專利名稱：熱交換器的制作方法
熱交換器本申請為分案申請，其原申請的申請日為2009年1月9日，申請?zhí)枮?200980101448. X (國際申請?zhí)?PCT/US2009/030654)，名稱為“熱交換器”。相關(guān)申請的互相參引本申請要求2008年1月11提交的題為“降膜式蒸發(fā)器系統(tǒng)(FALLING FILM EVAPORATOR SYSTEMS) ”的美國臨時申請NO. 61/020, 533的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請通過援引 納入本說明書。
背景技術(shù)：
本申請整體上涉及熱交換器。用于暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中的常規(guī)的制冷液體系統(tǒng)(chilled liquid systems) 包括一個蒸發(fā)器來實現(xiàn)或進行在該系統(tǒng)的制冷劑與另一流體——通常是所要被冷卻的液 體——之間的熱能傳遞。蒸發(fā)器的一個類型包括一個殼體(shell)，該殼體具有在該殼體 內(nèi)形成一管束(tube bundle)的多個管子。所要被冷卻的流體在該管子內(nèi)循環(huán)并且使得 制冷劑與該管子的外面或外部表面接觸，產(chǎn)生在所要被冷卻的流體與制冷劑之間的熱能傳 遞。從所要被冷卻的流體傳遞到制冷劑的熱使得制冷劑進行到蒸氣的相變，即該制冷劑在 管子的外側(cè)沸騰。例如，在通常所稱的“降膜式(falling film)”蒸發(fā)器中，通過噴霧或其 它類似的技術(shù)，制冷劑可沉積在管子的外表面上。在另一個實例中，在通常所稱的“滿液式 (flooded) ”蒸發(fā)器中，管子的外表面可全部或者部分地浸入在液態(tài)制冷劑中。在又一實例 中，在通常所稱的“混合降膜”蒸發(fā)器中，管子的一部分可具有沉積在外表面的制冷劑以及 管束的另一部分可被浸入液態(tài)制冷劑中。由于來自正被冷卻的流體的熱能傳遞，制冷劑被加熱并且轉(zhuǎn)變成一種蒸氣狀態(tài)， 接著其返回至對該蒸氣進行壓縮的壓縮機以開始另一制冷劑循環(huán)。被冷卻的流體可被循環(huán) 至位于一個建筑物內(nèi)的多個熱交換器。來自該建筑物的較熱的空氣被通入熱交換器，在該 熱交換器處，被冷卻的流體變熱同時將建筑物的空氣冷卻。被建筑物空氣加熱的流體返回 蒸發(fā)器以重復(fù)該過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在一蒸氣壓縮系統(tǒng)中使用的熱交換器，該熱交換器包括一個殼 體、一個第一管束、一個罩子(hood)和一個分配器。該第一管束包括在殼體內(nèi)基本水平延 伸的多個管子，該罩子覆蓋該第一管束。該分配器被配置且定位為將流體分配到該多個管 子中的至少一個管子上。本發(fā)明還涉及一種在一制冷系統(tǒng)中使用的蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括一個殼體、一個 在殼體內(nèi)形成的出口、多個管束、多個罩子、位于該多個罩子的相鄰罩子之間的一個間隙， 以及多個分配器。該多個管束中的每一個管束包括多個在殼體內(nèi)基本水平延伸的管子。該 多個罩子中的至少一個罩子覆蓋該多個管束中的一個管束。該多個分配器中的每一個分配 器被配置且定位為將流體分配到一個被一罩子覆蓋的管束的至少一個管子上。該間隙被配置為將離開該多個罩子的相鄰罩子的流體引導(dǎo)至出口。


圖1示出了在一個商用環(huán)境中的用于一暖通空調(diào)系統(tǒng)的一個示例性實施方案。圖2示出了一個示例性蒸氣壓縮系統(tǒng)的正軸側(cè)視圖。圖3和4示意性地圖解了一個蒸氣壓縮系統(tǒng)的示例性實施方案。圖5A示出了一個示例性蒸發(fā)器的分解的、局部剖去的視圖。圖5B示出圖5A的蒸發(fā)器的一個俯視正軸側(cè)視圖。圖5C示出了沿圖5B中線5-5所取的帶有制冷劑的蒸發(fā)器的橫截面。圖6A示出了一個示例性蒸發(fā)器的俯視立體圖。圖6B和6C示出了沿圖6A的線6_6所取的帶有制冷劑的該蒸發(fā)器示例性實施方 案的橫截面。圖7A至7C和8A示出了一個蒸發(fā)器的多個示例性實施方案的橫截面。圖8B示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案的橫截面，包括沿圖8C的線8-8所取 的該示例性分配器的局部橫截面。圖8C示出了一個用于蒸發(fā)器的分配器的示例性實施方案的俯視立體圖。圖9A示出了一個示例性分配器的局部橫截面。圖9B示出了一個示例性分配器的橫截面。圖IOA示出了一個示例性蒸發(fā)器的側(cè)視圖。圖IOB示出了沿圖IOA的線10-10所取的蒸發(fā)器的橫截面。圖IOC示出了圖IOB的蒸發(fā)器的管束的放大的局部分解圖。圖11、12、13A至13D、14至16、17和18示出了蒸發(fā)器的蒸發(fā)器的多個示例性實施 方案的橫截面。圖14A和14B是沿圖14的區(qū)域14A所取的蒸發(fā)器的示例性分配器實施方案的放 大的局部視圖。圖17A和18A示出了一個蒸發(fā)器的熱交換器的示例性實施方案的橫截面。圖19A和19B示出了一個分配器的示例性實施方案的橫截面。圖19C示出了一個分配器噴嘴的示例性實施方案的仰視圖。圖20示出了一個分配器噴嘴的示例性實施方案的局部橫截面。圖21示出了一個蒸發(fā)器的一個示例性實施方案的橫截面并且包括一個具有類似 于圖8C的分配器的分配器的蒸發(fā)器。圖22示出了一個蒸發(fā)器的一個示例性實施方案的橫截面。圖23和24示出了一個蒸發(fā)器的一個示例性實施方案的橫截面和立面端視圖。圖25和26示出了一個蒸發(fā)器罩子的一個示例性實施方案的橫截面和立面端視 圖。
具體實施例方式圖1示出了在典型商用環(huán)境中的建筑物12內(nèi)的用于一個包含一制冷液體系統(tǒng)的 暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)10的示例性環(huán)境。系統(tǒng)10可以包括一個蒸氣壓縮系統(tǒng)14，該蒸氣壓縮系統(tǒng)14可以供應(yīng)可被用于冷卻建筑物12的制冷液體。系統(tǒng)10可以包括一個鍋爐16以 供應(yīng)可被用于為建筑物12供暖的加熱液體，以及一個使空氣在建筑物12中循環(huán)的空氣分 配系統(tǒng)。該空氣分配系統(tǒng)還可以包括一個回風管18、一個送風管20和一個空氣處理器22。 空氣處理器22可以包括一個熱交換器，該熱交換器通過管道24被連接至鍋爐16和蒸氣壓 縮系統(tǒng)14。根據(jù)系統(tǒng)10的運行模式，在空氣處理器22中的熱交換器可以接受來自鍋爐16 的加熱液體或者來自蒸氣壓縮系統(tǒng)14的制冷液體。系統(tǒng)10被顯示為在建筑物12的每一 層具有一個分立的空氣處理器，但是應(yīng)理解這些部件可以在兩層或者多層之間共享。