本发明公开了一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，包括冷媒出口管、分配结构、管板以及筒体；筒体一端设置管板，筒体内设置有换热管和若干弓形折流板，分配结构设置在筒体一端的冷媒入口处，分配结构包括冷媒分配管和盖板以及端盖，冷媒分配管与盖板相连，盖板与端盖相连，端盖与管板相连；冷媒分配管包括一级分配管、一级横管、二级分配管、二级横管和三级分配管，一级分配管与一级横管相连通，一级横管与二级分配管相连通，二级分配管与二级横管相连通，二级横管与三级分配管相连通。本发明的管壳式换热器整体尺寸与现有产品接近，与系统配合程度高，方便进行替换。通过设置入口分配结构和弓形折流板，减少30％以上的换热管用量。
1.一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，包括冷媒出口管（2）、分配结构、管板（5）、弓形折流板（6）以及筒体（11）；
筒体（11）一端设置管板（5），筒体（11）内设置有换热管（7）和若干弓形折流板（6），分配结构设置在筒体（11）一端的冷媒入口处，分配结构包括冷媒分配管（1）和盖板（3）以及端盖（4），冷媒分配管（1）与盖板（3）相连，盖板（3）与端盖（4）相连，端盖（4）与管板（5）相连；换热管（7）出口与冷媒出口管（2）相连；
冷媒分配管（1）包括一级分配管（1‑1）、一级横管（1‑2）、二级分配管（1‑3）、二级横管（1‑4）和三级分配管（1‑5），一级分配管（1‑1）与一级横管（1‑2）相连通，一级横管（1‑2）与二级分配管（1‑3）相连通，二级分配管（1‑3）与二级横管（1‑4）相连通，二级横管（1‑4）与三级分配管（1‑5）相连通；一级横管（1‑2）与二级横管（1‑4）平行设置，二级分配管（1‑3）与三级分配管（1‑5）平行设置，一级横管（1‑2）与二级分配管（1‑3）垂直设置；
盖板（3）上开设有与三级分配管（1‑5）相对应的孔（3‑2）；管板（5）的侧壁上开设有若干管孔（5‑1），管孔（5‑1）与换热管（7）相连通；
端盖（4）侧壁上部设置有汇合腔（4‑5），汇合腔（4‑5）与冷媒出口管（2）相连通；下部开设有若干十字形三级分配槽道（4‑3），三级分配槽道（4‑3）中心与盖板（3）上的孔（3‑2）对应；每个三级分配槽道（4‑3）的末端开设有直通孔（4‑4），直通孔（4‑4）沿管板（5）的厚度方向设置，端盖（4）的另一侧壁对应每个直通孔（4‑4）的位置开设有四级分配槽道（4‑6），四级分配槽道（4‑6）的中心与直通孔（4‑4）相连通，四级分配槽道（4‑6）的末端位于以直通孔（4‑
4）为中心的四边形的四个顶点处或三角形的三个顶点处，并且四级分配槽道（4‑6）的末端与管板（5）上的管孔（5‑1）对应，管孔（5‑1）与换热管（7）入口相连通，换热管（7）出口与汇合腔（4‑5）相连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，换热管（7）通过涨接连接在管板（5）侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，端盖
4.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，冷媒分配管（1）为两个，每个由结构相同的两级分配结构组成。
5.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，分配管（1）与盖板（3）焊接连接，冷媒出口管（2）与端盖（4）焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，盖板
（3）上设置有第一螺栓孔（3‑1），端盖（4）上设置有第二螺栓孔（4‑1），管板（5）上设置有第三螺栓孔（5‑2），盖板（3）与端盖（4）以及端盖（4）与管板（5）均通过螺栓连接，盖板（3）与端盖（4）之间以及端盖（4）与管板（5）之间均设有密封垫进行密封；管板（5）通过螺栓与筒体（11）连接，并且管板（5）与筒体（11）之间安装有密封垫。
