专利名称：用于吸收式设备的热管式发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于吸收式设备，特别是用于家用吸收扩散式冰箱的热管式发生器。
吸收式制冷设备有一热发生器，发生器中的制冷流体由于汽化而流动，然后该流体在冷凝器中液化，並在蒸发器中蒸发以产生所需要的冷量，並在返回发生器之前被吸收器中失掉一定浓度的溶液再吸收。发生器所需的热量由热源供给，该热源可以是一种火焰、电阻加热装置、蒸汽回路或者是太阳能加热器之类的东西。
通过向发生器供热，发生器可起两种作用，即热力作用和水力作用。
热力作用使制冷剂的浓溶液(通常由氨构成)得到稀释，而吸收剂则是水。水氨混合液在发生器中蒸发一方面可以产生给定数量的制冷剂(氨)蒸汽，另一方面则产生“废”溶液或稀溶液。混合液的汽化不是等温的。在水氨混合液情况下，在沸点温度下进入发生器的混合液与发生器流出的稀溶液之间的温差可能大于50℃。
此外，发生器的液力提升作用与包括“中性”气体的吸收扩散式机械的特性有关。尽管由于几何高度有一个小的压差，此种气体仍可以作到在恒定的总压力下进行工作。因此，使稀溶液能返回吸收器内的几何高度，也就是说下部浓溶液的输送液面与发生器上部稀溶液的返回液面之间的高度差，约为几十厘米。由于压差这样小，所以液体在尺寸经过周密确定的管子下部局部沸腾可以使液体上升，形成的气泡可以产生液压驱动力。这种管子或“气泡泵”也叫做“泵管”已在FR-A-2447524号专利中予以介绍。
此外，已知的发生器其热传导是通过一根加热管，该加热管设在热源与发生器之间。然而在这种已知方法中，其加热管是与由太阳能集热器构成的单独热源配合使用的，如FR-A-2535034和DE-A-2851867号专利中所介绍的那样。FR-A-2535034号专利中所介绍的热发生器，其加热管的汽化器构成了太阳能集热器的吸收器，而其冷凝器与和发生器相连的蓄热器本身产生热交换。因此，该结构中的发生器只能由太阳能加热。DE-A-2851867号专利所介绍的热发生器，其加热管垂直设置在上部太阳能集热器与发生器内部之间。这种设备不完善，因为加热管工作方向与重力方向相反，也就是说其汽化器与冷凝器分别设在上部和下部，如想要使用其它热源，特别是气体火焰时，则必须拆除该加热管。
本发明目的在于克服所有已知设备的缺点，本发明所提供的发生器有一种构造特别简单的加热管，其热传导所用的装置使其可以用于由火焰、电阻加热器和蒸汽回路等构成的任何形式的热源。
为此，用于吸收式设备，特别是用于吸收扩散式冰箱的热管式发生器，构成其汽化器加热管部分的下端由热源加热，而构成其冷凝器部分的上端则与发生器中的制冷液进行接触热交换。这种热管式发生器的特征是它至少有一根立式泵管，其下部盛有制冷浓溶液，而形成其加热管冷凝器的上端部分则与形成气泡泵的立式泵管的全部或一部分进行接触热交换。
热管式发生器的优点是它可以按几种几何形状制造，它可以保证热分布很精确，因而可以做到对制冷剂溶液的消耗量和液体的液力提升进行最佳调节。对加热管采用这种特殊布置，並采用适当的几何形状，无论使用哪一种外部热源，如气体燃烧器、油燃烧器或电阻加热器，都可以取得相同的传热量。
此外，由于加热管传热所达到的精确度，並由于热传导沿泵管均匀分布，就有可能制造出使精馏热量能够得到最佳利用的发生器。实际上，大家都知道，为了提高吸收扩散式设备的效率，可以采用一种必须小心采用的、能利用全部或部分精馏热量的方案。这种利用体现在流出的蒸汽与流入的液体之间通过直接接触或通过壁进行热交换。由发生器流出的蒸汽与进入发生器的浓溶液之间的焓差使溶液开始沸腾。如果对外部热源与溶液之间的热传导未能进行相当精确的控制，则泵管或“气泡泵”使用中产生的故障可能导致稀溶液不能返回吸收器中。相反，本发明中采用的加热管则能很好地解决这一问题。此外，由于室外气象条件变化而发生温度变化时，这种加热管能使吸收式设备工作适应性强。还可以通过采用数根泵管与同一根加热管相结合方式使设备容量大大提高。
如果是以火焰作为热源的设备，则可将加热管这样进行安排，以便能由设备外面看到燃烧器。对于燃烧油或燃烧气体的设备，用目视检查燃烧器的火焰可以及时对灯芯或燃烧器进行正常维修，而且由于能够看见火焰还可以避免设备在不适当的条件下进行工作。