圖2和3示出了一個可被用于一個HVAC系統(tǒng)(例如，HVAC系統(tǒng)10)中的一個示例 性蒸氣壓縮系統(tǒng)14。蒸氣壓縮系統(tǒng)14可以穿過一個由一個馬達50驅(qū)動的壓縮機32、一個 冷凝器34、膨脹裝置36以及一個液體制冷器或蒸發(fā)器38來使制冷劑循環(huán)。蒸氣壓縮機系 統(tǒng)14還可以包括一個控制面板40，該控制面板40可以包括一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器42、一 個微處理器44、一個非易失性存儲器46以及一個接口板48。在蒸氣壓縮系統(tǒng)14中可用作 制冷劑的一些實例是氫碳氟(HFC)基制冷劑，例如R-410A、R407、R134a、氫氟烯烴(HFO)、 “天然”制冷劑如氨水(NH3)、R_717、二氧化碳(C02)、R_744或者烴基制冷劑、水蒸氣或者任 意其它適宜類型的制冷劑。在一個示例性實施方案中，蒸氣壓縮系統(tǒng)14可以使用VSD52、馬 達50、壓縮機32、冷凝器34和/或蒸發(fā)器38的每個中的一個或多個。與壓縮機32 —起使用的馬達50可由一個變速驅(qū)動裝置(VSD) 52供電，或者可以 直接從一個交流(AC)或者直流(DC)電源供電。VSD52，如果使用的話，從交流電源接收具 有一個特定的固定線電壓和固定線頻率的交流電，并且為馬達50提供具有可變的電壓和 頻率的電力。馬達50可以包括可以由一個VSD供電或者直接從一個交流或直流電源供電 的任意類型的電動馬達。例如，馬達50可以是開關(guān)磁阻式馬達、感應(yīng)式馬達、電整流永磁式 馬達或者任意其它適宜的馬達類型。在一個替代的示例性實施方案中，其他驅(qū)動機構(gòu)例如 蒸汽的或燃氣的渦輪機或發(fā)動機以及相應(yīng)的部件也可以用來驅(qū)動壓縮機32。壓縮機32壓縮制冷劑蒸氣并且將該蒸氣通過一個排放管線輸送至冷凝器34。壓 縮機32可以是一個離心式壓縮機、螺旋式壓縮機、往復(fù)式壓縮機、回轉(zhuǎn)式壓縮機、擺桿式壓 縮機、渦旋式壓縮機、渦輪式壓縮機或者任意其它適宜的壓縮機。由壓縮機32輸送至冷凝 器34的制冷劑蒸氣將熱傳遞至一種流體，例如水或空氣。由于與所述流體的熱傳遞，制冷 劑蒸氣在冷凝器34中冷凝成制冷劑液體。來自冷凝器34的液態(tài)制冷劑穿過膨脹裝置36 流至蒸發(fā)器38。在圖3所示的示例性實施方案中，冷凝器34是水冷式的并且包括一個連接 至冷卻塔56的管束54。輸送至蒸發(fā)器38的液態(tài)制冷劑吸收來自另一流體的熱量，并且進行到制冷劑蒸 氣的相變，所述另一流體可以與冷凝器34所使用的流體類型相同或者不同。在圖3所示的 示例性實施方案中，蒸發(fā)器38包括一個管束，該管束具有連接至一冷卻負載62的一個供應(yīng) 管線60S和一個返回管線60R。一種過程流體(process fluid)，例如水、乙二醇、氯化鈣鹽 水、氯化鈉鹽水或者任意其它適宜的液體，經(jīng)由返回管線60R進入蒸發(fā)器38以及經(jīng)由供應(yīng) 管線60S離開蒸發(fā)器38。蒸發(fā)器38使得管子中的過程流體的溫度快速下降。蒸發(fā)器38中 的管束可以包括多個管子和多個管束。蒸氣制冷劑離開蒸發(fā)器38并且通過一個吸氣管線 (suction line)返回至壓縮機32以完成循環(huán)。類似于圖3的圖4示出了帶有一個中間回路(circuit)64的制冷劑回路，該中間
6回路64可被包含在冷凝器34和膨脹裝置36之間以提供提高的冷卻容量、效率和性能。中 間回路64具有一個入口管線68，該入口管線68可以直接連接至冷凝器34或者可以與冷凝 器34流體連通。如圖所示，入口管線68包括一個位于一中間容器70上游的膨脹裝置66。 在一個示例性實施方案中，該中間容器70可以是一個閃蒸罐(flash tank)，也被稱為閃發(fā) 式中間冷卻器(flash intercooler)。在一個替代的示例性實施方案中，中間容器70可以 被配置為一個熱交換器或者一個“表面式經(jīng)濟器(surface economizer) 在該閃發(fā)式中 間冷卻器布置中，一個第一膨脹裝置66起到的作用是降低從冷凝器34接收的液體的壓力。 在閃發(fā)式中間冷卻器內(nèi)的膨脹過程期間，該液體的一部分被蒸發(fā)。中間容器70可被用于將 被蒸發(fā)的蒸氣與自冷凝器接收的液體分離。該被蒸發(fā)的液體可以在一個吸氣和排氣之間的 中間壓力下或在壓縮的中間狀態(tài)下通過一個管線74被壓縮機32吸至一個端口。未被蒸發(fā) 的液體通過膨脹過程被冷卻，且聚集在中間容器70的底部，液體在該中間容器70的底部處 被回收，以穿過一個包括一第二膨脹裝置36的管線72流至蒸發(fā)器38。在“表面式中間冷卻器”的布置中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，實現(xiàn)有稍微地不同。 中間回路64可以以如上所述的類似方式運行，除了不是從冷凝器34接收全部量的制冷劑， 如圖4所示，中間回路64僅從冷凝器34接收制冷劑的一部分，并且剩余的制冷劑直接繼續(xù) 進入到膨脹裝置36中。圖5A至5C示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案，該蒸發(fā)器被配置為一個“混合降 膜式(hybrid falling film) ”蒸發(fā)器。如圖5A至5C所示，一個蒸發(fā)器138包括一基本圓 柱形的殼體76，該殼體76具有形成一個沿著殼體76的長度基本水平延伸的管束78的多個 管子。至少一個支撐件116可被定位在殼體76內(nèi)，以支撐在管束78中的多個管子。一個適 宜的流體例如水、乙烯、乙二醇或者氯化鈣鹽水穿過管束78的管子流動。一個定位在管束 78上方的分配器80將制冷劑110從多個位置分配、沉積或應(yīng)用到管束78中的管子上。在 一個示例性實施方案中，由分配器80沉積的制冷劑可以全部是液態(tài)制冷劑，盡管在另一個 示例性實施方案中，由分配器80沉積的制冷劑可以既包括液態(tài)制冷劑也包括蒸氣制冷劑。繞管束78的管子流動而沒有改變狀態(tài)的液態(tài)制冷劑聚集在殼體76的下部中。該 聚集的液態(tài)制冷劑可以形成一個液態(tài)制冷劑82的池或儲存器82。自分配器80的沉積位置 可以包括相對于管束78的縱向或橫向位置的任意組合。在另一個示例性實施方案中，自分 配器80的沉積位置并不限于沉積到管束78的上部管子之上的位置。分配器80可以包括 由制冷劑的分散源供給的多個噴嘴。在一個示例性實施方案中，該分散源是一個連接制冷 劑源諸如冷凝器的管子。這些噴嘴不僅包括噴霧噴嘴，還包括可以將制冷劑引導(dǎo)或?qū)蛑?管子的表面上的加工開口。這些噴嘴可以以預(yù)定的模式(例如，噴射模式)應(yīng)用制冷劑，以 使得管束78的上排的管子被覆蓋。