7.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，多个弓形折流板（6）交错布置，弓形折流板（6）上开设有孔，换热管（7）为U型管，U型管穿过弓形折流板（6）上的孔。
8.根据权利要求1所述的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，其特征在于，筒体
（11）顶部设置有水侧出口管（8），底部设置有水侧入口管（9）；筒体（11）下方设置有支架（10）。
一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器
技术领域
[0001] 本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器。
背景技术
[0002] 管壳式换热器主要由筒体、端盖、管板、折流板、换热管等部件组成，由于其结构简单、适应性强、易于维护等优点，在众多的工业领域中有着广泛的应用。当使用管壳式换热器作为中央空调蒸发器使用时，现有的结构存在以下缺点：各换热铜管内工质分配不均匀导致所需的换热量不同，换热效率低下；换热面积浪费增加成本；密封困难容易泄露；加工复杂等。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于解决现有的管壳式换热器工作效率低下的问题，提出了一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，可以节省换热管长度，大幅提升换热器工作效率。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0005] 一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，包括冷媒出口管、分配结构、管板、弓形折流板以及筒体；
[0006] 筒体一端设置管板，筒体内设置有换热管和若干弓形折流板，分配结构设置在筒体一端的冷媒入口处，分配结构包括冷媒分配管和盖板以及端盖，冷媒分配管与盖板相连，盖板与端盖相连，端盖与管板相连；换热管出口与冷媒出口管相连；
[0007] 冷媒分配管包括一级分配管、一级横管、二级分配管、二级横管和三级分配管，一级分配管与一级横管相连通，一级横管与二级分配管相连通，二级分配管与二级横管相连通，二级横管与三级分配管相连通；一级横管与二级横管平行设置，二级分配管与三级分配管平行设置，一级横管与二级分配管垂直设置。
[0008] 本发明进一步的改进在于，盖板上开设有与三级分配管相对应的孔；管板的侧壁上开设有若干管孔，管孔与换热管相连通。
[0009] 本发明进一步的改进在于，端盖侧壁上部设置有汇合腔，汇合腔与冷媒出口管相连通；下部开设有若干十字形三级分配槽道，三级分配槽道中心与盖板上的孔对应；每个三级分配槽道的末端开设有直通孔，直通孔沿管板的厚度方向设置，端盖的另一侧壁对应每个直通孔的位置开设有四级分配槽道，四级分配槽道的中心与直通孔相连通，四级分配槽道的末端位于以直通孔为中心的四边形或三角形的三个顶点处，并且四级分配槽道的末端与管板上的管孔对应，管孔与换热管入口相连通，换热管出口与汇合腔相连通，汇合腔与冷媒出口管相连通。
[0010] 本发明进一步的改进在于，换热管通过涨接连接在管板侧壁上。
[0011] 本发明进一步的改进在于，端盖形状为半圆形，尺寸与盖板相同。
[0012] 本发明进一步的改进在于，冷媒分配管为两个，每个由结构相同的两级分配结构组成。
[0013] 本发明进一步的改进在于，分配管与盖板焊接连接，冷媒出口管与端盖焊接连接。
[0014] 本发明进一步的改进在于，盖板上设置有第一螺栓孔，端盖上设置有第二螺栓孔，管板上设置有第三螺栓孔，盖板与端盖以及端盖与管板均通过螺栓连接，盖板与端盖之间以及端盖与管板之间均设有密封垫进行密封；管板通过螺栓与筒体连接，并且管板与筒体之间安装有密封垫。
