使用微通道管道的抗结垢冷凝器的制作方法

专利名称：使用微通道管道的抗结垢冷凝器的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及冷藏的饮料和食品的售卖机(merchandiser),并 且更具体地说，涉及用于售卖机的抗结垢的冷凝器盘管。
背景技术：
器来销售苏打水或其他软饮料。这些机器一般是单机，其电源插入标 准插座，并包括其各自的制冷回路，带有蒸发器和冷凝器盘管。
这种自我服务方式现在已经扩展到包括其它类型的"电源插入 型"饮料和食品售卖机，这些售卖机位于便利店、熟食店、超市和其 他零售点。
在这些商店中，冷饮料，如软饮料、啤酒、冷酒器等共同陈列在 冷藏售卖机中供顾客自行购买。传统的这种类售卖机一般包括冷藏的 绝热的外壳，其限定了冷藏产品陈列柜，并具有一个或多个玻璃门。 冷藏产品一般是罐装或瓶装的，单个或6个一组地储存在冷藏陈列拒'
的格架上。为了购买饮料，顾客打开其中一个门，并进入到冷藏拒内， 以便从格架上取出所要的产品。
这种类型的饮料售卖机必须包括制冷系统，以便在冷藏陈列柜中 提供冷却的环境。这种制冷系统包括位于形成冷藏陈列拒的绝热外壳 内的蒸发器盘管，以及位于单独设置在绝热外壳外面腔室中的冷却器 盘管和压缩机。冷的液体制冷剂循环流过蒸发器盘管，以冷却冷藏陈 列拒内的空气。由于以热交换关系穿过蒸发器盘管的空气和制冷剂之 间的热交换，液体制冷剂蒸发并以蒸气形式离开蒸发器盘管。然后在 压缩机盘管中将气相的制冷剂压缩至高压，并由于压缩过程而将其加 热到较高温度。较高温度的高压蒸汽然后循环通过冷凝器盘管，在冷 凝器盘管中，其与环境空气进行热交换，使空气被风扇抽过或吹过冷 凝器盘管，风扇操作上与冷凝器盘管相关联。结果，制冷剂受到冷却 并冷凝回到液相，然后通过膨胀装置，其将液体制冷剂的压力和温度 降低，之后使其循环回到蒸发器盘管中。
在传统实践中，冷凝器盘管包括多个带平行翅片的圆管，翅片在 管道之间跨越环境空气流的流动路径而延伸，环境空气流^皮吹过或抽 过冷凝器盘管。操作上与冷凝器盘管关联设置的风扇使环境空气从局
部环境穿过冷凝器盘管。美国专利第3，462，966号公开了一种冷藏玻 璃门售卖机，其具有带交错排翅片管的冷凝器盘管，和设置在冷凝器 盘管上游的相关风扇，该风扇可将空气吹过冷凝器管道。美国专利第 4,977,754号公开了 一种冷藏玻璃门售卖机，其具有带同轴翅片管排的 冷凝器盘管，和设置在冷凝器的下游的相关风扇，该风扇可将空气抽 过冷凝器管道。
这种自备式售卖机的一个问题是其通常所在的区域有拥挤的人 流，它会从外面带来碎屑和粉尘。这则会暴露冷凝器盘管，盘管必须 暴露于附近的空气流，很容易受到空气方面的污染。这些结垢、累积 的灰尘、脏物和油迹损害了制冷性能。当冷凝器盘管带有结垢时，压 缩机的制冷剂压力上升，其导致系统效率下降和可能的压缩冲几故障。
此外，这些产品通常用于不可能进行周期性清洁的地方。
这些冷凝器盘管的普通结构是管道和翅片设计，其中制冷剂流过 的多个蜿蜒管道被正交延伸的翅片所包围，冷却空气通过风扇而流过 翅片。 一般说来，管道和翅片密度越大，盘管冷却制冷剂的性能也越 高。但是，管道和翅片密度越高，就越容易受到累积的灰尘和纤维的 污染。
美国专利第6,851,27L号提出了一种通过消除翅片和依靠传统管
道的方式来解决这个问题，该专利转让给提出本申请的受让人，并通
过引用而结合在本文中。作为2002年4月30日提交的临时专利申请 序列第60/376,486号的部分申请的延续，美国专利申请号 PCT/US03/12468提出了另 一解决方法是，使连续的管道排在空气流的 方向上选择性地交错，该专利转让给提出本申请的受让人，并通过引 用而结合在本文中。
美国专利第6,988,538号公开了 一种用于结合零售店制冷系统使 用的翅片-管道冷凝器盘管，其中冷凝器盘管包括多个平行的平直的微 通道管道，其具有在相邻的平直管道之间延伸的Z字形翅片。翅片密 度范围从略小于每英寸12翅片至略大于每英寸24翅片。高的翅片密 度是可行的，因为冷凝器盘管通常定位在商店的外部，例如屋顶上， 在这里冷凝器盘管并不暴露于大量的灰尘和碎屑下。
美国专利第6,912,864号公开了一种冷藏陈列售卖机，其具有由 多个平行的平直微通道管道形成的翅片-管道蒸发器，其具有在相邻的 平直管道之间延伸的V形翅片。翅片密度范围从低达每英寸6翅片至 高达每英寸25翅片。高的翅片密度是可行的，因为蒸发器盘管定位 在冷藏售卖机的后通风道中，并因此不暴露于大量的灰尘和石争屑中。

发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种冷藏售卖机，其具有与蒸发器 盘管保持制冷剂流通相连的冷凝器盘管，蒸发器盘管操作上与冷藏售
卖机陈列拒关联设置，其中冷凝器盘管具有多个以大致平行关系对准 的制冷剂传送部件，以及以热传递关系而与多个制冷剂传送部件的相 邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸的多个翅片，所述多个翅 片在相邻翅片之间以至少0.4英寸的间距间隔开。在一个实施例中，
