专利名称：冷冻机用蒸发器及冷冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在被冷却物(例如水、载冷剂等)与制冷剂之间进行热交换从而对该被冷却物进行冷却的冷冻机用蒸发器和使用该冷冻机用蒸发器的冷冻装置。
图8示出在冷冻机中具有的蒸发器的一例。该蒸发器在导入制冷剂的圆筒形的容器1中，以束状和交错状排列设置使冷水通过的多个传热管2。
传热管2分成连通到冷水入口3的往路侧的管和连通到冷水出口的复路侧的管。从冷水入口3流入的冷却水通过容器1内到达水室(图中省略)后返回，再次通过容器1内从冷水出口4流出。在该过程中，冷水由导入至容器1的制冷剂之间的热交换进行冷却，另外，制冷剂从冷水接收热量而沸腾、气化。
气化后的制冷剂蒸气由图中未示出的压缩机压缩后，送入到冷凝器。
可是，在上述蒸发器中，在传热管的周围沸腾的制冷剂的蒸气被朝上吹起，但此时由该蒸气的朝上吹起力将制冷剂的液滴也朝上吹起。为此，在过去，上述朝上吹起的制冷剂的液滴的一部分由上述压缩机吸入，有时发生该压缩机的性能下降和叶轮的损伤。
作为由上述沸腾产生的制冷剂的气泡的通道，虽然尝试了沿传热管的束形成上下方向的通道(不存在传热管的空隙)，但在该场合来自上述通道的上方的制冷剂蒸气的朝上吹起能量变高。
本发明就是鉴于这样的状况而作出的，其目的在于提供一种可防止制冷剂的液滴的朝上吹起的冷冻机用蒸发器和使用该冷冻机用蒸发器的冷冻装置。
在本发明的一实施例中，将上述传热管分成多个管群，在这些管群之间形成沿上下方向的空间地对其进行配置，将上述朝上吹起防止构件配置到上述空间的上方。
在本发明的一实施例中，上述朝上吹起防止构件与上述传热管内的最上段的传热管的距离设定为上述传热管的直径的0.5-2倍。
在本发明的一实施例中，上述朝上吹起防止构件具有大体倒V、U、W字形的断面，该朝上吹起防止构件的顶角设定为60°-120°。
在本发明的一实施例中，最好由上述朝上吹起防止构件的端部覆盖邻接的最上段的传热管的至少一部，如为一半或全体则更理想。
在本发明的一实施例中，上述管群内的位于上述容器的内周面侧的管群在与上述内面之间形成沿该内周面的空间的状态下配置，上述朝上吹起防止构件配置到上述空间的上方。
另外，本发明的冷冻装置具有对制冷剂进行压缩的压缩机、使在上述压缩机中进行了压缩的上述制冷剂冷凝和液化的冷凝器、对上述液化了的制冷剂进行减压的节流机构、及在上述冷凝和减压了的液化态制冷剂与被冷却物之间进行热交换对该被冷却物进行冷却并使上述液态制冷剂进行蒸发和气化的蒸发器；其中，上述蒸发器使用上述任何一项所述的蒸发器。
附图的简单说明
图1为示出适用本发明蒸发器的冷冻机的示意构成的断面图。
图2为图1的II-II线的断面图。
图3为示出具有倒V字状断面的朝上吹起防止板的配置形式的放大部分断面图。
图4为示出由平板构成的朝上吹起防止板的配置形式的局部放大断面图。
图5为示出朝上吹起构件的配置形式的局部放大断面图。
图6为用于说明本发明的实施形式的蒸发器和具有该蒸发器的冷冻装置的构成和构造的冷冻装置的透视图。
图7为用于说明本发明的实施形式的蒸发器和具有该蒸发器的冷冻装置的构成的冷冻装置的示意配管图。
图8为示出现有蒸发器的一例的局部断面图。
图1示出本发明第1实施形式的冷冻机的示意构成。该冷冻机具有在冷却水与气状的制冷剂之间进行热交换从而将制冷剂冷凝和液化的冷凝器10、对冷凝后的制冷剂进行减压的膨胀阀(节流阀)11、在冷凝后的制冷剂与冷水(被冷却物)之间进行热交换从而对该冷水进行冷却的蒸发器12、在对蒸发和气化后的制冷剂进行压缩后供给到上述冷凝器10的压缩机13。在上述蒸发器12中受到冷却的冷水用于大厦的空调等。
图2为图1的II-II断面图。如该图2所示，蒸发器12具有导入制冷剂的圆筒形的容器14和以束状配置于该容器14中的多个传热管15。