管束78的管子可以被布置為促進制冷劑以圍繞管子表 面的膜的形式的流動，該液態(tài)制冷劑聚結(jié)以在管子表面的底部形成液滴，或者在某些情況 下形成液態(tài)制冷劑的一個簾(curtain)或者面(sheet)。所得到的面促進了管子表面的濕 潤，這增強了在管束78的管子內(nèi)流動的流體與圍繞管束78的管子流動的制冷劑之間的熱 傳遞效率。在所述池的液態(tài)制冷劑82中，一個管束140可以被浸入或者至少部分地被浸入， 以提供在制冷劑和過程流體之間的額外的熱能傳遞，從而將所述池的制冷劑82蒸發(fā)。在一 個示例性實施方案中，管束78可以被定位為至少部分地在管束140以上(即，至少部分地上覆蓋)管束140。在一個示例性實施方案中，蒸發(fā)器138采用一個雙行程(two pass)系 統(tǒng)，在該雙行程系統(tǒng)中，將被冷卻的過程流體首先在管束140的管子內(nèi)流動，然后被引導(dǎo)為 在與在管束140中的流動相反的方向上在管束78的管子內(nèi)流動。在該雙行程系統(tǒng)的第二 行程中，在管束78中流動的流體的溫度被降低，因此為獲得該過程流體的期望溫度，需要 與在管束78的表面上流動的制冷劑之間進行較少的熱傳遞?？梢岳斫猓M管一個雙行程系統(tǒng)被描述為其中第一行程與管束140相關(guān)聯(lián)以及第 二行程與管束78相關(guān)聯(lián)，但也構(gòu)想了其它布置。例如，蒸發(fā)器138可以采用一個單行程系 統(tǒng)，其中過程流體在相同方向上既流過管束140也流過管束78。或者，蒸發(fā)器138可以采 用一個三行程系統(tǒng)，其中兩個行程與管束140相關(guān)聯(lián)，剩余的行程與管束78相關(guān)聯(lián)，或者其 中一個行程與管束140相關(guān)聯(lián)，剩余的兩個行程與管束78相關(guān)聯(lián)。此外，蒸發(fā)器138可以 采用一個備用雙行程系統(tǒng)，其中一個行程既與管束78也與管束140相關(guān)聯(lián)，且第二行程既 與管束78也與管束140相關(guān)聯(lián)。在一個示例性實施方案中，管束78被定位為至少部分地 在管束140以上，同時一個間隙將管束78與管束140分隔。在另一示例性實施方案中，罩 子86覆蓋在管束78上，同時罩子86朝向所述間隙延伸并且在該間隙附近終止?？傊?，構(gòu) 想了其中每一個行程可以與管束78和管束140中的一個或兩個相關(guān)聯(lián)的任意數(shù)量的行程。一個外殼(enclosure)或罩子86被定位在管束78之上以基本防止叉流(cross flow)，也即，在管束78的管子之間的蒸氣制冷劑或液體和蒸氣制冷劑106的橫向流動。罩 子86被定位在管束78的管子之上并且在橫向上作為管束78的管子的邊界。罩子86包括 一個靠近殼體76的上部定位的上端88。分配器80可以被定位在罩子86和管束78之間。 在又一示例性實施方案中，分配器80可以靠近罩子86但在其之外而定位，使得分配器80 并不定位在罩子86和管束78之間。然而，即使分配器80沒有定位在罩子86和管束78之 間，分配器80的噴嘴仍被配置為將制冷劑引導(dǎo)或應(yīng)用至管子的表面上。罩子86的上端88 被配置為基本防止了所應(yīng)用的制冷劑110和部分蒸發(fā)的制冷劑的流動，即防止了液體和/ 或蒸氣制冷劑106直接流至出口 104。相反地，所應(yīng)用的制冷劑110和制冷劑106被罩子 86限制，更具體地，在制冷劑可以穿過罩子86中的開放端94離開之前被迫使在壁92之間 向下行進。圍繞罩子86的蒸氣制冷劑的流96還包括遠離所述池的液態(tài)制冷劑82流動的 被蒸發(fā)的制冷劑。可以理解，至少上述提到的、相對的項目對于本公開文本中的其它示例性實施方 案是非限制性的。例如，罩子86可以相對于前文所述的其它蒸發(fā)器部件旋轉(zhuǎn)，也即，包括壁 92的罩子86并不限于豎直定向。在罩子86圍繞一個與管束78的管子基本平行的軸線充 分旋轉(zhuǎn)之后，罩子86將不再被認為是“定位在管束78的管子以上”或者“在橫向上作為管 束78的管子的邊界”。類似地，罩子86的“上”端不再靠近殼體76的“上部”，并且其它示 例性實施方案并不限于這種在罩子和殼體之間的布置。在一個示例性實施方案中，罩子86 在覆蓋管束78之后終止，盡管在另一個示例性實施方案中，罩子86在覆蓋管束78之后進 一步延伸。在罩子86迫使制冷劑106在壁92之間向下并且穿過開放端94之后，蒸氣制冷劑 在殼體76和壁92之間的空間內(nèi)從殼體76的下部行進至殼體76的上部之前，該蒸氣制冷 劑發(fā)生了突然的方向變化。同重力的作用相結(jié)合，在流動中的這種突然的方向變化導(dǎo)致制 冷劑的一部分任意攜帶的液滴與液態(tài)制冷劑82或者殼體76碰撞，從而將這些液滴從蒸氣
8制冷劑流96中去除。而且，在壁92之間沿著罩子86的長度行進的制冷劑霧聚結(jié)成更容易 通過重力分離的更大的點滴(drop)，或者被保持為足夠靠近管束78或者與管束78接觸，以 允許制冷劑霧通過與管束的熱傳遞而蒸發(fā)。由于點滴尺寸的增大，提高了點滴通過重力分 離的效率，使得蒸氣制冷劑96在壁92和殼體76之間的空間內(nèi)穿過蒸發(fā)器流動的向上速度 增大。蒸氣制冷劑96——無論自開放端94流動或者自所述池的液態(tài)制冷劑82流動——在 靠近上端88自壁92突出的一對延伸件(extensions) 98上流動并且進入通道100。蒸氣制 冷劑96穿過縫隙102進入通道100，然后在出口 104處離開蒸發(fā)器138，所述縫隙102是在 延伸件98的端部與殼體76之間的空間。在另一個示例性實施方案中，蒸氣制冷劑96可以 穿過在延伸件98中形成的開口或孔而不是穿過縫隙102進入通道100。在又一個示例性實 施方案中，縫隙102可以由在罩子86和殼體76之間的空間形成，也即，罩子86并不包括延 伸件98。換言之，一旦制冷劑106從罩子86離開，蒸氣制冷劑96則沿著規(guī)定的通路從殼體 76的下部流至殼體76的上部。在一個示例性實施方案中，所述通路在到達出口 104之前 在罩子86的表面和殼體76之間基本對稱。在一個示例性實施方案中，在蒸發(fā)器出口附近 設(shè)置折流板(baffles)諸如延伸件98以防止出現(xiàn)蒸氣制冷劑96到達壓縮機入口的直接路徑。在一個示例性實施方案中，罩子86包括對置的基本平行的壁92。在另一示例性實 施方案中，壁92可以基本豎直延伸并且終止于開放端94處，也即，該壁92位于基本相對的 上端88處。上端88和壁92在管束78的管子附近靠近地定位，同時壁92朝向殼體76的 下部延伸，從而基本在橫向上作為管束78的管子的邊界。在一個示例性實施方案中，壁92 與管束78的管子的間隔可以在大約0. 02英寸(0. 5mm)和大約0. 8英寸(20mm)之間。在 另一示例性實施方案中，壁92與管束78的管子的間隔可以在大約0.1英寸(3mm)和大約 0.2英寸(5mm)之間。