本发明的发生器中采用的加热管还可以保证过热时安全。其设计避免了目前市场上出售的吸收扩散式冰箱的一种叫做结晶的严重故障。实际上，最常用的溶液，即水和氨的混合液，对通常制造设备用的钢材稍有腐蚀性。所以制造商通常加一种钝化剂，最常用的是重铬酸盐。当无论由于哪一种原因造成液体不再通过发生器流动，而加热量不变时，温度则显著升高。如果这种故障继续几个小时，甚至几天，则加热区内的液体中很快就不再含有氨，而其重铬酸盐浓度则增大。溶液浓缩可能导致泵管堵塞。这种堵塞通常是无法补救的，因为设备修复费用要高于其制造费，因此，对冰箱就无法进行补救。相反，采用本发明的加热管作为热传导的中间媒介，就意味着它基本上可以承受这类事故造成的压力。加热管的充液时间是按给定的最大功率进行选择的，所以当功率超量时，将导致加热管的汽化器部分的水位下降极限自动超量。加热管被制造成为一种节流器，由汽化端放掉水，不得已时只毁掉加热管即足以更换这个可卸元件，而不必拆装整个设备。
下面将用非局限性举例方式並参照下列附图对本发明的几种实施例加以介绍
图1为本发明的热管式发生器垂直剖视简图。
图2为热管式发生器另一种方案的垂直剖视图。
图3为图2的Ⅲ-Ⅲ截面处的水平剖视图。
图4和图5为本发明的热管式发生器的其它方案垂直剖视图。
图6为用可见火焰加热的发生器设备下部立视图。
图1中标号1所示的本发明的热管式发生器有一垂直套筒2，其中央垂直安装一根轴流式泵管3。泵管3的下端与来自吸收器5的管子4相连接。制冷剂(氨)浓溶液6通过管子4进入发生器1。发生器的外面套筒2与轴流式泵管3之间的空间的下端被底7封住，该空间内盛有由管子9返回到吸收器的稀溶液8，以便与来自蒸发器11的制冷剂蒸汽混合重新形成浓溶液6。
浓溶液上升到泵管3中某一低输送液位A为止，而套筒2内的稀溶液返回液位B高于输送液位A，液位A与B之间的高度H约几十厘米，能使失掉一定浓度的溶液8返回到吸收器5中。
为了往发生器1里面供热，根据本发明配备一根加热管12，其下端形成汽化器的12a部分接到加热罩13里面。加热罩内装有烧气体或烧油的燃烧器14，燃烧器的火焰15紧靠近汽化器12a，以便将汽化器加热。也可以对加热罩13进行改装，在设置燃烧器14的地方安装电阻式加热器。
有一种方案，将形成加热管汽化器的下端12a部分本身做成一个被加热的罩子13。
形成汽化器的下端部分12a垂直向上，並通过向发生器的套筒2方向倾斜的中间段12b，穿过套筒壁上的孔垂直向上延伸。发生器1内加热管12的倾斜中间管段12b通过垂直上端管段12c向上延伸而形成一个冷凝器。此冷凝器部分12c与泵管紧密靠合，尤其是在底部，並向上延伸很长一段，实质上处于A与B两液位之间。
因而，无论采用何种热源，加热管12所发出热量都是通过热传导由冷凝器12c传给与其进行热交换的泵管3。由于制冷剂的汽化，在泵管3内产生气泡泵效应，同时液体吸收剂(水)落下后即形成稀溶液8。这种布置使有可能通过调节加热管12的冷凝器12c与泵管3的面积比方法，一方面取得泵管3内液力提升所需的最佳热流，另一方面热流使制冷剂溶液能得到最大限度的充分利用，使其成为稀溶液8返回到吸收器5中。
图2和图3所示的方案中，加热管12的冷凝器部分12c装在套管16内，套管16完全包在套筒2里面。套管纵向安装並与泵管3相接触，同时与其进行热交换。在套管16和与其相接触的泵管3的周围可以安装能促进热传导的叶片17。
由图2还可以看到，里面设有燃烧器14的加热罩13可以用烟囱13a加长，如果需要，可使烟囱与发生器的套筒2相连接。
图4所示的方案中，稀溶液8的消耗和浓溶液6的液力提升这两种功能被分开，包括在几何形状上分开，这样可以使两种热传导之间具有不同的温度。为此，发生器装有两根加热管，除冷凝器部分12c单独在套筒2内轴向安装的一根加热管12外，另一根加热管18完全设在发生器1的套筒2的外面。第二根加热管18有一形成汽化器的下端部分18a设在加热罩13内，靠近燃烧器14的火焰15;还有一中间倾斜管段部分18b和一个较高的上部管段18c，上部管段垂直安装形成冷凝器部分。此冷凝器部分18c与泵管19紧密靠合，泵管垂直设在套筒2的外面，其两端与套筒接通。套筒2的下部有一个横底21，横底位置稍高于泵管19的下口，横底21连接一根管子9，稀溶液8通过管子9流出。外泵管19的上口稍高于加热管12的冷凝器部分12c的上端。