传热管15使作为被冷却物的冷水在其中流通，沿容器14的长度方向(与图2的纸面垂直的方向)配置。传热管15分成图1所示与冷却水入口16a连通的往路侧的部分和与冷却水出口16b连通的复路侧的部分，在与冷却水入口16a连通的传热管15中的冷水的流通方向和连通到冷却水出口16b的传热管15中的冷水的流通方向上，冷水的流动方向不同。
传热管15在容器14内的下半部分成多个群，例如，分成4个群A-D。在各管群A-D之间形成沿上下方向的空间17，另外，在管群A与容器14的内周面之间和管群D与容器14内周面之间形成沿该内周面的空间18。上述空间17、18通过取消本来应配置于该处的传热管15而形成。
在上述各通道17上分别配置具有大体倒V字形断面的朝上吹起防止板19，另外，在上述各通道18上沿水平方向配置平板状的朝上吹起防止板20。朝上吹起防止板19和朝上吹起防止板20的形状不作特别的限定，可适当地使用大体倒U字、大体倒W字等。
如图3放大示出的那样，该实施形式的朝上吹起防止板19的顶角设定为60°-120°。左右的端部分别覆盖邻接的最上段的传热管15的至少一部分(覆盖半部或全部时更理想)，另外左右的边缘端部位于对应的传热管15上方并且离开等于该传热管15的直径D的0.5-2倍的距离。
另一方面，朝上吹起防止板20如图4放大示出的那样，其前端覆盖邻接的最上段的传热管15的至少一部分，而且使其前端位于对应的传热管15上方并离开等于该传热管15的直径D的0.5-2倍的距离。
在上述实施形式中，为了防止从通道的上升流，将朝上吹起防止板20的前端部朝下方折曲，但该朝上吹起防止板20即使使用平板状的构造也不会产生任何问题。
上述管群A-D的传热管15的排列根数例如设定为500根左右。另外，各管群A-D的传热管15排列成交错状。即，上下段的传热管15按朝横向错开其排列间隔的1/2的形式配置。
在如上述那样构成的蒸发器12中，从容器14的下部导入制冷剂。该制冷剂通过与流过传热管15的冷水的热交换而沸腾，所以，在位于各管群A-D的较下方的传热管15的周围产生的蒸气通过上述通道17、18而浮起。
该蒸气带着制冷剂的液滴虽然朝通道的上方强烈地吹出，但由于冲击到上述朝上吹起防止板19、20，所以，其上升能大幅度减少。
结果，仅气化了的制冷剂的蒸气从容器14的上方通过除雾装置21流出。即，防止向图1所示压缩机13供给制冷剂的液滴。而且，上述制冷剂的蒸气吸入到压缩机13而被压缩。
这样，按照本实施形式的蒸发器，由朝上吹起防止板19、20阻止制冷剂的液滴吹到容器14的上方，所以，压缩机13不会吸入制冷剂的液滴，因此，可防止由该液滴的吸入导致的压缩机13的性能下降和叶轮的损伤等。
在上述实施形式中，仅将朝上吹起防止板19仅配置到通道17、18的上方，但上述液滴的朝上吹起现象也可能由在各管群A-D内的传热管15间上升的制冷剂的气泡产生。因此，如图5所示那样，如在各管群A-D的上方整个区域配置朝上吹起防止板19，则可进一步确实地阻止上述液滴流入到压缩机13侧。
在该例中，朝上下错开各朝上吹起防止板19的位置，同时，使邻接的朝上吹起防止板19的端部相互交叠，但当然也可按与此不同的形式配置该朝上吹起防止板19。
在上述实施形式的蒸发器12中，为了使各管群A-D中的气泡的存在量减少，设置了上述通道17、18，但防止液滴的朝上吹起的本发明的技术对不设置该通道17、18的构成的蒸发器也可有效地应用。
而且，在上述各管群A-D中，传热管15排列成交错状，这是为了进一步促进朝上方流动的制冷剂液与传热管15的接触，提高传热率。
下面，根据图6和图7说明使用上述蒸发器的本发明的一实施例的冷冻装置的全体构成。
图中所示冷冻装置具有上述蒸发器12、对在蒸发器12中气化了的制冷剂进行压缩的压缩机13、对在压缩机13中受到压缩的制冷剂进行冷凝和液化的冷凝器10、对在冷凝器10中液化了的制冷剂进行减压的膨胀阀(节流阀)11、一时将在冷凝器10中液化了的制冷剂停留进行冷却的中间冷却器25、利用在冷凝器10中冷却后的制冷剂的一部分对压缩机13的润滑油进行冷却的油冷却器26。
