冷凝器设备和方法
【专利摘要】本发明涉及冷凝器设备和方法。一种冷凝器，具有用于冷却流体的改变几何形状的通道。该冷凝器设备包括基本上平行的管子，每个管子限定通道并且具有在第一端处的入口和在第二端处的出口，第一端比第二端具有更大的水力直径。设置入口和出口歧管。管子可以被基本上垂直地定向，使得入口在相应的出口上方。热交换器芯包括管子和连接管子的基本上水平地定向的散热片材料。管子可以将相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至管子的入口中，在管子周围，冷却剂基本水平地流动以将热量从管子去除，并且将相对较冷的饱和液体从出口排出。在一个实施方式中，管子的通道划分成多个通道以减少水力直径并增加表面面积比例。
【专利说明】
冷凝器设备和方法
技术领域
[0001]本公开涉及热传递，并且更具体地涉及用于将热蒸汽、或蒸汽和液体混合物冷却并转变成液体的冷凝器。
【背景技术】
[0002]冷凝器是通过将热量从热蒸汽或蒸汽/液体混合物传递至相邻的冷却器流体流来将热蒸汽、或高质量蒸汽/液体混合物转变成液体的热交换器。随着热量从蒸汽或高质量蒸汽/液体混合物被去除，其液体含量增加，导致密度增加。随着液体含量增加，相关联的热侧传热系数增加，但冷侧上的传热系数没有同样地增加。
[0003]传统冷凝器设计可以包括用于热流和冷流两者的恒定的横截面积。所得的设计会导致在接近热蒸汽或蒸汽/液体混合物的入口处不足以用于热传递的表面面积，而在液体含量更大的中间部分和下面部分中过多的传热表面面积。热侧上的过多的传热面积的区域对应于冷侧上的不足的传热面积的区域，并且总的热交换器设计会过大和过重(compromise)。
【发明内容】
[0004]根据本文中公开的实施方式，提供了一种冷凝器设备，可以包括:多个基本上平行的管子，每个管子限定通道并且具有在第一端处的入口和在第二端处的出口，第一端比第二端具有更大的水力直径。入口歧管可以设置在管子的入口处用于将流分配至入口，并且出口歧管可以设置在管子的出口处用于接收来自出口的流。
[0005]在与以上实施方式结合的一些实施方式中，管子可以均具有纵向轴，并且该纵向轴可以被基本上垂直地定向。在与以上实施方式结合的一些实施方式中，冷凝器设备包括热交换器，该热交换器包括热交换器芯，并且热交换器芯可以包括管子和连接管子的散热片材料(fin material)。在与以上实施方式结合的一些实施方式中，管子可以均具有纵向轴，其中该纵向轴可以被基本上垂直地定向，使得入口在相应的出口上方，并且冷凝器设备进一步包括热交换器芯，其中热交换器芯可以包括管子和连接管子的基本上水平地定向的散热片材料。
[0006]在与以上实施方式结合的一些实施方式中，热交换器芯可以被构造为使得管子将相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至管子的入口中。冷却剂可以围绕管子基本上水平地流动以将热量从管子去除，并且相对较冷的饱和液体可以从出口排出。在一些这样的实施方式中，热交换器芯可以被配置在管子的最下部以将液体冷却至过冷却状态。
[0007]在与以上任意实施方式结合的一些实施方式中，每个管子可以包括纵向轴和长度，并且可以包括沿着长度的从第一水力直径至小于第一水力直径的第二水力直径逐渐变细的至少一个部分。在一些这样的实施方式中，每个管子可以包括壁。在管子的壁的第一部分处的壁可以与纵向轴平行。管子的第二部分在纵向上邻近于第一部分并且第二部分处的壁可以逐渐变细或者可具有逐渐减少的水力直径(hydraulic diameter)。管子的第三部分在纵向上邻近于第二部分并且在第三部分处的可以平行于纵向轴，其中管子的水力直径在第三部分处比第一部分处更小。
[0008]在与以上任意实施方式结合的一些实施方式中，每个管子的横截面可以是圆形的。在与以上任意实施方式结合的一些实施方式中，每个管子的横截面可以是椭圆形的，卵形的、翼形的或者可以有效传递热的任何其他形状。
