ES2929231T3

ES2929231T3 - Intercambiador de calor

Info

Publication number: ES2929231T3
Application number: ES19842449T
Authority: ES
Inventors: Michael Wilson; Robert Page; Louis Moreaux; Jeffrey Stamp; Satoshi Inoue; Shannon Cobb
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: US11105558B2; US20200200478A1; JP2022515614A; JP7364930B2; WO2020131794A1; EP3899399A1; EP3899399B1; CN113227698A; CN113227698B

Abstract

Un intercambiador de calor (1) incluye una carcasa (10), un distribuidor de refrigerante (20), un haz de tubos (30) y un primer deflector (60). La carcasa (10) tiene una entrada de refrigerante (11a) a través de la cual fluye al menos refrigerante con refrigerante líquido y una salida de vapor de refrigerante de la carcasa (12a). Un eje central longitudinal (C) de la carcasa (10) se extiende sustancialmente paralelo a un plano horizontal (P). El distribuidor de refrigerante (20) se comunica fluidamente con la entrada de refrigerante (11a) y está dispuesto dentro de la carcasa (10). el distribuidor de refrigerante (20) tiene al menos una abertura de distribucion de refrigerante liquido (23) que distribuye refrigerante liquido. El haz de tubos (30) está dispuesto dentro de la carcasa (10) debajo del distribuidor de refrigerante (20). El primer deflector (60) se extiende desde un primer lado lateral (LS) de la carcasa (10). El primer deflector (60) está dispuesto verticalmente del 5% al 40% de la altura total de la carcasa (10) por encima del borde inferior de la carcasa (10), y se extiende lateralmente hacia adentro desde el primer lado lateral (LS) por una distancia no más del 20% del ancho de la cubierta (10). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Intercambiador de calor

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a un intercambiador de calor adaptado para ser utilizado en un sistema de compresión de vapor. Más específicamente, esta invención se refiere a un intercambiador de calor que incluye al menos un deflector dispuesto para restringir el flujo de vapor, reducir la velocidad local del vapor, aislar las fugas de líquido y/o atrapar el líquido.

Información de antecedentes

La refrigeración por compresión de vapor ha sido el método más utilizado para el aire acondicionado de grandes edificios o similares. Los sistemas convencionales de refrigeración por compresión de vapor suelen estar provistos de un evaporador, que es un intercambiador de calor que permite que el refrigerante se evapore de líquido a vapor mientras absorbe el calor del líquido, que pasa a través del evaporador, para enfriarlo. Un tipo de evaporador incluye un haz de tubos que tiene una pluralidad de tubos de transferencia de calor, que se extienden horizontalmente, a través de los cuales circula el líquido a enfriar, y el haz de tubos está alojado dentro de una carcasa cilíndrica. Hay varios métodos conocidos para evaporar el refrigerante en este tipo de evaporador. En un evaporador inundado, la carcasa se llena con refrigerante líquido y los tubos de transferencia de calor se sumergen en un baño de refrigerante líquido para que el refrigerante líquido hierva y/o se evapore como vapor. En un evaporador de película descendente, el refrigerante líquido se deposita sobre las superficies exteriores de los tubos de transferencia de calor desde arriba, de modo que se forma una capa o película delgada del refrigerante líquido a lo largo de las superficies exteriores de los tubos de transferencia de calor. El calor de las paredes de los tubos de transferencia de calor se transfiere por convección y/o conducción a través de la película líquida a la interfaz vapor-líquido donde parte del refrigerante líquido se evapora y, por lo tanto, se elimina el calor del agua que fluye dentro de los tubos de transferencia de calor. El refrigerante líquido que no se evapora cae verticalmente desde el tubo de transferencia de calor en una posición superior hacia el tubo de transferencia de calor en una posición inferior por la fuerza de la gravedad. También hay un evaporador híbrido de película descendente, en el que el refrigerante líquido se deposita en las superficies exteriores de algunos de los tubos de transferencia de calor del haz de tubos y los otros tubos de transferencia de calor del haz de tubos se sumergen en el refrigerante líquido que se ha recogido en la parte inferior de la carcasa.

Aunque los evaporadores inundados exhiben un alto rendimiento de transferencia de calor, los evaporadores inundados requieren una cantidad considerable de refrigerante dado que los tubos de transferencia de calor están sumergidos en un baño de refrigerante líquido. Con el reciente desarrollo de nuevos refrigerantes de alto costo que tienen un potencial de calentamiento global mucho menor (como R1234ze o R1234yf), es deseable reducir la carga de refrigerante en el evaporador. La principal ventaja de los evaporadores de película descendente es que se puede reducir la carga de refrigerante al mismo tiempo que se garantiza un buen rendimiento de transferencia de calor. Por lo tanto, los evaporadores de película descendente tienen un potencial significativo para reemplazar los evaporadores inundados en los grandes sistemas de refrigeración. Independientemente del tipo de evaporador, por ejemplo, inundado, de película descendente o híbrido, el refrigerante que entra en el evaporador se distribuye al haz de tubos donde se produce la evaporación del refrigerante debido al calentamiento del líquido en el haz de tubos. A medida que el refrigerante se evapora, el vapor de refrigerante está presente.

Se puede encontrar el estado de la técnica relacionado en el documento US 2015/013951 A1 que describe un intercambiador de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US 2012183 A describe un evaporador de carcasa y tubos.

Compendio de la invención

Se ha descubierto que la velocidad del vapor puede llegar a ser bastante alta en algunos evaporadores, lo que aumenta la probabilidad de que se arrastre líquido con lo que entran gotas de líquido en la entrada del compresor. Esto puede causar una reducción en la eficiencia del enfriador y potencialmente aumentar la posibilidad de erosión del alabe del impulsor. Si se utilizan refrigerantes de baja presión como el R1233zd, estos problemas pueden ocurrir más fácilmente, aunque estos problemas pueden presentarse independientemente del refrigerante.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador que reduzca o elimine las gotas de pulverización que se envían al compresor.

Una tecnología utilizada para reducir o eliminar las gotas de pulverización es un eliminador de neblina. Aunque un eliminador de neblina puede ser efectivo, un eliminador de neblina puede ser relativamente costoso y voluminoso, ocupando mucho espacio en el evaporador. Además, un eliminador de neblina puede provocar una gran caída de presión, lo que puede afectar negativamente al coeficiente de rendimiento (COP) del sistema. Los requisitos de espacio pueden conducir a un mayor tamaño de la carcasa y del enfriador.

Por lo tanto, otro objeto de la presente invención es proporcionar un evaporador con uno o más deflectores para redistribuir el flujo de vapor dentro del evaporador. Tales deflectores pueden obligar al flujo a ecualizarse y reducir la velocidad local. Una velocidad más baja permite que las gotas de líquido se asienten fuera del flujo. Además, tales deflectores son menos costosos y ocupan menos espacio que un eliminador de neblina.

Otro objeto es proporcionar un deflector que se use para equilibrar el flujo de vapor cerca de la parte superior del banco de película descendente restringiendo el flujo de vapor ascendente.

Otro objeto es proporcionar un deflector utilizado para reducir la velocidad local del vapor entre el primer y el segundo paso del tubo y eliminar cualquier gota de líquido por impulso.

Otro objeto es proporcionar un deflector utilizado para aislar cualquier fuga de líquido del distribuidor del flujo de vapor neto. Tal deflector también se usa para atrapar y drenar cualquier líquido del vapor de alta velocidad entre la fila superior del banco de película descendente y la parte inferior del distribuidor.

Otro objeto más es proporcionar un deflector utilizado para atrapar cualquier líquido que sea arrastrado por los lados de la carcasa y dirigirlo hacia los tubos para su evaporación.

Uno o más de los objetos anteriores se pueden conseguir mediante un intercambiador de calor de acuerdo con uno cualquiera o más de los siguientes aspectos. Sin embargo, los aspectos y combinaciones de aspectos mencionados a continuación son simplemente ejemplos de posibles aspectos y combinaciones de aspectos descritos en este documento que pueden lograr uno o más de los objetivos anteriores.

La presente invención está definida por la reivindicación independiente adjunta. Las reivindicaciones dependientes describen características opcionales y distintas formas de realización. Un intercambiador de calor según un primer aspecto de la presente invención está adaptado para ser utilizado en un sistema de compresión de vapor. El intercambiador de calor incluye una carcasa, un distribuidor de refrigerante, un haz de tubos y un primer deflector. La carcasa tiene una entrada de refrigerante a través de la cual fluye al menos refrigerante con líquido refrigerante y una salida de vapor de refrigerante de la carcasa. Un eje central longitudinal de la carcasa se extiende sustancialmente paralelo a un plano horizontal. El distribuidor de refrigerante está en comunicación fluida con la entrada de refrigerante y está dispuesto dentro de la carcasa. El distribuidor de refrigerante tiene al menos una abertura de distribución de refrigerante líquido que distribuye líquido refrigerante. El haz de tubos está dispuesto dentro de la carcasa debajo del distribuidor de refrigerante. El primer deflector se extiende desde un primer lado lateral de la carcasa. El primer deflector está dispuesto verticalmente del 5% al 40% de la altura total de la carcasa sobre el borde inferior de la carcasa, y se extiende lateralmente hacia adentro desde el primer lado lateral hasta una distancia no mayor al 20% del ancho de la carcasa.

En un segundo aspecto, de acuerdo con el intercambiador de calor del primer aspecto, el primer deflector incluye una primera parte lateral sustancialmente paralela al plano horizontal, y una primera parte de gancho que se extiende hacia abajo desde la primera parte lateral en una ubicación separada lateralmente de la primera cara lateral de la carcasa.

En un tercer aspecto, según el intercambiador de calor del segundo aspecto, la primera parte de gancho está dispuesta lateralmente en un extremo de la primera parte lateral más alejado de la primera cara lateral de la carcasa. En un cuarto aspecto, según el intercambiador de calor del tercer aspecto, la primera porción de gancho es sustancialmente perpendicular al plano horizontal.

En un quinto aspecto, según el intercambiador de calor del tercer o cuarto aspecto, el primer deflector está construido de material impermeable.

En un sexto aspecto, según el intercambiador de calor del quinto aspecto, el primer deflector está construido de chapa.

En un séptimo aspecto, según el intercambiador de calor del segundo aspecto, la primera porción de gancho se extiende sustancialmente perpendicular al plano horizontal.