翅片间隔开至少0.6英寸的间距。在另一实施例中，翅片间隔开0.4 至0.8英寸范围内的间距。在又一实施例中，翅片间隔开0.7至0.8英 寸范围内的间距。
在本发明的一个实施例中，冷凝器盘管具有多个相对于所述多个 制冷剂传送部件大致正交延伸的，并以大致平行的关系而设置的翅 片。在另一实施例中，冷凝器盘管具有多个大致V形的翅片，其在相 邻翅片之间间隔开至少从顶点至顶点测量达0.4英寸的间距。
在本发明的一个实施例中，冷凝器盘管的多个制冷剂传送部件是 以大致平行的关系而对准的平直管道，各管道具有多个纵向延伸的通 道，其在第一端经流体连接以接秉来自入口集管的制冷剂流，并且在 第二端经流体连接以将制冷剂流排放至出口集管。在本发明的另一实 施例中，多个制冷剂传送部件是一种蛇形管道，其具有多个以大致平; 行的关系而对准的平直管段，且相邻的管道部件在其相应的末端相 连，从而形成蛇形制冷剂流动路径。蛇形管道具有多个纵向延伸的通 道，其在第一端经流体连接以接受来自入口集管的制冷剂流，并且在 第二端经流体连接以将制冷剂流排放至出口集管。
在本发明的另一方面，提供了一种冷藏售卖机，其具有与蒸发器 盘管保持制冷剂流通相连的冷凝器盘管，蒸发器盘管在操作上与冷藏 售卖机的陈列拒关联设置，其中冷凝器盘管包括至少一个蛇形制冷剂 管道，其具有多个以大致平行的关系而对准的平直部分，所述多个平 直部分在相邻的平直部分之间间隔开至少0.4英寸的间距。蛇形制冷 剂管道的各个平直管段可包括多个纵向延伸的通道，其提供了相应的 多个制冷剂流道，其可以是迷你通道或微通道流道。在一个实施例中， 在相邻的平直部分之间，平直管段间隔开至少0.6英寸的间距。在另一实施例中，在相邻的平直部分之间，平直管段间隔开至少0.4至0.8 英寸的间距。在又一实施例中，在相邻的平直部分之间，平直管段间 隔开至少0.6英寸的间距。
在本发明的一个方面，提供了一种冷藏售卖机，其具有与蒸发器 盘管保持制冷剂流通相连的冷凝器盘管，蒸发器盘管操作上与冷藏售 卖机陈列拒关联设置，其中冷凝器盘管具有多个以大致平行关系而对 准的制冷剂传送部件，以及以热传递关系与多个制冷剂传送部件的相 邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸的多个翅片，其采用Z字 形排列，即大致V形的模式，所述多个翅片间隔开至少从顶点至顶点 测量达0.4英寸的间距尺寸w。在一个实施例中，翅片间隔开至少0.6 英寸的间距。在另一实施例中，翅片间隔开大约0.4至0.8英寸范围 内的间距。
在本发明的另一方面，提供了一种冷藏售卖机，其具有与蒸发器 盘管保持制冷剂流通相连的冷凝器盘管，蒸发器盘管操作上与冷藏售 卖机陈列柜关联设置，其中冷凝器盘管具有多个以大致平行关系而对 准的制冷剂传送部件，以及以热传递关系与多个制冷剂传送部件的相 邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸的多个翅片，其采用Z字 形排列，即大致V形的模式，所述多个翅片间隔开至少从顶点至顶点 测量为大约1/3至1/2英寸范围内的间距尺寸w。
在本发明的另一方面，提供了一种冷藏售卖机，其具有与蒸发器 盘管保持制冷剂流通相连的冷凝器盘管，蒸发器盘管操作上与冷藏售 卖机陈列拒关联设置，其中冷凝器盘管具有多个以大致平行关系而对 准的平直的多通道制冷剂传送管道，以及以热传递关系与多个制冷剂 传送部件的相邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸的多个翅 片，其采用Z字形排列，即大致V形的模式，所述多个翅片间隔开至 少从顶点至顶点测量达0.25英寸的间距尺寸w。


为了更详细地理解本发明，以下将参照结合附图进行阅读的本发 明的详细说明。
图l是根据现有技术的冷藏饮料售卖机的透视图。
图2是显示冷藏饮料售卖机的蒸发器和冷凝器部分的侧截面图。
图3是根据本发明的一个实施例的冷凝器盘管的透视图。
图4是显示管道/翅片密度和结垢发生之间的关系的图表。 图5是根据本发明的冷凝器盘管的备选实施例的透视图。 图6是根据本发明的一个实施例的管道支撑装置的侧截面图。 图7是其正视图。
图8是本发明的一个备选实施例，其显示出交错的微通道管道排。 图9是根据本发明的冷凝器盘管的一个备选实施例。 图IO是本发明的一个备选实施例，其显示了带V形翅片的本发 明的实施例。
图lla是传统的圆形管道，平行翅片冷凝器的一英寸长度部分的 放大的正视图，其具有每英寸4翅片的翅片密度，显示了其特有的结 垢模式。
图1 lb是是根据本发明的V形翅片模式冷凝器的一个典型实施例 的一英寸长度部分的放大的正视图，其具有每英寸4翅片的翅片密度,. 显示了其特有的结垢模式。
图1 lc是是根据本发明的V形翅片模式冷凝器的一个典型实施例 的一英寸长度部分的放大的正视图，其具有每英寸5翅片的翅片密度， 显示了其特有的结垢模式。
