CN211625773U - 具有旋风分离装置的降膜式蒸发器和冷水机组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空调技术领域，公开了一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器，包括，本体出气口；旋风分离装置，气相入口接入气相制冷剂，气相出口与本体出气口连接。本公开实施例的降膜式蒸发器，在其本体出气口上接入了旋风分离装置，使经降膜式蒸发器处理后的气相制冷剂在排出前经旋转离心分离处理，其中的制冷剂液滴在离心力的作用下被分离出来，除液效率可以达到90％以上，解决了现有降膜式蒸发器排出的气相制冷剂中带有制冷剂液滴的技术问题，即解决了压缩机吸气带液的问题，提高了降膜式冷水机组的运行可靠性和性能。还公开了一种冷水机组。

Description

具有旋风分离装置的降膜式蒸发器和冷水机组

技术领域

本申请涉及空调技术领域，例如涉及一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器和冷水机组。

背景技术

目前，降膜式蒸发器在中央空调冷水机组中具有广泛的应用前景。从理论上讲，降膜式蒸发器具有传热性能高、制冷剂充注量少等优点，但在实际应用中，未蒸发的制冷剂液滴很容易随蒸发气流被带入吸气管，然后进入压缩机，这不仅降低机组性能，而且容易因吸气带液使压缩机发生液击，使机组发生损坏，同时制冷剂液体进入压缩机后，压缩机跑油量增加，容易因缺油使压缩机损坏。吸气带液严重影响了机组的运行可靠性和性能。在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：现有降膜式蒸发器排出的气相制冷剂中带有制冷剂液滴。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器和冷水机组，以解决现有降膜式蒸发器排出的气相制冷剂中带有制冷剂液滴的技术问题。

在一些实施例中，一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器，包括，

本体出气口；

旋风分离装置，气相入口接入气相制冷剂，气相出口与本体出气口连接。

在一些实施例中，一种冷水机组，包括，前述的降膜式蒸发器。

本公开实施例提供的一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器和冷水机组，可以实现以下技术效果：

本公开实施例的降膜式蒸发器，在其本体出气口上接入了旋风分离装置，使经降膜式蒸发器处理后的气相制冷剂在排出前经旋转离心分离处理，其中的制冷剂液滴在离心力的作用下被分离出来，解决了现有降膜式蒸发器排出的气相制冷剂中带有制冷剂液滴的技术问题，即解决了压缩机吸气带液的问题，提高了降膜式冷水机组的运行可靠性和性能。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或一个以上实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种降膜式蒸发器的结构示意图；

图2是图1中的A-A向剖视结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的结构示意图；

图4是图3中的B-B向的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的以图4中的C-C向所示的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的结构示意图；

图7是图6中的D-D向的结构示意图；

图8是图7中的E-E向的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的结构示意图；

图10是图9中的F-F向的结构示意图；

图11是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的结构示意图；其中，省略了外筒体；

图12是本公开实施例提供的一种旋风分离装置的以图9中的F-F向的结构示意图；

附图标记：

100、壳体；101、本体出气口；102、进液管；103、出气管；104、分配器；105、支撑板；106、换热管；107、管板；108、前水室；109、后水室；110、进水管；111、出水管；112、本体进液口；200、旋风分离装置；201、气相出口；202、液相出口；203、气相入口；204、环形通道；205、环形入风通道；2051、导向通道；210、筒体；220、进气管；221、第一进气管；222、第二进气管；230、导向结构；240、出气筒；250、外筒体；260、内筒体；261.第一端口；262、第二端口；270、导向筋片；2701、进风边沿；2702、出风边沿；271、第一导向筋片；272、第二导向筋片；273、第三导向筋片；274、第四导向筋片；275、第五导向筋片；276、第六导向筋片；277、第七导向筋片；278、第八导向筋片。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或一个以上实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

在本文中，需要理解的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者结构与另一个实体或结构区分开来，而不要求或者暗示这些实体或结构之间存在任何实际的关系或者顺序。

在本文中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

在本文中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，需要理解的是，术语“多个”是指两个或两个以上。

本公开实施例提供了一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器。结合图1至图12所示，降膜式蒸发器，包括，本体出气口101和旋风分离装置200；旋风分离装置200的气相入口203接入气相制冷剂，气相出口201与本体出气口101连接。