然而，為了提供充分的間隔以將分配器80定位在管子和罩子的上端 之間，上端88和管束78的管子之間的間隔可以明顯大于0.2英寸(5mm)。在一個示例性實 施方案中，其中罩子86的壁92基本平行并且殼體76是圓柱形的，壁92也可以關(guān)于殼體的 一個對將壁92分隔的空間平分的對稱的中心豎直平面而對稱。在其他示例性實施方案中， 壁92不需要經(jīng)過管束78的管子而豎直延伸，壁92也不需要是平面的，由此壁92可以是曲 面的或者具有其他非平面形狀。無論何種具體結(jié)構(gòu)，罩子86被配置為在壁92的界限內(nèi)將 制冷劑106穿過罩子86的開放端94引導(dǎo)。圖6A至6C示出了一個蒸發(fā)器的一個示例性實施方案，該蒸發(fā)器被配置為一個“降 膜式”蒸發(fā)器128。如圖6A至6C所示，除了蒸發(fā)器128并不包括聚集在殼體下部的在所述 池的制冷劑82中的管束140之外，蒸發(fā)器128類似于圖5A至5C中所示的蒸發(fā)器138。在 一個示例性實施方案中，罩子86在覆蓋管束78之后終止，盡管在另一個示例性實施方案 中，罩子86在覆蓋管束78之后進一步朝向所述池的制冷劑82延伸。在又一個示例性實施 方案中，罩子86終止為使得該罩子并不完全覆蓋管束，即基本覆蓋管束。如圖6B和6C所示，一個泵84可被用于使得所述池的液態(tài)制冷劑82從殼體76 的下部經(jīng)由管線114至分配器80進行再循環(huán)。如圖6B進一步所示，管線114可以包括一 個調(diào)節(jié)裝置112，該調(diào)節(jié)裝置112可以與一個冷凝器(未示出)流體連通。在另一個示例 性實施方案中，可以采用一個噴射器(ejector)(未示出)來通過使用來自冷凝器34的加壓制冷劑將液態(tài)制冷劑82從殼體76的下部吸出，該噴射器借助于伯努利效應(yīng)(Bernoulli effect)來運行。該噴射器與調(diào)節(jié)裝置112和泵84的功能相結(jié)合。在一個示例性實施方案中，管子或管束的一個布置可以由多個均勻間隔的管子限 定，所述管子豎直地且水平地成直線，形成一個基本矩形的輪廓。然而，除了管子均勻間隔 的布置以外，可以使用其中管子既不在水平上成直線又不在豎直方向上成直線的管束的堆 (stacking)布置。在另一個示例性實施方案中，構(gòu)想了不同的管束構(gòu)造。例如，在管束中諸如沿著管 束的最上面的水平排或者最上面的部分可以使用肋(firmed)管(未示出)。除了能夠使用 肋管之外，也可使用被開發(fā)用于使得池沸騰應(yīng)用——例如“滿液式”蒸發(fā)器——更有效運行 的管子。此外，或者與肋管結(jié)合，還可以將多孔敷層(porous coatings)應(yīng)用至管束的管子 的外表面。在另一個示例性實施方案中，該蒸發(fā)器殼體的橫截面形狀可以是非圓形的。在一個示例性實施方案中，該罩子的一部分可以部分地延伸至殼體出口中。此外，可以將系統(tǒng)14的膨脹裝置的膨脹功能合并到分配器80中。在一個示例性 實施方案中，可以采用兩個膨脹裝置。一個膨脹裝置被顯示為分配器80的噴霧噴嘴。另一 個膨脹裝置(例如，膨脹裝置36)可以提供制冷劑的初步的部分膨脹，然后該制冷劑的膨脹 由定位在蒸發(fā)器內(nèi)的噴霧噴嘴提供。在一個示例性實施方案中，通過在蒸發(fā)器內(nèi)的液態(tài)制 冷劑82的高度(level)可以控制另一膨脹裝置，即該非噴霧噴嘴膨脹裝置，以滿足運行工 況例如蒸發(fā)和冷凝壓力以及部分冷卻負載的變化。在一個替代的示例性實施方案中，膨脹 裝置可以通過冷凝器中的液態(tài)制冷劑的高度來控制，或者在另一個示例性實施方案中，通 過在一個“閃發(fā)式經(jīng)濟器”來控制。在一個示例性實施方案中，大部分的膨脹可以發(fā)生在噴 嘴中，提供一個更大壓差，并且同時允許噴嘴具有減小的尺寸，因而減小了噴嘴的尺寸且降 低了噴嘴的成本。圖7A至7C示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案。更具體地，在圖7A中，分配器 80包括多個噴嘴81以將所應(yīng)用的制冷劑110應(yīng)用或者分配到管束78的表面上，所述多個 噴嘴81以預(yù)定的角度間隔分離，例如在大約15度至大約60度之間。如圖7A進一步所示， 分配器80和噴嘴81都定位在罩子86和管束78的管子之間。在另一個示例性實施方案 中，所述角度間隔并不相同，也即，噴嘴可以以非均勻的布置或方式來定位，以及在另一實 施方案中，噴嘴的尺寸和/或流量可以彼此不同。如圖7B中所示，噴嘴81被“構(gòu)建(built into) ”在罩子86的結(jié)構(gòu)中，使得噴嘴81并不定位在罩子86和管束78的管子之間。在又 一示例性實施方案中，例如在圖7C所示的，分配器噴嘴81可以靠近罩子86但是在其之外 而定位，使得分配器80并不定位在罩子86和管束78之間。盡管噴嘴81可以不定位在罩 子86和管束78之間，但分配器80的噴嘴可以配置為將制冷劑引導(dǎo)/分配或應(yīng)用至該管束 的至少一個管子的表面上，例如穿過一個在罩子內(nèi)形成的開口 83。圖8A和8B示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案。如圖8A所示，一對罩子86被 定位在殼體76內(nèi)，其中每一罩子都包括和覆蓋一個各自的分配器80和管束78。在一個替 代的示例性實施方案中，不同數(shù)量的罩子可以被定位在殼體內(nèi)，其中每一個罩子都包括一 個相應(yīng)的分配器和管束，以及在另一個示例性實施方案中，所述各自的罩子(以及相應(yīng)的 管束和分配器)可以被配置為提供不同量的制冷劑流和過程流體流，也即，被配置為提供不同的熱傳遞能力。如圖8B所示，罩子86覆蓋一個分配器網(wǎng)或多個分配器120。圖8C示出了一個分配器網(wǎng)或多個分配器120的示例性實施方案。一個入口管線 130分叉(bifurcate)為管線132和管線134。在該分叉的上游，入口管線130包括一個計 量裝置122，例如一個膨脹閥。管線132和134包括各自的控制裝置124和126，例如包括 電磁閥的閥門，以調(diào)節(jié)穿過管線132和134中的每一個流動的制冷劑的壓力。管線134被 連接至一個被分支或分為不同的流動路徑或流動部分144的歧管142。流動部分144包括 多個噴嘴146。在一個示例性實施方案中，歧管142包括至少一個噴嘴146。類似地，管線 132被連接至一個被分支或分為不同流動部分150的歧管148。流動部分150包括多個噴 嘴152。在一個示例性實施方案中，歧管148包括至少一個噴嘴152?？梢岳斫猓绻?、自該 歧管的流動路徑和/或噴嘴單獨地或共同地任意組合可被認為是一個分配器。在一個示例 性實施方案中，控制裝置124和126可配置為使得在歧管142和148以及它們各自流動路 徑或流動部分之間的工作壓力可以不同。換言之，多個分配器120可被配置在一個與由該 多個分配器中的另一分配器所分配的另一流體的壓力不同的壓力下來分配流體。