冷凝器、冷凝方法以及热泵的制作方法_3

文档序号:8926816阅读:来源:国知局
冷凝区中,仅在笼状件207中而不在蒸气引入区102中。然而,这些填充件填充至笼状件外侧的相同的高度,使得填充件的高度延伸至笼状件207的下边界或稍微超出。
[0045]结果是如在图4b中示例性地示出的情况,其中,笼状件207中的填充件208向上延伸至一定高度,然而蒸气引入区中的填充件或下方的填充件仅向上延伸到较低的高度,该较低的高度示意性地以209示出。因此,由于冷凝发生在涡流发生器(turbulencegenerator)或填充件向上堆积至所述高度209的区域中,所以蒸气引入区或蒸气入口区向下界定,因为液滴通过冷凝区中的冷凝从冷凝区中喷溅并且飞溅至形成蒸气入口区的下端的填充件,并且该液滴与已经“到达”蒸气引入区的底端(即高度209)的蒸气一起冷凝,该蒸气在通过实际冷凝区并且特别是通过那里的条件(例如,滴流下来的水)之前没有被“吸入”。
[0046]图2的冷凝器包括工作液体供给器,工作液体供给器特别地由工作液体供给器204形成,如图2中示出的,工作液体供给器布置成通过液体输送区210并通过优选地形成为多孔板的液体分布元件212以上升缠绕的方式缠绕在蒸气供给器周围。特别地,工作液体供给器构造成将工作液体供给至冷凝区。
[0047]此外,如图2中所示,设置了蒸气供给器,该蒸气供给器优选地由漏斗形的逐渐变细的供给区205和顶部的蒸气引导区213构成。离心式压缩机的轮优选地在蒸气引导区213中使用,离心式压缩导致蒸气通过供给器205从底部被吸入到顶部,并且然后蒸气由于离心式压缩通过径向轮向外重新定向90度,S卩,从自下而上的流动变为相对于图2中的元件213从中心向外的流动。
[0048]图2中未示出另一重新定向器,该重新定向器将已经向外重新定向了的蒸气重新定向90度,然后将蒸气从顶部引导至间隙215中,这表示侧向地围绕冷凝区延伸的蒸气引入区的开始。因此,蒸气供给器优选地构造成环状并设置有用于供给待冷凝蒸气的环状间隙,工作液体供给器形成在环状间隙中。
[0049]参考图3以用于说明目的。图3示出了图2的冷凝器的“盖区”的仰视图。特别地,充当液体分布元件的多孔板212从下方示意性地示出。示意性地示出了蒸气入口间隙215,图3的结果是仅以环形的方式实施蒸气入口间隙215以使得待冷凝的蒸气不直接从顶部或底部供给到冷凝区中,而是仅以侧面延伸的方式供给到冷凝区中。仅有液体而没有蒸气流经分布板212的孔。首先,由于液体穿过多孔板212,蒸气从侧面被“吸入”到冷凝区中。液体分布板可由金属、塑料或类似材料制成,并且可使用不同的孔型来实施。此外,如图2中示出的,优选地提供了用于液体从元件210流动的侧边界,这个侧边界由217表示。这就确保了如果液体没有通过液体分布器板的孔滴下并与蒸气一起冷凝,从元件210中流出并在液体分布器上从中央向外分布的液体(该液体由于弯曲的供给器204而呈现出旋转)不会经过边缘溢流到蒸气引入区中。
[0050]图4a示出了冷凝器的可替代的实施方式,其中,从下方供给工作液体并且从上方供给蒸气。本发明的冷凝器还可用于蒸气和工作液体的对流供给,因为,在蒸气引入区102中,蒸气自动地定向到冷凝区100中从而实现横向流动容积冷凝。特别地,图4a再次示出了示出了分布器板212的横截面。此外,工作液体被供给到分布器板212上,其中,液体随后通过分布器板的孔以液滴220的形式进入到冷凝区中,并最终用于具有冷凝功能的冷凝区。蒸气经由蒸气入口间隙(可示例性地以图3的形式实现的蒸气进入间隙)215被供给至存在于冷凝区中的液滴,并且由于在冷凝区中以液体的形式存在的冷凝配合物,蒸气被重新定向,如由弯曲的蒸气流动方向220所示。