图1 ld是是根据本发明的V形翅片模式冷凝器的一个典型实施例
的一英寸长度部分的放大的正视图，其具有每英寸6翅片的翅片密度, 显示了其特有的结垢模式。
图1 le是是根据本发明的V形翅片模式冷凝器的一个典型实施例
的一英寸长度部分的放大的正视图，其具有每英寸8翅片的翅片密度, 显示了其特有的结垢模式。
具体实施例方式
参考图1和图2，其显示了总体用数字IO表示的冷藏冷饮料售卖
机。饮料售卖机10包括限定了冷藏陈列拒25的外壳20，以及设置在 冷藏陈列拒25外部，并与冷藏陈列拒25绝热的单独的实用腔室30。 实用腔室30可设置在冷藏陈列拒25的下面，如图所示，或者可将实 用腔室设置在陈列拒25的上方。压缩机40、冷凝器盘管50、冷凝水 盘53和相关的冷凝器风扇及电动机60包含于腔室30中。安装板44 可设置在压缩机40、冷凝器盘管50和冷凝器风扇60的下面。安装板 44最好可滑动地安装在腔室30中，以便可选择地进出腔室30,以便 于对安装在其上面的制冷设备进行维修。
冷藏陈列拒25由外壳20的绝热后壁22、外壳20的一对绝热侧 壁24、外壳20的绝热顶壁26、外壳20的绝热底壁28和外壳20的 绝热前壁34限定。绝热材料36(由环形线所示)设置在限定冷藏陈列拒 25的壁上。饮料产品100,如单个饮料罐或饮料瓶或其6个的饮料组， 陈列在格架70上，格架以传统方式，例如根据美国专利4,977,754中 所示的下一购买(next-to-purchase)的方式而安装在冷藏陈列柜25上， 该专利的全部内容通过引用而结合在本文中。绝热的外壳20设有前 壁34上的入口35,其通向冷藏陈列拒25。如果需要，如图示实施例 所示，可提供门32或不止一个门以覆盖入口 35。然而应该懂得，本 发明还可应用于入口没有门的饮料售卖机。为接触到要购买的饮料产 品，顾客只需打开门32,接近冷藏的陈列拒25，以选择所需的饮料。
蒸发器盘管80设置在冷藏陈列拒25中，如靠近顶壁26。如图2 中所示，可提供蒸发器风扇和电动机82以便在冷藏陈列拒内使空气 循环通过蒸发器80。但是可不设置蒸发器风扇，因为空气循环穿过蒸 发器可依靠自然对流。当循环空气穿过蒸发器80时，其以传统的方 式与蒸发器盘管中循环的制冷剂进行热交换，并从而冷却。离开蒸发 器盘管80的冷却空气，以传统方式向下流到拒内，从而越过设置在 格架70上的产品100，然后被向上抽回又穿过蒸发器。
制冷剂通过压缩机40以传统方式在蒸发器80和冷凝器50之间 循环穿过构成冷却回路(未显示)的制冷管线，该冷却回路将压缩才几40、 冷凝器盘管50和蒸发器盘管80互连起来，以保持制冷剂流通。如之 前所指出的那样，冷的液体制冷剂循环穿过蒸发器盘管80以冷却冷 藏陈列拒25内的空气。由于空气和穿过蒸发器盘管80的制冷剂进行 热交换，液体制冷剂蒸发，并以蒸气形式离开蒸发器。然后在压缩机 40中将气相的制冷剂压缩至高压，并因为压缩过程而将其加热到高 温。热的高压蒸气然后循环穿过冷凝器盘管50，在此处其与环境空气 进行热交换，环境空气被冷凝器风扇60抽过或吹过冷凝器盘管50。
现在参考图3，根据本发明，图2的管和翅片冷凝器盘管50被总 体上以IIO表示的微通道冷凝器盘管所替代。这里不采用圆管，多个 微通道管道111以平行关系设置成一排115，且其相应的末端分别由 入口集管(header)113和出口集管114进行连接，微通道管道具有多个 沿其长度而延伸的平行通道112。入口管线116设于入口集管113处， 出口管线117设置于出口集管114处。在操作过程中，热的高压制冷 剂蒸气从压缩机流到入口管线116中，在此处通过各个微通道112进 行分配，流过各个微通道管道111,以便冷凝成液相。液相制冷剂然 后流向出口集管114,经出口管线117流向膨胀装置。
为了提高盘管IIO的热交换能力，可在相邻的成对微通道管之间 安置多个翅片118。这些翅片优选对准而垂直于微通道管道111,并 平行于通过微通道冷凝器盘管IIO的空气流的方向。相邻翅片之间的 横向间距为尺寸"w"。
在冷凝器盘管中，微通道管道111提供的超越传统圆管的优势在 于单位体积可获得更大的表面面积。也就是说，多个小管可提供比单
个大管更多的外表面面积。这可通过比较单个3/8英寸(8毫米)管和5 毫米管进行理解。5毫米管的外表面面积-体积比是0.4,其大于8毫 米管的0.25的外表面面积-体积比。
使用更多数量的较小管而不是较少数量的大管的一个缺点是，其
实现成本更高。但是，制造具有多个通道的微通道管道的技术现在已 经发展到与制造和实现热交换器盘管的圆管相比更经济的程度。微通 道管道的另 一优点是其更具流线型，所以导致较小的压力降和较低噪 音水平。也就是说，流过较窄的微通道的空气阻力比流过较大圆管的 空气的阻力小很多。