在另一示例性實施方案中，與歧管相關(guān)的流動路徑或流動部分的數(shù)量可以彼此 不同，以及在另一個示例性實施方案中，單個歧管或者多于兩個歧管可以與一個或多個控 制裝置或計量裝置組合使用。在另一個示例性實施方案中，流動路徑或流動部分144和 150中的至少一個包括一個重疊區(qū)域154。由于流動路徑或流動部分144和150可以以不 同的豎直的、水平的或成角度的方向或者相對于彼此可旋轉(zhuǎn)傾斜地被定位，因此重疊區(qū)域 154可以包括在相應(yīng)的流動部分144和150之間的多個定向，例如水平地或者豎直地并置 (juxtaposition)或者并置的其他組合。換言之，至少部分的流動路徑或流動部分144和 150可以彼此不平行。在另一示例性實施方案中，用于至少一個流動路徑或流動部分的噴嘴 可配置為在不同壓力和/或流量下工作。圖9A和9B示出了一個分配器156的示例性實施方案。分配器156可以包括至少 一個配件(fitting) 158，該配件158被配置為接收一個噴嘴例如噴嘴81，該配件158被示 為具有一個螺紋狀的相互接合允許噴嘴能夠選擇性地而被安裝或被去除，例如為了清洗/ 替換。如圖9A進一步所示，配件158被配置為安裝在分配器156內(nèi)，使得配件158的末端 保持一個從分配器156的流動路徑或流動部分的壁的內(nèi)側(cè)表面測量的插入距離160。該插 入距離160被配置為降低由諸如外來顆?；蛩槠?62以及噴嘴81引起的流動阻礙。圖9B示出了一個示例性實施方案，其中分配器156被配置為在無需去除管支撐件 116的情況下可以從蒸發(fā)器上去除。也即，如圖9B進一步所示，一個入口配件164具有一個 被配置為接收分配器156 —端的開口 166。分配器156的另一端可以穿過一個在通常被稱 為薄板(sheet)的管支撐件116內(nèi)形成的開口 170而插入，且通過一個端部配件168被緊 固，該端部配件168通過機械緊固件172被緊固至該管支撐件116。在去除了在蒸發(fā)器一端 處定位的一個過程流體盒26，以及隨后去除配件168的緊固件172之后，可以實現(xiàn)進入分配 器156，例如用于保養(yǎng)/維修。在通過開口 170進入和抽出分配器156時，可以進行分配器 156或分配器156的任意部分例如噴嘴81的替換。在一個示例性實施方案中，開口 170的 尺寸被加工為足以從蒸發(fā)器156去除分配器156而無需從分配器去除噴嘴。圖IOA至IOC示出了蒸發(fā)器138的一個示例性實施方案。蒸發(fā)器138包括容納 制冷劑82、96、106和110的殼體76。制冷劑106和制冷劑110被限制為圍繞被罩子86覆
11蓋的管束78的管子流動，且圍繞管束78的管子流動的未改變狀態(tài)的液態(tài)制冷劑在殼體76 的下部形成一池的液態(tài)致冷劑82。蒸發(fā)器138在每個末端還具有頂蓋或過程流體盒26和 28，以封裝殼體76且用作過程流體進入或離開在殼體內(nèi)定位的管束78和管束140的管子 的分配器或歧管。蒸發(fā)器138的管束78和140的管子從在殼體76的一端處的過程流體盒 26延伸至在殼體的相對端處的過程流體盒28。過程流體盒26和28在殼體76內(nèi)將過程流 體與制冷劑分離。該管束的管子內(nèi)的過程流體必須與容納在殼體內(nèi)的制冷劑分離，以使得 在殼體中的過程流體之間的熱傳遞過程中，過程流體不與制冷劑混合。圖IOA示出了在一個雙行程構(gòu)型中的蒸發(fā)器，也即，過程流體通過入口 30進入并 且到蒸發(fā)器138第一端的過程流體盒26中，穿過第一組管子(即，管束78和/或管束140 的一個或多個管子)以到達在蒸發(fā)器另一端的過程流體盒28，在該處過程流體改變方向， 然后穿過殼體76和第二組管子(即，管束78和/或管束140的剩余的管子)以向后開始 第二行程。該過程流體然后穿過在蒸發(fā)器的與出口 30相同端上的出口 31離開蒸發(fā)器138。 也可以使用其它的蒸發(fā)器流動行程構(gòu)型(未示出)，例如一個三行程構(gòu)型或者一個單行程 構(gòu)型。在其他實施方案中，根據(jù)所使用的流動行程構(gòu)型，例如一個雙行程構(gòu)型或者一個 三行程構(gòu)型，不同的隔板(partitions)或折流板被定位在過程流體盒26和28內(nèi)。圖IOB 示出了一個示例性的間隔布置，該間隔布置可以與管束78 一起被用于一個雙行程或三行 程構(gòu)型。如圖IOB進一步所示(圖IOC是一個與管束78和140的分隔相關(guān)的被分離出的 視圖)，一個間隔或隔板58將管束78的管組118與管組119分離。一個間隔或隔板59將 管束78的管組119與管組121分離。這些隔板中的每一個都可以與該過程流體盒中的一 個折流板相關(guān)聯(lián)或沒有關(guān)聯(lián)。換言之，隔板58和59可以對應(yīng)于將過程流體盒26中正進入 的、未冷卻的過程流體與已經(jīng)兩次經(jīng)過殼體的正離開的過程流體分離的折流板。在一個示 例性實施方案中，隔板58和59可以類似于一個人字形(herringbone)或者“V”形輪廓，從 而允許管束78以一個緊湊結(jié)構(gòu)被構(gòu)造，盡管在其他示例性實施方案中，隔板58和59可以 包含其他輪廓，例如一個豎直定向的輪廓。一個豎直定向的輪廓將導(dǎo)致過程流體穿過管組 的從一側(cè)到另一側(cè)(side-to-side)的流動。一個水平取向定向的輪廓將導(dǎo)致過程流體穿 過該管組的上/下(up/down)流動。在另一實施方案中，管束140可以多個管組，類似于如 在圖IOC中進一步所示的管束78。例如，一個間隔或隔板61將管組65與管組67分離，以 及一個間隔或隔板63將管組67與管組69分離。在另一個示例性實施方案中，管束140可 以采用具有水平定向的輪廓的隔板61和63。圖11示出了一個蒸發(fā)器174的示例性實施方案。蒸發(fā)器174包括一對罩子86，其 中每個罩子86都包括一個相應(yīng)的分配器80和管束78。由于該蒸發(fā)器的一個替代的示例 性實施方案可以包括多于兩個的罩子，因此該罩子將被描述為相鄰或緊鄰的罩子，盡管在 圖11中只示出了一對罩子。殼體76包括一個隔板178，該隔板178包括被連接到一第二節(jié) 段182的一端的第一節(jié)段180，該第二節(jié)段182的另一端朝向殼體76延伸并且與殼體76連 接。第一節(jié)段180可以基本平行于覆蓋管束78的殼體86的相應(yīng)部分延伸。第二節(jié)段182 可以與覆蓋管束78的罩子86的相應(yīng)部分不平行，該第二節(jié)段182可以朝向殼體76延伸并 且與殼體76連接。如圖11進一步所示，設(shè)置了一個第二隔板178。第二隔板178的第一節(jié) 段180可以與第一隔板178的第一節(jié)段180平行，以及第二隔板178的第二節(jié)段182可以