[0015] 本发明进一步的改进在于，多个弓形折流板交错布置，弓形折流板上开设有孔，换热管为U型管，U型管穿过弓形折流板上的孔。
[0016] 本发明进一步的改进在于，筒体顶部设置有水侧出口管，底部设置有水侧入口管；筒体下方设置有支架。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0018] 本发明在冷媒工质入口位置设计了分配结构，该分配结构通过多级分配，准确控制各换热管内冷媒工质流量，达到均匀分配的目的。冷媒工质在分配结构内多次与壁面发生撞击掺混，增强均匀度，在撞击腔后端设计有流道，供冷媒工质在内部充分流动，避免了当冷媒工质流量分配不均匀时会导致各换热管之间换热情况差异，部分换热管内未进行充分换热时，另一部分换热管已经出现烧干的现象。本发明提出的换热器结构省略了现有换热器结构中的大端盖，节省了材料成本。本发明提出的管壳式换热器整体尺寸与现有产品接近，与系统配合程度高，方便进行替换。通过入口分配结构、弓形折流板的合理设计和使用，减少30%以上的换热管用量。
[0019] 进一步的，在撞击腔后端设计有直通孔，直通孔作为流道供冷媒工质在内部、流动、，避免了无法充分换热的问题。
[0020] 进一步的，将端盖的一部分体积挖空作为冷媒工质汇合腔，相较于现有换热器设计节省了大量的材料。通过分配管实现前两级分配，进一步节省了多级分配槽道所需的材料和空间。端盖与分配结构末端合为一体，增强了整体密封性能，防止冷媒工质的泄漏。
[0021] 进一步的，分配结构的前两级分配采用一级分配管和二级分配管，一级分配管和二级分配管采用通用尺寸的铜管进行简单焊接，焊接长度小加工方便，同时节省材料用量，通过合理优化尺寸保证分配均匀度；后续各级分配采用在分配管上通过激光切割、线切割等加工方法加工槽道的方式，避免了大量小空间内的高难度焊接操作。本发明使用的分配器结构简单，制造成本低，方便大规模推广使用。
[0022] 进一步的，本发明提出的分配结构通过螺栓和管板、筒体连接，通过密封垫实现密封，避免了大量焊接带来潜在的泄漏风险，同时避免了现有换热器结构中水下存在焊点带来的泄漏和腐蚀风险。其结构简单易于拆卸，维护和保养方便。
附图说明
[0023] 图1为本发明的整体结构剖面示意图。
[0024] 图2为本发明的分配结构示意图。
[0025] 图3为本发明的冷媒分配管结构示意图。
[0026] 图4为本发明的三级分配槽道和四级分配槽道结构示意图，其中，（a）为三角形，（b）为四边形。
[0027] 图5为本发明的分配结构剖面图。
[0028] 图中：1为冷媒分配管，2为冷媒出口管，3为盖板，4为端盖，5为管板，6为弓形折流板，7为换热管，8为水侧出口管，9为水侧入口管，10为支架，11为筒体，1‑1为一级分配管，1‑2为一级横管，1‑3为二级分配管，1‑4为二级横管，1‑5为三级分配管，3‑1第一螺栓孔，3‑2为孔，4‑1为第二螺栓孔，4‑2为出口，4‑3为三级分配槽道，4‑4为直通孔，4‑5为汇合腔，4‑6为四级分配槽道，5‑1为管孔，5‑2为第三螺栓孔。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0030] 本发明以四系统换热器为例进行说明，四系统结构在换热器两侧的上下部分分别设有两套独立的冷媒工质出入口，共用水侧进行换热。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定。
[0031] 参见图1‑图5，一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器，包括冷媒分配管1、冷媒出口管2、盖板3、端盖4、管板5、弓形折流板6、换热管7、水侧出口管8、水侧入口管9、支架10以及筒体11。其中，弓形折流板6为若干个；筒体11一端设置有管板5，冷媒入口处设置有分配结构，分配结构由冷媒分配管1和盖板3以及端盖4组成，采用多级分配，其中前两级采用分配管，后续各级在端盖板上加工分配槽道，每级分配后均有直管段供流动混合。通过冷媒工质与分配管、分配槽道的撞击实现掺混，通过在直管段的流动进行混合。