En un octavo aspecto, según el intercambiador de calor del segundo aspecto, el primer deflector está construido de material impermeable.

En un noveno aspecto, según el intercambiador de calor del octavo aspecto, el primer deflector está construido de chapa.

En un décimo aspecto, según el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos primero a noveno, la pluralidad de tubos de transferencia de calor se agrupan para formar un grupo superior y un grupo inferior con una vía de paso dispuesto entre el grupo superior y el grupo inferior, y el primer deflector está dispuesto verticalmente por debajo de la vía de paso.

En un undécimo aspecto, según el intercambiador de calor del décimo aspecto, algunos de los tubos de transferencia de calor del grupo inferior están inundados por refrigerante líquido, y el primer deflector está dispuesto verticalmente por encima de un nivel líquido del refrigerante líquido.

En un duodécimo aspecto, según el intercambiador de calor del undécimo aspecto, el primer deflector está dispuesto verticalmente más cerca de la vía de paso que del nivel del líquido.

En un decimotercer aspecto, según el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos décimo a duodécimo, el grupo inferior de tubos de transferencia de calor tiene una anchura lateral mayor que la anchura lateral del grupo superior de tubos de transferencia de calor.

En un decimocuarto aspecto, según el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos primero a noveno, algunos de los tubos de transferencia de calor están sumergido en refrigerante líquido, y el primer deflector está dispuesto verticalmente por encima de un nivel líquido del refrigerante líquido. En un decimoquinto aspecto, de acuerdo con el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos primero a decimocuarto, al menos uno de los tubos de transferencia de calor está dispuesto verticalmente debajo del primer deflector y lateralmente hacia afuera de un extremo del primer deflector más alejado de la primera cara lateral. de la carcasa de modo que el primer deflector se solapa verticalmente con el al menos un tubo de transferencia de calor visto verticalmente.

En un decimosexto aspecto, según el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos primero a decimoquinto, al menos uno de los tubos de transferencia de calor está dispuesto lateralmente dentro de un diámetro de tubo del primer deflector medido perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal.

En un decimoséptimo aspecto, según el intercambiador de calor de cualquiera de los aspectos primero a decimosexto, un segundo deflector se extiende desde una segunda cara lateral de la carcasa. El segundo deflector está dispuesto verticalmente entre 5% y el 40% de la altura total de la carcasa, por encima del borde inferior de la carcasa. El segundo deflector se extiende lateralmente hacia adentro desde la segunda cara lateral de la carcasa hasta una distancia no superior al 20% del ancho de la carcasa medido en el segundo deflector y perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal.

Estos y otros objetos, características, aspectos y ventajas de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada, que, junto con los dibujos adjuntos, revela formas de realización preferidas.

Breve descripción de los dibujos

Haciendo referencia ahora a los dibujos adjuntos que forman parte de esta descripción original:

La FIG. 1 es una vista en perspectiva general simplificada de un sistema de compresión de vapor que incluye un intercambiador de calor según una primera forma de realización de la presente invención;

La FIG. 2 es un diagrama de bloques que ilustra un circuito del sistema de refrigeración de compresión de vapor que incluye el intercambiador de calor según la primera forma de realización de la presente invención;

La FIG. 3 es una vista en perspectiva simplificada del intercambiador de calor según la primera forma de realización de la presente invención;

La FIG. 4 es una vista en sección transversal longitudinal simplificada del intercambiador de calor ilustrado en las FIGS. 1 -3, tomada a lo largo de la línea de sección 4-4 en la FIG. 3;

La FIG. 5 es una vista en sección transversal simplificada del intercambiador de calor ilustrado en las FIGS. 1-3, tomada a lo largo de la línea de sección 5-5 en la FIG. 3;

La FIG. 6 es una vista en perspectiva parcial ampliada de varios soportes de tubos y deflectores del intercambiador de calor ilustrado en las FIGS. 1-5;

La FIG. 7 es una vista en perspectiva explosionada de algunos de los deflectores del intercambiador de calor ilustrado en la FIG. 1-6;

La FIG. 8 es una vista parcial ampliada de la disposición de la FIG. 5, pero con rangos dimensionales verticales para el deflector superior que se muestran con fines ilustrativos;

La FIG. 9 es otra vista ampliada de la sección circular A de la FIG. 8 con las dimensiones laterales del deflector superior indicadas en el mismo;

La FIG. 10 es una vista parcial de la sección circular A de la FIG. 8, pero con dimensiones verticales y laterales del deflector vertical en relación con el diámetro del tubo indicado en el mismo;

La FIG. 11 es una vista parcial ampliada de la disposición de la FIG. 5, pero con rangos dimensionales verticales y laterales para el deflector central que se muestran con fines ilustrativos;

La FIG. 12 es una vista parcial ampliada de la disposición de la FIG. 5, pero con rangos dimensionales verticales y laterales para el deflector inferior que se muestran con fines ilustrativos;

La FIG. 13 es una vista en alzado de una de las placas de soporte de tubos ilustradas en la FIG. 6; y

La FIG. 14 es una vista en sección transversal parcial ampliada de la estructura ilustrada en la FIG. 5 pero con tubos de transferencia de calor opcionales adicionales ilustrados en ella de acuerdo con una forma de realización modificada.

Descripción detallada de la(s) forma (s) de realización

A continuación se explicarán formas de realización seleccionadas de la presente invención con referencia a los dibujos. Será evidente para los expertos en la técnica a partir de esta descripción que las siguientes descripciones de las formas de realización de la presente invención se proporcionan únicamente con fines ilustrativos y no con el fin de limitar la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Haciendo referencia inicialmente a las FIGS. 1 y 2, se explicará un sistema de compresión de vapor que incluye un intercambiador de calor 1 según una primera forma de realización. Como se ve en la FIG. 1, el sistema de compresión de vapor, según la primera forma de realización, es un enfriador que se puede usar en un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para el aire acondicionado de grandes edificios y similares. El sistema de compresión de vapor de la primera forma de realización está configurado y dispuesto para eliminar el calor del líquido a enfriar (por ejemplo, agua, etilenglicol, salmuera de cloruro de calcio, etc.) a través de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor.

Como se muestra en las FIGS. 1 y 2, el sistema de compresión de vapor incluye los siguientes cuatro componentes principales: un evaporador 1, un compresor 2, un condensador 3, un dispositivo de expansión 4 y una unidad de control 5. La unidad de control 5 incluye un controlador electrónico acoplado operativamente a un mecanismo de accionamiento del compresor 2 y el dispositivo de expansión 4 para controlar el funcionamiento del sistema de compresión de vapor. En la forma de realización ilustrada, como se muestra en las FIGS. 4-5, el evaporador 1 incluye una pluralidad de deflectores 40, 50, 60 y 70 de acuerdo con la presente invención, como se explica a continuación con más detalle.

El evaporador 1 es un intercambiador de calor que extrae calor del líquido a enfriar (en este ejemplo, agua) que pasa a través del evaporador 1 para bajar la temperatura del agua a medida que el refrigerante circulante se evapora en el evaporador 1. El refrigerante que entra al evaporador 1 está típicamente en un estado gas/líquido de dos fases. El refrigerante al menos incluye refrigerante líquido. El refrigerante líquido se evapora como vapor de refrigerante en el evaporador 1 mientras absorbe calor del agua.

El vapor de refrigerante a baja presión y baja temperatura se descarga del evaporador 1 y entra en el compresor 2 por succión. En el compresor 2, el vapor de refrigerante se comprime al vapor de mayor presión y mayor temperatura. El compresor 2 puede ser cualquier tipo de compresor convencional, por ejemplo, compresor centrífugo, compresor de espiral, compresor alternativo, compresor de tornillo, etc.

A continuación, el vapor de refrigerante a alta temperatura y alta presión entra en el condensador 3, que es otro intercambiador de calor que extrae calor del vapor de refrigerante haciendo que se condense de un estado gaseoso a un estado líquido. El condensador 3 puede ser del tipo enfriado por aire, del tipo enfriado por agua o cualquier tipo adecuado de condensador. El calor eleva la temperatura del agua de refrigeración o del aire que pasa a través del condensador 3, y el calor se expulsa al exterior del sistema como si fuera transportado por el agua o el aire de refrigeración.

El refrigerante líquido condensado entra luego a través del dispositivo de expansión 4 donde el refrigerante experimenta una reducción abrupta de presión. El dispositivo de expansión 4 puede ser tan simple como una placa de orificio o tan complicado como una válvula de expansión térmica de modulación electrónica. Que el dispositivo de expansión 4 esté conectado a la unidad de control 5 dependerá de si se utiliza un dispositivo de expansión controlable 4. La reducción abrupta de la presión suele dar como resultado una evaporación parcial del refrigerante líquido y, por lo tanto, el refrigerante que entra en el evaporador 1 suele estar en un estado bifásico gas/líquido. Algunos ejemplos de refrigerantes utilizados en el sistema de compresión de vapor son refrigerantes a base de hidrofluorocarbono (HFC), por ejemplo, R410A, R407C y R134a, hidrofluoroolefina (HFO), refrigerante a base de HFC insaturado, por ejemplo, R1234ze y R1234yf, y refrigerantes naturales , por ejemplo, R717 y R718. R1234ze y R1234yf son refrigerantes de densidad media con densidades similares al R134a. R450A y R513A también son posibles refrigerantes. El denominado Refrigerante de Baja Presión (LPR) 1233zd también es un tipo adecuado de refrigerante. El Refrigerante de Baja Presión (LPR) 1233zd a veces se denomina Refrigerante de Baja Densidad (LDR) porque el R1233zd tiene una densidad de vapor más baja que los otros refrigerantes mencionados anteriormente. R1233zd tiene una densidad menor que R134a, R1234ze y R1234yf, que son los llamados refrigerantes de densidad media. La densidad que se analiza aquí es la densidad del vapor, no la densidad del líquido porque el R1233zd tiene una densidad del líquido ligeramente superior a la del R134A. Si bien la(s) forma(s) de realización descrita(s) en este documento son útiles con cualquier tipo de refrigerante, la(s) forma(s) de realización descrita(s) en este documento son particularmente útiles cuando se usan con LPR como 1233zd. Esto se debe a que un LPR como el R1233zd tiene una densidad de vapor relativamente más baja que las otras opciones, lo que conduce a un flujo de vapor de mayor velocidad. El flujo de vapor de mayor velocidad en un dispositivo convencional utilizado con LPR como el R1233zd puede provocar un arrastre de líquido, como se menciona en el Compendio anterior. Si bien arriba se mencionan refrigerantes individuales, será evidente para los expertos en la técnica a partir de esta descripción que se puede usar una combinación de refrigerantes que utilice dos o más de los refrigerantes anteriores. Por ejemplo, se podría utilizar un refrigerante combinado que incluya solo una porción como R1233zd.

