蒸发器和用于在蒸发器中蒸发物质的方法技术

一种用于将物质蒸发成其气态形式的蒸发器(1)，包括圆柱形外壳(2)和布置在其下部的圆柱形壳内的板组(4)，以及布置在板组上方的液滴分离器(9)。通过使用紧密布置在板组和外壳之间的导流器(10a,10b)和通过喷射管(13)布置来执行待蒸发物质的再循环，喷射管(13)布置包括布置在外壳内侧的收集管(11)。

Evaporators and methods for evaporating substances in evaporators

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蒸发器和用于在蒸发器中蒸发物质的方法
本专利技术涉及一种根据下面提出的独立权利要求的前序部分的蒸发器和在蒸发器中将物质蒸发成气态形式的方法。
技术介绍
蒸发器是用于将液体形式的物质转变成气态形式的装置。现有技术中已知的一种蒸发器包括用作蒸发器的板组和装配在同一外壳内的液滴分离器。板组布置在壳的下部，并且液滴分离器布置在板组的上方。液滴分离器的任务是确保制冷剂液滴不被运送到制冷机械的压缩机。待蒸发的物质和产生的蒸汽可在外壳内部的板组周围自由流动。以前，也已知蒸发器液滴分离器系统，其中通过使板组的板成半圆形状来减少待蒸发物质的量。这种蒸发器例如在公开案US7472563中给出。备选地，如在公开案WO2012/107645中所述，通过在外壳内部，在外壳和板组之间布置填料单元，减少了待蒸发物质的量。两种构造都包括流动通道，使得待蒸发的物质和产生的蒸汽也可在板组和外壳之间流动。然而，流动条件可能难以管理，并且还可能影响板式热交换器的热交换性能和蒸发器的效率。当在操作条件下加热物质和待蒸发物质之间存在大的温差时，尤其是当与待蒸发物质的低蒸发温度组合时，溢流蒸发器的热交换效率也可能受到限制。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是减少或甚至消除现有技术中出现的上述问题。本专利技术的一个目的是提供一种蒸发器，其功能上有效、经济、尺寸小且功能上可靠。特别是，本专利技术的目的是提供一种具有改进的热交换性能的溢流式蒸发器。本专利技术的另一个目的是提供一种蒸发器，其热交换效率在操作条件下的加热物质和待蒸发的物质之间的温差很大时也保持良好。此外，本专利技术的一个目的是提供一种解决方案，其中待蒸发的制冷剂或其它物质的量尽可能小。为了尤其实现上述目的，本专利技术的特征在于所附独立权利要求的特征部分中所呈现的内容。将在其它权利要求中描述本专利技术的一些优选实施例。根据本专利技术的用于将物质蒸发成其气态形式的典型蒸发器至少包括：-外壳，其包括基本水平的圆柱形壳和基本垂直的端板，-用于待蒸发物质的入口连接部，用于将待蒸发物质引导到外壳中，-用作蒸发器的板组，其布置在外壳的内侧，在其下部，-用于加热物质的入口连接部和出口连接部，用于引导加热物质进入板组和离开板组，-用于蒸发物质的出口连接部，用于将汽化物质从外壳上部引出外壳，-布置在外壳内侧，在圆柱形壳和板组之间的导流器或板，其中导流器或板布置成紧密地抵靠外壳和板组，-循环管布置，其布置成通过用于待蒸发物质的入口连接部将待蒸发物质从收集管引导回到外壳，-液滴分离器，其布置在外壳内侧，在板组上方，以及-至少一个收集管，其具有布置在外壳内的导流器上方的开口，并且其中收集管连接到循环管布置并且布置成通过使用布置到循环管布置中的至少一个喷射管从外壳的内部抽吸待蒸发的物质。在根据本专利技术的蒸发器中将物质蒸发成其气态形式的典型方法包括：-布置加热物质以在入口连接部和出口连接部之间流动，入口连接部和出口连接部用于板组内的加热物质，-将待蒸发物质从外壳底部引导到外壳中到达导流器或板之间的空间，-将蒸发物质从外壳上部引出外壳，以及-通过使用在待蒸发物质的液面下方的布置在外壳中的至少一个收集管和布置到循环管布置中的至少一个喷射管，从外壳内部抽吸待蒸发物质的部分，并将待蒸发的物质循环回到外壳的底部。