12與第一隔板178的第二節(jié)段182不平行。一個間隙176將隔板178分隔。該間隙176的將 相應(yīng)的第二節(jié)段182分隔且朝向殼體延伸的部分在圖11被示為從間隙176的將相應(yīng)的第 一節(jié)段180分隔的部分分出，盡管在一個替代實施方案中，該將第二節(jié)段182分隔的間隙部 分可以會聚。間隙176可以被配置為將離開該相鄰的罩子86的制冷劑96朝向出口 104引 導(dǎo)。一個過濾器184——通常被稱為“除霧器”或“蒸氣/液體分離器”——可以被定位在 靠近或者在相應(yīng)的第二節(jié)段182之間的間隙176的部分中。在一個示例性實施方案中，過 濾器184可靠近出口 104布置。在另一個示例性實施方案中，隔板178可被對稱地定位在 被相應(yīng)的相鄰罩子覆蓋的相鄰的管束之間。在又一示例性實施方案中，至少隔板178的部 分可以與罩子86的相應(yīng)部分基本重合，以及在另一個實施方案中，如果沒有整體地替代一 個或兩個都替代，罩子86可以取代部分的隔板178。圖12示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案，該蒸發(fā)器帶有被罩子86覆蓋的管束 186，其中，除了位于罩子86和管束186上部管子之間的分配器80之外，至少一個額外的分 配器80被設(shè)置在一個定位在管束186的中間區(qū)域中的間隙188內(nèi)。該額外的分配器可以 被定位在管束的管子之間，提供被應(yīng)用的制冷劑到管束表面上的多種/多種高度的應(yīng)用， 由此通過提供管束的管子的強化潤濕來改進蒸發(fā)器的性能/容量。以及另一示例性實施方 案，管束的管子可以至少部分地圍繞分配器。在一個替代的實施方案中，該額外的分配器可 以不同地被定位，也即，成列地定位或以其他非均勻布置地定位。圖13A至13D示出了覆蓋管束196的罩子190的示例性實施方案。罩子190的相 對的壁192可以彼此不平行。壁192可以如圖13A和13B所示在一個朝向罩子的開放端的 方向上彼此分開，以及如圖13C和13D所示在一個朝向罩子的開放端的方向上彼此會聚。 從一個壁或兩個壁192朝向相對的壁192向內(nèi)延伸的突出部194被配置為將流體——即在 壁和突出部上聚結(jié)或凝聚的液態(tài)液滴——排出且沉積或者應(yīng)用至管束196的管子上。如 圖13B所示，管束196的管子可以以彼此成不同角度布置的列來布置。例如，一個具有軸線 204的中心定位的列相對于一個具有軸線202的管子的列成一角度198被定位。類似地，具 有軸線204的管子的列以相對于一個具有軸線206的管子的列成一角度200被定位。為了 提供用于測量角度198和200的參照點，軸線202、204和206從一個公共的焦點208延伸。 總之，軸線202和204不平行，軸線204和206也不平行。通過采用特別與分開的罩子的壁 不平行的管列軸線，可以在罩子下面插入額外列的管子，或者可以將至少部分列的管子插 入管束?；蛘?，通過采用與會聚的罩子的壁不平行的管列軸線，使得管列之間的空間減小， 可以增強在靠近罩子的狹窄的開放端的管束的底部處所發(fā)生的熱傳遞量。圖14、14A和14B示出了帶有罩子210的蒸發(fā)器的示例性實施方案。罩子210可 以包括一個沿著罩子表面形成的不連續(xù)部(discontinuity) 212。不連續(xù)部212可以包括在 罩子表面內(nèi)形成的凹進或突出的部分或者其他表面特征。不連續(xù)部212被配置為將一種流 體——即已經(jīng)在壁和/或不連續(xù)部上聚結(jié)或凝聚的液態(tài)液滴216——沉積或應(yīng)用至一個被 罩子210覆蓋的管束218的管子上。在一個示例性實施方案中，包括該不連續(xù)部的罩子可 以是整體式構(gòu)造。在另一個示例性實施方案中，一個構(gòu)件222可被緊固至罩子210以提供 該不連續(xù)部或者在罩子中的一個額外的不連續(xù)部。在又一示例性實施方案中，構(gòu)件222可 以包括多個不連續(xù)部，例如額外的不連續(xù)部214。在一個示例性實施方案中，一個額外的列 的管子，或者至少部分列的管子可以借助于該罩子增加的不連續(xù)部而被插入罩子內(nèi)。
圖15和16示出了示例性蒸發(fā)器的實施方案。一個覆蓋管束78的罩子223可 以包括靠近罩子的開放端在該罩子的至少一個壁內(nèi)形成的百頁窗(louvers)或肋片開口 224。管束78可以通過間隙225與管束140分離，該間隙225可以包括一個收集器234。收 集器234可以通過在一個相對高蒸氣速度的區(qū)域內(nèi)防止液體與蒸氣接觸而減少“液體攜帶 (liquid carryover)”。在一個示例性實施方案中，收集器234可以靠近肋片開口 224定位 以收集在罩子壁上已經(jīng)聚結(jié)或凝聚的液態(tài)液滴。在另一個示例性實施方案中，收集器234 可以是與罩子一體的構(gòu)造。在又一個示例性實施方案中，收集器234可以包括位于收集器 的各部分之間的開口(未示出)，以使得制冷劑96可以圍繞罩子223的開口端行進并且穿 過間隙225，而不碰到所述池的制冷劑82。圍繞罩子223的開放端行進的制冷劑96必須進 一步圍繞第一障礙物(obstruction) 226行進以及穿過一個可以靠近該第一障礙物226定 位的第二障礙物228，每一障礙物都被定位為靠近罩子的開放端。在一個示例性實施方案 中，第一障礙物226可以自殼體76朝向罩子223延伸，盡管在另一個示例性實施方案中，第 一障礙物226可以自罩子223朝向殼體76延伸。在另一的實施方案中，第二障礙物228可以 包括多個開口 230。一個過濾器232——通常被稱為“除霧器”或“蒸氣/液體分離器”一一 可以在罩子223和殼體76之間延伸。在一個示例性實施方案中，過濾器232可以相對于罩 子223的壁成非90度的角度而被定位。圖17、17A、18和18A示出了一個帶有熱交換器236的蒸發(fā)器的示例性實施方案。 熱交換器236可以包括間隔開的多個通路238，一種過程流體240穿過這些通路238在一 個通路239中流動，以實現(xiàn)或進行在制冷劑82和過程流體240之間的熱能傳遞。熱交換器 236可以被配置用于浸沒在一種流體例如液態(tài)制冷劑82中。在一個示例性實施方案中，熱 交換器236可以被配置為與過程盒入口 /出口 242的構(gòu)造選擇性流體連通，例如在圖17和 18中被顯示為一個雙行程或一個三行程構(gòu)型。在一個雙行程構(gòu)型的示例性實施方案中，第 一行程可以包括穿過管束78的管子的過程流體流，第二行程包括穿過熱交換器236的過程 流體流。在其它示例性實施方案中，可以使用管束78的管子和/或熱交換器236的其它組 合來構(gòu)建雙行程或三行程或者更多(行程)的構(gòu)造。在一個其他示例性實施方案中，該熱 交換器236表面的至少一部分被配置為諸如通過燒結(jié)、表面粗加工或者其他表面處理來增 強沿著熱交換器表面的熱能交換。圖19A至19C和20示出了分配器244的實施方案。