本發(fā)明涉及一種工業(yè)換熱設(shè)備，尤其涉及一種蒸發(fā)式冷凝器。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)式冷凝器是一種高效的冷凝換熱設(shè)備，從上世紀(jì)70年代開始，發(fā)達(dá)國家開始用蒸發(fā)式冷凝器替代傳統(tǒng)的循環(huán)水冷式冷凝器，與傳統(tǒng)的循環(huán)水冷式冷凝器相比，蒸發(fā)式冷凝器相當(dāng)于將管殼式冷凝器和冷卻塔融為一體，省去了冷卻塔和相關(guān)管路，充分利用了冷卻水的汽化潛熱，占地面積小，水循環(huán)功耗低，能耗和建設(shè)成本上具有明顯的優(yōu)勢，因此廣泛應(yīng)用于制冷、化工、冶金、制藥等各個領(lǐng)域。

目前蒸發(fā)式冷凝器的換熱單元主要以盤管型式為主，管型主要由圓管，橢圓管，扭曲管等，分布方式主要由有U形、螺旋形等。但采用上述管型和布管方式的換熱單元存在以下缺點：一是受彎管半徑和管束排列的限制，布管較松散，單位體積換熱面積較?。欢怯捎诠苁诲e排列，管外結(jié)垢后不便于在線清洗；三是管內(nèi)流通截面小，不利于管內(nèi)汽液分離，在蒸汽不斷冷凝的過程中不斷形成液柱，蒸汽推動液柱在管內(nèi)流動，因而流動阻力較大，不能適應(yīng)對管內(nèi)流動阻力敏感的場合，如透平乏汽冷凝器，精餾塔塔頂冷凝器等。

針對管式換熱單元的不足，有研究單位提出了應(yīng)用板式換熱單元作為換熱部件，而板片能夠承受兩側(cè)壓差很小，為了增強板片強度，換熱板片通常沖壓出凹槽或凹點，但凹凸不平的表面不利于冷卻水在板片表面的均勻鋪展，凹陷位置液膜積累且不易流動，降低了換熱效率。

目前在蒸發(fā)式冷凝器上的布水，均采用噴淋的方式，由水泵通過管道將冷卻水輸送到換熱單元上方，經(jīng)過噴淋頭將水噴淋到換熱單元表面，噴淋過程形成的飛沫隨空氣帶出，形成飄水。且由于噴淋難以實現(xiàn)均勻布水，因而 在換熱單元上的水分布通常是不均勻的，造成換熱效率的下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的蒸發(fā)式換熱器存在換熱效率低、蒸汽流動阻力大以及換熱板上的冷卻水分布不均勻的缺陷，提供一種蒸發(fā)式冷凝器，該蒸發(fā)式冷凝器傳熱效率高，蒸汽流動阻力小，結(jié)構(gòu)緊湊，制造、安裝、維護(hù)方便。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種蒸發(fā)式冷凝器，包括一框架和設(shè)置于所述框架底部的水箱，其特點在于，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：

布水組件，形成有用于供冷卻水流動的第一流道；

換熱組件，包括并列間隔設(shè)置于所述框架中的若干換熱板，每一所述換熱板的頂部均位于所述布水組件中，且每一所述換熱板的外壁面與相接觸的所述布水組件的壁面之間均形成有間隔設(shè)置的若干間隙，每一所述間隙均與所述第一流道連通；

其中，每一所述換熱板均具有供待冷凝蒸汽流動的腔室，任意相鄰兩個所述換熱板之間均形成有一第二流道，每一所述第二流道的頂部與相應(yīng)的所述間隙連通，底部與所述水箱相連通，至少一所述第二流道內(nèi)和/或至少一所述換熱板的腔室內(nèi)設(shè)有支撐組件。

在本方案中，采用內(nèi)部具有腔室的平直的換熱板作為換熱單元，克服了管式換熱單元結(jié)構(gòu)松散，管內(nèi)流動阻力大的缺點，相同體積內(nèi)布置的換熱面積為管式換熱單元的2-3倍，從而提高該蒸發(fā)式冷凝器的換熱效率；同時，也克服了波紋板或凹凸板片水膜分布不均的缺點。