[0009]根据本文中公开的另一实施方式，提供了一种冷凝器设备，包括多个基本上平行的管子，每个管子具有在第一端处的入口和第二端处的出口。第一端限定了一个通道并且第二端限定了多个通道，使得第一通道被划分成第一端和第二端之间的多个通道并且第一端比第二端具有更大的水力直径。入口歧管被设置在管子的入口处用于将流分配至入口，并且出口歧管被设置在管子的出口处用于接收来自出口的流。
[0010]在与以上实施方式结合的一些实施方式中，管子均具有纵向轴，并且该纵向轴被基本上垂直地定向。在与以上实施方式结合的一些实施方式中，冷凝器设备包括热交换器，该热交换器包括热交换器芯，并且热交换器芯包括管子和连接管子的散热片材料。在与以上实施方式结合的一些实施方式中，管子均具有纵向轴，其中该纵向轴被基本上垂直地定向，使得入口在相应的出口上方，并且冷凝器设备进一步包括热交换器芯，其中，热交换器芯包括管子和连接管子的基本上水平地定向的散热片材料。
[0011]在与以上实施方式结合的一些实施方式中，热交换器芯被配置为使得管子将相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至管子的入口中，在管子周围冷却剂基本上水平地流动以将热量从管子去除，并且将相对较冷的饱和液体从出口排出。在一些这样的实施方式中，热交换器芯被配置在管子的最下部将液体冷却至过冷却状态。在与以上任意实施方式结合的一些实施方式中，每个管子的横截面是椭圆形的。
[0012]根据本文中公开的另一个实施方式，提供了一种将热蒸汽或蒸汽和液体混合物冷凝成液体的方法。该方法包括将相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流从入口歧管排出并排出至多个基本上平行的管子，每个管子限定通道并且具有在第一端处的入口和在第二端处的出口。第一端比第二端具有更大的水力直径。使得相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过所述管子并冷凝成饱和液体。在管子的出口处的出口歧管中接收饱和液体。
[0013]根据以上实施方式，饱和液体在通过歧管排出之前被过冷却。在与以上任意实施方式结合的一些实施方式中，使得相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过管子并且冷凝成饱和液体包括使得随着流从入口前进至出口该流通过每个管子的周期性地或连续地减少的水力直径，其中管子的表面面积和传热速率相关联地相对增加。
[0014]通过阅读本公开的非限制性的具体实施例方式并结合附图，对本领域技术人员来说，由权利要求唯一限定的本公开的其他方面和特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0015]实施方式的以下详细描述参考示出了本公开的特定实施方式的附图。具有不同的结构和操作的其他实施方式不背离本公开的范围。
[0016]图1是根据本公开的实施方式的冷凝器设备的实例的截面图。
[0017]图2是图1的示例性冷凝器设备的立体图。
[0018]图3是根据本公开的另一实施方式的示例性冷凝器设备的截面图。
[0019]图4是图3的示例性冷凝器设备的立体图。
[0020]图5和图6分别是根据本公开的实施方式的冷凝器设备的管子上的散热片的实例的侧正面图和侧视图(side elevat1n and views)。
[0021]图7是根据本公开的实施方式的用于冷凝热蒸汽或蒸汽和液体混合物的方法的实例的流程图。
【具体实施方式】
[0022]实施方式的以下详细描述参考示出了本公开的特定实施方式的附图。具有不同的结构和操作的其他实施方式不背离本公开的范围。相同参考数字可以指不同的附图中的相同的元件或部件。
