專利名稱：冷凝器與冷凍機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在冷卻水與冷凍劑之間進(jìn)行熱交換并使冷凍劑冷凝、液化的冷凝器，以及具有該冷凝器的冷凍機(jī)。
例如在大樓那樣的大型建筑物中，像在冷氣設(shè)備中進(jìn)行的那樣，用冷凍機(jī)使經(jīng)過冷卻的冷水通過布置在建筑物內(nèi)的管路，在建筑物內(nèi)循環(huán)，與居室的空氣進(jìn)行熱交換。
圖6示出了具有冷凍機(jī)的冷卻器的一個(gè)例子。冷卻器具有這樣的構(gòu)造，即在冷凍劑被送入的圓筒形容器1中，冷卻水流過的多根傳熱管2像鋸齒形那樣成束地配置。
傳熱管2分成與冷卻水入口3相連的去路側(cè)的管，和與冷卻水出口4相連的回路側(cè)的管。還有，在容器1的上部，設(shè)有引入冷凍劑的冷凍劑入口5，在容器1的下部，設(shè)有引出冷凍劑的冷凍劑出口6。
從冷卻水入口3流入的冷卻水，在容器1內(nèi)被抽出，到達(dá)水室(圖中略去)，折回，再次在容器1內(nèi)被抽出，從冷卻水出口4流出。在此過程中，從壓縮機(jī)(圖中略去)被引入容器1的高溫高壓的氣態(tài)冷凍劑與冷卻水之間進(jìn)行熱交換，被冷凝、液化，而另一方面，冷卻水則從冷凍劑奪取熱量而升溫，被從容器1引出。
可是，就上述構(gòu)造的蒸發(fā)器而言，有下列缺點(diǎn)。也就是說，引入容器1中的冷凍劑在傳熱管2的表面上與冷卻水進(jìn)行熱交換而被冷凝、液化，但是，位于比較上方的傳熱管2的表面上與冷卻水進(jìn)行熱交換而被冷凝、液化的冷凍劑則仍然以液態(tài)朝位于下方的傳熱管2傾盆下落，液態(tài)冷凍劑多半附著在位于下方的傳熱管2的表面上，加強(qiáng)了液體膜變厚的傾向。
這樣一來，位于下方的傳熱管2的傳熱效率下降，與尚未冷凝的氣態(tài)冷凍劑的熱交換難于進(jìn)行，其結(jié)果為，不能充分發(fā)揮冷凝器的性能。
本發(fā)明的目的為，鑒于上述情況提供一種能提高冷凝器中的傳熱效率并由此而使冷卻效率高的冷凍機(jī)。
作為用于解決上述任務(wù)的手段，采用了如下結(jié)構(gòu)的冷凝器和冷凍機(jī)。也就是說，與本發(fā)明有關(guān)的權(quán)利要求1的冷凝器為，在冷凝器中，在冷凍劑被引入的容器中，構(gòu)造成冷卻水流過的多根傳熱管成束地配置，并使氣態(tài)冷凍劑冷凝、液化，其特征為，在做成束狀的前述傳熱管之間，如果從該傳熱管的縱向剖面看去，在傾斜的下方，配有傾斜的板形體。
在此冷凝器中，朝位于下方的傳熱管傾盆下落的冷凍劑由于有板形體而在傾斜的下方躲開，故附著在傳熱管表面上的冷凍劑的液體膜不會成為過于厚的。由此，可防止傳熱管的傳熱效率降低。
還有，氣化后的冷凍劑的流動(dòng)由于有板形體而跳回，產(chǎn)生從下方噴吹與板形體的直接上方鄰接的傳熱管，促進(jìn)除去液體膜的效果，由此，防止傳熱管的傳熱效率降低。
如權(quán)利要求2的冷凝器為如權(quán)利要求1的冷凝器，其特征為，前述板形體在上下空出間隔，配置很多個(gè)。
在此冷凝器中，雖然由于有各個(gè)板形體，得到的作用與權(quán)利要求1的情況相同，但是，就傳熱管數(shù)非常多的大型冷凝器而言，由于在傳熱管之間配置多個(gè)板形體，故有效地排除了來自傳熱管的管群中的冷凍劑。
如權(quán)利要求3的冷凝器為如權(quán)利要求1的冷凝器，其特征為，裝配以傾斜方向和傾斜角都不同的多個(gè)前述板形體，而且如果從前述縱向剖面看去，做成向上凸出的山字形。