另外，與管內(nèi)蒸汽冷凝相比，換熱板的腔室內(nèi)的流通截面更大，易于汽液分離，且蒸汽在換熱板的腔室內(nèi)為單程流動，因而流動阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管內(nèi)蒸汽流動冷凝的阻力，尤其適用于對蒸汽壓降敏感的場合。

此外，在所述第二流道內(nèi)和/或所述換熱板的腔室內(nèi)設(shè)有支撐組件，其中， 支撐組件起到支撐和擾流作用，從而能夠起到平衡換熱板側(cè)壁的兩側(cè)壓差，從而增強了換熱板的結(jié)構(gòu)強度，且支撐組件具有強化傳熱的作用。

較佳地，所述支撐組件為由若干帶狀扭曲片并列拼接而成的板狀支撐體。

較佳地，位于所述第二流道內(nèi)的所述支撐組件的任意一個所述帶狀扭曲片的寬度均與相對應(yīng)的所述第二流道的寬度相等；和/或，位于所述換熱板的腔室內(nèi)的所述支撐組件的任意一個所述帶狀扭曲片的寬度均與相對應(yīng)的所述換熱板的腔室的寬度相等。

較佳地，每一所述支撐組件中任意兩個相鄰的所述帶狀扭曲片的扭轉(zhuǎn)方向相反。

較佳地，每一所述換熱板的外壁面為平直的平面；

每一所述換熱板的側(cè)壁均為平板，且每一所述換熱板的外壁面均勻分布有若干齒狀凸起；

每一所述齒狀凸起的高度大于0.2mm且小于2mm。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式的換熱板，在換熱板的側(cè)壁面上更易形成均勻鋪展的液膜，且液膜更薄，傳熱阻力更小，從而具有更高的傳熱效率。

另外，在換熱板的外壁面設(shè)置均勻分布的齒狀凸起，且該齒狀凸起為微小的，這樣不僅對冷卻水液膜起到擾流作用，增強了對液膜的擾動，且其尺寸較小，不足以破壞液膜的完整性，從而減小了液膜熱阻，進(jìn)一步提高了液膜傳熱效率。

較佳地，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：

一水槽，設(shè)置于所述框架的頂部并用于盛放冷卻水，所述布水組件的一端設(shè)置于所述水槽上并與所述水槽的內(nèi)腔連通；

水泵，設(shè)置于所述框架中靠近所述水箱的位置處，且所述水泵的一端與所述水箱連通，另一端通過連接管與所述水槽的內(nèi)腔相連通。

較佳地，所述布水組件包括與若干所述換熱板對應(yīng)設(shè)置的若干布水器，且若干所述布水器并列間隔設(shè)置并位于所述水槽的同一高度位置處，每一所述布水器的一端與所述水槽連通；

每一所述換熱板的頂部位于相對應(yīng)的所述布水器內(nèi)，且每一所述換熱板的外壁面與相應(yīng)的所述布水器的內(nèi)壁面之間形成有用于供所述冷卻水流過的若干所述間隙。

在本方案中，采用槽式布水，與噴淋布水相比，最大限度減少了飄水，同時布水均勻，液膜傳熱效率更高。且布水組件為安裝在換熱板頂部的間隙式結(jié)構(gòu)，冷卻水從布水器和換熱板的側(cè)壁之間的間隙直接分布到換熱板的外壁面，使水膜充分鋪展，薄且均勻，從而提高其換熱效率。

較佳地，每一所述布水器包括：

頂板；

兩側(cè)板，分別設(shè)置于所述頂板兩側(cè)；

連接板，設(shè)置于兩所述側(cè)板之間并與所述頂板平行間隔設(shè)置，且所述連接板與兩所述側(cè)板、頂板之間圍繞形成有一長條形槽和位于所述長條形槽兩端的兩開口，其中一所述開口與所述水槽連通，另一所述開口處密封有一封裝板；