[0023]本文中使用的某些术语仅为了方便并且不被当作对所描述的实施方式的限制。例如，诸如“邻近”、“远端”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“左边”、“右边”、“水平”、“垂直”、“向上”和“向下”的词语仅描述在附图中示出的配置或相对位置。参考的部件可以在任何方向上定向并且因此术语应当被理解为包括这样的变化，除非另外指定。
[0024]许多传统冷凝器具有用于热流体流的恒定横截面积的流体通道。热侧上的横截面积被选择为满足与规定的质量流相关联的压降需要。在顶部，随着更高质量的、低密度的混合物以更高的速率被迫进入小的通道，导致产生对流的阻碍，从而导致更高的压降。过渡至中间部分，流体体积的表面面积对于中间质量和密度的混合物更优化，但是冷侧上的传热表面积不够。接近底部，其中混合物具有最高的密度和最低的质量，流体通道对于冷凝液体而言过大并且，对于冷侧还是过小，从而需要额外的流动长度以实现所希望的冷却。在通道的表面面积减少的情况下，加入散热片材料使得热传递的表面面积增加。理想地，热交换器被设计成在热侧和冷侧上具有相等的传热能力。对于冷凝器，热传递受对流系数、面积以及表面和周围流体之间的温差(AT)的影响。在上部部分中，高质量蒸汽具有更高的对流系数，但是AT同样有助于热传递。高液体含量驱使更高的传热系数，该传热系数可以通过在冷流侧上的更多的散热片面积来平衡。相似地，在最下部中，具有更低的AT的额外的散热片面积使得能够更好地过冷却(subcooling)。
[0025]本文中描述的设备可以提供随着液体含量的变化冷凝器中的用于热蒸汽或蒸汽/液体混合物的通道的可用的横截面积的变化。热侧通道水力直径的逐渐减少使得相关联的冷侧流的表面面积增加，从而致使更高的传热率。为接近热侧出口的液体流优化的减少直径的通道可以提高从底部至顶部的压力梯度和热侧质量流。热流通道通过减少或划分成许多小的通道的横截面积的几何减少导致截面和表面面积改变，并且可以提供具有更优化的压降和热传递的设计。用于液体冷凝液的优化的通道可以使得液体能够过冷却以及改善热侧上的总的质量流。致使冷凝液过冷却的饱和液体的额外的冷却可以减轻冷凝液贮存器中的栗汽蚀(pump cavitat1n)问题。散热片可以内部地和外部地添加至更大直径的通道以增加传热表面面积，但在更小的直径的通道中不需要。
[0026]图1和图2示出根据本公开的实施方式的冷凝器设备20的实例，该设备包括热交换器，该热交换器包括:热交换器芯22，在入口歧管24和出口歧管28之间，A 口歧管24用于将流26接收至冷凝器20，出口歧管28用于将流30排出到冷凝器20外。出口歧管28还可以称为贮存器或冷凝液贮存器。芯22包括基本上垂直地(V)定向的逐渐变细的管子40的矩阵，所述管子可以由水平(H)定向的散热片材料连接(参见图5和图6中的实例)。垂直定向的逐渐变细的管子40可以在芯22的顶部42连接至入口歧管24，热(相对较高温的)蒸汽或蒸汽和液体混合物，在下面的讨论中称为“蒸汽/液体混合物”可以被注入44至入口歧管(图2)。蒸汽/液体混合物然后可以分布在垂直定向的逐渐变细的管子40的矩阵中，并且然后可以建立向下的流。在垂直管子40周围，水平冷却剂流45(例如，冷却液体或空气)可以被建立以将热量从垂直定向的逐渐变细的管子40去除。随着热量从蒸汽/液体混合物被去除，蒸汽/液体混合物冷却并且其密度增加，因此允许减少管子40的横截面积而不增加流体速度和压降。随着蒸汽/液体混合物冷却，越来越的液体从混合物冷凝，直至在热交换器芯22的底部46，成为饱和液体。随着冷却剂和冷凝液之间的温差的缩小，传热率也将减少。最佳配置会使得填充芯22或者管子40的最下部的液体冷凝液的柱体几乎没有气体空隙，使得每个管子40中的向下的流在前面的管子部分中创造相对的真空并创造通过冷凝器20的总的更大的热流速率。继续至返回歧管或贮存器28中的冷凝液的柱体还用于将贮存器28内的压力增加至超出饱和压力，从而减轻对浸没在贮存器28或歧管中的栗47的汽蚀。汽蚀是两相冷却系统中常见的问题。