Será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que el compresor, el condensador y el dispositivo de expansión convencionales se pueden usar respectivamente como el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo de expansión 4 para llevar a cabo la presente invención. En otras palabras, el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo de expansión 4 son componentes convencionales bien conocidos en la técnica. Dado que el compresor 2, el condensador 3 y el dispositivo de expansión 4 son bien conocidos en la técnica, estas estructuras no se discutirán ni ilustrarán en detalle en este documento. El sistema de compresión de vapor puede incluir una pluralidad de evaporadores 1, compresores 2 y/o condensadores 3.

Con referencia ahora a las FIGS. 3-13, se explicará la estructura detallada del evaporador 1, que es el intercambiador de calor según la primera forma de realización. El evaporador 1 básicamente incluye una carcasa 10, un distribuidor de refrigerante 20 y una unidad de transferencia de calor 30. Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, el evaporador 1 incluye deflectores 40, 50, 60 y 70. Los deflectores 40, 50, 60 y 70 pueden considerarse partes de la unidad de transferencia de calor 30 o partes separadas del intercambiador de calor 1. En la forma de realización ilustrada, la unidad de transferencia de calor 30 es un haz de tubos. Por lo tanto, la unidad de transferencia de calor 30 también se denominará haz de tubos 30 en este documento. El refrigerante entra en la carcasa 10 y se suministra al distribuidor de refrigerante 20. A continuación, el distribuidor de refrigerante 20 realiza preferiblemente una separación de gas líquido y suministra el refrigerante líquido al haz de tubos 30, como se explica con más detalle a continuación. El refrigerante en forma de vapor saldrá del distribuidor 20 y fluirá hacia el interior de la carcasa 10, como también se explica con más detalle a continuación. Los deflectores 40, 50, 60 y 70 ayudan a controlar el flujo de vapor refrigerante dentro de la carcasa 10, como se explica con más detalle a continuación.

Como se entiende mejor a partir de las Figs. 3-5, en la forma de realización ilustrada, la carcasa 10 tiene una forma generalmente cilíndrica con caras laterales curvos LS y un eje central longitudinal C (FIG. 5) que se extiende sustancialmente en la dirección horizontal. Las caras laterales LS son imágenes especulares entre sí y pueden denominarse primeras y/o segundas caras laterales, y viceversa. Por lo tanto, la carcasa 10 se extiende generalmente paralela a un plano horizontal P. La carcasa 10 incluye un elemento de cabeza de conexión 13 que define una cámara de agua de entrada 13a y una cámara de agua de salida 13b, y un elemento de cabeza de retorno 14 que define una cámara de agua 14a. El cabeza de conexión 13 y el cabeza de retorno 14 están acoplados fijamente a los extremos longitudinales de un cuerpo cilíndrico de la carcasa 10. La cámara de agua de entrada 13a y la cámara de agua de salida 13b están divididas por un deflector de agua 13c. El elemento del cabeza de conexión 13 incluye una tubería de entrada de agua 15 a través de la cual el agua entra en la carcasa 10 y una tubería de salida de agua 16 a través de la cual se descarga el agua de la carcasa 10.

Como se muestra en las FIGS. 1-5, la carcasa 10 incluye además una entrada de refrigerante 11a conectada a una tubería de entrada de refrigerante 11b y una salida de vapor de refrigerante de la carcasa 12a conectada a una tubería de salida de refrigerante 12b. El tubo de entrada de refrigerante 11b está conectado de forma fluida al dispositivo de expansión 4 para introducir el refrigerante bifásico en la carcasa 10. El dispositivo de expansión 4 se puede acoplar directamente al tubo de entrada de refrigerante 11b. Por lo tanto, la carcasa 10 tiene una entrada de refrigerante 11a por la que fluye al menos refrigerante con refrigerante líquido y una salida de vapor de refrigerante de carcasa 12a, con el eje central longitudinal C de la carcasa 10 que se extiende sustancialmente paralelo al plano horizontal P. El componente líquido en el refrigerante de dos fases hierve y/o se evapora en el evaporador 1 y cambia de fase de líquido a vapor a medida que absorbe calor del agua que pasa por el evaporador 1. El vapor de refrigerante se extrae desde la tubería de salida de refrigerante 12b hacia el compresor 2 por succión del compresor 2. El refrigerante que entra en la entrada de refrigerante 11a incluye al menos refrigerante líquido. A menudo, el refrigerante que entra por la entrada de refrigerante 11a es un refrigerante de dos fases. Desde la entrada de refrigerante 11a, el refrigerante fluye hacia el distribuidor de refrigerante 20, que distribuye el refrigerante líquido sobre el haz de tubos 30.

Con referencia ahora a las FIGS. 4-5, el distribuidor de refrigerante 20 se comunica fluidamente con la entrada de refrigerante 11a y está dispuesto dentro de la carcasa 10. El distribuidor de refrigerante 20 está preferiblemente configurado y dispuesto para servir tanto como separador de gas-líquido como distribuidor de refrigerante líquido. El distribuidor de refrigerante 20 se extiende longitudinalmente dentro de la carcasa 10 generalmente paralelo al eje central longitudinal C de la carcasa 10. Como se muestra mejor en las Figs. 4-5, el distribuidor de refrigerante 20 incluye una bandeja inferior 22 y una tapa superior 24. Un tubo de entrada 26 está conectado a la tapa superior 24 y a la entrada de refrigerante 11a para comunicar fluidamente la entrada de refrigerante 11a con el distribuidor de refrigerante 20 La parte inferior de la bandeja 22 y la parte superior de la tapa 24 están rígidamente conectadas entre sí para formar una forma tubular. Las partes extremas 28 pueden unirse opcionalmente a los extremos longitudinales opuestos de la parte inferior de la bandeja 22 y la parte superior de la tapa 24. El distribuidor de refrigerante 20 está soportado por partes del haz de tubos 30, como se explica con más detalle a continuación.

La estructura precisa del distribuidor de refrigerante 20 no es crítica para la presente invención. Por lo tanto, será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que se puede usar cualquier distribuidor de refrigerante convencional 20 adecuado. Sin embargo, como se ve en la FIG. 5, preferiblemente, el distribuidor de refrigerante 20 incluye al menos una abertura de distribución de refrigerante líquido 23 que distribuye refrigerante líquido. En la forma de realización ilustrada, la parte inferior de la bandeja 22 incluye una pluralidad de aberturas de distribución de refrigerante líquido 23 que distribuyen el refrigerante líquido sobre el haz de tubos 30. Además, en la forma de realización ilustrada, como se ve en la FIG. 4, el distribuidor de refrigerante 20 incluye preferiblemente al menos una abertura 25 de distribución de gas o vapor de refrigerante. En la forma de realización ilustrada, la parte inferior de la bandeja 22 incluye una pluralidad de aberturas de distribución de gas o vapor de refrigerante 25 que distribuyen el vapor de refrigerante dentro de la carcasa 10, que sale de la carcasa 10 a través de la salida de vapor de refrigerante de la carcasa 12a junto con el refrigerante que se ha evaporado debido al contacto con el haz de tubos 30. Las aberturas de distribución de vapor de refrigerante 25 están dispuestas por encima de un nivel líquido de refrigerante (no se muestra) en el distribuidor de refrigerante 20. Debido a que la estructura precisa del distribuidor de refrigerante 20 no es crítica para la presente invención, el distribuidor de refrigerante 20 no se explicará ni ilustrará con más detalle en este documento.

Con referencia ahora a las Figuras 4-7, se explicará a continuación con más detalle la unidad de transferencia de calor 30 (haz de tubos). El haz de tubos 30 está dispuesto dentro de la carcasa 10 debajo del distribuidor de refrigerante 20 de modo que el refrigerante líquido descargado del distribuidor de refrigerante 20 se suministra al haz de tubos 30. El haz de tubos 30 incluye una pluralidad de tubos de transferencia de calor 31 que se extienden generalmente paralelos al eje central longitudinal C de la carcasa 10, como se comprende mejor a partir de las FIGS. 4-6. Los tubos de transferencia de calor 31 están agrupados, como se explica con más detalle a continuación. Los tubos de transferencia de calor 31 están hechos de materiales que tienen una alta conductividad térmica, como el metal. Los tubos de transferencia de calor 31 están preferiblemente provistos de ranuras interiores y exteriores para promover aún más el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua que fluye dentro de los tubos de transferencia de calor 31. Dichos tubos de transferencia de calor que incluyen las ranuras interiores y exteriores son bien conocidos en la técnica. Por ejemplo, los tubos GEWA-B de Wieland Copper Products, LLC pueden usarse como tubos de transferencia de calor 31 de esta forma de realización.

Como se entiende mejor a partir de las Figs. 4-6, los tubos de transferencia de calor 31 están soportados por una pluralidad de placas de soporte 32 que se extienden verticalmente de manera convencional. Las placas de soporte 32 pueden acoplarse de forma fija a la carcasa 10 o simplemente pueden descansar dentro de la carcasa 10. Las placas de soporte 32 también soportan la parte inferior de la bandeja 22 con el fin de soportar el distribuidor de refrigerante 20. Más específicamente, el distribuidor de refrigerante 20 a través de la parte inferior de la bandeja 22 se puede unir de forma fija a las placas de soporte 32 o simplemente descansar sobre las placas de soporte 32. Además, las placas de soporte 32 soportan los deflectores 40, 50, 60 y 70 como se ve en las FIGS. 4-6. En la FIG.

4, se han eliminado los tubos de transferencia de calor 31 para ilustrar mejor cómo los deflectores 40, 50, 60 y 70 están sostenidos por las placas de soporte 32.