在上述大型冷凝器的情況下，也可以認(rèn)為，如果將板形體向一個(gè)方向傾斜，則冷凍劑集中在容器內(nèi)的一個(gè)地方，不能圓滑地進(jìn)行從容器中的“抽出”。因此，在此冷凝器中，朝位于下方的傳熱管傾盤下落的冷凍劑由于有形成山字形的板狀體而向兩個(gè)不同的方向分開流動(dòng)。由此，冷凍劑不會集中在一個(gè)地方，冷凍劑從容器中的“抽出”不會變壞。此外，即使將兩塊山字形板形體組合在一起，也不必構(gòu)造成從開始形成山字形。
如權(quán)利要求4的冷凝器為如權(quán)利要求3的冷凝器，其特征為，做成前述山字形的板形體空出間隔地配置多個(gè)。
在此冷凝器中，雖然，形成山字形的板形體的作用與權(quán)利要求3的情況相同，但是，就傳熱管的數(shù)目非常多的大型冷凝器而言，由于在傳熱管之間配置多個(gè)山字形的板形體，故可以有效地排除來自傳熱管的管群中的冷凍劑。
如權(quán)利要求5或6的冷凝器為如權(quán)利要求1、2、3或4的冷凝器，其特征為，前述板形體與水平方向的角度大于0°，＜60°，最好大于3°，＜10°。
板形體與水平方向的角度如果太陡，則同過去的那樣，朝下方的傳熱管傾盆下落的冷凍劑的量容易加大，如果太平緩，則冷凍劑的下流困難，不能從管群中排除冷凍劑。在此冷凝器中，由于其角度做成大于0°，＜60°，故已經(jīng)液化的冷凍劑朝較位于下方的傳熱管的下落受到阻止，而且，可有效地排除來自管群中的冷凍劑。
如權(quán)利要求7的冷凍機(jī)，其特征為，它具有如權(quán)利要求1、2、3、4或5的冷凝器，使已經(jīng)液化的冷凍劑減壓的膨脹閥、使已經(jīng)減壓的冷凍劑蒸發(fā)、氣化的蒸發(fā)器和將已經(jīng)氣化的冷凍劑壓縮以后供給前述冷凝器的壓縮機(jī)。
在此冷凍機(jī)中，由于提高了上述冷凝器中的傳熱管的傳熱效率，提高了作為其結(jié)果的熱交換效率，故即使降低了能量消耗，也能得到與過去相同的性能。
下面在

圖1至圖3中示出并說明與本發(fā)明有關(guān)的蒸發(fā)器與冷凍機(jī)。
圖1為示出與本發(fā)明有關(guān)的第一實(shí)施例的圖，它是冷凍機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖2為冷凝器的剖面圖(沿圖1的II-II箭頭的剖視圖)。
圖3為說明圖，它示出冷凍劑入口與板形體的配置關(guān)系。
圖4為冷凝器的剖面圖，它示出與本發(fā)明有關(guān)的第二實(shí)施例。
圖5為說明圖，它示出冷凍劑入口與板形體的配置關(guān)系。
圖6為冷凍機(jī)中所具有的過去的冷凝器的剖面圖。
10冷凝器14容器15傳熱管18冷凍劑入口19冷凍劑出口20、21板形體圖1示出了冷凍機(jī)的示意結(jié)構(gòu)圖。圖中所示的冷凍機(jī)具有在冷卻水與氣體冷凍劑之間進(jìn)行熱交換并使冷凍劑冷凝與液化的冷凝器10，使已經(jīng)冷凝的冷凍劑減壓的膨脹閥11，使在已經(jīng)冷凝的冷凍劑與冷水之間進(jìn)行熱交換的冷水冷卻并同時(shí)使冷凍劑蒸發(fā)，氣化的蒸發(fā)器12，以及將已經(jīng)氣化的冷凍劑壓縮以后供給冷凝器的壓縮機(jī)13。冷凍機(jī)為用蒸發(fā)器12制造冷水并在大樓的空調(diào)中應(yīng)用的。
冷凝器10的構(gòu)造為，在引入冷凍劑的圓筒形容器14中，沿容器的縱向成束地配置冷水流過的多根傳熱管15(圖1中略去)。傳熱管15分成與冷卻水入口16連通的去路側(cè)的管和與冷卻水出口連通的管，在與冷卻水入口16連通的管路和與冷卻水出口17連通的管路中，冷卻水的流動(dòng)方向不同。還有，在容器14的上部，設(shè)置引入冷凍劑的冷凍劑入口18，在容器14的下部，設(shè)置引出冷凍劑的冷凍劑出口19。