[0027]管子40可以均限定通道48并且被示出为圆形横截面，但可以使用任意数量的其他形状。为了比较的目的，水力直径可以相当于，任何形状的横截面可以被计算为具有仿佛形状是圆形横截面的相等的水力直径;对于圆形横截面形状，实际直径是水力直径。
[0028]如在图1和图2的冷凝器设备20的实施方式中所示，每个管子有五个部分。从芯22的顶部42开始，入口或第一部分50具有最大的水力直径和直的壁，就是说，该壁垂直于管子40的纵向轴。第二部分52是逐渐变细的，并且水力直径减少至具有直的壁的第三部分54。第四部分56从第三部分54延伸并且逐渐减少水力直径至出口或作为最下部分的并具有直的壁的第五部分58。尽管管子40被示出为具有三个直的部分50、54、58，逐渐变细的部分52、56介于其间，可以使用任意数量的直壁的部分和逐渐变细的壁的部分的组合，同时利用减少的横截面积以增加管子的表面面积的比例。最小直径部分或第五部分58的理想宽度将允许在液体的柱体的弯月面占据全部的横截面积时的最优冷凝液速率。然后液柱的向下运动致使在前面的部分中的负压和改善的向下的流。该几何形状将冷凝液栗压力直接链接至冷凝器的内部压力梯度，从而改善热流。
[0029]管子40的逐渐变细指的是圆形横截面管子的直径的减小，或者通常指的是任何形状的管子的水力直径的减少。利用逐渐变细(taper)，水力直径的减少可以通过沿着管子40的纵向轴的管子40的横截面积的减少来实现，其中逐渐变细的开始和逐渐变细的末端之间的管子40的壁沿着纵向轴是直的，或者该壁可以沿着平行于纵向轴的线弯曲，直至到达逐渐变细的末端。在减少的开始处，管子40的逐渐变细和管子40的水力直径大于逐渐变细的末端(在所示的实施方式中的下部位置处)处的水力直径。在逐渐变细(taper)由直的管壁提供的情况下，存在管壁中存在明显角度的地方存在断点(break point)。逐渐变细还可以沿着平滑曲线，或者具有直壁和弯曲轮廓的组合。尽管描绘的逐步的逐渐变细可以是所希望的，但诸如不同的直径的直壁管子或者具有沿管子长度的连续逐渐变细的管子的其他配置也可以用于在向下前进时减少横截面积。
[0030]垂直定向的管子40的出口或最下部，在图1和图2的示例性实施方式中的第五部分58，尤其可以允许将饱和液体冷却至过冷却状态。过冷却液体冷凝液然后可以直接倾倒至贮存器28中，栗47从贮存器28中汲取流体并且将其提供至冷却系统的另一个部分，其中热部件的冷却致使冷却剂再蒸发。过冷却液体和/或由每个管子40中的冷凝液的柱体提供的额外的前部(head)可以防止栗47中的汽蚀和冷却系统的冷却流体的损失。在一些两相系统中，期望提供尽可能接近饱和的冷凝液以消除栗47中的汽蚀。与液体冷凝液的柱体相关联的前部可以是增加压力和消除汽蚀的主要机构。
[0031]图3和图4描述根据本公开的另一实施方式的具有包括热交换器芯81的热交换器的冷凝器80的实例。再一次，提供管子82的矩阵。代替用于第一实施方式中的逐渐变细，横截面积的减少通过将由每个管子82限定的通道84划分成减少的水力直径的多个通道来实现。在这个实施方式中，管子82被划分成三个通道86、88、90，但是也可以是其他数量的通道。在第一通道部分84a和第二通道部分84b中划分通道84的上部可以使得芯81中的体积更好地使用，尤其对于冷却剂的流动45。
[0032]结构或管子82的相对位置可以被布置为优化冷却和/或管理冷流的压降。例如，在图4中，管子82的第二行可以与第一行的管子82之间的间隔对齐。在该配置中，可以出现更多直接的撞击和更大的冷却。相似地，在具有多行管子的其他实施方式中，每行管子可以与前面行或相邻行的管子之间的间隔对齐。这些可以适合于相邻的管子，无论它们是否来自单独的更大直径的管子或者来自相同的更大直径的管子。