En esta forma de realización, el haz de tubos 30 está dispuesto para formar un sistema de dos pasos, en el que los tubos de transferencia de calor 31 se dividen en un grupo de línea de suministro dispuesto en una parte inferior del haz de tubos 30, y un grupo de línea de retorno dispuesto en una parte superior del haz de tubos 30. Por lo tanto, la pluralidad de tubos de transferencia de calor 31 se agrupa para formar un grupo superior UG y un grupo inferior LG con una vía de paso PL dispuesta entre el grupo superior UG y el grupo inferior LG como se ve en la FIG. 5. Como se entiende por las figs. 4-5, los extremos de entrada de los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de línea de suministro están conectados fluidamente al tubo de entrada de agua 15, a través de la cámara de agua de entrada 13a del elemento del cabeza de conexión 13, de modo que el agua que entra en el evaporador 1 se distribuya en los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de línea de suministro. Los extremos de salida de los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de la línea de suministro y los extremos de entrada de los tubos de transferencia de calor 31 de los tubos de la línea de retorno se comunican de forma fluida con una cámara de agua 14a del elemento de cabeza de retorno 14.

Por lo tanto, el agua que fluye dentro de los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de línea de suministro (grupo inferior LG) se descarga en la cámara de agua 14a y se redistribuye en los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de línea de retorno (grupo superior UG). Los extremos de salida de los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de la línea de retorno se comunican de manera fluida con la tubería de salida de agua 16 a través de la cámara de agua de salida 13b del elemento de cabeza de conexión 13. Por lo tanto, el agua que fluye dentro de los tubos de transferencia de calor 31 en la línea de retorno sale del evaporador 1 a través de la tubería de salida de agua 16. En un evaporador típico de dos pasos, la temperatura del agua que entra en la tubería de entrada de agua 15 puede ser de aproximadamente 12 °C (aproximadamente 54 grados F ), y el agua se enfría a unos 7 °C (unos 44 grados F ) cuando sale del tubo de salida de agua 16.

Como se muestra en la FIG. 5, el haz de tubos 30 de la forma de realización ilustrada es un haz de tubos híbrido que incluye una región de película descendente y una región inundada por debajo de un nivel de líquido LL. El nivel de líquido LL ilustrado es un nivel de líquido mínimo. Sin embargo, el nivel de líquido podría ser mayor, por ejemplo cubriendo dos filas más de los tubos de transferencia de calor 31 en el grupo de línea de suministro (grupo inferior LG). Los tubos de transferencia de calor 31 no sumergidos en refrigerante líquido forman los tubos en la región de película descendente. Los tubos de transferencia de calor 31 en la región de película descendente están configurados y dispuestos para realizar la evaporación de película descendente del refrigerante líquido. Más específicamente, los tubos de transferencia de calor 31 en la región de película descendente están dispuestos de tal manera que el refrigerante líquido descargado del distribuidor de refrigerante 20 forma una capa (o película) a lo largo de una pared exterior de cada uno de los tubos de transferencia de calor 31, donde el líquido el refrigerante se evapora como vapor de refrigerante mientras absorbe calor del agua que fluye dentro de los tubos de transferencia de calor 31. Como se muestra en la FIG. 5, los tubos de transferencia de calor 31 en la región de película descendente están dispuestos en una pluralidad de columnas verticales que se extienden paralelas entre sí cuando se ven en una dirección paralela al eje central longitudinal C de la carcasa 10 (como se muestra en la FIG. 5). Por lo tanto, el refrigerante cae hacia abajo de un tubo de transferencia de calor a otro por la fuerza de la gravedad en cada una de las columnas de los tubos de transferencia de calor 31. Las columnas de los tubos de transferencia de calor 31 están dispuestas, con respecto a la abertura de distribución de refrigerante líquido 23 del distribuidor de refrigerante 20, de tal modo que el refrigerante líquido descargado desde la abertura de distribución de refrigerante líquido 23 se deposite en uno de los tubos de transferencia de calor 31 situados más arriba en cada una de las columnas.

El refrigerante líquido que no se evaporó en la región de la película descendente continúa cayendo por la fuerza de la gravedad hacia la región inundada. La región inundada incluye la pluralidad de tubos de transferencia de calor 31 dispuestos en un grupo debajo de la región de película descendente, en la parte inferior de la carcasa de la cuba 11. Por ejemplo, una, dos, tres o cuatro de las filas inferiores de tubos 31 pueden estar dispuestas como parte de la región inundada dependiendo, de la cantidad de refrigerante cargado en el sistema. Dado que el refrigerante que entra en el grupo de línea de suministro (grupo inferior LG) de los tubos de transferencia de calor 31 puede tener una temperatura de aproximadamente 12 °C (54 °F), el refrigerante líquido en la región inundada aún puede hervir y evaporarse.

En esta forma de realización, un conducto de fluido 8 puede conectarse fluidamente a la región inundada dentro de la carcasa 10. Se puede conectar un dispositivo de bomba (no mostrado) al conducto de fluido 8 para devolver el fluido desde la parte inferior de la carcasa 10 al compresor. 2 o puede ramificarse al tubo de entrada 11b para ser alimentado de vuelta al distribuidor de refrigerante 20. La bomba se puede hacer funcionar selectivamente cuando el líquido acumulado en la región inundada alcanza un nivel prescrito para descargar el líquido al exterior del evaporador 1. En la forma de realización ilustrada, el conducto de fluido 8 está conectado al punto más inferior de la región inundada. Sin embargo, será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que el conducto de fluido 8 se puede conectar de forma fluida a la región inundada en cualquier ubicación entre el punto más inferior de la región inundada y una ubicación correspondiente al nivel de líquido LL en la región inundada (por ejemplo, entre el punto más inferior y el nivel superior de tubos 31 en la región inundada). Además, será evidente para los expertos en la técnica a partir de esta descripción que el dispositivo de bomba (no mostrado) podría ser, en cambio, un eyector (no mostrado). En el caso de que el dispositivo de bomba se reemplace por un eyector, el eyector también recibe refrigerante comprimido del compresor 2. El eyector puede entonces mezclar el refrigerante comprimido del compresor 2 con el líquido recibido de la región inundada de modo que se puede suministrar un aceite de concentración particular de vuelta al compresor 2. Las bombas y eyectores como los mencionados anteriormente son bien conocidos en la técnica y, por lo tanto, no se explicarán ni ilustrarán con más detalle en este documento.

Se explicarán ahora con más detalle los deflectores 40, 50, 60 y 70 haciendo referencia a las FIGS. 4-13. En la forma de realización ilustrada, el evaporador incluye un par de deflectores superiores 40, un par de deflectores intermedios 50, un par de deflectores inferiores 60 y un par de deflectores verticales 70. El par de deflectores superiores 40 están dispuestos en caras laterales opuestas del distribuidor de refrigerante 20 y el haz de tubos 30 en la parte superior del haz de tubos 30. El par de deflectores intermedios 50 están dispuestos en caras laterales opuestas del haz de tubos 30, debajo de los deflectores superiores 40. El par de deflectores inferiores 60 están dispuestos en caras laterales opuestas del haz de tubos 30, debajo de los deflectores intermedios 50. El par de deflectores verticales 70 están dispuestos en lados laterales opuestos del haz de tubos 30, debajo del distribuidor de refrigerante 20 en los extremos internos de los deflectores superiores 40.

Los deflectores 40, 50, 60 y 70 están sostenidos por las placas de soporte del tubo 32. Específicamente, en la forma de realización ilustrada, cada placa de soporte del tubo 32 tiene un par de superficies superiores 34 separadas lateralmente, un par de ranuras intermedias 35 separadas lateralmente, un par de ranuras inferiores 36 espaciadas lateralmente, y un par de ranuras superiores 37, como se ve mejor en la FIG. 13. El par de superficies superiores 34 separadas lateralmente soportan los deflectores superiores 40, el par de ranuras intermedias 35 separadas lateralmente soportan los deflectores intermedios 50, el par de ranuras inferiores 36 separadas lateralmente soportan los deflectores inferiores 60, y el par de ranuras superiores 37 soportan los deflectores verticales 70, como se comprende mejor a partir de las FIGS. 4-7 y 13.

Se explicarán ahora con más detalle los deflectores superiores 40 con referencia a las FIGS. 4-9. Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, el intercambiador de calor 1 incluye un par de deflectores superiores 40, con uno de los deflectores superiores 40 dispuesto en cada cara lateral del distribuidor de refrigerante 20 y el haz de tubos 30. Los deflectores superiores 40 son idénticos entre sí Sin embargo, los deflectores superiores 40 están montados uno frente al otro en una disposición de imagen especular con respecto a un plano vertical V que pasa por el eje central C, como se comprende mejor a partir de las Figuras 5-6. Por lo tanto, sólo se discutirá y/o ilustrará en detalle en este documento uno de los deflectores superiores 40. En cualquier caso, será evidente para los expertos en la materia que las descripciones e ilustraciones de uno de los deflectores superiores 40 también se aplican al otro deflector superior 40. Además, será evidente que cualquiera de los deflectores superiores 40 podría ser referido como un primer deflector superior 40 y cualquiera de los deflectores superiores 40 podría ser referido como un segundo deflector superior 40, y viceversa.

El deflector superior 40 incluye una parte interior 42, una parte exterior 44 que se extiende lateralmente hacia fuera desde la parte interior 42 y una parte de pestaña 46 que se extiende hacia abajo desde el borde exterior de la parte exterior 44, como se ve mejor en la FIG. 6. En la forma de realización ilustrada, la porción interna 42, la porción externa 44 y la porción de pestaña 46 están formadas cada una de un material rígido de lámina/placa como el metal, que evita que el refrigerante líquido y gaseoso pase a su través a menos que se formen orificios 48 en ellas. Además, en la forma de realización ilustrada, la parte interior 42, la parte exterior 44 y la parte de pestaña 46 están formadas juntas integralmente como un elemento unitario de una sola pieza. Sin embargo, será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que estas placas 42, 44 y 46 se pueden construir como elementos separados, que se unen entre sí utilizando cualquier técnica convencional, como la soldadura. En cualquier caso, la porción interna 42 es preferiblemente una porción sólida no permeable que bloquea el paso del refrigerante líquido y gaseoso a su través. Por otro lado, la porción exterior 44 es preferiblemente una porción permeable que permite que el refrigerante líquido y gaseoso pase a través de ella. La porción de pestaña 46 puede ser permeable o no permeable.