现在考虑空气侧结垢的问题，这种结垢是由冷凝器盘管的相邻管 道和/或相邻翅片之间累积的灰尘、脏物和油污造成的，本申请人已 经认识到，这种结垢开始于相邻管道之间或相邻翅片之间的细长纤维 的搭接。也就是说，大多数细小颗粒将穿过盘管的通道，除非通道由 于纤维寄居其间而有些堵塞。当搭接的纤维寄居于相邻的翅片或相邻 的管道之间时，则细小颗粒容易将聚集到该纤维上，并最终导致通道 结垢。为了防止和减少结垢的发生，因此需要了解盘管结构影响搭接 效果的方式。认识到这点，本申请人进行了实验，以确定管道间距和 翅片间距的变化如何影响发生结垢的可能性。在图4中显示了结果。
进行现场分析，以确定最可能使冷凝器盘管中发生结垢的材料类 型，并且发现棉花纤维是结垢的主要原因，结垢通常始于相邻翅片之 间或相邻管道之间的细长纤维的搭接。因此，进行了实验分析以确定 在棉花纤维的环境下，当翅片的间距选择性地变化时冷凝器盘管结垢
的倾向性。将多个标准设计的带有特定间距的圆管和;tl式翅片的热交 换器暴露于天然棉花纤维的环境中，并测试其相应的结垢倾向性。具 有每英寸7个翅片或相邻翅片之间的翅片间距为0.14英寸的热交换 器，其被任意地确定结垢优度参数(FGP)为1。这在图4的图表中显示 于点A处。
随着翅片间距的增加，相关的FGP基本线性地增加至点B,该点 处的间隔为0.4英寸，并且FGP为1.5。在点C处，关系仍接近线性， 其中间距为0.5英寸，相关的FGP为2，这意^^未着就结垢方面而言， 热交换器2倍"优"于点的热交换器。
当前面间距增加超过0.50间距时，将看到FGP开始极大地增加
而脱离线性关系，并且如点B所示，在0.75英寸的间距处，其接近渐 进线关系。因此，可得出结论，如果需要最大的FGP,那么理想上应 该将翅片间距保持为0.75英寸，或更大。然而在那些较高的间距参数 下，将认识到暴露的面积减少了，因此热交换能力也下降了。因此， 可能需要保持足够的翅片间距，以得到足够高的FGP,同时保持足够 的密度以提供所需的表面面积数量。例如，在点E处，得到了足够高 的FGP,其为6，相邻翅片之间的翅片间距为0.70英寸。
虽然上面讨论的实验数据涉及圓管热交换器的翅片间距，但是本 申请人:相信相同的性能特征对图3所示的微通道管道热交换器的翅片 间距也适用，因为涉及细长纤维连接的原理在各种情况下都是基本相 同的。此外还认识到，通过图3所示的^(敬通道管道设置可以完全取消 翅片，或减少其数量，使得只要简单地提供微通道管道之间的支撑， 同时增加微通道管道的密度，以获得所需的表面面积进行热交换。在 图5中显示了这种热交换器。
在图5的实施例中，如图所示，可看到已经取消了翅片，微通道 管道lll只是简单地悬臂式置于入口集管113和出口集管114之间。 通过这样设置，极大地简化了结构，消除了翅片的费用。然而，也丧 失了翅片的表面面积带来的热传递的好处。因此，可能需要增加微通 道管道111的密度，从而极大地减小了其间的距离，如图5中L所示。 在这方面，可考虑上面关于翅片的间距的讨论，其也被认为与微通道 管道111的间距是相关的。也就是说，对于0.75英寸的间距L,应当 有很少或没有结垢发生，但当翅片密度增加时，结垢优度参数(FGP) 将下降，或换句话说，将增加发生结垢的可能性。
对于图5中所示的完全取消翅片，有必要在相邻的微通道管道lll 之间提供某些支撑，从而在热交换器制造期间和最终产品上，使微通 道管道111受到限制而不会从其相对平行位置下沉。在图6和图7中 于118处显示了这种支撑。在图6中，左侧显示带有多个齿119的支 撑件118处于未安装位置，而后右侧处于安装位置。在图7中，显示
了处于安装位置的三个这样的支撑部件118的侧;亂图和正4见图。这种 支撑部件118可由导热材料制成，以便不仅提供支撑，而且还可用作 与翅片同样方式的导体。然而，对于如图所示的极大间隔，从而不能 显著地增加导热表面面积，翅片作用的好处变得最小。因此，支撑部 件还可由其他材料如塑料材料制成，其提供了必要的支撑，但未对热
传递功能有所贡献。这里，支承件118的间距明显是足够的，使得支
承件之间的横向间距不会有利于纤维搭接，否则会造成结垢。相反，
只有相邻微通道管道之间的距离L将容许其间的纤维是否搭接。参考 图5实施例进行的讨论因此涉及到图6和图7的支撑实施例。
对于上面讨论的取消翅片，还需要考虑的另一个作用是，随着产 生的热交换表面面积减少，和微通道管道的密度相应增加，还有足够 的热交换表面面积以实现必要釣性能吗？假设因为上面讨论的性能
道管道的数量可能不足以产生所需的热交换量。图8显示了克服这个 问题的一种方法，其中显示了第二排121的微通道管道122及其相关 联的集管123。这样可有效地加倍热交换器的表面面积，且不会显著 地增加微通道管道之间发生结垢的问题。尽管两排微通道管道115和 121可沿空气流的方向一个排列在另一排后面，但通过两排交错使第 二排的管道122基本设置在第一排115的管道111之间和下游，可改 善空气流动特性。通过这样设置，抗结垢参数的控制参数仍是距离L, 因为其不仅是第一排115的各管道111之间的距离，而且还是第二排 121的管道122之间的距离。也就是说，通过这种交错关系，纤维搭 接第一排115的管道111和第二排121的管道122之间间隙的可能性 非常低。
