带有气液旋风分离的致冷机制造技术

一种致冷机，包括蒸发器（１）、旋风分离器（２１）和冷凝器与蒸发器（１）间的供给管（８），蒸发器（１）通过输送管（３）与旋风分离器（２１）的上部相连接，其中旋风分离器（２１）置于蒸发器（１）以上的一定距离，旋风分离器（２１）的下部是一个液体汇集室，该室通过回管（１０）与蒸发器（１）相连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所描述的致冷机。众所周知，根据现有技术的高效致冷装置，在蒸发器和压缩机的吸入管之间采用的是分滴器。采用分滴器是为了防止制冷剂的液滴进入压缩机而损坏压缩机的机械零件，尤其是阀门。另外，它还可达到最大的效率，即当气体离开分滴器并通过吸入管进入压缩机时，气体为干态，也就是不含液体状态的致冷剂。分滴器的工作原理是，从蒸发器出来的气体及可能存在的液滴被吸入分滴器，在分滴器中，液滴由于重力的作用沉降至分滴器的底部，然后干气体可从分滴器的上部被吸入压缩机。为了使气液进行有效的分离，要求分滴器要相对地大，而这通常是分滴器的一个缺点。另外，采用较大的分滴器意味着致冷剂的使用量较大，而这又是它的另一个缺点，因为致冷剂通常是有毒的并且/或者对环境有害。采用离心分离器代替分滴器可减小致冷装置的尺寸，进而降低致冷剂的使用量。离心分离器的工作方式是，气体和液滴的混合物沿近似切线方向进入圆筒型容器。在圆筒内产生旋转后，液体冲向圆筒壁并进而流向圆筒的底部，然后干的气体从圆筒的最上部的中心区域被排出。丹麦公开专利申请DK147133B描述了在蒸发器和封闭压缩机之间采用旋风分离器的致冷机，其目的是防止液滴和污物进入压缩机。液体在分离出后又返回到外壳的内部。在致冷剂从压缩机外壳内的油箱中蒸发出以后，致冷剂在此与压缩机油混合并返回系统中。另外，按照以上现有技术制做的致冷机有它的缺点，即在操作过程中致冷效率会有波动，而对于冰激凌机这是一个很大的缺点。在冰激凌机中，致冷过程保持恒定的致冷效率对冰激凌的质量是至关重要的。丹麦专利公开DK74847描述了另外一种减少致冷剂用量的方法。但这种减少不是借助于减小液体分离器的尺寸，而是在蒸发器中形成异常的流动条件，即液体从蒸发器的顶部进入而吸出口位于最下端。因而避免了蒸发器中液体的积累，进而减小了致冷剂的用量。但是这种方法只与形状像管式电池组(tube batteries)的蒸发器一起起作用，而不与如冰激凌致冷机中使用的液泛式蒸发器一起使用。欧洲专利申请EP217605描述了使致冷装置的致冷剂槽中的液位保持恒定的一种控制方法。该控制方法基于2个液位传感器的信号，通过用步进电机作用于阀门并设定阀门而改变喷嘴面积。该系统有其缺点，即液体的喷射并不是由蒸发器中的液位控制，而是由遥远的累积器中的液位控制，在累积器和蒸发器之间没有任何液体连通。因而在蒸发器中保证不了液位恒定。例如，在冰激凌致冷机中，蒸发器中的液位保持恒定对于获得稳定的操作是绝对必要的。本专利技术的目的是指明一种致冷机，其通过采用旋风分离器而具有众所周知的优点，又没有以上所述的一些缺点。通过采用本专利技术，按所介绍的致冷机型式可以达到以上目的，该致冷机通过采用了权利要求1所描述的结构特征而设计。根据本专利技术，通过在致冷机中采用旋风分离器，使致冷机的尺寸变得相对较小，而避免了使用传统的分滴器使致冷机体积较大的情况。这对于致冷机的生产和使用都是一个优点。由于使用旋风分离器后致冷机体积的减小，致冷剂的使用量也大大减少。例如，采用分滴器和旋风分离器的致冷机所需致冷剂体积的典型比例是12∶1。考虑到某些致冷剂，如氨、氟里昴或丙烷是有毒的和/或对环境有害，而致冷机又常常位于人们工作的建筑物中，所以致冷剂用量的减少是一个很大的优点。为了确保致冷机有恒定的效率，以下将描述可抵消致冷效率波动的四个相互依赖的情况。旋风分离器中分离出的液体通过旋风分离器的回管(down pipe)返回蒸发器。旋风分离器的液位等于蒸发器上方排出管中的液位。该液位由液位传感器控制，例如一个振动液位开关，在旋风分离器中提示传感器周围的流体是气体还是液体。当传感器提示旋风分离器中为液体时，便认为蒸发器充满了致冷剂，因为传感器置于蒸发器上方的相当距离位置上。当旋风分离器中的传感器没有提示有液体时，便认为输送管的液位也有可能是蒸发器的液位下降了，因而通过阀门向蒸发器供给致冷剂。这些致冷剂主要是从致冷回路的冷凝器中返回的液体。这样保证了蒸发器中总是充满液体，这就是本专利技术在获得更均匀的致冷效率方面改进致冷机的一种情况。从冷凝器至蒸发器供给致冷剂的所述阀门最好为电控并具有一个调节孔，以使蒸发器的液体供应较均匀，而代替一定规模上的不连续部分。如果液体的供给是分段的，则系统中液体的循环有波动的危险，而这又将导致致冷回路效率的波动。从冷凝器向蒸发器非常均匀地供给致冷剂是相对于更均匀效率方面改进致冷机的另一种情况。液体的供给也可以采用机械装置来控制，例如，与阀门相连的浮子，其中，该阀门特征在于开口面积随浮子的位置变化而均匀变化，因此浮子可根据实际所需的液体量调节它自己，而阀门则给出大致均匀的流量。从冷凝器到蒸发器的致冷剂的供应通过回管中的喷射器来完成。这样在系统中产生了增加的循环，改善了效率。除此之外，增加的循环消除了系统中波动的产生，因而使效率均一化。根据本专利技术的进一步的改进，旋风分离器的液体供给可由旋风分离器的切向排出管直接控制。液体供给管的安装方式使得喷入液体的旋转方向与旋风分离器中气体的旋转方向一致。因而获得其它的优点。第一，气体的旋转受到维持(supported)，使液体分离更有效。第二，通过喷射在液体中可能形成所谓的闪蒸气体的更快速的分离。第三，喷射的液体在旋风分离器21中快速汇集，从而避免了喷射和液位测量间的时间延迟。因此，本装置是防止产生波动的另一个因素。本专利技术在下面结合附图进行更详细描述，其中附图说明图1用于基于现有技术致冷机内的带分滴器的蒸发器示意图，图2；用于基于本专利技术的致冷机内带旋风分离器的蒸发器示意图，图3基于本专利技术的致冷机所用的旋风分离器示意图，图4基于本专利技术的致冷机所用的与旋风分离器连接的蒸发器示意图，图5基于本专利技术的致冷机所用的喷射器示意图，图6基于本专利技术的致冷机所用的与旋风分离器相连接的蒸发器的另一个实施例的示意图。在以下各图中，展示了基于本专利技术的致冷机的不同实施例。但是，本专利技术并不局限于图中所示的特定设计。图1是带有基于现有技术的致冷机所用的带分滴器2的蒸发器1的示意图。在蒸发器1中，致冷剂蒸发，其中，气液混合物中通过输送管3进入分滴器2。在分滴器2中，液滴4落向分滴器2的底部5，而此时干燥的气体通过带调节阀7的吸入管6吸入压缩机(未示出)。气体在压缩机中被压缩并在冷凝器(未示出)中冷凝后，液体通过带阀门9的供给管8进入蒸发器1。分滴器2同蒸发器1通过回管10直接相连。分滴器2中的液位传感器12控制蒸发器中的液体量不要太多。当分滴器2中的液位11下降时，液位传感器12示出其下降，而后打开阀门9以使新的液体通过供给管8进入蒸发器1。而通常情况下，阀门或者打开或者关闭，致使蒸发器中的液位波动，进而使致冷效率波动。图2为基于本专利技术的致冷机所用的带旋风分离器21的蒸发器1的示意图。在本专利技术的该实施例中，分滴器由旋风分离器21取代。旋风分离器21比分滴器2要小得多，因此致冷机所需的致冷剂量大大降低。另外，由于液体量的减少，蒸发器1中的液位测量系统更敏感，因而液位的调节更快，消除了液体循环中的波动。像分滴器一样，旋风分离器21有一个液体传感器12用于控制蒸发器上方的液位。但是，向蒸发器供给液体的阀门22是调节型的，因而使通过供给管从冷凝器至蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致冷机，包括蒸发器、旋风分离器、和将液体从冷凝器送至蒸发器的供给管，蒸发器通过输送管与旋风分离器的上部相连接，其特征在于：所述旋风分离器位于所述蒸发器上方且与蒸发器相隔一段距离，所述旋风分离器的作为一个液体汇集室的下部是通过回管与所述蒸发器相连，所述旋风分离器包括一个液位传感器，用于指示所述旋风分离器的所述汇集室内的液位，所述供给管与一个阀门相连接，以及所述液位传感器形成控制所述阀的一部分以在旋风分离器中保持大致恒定的液位。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：波尔阿热戈德，
申请(专利权)人：格拉默器材有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]