Con referencia todavía a las Figs. 4-9, la parte interior 42 tiene un borde interior dispuesto debajo del distribuidor de refrigerante 20 y encima del deflector vertical adyacente 70. Por lo tanto, el deflector 40 se intercala entre el distribuidor de refrigerante 20 y el deflector vertical 70. Además, la parte interior 42 y la parte exterior 44 se apoyan en las superficies superiores 34 de las placas de soporte 32 de tubos. La parte de pestaña 46 se apoya en una cara lateral de la carcasa 10 en el exterior de las placas de soporte 32 de tubos. En la forma de realización ilustrada, las partes exteriores 44 son macizas en los lugares por encima de las placas de soporte 32 del tubo, como se comprende mejor a partir de las FIGS. 6 y 9. La parte interior 42 incluye ranuras 49 (FIG. 7) dispuestas para recibir pestañas de soporte 39 de las placas de soporte 32 de tubos (FIG. 13). Las pestañas de soporte 39 se extienden hacia arriba desde las superficies superiores 34. Las pestañas de soporte 39 están dispuestas para soportar lateralmente el distribuidor de refrigerante 20 entre ellas.

La parte interior 42 y la parte exterior 44 del deflector superior 40 tienen una disposición coplanar sustancialmente paralela al plano horizontal P. La parte interior 42 y la parte exterior 44 del deflector superior 40 están dispuestas hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa 10 entre el 40% y el 70% de la altura total de la carcasa 10. En la forma de realización ilustrada, la parte interior 42 y la parte exterior 44 del deflector superior 40 están dispuestas hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa 10, aproximadamente el 55% de la altura total de la carcasa 10. Las superficies superiores 34 de las placas de soporte 32 de tubos están situadas ligeramente por encima de la parte superior del haz de tubos 30, aproximadamente a la misma altura que el deflector superior 40 como se ve en la FIG.

8.

Como se entiende mejor a partir de la FIG. 7, en la forma de realización ilustrada, la parte exterior 44 está construida con el mismo material impermeable que la parte interior 42 pero con las aberturas 48 formadas en ella para permitir que el líquido y el gas refrigerante pasen a su través. Debido a esta estructura, la porción exterior 44 generalmente no obstruye el flujo de refrigerante a su través. Las aberturas 48 en la mayor parte del área de la parte exterior 44 y preferiblemente en más del 75% del área de la parte exterior 44 con el propósito de permitir este flujo de refrigerante libre y sin obstrucciones. Las aberturas 48 son relativamente pequeñas en número y grandes en tamaño para lograr esto. Más específicamente, en la forma de realización ilustrada, cada abertura 48 tiene un ancho lateral que es igual al ancho lateral de la parte exterior 44. En la forma de realización ilustrada, una única abertura 48 está dispuesta entre placas adyacentes de soporte 32 de tubo con las aberturas de los extremos 48 siendo cortadas longitudinalmente más cortas, como se ve mejor en la FIG. 7.

Todavía con referencia a las Figs. 4 a 9, la porción exterior 44 y la porción de pestaña 46 se pueden incluso eliminar de modo que se forme una porción exterior permeable mediante el espacio vacío entre la porción interior 42 y la carcasa 10. Sin embargo, en la forma de realización ilustrada, están incluidas la porción exterior 44 y la porción de pestaña 46 y pueden ayudar en el montaje y la estabilidad de la porción interior 42 del deflector 40. Independientemente, la porción permeable (por ejemplo, la porción exterior 44) tiene preferiblemente un ancho lateral no mayor al 50% de una distancia entre la carcasa 10 y el deflector vertical adyacente 70. Además, la parte permeable (por ejemplo, la parte exterior 44) tiene preferiblemente un ancho lateral no superior al 50% de la distancia entre la carcasa 10 y la parte adyacente del distribuidor de refrigerante 20. En la forma de realización ilustrada, el deflector vertical adyacente 70 está alineado con la cara lateral adyacente del distribuidor de refrigerante 20, como se ve en la FIG. 9.

La(s) función(es) de los deflectores superiores 40 se explicarán ahora con más detalle. Debido a que los deflectores superiores 40 están ubicados entre el haz de tubos 30 y la salida de vapor de refrigerante de la carcasa 12a, donde el vapor de refrigerante se succiona hacia fuera de la carcasa 10, todo el vapor evaporado debe fluir a través de los deflectores superiores 40. Los deflectores superiores funcionan para nivelar el flujo de vapor cerca de la parte superior del banco de película descendente, restringiendo el flujo de vapor ascendente. El área sólida de la parte interior 42 no permite que el flujo de refrigerante se salga del banco de tubos y obliga al flujo de alta velocidad en la parte superior del haz de tubos 30 a mezclarse con el flujo de menor velocidad en el resto de la carcasa 10. El área abierta en el exterior la porción 44 permite que el vapor que se ha evaporado del haz de tubos 30 se mezcle con el vapor por encima del distribuidor de refrigerante 20. Aunque la forma de realización ilustrada muestra todas las aberturas del mismo tamaño, se pueden proporcionar diferentes tamaños para dirigir el flujo de vapor.

Como se entiende a partir de las descripciones anteriores, los deflectores superiores 40 están dispuestos verticalmente en la parte superior del haz de tubos 30, con los deflectores superiores 40 extendiéndose lateralmente hacia afuera desde el haz de tubos 30 hacia una primera cara lateral LS de la carcasa 10. Además preferiblemente los deflectores superiores incluyen porciones superiores no permeables 42, dispuestas lateralmente adyacentes al haz de tubos 30, y porciones superiores permeables 44 dispuestas lateralmente hacia afuera de las porciones superiores no permeables 42, con las porciones superiores permeables 44 adyacentes a las caras laterales LS de la carcasa 10. Además, preferiblemente, las partes superiores permeables 44 tienen anchos laterales inferiores al 50% de los anchos laterales totales de los deflectores superiores 40. Por lo tanto, las partes superiores no permeables tienen anchos laterales mayores que los anchos laterales de las partes superiores permeables respectivamente. Además, como se mencionó anteriormente, los deflectores superiores 40 están preferiblemente formados de un material no permeable con aberturas 48 formados en ellos para formar las porciones permeables superiores 44. Además, como se mencionó anteriormente, los deflectores superiores 40 están dispuestos preferiblemente verticalmente en la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20, y pueden estar unidos a la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20. En la forma de realización ilustrada, los deflectores superiores 40 están preferiblemente sostenidos verticalmente por al menos un soporte de tubo 32 que sostiene el haz de tubos 30. Los deflectores superiores están verticalmente dispuestos en el 40% al 70% de la altura total de la carcasa, por encima del borde inferior de la carcasa.

Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, hay preferiblemente un par de deflectores superiores 40 que son imágenes especulares entre sí. Sin embargo, un único deflector superior 40 puede proporcionar beneficios y, por lo tanto, el intercambiador de calor 1 incluye preferiblemente al menos un deflector superior 40 y no necesariamente requiere ambos.

Se explicarán ahora con más detalle, los deflectores intermedios 50 haciendo referencia a las FIGS. 4-7 y 11. Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, el intercambiador de calor 1 incluye un par de deflectores intermedios 50, con uno de los deflectores intermedios 50 dispuesto en cada cara lateral del distribuidor de refrigerante 20 y el haz de tubos 30. Los deflectores intermedios 50 son idénticos entre sí. Sin embargo, los deflectores intermedios 50 están montados uno frente al otro en una disposición de imagen especular con respecto al plano vertical V que pasa por el eje central C, como se comprende mejor a partir de las Figs. 5-6. Por lo tanto, solo uno de los deflectores intermedios 50 se discutirá y/o ilustrará en detalle en este documento. Sin embargo, será evidente para los expertos en la materia que las descripciones e ilustraciones de uno de los deflectores intermedios 50 también se aplican al otro deflector intermedio 50. Además, será evidente que cualquiera de los deflectores intermedios 50 podría ser referido como un primer deflector intermedio 50 y cualquiera de los deflectores intermedios 50 podría ser referido como un segundo deflector intermedio 50, y viceversa. Aunque los deflectores 50 se denominan deflectores intermedios 50, los deflectores 50 también podrían considerarse deflectores inferiores en comparación con los deflectores superiores 40, y los deflectores 50 también podrían considerarse deflectores superiores en comparación con los deflectores inferiores 60. En otras palabras, la posición relativa de los deflectores intermedios 50 depende de sus ubicaciones con respecto a otras partes.

El deflector intermedio 50 incluye la parte principal 52, una parte de pestaña exterior 54 que se extiende hacia arriba desde el borde exterior de la parte principal 52 y nervaduras de refuerzo 56 montadas en la parte principal 52. En la forma de realización ilustrada, la parte principal 52 y la pestaña exterior 54 están cada una formada por un material rígido de lámina/placa tal como metal, que evita que el líquido y el gas refrigerante pasen a su través a menos que se formen orificios 58 en las mismas. Además, en la forma de realización ilustrada, la porción principal 52 y la porción de pestaña exterior 54 están formadas juntas de manera integral como un elemento unitario de una sola pieza. Sin embargo, será evidente para los expertos en la materia, a partir de esta descripción, que estas placas 52 y 54 se pueden construir como elementos separados, que se unen entre sí utilizando cualquier técnica convencional, como la soldadura. En cualquier caso, la porción principal 52 es preferiblemente una porción permeable que permite que el refrigerante líquido y gaseoso pase a través de ella, excepto en el borde exterior de la misma. La porción de pestaña exterior 54 puede ser permeable o no permeable. Sin embargo, en la forma de realización ilustrada, la parte exterior de la pestaña 54 es impermeable para conseguir una parte exterior más rígida que si estuviera construida de material permeable. Las nervaduras de refuerzo 56 son preferiblemente elementos separados, construidos del mismo material que la parte principal 52, y están montados para proporcionar mayor resistencia en lugares espaciados de las placas de soporte del tubo 32.