本公开实施例的降膜式蒸发器，在其本体出气口101上接入了旋风分离装置200，使经降膜式蒸发器处理后的气相制冷剂在排出前经旋转离心分离处理，其中的制冷剂液滴在离心力的作用下被分离出来，除液效率可以达到90％以上，解决了现有降膜式蒸发器排出的气相制冷剂中带有制冷剂液滴的技术问题，进而解决了压缩机吸气带液的问题，提高了降膜式冷水机组的运行可靠性和性能。同时，将旋风分离装置200设置于降膜式蒸发器的内部，可以减少气相制冷剂气流进入旋风分离装置200前的流动阻力，提高机组能效。

另外，现有降膜式蒸发器为了减少气相制冷剂中的液滴，一般将分配器与壳体的顶壁(设置本体出气口)之间的空间的高度设计的较高。而本公开实施例的降膜式蒸发器恰好充分利用该空间，并且，增加了旋风分离装置200后还可一定程度上减少该空间的高度，进而可以减小降膜式蒸发器的直径，降低成本。

本公开实施例中，如图1和图2所示，降膜式蒸发器，还包括，壳体100，进液管102，出气管103，分配器104，支撑板105，换热管106，管板107，前水室108，后水室109，进水管110和出水管111。其中，壳体100呈两端开口式筒体，两端固定设置管板107，换热管106的两端固定在壳体100两端的管板107上，并在两端的管板107外密封设置端壳，分别构成前水室108和后水室109，并在前水室108上设置进水管110和出水管111。分配器104设置在换热管106的上方。在壳体100的顶壁上设置有本体进液口112和本体出气口101，进液管102设置在本体进液口112上，出气管103设置在本体出气口101上。为了保证换热管106的稳固，可在两端的管板107之间设置支撑板105，支撑板105以与管板107平行的方式固定设置在壳体100内，其上开设多个通孔，换热管106穿设该通孔设置。则，旋风分离装置200设置于分配器104上方的壳体100内的空间。

将本公开实施例的降膜式蒸发器应用至冷水机组中时，节流后的气液两相制冷剂从进液管102穿过壳体100进入分配器104，然后喷淋在分配器104下部的换热管106外表面，与换热管106管内的冷媒水进行换热，液态制冷剂蒸发形成蒸气(即气相制冷剂)，蒸气形成的气流(气相制冷剂)进入旋风分离装置200。气相制冷剂经旋转离心分离处理后，其中的制冷剂液滴离心分离出来向下流动，气相制冷剂则在由本体出气口101被吸走，进入压缩机。

本公开实施例中，旋风分离装置200是利用旋转离心力将气相制冷剂中夹带的制冷剂液滴离心分离的装置，其具体的结构形式不限于本公开实施例中给出的结构形式，只要可产生离心力并将制冷剂液滴离心分离的结构即可。

在一些实施例中，如图3至图8所示，第一种旋风分离装置200，包括，筒体210和进气管220；筒体210的顶壁上设置有气相出口201，下端设置有液相出口202，侧壁上设置有气相入口203；进气管220的一端与筒体210的气相入口203连接，另一端接入气相制冷剂；且进气管220与筒体210的侧壁相切。

本实施例中，携带液滴的气相制冷剂气流经进气管220(如图3所示的第一进气管221和第二进气管222)进入旋风分离装置200，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流沿呈筒体(例如，圆筒体)210的器壁呈螺旋形向下朝液相出口202(如图3所示的缩口状液相出口202)流动，形成外旋气流，气流携带的液滴在离心力的作用下，被甩向筒体210的内壁，液滴一旦与器壁接触，便失去惯性力，而在重力和旋转气流的向下轴向速度的作用下沿壁面下落，进入液相出口202被排出，形成气液分离的效果。旋转下降的外旋气流到达筒体210的下端(接近液相出口202时)转而沿轴心向上旋转流动，形成内旋气流，另外，外旋气流在下降过程中不断向旋风分离装置200的中心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流也汇入内旋气流。内、外旋气流的旋转方向是相同的，最后气流经筒体210的气相出口201排出旋风分离装置200，进入与气相出口201相连的出气管103，从而排出降膜式蒸发器。