分配器244可以包括一個被 連接至多個噴嘴246的流動路徑或流動部分245。如圖19A至19C和20進一步所示，分配 器244包括一個覆蓋噴嘴246的罩蓋248。在一個示例性實施方案中，罩蓋248可以被配 置為至少部分地限制來自噴嘴246的流體噴霧，例如將該噴嘴噴霧限制在與罩蓋的開口相 關(guān)聯(lián)的橫截面的范圍，也即，一個預(yù)定的橫截面區(qū)域內(nèi)。如圖20進一步所示，噴嘴246的構(gòu) 造可以包括一個柱塞型構(gòu)造，其中該噴嘴/閥門構(gòu)件被配置為相對于罩蓋248在一個第一 (基本閉合)位置和一個第二(完全打開)的位置之間移動，盡管可以使用在該第一位置和 第二位置之間的其他中間位置。在一個示例性實施方案中，自所述噴嘴/閥門構(gòu)件延伸的 軸可以進一步延伸穿過所述流動部分且被驅(qū)動裝置例如一個馬達(未示出)控制。圖21示出了用于蒸發(fā)器250的一個示例性分配器的實施方案。蒸發(fā)器250可以 包括一個具有流動路徑或流動部分260的分配器網(wǎng)或多個分配器258，其中流動部分260可 以包括被配置為將流體應(yīng)用或引導(dǎo)至管束256的表面上的噴嘴261。殼體76可以包括一個與過程流體盒26相關(guān)聯(lián)的入口 252，以及一個與過程流體盒28相關(guān)聯(lián)的出口 254。盡管 在一個替代的示例性實施方案中可以使用多行程構(gòu)型，但在一個單行程構(gòu)型中，如圖21所 示，管束256的管子的相對端在過程流體盒26和28之間延伸，使得進入入口 252的過程流 體被引導(dǎo)穿過管束256，且穿過出口 254離開殼體76。該多個分配器258的流動部分260的 橫截面(如圖21所示)可以類似于沿圖8C的線21-21所取的多個分配器120的橫截面。 然而，在與圖8C的線21-21 (多個分配器120)和多個分配器258 (如圖21所示)相關(guān)聯(lián)的 橫截面之間的區(qū)別在于相鄰流動部分260之間的相對間隔。也即，最靠近入口 252的相鄰 流動部分260——被稱為成對的流動部分251—一彼此分離開一個間隔或距離D1。在該成 對的流動部分253中，相鄰的流動部分260被彼此分離開一個間隔或距離D2。距離D2被配 置為大于距離Dl。類似地，在最遠離入口 252的相鄰的流動部分260——被稱為成對流動部分 255——之間的距離是距離D (N)，該距離D (N)大于圖21示出的其他相鄰的流動部分260之 間的距離。過程流體，就蒸發(fā)器250而論，在進入蒸發(fā)器的入口 252后是處于其最高溫度， 導(dǎo)致在過程流體與蒸發(fā)器內(nèi)包含的制冷劑之間出現(xiàn)的一個最大的溫差，也被稱為“增量 T (delta Τ)”。在一個最大的“增量Τ”處，制冷劑和過程流體之間將產(chǎn)生相應(yīng)的最大熱能傳 遞。相應(yīng)地，通過增加被沉積到最靠近入口 252的管束256的管子上的制冷劑的量，例如通 過減小在最靠近入口 252定位的相鄰流動部分260之間的間隔，可以增加在過程流體和制 冷劑之間的熱能傳遞。在一個示例性實施方案中，該流動部分260之間的間隔可以是不均 勻的，以及在另一實施方案中，所述多個分配器的相鄰流動部分260之間的間隔或距離可 以通過增加或減小一個預(yù)定的量，將過程流體和制冷劑之間的熱能傳遞最大化。在其他示 例性實施方案中，所述間隔配置可以由于包括穿過所述流動部分的不均勻的流動速度而不 同。圖22示出了一個蒸發(fā)器的示例性實施方案。蒸發(fā)器262可以包括一個隔板268。 如圖22進一步所示，隔板268和一部分的殼體76共同形成一個罩子267，該罩子和隔板將 殼體76分成隔室(compartments) 269和271。一個分配器266將所應(yīng)用的制冷劑110沉積 在管束264的表面上，該分配器和管束二者都被罩子267覆蓋。在一個示例性實施方案中， 隔板268可以包括一個過濾器272，通常被稱為“除霧器”或“蒸氣/液體分離器”，該過濾 器272靠近出口 104定位且被配置為從穿過隔板268流動的制冷劑中去除所攜帶的液體。 被罩子267覆蓋的管束264被限制在隔室269內(nèi)。如圖22進一步所示，隔板268作為管束 264的邊界并且在該將管束264和140分隔的間隙附近終止。在又一示例性實施方案中，蒸 發(fā)器262可以不包括管束140 (但將需要一個泵或噴射器，如圖6B和6C所示)。在另一示 例性實施方案中，隔板268可以進一步延伸經(jīng)過將管束264與140分隔的所述間隙，以及在 該管束140附近終止。如圖22進一步所示，圍繞隔板268流動的制冷劑96進入隔室271 與過濾器270相遇，該過濾器270通常被稱為“除霧器”或“蒸氣/液體分離器”，其靠近出 口 104定位并且在隔板268和殼體76之間延伸。圖23和24示出了一個示例性分配器273。分配器273可以包括一個分配器流動 路徑或流動部分274 (也稱為“噴霧器-1 (SPRAY-I) ”)以及一個分配器流動路徑或流動部分 280 (也稱為“噴霧器-2”)。分配器流動部分274可以包括多個噴嘴276，每一噴嘴276都具有相應(yīng)的噴霧分布區(qū)域278。分配器流動部分280可以包括多個噴嘴282，每一噴嘴282 都具有一個位于管束288的管子表面上的相應(yīng)的噴霧分配區(qū)域284。重疊區(qū)286表示在各 個噴嘴276和282的相應(yīng)的噴霧分配區(qū)域278和284之間的重疊噴霧，且可能使得管束表 面得到更均勻的潤濕。如圖23進一步所示，噴嘴噴霧分配，即覆蓋區(qū)域以及流速二者，可以 單獨地變化。在一個示例性實施方案中，所述角度可以沿著蒸發(fā)器的長度變化。在一個示 例性實施方案中，霧化的流體可以在沿著蒸發(fā)器長度的兩個方向上被應(yīng)用至管束。因此，一 個流動部分的噴霧區(qū)域以及另一流動部分的第二噴霧區(qū)域可以組合，以使得流體沿著整個 管束的更均勻地分配。圖25和26示出了罩子290的一個示例性實施方案。罩子290包括多個開口 294， 這些開口 294在罩子的表面內(nèi)形成使得一份制冷劑292可以穿過這些開口流動。在一個示 例性實施方案中，多個開口 294可以大部分靠近罩子的開放端定位，盡管在另一示例性實 施方案中，這些開口可以沿罩子表面的其他部分被分成組或定位。在又一實施方案中，如圖 26所示，包含多個開口 294的罩子表面的比例沿著罩子的長度變化。也即，與不靠近罩子的 端部的罩子表面的部分相比，在靠近罩子的每一端部296處，包含多個開口 294的罩子表面 的比例增加。盡管僅顯示和描述了本發(fā)明的一些特征和實施方案，但是在本質(zhì)上不偏離在權(quán)利 要求中所陳述的主體的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點的情況下，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可想到許多改型和 變化(例如，在各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例，參數(shù)值(例如溫度、壓力等)，安裝 布置，材料使用，顏色，定向等方面的變型)。任一過程或方法步驟的順序或者次序可以根據(jù) 可替換的實施方案改變或重新排序。因此，可以理解，所附的權(quán)利要求書旨在覆蓋所有這種 落在本發(fā)明的實際主旨內(nèi)這些改型和變化。此外，為了提供對于示例性實施方案的簡潔描 述，可能沒有描述實際實施方案的所有特征(也即，那些不涉及目前實施本發(fā)明所預(yù)期的 最佳模式的特征，或者那些不涉及本發(fā)明要求授權(quán)的特征)。應(yīng)理解，在任何實際實施方案 的發(fā)展過程中，如在任何工程或設(shè)計項目中，可以做出大量的實施具體決策。如此的開發(fā)工 作可能是復(fù)雜的和耗時的，但仍然是受益于本公開文本中的普通技術(shù)人員設(shè)計、加工和制 造中的常規(guī)任務(wù)，在沒有不當實驗的情況下。