Con referencia todavía a las Figs. 4-7 y 11, la porción principal 52 tiene una pluralidad de ranuras 59 espaciadas longitudinalmente que reciben las placas de soporte de tubo 32 en su interior. Además, la parte principal 52 y la parte de pestaña exterior 54 están soportadas por la ranura 35 de las placas de soporte del tubo 32 en el extremo exterior del deflector intermedio 50. La parte interior de la parte principal 52 está soportada verticalmente por una de una pluralidad de barras de refuerzo 33 (se muestran seis) que sostienen las placas de soporte de tubos 32, como se ve en la FIG. 11. La FIG. 6 tiene las barras de refuerzo 33 omitidas por conveniencia. En la forma de realización ilustrada, la parte de pestaña exterior 54 es sólida junto con el borde exterior de la parte principal 52, como se comprende mejor en las FIGS. 6 y 11. La parte principal 52 incluye una pluralidad de agujeros 58 formados en ella. En las formas de realización ilustradas, los orificios 58 son numerosos pero de tamaño pequeño. En la forma de realización ilustrada, los orificios 58 tienen un diámetro menor que el diámetro de los tubos de transferencia de calor 31. Sin embargo, los orificios 58 podrían ser ranuras alargadas y/o la parte principal 52 puede tener una configuración de celosía. La pestaña exterior 54 incluye preferiblemente un par de lengüetas verticales útiles durante la instalación.

Como se entiende mejor a partir de la FIG. 11, la parte principal 52 es sustancialmente paralela al plano horizontal P. La parte principal 52 está dispuesta hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa 10, entre el 20% y el 40% de la altura total de la carcasa 10. En la forma de realización ilustrada, la parte principal 52 del deflector intermedio 50 está dispuesta hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa l 10, aproximadamente un 30% de la altura total de la carcasa 10. Sin embargo, la parte principal 52 está preferiblemente ubicada por encima de la vía de paso PL. Por lo tanto, las dimensiones de las ubicaciones del 20% y el 40% pueden no estar a escala en la FIG. 11 (principalmente la ubicación del 20%). Además, el deflector intermedio 50 tiene un ancho lateral de no más del 20% del ancho total de la carcasa 10, medido en el deflector intermedio 50.

La(s) función(es) de los deflectores intermedios 50 se explicarán ahora con más detalle. Como se mencionó anteriormente, la porción principal 52 tiene los orificios 58. Alternativamente, la porción principal 52 puede ser un área enrejada o con persianas. En cualquier caso, la porción principal 52 equilibra cualquier punto de alta velocidad y atrapa las gotitas y las drena de nuevo al baño de líquido. Por lo tanto, los deflectores intermedios 50 se utilizan para reducir la velocidad local del vapor entre el primer y el segundo paso del tubo y para eliminar cualquier gota de líquido por impulso. Se evita (físicamente) que las gotitas de líquido asciendan gracias a la colisión con la rejilla, la placa perforada, las persianas o similares formados en la parte principal 52. Mientras que el deflector intermedio 50 puede proporcionar algún beneficio por sí mismo, el deflector intermedio es particularmente útil cuando se usa en combinación con el deflector superior 40. Esto se debe a que la presencia del deflector superior 40 puede conducir a un flujo de vapor de alta velocidad y gotitas que son arrastradas en dicho flujo de vapor. El área de apertura total de la parte principal 52 está preferiblemente entre el 35% y el 65% del área total. En la forma de realización ilustrada, el área de apertura total es de alrededor del 50%. Además, el tamaño de la abertura individual con los orificios 58 que se usan es preferiblemente de 2 a 10 milímetros de diámetro. El tamaño de los orificios 58 es más pequeño que el tamaño de los agujeros de las aberturas 48 del deflector superior. Además, el área total de los orificios 58 es preferiblemente un porcentaje menor que el área total del deflector superior 40.

Como se entiende por las descripciones anteriores, los deflectores intermedios 50 están dispuestos verticalmente debajo de los deflectores superiores 40, extendiéndose los deflectores intermedios 50 lateralmente hacia adentro desde las caras laterales LS de la carcasa. Por lo tanto, los deflectores intermedios 50 también pueden considerarse deflectores inferiores 50 porque están debajo de los deflectores superiores 40. Aunque los deflectores intermedios (inferiores) 50 están debajo de los deflectores superiores, los deflectores intermedios (inferiores) 50 están preferentemente dispuestos verticalmente por encima de la vía de paso PL. Además, los deflectores intermedios (inferiores) 50 están preferentemente dispuestos verticalmente del 20% al 40% de la altura total de la carcasa 10, por encima del borde inferior de la carcasa 10, como se comprende mejor a partir de la FIG. 11. Además, los deflectores intermedios (inferiores) 50 se extienden lateralmente hacia adentro desde las caras laterales LS de la carcasa hasta distancias no mayores al 20% del ancho dela carcasa 10, medido en los deflectores intermedios (inferiores) 50 y perpendicularmente con respecto a el eje central longitudinal C. Dado que los deflectores intermedios 50 también se pueden considerar deflectores inferiores 50, los deflectores intermedios (inferiores) 50 incluyen preferiblemente porciones permeables inferiores 52. Además, los deflectores intermedios (inferiores) 50 están formados por un material permeable con orificios 58 formados en el mismo para formar las porciones permeables inferiores 52. Como puede verse en la FIG. 7, cada porción permeable inferior 52 forma la mayor parte de cada deflector intermedio (inferior) 50. Además, los deflectores intermedios (inferiores) 50 se extienden lateralmente hacia adentro hacia el haz de tubos 30 hasta los extremos libres de los deflectores intermedios (inferiores) 50, que están espaciado lateralmente del haz de tubos 30.

Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, hay preferiblemente un par de deflectores intermedios (inferiores) 50 que son imágenes especulares entre sí. Sin embargo, un solo deflector intermedio (inferior) 50 puede proporcionar beneficios y, por lo tanto, el intercambiador de calor 1 incluye preferiblemente al menos un deflector intermedio (inferior) 50, y no necesariamente requiere ambos.

Los deflectores inferiores 60 se explicarán ahora con más detalle haciendo referencia ahora a las FIGS. 4-7 y 12. Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, el intercambiador de calor 1 incluye un par de deflectores inferiores 60, con uno de los deflectores inferiores 60 dispuesto en cada cara lateral del distribuidor de refrigerante 20 y el haz de tubos 30. Los deflectores inferiores 60 son idénticos entre sí. Sin embargo, los deflectores inferiores 60 están montados uno frente al otro en una disposición de imagen especular con respecto al plano vertical V que pasa por el eje central C, como se comprende mejor a partir de las Figs. 5-6. Por lo tanto, solo uno de los deflectores inferiores 60 se discutirá y/o ilustrará en detalle en este documento. En cualquier caso, será evidente para los expertos en la materia que las descripciones e ilustraciones de uno de los deflectores inferiores 60 también se aplican al otro deflector inferior 60. Además, será evidente que cualquiera de los deflectores inferiores 60 podría ser referido como un primer deflector inferior 60 y cualquiera de los deflectores inferiores 60 podría ser referido como un segundo deflector inferior 60, y viceversa. Los deflectores inferiores 60 están dispuestos debajo de los deflectores superiores 40 y de los deflectores intermedios 50. Por lo tanto, los deflectores intermedios 50 también podrían considerarse deflectores superiores en comparación con los deflectores inferiores 60.

El deflector inferior 60 incluye una parte principal 62 y una parte de pestaña interior 64 que se extiende hacia abajo desde el borde interior de la parte principal 62. En la forma de realización ilustrada, la parte principal 62 y la parte de pestaña interior 64 están formadas cada una de un material rígido de lámina/placa tal como metal, que evita que el refrigerante líquido y gaseoso pase a través de ellas a menos que se formen orificios en las mismas (no se usa ninguno en la realización ilustrada). Además, en la forma de realización ilustrada, la porción principal 62 y la porción de pestaña interna 64 están formadas juntas de manera integral como un elemento unitario de una sola pieza. Sin embargo, será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que estas placas 62 y 64 se pueden construir como elementos separados, que se unen entre sí utilizando cualquier técnica convencional, como la soldadura. En cualquier caso, la porción principal 62 es preferiblemente una porción no permeable que evita que el refrigerante líquido y gaseoso pase a su través. La porción de pestaña interior 64 puede ser permeable o no permeable. Sin embargo, en la forma de realización ilustrada, la porción de pestaña interna 64 es impermeable para conseguir una porción externa más rígida que si estuviera construida de material permeable.

Con referencia todavía a las Figs. 4-7 y 12, la porción principal 62 es una porción plana que se extiende sustancialmente paralela al plano horizontal P. Por otro lado, la porción de pestaña 64 se extiende sustancialmente vertical. Además, la porción principal 62 y la porción de pestaña interna 64 están soportadas por las ranuras 36 de las placas de soporte del tubo 32 (que se muestran en la FIG. 13). Específicamente, las ranuras 36 están dimensionadas y conformadas para recibir el deflector inferior 60 en su interior de una manera deslizable en sentido longitudinal. La porción principal 62 está dispuesta hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa 10, entre el 5% y el 40% de la altura total de la carcasa 10. En la forma de realización ilustrada, la porción principal 62 del deflector inferior 60 está dispuesta hacia arriba desde la parte inferior de la carcasa 10, aproximadamente el 15% de la altura total de la carcasa 10. No obstante, la porción principal 62 está preferiblemente ubicada debajo de la vía de paso PL. Por lo tanto, las dimensiones de las ubicaciones del 5% y el 40% pueden no estar a escala en la FIG. 12 (principalmente la ubicación del 40%). Además, el deflector inferior 60 tiene un ancho lateral no superior al 20% del ancho total de la carcasa 10, medido en el deflector inferior 60. Las posiciones verticales y los anchos laterales se entienden mejor a partir de la FIG. 12.

La(s) función(es) de los deflectores inferiores 60 se explicarán ahora con más detalle. Los deflectores inferiores 60 se utilizan para desviar hacia los tubos secos cualquier corriente de líquido procedente de la región inundada del lado de la carcasa. Por lo tanto, los deflectores inferiores son obstáculos para que el refrigerante líquido suba por el costado de la carcasa. El refrigerante líquido acumulado en la región inundada tiende a burbujear y subir por el costado de la carcasa 10. Sin embargo, los deflectores inferiores 60 se usan para atrapar cualquier refrigerante líquido que se arrastre por los costados de la carcasa 10 y dirigirlo hacia los tubos de refrigerante 31 para su evaporación. En el grupo inferior LG de tubos de refrigerante 31, algunos de los tubos 31 están dispuestos debajo de los deflectores inferiores 60 y adyacentes a los deflectores inferiores 60 en ubicaciones debajo de la parte de pestaña 64. Estos tubos 31 realizan una función de tubos eliminadores de niebla.

Como se entiende por las descripciones anteriores, los deflectores inferiores 60 se extienden desde las caras laterales LS de la carcasa 10, estando los deflectores inferiores dispuestos verticalmente en el 5% al 40% de la altura total de la carcasa 10, por encima del borde inferior de la carcasa. 10, y los deflectores inferiores 60 se extienden lateralmente hacia adentro desde las caras laterales LS de la carcasa 10 hasta una distancia no superior al 20% del ancho de la carcasa, medido en los deflectores inferiores y perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal C. Además, los deflectores inferiores 60 incluyen preferiblemente porciones laterales (principales) 62 sustancialmente paralelas al plano horizontal P, y porciones de gancho (pestaña) 64 que se extienden hacia abajo desde las porciones laterales 62 en ubicaciones separadas lateralmente de las caras laterales LS de la carcasa 10. Como se ve en las figs. 6-7, las porciones de gancho (pestaña) 64 están preferiblemente dispuestas lateralmente en los extremos de las porciones laterales (principales) 62 más alejadas de las caras laterales LS de la carcasa 10, y son sustancialmente perpendiculares al plano horizontal P.

Como se mencionó anteriormente, cada uno de los deflectores inferiores 60 está construido preferiblemente de material impermeable, tal como láminas de metal. Además, los deflectores inferiores 60 están preferentemente dispuestos verticales por debajo de la vía de paso PL y por encima del nivel de líquido LL del refrigerante líquido. En la forma de realización ilustrada, los deflectores inferiores 60 están preferiblemente dispuestos verticalmente más cerca de la vía de paso PL que del nivel de líquido LL. Además, el grupo inferior LG de tubos de transferencia de calor 31 tiene preferiblemente un ancho lateral mayor que el ancho lateral del grupo superior UG de tubos de transferencia de calor 31. Tal disposición puede ayudar en la eliminación de niebla cerca de los deflectores inferiores 60. Mas aún, al menos uno de los tubos de transferencia de calor 31 está preferiblemente dispuesto verticalmente debajo de cada uno de los deflectores inferiores 60 y lateralmente hacia afuera de los extremos de los deflectores inferiores 60 más alejados de las caras laterales LS de la carcasa 10 de tal modo que cada uno de los deflectores inferiores 60 se superponga verticalmente con el al menos un tubo de transferencia de calor, visto verticalmente. Además, al menos uno de los tubos de transferencia de calor 31 está dispuesto lateralmente dentro del diámetro de un tubo de cada uno de los deflectores inferiores, medidos perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal C.

Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, hay preferiblemente un par de deflectores inferiores 60 que son imágenes especulares entre sí. Sin embargo, un solo deflector inferior 60 puede proporcionar beneficios y, por lo tanto, el intercambiador de calor 1 incluye preferiblemente al menos un deflector inferior 60 y no necesariamente requiere ambos.

Los deflectores verticales 70 se explicarán ahora con más detalle con referencia a las FIGS. 4-8 y 10, Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, el intercambiador de calor 1 incluye un par de deflectores verticales 70, con uno de los deflectores verticales 70 dispuesto en cada cara lateral del distribuidor de refrigerante 20 y el haz de tubos 30. Los deflectores verticales 70 son idénticos entre sí. Sin embargo, los deflectores verticales 70 están montados uno frente al otro en una disposición de imagen especular con respecto al plano vertical V que pasa por el eje central C, como se comprende mejor a partir de las Figs. 5-6. Por lo tanto, sólo uno de los deflectores verticales 70 se discutirá y/o ilustrará en detalle en este documento. En cualquier caso, será evidente para los expertos en la materia que las descripciones e ilustraciones de uno de los deflectores verticales 70 también se aplican al otro deflector vertical 70. Además, será evidente que cualquiera de los deflectores verticales 70 podría ser referido como un primer deflector vertical 70 y cualquiera de los deflectores verticales 70 podría ser referido como un segundo deflector vertical 70, y viceversa.

El deflector vertical 70 incluye una parte superior 72 y una parte deflectora 74 que se extiende hacia abajo desde el borde exterior de la parte superior 72. En la forma de realización ilustrada, la parte superior 72 y la parte deflectora 74 están formadas cada una de un material rígido de lámina/placa, como el metal, que evita que el refrigerante líquido y gaseoso pase a su través a menos que se formen orificios en el mismo (ninguno utilizado en la realización ilustrada). Además, en la forma de realización ilustrada, la porción superior 72 y la porción deflectora 74 están formadas juntas de manera integral como un elemento unitario de una sola pieza. Sin embargo, será evidente para los expertos en la materia, a partir de esta descripción, que estas placas 72 y 74 se pueden construir como elementos separados, que se unen entre sí utilizando cualquier técnica convencional, como la soldadura. En cualquier caso, la parte superior 72 puede ser permeable o no permeable. Sin embargo, en la forma de realización ilustrada, la porción superior 72 es impermeable para conseguir una porción exterior más rígida que si estuviera construida de material permeable. Sin embargo, la parte deflectora 74 es preferiblemente una parte no permeable que evita que el refrigerante líquido y gaseoso pase a través de ella.

Con referencia todavía a las Figs. 4-8 y 10, la porción superior 72 es una porción plana que se extiende sustancialmente paralela al plano horizontal P. Por otro lado, la porción deflectora 74 es una porción plana que se extiende sustancialmente vertical perpendicular al plano horizontal P. Además, la parte superior 72 y la parte deflectora 74 están soportadas por las ranuras 37 de las placas de soporte del tubo 32. Específicamente, las ranuras 37 tienen el tamaño y la forma para recibir el deflector vertical 70 en su interior de manera deslizable en sentido longitudinal o verticalmente desde arriba. Las ranuras 37 son más profundas que la parte superior 72, por lo que la parte interior de los deflectores superiores 40 se puede montar encima de las partes superiores 72 y aún así estar enrasada con una sección central 38 de la superficie superior de la placa de soporte del tubo 32, como se muestra en la FIG. 13.

La(s) función(es) de los deflectores verticales 70 se explicarán ahora con más detalle. Los deflectores verticales 70 se usan para aislar cualquier fuga de líquido del distribuidor de refrigerante 20 del flujo de vapor neto. Además, los deflectores verticales se usan para atrapar y drenar cualquier refrigerante líquido del vapor de refrigerante de alta velocidad entre la fila superior del banco de películas descendentes (parte superior del haz de tubos 30) y la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20. Parte del refrigerante líquido se puede quedar colgado en la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20 y se puede extraer hacia un lado soportado por placas de soporte de tubos verticales 32. Sin embargo, los deflectores verticales pueden ayudar a evitar (o reducir) que dicho flujo fluya hacia afuera del haz de tubos 30, por ejemplo, puede guiar el líquido para que fluya sobre el haz de tubos 30. Los deflectores verticales 70 se podrían montar en la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20 o en los deflectores superiores 30, si están presentes. Alternativamente, los deflectores verticales 70 se podrían montar en las placas de soporte del tubo 32.

Como se entiende por las descripciones anteriores, los deflectores verticales 70 se extienden hacia abajo desde el distribuidor de refrigerante 20 en la parte superior del haz de tubos 30, para solapar al menos parcialmente verticalmente la parte superior del haz de tubos 30, con los deflectores verticales dispuestos lateralmente hacia afuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10. Preferiblemente, los deflectores verticales 70 están dispuestos lateralmente hacia afuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10 hasta una distancia no mayor que tres veces el diámetro de tubo de los tubos de transferencia de calor 31, como se entiende mejor a partir de la FIG. 10. Más preferiblemente, los deflectores verticales 70 están dispuestos lateralmente hacia afuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10 a una distancia no mayor que dos veces el diámetro de tubo de transferencia de calor 31. En la forma de realización ilustrada, los deflectores verticales 70 están dispuestos lateralmente hacia fuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10 a una distancia de aproximadamente una vez el diámetro de tubo de los tubos de transferencia de calor o menos. Preferiblemente, los deflectores verticales 70 están dispuestos lateralmente hacia afuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10 a una distancia de aproximadamente una vez el diámetro de tubo de los tubos de transferencia de calor 31 o menos.

Además, los deflectores verticales 70 preferiblemente se solapan verticalmente con la parte superior del haz de tubos 30 en una distancia de una a tres veces el diámetro de tubo, como se comprende mejor a partir de la FIG. 10. Como se mencionó anteriormente, cada deflector vertical 70 incluye preferiblemente una porción de deflector 74 que se extiende sustancialmente perpendicular al plano horizontal P. Los deflectores verticales están sostenidos verticalmente por al menos un soporte de tubo 32 que sostiene el haz de tubos 30. El al menos un soporte de tubo 32 tiene una ranura que recibe y sostiene la parte deflectora 74. Cada deflector vertical también incluye preferiblemente una parte lateral (parte superior) 72 que se extiende desde la parte deflectora 74 en una dirección sustancialmente paralela al plano horizontal P, y la parte lateral 72 está sostenida verticalmente por el al menos un soporte de tubo 32. La porción lateral (superior) 72 está preferiblemente intercalada verticalmente entre el al menos un soporte de tubo 32 y la parte inferior del distribuidor de refrigerante 20. Las porciones laterales (superiores) 72 se extienden lateralmente hacia adentro desde los extremos superiores de las porciones deflectoras 74 en direcciones opuestas a las caras laterales LS de la carcasa 10. Los deflectores verticales 70 se pueden unir de manera fija a otras partes del intercambiador de calor 1. Por ejemplo, los deflectores verticales 70 se pueden soldar por puntos para mantenerse en posición. En la forma de realización ilustrada, los deflectores verticales 70 se construyen preferiblemente de un material no permeable, tal como chapa metálica.

Como se mencionó anteriormente, en la forma de realización ilustrada, hay preferiblemente un par de deflectores verticales 70 que son imágenes especulares entre sí. Sin embargo, un solo deflector vertical 70 puede proporcionar beneficios y, por lo tanto, el intercambiador de calor 1 incluye preferiblemente al menos un deflector vertical 70 y no necesariamente requiere ambos.