当然，应该懂得，可将多排管道以交错关系进行安置，使得第三 排极可能地与第一排对准，第四排极可能地对准第二排等等。此外， 不会显著改变结垢优度参数，因为控制参数仍是任何单排的管道之间 的距离L。
现在参看图9，其描绘了总体上以120表示的本发明的冷凝器盘
管的一个备选实施例。在这个实施例中，不像本发明的图5实施例中 所描绘的冷凝器盘管110,由在公共入口集管113和出口集管114之 间纵向延伸的多个平行设置的平直多通道管道111形成的那样，冷凝 器盘管120由至少一个蛇形平直的多通道管道130形成，其具有多个 平行设置的平直管段131，其由管道弯曲部分132互连起来，以便形 成在入口集管(未显示)和出口集管(未显示)之间延伸的蛇形管道，入口 集管流通地连接于其一端，出口集管流通地连接于其另一端。平行设 置的冷凝器盘管120的平直多通道管段131通常与气流方向对准，并 类似于图5的冷凝器盘管实施例的平直管道111，其在相邻的管道之 间间隔开间距L。出于之前论述的原因，为了提供满意的结垢优度参 数，在相邻的平直管段之间的间距L应该至少为0.4英寸。在一个实 施例中，平直管段间隔开0.4至0.8英寸范围内的距离。在另一实施 例中，平直管段间隔开至少0.6英寸的距离。在另一实施例中，平直 管段间隔开0.4至0.8英寸范围内的距离。出于之前论述的原因，为 了提供满意的结垢优度参数，在相邻的平直管道111或平直管段131 之间的间距L应该至少为0.4英寸。在一个实施例中，平直管道或管 段间隔开0.4至0.8英寸范围内的距离。在另一实施例中，平直管道 或管段间隔开至少0.6英寸的距离。如之前提出的那样，多通道管道 111和130具有多个在其长度上延伸的平行的通道，从而提供多个供 制冷剂流过的流道。这些通道可具有圆形的或非圆形的横截面。在用 于冷藏售卖机的冷凝器盘管中，单个的通道通常具有液力直径，其被 限定为流通面积除以周长的4倍，大约为1毫米至2毫米，但其可具 有大至大约5毫米和小至大约200微米的液力直径。
在图9所示的实施例中，只显示了一个蛇形管道。应该懂得，冷 凝器盘管120可包括多个蛇形管道130，其在相应的入口集管和出口 集管之间延伸，并且相对于穿过冷凝器盘管的气流轴向设置成间隔开 的关系。蛇形管道可设置成对准或交错的关系，例如之前关于图8所
示的冷凝器盘管的实施例中所述。在操作过程中，热的高压制冷剂蒸 气从压缩机流向入口集管(未显示)，在此处其通过蛇形多通道管道130 的单个通道进行分配，流过各个管道130,以^更冷凝成液相。液体制 冷剂被收集在出口集管(未显示)中，并从中流过制冷剂回i 各，流向膨 胀装置，并从而流向蒸发器。类似地，虽然在图10中描绘其只具有
一个管道组，但冷凝器140可具有多个管道组，其在相应的入口集管
和出口集管之间延伸，并相对于穿过冷凝器盘管的气流设置成轴向间
隔开的关系，并且以对准或交错的关系进行设置，例如之前关于图8 所示的冷凝器盘管的实施例中所述。
在图9所示的实施例中，冷凝器盘管120由至少一个蛇形的平直 多通道管道130形成，其具有多个平行设置的平直管段131，其具有 多个大致V形的翅片128，所述翅片在相邻管段131之间以Z字形模 式延伸。在图10所示的实施例中，冷凝器盘管由多个平行设置的平 直的多通道管道111形成，其纵向在公共的入口集管113和出口集管 114之间延伸，具有多个大致V形的翅片128，其在相邻的管道lll 之间以Z字形模式延伸。平行设置的冷凝器盘管120的平直的多通道 管段131,以及平行设置的冷凝器盘管140的平直的多通道管道111， 其通常与其上面的气流方向对准，并在相邻的管道之间间隔开间距L。
图9和图10中所描绘的本发明的冷凝器具有多个翅片128，其设 置成Z字形模式，而不是平行设置的。对于相似间隔开的翅片设置， Z字形或通常V形的翅片设置比平行设置的翅片提供了在冷凝器盘管 上每单位宽度更大的翅片表面面积。应该懂得，术语"大致V形的翅 片"不仅包括图9和图10中所描绘的实际的V形模式的翅片设置，而 且还包括相似的Z字形模式的翅片构造，例如但并不局限于正弦波形 翅片和其它大致U形的波形翅片。多个大致V形设置的翅片128在相 邻的多通道管道之间延伸，如图10中所示，或者在图9所示类型的 蛇形多通道管道的平行管段之间延伸。这些翅片优选与穿过多通道冷 凝器盘管的气流方向对准。在Z字形或大致V形的模式设置中，翅片
间距，即尺寸"W"是从顶点至顶点进行测量的，如图9和图10中所示。
现在参看图lla，其显示了一种传统的圆形管道，平行翅片冷凝 器上的典型的结垢模式，其具有每英寸4翅片的翅片密度，这种类型 冷凝器通常安装在超市以及其它商业机构中所找到的独立冷藏售卖 机中。如图所示，灰尘和碎屑将累积在平直翅片8与圆形管道11正 交的角落中，不仅导致翅片的表面发生结垢，而且还使热传递管道的 表面发生结垢。这种结垢模式导致了冷凝器的热传递效率的下降。
