專利名稱：一種帶氣體折流板的冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶氣體折流板的冷凝器。
背景技術(shù)：
在制冷與空調(diào)及其相關(guān)工業(yè)，水冷式冷凝器得到了廣泛的應(yīng)用。它們大 多為殼管式換熱器，這其中，制冷劑在管外冷凝相變換熱，冷卻劑(例如水) 在管內(nèi)流動換熱。傳熱管按一定的規(guī)律(如正三角形排列)形成管束被排列 在管板之間，制冷劑通過較低溫度的管東被冷凝，在傳熱管管壁形成冷凝液， 由于重力作用往下滴落，為節(jié)省空間，通常冷凝器的管間距較小，這樣冷凝 液很容易逐層在冷凝管上累積，形成上層管東下小雨，下層管束下大雨的情 形。膜狀冷凝的換熱系數(shù)很大程度上決定于管表面的冷凝液膜厚度，液膜越 薄，冷凝換熱系數(shù)越好。為減小冷凝液膜的厚度， 一般的人們制作此類換熱 器時，會采用更高效的傳熱管來代替光管，這些傳熱管具有一些特殊的三維
表面(如鋸齒狀，參考圖6c)，有利于減薄液膜和冷凝液相下的滴落。但是在 冷凝器的管排數(shù)量顯著增加時，位于下層區(qū)域的傳熱管有與滴落在表面的冷 凝液量更大，而且新型傳熱管容易因?yàn)槿S表面的表面張力的作用附積在表 面而降低換熱效率，因此傳熱管排數(shù)越大，換熱衰減越多。
中國專利號為ZL01121456. 2公開了在冷凝器中配置了傾斜的板形體，可 以減小板下方附著在傳熱管表面上的冷凝液膜厚度；但是該設(shè)置也存在著較 多的缺陷1、設(shè)置橫貫殼體之板形體后，蒸汽只能從殼體邊緣進(jìn)入下層，其 流動受到很大限制，遠(yuǎn)離蒸汽面的傳熱管的冷凝性能下降；2、板形體由于傾 角過大，在管板平面上占用過多管孔空間；3、由于傳熱管之間設(shè)置有若干支 撐板，使得橫貫殼體的板形體難以安裝。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是為了提供 一種帶豎向折流板的冷凝器，以解決 上述現(xiàn)有產(chǎn)品中存在的諸多問題。通過采用豎向的折流板，使得蒸汽改變流 向，并提高蒸汽紊流度，同時也減少流經(jīng)下層傳熱管管束的冷凝液量，來強(qiáng) 化冷凝換熱性能，達(dá)到提高冷凝器性能，進(jìn)一步提升冷凍機(jī)整機(jī)性能。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種帶豎向折流板的冷凝器，包括傳熱管東和殼體，其特征在于，在殼 體縱向剖面上看，在所述的傳熱管管東之間至少有一位置設(shè)置有氣體折流板，
氣體折流板自中心位置傾斜延伸至殼體內(nèi)壁處；氣體折流板用以改變氣體的
流向，并將位于其上方的冷凝液隔離排除。
所述氣體折流板從大致殼體中心位置向下傾斜至冷凝器殼體的兩側(cè)或?qū)?br> 門設(shè)置的排液點(diǎn)，傾斜角度為3 30度。
所述的氣體折流板將傳熱管管東由上而下分成至少兩個區(qū)域。 在管板平面上，所述的氣體折流板至少一個位置與管程隔板的位置相一致。
所述的傳熱管東被氣體折流板分割的每個區(qū)域的管排數(shù)小于10排。 所述的傳熱管釆用三維型冷凝強(qiáng)化表面。
按照釆用制冷劑R134a冷凝實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用1758kw的冷凍機(jī)組測 試，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，冷凝側(cè)換熱性能提高了 12%~55%。
本實(shí)用新型的有益效果是由于冷凝器中間折流板的作用，使得蒸汽的 流動方向改變，紊流度增加，可強(qiáng)化對流換熱，并且可使上層冷凝液得以旁 通而不直接淋在下層冷凝管上，下層冷凝管的冷凝液"淹沒效應(yīng)"較小，換 熱系數(shù)得到顯著的提高；通過將豎向折流板位置與管程隔板位置重復(fù)，可以 防止折流板位置在管板平面上占用過多管孔空間。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)；