可选地，筒体210的侧壁的上部设置有气相入口203。为气相制冷剂提供更长的圆周运动路径，提高分离效果。

在一些实施例中，气相入口203为一个或多个。依据实际情况确定即可。筒体210的侧壁上设置多个气相入口203，则在筒体210的侧壁上具有多个吸入口，则气相制冷剂可以最短的流动路径进入筒体210，从而减少流动阻力。

可选地，气相入口203为多个时，多个气相入口203均匀设置于筒体10的侧壁上。如图3和图4所示，气相入口203为两个，对称地设置于筒体10的侧壁上。则，相应地，进气管220包括第一进气管221和第二进气管222，分别连接至对应的气相入口203上即可。

在一些实施例中，结合图3和图4所示，筒体210的液相出口202呈缩口状。即，筒体210的主体与下端的液相出口202之间具有缩口状过渡部。可选地，该缩口状过渡部为锥形，锥形的大口径敞口端与筒体210的主体连通，小口径敞口端即为液相出口202。可选地，液相出口202为锥形液相出口。可选地，锥形为圆台状锥形。

在一些实施例中，如图5所示，旋风分离装置200，还包括，导向结构230，设置于筒体210的内壁上，并设置为引导由气相入口203进入的气相制冷剂沿筒体210的内壁流动。导向结构230对进入的气相制冷剂具有导向作用，可增强气相制冷剂的旋转速率，提高离心分离效率。

可选地，导向结构230，设置于筒体210的内壁上，并设置为引导由气相入口203进入的气相制冷剂沿筒体210的内壁呈螺旋状向下流动。可选地，导向结构230，引导由气相入口203进入的气相制冷剂沿筒体210的内壁呈螺旋状向筒体210的液相出口202流动。

可选地，导向结构230形成在筒体210的内壁上。可选地，如图5所示，导向结构230为开设在筒体210内壁上的螺旋导向槽。可选地，螺旋导向槽的槽深不大于筒体210的壁厚。可选地，螺旋导向槽的槽深为筒体210的壁厚的二分之一。可选地，螺旋导向槽的槽宽逐渐增加。

可选地，导向结构230为导向凸棱，固定连接在筒体210的内壁上。可选地，导向凸棱呈螺旋状连接在筒体210的内壁上。即，导向结构230为螺旋导向凸棱。

可选地，导向凸棱的数量为一个或两个。

可选地，一个导向凸棱时，导向凸棱由气相入口203的下边缘开始沿筒体210的内壁呈螺旋状设置。

可选地，两个导向凸棱时，一个导向凸棱由气相入口203的下边缘开始沿筒体210的内壁呈螺旋状设置；另一个导向凸棱由气相入口203的上边缘开始沿筒体210的内壁呈螺旋状设置。本实施例中，形成的导向结构类似前述的导向槽结构。

在一些实施例中，如图6至图8所示，旋风分离装置200，还包括，出气筒240，设置于筒体210的气相出口201，且与筒体210之间形成环形通道。可强化气相制冷剂的圆周运动，提高分离效率，同时内旋气流经由出气筒240排出降膜式蒸发器，减少内旋气流对外旋气流的干扰。

在一些实施例中，如图6和图8所示，出气筒240的第一端241伸入筒体210，且第一端241的端面所在的水平面不高于气相入口203所在的水平面。使在气相入口203处形成环形通道204，强化气相制冷剂的圆周运动，更优地减少内旋气流对气相入口203处的外旋气流的干扰，提高分离效率。而且还有利于气相制冷剂的均匀进气，减少气流的流动阻力。出气筒240的第二端242与出气管103连接即可。其中，图6中虚线所示的结构为位于筒体210内部的部分出气筒240、气相入口203的结构线。

可选地，筒体210的内径与出气筒240的外径的比值为1.5～2。在满足气流阻力要求的情况下，筒体210的内径越小，气液分离效果越好。形成的环形通道204的环形宽度适应气相制冷剂的圆周运动，减少气流与出气筒240的外壁的碰撞，减少气流的流动阻力。