现在参看图llb-lle，其描绘了针对根据本发明的平直管道带翅 片的冷凝器的各种典型实施例的典型的特有的结垢模式。如之前提到 的那样，不像图lla所示的传统冷凝器中设置成与热传递管道正交的 平行阵列那样，在本发明的冷藏售卖机的冷凝器中，热传递翅片128 以顶点至顶点测量的间距w而设置成Z字形或V形模式，并以锐角， 而非正交地与平直多通道的热传递管道111，或管段131相遇。在图 lib,图llc和图lld所示的实施例中，热传递翅片128设置在翅片间 距w上，该间距从顶点至顶点测量分别达l/2英寸(0.5英寸)、4/10英 寸(0.4英寸)和1/3英寸(0.3,3英寸)，提供了相应的每英寸四个翅片 128(图11b)、每英寸五个翅片128(图llc)和每英寸六个翅片128(图llc) 的翅片密度。
在图lle所示的实施例中，热传递翅片128以Z字形或V形;溪式 设置于从顶点至顶点测量达0.25英寸的翅片间距w上，从而提供了 相对较高的每英寸8个翅片的翅片密度。在这相对较高的翅片密度下， 结垢比图llb，图lle和图lle所示的实施例中更显著严重得多，但 不比图lla所示的超市或零售店环境中的冷藏售卖机上的圆形管道的 平行翅片冷凝器的结垢特性更为严重。此外，在图lle中描绘了一种 冷凝器，其具有带每英寸八个翅片的翅片排列的平直的热传递管道， 其将比具有圆形热传递管道的冷凝器更抗结垢，所述圓形热传递管道 带有每英寸八个翅片密度的平行翅片。
如图lla-lle中所示，在Z字形设置中，灰尘、碎屑以及其它结
垢材料125将更显著地聚集在相交的翅片128之间的顶点上。因而， 热传递管道的表面仍保持相对无结垢。此外，因为翅片128在热传递 管道之间延伸的长度将比正交翅片118在相似的间隔管道之间延伸的 长度更长，所以更大的翅片表面部分仍保持相对无结垢具有显著更大 的可能性。因此，图llb、图llc、图lld和图lle中所描绘的本发明 的平直管道，V形翅片模式的冷凝器的热传递效率，其在可比的翅片 密度下，优于通常用于传统冷藏售卖机的传统圓形管道，平行翅片模 式的冷凝器的热传递效率，特别是当用于高引发结垢的环境中时，例 如许多超市和零售店中的环境。
总地说来，为了在高引发结垢的环境中提供令人满意的结垢优度 参数，本发明的平直热传递管道冷凝器将具有在相邻的管道之间，以 Z字形或大致V形模式延伸的热传递翅片，其从顶点至顶点测量的间 距w在1/3英寸至1/2英寸的范围内或更大。在一个实施例中，通常 V形的翅片间隔开从顶点至顶点测量至少大约0.4英寸的距离。在一 个实施例中，通常V形的翅片间隔开从顶点至顶点测量在0.4至0.8 英寸的距离。在另一实施例中，通常V形的翅片间隔开从顶点至顶点 测量至少大约0.6英寸的距帛。在遇到略少结垢环境的应用中，通常 V形的翅片可间隔开从顶点至顶点测量小至1/4英寸的距离。
如之前提到的那样，多通道管道lll和130具有多个在其长度上 延伸的平行的通道，从而提供多个制冷剂流道。这些通道可具有圆形 的或非圆形的横截面。在用于冷藏售卖机的冷凝器盘管中，单个的通 道通常具有液力直径，其被限定为流通面积除以周长的4倍，大约为 1毫米至2毫米，但其可具有大至大约5毫米和小至大约200微米的 液力直径。
虽然已经参照图中所示的优选实施例和备选实施例具体显示并 描述了本发明，但本领域技术人员应懂得在不脱离权利要求所限定的 本发明的实质和范围的条件下，各种细节上的变化是有效的。
权利要求
1.一种冷藏售卖机，包括外壳，其限定冷藏陈列柜，并具有入口孔，用于提供通向所述冷藏陈列柜的入口；蒸发器盘管，其在操作上与所述冷藏陈列柜相关联地设置；和冷凝器盘管，其以制冷剂流通的方式与所述蒸发器盘管相连接，所述冷凝器盘管具有以大致平行关系对准的多个制冷剂传送部件，以及多个翅片，所述多个翅片以热传递关系与所述多个制冷剂传送部件的相邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸，所述多个翅片在相邻翅片之间间隔至少0.4英寸的间距。
2. 根据权利要求1所述的冷藏售卖机，其特征在于，所迷多个平行关系设置的多个翅片。
3. 根据权利要求2所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔在0.4至0.8英寸的范围内。
4. 根据权利要求2所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔至少0.6英寸的间距。
5. 根据权利要求2所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔在0.7至0.8英寸的范围内。
6. 根据权利要求2所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个， 翅片在相邻翅片之间间隔大致0.75英寸。