其中，每一所述換熱板的頂部設(shè)置于相對應(yīng)的所述布水器的兩側(cè)板之間并位于所述連接板的下方，且所述換熱板的外壁面與兩所述側(cè)板之間均形成有若干所述間隙，若干所述長條形槽形成所述第一流道。

較佳地，若干所述間隙為梳齒狀的孔隙或均勻分布的孔道，且所述孔隙或孔道位于所述側(cè)板并延伸至所述連接板，所述孔隙或孔道與所述長條形槽連通并與所述第二流道相連通。

較佳地，所述連接板中與所述換熱板相對設(shè)置的區(qū)域具有一缺口，每一所述布水器與相對應(yīng)的所述換熱板之間均設(shè)有梳齒形的填料薄片，所述填料薄片形成有長條形凹槽；

所述換熱板的頂部卡設(shè)于所述長條形凹槽內(nèi)，且所述布水器的兩側(cè)板與所述填料薄片的兩側(cè)壁之間分別形成有所述間隙，所述填料薄片的頂部位于所述缺口與所述換熱板的頂面之間。

較佳地，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：

蒸汽接頭，設(shè)置于若干所述換熱板的頂部的一端，并用于將待冷凝蒸汽通入若干所述換熱板的腔室內(nèi)；

積液槽，設(shè)置于若干所述換熱板的底部的一端，并用于收集所述換熱板的腔室內(nèi)的所述待冷凝蒸汽經(jīng)冷凝得到的冷凝液，所述積液槽上設(shè)有一抽氣口，且所述積液槽的一端設(shè)有一排液口；

其中，所述水箱的頂部的至少一側(cè)壁中設(shè)置有通風(fēng)窗，所述水箱上設(shè)置有一補水口，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：

填料層，設(shè)置于所述框架并位于所述通風(fēng)窗與所述換熱板之間；

軸流風(fēng)機，設(shè)置于所述框架的頂部并位于所述布水組件的上方，且所述軸流風(fēng)機用于將從通風(fēng)窗進(jìn)入水箱內(nèi)的空氣經(jīng)所述填料層、換熱組件和布水組件抽出。

較佳地，所述布水組件包括布水本體，所述布水本體中形成有環(huán)形流道和并列間隔設(shè)置的若干卡槽，每一所述換熱板的頂部卡設(shè)于所述卡槽內(nèi)，且每一所述卡槽的周壁的底部開設(shè)有與所述環(huán)形流道連通的梳齒狀通道，所述梳齒狀通道還與相對應(yīng)的所述第二通道連通；

所述布水本體的一端通過一連接管與一水泵相連接，所述水泵設(shè)置于所述框架中靠近所述水箱的位置處并與水箱相連接；

其中，所述水箱的頂部的一側(cè)壁設(shè)有一下進(jìn)風(fēng)口和設(shè)置于所述下進(jìn)風(fēng)口內(nèi)的通風(fēng)窗，所述框架中還設(shè)有一位于所述下進(jìn)風(fēng)口與所述換熱組件之間的填料層，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：

兩上進(jìn)風(fēng)口，分別設(shè)置于所述框架的頂部中相對的兩側(cè)壁，且兩所述上進(jìn)風(fēng)口分別與所述第二流道相連通；

通風(fēng)管道，設(shè)置于所述框架，且所述通風(fēng)管道的一端連接于所述填料層；

軸流風(fēng)機，設(shè)置于所述通風(fēng)管道上，并用于將從上進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入換熱組件內(nèi)以及從下進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入水箱內(nèi)的空氣抽出。

在本方案中，采用槽式布水，與噴淋布水相比，最大限度減少了飄水，同時布水均勻，液膜傳熱效率更高。

另外，布水本體的一端通過一連接管與一水泵相連接，冷卻水進(jìn)入環(huán)繞在換熱板周壁周邊的環(huán)形流道，流道貼近換熱板周壁下方開有梳齒狀通道，以使冷卻水均勻流出，分布到換熱板的外壁面上。