图4所示的热管式发生器特别适合于温度过高的热带国家条件下使用，因为有两根加热管12和18，它可以在溶液消耗和液力提升方面所需温度明显不同的条件下进行工作。
吸收扩散式冰箱的发生器的功率增大不仅可以克服室外环境温度升高会降低其性能的缺点，而且还可以将机器设计得大些。如上所述，对沸腾条件和几何形状必须加以限制，以便使“气泡泵”能够工作稳定。当压力、溶液浓度和温度确定后，泵管3的最佳几何特性也就确定了。在全部条件限定之后，最大热功率也将被限定。为了克服此缺点，同时保持最佳沸腾参数，一种可行办法是制造一种有几个“气泡泵”并联工作的发生器，如图5所示。此装置中上端部分12c形成加热管12的冷凝器。冷凝器在套筒2内轴向安装，並被夹在几根纵向设置的泵管3之间，泵管与冷凝器12c进行接触热交换。此种布局可以增加通过发生器的流量，同时保持液力条件不变。这是可以做到的，其原因是因为加热管12的传导特性，即沿整个加热管的温度一致，並且对其几何结构进行了修改以便使并联的几根泵管3工作相同。
对于加热管12的汽化器12a采用火焰加热的设备，如图6所示那样能由设备正面看到火焰室的这种加热管12形式具有特殊的优越性。该图中，在设备正面下部可以看到加热罩13的一部分，加热罩下面装有为加热管汽化器(未示出)提供热量的燃烧器14。这样，对于燃烧油或燃烧气体的设备来说，通过对火焰的目视检查可以及时对焰芯或燃烧器进行正常维修。
权利要求
1.一种用于吸收式设备，特别是用于吸收扩散式冰箱的热管式发生器，其加热管的下端部分形成汽化器並由热源加热，而其上端部分形成冷凝器与发生器中的制冷液进行接触热交换，这种热管式发生器的特征是它至少有一根垂直安装的泵管(3)，其下部盛有制冷剂浓溶液，泵管的一部分或全长与形成冷凝器(12c)的加热管(12)的上端部分进行接触热交换。
2.根据权利要求1的热管式发生器，其特征是，形成冷凝器(12c)的加热管(12)的上端部分与一根或数根垂直泵管(3)直接接触。
3.根据权利要求1的热管式发生器，其特征是，形成冷凝器(12c)的加热管(12)的上端部分装在套管(16)内，並被套管完全套上，套管本身与一根或数根垂直泵管(3)进行接触热交换。
4.根据权利要求3的热管式发生器，其特征是，在互相靠在一起的套管(16)与泵管(3)的周围设置换热叶片(17)。
5.根据上述任一权利要求的发生器，其特征是，它有数根垂直泵管(3)与形成加热管(12)的冷凝器的部分(12c)相接触，並分布在加热管冷凝器部分的周围。
6.根据上述任一权利要求的热管式发生器，其特征是，它有两根加热管，即第一根加热管(12)和第二根加热管(18)，第一根加热管上端冷凝器，即(12c)部分，ザ郎柙诜⑸鞯奶淄玻 )内，它的功能是消耗制冷溶液，第二根加热管(18)的上端冷凝器，即(18c)部分，与发生器(1)的套筒(2)外面垂直安装的泵管(19)相接触，其两端通过上下管口插入套筒中，通过泵管(19)的下管口往泵管中输送浓溶液，套筒(2)的下部有一横底(21)，横底的位置稍高于泵管19的下管口，横底上连接一根管子(9)，稀溶液(8)通过该管子流出。
7.根据上述任一权利要求的热管式发生器其特征是，下端的汽化器，即加热管(12)或每根加热管的(12a)部分，接至或形成一个加热罩(13)，加热罩是用来安放气体燃烧器、油燃烧器或电阻式加热器的。
8.根据权利要求7的热管式发生器，其特征是，加热罩(13)上面接一根烟囱(13a)，烟囱可以与发生器(1)的套筒(2)相接触。
9.根据权利要求7或8的热管式发生器，其特征是，它的加热罩(13)装在设备上，以便能从正面看到火焰(15)。
10.根据上述任一权利要求的热管式发生器，其特征是，加热管的充液速率是按给定的最大功率选择的，所以当功率超量时，将导致加热管的汽化器部分的水位下降极限自动超量。
全文摘要
本发明为吸收式制冷设备特别是为吸收扩散式冰箱提供了一种热管式发生器，构成其加热管一部分的下端汽化器由热源加热，而构成其冷凝器的上端部分与发生器中的制冷液进行接触热交换。
文档编号F23D14/00GK1034798SQ8810049
公开日1989年8月16日 申请日期1988年2月3日 优先权日1988年2月3日
发明者克洛迪克·丹尼斯, 迪哈尤斯·罗伯特 申请人:工业方法的开发和研究公司