[发明专利]用于分配膨胀液体的装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用于制冷剂流体膨胀的减压阀和一种包括所述 阀的板式热交换器。

【背景技术】

在适合直接膨胀的板式热交换器中，液体和气体的混合物(即两相 流(flow))从端口进入总管且随后被分配到通道，并且在混合物经过板 式热交换器的通道时，来自包围通道的介质的热量通过混合物的蒸发 被混合物吸收。在两相流的情形下，液体制冷剂在高压下(通常接近冷 凝压力的压力下)进入端口上游的膨胀阀。液体在阀中膨胀或闪蒸 (flash)到刚好超过蒸发压力并且一部分液体蒸发。为了在板式热交换 器中实现精确的容量分配，各通道应当理想地充有精确量的液态和气 态成分。

重要的是了解膨胀阀并不控制蒸发压力，且阀上的压降在短时间 段内是恒定的并且由冷负荷和环境条件决定而不是由阀决定。阀通过 改变横截面(即内部阻力)来控制流量(容量)。

例如当蒸发器具有用来冷却具有不同特性的两种不同流体的两 个区段时，精确的分配可以是各个通道之间的等量分配，或对应于特 定情形的任何其它限定好的分配。在此情形下，两个区段中的通道将 具有不同但精确的流速。

难以获得精确的分配，因为两相流在低速度下趋于分离，导致液 态部分滞留在总管的入口处而气态部分被分配到其余空间中。结果液 体优先进入第一通道。另一方面，在高速度下，惯性使得液体难以改 变方向并进入通道。其结果是：大部分液态制冷剂集中在总管的最远 部分，并因而进入所述最远部分中的通道。

此特性导致的问题在于冷却性能在容量和同质性方面都将受到 影响，因为冷却性能在各个通道之间将改变。

如果与总管中的压降相比，通道上的压降高则可改善分配。该比 率越高，则通道之间的压降差就越小且分配将越好。

现有技术方案包括靠近每个(或每第二/第三个(or every second/third))通道的入口布置的分配器。分配器通常包括通道横截面 的固定限流部，与前述其中主压降在混合物被分配之前出现在阀中的 情形相比，这导致压降出现在通道之前但在混合物已沿着总管的长度 被分配之后。与总管压降相比通道压降现在增加。这类技术方案解决 了部分问题，但仅限于静态布置中。总管中的流仍为具有上述特性的 两相混合物。

US-A-5 806 586中描述了一种用于液/气两相制冷剂质量流在板 式蒸发器中均匀膨胀的设备。该蒸发器具有分配管道，其能够被安装 在进口侧上，而制冷剂质量流来自膨胀阀。该蒸发器还具有多个交换 器区段，它们互相以一定距离沿着分配管道本质上垂直地从分配管道 分支。为了实现质量流均匀地分配到交换器区段，将多孔体布置在分 配管道中。通过此膨胀阀改善了分配但仍然很不理想。

【发明内容】

本发明的目的是通过提供一种根据权利要求1所述的新型减压阀 来消除或至少减轻上述缺点。

与其中通过横截面的变化来实现膨胀(或压降)的常规阀相比，本 发明的阀可通过制冷剂在其上行进的距离的变化来实现膨胀的变化。 本发明的技术方案使得构成消除或至少减轻现有技术的缺点的经济 阀成为可能。在具有本发明的阀的情况下，可使得液体单相流保持到 实现流任何相关的空间分配为止。

在一个或多个实施例中，该减压阀包括布置在内缸筒中的进口， 所述内缸筒以可转动方式安装在具有包括出口的内壁的空腔中，其中 通道由所述周壁与所述内壁之间的间隙形成并且其中所述内缸筒的 转动改变通道的长度，即进口与出口之间的距离。内缸筒的使用和转 动运动使得采取有利的方式来改变通道的形状以及阀的特性成为可 能。内缸筒易于使用标准设备加工并且使用标准尺寸布置在空腔中。

在一个或多个实施例中，内缸筒是中空的并且孔沿着缸筒的纵向 轴线布置而将缸筒的内部与通道流动地相连。此布置有利于阀的使 用，因为阀的进口从而连接管可同心地布置而无需复杂的结构。而且， 可在所述制冷剂经孔排出之前执行制冷剂的分配。

在一个或多个实施例中，内缸筒在其外侧具有轴向延伸的槽，孔 延伸到该槽中。该槽将构成第二分配通道，从而可使压差相等并且甚 至更好地分配流。为了获得用于各通道的均匀状态，槽的布置也是直 接作用(straightforward action)。