此外，在靠近換熱組件上端兩側(cè)的框架上，裝有上進(jìn)風(fēng)口，在軸流風(fēng)機的驅(qū)動下，空氣吸入換熱組件的第二流道內(nèi)，與換熱板外壁面的水膜同向向下流動，與此同時，下進(jìn)風(fēng)口空氣經(jīng)由裝填在換熱組件下方的填料層，由下向上流動，在此與冷卻水逆向流動，發(fā)生熱量和質(zhì)量交換后，與上進(jìn)風(fēng)口來的空氣匯合，由軸流風(fēng)機排出。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

(1)采用內(nèi)部具有腔室的平直的換熱板作為換熱單元，克服了管式換熱單元結(jié)構(gòu)松散，管內(nèi)流動阻力大的缺點，相同體積內(nèi)布置的換熱面積為管式換熱單元的2-3倍，從而提高該蒸發(fā)式冷凝器的換熱效率；同時，也克服了波紋板或凹凸板片水膜分布不均的缺點。

(2)與管內(nèi)蒸汽冷凝相比，換熱板的腔室內(nèi)的流通截面更大，易于汽液分離，且蒸汽在換熱板的腔室內(nèi)為單程流動，因而流動阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管內(nèi)蒸汽流動冷凝的阻力，尤其適用于對蒸汽壓降敏感的場合。

(3)每一所述換熱板的外壁面為平直的平面。在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式的換熱板，在換熱板的側(cè)壁面上更易形成均勻鋪展的液膜，且液膜更薄，傳熱阻力更小，從而具有更高的傳熱效率。

(4)在換熱板的外壁面設(shè)置均勻分布的齒狀凸起，且該齒狀凸起為微小的，這樣不僅對冷卻水液膜起到擾流作用，大冷卻水液膜的湍流程度，增強了對液膜的擾動，且其尺寸較小，不足以破壞液膜的完整性，從而減小了液膜熱阻，進(jìn)一步提高了液膜傳熱效率。

(5)采用槽式布水，與噴淋布水相比，最大限度減少了飄水，同時布水均勻，液膜傳熱效率更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的蒸發(fā)式冷凝器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中換熱組件與布水組件部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中布水組件部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例1的蒸發(fā)式冷凝器中的支撐組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例1的蒸發(fā)式冷凝器中布水器與相對應(yīng)的換熱板部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例1的蒸發(fā)式冷凝器中齒狀凸起部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明實施例2的蒸發(fā)式冷凝器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7中換熱組件與布水組件部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖7中布水組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

軸流風(fēng)機：1

水槽：2

布水組件：3 布水器：31 頂板：311

側(cè)板：312 連接板：313 封裝板：314

填料薄片：4

換熱組件：5 換熱板：51 齒狀凸起：52

支撐組件：6 帶狀扭曲片：61

蒸汽接頭：7 蒸汽入口：71

積液槽：8 排液口：9 抽氣口：10

填料層：11 通風(fēng)窗：12 水箱：13

補水口：14 水泵：15 框架：16

連接管：17

軸流風(fēng)機：1′

布水組件：3′ 布水本體：31′ 卡槽：32′

梳齒狀通道：33′

換熱組件：5′ 換熱板：51′

蒸汽接頭：7′ 蒸汽入口：71′

積液槽：8′ 排液口：9′ 抽氣口：10′

填料層：11′ 通風(fēng)窗：12′ 水箱：13′

水泵：15′ 框架：16′ 連接管：17′

下進(jìn)風(fēng)口：18′ 上進(jìn)風(fēng)口：19′ 通風(fēng)管道：20′

具體實施方式

下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

實施例1

圖1示出了一種蒸發(fā)式冷凝器，其為換熱板的外壁面空氣和水逆流流動的結(jié)構(gòu)型式。蒸發(fā)式冷凝器周邊除風(fēng)口位置外，應(yīng)為封閉的。為展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故將四周板壁不畫出。

所述蒸發(fā)式冷凝器包括一框架16、設(shè)置于所述框架16的底部的水箱13、水槽2、水泵15、布水組件3和換熱組件5。布水組件3形成有用于供冷卻水流動的第一流道(圖中未示出)。所述水箱13上設(shè)置有一補水口14。補水口14用于補充蒸發(fā)的水分。在本實施例中，水槽2為高位水槽，且其為布水器提供水源并接受水泵15供水。