圖1是現(xiàn)有技術(shù)冷凝器正視剖面圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)冷凝器圓簡截面圖； 圖3是本實(shí)用新型冷凝器正視剖面圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例l冷凝器圓簡截面圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1變化形式的圓簡截面圖6a為傳熱管形式的一維表面換熱示意圖6b為傳熱管形式的二維表面換熱示意圖6c為傳熱管形式的三維表面換熱示意圖中1-冷凝器 2-冷凝器殼體3-傳熱管管東 3a、 3b-管東區(qū)
域 4-管板5-支撐板 6-水室 7-蒸汽入口8-冷凝液出口
9-冷卻劑入口 IO-冷卻劑出口11-管程隔板位置 12a、 12b-
折流板 13 -蒸汽流動方向示意箭頭
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明 白了解，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
現(xiàn)有技術(shù)中的殼管式冷凝器其結(jié)構(gòu)如
圖1，2所示，通常冷卻液走于管內(nèi)， 殼體內(nèi)，制冷劑氣體從上部接口 7進(jìn)入，經(jīng)過傳熱管管東3時，因管內(nèi)的冷 卻液體溫度較低，達(dá)到氣體的露點(diǎn)以下，因此制冷劑氣體被冷凝成液體。由 于重力作用，冷凝液逐漸從管上滴落，殼體底部的液體通過殼體接口 8導(dǎo)出。 為使換熱器緊湊和控制成本，通常冷凝器的管間距較小，一般為3~5咖，這樣 冷凝液很容易逐層在管上累積，形成上層管束區(qū)域下小雨，下層管東區(qū)域下 大雨的情形。而膜狀冷凝的換熱系數(shù)很大程度上決定于管表面的冷凝液膜厚 度，液膜越薄，冷凝換熱系數(shù)越好。這也是冷凝器的管束效應(yīng)主要決定于其 冷凝器管排數(shù)(至上而下)的原因。通常的設(shè)計(jì)中，減少管排數(shù)，可有效提高 平均冷凝換熱系數(shù)，但每排的管技數(shù)要增加，顯然這會受到殼體直徑的限制。
本實(shí)用新型實(shí)施例l，參看圖3、圖4，該冷凝器的內(nèi)徑為D700mm,管程 分兩程，傳熱管長度3600mm，中間有兩個支撐板5,通過在管束中間位置設(shè) 置2mm厚薄鋼板作為折流板12a, 12b，固定在各段支撐板5及管板4之間。薄 鋼板向冷凝器兩側(cè)傾斜，與水平面角度為5度，其前端距離殼體內(nèi)壁距離為 IO,，折流板12a和12b的高差為120,，通?？蔀? 6排管的間距，這樣既 可以將上層管束區(qū)域的冷凝液旁通到沿殼體內(nèi)壁處，又可將上層制冷劑蒸汽
通過和間的橫向通道導(dǎo)入下層區(qū)域，起到氣體折流的作用。這樣的 折流板可有效阻止冷凝液直接進(jìn)入下層管束，同時又具有橫向通道讓蒸汽通 過，改變蒸汽的流向，提高其紊流度，這樣蒸汽的掠過管東的速度增加了，有 利于排除傳熱管上的冷凝液。對于冷凝過程而言，其冷凝器的管排數(shù)相當(dāng)于
減小了一半，從原設(shè)計(jì)的27排變?yōu)?3排，管東效應(yīng)被減弱了，對換熱有利。 通常的冷凝器為了將冷卻液接口放在同一端，管程數(shù)釆用2程和4程較普遍， 絕大部分為2程。對于2程及以上的設(shè)計(jì)在水室需設(shè)置隔板11，將隔板位置 11與本例的折流板12a，12b位置放在一起有利于在管板上留出更多空間穿管。 增加折流板的數(shù)量可以有效減少各管束區(qū)域3a或3b的傳熱管排數(shù)，如圖4. 對于管東而言，控制換熱管的排數(shù)在10排以下，對傳熱較為有利。但是，由 于折流板占用了 一排至兩排的管孔空間，與管程隔板位置不同的折流板設(shè)置 需要對排管進(jìn)行調(diào)整。為防止近支撐板處冷凝液流失，可將折流板做成三面向 上翻邊的形式。
現(xiàn)有技術(shù)中，常見的冷凝用傳熱管主要有一維型表面(如光管，參考圖 6a),兩維型表面(即翅片管，參考圖6b),并不是所有的傳熱管都會隨著 排數(shù)的增加而換熱情況變差，不同的傳熱管冷凝換熱對于排數(shù)的敏感程度不 一樣，這些數(shù)據(jù)對于換熱器設(shè)計(jì)人員非常關(guān)鍵。通常，現(xiàn)有技術(shù)為提高單管 冷凝性能而推薦的三維換熱表面(如鋸齒狀管，花瓣管，外表滾花型…參考 圖6c)對于換熱器的排數(shù)更為敏感，即隨著排數(shù)的增加，性能衰減更多。對 于本例中，釆用的是一種三維換熱表面(商品名Turbo-C),按實(shí)施例1的設(shè) 計(jì)，比原先的冷凝器，其冷凝側(cè)換熱性能增加了 25%以上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，折流板的設(shè)置將冷凝器分成多個管東區(qū)域，氣體在各區(qū) 域橫向穿越，不斷改變流向，有利于冷凝換熱，而各個區(qū)域的冷凝液通過傾 斜的折流板單獨(dú)排放，改善了原來的整個管東中冷凝液膜累積到下層管東而 影響整體換熱的情況。增加折流板后，冷凝側(cè)換熱性能提高了 12%~55%。而 且原來的管東規(guī)模越大，折流板的分隔的區(qū)域越多，整個冷凝器的換熱性能 也提高越多；另外，當(dāng)折流板至上而下設(shè)置成折流板形式讓蒸汽通過，可以 增加蒸汽流動的紊流度，從而提高蒸氣與管東間的對流作用，進(jìn)一步減薄液 膜，也提高了換熱效率；冷凝器換熱效率的提高可有效降低冷凝溫度和壓力，
從而提高整個系統(tǒng)的能效。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述 實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型 精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，如將折流板改為波 紋狀，開槽板，多孔板或組合形式均是與本實(shí)用新型一致的變化形式。這些 變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍 由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1、一種帶氣體折流板的冷凝器，包括傳熱管束和殼體，其特征在于:在殼體縱向剖面上看，在所述的傳熱管管束之間至少設(shè)置有一塊氣體折流板，氣體折流板自中心位置傾斜延伸至殼體內(nèi)壁處或?qū)ｉT設(shè)置的排液點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶氣體折流板的冷凝器，其特征在于所 述氣體折流板從殼體中心位置向下傾斜至冷凝器殼體的兩側(cè)或?qū)ｉT設(shè)置的排 液點(diǎn)，傾斜角度為3~30度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶氣體折流板的冷凝器，其特征在于所 述的氣體折流板將傳熱管管東由上而下分成至少兩個區(qū)域。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶氣體折流板的冷凝器，其特征在于在 管板平面上，所述的氣體折流板至少一個位置與管程隔板的位置相一致。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種帶氣體折流板的冷凝器，其特征在于所 述的傳熱管東被氣體折流板分割的每個區(qū)域的管排數(shù)小于10排。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 3或5所述的一種帶氣體折流板的冷凝器，其特征 在于所述的傳熱管東釆用三維型冷凝強(qiáng)化表面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶豎向折流板的冷凝器，包括傳熱管束和殼體，其特征在于，在殼體縱向剖面上看，在所述的傳熱管管束之間至少有一位置設(shè)置有氣體折流板，氣體折流板自中心位置傾斜延伸至殼體內(nèi)壁處；氣體折流板用以改變氣體的流向，并將位于其上方的冷凝液隔離排除。本實(shí)用新型的有益效果是由于冷凝器中間折流板的作用，使得蒸汽的流動方向改變，紊流度增加，可強(qiáng)化對流換熱，并且可使上層冷凝液得以旁通而不直接淋在下層冷凝管上，下層冷凝管的冷凝液“淹沒效應(yīng)”較小，換熱系數(shù)得到顯著的提高；通過將豎向折流板位置與管程隔板位置重復(fù)，可以防止折流板位置在管板平面上占用過多管孔空間。
文檔編號F25B39/04GK201203306SQ20072007386
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者忠 羅, 邱亞林 申請人:高克聯(lián)管件(上海)有限公司