Con referencia ahora a la FIG. 13, se ilustra una de las placas de soporte del tubo 32 para ilustrar claramente el par de superficies superiores 34 espaciadas lateralmente, el par de ranuras intermedias 35 espaciadas lateralmente, el par de ranuras inferiores 36 espaciadas lateralmente, el par de ranuras superiores 37, la sección central 38 de la superficie superior, y las pestañas de soporte 39. La superficie 38 está dispuesta entre las ranuras 37. Estas características se analizaron anteriormente y, por lo tanto, no se analizarán con más detalle en este documento. Sin embargo, se observa que en la forma de realización ilustrada, cada una de las placas de soporte 32 se corta preferiblemente de un material de hoja delgada tal como hoja de metal en la forma deseada ilustrada en la FIG. 13. Los deflectores superiores 40 se montan moviendo los deflectores superiores 40 verticalmente hacia abajo sobre las placas de soporte del tubo 32 o desde los lados laterales de las placas de soporte del tubo 32. Los deflectores verticales 70 deben insertarse verticalmente hacia abajo antes que los deflectores superiores 40. Los deflectores intermedios 50 se insertan desde los lados laterales de las placas de soporte del tubo 32. Los deflectores inferiores 60 se insertan longitudinalmente en las placas de soporte del tubo 32. Preferiblemente, todos los deflectores 40, 50, 60 y 70 se instalan antes de instalar el haz de tubos en la cáscara 10.

Cada par de deflectores 40, 50, 60 y 70 tiene beneficios por sí mismo, y cada deflector individual tiene beneficios por sí mismo. Sin embargo, los deflectores 40, 50, 60 y 70 se pueden usar en cualquier combinación. Por ejemplo, uno o ambos deflectores superiores 40 pueden usarse sin otros deflectores 50, 60 o 70. Asimismo, uno o ambos deflectores inferiores 60 se pueden usar sin ningún otro deflector 40, 50 o 70. Asimismo, uno o ambos deflectores verticales 70 se puede usar sin otros deflectores 40, 50 o 60. Mientras que uno o ambos deflectores intermedios 50 se pueden usar sin ningún otro deflector 40, 60 o 70, los deflectores intermedios 50 son más beneficiosos cuando se usan con los deflectores superiores 40. Los deflectores superiores 40, los deflectores inferiores 60 y los deflectores verticales 70 son beneficiosos solos y cuando se usan con cualquiera de los otros deflectores. Los deflectores 40, 50, 60 y 70 pueden descansar simplemente dentro de la carcasa 10, o pueden estar soldados por puntos en uno o más lugares. Por ejemplo, se pueden usar soldaduras por puntos en los extremos opuestos de cada deflector 40, 50, 60 y 70 para asegurar los deflectores 40, 50, 60 y 70.

Disposición de tubos modificada

Con referencia ahora a la FIG. 14, se ilustra parte de un evaporador 1' modificado con un haz de tubos 31' modificado de acuerdo con una forma de realización modificada. Esta forma de realización modificada es idéntica a la forma de realización anterior, excepto por el haz de tubos modificado 31'. Por lo tanto, será evidente para los expertos en la técnica, a partir de esta descripción, que las descripciones e ilustraciones de la forma de realización anterior también se aplican a esta forma de realización modificada, excepto como se explica e ilustra en este documento. En el haz de tubos modificado 30' se proporcionan filas exteriores adicionales de tubos 31 para formar un grupo superior UG modificado y un grupo inferior LG modificado. En el grupo superior UG, las filas adicionales están situadas de modo que el refrigerante dirigido desde los deflectores verticales 70 caiga sobre ellas. En el grupo inferior LG, solo se proporcionan dos tubos adicionales 31 adyacentes a los deflectores inferiores 60 para ayudar aún más en la eliminación de la niebla. Debido a las disposiciones anteriores, los deflectores verticales 70 están dispuestos lateralmente hacia afuera del haz de tubos 30 hacia las caras laterales LS de la carcasa 10 hasta una distancia menor que una vez el diámetro de tubo de los tubos de transferencia de calor 31, y pueden estar alineados con los tubos de transferencia de calor 31 adyacentes. Se necesitan placas de soporte de tubos modificadas 32', que tienen más orificios para acomodar los tubos adicionales 31. Por lo demás, las placas de soporte de tubos 32' son idénticas a las placas de soporte de tubos 32.

Interpretación general de los términos

Al entender el alcance de la presente invención, el término "que comprende" y sus derivados, como se usa en este documento, pretenden ser términos abiertos que especifican la presencia de las características, elementos, componentes, grupos, integrantes y/o pasos establecidos, pero no excluye la presencia de otras características, elementos, componentes, grupos, integrantes y/o pasos no mencionados. Lo anterior también se aplica a palabras que tienen significados similares, como los términos "incluido", "tener" y sus derivados. Además, los términos "parte", "sección", "porción", "miembro" o "elemento" cuando se usan en singular pueden tener el significado dual de una sola parte o una pluralidad de partes. Como se usa aquí para describir las realizaciones anteriores, los siguientes términos direccionales "superior", "inferior", "arriba", "hacia abajo", "vertical", "horizontal", "abajo" y "transversal", así como cualquier otro término direccional similar, se refieren a aquellas direcciones de un evaporador cuando un eje central longitudinal del mismo está orientado sustancialmente horizontalmente como se muestra en las FIGS. 4 y 5. En consecuencia, estos términos, tal como se utilizan para describir la presente invención, deben interpretarse en relación con un evaporador tal como se utiliza en la posición de funcionamiento normal. Finalmente, los términos de grado tales como "sustancialmente", "alrededor de" y "aproximadamente", tal como se usan aquí, significan una cantidad razonable de desviación del término modificado de manera que el resultado final no cambia significativamente.

Si bien solo se han elegido formas de realización seleccionadas para ilustrar la presente invención, será evidente para los expertos en la materia, a partir de esta descripción, que se pueden realizar varios cambios y modificaciones en este documento sin apartarse del alcance de la invención que se define en las reivindicaciones adjuntas. .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un intercambiador de calor (1) adaptado para ser utilizado en un sistema de compresión de vapor, comprendiendo el intercambiador de calor:

una carcasa (10) que tiene una entrada de refrigerante por la que fluye al menos refrigerante con refrigerante líquido y una salida de vapor de refrigerante de la carcasa, con un eje central longitudinal de la carcasa que se extiende sustancialmente paralelo a un plano horizontal;

un distribuidor de refrigerante (20) en comunicación fluida con la entrada de refrigerante y dispuesto dentro de la carcasa, teniendo el distribuidor de refrigerante al menos una abertura de distribución de refrigerante líquido que distribuye refrigerante líquido;

un haz de tubos (30) dispuesto dentro de la carcasa debajo del distribuidor de refrigerante para que el refrigerante líquido descargado desde el distribuidor de refrigerante se suministre al haz de tubos, incluyendo el haz de tubos una pluralidad de tubos de transferencia de calor agrupados; y caracterizado por que comprende además un primer deflector (60) que se extiende desde una primera cara lateral de la carcasa, el primer deflector está dispuesto verticalmente en el 5% al 40% de la altura total de la carcasa por encima del borde inferior de la carcasa, y el primer deflector se extiende lateralmente hacia adentro desde la primera cara lateral de la carcasa hasta una distancia no mayor al 20% del ancho de la carcasa, medida en el primer deflector y perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal.

2. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 1, en el que el primer deflector incluye:

una primera porción lateral (62) sustancialmente paralela al plano horizontal, y

una primera porción de gancho (64) que se extiende hacia abajo desde la primera porción lateral en una ubicación separada lateralmente de la primera cara lateral de la carcasa.

3. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 2, en el que la primera parte de gancho (64) está dispuesta lateralmente en un extremo de la primera parte lateral más alejado de la primera cara lateral de la carcasa (10).

4. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 3, en el que la primera porción de gancho (64) es sustancialmente perpendicular al plano horizontal.

5. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 3 o 4, en el que

el primer deflector (60) está construido de material impermeable.

6. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 5, en el que el primer deflector (60) está construido de chapa.

7. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 2, en el que la primera porción de gancho se extiende sustancialmente perpendicular al plano horizontal.

8. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 2, en el que el primer deflector está construido de material impermeable.

9. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 8, en el que el primer deflector está construido de chapa.

10. El intercambiador de calor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en el que

la pluralidad de tubos de transferencia de calor (31) se agrupan para formar un grupo superior y un grupo inferior con una vía de paso dispuesta entre el grupo superior y el grupo inferior, y

el primer deflector (60) está dispuesto verticalmente por debajo de la vía de paso.

11. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 10, en el que

algunos de los tubos de transferencia de calor (31) en el grupo inferior están inundados por refrigerante líquido, y el primer deflector (60) está dispuesto verticalmente por encima de un nivel de líquido del refrigerante líquido.

12. El intercambiador de calor (1) según la reivindicación 11, en el que

el primer deflector (60) está dispuesto verticalmente más cerca de la vía de paso que del nivel del líquido.

13. El intercambiador de calor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en el que

el grupo inferior de tubos de transferencia de calor (31) tiene un ancho lateral mayor que el ancho lateral del grupo superior de tubos de transferencia de calor (31).

14. El intercambiador de calor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en el que

algunos de los tubos de transferencia de calor (31) están inundados por refrigerante líquido, y

el primer deflector (60) está dispuesto verticalmente por encima de un nivel de líquido del refrigerante líquido.

15. El intercambiador de calor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en el que

al menos uno de los tubos de transferencia de calor (31) está dispuesto verticalmente debajo del primer deflector (60) y lateralmente hacia afuera de un extremo del primer deflector (60) más alejado de la primera cara lateral de la carcasa (10) de modo que el primer el deflector (60) se superpone verticalmente con el al menos un tubo de transferencia de calor (31) visto verticalmente, y/o en el que

al menos uno de los tubos de transferencia de calor (31) está dispuesto lateralmente dentro de un diámetro de tubo del primer deflector medido perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal, y/o comprende además un segundo deflector (60) que se extiende desde un segunda cara lateral de la carcasa, estando dispuesto el segundo deflector verticalmente del 5% al 40% de la altura total de la carcasa por encima del borde inferior de la carcasa (10), y extendiéndose el segundo deflector lateralmente hacia adentro desde el segundo lado lateral de la carcasa (10) a una distancia no superior al 20% del ancho de la carcasa (10) medida en el segundo deflector y perpendicularmente con respecto al eje central longitudinal.