在一些实施例中，如图9至图11所示，第二种旋风分离装置200，包括，外筒体250，内筒体260和导向筋片270。外筒体250设置有第一敞口端和第二敞口端；其中，第二敞口端设置为液相出口202。内筒体260设置于外筒体250的第一敞口端处，且与外筒体250之间形成环形入风通道205，该环形入风通道205作为气相入口203；位于外筒体250的第一敞口端侧的内筒体260的第一端口261作为气相出口201。导向筋片270，设置于环形入风通道205内，设置为将环形入风通道205分割为多个导向通道2051；且多个导向通道2051呈同向螺旋状。

本公开实施例的第二种旋风分离装置中，气相入口203位于顶部，沿外筒体250的轴向入风，经过呈同向螺旋状的多个导向通道2051后，轴向进风的风向由沿外筒体250的轴向改变为沿导向筋片270的出风边沿2702的切向出风；从而形成沿外筒体250的内壁旋转的旋转气流，即沿轴向进入的气流改变为沿周向的圆周运动的旋转气流。该旋转气流沿外筒体250的器壁呈螺旋形向下朝液相出口202(如图9所示的缩口状液相出口202)流动，形成外旋气流，气流携带的液滴在离心力的作用下，被甩向外筒体250内壁，液滴一旦与器壁接触，便失去惯性力，而在重力和旋转气流的向下轴向速度的作用下沿壁面下落，进入液相出口202被排出，形成气液分离的效果。旋转下降的外旋气流到达外筒体250的下端(接近液相出口202时)转而沿轴心向上旋转流动，形成内旋气流，另外，外旋气流在下降过程中不断向旋风分离装置200的中心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流也汇入内旋气流。内、外旋气流的旋转方向是相同的，最后气流经内筒体260的气相出口201排出旋风分离装置200，进入与气相出口201相连的出气管103，从而排出降膜式蒸发器。

本公开实施例中，导向筋片270分割的多个导向通道2051呈螺旋状，因此，导向通道2051的出风端(即出风边沿2702)的切向一定与外筒体250的轴向(朝向液相出口202侧的轴向)呈一定夹角，从而将进风导流转向，形成旋转气流。即，导向筋片270的出风边沿2702的切向与外筒体250的轴向呈一定夹角。该夹角不大于90°。可选地，该夹角大于等于60°，小于等于90°。可选地，该夹角为60°、70°、80°、90°，或者为60°至90°之间的其它任意一个角度。

可选地，该夹角为90°。即，导向筋片270的出风边沿2702的切线与外筒体250的轴向垂直。使得经由多个导向通道2501导流后的气流进入外筒体250内时，气流方向为沿外筒体250的内壁的圆周方向，使旋转气流的旋转强烈，提高除液效率。

本公开实施例中，螺旋状的导向通道2501的长度不限定，依据实际情况确定即可。在螺旋状的导向通道2501的轴向高度(即，如图10所示的导向筋片270向外筒体250内延伸的长度h)一定的情况下，螺旋状的导向通道2501的长度由其跨度l决定。此处，如图11所示，跨度l，是指螺旋状的导向通道2051的进风端(即导风筋片270的进风边沿2701)至出风端(即导风筋片270的出风边沿2702)所跨越的圆周的长度。而且，螺旋状的导向通道2501的跨度也决定了导向筋片270的结构形式。

在一些实施例中，螺旋状的导向通道2501的跨度小于或者等于圆周的四分之一。本实施例中，导向筋片270呈扇形。或者，在另一些实施例中，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的四分之一。本实施例中，导向筋片270呈螺旋状。

可选地，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的十二分之一，小于等于圆周的四分之一。

可选地，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的八分之一，小于等于圆周的四分之一。

可选地，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的六分之一，小于等于圆周的四分之一。

可选地，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的四分之一，小于等于圆周的二分之一。

可选地，螺旋状的导向通道2501的跨度大于圆周的四分之一，小于等于圆周的三分之一。

本公开实施例中，螺旋状的导向通道2501的跨度越大，则螺旋状的导向通道2501的风道越顺畅，出风边沿的切向越趋近于与轴向垂直，则进入外筒体250内的气流的旋转越强烈，则离心力越大，除液效率越高。

本公开实施例中，螺旋状的导向通道2501的壁面平滑过渡，保证进风的顺畅流通，减小流动阻力。螺旋状的导向通道2501的壁面的形成由导向筋片270的形状决定，依据所需的导向通道2501的形状确定所需的导向筋片270的结构形式即可。