[0033]虽然圆形横截面管子可以用于这个第二实施方式，但可以提供如所示的椭圆形横截面的管子以得到更大的表面面积与横截面积比，这提高热传递并且减少对水平冷却剂流的阻力和水平冷却剂流中的压降，从而减少了冷却剂栗47或风扇的功率消耗。
[0034]图5和图6示出了根据本公开的实施方式的可以在诸如管子40、82的冷凝器的管子上使用的散热片(fin)96的细节。在这个实施方式中的散热片96被示出为部分切割的并且以在管子40、82周围的螺旋模式。可以根据如热传递需求、芯中的可用空间和管子的尺寸的这样的因素选择不同设计的散热片96。散热片96可以用于将更多冷空气转移至芯22、81中较高温度的区域。因为热传递是对流系数、面积和温度变化AT(dT)的函数。所以将冷流引导至较热的区域可以用于根据等式= Q = HXAXdT优化热传递，其中H是对流系数，A是面积并且dT是温度的改变。
[0035]图7是根据本公开的实施方式的用于冷凝热蒸汽或蒸汽和液体混合物的方法700的实例的流程图。在框702中，相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流从入口歧管被排出并且进入多个基本上平行的管子中。每个管子可以限定通道并且可以包括在第一端处的入口和在第二端处的出口，第一端可比第二端具有更大的水力直径。
[0036]在框704中，相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物被引导为流过管子并且冷凝成饱和液体。与在这里描述的相似，每个管子可以包括随着流从入口前进至出口而周期性地或连续减少的水力直径。
[0037]在框706中，可以在管子的出口处布置的出口歧管或贮存器中接收饱和液体并且饱和液体可以被栗送至系统的另一个部分。饱和液体可以在通过歧管排出之前被过冷却。
[0038]如在这里公开的，在一些实施方式中，根据热侧流的液体含量的流体通道的几何变化可以得到减少的封包中的优化的热传递。在形状偏离圆形时，横截面的几何变化允许每个内部单位面积的增加的周边，该增加的周边转换成每单位体积的更大的传热面积。这使得更多的热流能够更频繁地暴露于传热表面，从而使得热流和冷流之间的温度变化(AT)能够更大。为接近热流通道的出口的液体流优化的一些实施方式中的通道能够改善液体冷凝液的冷却，允许流动速度增加，从而提高从上到下的压力梯度和热侧质量流。用于冷流的更大的表面面积能够实现潜在热和冷传热速率(potential hot and cold heattransfer rates)之间的更好的平衡。总的冷凝器设计可以比传统冷凝器更小和更轻。
[0039]进一步地，本公开包括根据下列项的实施方式:
[0040]项1:一种冷凝器设备，包括:多个基本上平行的管子，每个管子限定通道并且具有在第一端处的入口和在第二端处的出口，所述第一端比所述第二端具有更大的水力直径；入口歧管，在所述管子的入口处用于将流分配至所述入口；以及出口歧管，在所述管子的出口处用于接收来自所述出口的流。
[0041]项2:根据项I所述的冷凝器设备，其中，所述管子均具有纵向轴，并且所述纵向轴被基本上垂直地定向。
[0042]项3:根据项I所述的冷凝器设备，包括，热交换器芯，并且所述热交换器芯包括所述管子和连接所述管子的散热片材料。
[0043]项4:根据项I所述的冷凝器设备，其中，所述管子均具有纵向轴，所述纵向轴本基本上垂直地定向，使得所述入口在相应的出口上方，并且进一步包括热交换器芯，其中，所述热交换器芯包括所述管子和连接所述管子的基本上水平定向的散热片材料。
[0044]项5:根据项I所述的冷凝器设备，进一步包括，热交换器，其中，所述热交换器芯被配置为使得所述管子将相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至所述管子的所述入口，在所述管子周围，冷却剂流基本上水平地流动以将热量从所述管子去除，并且将相对较冷的饱和液体从所述出口排出。