權(quán)利要求
一種用于在蒸氣壓縮系統(tǒng)中使用的熱交換器，包括一個殼體；一個第一管束，其被配置為以降膜模式運行；一個罩子；以及一個分配器；該第一管束包括在該殼體內(nèi)基本水平延伸的多個管子；該罩子上覆蓋并且基本橫向圍繞該第一管束的基本所有管子；該分配器被配置且定位為將流體分配到該多個管子中的至少一個管子上；該殼體在該殼體的一端處包括一個第一過程流體盒，以及在該殼體的相對端處包括一個第二過程流體盒；該第一管束的多個管子從該第一過程流體盒延伸至該第二過程流體盒，該多個管子包括至少第一組管子和第二組管子，該第二組管子與該第一組管子間隔開；該第一過程流體盒與該第二過程流體盒各自都被配置為在第一方向上將一過程流體引導(dǎo)穿過該第一組管子，以及在與第一方向相對的第二方向上將該過程流體引導(dǎo)穿過該第二組管子。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中在該第一組管子和該第二組管子之間的間隔是 非水平的。
3.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中該在該第一組管子和該第二組管子之間的間隔 被配置為水平延伸。
4.如權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中在該第一組管子和該第二組管子之間的所述間 隔具有一個大致人字形的輪廓。
5.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中在該第一組管子和該第二組管子之間的所述間 隔與在該第一過程流體盒或第二過程流體盒中的至少一個內(nèi)定位的一個折流板相關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中在該第一過程流體盒和該第二過程流體盒之 間的該第一組管子和該第二組管子的布置表現(xiàn)為一種多于一個雙行程構(gòu)型的多行程構(gòu)型， 該第一或第二組管子中的至少一個還包括第一子集的管子和第二子集的管子，其中該第一 子集的管子和該第二子集的管子各自都被配置在第一方向上將過程流體引導(dǎo)穿過該第一 子集的管子，以及在與該第一方向相對的第二方向上將過程流體引導(dǎo)穿過該第二子集的管 子。
7.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，還包括一個第二管束，該第二管束具有多個管子，該 多個管子被配置為以至少部分地浸入在一個連續(xù)沸騰的液體物質(zhì)中而運行，該第二管束的 多個管子包括至少第三組管子和第四組管子，該第二管束與該第一管束間隔開，該第一過 程流體盒和該第二過程流體盒各自都被配置為在第一方向上將過程流體引導(dǎo)穿過該第三 組管子，以及在與該第一方向相對的第二方向上將該過程流體引導(dǎo)穿過該第四組管子。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第三組管子和該第四組管子之間的間隔是 非水平的。
9.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第三組管子和該第四組管子之間的間隔被 配置為水平延伸。
10.如權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中在該第三組管子和該第四組管子之間的間隔類似于一個人字形的輪廓。
11.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第三組管子和該第四組管子之間的間隔 與一個與該第一過程流體盒或該第二過程流體盒中至少一個相關(guān)聯(lián)的折流板相關(guān)聯(lián)。
12.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第一過程流體盒和該第二過程流體盒之 間的該第三組管子和第四組管子的布置表現(xiàn)為一個雙行程構(gòu)型。
13.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第一過程流體盒和該第二過程流體盒之 間的該第三組管子和該第四組管子之間的布置表現(xiàn)為一個單行程構(gòu)型。
14.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中在該第一過程流體盒和該第二過程流體盒之 間的該第三組管子和該第四組管子之間的布置表現(xiàn)為多于一個雙行程構(gòu)型的多行程構(gòu)型。
15.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中一種過程流體被配置為引導(dǎo)穿過該第一管束 或第二管束中的至少一個管子，每一管束都被配置為在第一方向上將一種過程流體引導(dǎo)穿 過該第一組管子或該第三組管子，或者在與該第一方向相對的第二方向上將該過程流體引 導(dǎo)穿過該第二組管子或該第四組管子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在蒸氣壓縮系統(tǒng)中使用的熱交換器(38)，該熱交換器(38)包括一個殼體(76)、一個第一管束(78)、一個罩子(86)和一個分配器(80)。該第一管束(78)包括在該殼體(76)內(nèi)基本水平延伸的多個管子。該罩子(86)覆蓋該第一管束(78)。該分配器(80)被配置且定位為將流體分配至該多個管子中的至少一個管子上。
文檔編號F28D9/00GK101907375SQ20101027214
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者J·A·科勒, J·C·漢森, J·施瑞博爾, J·考夫曼, M·K·亞尼克, P·德拉米納特, S·B·波爾森, S·庫蘭卡拉, W·F·麥奎德, 王利 申請人:江森自控科技公司