7. 根据权利要求1所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片包括多个大致V形的翅片，其在相邻翅片之间间隔至少从顶点至 顶点测量达0.4英寸的间距。
8. 根据权利要求7所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔在从顶点至顶点测量达0.4至0.8英寸的范 围内。
9. 根据权利要求7所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔至少从顶点至顶点测量达0.6英寸的间距。
10. 根据权利要求7所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔在从顶点至顶点测量达0.7至0.8英寸的范 围内。
11. 根据权利要求7所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 翅片在相邻翅片之间间隔从顶点至顶点测量大致0.75英寸的间距。
12. 根据权利要求1所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 制冷剂传送部件包括以大致平行关系对准的多个平直管道，各管道具 有多个纵向延伸的通道，其在第一端经流体连接以接受来自入口集管 的制冷剂流，并且在第二端经流体连接以将制冷剂流排放至出口集 管。
13. 根据权利要求12所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔在0.4至0.8英寸的范围内。
14. 根据权利要求12所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔在0.7至0.8英寸的范围内。
15. 根据权利要求12所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔大致0.75英寸。
16. 根据权利要求1所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 制冷剂传送部件包括蛇形管道，其具有以大致平行关系对准的多个平 直管段，且相邻的管道部件在其相应的末端互连以形成蛇形制冷剂流 动路径，所述蛇形管道具有多个纵向延伸的通道，其在第一端经流体 连接以接受来自入口集管的制冷剂流，并且在第二端经流体连接以将 制冷剂流排放至出口集管。
17. 根据权利要求16所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔至少0.6英寸的间距。
18. 根据权利要求16所迷的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔在0.4至0.8英寸的范围内。
19. 根据权利要求16所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔在0.7至0.8英寸的范围内。
20. 根据权利要求1所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多个 制冷剂传送部件中的每一个包括平直管段，其具有多个限定流道的纵 向延伸的通道，各通道具有大约1毫米至大约2毫米的液力直径。
21. —种冷藏售卖^L,包括外壳，其限定冷藏陈列拒，并具有入口孔，用于提供通向所述冷藏陈列拒的入口；蒸发器盘管，其在操作上与所述冷藏陈列拒相关联地设置；和 冷凝器盘管，其以制冷剂流通的方式与所述蒸发器盘管相连接，所述冷凝器盘管具有至少一个蛇形制冷剂传送部件，其具有以大致平行关系对准的多个平直部分，所述多个平直部分在相邻的平直部分之间间隔至少0.4英寸的间3巨。
22. 根据权利要求21所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管^:在相邻的平直部分之间间隔至少0.6英寸的间距。
23. 根据权利要求21所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻的平直部分之间间隔0.4至0.8英寸范围内的间距。
24. 根据权利要求21所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻的平直部分之间间隔0.7至0.8英寸范围内的间距。
25. 根据权利要求21所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段中的每一个具有多个纵向延伸的通道，其提供了相应的多个制 冷剂流道。
26. 根据权利要求25所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述通 道中的每一个具有大约200微米至大约5毫米范围内的液力直径。