[0032] 为保证密封，端盖4形状为半圆形，其尺寸与盖板3相同。端盖4上半部分侧壁上设置有出口汇合腔4‑5，下半部分侧壁上加工有分配槽道，作为分配结构的最后一级与换热管7相连。即换热管7出口与汇合腔4‑5相连，工质通过汇合腔4‑5后进入冷媒出口管2。
[0033] 参照图2和图3，本发明的一种具有冷媒分配装置的管壳式换热器中，冷媒分配管1为两个，每个由结构相同的两级分配结构组成，具体的，冷媒分配管1包括一级分配管1‑1、一级横管1‑2、二级分配管1‑3、二级横管1‑4和三级分配管1‑5，一级分配管1‑1与一级横管1‑2垂直设置并连通，二级横管1‑4与一级横管平行设置。
[0034] 一级横管1‑2与二级横管1‑4平行设置，二级分配管1‑3与三级分配管1‑5平行设置，一级横管1‑2与二级分配管1‑3垂直设置。一级分配管1‑1与二级分配管1‑3垂直设置，或者是平行设置，或者根据实际需要进行调整为任意角度。一级分配管1‑1为一个，二级分配管1‑3为2个，三级分配管1‑5为三个或者四个。
[0035] 本发明中以三个三级分配管1‑5为例进行说明。当三级分配管1‑5为三个时，需根据需要调整三根三级分配管1‑5的直径关系，以达到换热管内工质均匀分配的目的。当三级分配管1‑5为四个时，每两个三级分配管1‑5通过一个二级横管1‑4与一个二级分配管1‑3对应，各个三级分配管1‑5直径应相同。一级横管1‑2与二级分配管1‑3相连通，二级分配管1‑3与二级横管1‑4相连通，二级横管1‑4和三级分配管1‑5相连通，参照图3，冷媒工质经一级分配管1‑1与一级横管1‑2发生撞击后分配进入二级分配管1‑3，在与二级横管1‑4发生碰撞后进入三级分配管1‑5。参照图4，盖板3上开设有孔3‑2，孔3‑2与冷媒分配管1的三级分配管1‑5一一对应，分配管1与盖板3焊接。
[0036] 参照图4中（a）和（b）以及图5，管板5的一侧壁开设有三级分配槽道4‑3，三级分配槽道4‑3中心与盖板3上的孔3‑2对应。三级分配槽道为十字形，也可以根据需要缺省一个或多个分支。每个三级分配槽道4‑3的每个末端均开设有直通孔4‑4。直通孔4‑4沿管板5的厚度方向设置。管板5的另一侧对应每个直通孔4‑4的位置开设有四边形或三角形的四级分配槽道4‑6，四边形或三角形的四级分配槽道4‑6的中心与直通孔4‑4相连通，四级分配槽道4‑6三个或四个分支的末端分别位于以直通孔4‑4为中心的四边形或三角形的三个顶端位置处。四级分配槽道4‑6的末端与管板5上的管孔5‑1对应。换热管7为U型管。换热管7通过涨接连接在管板5的另一侧，冷媒工质经过分配后进入换热管7。换热管7依次穿过各弓形折流板
6对应的开孔后整体装入筒体11内。
[0037] 端盖4上设置有汇合腔4‑5，汇合腔4‑5与冷媒出口管2相连通。
[0038] 换热管7出口与端盖4上的汇合腔4‑5对应，参照图4，冷媒工质在汇合腔4‑5内汇合后经出口4‑2进入冷媒出口管2，冷媒出口管2与端盖4焊接。
[0039] 盖板3上设置有第一螺栓孔3‑1，端盖4上设置有第二螺栓孔4‑1，管板5上设置有第三螺栓孔5‑2，供螺栓穿过进行压紧连接，盖板3与端盖4之间、端盖4与管板5之间均设有密封垫进行密封。管板5通过螺栓与筒体11连接，二者之间安装有密封垫进行密封。
[0040] 筒体11内安装有若干弓形折流板6，多个弓形折流板6交错布置，对壳侧换热进行强化。弓形折流板6上开设有孔，U型管穿过弓形折流板6上的孔。筒体11上部开孔安装水侧出口管8，筒体11下部开孔安装水侧入口管9。筒体11下方安装有支架10对换热器整体进行支撑。
[0041] 本发明中端盖两侧加工有分配槽道与分配管共同组成分配结构，通过逐级分配增强各换热管内冷媒流量均匀度。通过分配管与分配槽道的结合使用节省了材料和空间，通过合理设计尺寸提升了分配效果。换热管与盖板焊接，盖板、端盖、管板、筒体之间通过螺栓连接，加工简单，密封性好，避免了水下焊点带来的腐蚀和泄漏风险。
[0042] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书确定的保护范围内。