在一些实施例中，导向筋片270的内侧边沿与内筒体260的外壁连接，外侧边沿与外筒体250的内壁连接。

本公开实施例中，导向筋片270的数量不限定，依实际情况确定即可。可选地，导向筋片270为一个或多个，例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或者更多个，不限定。如图9所示，导向筋片270的数量为8个，均布在环形通道204内；其中，将8个导向筋片270依次定义为第一导向筋片271、第二导向筋片272、第三导向筋片273、第四导向筋片274、第五导向筋片275、第六导向筋片276、第七导向筋片277和第八导向筋片278。8个导向筋片270将环形入风通道205分割为8个导向通道2051(如图11所示)，每个导向筋片270的跨度为圆周的四分之一。

在一些实施例中，如图12所示，导向筋片270朝向外筒体250的内壁倾斜。有利于气流贴着外筒体250的内壁流动，增加离心力，提高除液效率。

在一些实施例中，如图10和图11所示，内筒体260的第二端口262向外筒体250内延伸的长度大于或等于导向筋片270向外筒体250内延伸的长度h。经由多个导向通道导流后形成的旋转气流可在环形通道下部的作用下，进一步强化圆周运行。

在一些实施例中，结合图10所示，外筒体250的第二敞口端的液相出口202呈缩口状。即，外筒体250的主体与液相出口202之间具有缩口状过渡部。可选地，该缩口状过渡部为锥形，锥形的大口径敞口端与外筒体250的主体连通，小口径敞口端即为液相出口202。可选地，液相出口202为锥形液相出口。可选地，锥形为圆台状锥形。

本公开实施例提供了一种冷水机组，包括，前述的降模式蒸发器。

本公开实施例的冷水机组中，由降模式蒸发器中排出的气相制冷剂中携带的制冷剂液滴可减少90％以上，减少吸气带液，不会由于吸气带液而降低机组性能，保证了机组性能。而且，压缩机不产生液击，避免了因液击带来的机组损坏。通过不会增加压缩机跑油量，不会产生因压缩机跑油量增加而导致压缩机损坏的后果。总之，本公开实施例的冷水机组运行可靠，性能好。

本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种具有旋风分离装置的降膜式蒸发器，其特征在于，包括，

本体出气口；

旋风分离装置，气相入口接入气相制冷剂，气相出口与所述本体出气口连接。

2.根据权利要求1所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述旋风分离装置，包括，

筒体，其顶壁上设置有气相出口，下端设置有液相出口，侧壁上设置有气相入口；

进气管，一端与所述筒体的气相入口连接，另一端接入气相制冷剂；且所述进气管与所述筒体的侧壁相切。

3.根据权利要求2所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述筒体的液相出口呈缩口状。

4.根据权利要求2所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述旋风分离装置，还包括，

导向结构，设置于所述筒体的内壁上，并设置为引导由所述气相入口进入的气相制冷剂沿所述筒体的内壁流动。

5.根据权利要求2、3或4中任一项所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述旋风分离装置，还包括，

出气筒，设置于所述筒体的气相出口；且与所述筒体之间形成环形通道。

6.根据权利要求5所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述出气筒的第一端伸入所述筒体，且所述第一端的端面所在的水平面不高于所述气相入口所在的水平面。

7.根据权利要求1所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述旋风分离装置，包括，

外筒体，设置有第一敞口端和第二敞口端；其中，所述第二敞口端设置为液相出口；

内筒体，设置于所述外筒体的第一敞口端处，且与所述外筒体之间形成环形通道；所述环形通道作为气相入口；位于所述外筒体的第一敞口端侧的所述内筒体的第一端口作为气相出口；

导向筋片，设置于所述环形通道内，设置为将所述环形通道分割为多个导向通道；且多个所述导向通道呈同向螺旋状。

8.根据权利要求7所述的降膜式蒸发器，其特征在于，

所述螺旋状的导向通道的跨度小于或者等于圆周的四分之一；

或者，所述螺旋状的导向通道的跨度大于圆周的四分之一。

9.根据权利要求7所述的降膜式蒸发器，其特征在于，所述内筒体的第二端口向所述外筒体内延伸的长度大于或等于所述导向筋片向所述外筒体内延伸的长度。

10.一种冷水机组，其特征在于，包括，如权利要求1至9中任一项所述的降膜式蒸发器。

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