27. —种冷藏售卖^L，包括外壳，其限定冷藏陈列拒，并具有入口孔，用于提供通向所述冷 藏陈列柜的入口；蒸发器盘管，其在操作上与所述冷藏陈列柜相关联地设置；和冷凝器盘管，其以制冷剂流通的方式与所述蒸发器盘管相连接， 所述冷凝器盘管具有以大致平行关系对准的多个制冷剂传送部件，以 及多个大致V形翅片，所述多个大致V形翅片以热传递关系与所述多 个制冷剂传送部件的相邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸，所述多个大致V形翅片在相邻翅片之间间隔至少0.25英寸的间距。
28. 根据权利要求27所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多 个翅片在相邻翅片之间间隔在从顶点至顶点测量大约为0.4至0.8英 寸的范围内。
29. 根据权利要求27所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多 个翅片在相邻翅片之间间隔从顶点至顶点测量大约1/3至大约1/2英 寸的间距。
30. 根据权利要求27所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多 个制冷剂传送部件包括以大致平行关系对准的多个平直管道，各管道 具有多个纵向延伸的通道，其在第一端经流体连接以接受来自入口集 管的制冷剂流，并且在第二端经流体连接以将制冷剂流排放至出口集管。
31. 根据权利要求30所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔在0.4至0.8英寸的范围内。
32. 根据权利要求30所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔在0.7至0.8英寸的范围内。
33. 根据权利要求30所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管道在相邻的管道之间间隔大致0.75英寸。
34. 根据权利要求27所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多 个制冷剂传送部件包括蛇形管道，其具有以大致平行关系对准的多个 平直管段，且相邻的管道部件在其相应的末端互连以形成蛇形制冷剂 流动路径，所述蛇形管道具有多个纵向延伸的通道，其在第一端经流 体连接以接受来自入口集管的制冷剂流，并且在第二端经流体连接以 将制冷剂流排放至出口集管。
35. 根据权利要求34所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔至少0.6英寸的间距。
36. 根据权利要求34所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔在0.4至0.8英寸的范围内。
37. 根据权利要求34所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述平 直管段在相邻管段之间间隔在0.7至0.8英寸的范围内。
38. 根据权利要求27所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述多 个制冷剂传送部件中的每一个包括平直管段，其具有多个限定流道的 纵向延伸的通道，各通道具有大约1毫米至大约2毫米的液力直径。
39. 根据权利要求38所述的冷藏售卖机，其特征在于，所述通 道中的每一个具有大约200微米至大约5毫米范围内的液力直径。
40. —种冷藏售卖4几，包^":外壳，其限定冷藏陈列柜，并具有入口孔，用于提供通向所述冷 藏陈列拒的入口；蒸发器盘管，其在操作上与所述冷藏陈列拒相关联地设置；和.冷凝器盘管，其以制冷剂流通的方式与所述蒸发器盘管相连接， 所述冷凝器盘管具有以大致平行关系对准的多个制冷剂传送部件，以 及多个翅片，所述多个翅片以热传递关系与所述多个制冷剂传送部件 的相邻部件相连接，并在所述相邻部件之间延伸，所述多个翅片设置 成Z字形模式，并间隔从顶点至顶点在1/3英寸至1/2英寸范围内的 间距。
全文摘要
一种用于冷藏的饮料和食品售卖机的冷凝器盘管，其包括多个平行平直的多通道热传递管道以及多个在相邻的管道之间，以大致V形的Z字形模式而延伸的热传递翅片。为了减少其之间纤维搭接所引起的结垢的可能性，将翅片间隔开至少从顶点至顶点测量大约0.25英寸的尺寸w。在一个实施例中，多个热传递翅片在相邻的管道之间以大致V形的Z字形模式延伸，其从顶点至顶点测量的间距在大约0.4至0.8英寸的范围内。在一个实施例中，多个热传递翅片在相邻的管道之间以大致V形的模式延伸，其从顶点至顶点测量的间距在大约1/3至1/2英寸的范围内。
文档编号F25D21/12GK101340836SQ200680047750
公开日2009年1月7日 申请日期2006年9月7日 优先权日2005年10月21日
发明者E·D·小达迪斯, R·H·L·昌 申请人:开利商业冷藏公司