另外，在压缩机13连接对其进行驱动的马达(驱动机构)27。
冷凝器10、节流阀11、蒸发器12、压缩机13、及中间冷却器25为了构成使制冷剂循环的闭合系而由主配管28连接。
压缩机13采用2级式(多级式)的离心压缩机即涡轮压缩机，在该涡轮型压缩机13设置多个叶轮29，由这些叶轮29的上游侧的第1级叶轮29a压缩制冷剂，将该制冷剂进一步导入至第2级叶轮29b，进一步进行压缩后送出到冷凝器10。
冷凝器10由主冷凝器10a和作为辅助冷凝器的副冷却器10b构成，按主冷凝器10a、副冷却器10b的顺序导入制冷剂，但在主冷凝器10a受到冷却的制冷剂的一部分不经过副冷却器10b地导入至油冷却器26，冷却润滑油。
除此之外，还将在主冷凝器10a受到冷却后的制冷剂的一部分不经过副冷却器10b地导入至后述的马达27的箱体31内，冷却图中未示出的定子和线圈。
节流阀11分别配置在冷凝器10与中间冷却器25之间及中间冷却器25与蒸发器12之间，对在冷凝器10液化后的制冷剂进行分级减压。
中间冷却器25的构造与空心的容器相等，用于使在主冷凝器10a、副冷却器10b受到冷却并由节流阀11减压后的制冷剂一时停留，进一步进行冷却。中间冷却器25的气相成分不经过蒸发器12地通过旁通配管23，导入至压缩机13的第2级叶轮29b。
产业上利用的可能性按照本发明的冷冻机用蒸发器，在传热管的上方配置朝上吹起防止构件，使伴随着制冷剂的沸腾而朝上吹起的该制冷剂的液体滴冲击到该朝上吹起防止构件，所以，在压缩机中不会吹入制冷剂的液滴。因此，可防止因液滴的吸入导致的压缩机的性能下降和叶轮的损伤。
权利要求
1.一种冷冻机用蒸发器，在导入制冷剂的容器中配置使被冷却物流通的多个传热管；其特征在于在上述传热管的上方配置朝上吹起防止构件，随着上述制冷剂的沸腾而朝上吹起的该制冷剂的液滴冲击到上述朝上吹起防止构件。
2.根据权利要求1所述的冷冻机用蒸发器，其特征在于将上述传热管分成多个管群，在这些管群之间形成沿上下方向的空间地对其进行配置，将上述朝上吹起防止构件配置到上述空间的上方。
3.根据权利要求1所述的冷冻机用蒸发器，其特征在于上述朝上吹起防止构件与上述传热管内的最上段的传热管的距离设定为上述传热管的直径的0.5-2倍。
4.根据权利要求1所述的冷冻机用蒸发器，其特征在于上述朝上吹起防止构件具有基本呈倒V字形的断面，该朝上吹起防止构件的顶角设定为60°-120°。
5.根据权利要求1所述的冷冻机用蒸发器，其特征在于上述朝上吹起防止构件在其端部覆盖邻接的最上段的传热管的至少一部分的状态下配置。
6.根据权利要求1所述的冷冻机用蒸发器，其特征在于上述管群内的位于上述容器的内周面侧的管群在与上述内面之间形成沿该内周面的空间的状态下配置，上述朝上吹起防止构件配置到上述空间的上方。
7.一种冷冻装置，具有对制冷剂进行压缩的压缩机、使在上述压缩机中进行了压缩的上述制冷剂冷凝和液化的冷凝器、对上述液化了的制冷剂进行减压的节流机构、及在上述冷凝和减压了的液化态制冷剂与被冷却物之间进行热交换对该被冷却物进行冷却并使上述液态制冷剂进行蒸发和气化的蒸发器；其中，上述蒸发器使用权利要求1-6中任何一项所述的冷冻机用蒸发器。
全文摘要
一种冷冻机用蒸发器，在导入制冷剂的容器14中配置被冷却物流通的多个传热管15；其中，在传热管15的上方配置朝上吹起防止构件19、20，随着上述制冷剂的沸腾而朝上吹起的制冷剂的液滴冲击到上述朝上吹起防止构件19、20。这样，可防止制冷剂的液滴的朝上吹起。
文档编号F25B1/053GK1395672SQ01803976
公开日2003年2月5日 申请日期2001年9月5日 优先权日2000年11月24日
发明者入谷阳一郎, 川田章广, 广川浩司, 白方芳典, 关亘 申请人:三菱重工业株式会社