圖2為以傳熱管15的縱向看去的冷凝器10的剖面圖。在傳熱管15中，全部采用了直徑相等的管材，以同樣的間隔，按鋸齒狀配置。在成束的傳熱管15之間，配置向傾斜的下方傾斜的板形體20、20，上下空出間隔并大致平行，而且橫過傳熱管15的管群中間的附近。此板形體與水平方向所成的角度α均大于0°，＜60°，最好大于3°，＜10°。
此板形體20雖然配置成在隔板(雖然在圖2中未示出，但是與紙面平行)間分開，而該隔板將傳熱管15保持在容器14內(nèi)，但是必須蓋住傳熱管15的縱向的整個(gè)區(qū)域，將分開的部分全部合并，看起來像一塊板那樣，而且整個(gè)設(shè)置成與傳熱管15差不多有同樣長度。還有，在板形體20中，其兩個(gè)邊緣要分別給予適當(dāng)?shù)膶挾?，以便全部到達(dá)管群的最外周。
在如上構(gòu)成的冷凝器10中，已經(jīng)壓縮的氣態(tài)冷凍劑被從冷凍劑入口18引入容器14內(nèi)部，在通過按鋸齒形配置的傳熱管15的管群之間的過程中被冷凝、液化、滯留在容器14的下部，并從冷凍劑出口19向外部引出。
此處，位于較上方的傳熱管15直接曝露在氣態(tài)冷凍劑中，在其表面，冷凍劑與冷卻水進(jìn)行熱交換，使冷凍劑被冷凝、液化。雖然液化后的冷凍劑朝位于下方向的傳熱管15傾盆下落，但是由于有上側(cè)的板形體20而在傾斜的下方躲開，被向管群的外面排除。
在板形體20、20之間，和下側(cè)的板形體的更下方，雖然利用容器14內(nèi)部的靜壓的提高來供給冷凍劑，但是，在板形體20、20之間，液化后的冷凍劑由于有下側(cè)的板形體20而在傾斜的下方躲開，被向管群的外面排除。在下側(cè)的板形體20的更下方，液化后的冷凍劑照原樣往下落，從管群離開。
這樣，在冷凝器10的內(nèi)部，由于板形體20的如上作用，附著在傳熱管15的表面上的冷凍劑的液體膜不會太厚。由此，可防止特別是位于管群下方的傳熱管15的傳熱效率降低。
還有，在冷凝器10的內(nèi)部，氣化后的冷凍劑由于板形體20而跳回，產(chǎn)生從下方噴吹與板形體20的直接上方鄰接的傳熱管15，促進(jìn)除去液體膜的效果，由此，可防止傳熱管15的傳熱效率降低。
而且，由于角度α做成大于0°，＜60°，故一方面阻止朝著位于較下方的傳熱管15的液化后的冷凍劑往下落，一方面可以有效地進(jìn)行排除來自管群中的冷凍劑。
再有，如果就冷凍機(jī)而言的話，由于在冷凝器中采用了上述構(gòu)造而提高了傳熱效率，故可以提高冷卻效率。
還有，在本實(shí)施例中，將板形體20做成上下兩段，就此而言，根據(jù)冷凝器的大小與必須發(fā)揮的性能，不能構(gòu)造成一段，也不能構(gòu)造成三段以上。還有，雖然在本實(shí)施例中，板形體20在整個(gè)縱向要配置成看去是一塊板，但是不要構(gòu)造成例如在用隔板劃分的各部分的每一個(gè)上，變化板形體20的高度，配置成從側(cè)面看去上下相互不一樣。再有，不要構(gòu)造成在板形體20上設(shè)置從下方抽出冷凍劑的開口。
此外，不用說，在傳熱管15上。也可以使用波紋管和翅片管、其它任何形式的管材。
可是，在本實(shí)施例中，雖然冷凍劑入口18設(shè)置在容器14的直接上方，但是，冷凍劑入口18不限于此，也可以有設(shè)置成相對于容器14傾斜地或從正側(cè)面連通的場合。也就是說，如圖3所示，冷凍劑入口18的配置方向可在與水平方向所成的角度γ為0°～90°的范圍內(nèi)恰當(dāng)?shù)剡x擇。
因此，在冷凍劑入口18設(shè)置成相對于容器14傾斜地或從正側(cè)面連接的場合，板形體20的角度α要考慮冷凍劑的引入角(即角度γ)而設(shè)定。但是，即使在角度γ采用什么樣的值的情況下，也要大書特書板形體20的傾斜方向要決定成冷凍劑不朝板形體20的下面導(dǎo)入。
下面說明在圖4與5中示出的與本發(fā)明有關(guān)的蒸發(fā)器與冷凍機(jī)的第二實(shí)施例。還有，對在上述第一實(shí)施例中已經(jīng)說明的結(jié)構(gòu)要素給以同樣的符號，省去其說明。
圖4為冷凝器10從傳熱管15的縱向看去的剖面圖。與第一實(shí)施例一樣，傳熱管15全部采用直徑相等的管材，以相同的間隔配置成鋸齒形狀。
在本實(shí)施例中，在成束的傳熱管15之間，構(gòu)造成山字形的板形體21、21在上下空出間隔，而且配置成在傳熱管15的管群間附近按—間距夾住。還有，這種板形體21的斜邊與水平方向所成的角度β全部設(shè)定為大于0°，＜60°。
這種板形體21與第一實(shí)施例相同，配置成用隔板分開，并且必須蓋住傳熱管15的縱向的整個(gè)區(qū)域，將分開的部分全部合并，看起來像一塊板那樣，而且整個(gè)設(shè)置成與傳熱管15差不多有同樣長度。還有，在板形體21中，其斜邊的下緣要分別給予適當(dāng)?shù)膶挾?，以便全部到達(dá)管群的最外周。
在如上構(gòu)成的冷凝器10中，雖然從冷凍劑入口18引入的冷凍劑在位于比較上方的傳熱管15的表面與冷卻水進(jìn)行熱交換而被冷凝、液化，并朝位于下方的傳熱管15傾盤下落，但是，由于有上側(cè)的板形體21而沿不同的兩個(gè)方向分開并躲開，被向管群的外面排除。
在板形體21、21之間，和下側(cè)的板形體21的更下方，雖然利用容器14內(nèi)部的靜壓的提高來供給氣態(tài)冷凍劑，但是，在板形體21、21之間，液化后的冷凍劑由于有下側(cè)的板形體21而沿不同的兩個(gè)方向分開并躲開，被向管群的外面排除。在下側(cè)的板形體21的更下方，液化后的冷凍劑照原樣往下落，從管群離開。
這樣，在冷凝器10的內(nèi)部，由于板形體21的如上作用，附著在傳熱管15的表面上的冷凍劑的液體膜不會太厚。還有，冷凍劑不會集中在容器14內(nèi)的一個(gè)地方，不會有冷凍劑從容器14的“抽出”變壞的情況。此外，產(chǎn)生從下方噴吹與板形體21的直接上方鄰接的傳熱管15，促進(jìn)除去液體膜的效果。由此，可特別防止位于管群的下方的傳熱管15的傳熱效率降低。
而且，由于角度β做成比0°大，＜60°，故一方面阻止朝著位于較下方的傳熱管15的液化后的冷凍劑往下落，一方面可以有效地進(jìn)行排除來自管群中的冷凍劑。
再有，就冷凍機(jī)而言的話，由于在冷凝器中采用了上述構(gòu)造而提高了傳熱效率，故可以提高冷卻效率。
還有，在本實(shí)施例中，將板形體21做成上下兩段，就此而言，根據(jù)冷凝器的大小與心須發(fā)揮的性能，不能構(gòu)造成一段，也不能構(gòu)造成三段以上。還有，雖然在本實(shí)施例中，板形體21在整個(gè)縱向要配置成看去是一塊板，但是不要構(gòu)造成例如在用隔板劃分的各部分的每一個(gè)上，變化板形體21的高度，配置成從側(cè)面看去上下相互不一樣。
另外，不要構(gòu)造成在板形體21上，設(shè)置從下方抽出冷凍劑的開口。再有，即使板形體21是將兩塊板形體組合在一起的，也不必構(gòu)造成從開始做成山字形。
可是，在本實(shí)施例中，雖然冷凍劑入口18設(shè)置在容器14的直接上方，但是，由于如圖5所示，冷凍劑入口18的配置方向可在與水平方向所成的角度γ為0°～90°的范圍內(nèi)恰當(dāng)?shù)剡x擇，故在冷凍劑入口18設(shè)置成相對于容器14傾斜地或從正側(cè)面連通的場合，各板形體21的角度α要考慮冷凍劑的引入角(即角度γ)而設(shè)定。
如上所述，根據(jù)與本發(fā)明有關(guān)的權(quán)利要求1的冷凝器，雖然冷凍劑朝位于下方的傳熱管傾盆落下，但由于有板形體，在傾斜的下方躲開，附著在傳熱管的表面上的冷凍劑的液體膜不會太厚。由此，特別是就位于容器內(nèi)的比較下方的傳熱管而言，可防止傳熱效率的降低，其結(jié)果為，能提高冷凝器本身的性能。還有，由于已經(jīng)氣化的冷凍劑因板形體而跳回，產(chǎn)生從下方噴吹與板形體的直接上方鄰接的傳熱管，促進(jìn)除去液體膜的效果，故由此也能防止傳熱管的效率降低，提高冷凝器本身的性能。