[0045]项6:根据项5所述的冷凝器设备，其中，所述热交换器芯被配置在所述管子的最下部以将所述液体冷却至过冷却状态。
[0046]项7:根据项I所述的冷凝器设备，其中，每个管子具有纵向轴和长度，并且包括沿着长度的从第一水力直径至小于所述第一水力直径的第二水力直径逐渐变细的至少一个部分。
[0047]项8:根据项7所述的冷凝器设备，其中，每个管子具有壁，并且所述管子的第一部分处的所述壁平行于所述纵向轴，所述管子的第二部分在纵向上邻近于所述第一部分并且在所述第二部分处的所述壁逐渐变细，并且所述管子的第三部分在纵向上邻近于所述第二部分并且在所述第三部分处的所述壁平行于所述纵向轴，其中，所述管子的所述水力直径在所述第三部分处比所述第一部分更小。
[0048]项9:根据项I所述的冷凝器设备，其中，每个管子的横截面是圆形的。
[0049]项10:根据项I所述的冷凝器设备，其中，每个管子的横截面是椭圆形的。
[0050]项11:一种冷凝器设备，包括:多个基本平行的管子，每个管子具有在第一端处的入口和在第二端处的出口，第一端限定第一通道并且第二端限定多个通道，所述第一通道被划分成所述第一端和所述第二端之间的多个通道，所述第一端比所述第二端具有更大的水力直径;入口歧管，在所述管子的入口处用于将流分配至所述入口；以及出口歧管，在所述管子的所述出口处用于接收来自所述出口的流。
[0051]项12:根据项11所述的冷凝器设备，其中，所述管子均具有纵向轴，并且所述纵向轴被基本上垂直地定向。
[0052]项13:根据项11所述的冷凝器设备，包括，热交换器芯，并且所述热交换器芯包括所述管子和连接所述管子的散热片材料。
[0053]项14:根据项11所述的冷凝器设备，其中，所述管子均具有纵向轴，所述纵向轴被基本上垂直地定向，使得所述入口在相应的出口上方，并且进一步包括热交换器芯，其中，所述热交换器芯包括所述管子和连接所述管子的基本上水平定向的散热片材料。
[0054]项15:根据项11所述的冷凝器设备，进一步包括，热交换器，其中，所述热交换器芯被配置为使得所述管子将相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至所述管子的所述入口，在所述管子周围，冷却剂基本上水平地流动以将热量从所述管子去除，并且相对较冷的饱和液体从所述出口排出。
[0055]项16:根据项15所述的冷凝器设备，其中，所述热交换器芯被配置在所述管子的最下部以将所述液体冷却至过冷却状态。
[0056]项17:根据项11所述的冷凝器设备，其中，每个管子的横截面是椭圆形的。
[0057]项18:—种将热蒸汽或蒸汽和液体混合物冷凝成液体的方法，所述方法包括:从入口歧管相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流排出并且排出至多个基本上平行的管子，每个管子限定通道并且具有在第一端处的入口和在第二端处的出口，所述第一端比所述第二端具有更大的水力直径;使得所述相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过所述管子并冷凝成饱和液体;并且在所述管子的所述出口处的出口歧管中接收所述饱和液体。
[0058]项19:根据项18所述的方法，进一步包括:在通过所述歧管排出之前过冷却所述饱和液体。
[0059]项20:根据项18所述的方法，其中，使得所述相对较高温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过所述管子并且冷凝成饱和液体包括使得随着流从所述入口前进至所述出口，流通过每个管子的周期性地或连续地减少的水力直径，其中，所述管子的表面面积和传热速率相关联地相对增加。