其中，水槽2設(shè)置于所述框架16的頂部并用于盛放冷卻水，所述布水組件3的一端設(shè)置于所述水槽2上并與所述水槽2的內(nèi)腔連通；水泵15設(shè) 置于所述框架16中靠近所述水箱13的位置處，且所述水泵15的一端與所述水箱13連通，另一端通過連接管17與所述水槽2的內(nèi)腔相連通。

請結(jié)合圖2予以理解，換熱組件5包括并列間隔設(shè)置于框架16中的若干換熱板51。每一所述換熱板51的頂部均位于所述布水組件3中，且每一所述換熱板51的外壁面與相接觸的所述布水組件3的壁面之間均形成有間隔設(shè)置的若干間隙(圖中未示出)，若干所述間隙均與布水組件3的第一流道連通。在本實施例中，換熱組件5安裝在軸流風(fēng)機的正下方。且換熱板為金屬薄板圍成的扁平板腔體。

同時，每一所述換熱板51均具有供待冷凝蒸汽流動的腔室，任意相鄰兩個所述換熱板之間均形成有一第二流道，每一所述第二流道的頂部與相應(yīng)的所述間隙連通，所述第二流道的底部與所述水箱相連通。在實際的使用過程中，若干換熱板的尺寸相同，且任意相鄰兩個換熱板的間距相等，同時，相鄰兩個換熱板的間距與第二流道的寬度相等時，換熱效果最佳。當(dāng)然，這并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍起到限定作用。換熱板的腔室為工藝流體流道，第二流道為冷卻水和空氣流道。

在實際的使用過程中，由金屬板材折板并焊接為扁平的具有腔室的換熱板，每個換熱板為一個換熱單元，換熱板的腔室內(nèi)為工藝流體流道，兩端分別開口形成工藝流體的入口和出口。一組并聯(lián)的換熱板形成換熱組件，換熱組件豎直放置，冷卻水貼壁面流下，形成均勻鋪展的水膜，空氣在風(fēng)機的驅(qū)動下在冷卻水表面流動，其流動方向與水流方向可以是逆流、并流或錯流。換熱板的腔室內(nèi)熱的工藝蒸汽流體遇到冷的板壁發(fā)生冷凝，形成冷凝液向下流動到出口，并匯集到積液槽，積液槽連接排液口進(jìn)入下游工序。換熱板的腔室內(nèi)流通截面遠(yuǎn)大于管道內(nèi)流通截面，易于汽液分離，同時腔室內(nèi)流體為單程流動，而換熱管內(nèi)通常為多程流動，因而腔室內(nèi)流動阻力遠(yuǎn)小于管道內(nèi)的流動阻力。

在本實施例中，采用內(nèi)部具有腔室的平直的換熱板51作為換熱單元，克服了管式換熱單元結(jié)構(gòu)松散，單位體積的換熱面積小，管內(nèi)流通截面小， 管內(nèi)流動阻力大的缺點，相同體積內(nèi)布置的換熱面積為管式換熱單元的2-3倍，從而提高該蒸發(fā)式冷凝器的換熱效率；同時，也克服了波紋板或凹凸板片水膜分布不均的缺點。

另外，與管內(nèi)蒸汽冷凝相比，換熱板的腔室內(nèi)的流通截面更大，易于汽液分離，且蒸汽在換熱板的腔室內(nèi)為單程流動，因而流動阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管內(nèi)蒸汽流動冷凝的阻力，尤其適用于對蒸汽壓降敏感的場合。

請結(jié)合圖5-6予以理解，每一所述換熱板的外壁面為平直的平面。這樣使得在換熱板的側(cè)壁面上更易形成均勻鋪展的液膜，且液膜更薄，傳熱阻力更小，從而具有更高的傳熱效率。