根据本专利技术的蒸发器可用作例如制冷机械的溢流蒸发器和与其相关的液滴分离器。已经发现，通过在蒸发器中布置待蒸发物质的再循环，可显著地改善蒸发器的热交换性能。至少部分待蒸发物质的有效再循环是通过使用喷射管布置和通过在板组两侧布置导流器或板来实现的。通过蒸发器蒸发的物质的流动通过循环而增加，并且通过导流器或板消除待在板组和壳之间的待蒸发物质的旁通流，即待蒸发的物质流强制通过板组。因此，根据本专利技术的蒸发器具有改善的热交换性能。这特别有益于在加热物质和待蒸发物质之间具有较大温差的蒸发器中，特别是当与待蒸发物质的低蒸发温度相结合时。因此，温度的大的差异可能不会限制蒸发器的效率，因为在本专利技术的蒸发器中通过板组的流速增加。另外，通过导流器或板的待蒸发物质的强制流动改善了通过板组的流动，这进一步提高了蒸发器的效率。在系统中待蒸发的制冷剂或其它物质的量也可很小，因为紧密地布置在板组和外壳之间的导流器或板减小了填充体积。根据本专利技术的蒸发器可以增加的容量操作，其中蒸发器的尺寸不增加，即它不需要比其它已知类型的蒸发器更大的尺寸。所提出的构造简单并且适用于完全焊接的热交换器。待蒸发物质的再循环通过使用喷射管布置进行。喷射管布置到循环管布置中，即喷射管和收集管在彼此内；喷射管形成内管，并且收集管形成外管。通常，喷射管朝向端部渐缩，制冷剂或待蒸发的其它物质通过该端部供给到循环管中，但喷射管的成形不限于任何特定结构。通常，喷射管至少部分地布置到循环管布置内。喷射管的功能基于压力的下降，并因此待蒸发的物质可通过至少一个收集管从外壳的内部吸出。收集管用作喷射管布置的吸入管。这是一种简单且易行的方法来布置待蒸发物质的再循环。喷射管布置包括布置至循环管布置的至少一个喷射管。在本专利技术的典型实施例中，一个喷射管布置到循环管布置，用于布置待蒸发物质的再循环，但是该布置可包括与循环管布置平行布置的两个或更多个喷射管，用于执行更有效的再循环。要使用的喷射管构造取决于所期望的热交换效率，并且当然还取决于蒸发器的尺寸。根据本专利技术的蒸发器基于板壳(Plate＆Shell)型热交换器的结构。蒸发器包括外壳和布置在外壳内的板组。外壳包括基本水平的圆柱形壳和基本垂直的端板。本文中使用的用语外壳或圆柱壳的纵向方向通常表示水平方向。例如，如果外壳的圆柱形壳是直圆柱体，则其纵向方向与所讨论的圆柱体的中心轴线的方向相同。通过将圆形热交换板布置在彼此的顶部上来形成板组，该热交换板在其中的开口处和/或在板的周边处彼此紧密地焊接。因此，板对形成在板组中，其中板对的内部部分布置成与板组连接的入口连接部和出口连接部进行连接。用作蒸发器的板组主要是圆柱形，其中纵向方向是圆柱形壳的纵向方向。换句话说，由在彼此顶部布置的热交换板形成的板组布置在圆柱形壳内部，使得板组的纵向方向与圆柱形壳的纵向方向相同。热交换器的板组侧的入口和出口连接部通常放置在热交换器和圆柱形壳中的壳侧的流动连接部的端部。在根据本专利技术的蒸发器中，入口连接部和出口连接部穿过外壳的端板布置，用于引导热交换介质进出板组。用于加热物质的入口连接部和出口连接部已经布置成连接到板组的内部部分，即连接到板组的板对的内部部分，由此板式热交换器的主回路形成在热交换介质的入口连接部和出口连接部之间，由此在板对内部具有主回路的板空间。在根据本专利技术的蒸发器中，用于待蒸发物质的入口连接部和出口连接部通常通过外壳的圆柱形壳布置，该连接部布置成与壳的内侧连接，即板组的外侧，由此板式热交换器的次级回路形成在待蒸发/蒸发物质的入口连接部和出口连接部之间，由此次级回路的板空间位于板组的相邻板对之间。换句话说，热交换器的主回路形成在热交换板中的开口和围绕板组的壳的连接部之间的次级回路之间，使得主侧流动介质在板组的每隔一个板空间中流动，并且次级侧流动介质在板组的每隔一个板空间中流动。