根據(jù)權(quán)利要求2的冷凝器，由于在傳熱管之間配置多個(gè)板形體，故可有效地進(jìn)行來自管群中的冷凍劑的排除，防止傳熱效率的降低。
根據(jù)權(quán)利要求3的冷凝器，朝位于下方的傳熱管傾盤下落的冷凍劑由于有形成山字形的板形體而向不同的兩個(gè)方向分開并躲開。由此，由于冷凍劑不會集中在一個(gè)地方，改善了來自容器的冷凍劑的“抽出”，故可有效地進(jìn)行來自管群中的冷凍劑的排除，防止傳熱效率降低。
根據(jù)權(quán)利要求4的冷凝器，由于在傳熱管之間配置多個(gè)板形體，故可有效地進(jìn)行來自管群中的冷凍劑的排除，防止傳熱效率的降低。
根據(jù)權(quán)利要求5的冷凝器，由于板形體與水平方向所成的角度做成大于0°，小于60°，故一方面阻止已經(jīng)液化的冷凍劑向位于較下方的傳熱管下落，同時(shí)又有效地進(jìn)行來自管群中的冷凍劑的排除，防止傳熱效率的降低。
根據(jù)權(quán)利要求7的冷凍機(jī)，由于如上那樣提高了冷凝器中的傳熱管的傳熱效率，其結(jié)果使熱交換效率得以提高，故即使降低了能量消耗，也能得到與過去相同的性能。
權(quán)利要求
1.一種冷凝器，其中，在冷凍劑被引入的容器中，構(gòu)造成冷卻水流過的多根傳熱管成束地配置，并將氣態(tài)冷凍劑冷凝、液化，其特征為，在做成束狀的前述傳熱管之間，如果從該傳熱管的縱向剖面看去，在傾斜的下方，配有傾斜的板形體。
2.如權(quán)利要求1的冷凝器，其特征為，前述板形體在上下空出間隔，配置多個(gè)。
3.如權(quán)利要求1的冷凝器，其特征為，裝配以傾斜方向和傾斜角不同的多個(gè)前述板形體，如果從前述縱向剖面看去，做成向上凸出的山字形。
4.如權(quán)利要求3的冷凝器，其特征為，做成前述山字形的板形體空出間隙地配置多個(gè)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4的冷凝器，其特征為，前述板形體與水平方向所成的角度大于0°，＜60°。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4的冷凝器，其特征為，前述板形體與水平方向所成的角度大于3°，＜10°。
7.一種冷凍機(jī)，其特征為，它備有如權(quán)利要求1～6的冷凝器、使已經(jīng)液化的冷凍劑減壓的膨脹閥、使已經(jīng)減壓的冷凍劑蒸發(fā)、氣化的蒸發(fā)器和將已經(jīng)氣化的冷凍劑壓縮以后供給前述冷凝器的壓縮機(jī)。
全文摘要
在過去的冷凝器中,有這樣的情況,即在位于下方的傳熱管的表面上,液態(tài)冷凍劑多半附著,加強(qiáng)了液體膜變厚的傾向,傳熱效率下降,不能充分發(fā)揮冷凝器的性能。一種冷凝器,其中在引入冷凍劑的容器14中,構(gòu)造成冷卻水流過的多根傳熱管15成束地配置,將氣態(tài)的冷凍劑冷凝、液化,在成束的傳熱管15之間,從傳熱管15的縱向剖面看去,配置傾斜的板形體20。由此,朝位于下方的傳熱管15傾盤下落的冷凍劑由于有板形體20而在傾斜的下方躲開,附著在傳熱管的表面上的冷凍劑的液體膜厚度不會變得太厚,防止傳熱管15的傳熱效率降低。
文檔編號F25B39/04GK1328247SQ0112145
公開日2001年12月26日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月7日
發(fā)明者白方芳典, 上田憲治, 關(guān)亙, 入谷陽一郎, 川田章廣 申請人:三菱重工業(yè)株式會社