[0060]本文中使用的术语仅为了描述【具体实施方式】并且不旨在限制本公开内容。如本文中使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式。应进一步理解的是，在本说明书中使用时，术语“包含(comprises)”和/或“包括((3011^11^8；[1^)”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、部件和/或元件，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、部件、元件和/或其组合的存在或添加。
[0061]虽然本文示出并说明了具体的实施方式，但本领域的普通技术人员应理解的是，旨在实现相同目的的任何布置可替代所示出的【具体实施方式】，并且本文的实施方式在其他环境中具有其他的应用。本申请旨在覆盖本公开的任何适配或变化。所附权利要求并不旨在将本公开的范围限制于本文描述的具体的实施方式。
【主权项】
1.一种冷凝器设备(20，80)，包括: 多个平行的管子(40，82)，每个管子限定通道(48，84)并且具有在第一端(42)处的入口和在第二端(46)处的出口，所述第一端比所述第二端具有更大的水力直径； 入口歧管(24)，在所述管子的所述入口处用于将流(26)分配至所述入口；以及 出口歧管(28)，在所述管子的所述出口处用于接收来自所述出口的流(30)。2.根据权利要求1所述的冷凝器设备，其中，所述管子均具有纵向轴，并且所述纵向轴被垂直地定向。3.根据权利要求1所述的冷凝器设备，包括，热交换器芯(22，81)，并且所述热交换器芯包括所述管子和连接所述管子的散热片材料。4.根据权利要求1所述的冷凝器设备，进一步包括，热交换器芯(22，81)，其中，所述热交换器芯被配置为使得所述管子将相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物接收至所述管子的所述入口中，在所述管子周围，冷却剂水平地流动(45)以将热量从所述管子去除，并且相对较冷的饱和液体从所述出口排出。5.根据权利要求1所述的冷凝器设备，其中，每个管子具有纵向轴和长度，并且包括沿着所述长度的从第一水力直径至小于所述第一水力直径的第二水力直径逐渐变细的至少一个部分。6.根据权利要求1所述的冷凝器设备，其中，每个管子的横截面是圆形的。7.根据权利要求1所述的冷凝器设备，其中，每个管子的横截面是椭圆形的。8.一种将热蒸汽或蒸汽和液体混合物冷凝成液体的方法，所述方法包括: 从入口歧管(24)排出相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流(26)并且排出至多个平行的管子(40，82)中，每个管子限定通道(48，84)并且具有在第一端(42)处的入口和在第二端(46)处的出口，所述第一端比所述第二端具有更大的水力直径； 使得所述相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过所述管子并冷凝成饱和液体;并且 在所述管子的所述出口处的出口歧管(28)中接收饱和液体。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括，在通过所述出口歧管排出之前过冷却所述饱和液体。10.根据权利要求8所述的方法，其中，使得相对较高的温度的蒸汽或蒸汽和液体混合物流过所述管子并且冷凝成饱和液体包括使得随着流从所述入口前进至所述出口所述流通过每个管子的周期性地或连续地减少的水力直径，其中，所述管子的表面面积和传热速率相关联地相对增加。
【文档编号】F28F9/02GK106017120SQ201610160468
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】查尔斯·爱德华·库苏达, 阿伦·穆莱
【申请人】波音公司