在根据本专利技术的蒸发器中，用于待蒸发物质的入口连接部布置在圆柱形壳的底部上。通常，入口连接部布置在底部上，使得待蒸发的物质引导到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将物质蒸发成其气态形式的蒸发器(1)，其至少包括：‑ 外壳，其包括基本水平的圆柱形壳(2)和基本垂直的第一端板(3a)和第二端板(3b)，‑ 用于待蒸发物质的入口连接部(5)，所述入口连接部(5)用于将待蒸发物质引导到所述外壳中，‑ 用作蒸发器的板组(4)，所述板组(4)布置在所述外壳的内侧，在所述外壳的下部，‑ 用于加热物质的入口连接部(7)和出口连接部(8)，所述入口连接部(7)和出口连接部(8)用于将加热物质引入和引出所述板组(4)，‑ 用于蒸发的物质的出口连接部(6)，所述出口连接部(6)用于将所述蒸发的物质从所述外壳的上部引出所述外壳，‑ 导流器或板(10a,10b)，其布置在所述外壳内侧，在所述圆柱形壳(2)和所述板组(4)之间，并且所述导流器或板布置成紧密地抵靠所述外壳和所述板组，‑ 循环管布置(12)，其布置成通过用于待蒸发物质的所述入口连接部(5)将待蒸发物质的部分从所述外壳的内侧引导回到所述外壳中，其特征在于，所述蒸发器还包括：‑ 液滴分离器(9)，其布置在所述外壳的内侧，在所述板组上方，以及‑ 至少一个收集管(11,11a,11b)，其具有布置在所述外壳内侧的导流器或板(10a,10b)上方的开口，其中所述收集管(11,11a,11b)连接到所述循环管布置(12)，并且布置成通过使用布置到所述循环管布置中的至少一个喷射管(13)从所述外壳的内部抽吸待蒸发物质。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.19 FI 201659871.一种用于将物质蒸发成其气态形式的蒸发器(1)，其至少包括：-外壳，其包括基本水平的圆柱形壳(2)和基本垂直的第一端板(3a)和第二端板(3b)，-用于待蒸发物质的入口连接部(5)，所述入口连接部(5)用于将待蒸发物质引导到所述外壳中，-用作蒸发器的板组(4)，所述板组(4)布置在所述外壳的内侧，在所述外壳的下部，-用于加热物质的入口连接部(7)和出口连接部(8)，所述入口连接部(7)和出口连接部(8)用于将加热物质引入和引出所述板组(4)，-用于蒸发的物质的出口连接部(6)，所述出口连接部(6)用于将所述蒸发的物质从所述外壳的上部引出所述外壳，-导流器或板(10a,10b)，其布置在所述外壳内侧，在所述圆柱形壳(2)和所述板组(4)之间，并且所述导流器或板布置成紧密地抵靠所述外壳和所述板组，-循环管布置(12)，其布置成通过用于待蒸发物质的所述入口连接部(5)将待蒸发物质的部分从所述外壳的内侧引导回到所述外壳中，其特征在于，所述蒸发器还包括：-液滴分离器(9)，其布置在所述外壳的内侧，在所述板组上方，以及-至少一个收集管(11,11a,11b)，其具有布置在所述外壳内侧的导流器或板(10a,10b)上方的开口，其中所述收集管(11,11a,11b)连接到所述循环管布置(12)，并且布置成通过使用布置到所述循环管布置中的至少一个喷射管(13)从所述外壳的内部抽吸待蒸发物质。2.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，所述蒸发器包括两个收集管(11a,11b)，一个收集管布置在所述板组的两侧上。3.根据权利要求1或权利要求2所述的蒸发器，其特征在于，所述收集管(11,11a,11b)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J索尼嫩，
申请(专利权)人：瓦特鲁斯公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI