8.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

所述换热器(100)还包括喷淋盒(234)，所述喷淋盒(234)设置在所述换热容腔(228)中的顶部并位于所述数根换热管(120)上方，所述喷淋盒(234)的顶部具有用于接收换热介质的所述换热介质入口(231)，所述喷淋盒(234)的长度方向与所述换热容腔(228)的长度方向(L)一致，并且所述喷淋盒(234)的底部具有数个喷淋口(236)，其中所述喷淋盒(234)被设置为从所述换热介质入口(231)接收所述换热介质，并将所述换热介质从所述数个喷淋口(236)朝向所述数根换热管(120)排出；

其中，所述喷淋盒(234)还包括内盒(237)，所述内盒(237)的尺寸小于所述喷淋盒(234)的尺寸，以在所述喷淋盒和所述内盒之间形成流体通道(258)。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于：

所述底部分配口(242)和所述喷淋口(236)中的一部分中具有分配通道(459)，所述分配通道(459)为碗形，所述分配通道(459)的较大端与相应的所述流体通道(258)或集液容腔(238)流体连通，所述分配通道(459)的较小端与所述换热管(120)对齐。

10.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

所述换热器(100)还包括数个支撑板(281)，所述支撑板(281)设置在所述换热容腔(228)中并连接至所述换热器壳体(121)，所述数个支撑板(281)在所述长度方向(L)上间隔设置，其中所述每个支撑板(281)上设有数个管孔(282)，每根所述换热管(120)依次穿过每个所述支撑板(281)的所述管孔(282)，并且所述集液装置(235)连接至所述支撑板(281)。

11.一种船用制冷机组，其特征在于包括：

如权利要求1-10中任何一项所述换热器(100)。

12.根据权利要求11所述的船用制冷机组，其特征在于：

所述船用制冷机组(500)为溴化锂制冷机组，其中蒸发器(502)、吸收器(503)和发生器(501)包括如权利要求1-10中任何一项所述换热器(100)。