[0051 ] 图2、图1和图4a示出了冷凝区未被填充的冷凝器。然而,如在图4b中示出的,冷凝器优选地填充有填充件208。由于填充件在由冷凝、重新定向和混合而加热的工作液体中产生涡流,所以这些填充件充当冷凝区中的涡流发生器,使得准备用于冷凝的蒸气微粒总会能找到冷凝液体的较冷区域以便有效地冷凝,即,将蒸气的能量传递到冷凝液体的较冷区域。优选地,笼状件207用填充件填充至顶部或向上填充一定高度,如在图4b中示意性地示出的,然而,侧面区仅被向上填充至高度209使得蒸气入口区将导致侧面区在高度209的上方,如图4b中示意性地示出的。
[0052]参考图4a已经示出的,优选地利用工作液体供给器以使得液滴状的工作液体经过冷凝区,由于重力,工作液体相对于重力从顶部流至底部。
[0053]此外,工作液体供给器包括用于从顶部到底部提供工作液体的管,并包括安装至管端部以将工作液体分布在冷凝区的整个顶端上的分布器板212,分布器板212包括开口,实施该开口以使得在分布器板上流动的工作液体穿过这些开口并且滴流入冷凝区中的一区域之上。
[0054]如在图2中示例性地所示,冷凝器外壳围绕内部区延伸,即,围绕由笼状件207限定的冷凝区延伸,然而,其中,代表蒸气引入区的蒸气入口间隙215设置在边界207与外壳之间。
[0055]此外,如参考图4b示出的,物体布置在由移动通过冷凝区的工作液体润湿的界定区域中,应用该物体为使得在润湿的工作液体中产生涡流,并且这些物体并不设置在蒸气引入区中。
[0056]物体包括堆积的单个的塑料部件,这些塑料部件布置在彼此顶部上以使得液体和待冷凝蒸气能够在物体之间运动。
[0057]特别地,区域或冷凝区由使物体保持在冷凝区中并远离蒸气引入区的笼状件207界定。在本发明的一个实施方式中,整个冷凝器的直径在400_的范围内。然而,还可生产具有300mm与100mm之间的直径的有效的冷凝器。
[0058]如在图5a中示例性地示出的,包括冷凝器的热泵特别地包括用于蒸发工作液体的蒸发器,水是用于本发明的优选的工作液体。此外,设置了用于压缩在蒸发器中蒸发的工作液体的压缩机16,并且此外,图5a的冷凝器18以在图1至4b中示出的方式实施。优选地,冷凝器的蒸气引入区(即,区域102)连接至压缩机的输出部。此外,冷凝器布置在蒸发器的下游处,并且压缩机的在横截面上从底部到顶部逐渐变细的吸入线延伸通过冷凝器,如图2中的205处示出的。
[0059]此外,压缩机包括径向轮,径向轮至少部分地布置在冷凝区上方并与冷凝区分离。特别地,该径向轮构造成被引入到图2的区域213中。最后,压缩机的输出部布置在冷凝区上方,如已在图4a中示例性地示出的,以及还如在图2中通过在顶部上布置包括另一 90度的蒸气入口的“盖”来实施。如已提及的,这就是蒸气如何从侧向流动方向重新定向为向下定向的流动方向。因此,实施的蒸气的路径使得蒸气首先被蒸发器竖直向上吸入,由离心式压缩器侧向地重新定向,并且然后被“盖”(如在图3中示例性地示出的)再次90度地重新定向,从而被引入到蒸气入口间隙中,如在图2中特别地由箭头250所示。
[0060]图6示出了作为填充件的优选实施方式的所谓的鲍尔环。这些鲍尔环具有这样的特点,其包括特定的容积,但不像例如全容积(full-volume)柱体等一样完全填充所述容积,而是仅填充不阻止水和蒸气通过的所述容积。因此,鲍尔环包括通过竖直桥件290而彼此连接的圆形桥件260、270、280。此外,竖直桥件290以星状方式连接,如由元件300所示出的,总的来说,该元件表示包括竖直桥件290以及所述竖直件在中央的连接部的星状件。
[0061]然而,还可使用占据一定容积但是留出相对大量的空间使得具有多个边缘和桥件的中空柱体、中空长方体或类似元件。这些边缘和桥件用于使通过这些填充件的工作液体
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