其中，每一所述換熱板的側(cè)壁均為平板，且該平板的表面為光滑的。每一所述換熱板的外壁面均勻分布有若干齒狀凸起52。在換熱板的外壁面設(shè)置均勻分布的齒狀凸起，且該齒狀凸起為微小的，這樣不僅對冷卻水液膜起到擾流作用，大冷卻水液膜的湍流程度，增強了對液膜的擾動，且其尺寸較小，不足以破壞液膜的完整性，從而減小了液膜熱阻，進(jìn)一步提高了液膜傳熱效率。

優(yōu)選的，每一所述齒狀凸起52的高度大于0.2mm且小于2mm。使其不足以破壞液膜的完整性。

如圖2所示，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：蒸汽接頭7和積液槽8。其中，蒸汽接頭7設(shè)置于若干所述換熱板51的頂部的一端，并用于將待冷凝蒸汽通入若干所述換熱板的腔室內(nèi)。在本實施例中，蒸汽接頭7具有一蒸汽入口71和分別與若干所述換熱板的腔室相連通的若干蒸汽出口(圖中未示出)。若干所述蒸汽出口的尺寸相同且均勻分布。蒸汽入口為一矩形接口。

同時，積液槽8設(shè)置于若干所述換熱板51的底部的一端，并用于收集所述換熱板的腔室內(nèi)的所述待冷凝蒸汽經(jīng)冷凝得到的冷凝液。所述積液槽8上設(shè)有一抽氣口10，且所述積液槽的一端設(shè)有一排液口9。

另外，請結(jié)合圖3予以理解，所述布水組件3包括與若干所述換熱板51對應(yīng)設(shè)置的若干布水器31。且若干所述布水器31并列間隔設(shè)置并位于所述 水槽2的同一高度位置處，每一所述布水器31的一端與所述水槽2連通。在實際的使用過程中，若干布水器的尺寸相同，且任意相鄰兩個布水器的間距相等時，布水更加均勻。當(dāng)然，在其他實施例中也可以采用其他類型的結(jié)構(gòu)，這并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍起到限定作用。

其中，每一所述換熱板51的頂部位于相對應(yīng)的所述布水器31內(nèi)，且每一所述換熱板51的外壁面與相應(yīng)的所述布水器31的內(nèi)壁面之間形成有用于供所述冷卻水流過的若干所述間隙。

在本實施例中，采用槽式布水，與噴淋布水相比，最大限度減少了飄水，同時布水均勻，液膜傳熱效率更高，板腔內(nèi)蒸汽流動阻力小，尤其適用于對流動阻力敏感，如乏汽冷凝器、精餾塔塔頂冷凝器等場合。且布水組件為安裝在換熱板頂部的間隙式結(jié)構(gòu)，冷卻水從布水器和換熱板的側(cè)壁之間的間隙直接分布到換熱板的外壁面，使水膜充分鋪展，薄且均勻，從而提高其換熱效率。

更具體地，如圖5所示，每一所述布水器31包括：頂板311、分別設(shè)置于所述頂板311兩側(cè)的兩側(cè)板312和連接板313。連接板313設(shè)置于兩所述側(cè)板之間并與所述頂板311平行間隔設(shè)置，且所述連接板313與兩所述側(cè)板312、頂板311之間圍繞形成有一長條形槽(圖中未示出)和位于所述長條形槽兩端的兩開口(圖中未示出)。其中一所述開口與所述水槽連通，另一所述開口處密封有一封裝板314。

其中，每一所述換熱板51的頂部設(shè)置于相對應(yīng)的所述布水器31的兩側(cè)板312之間并位于所述連接板313的下方，且所述換熱板51的外壁面與兩所述側(cè)板312之間均形成有若干所述間隙，若干所述長條形槽形成所述第一流道。

在本實施例中，所述連接板313中與所述換熱板51相對設(shè)置的區(qū)域具有一缺口(圖中未示出)，每一所述布水器31與相對應(yīng)的所述換熱板51之間均設(shè)有梳齒形的填料薄片4，所述填料薄片4形成有長條形凹槽。所述換熱板51的頂部卡設(shè)于所述長條形凹槽內(nèi)，且所述布水器31的兩側(cè)板312與 所述填料薄片4的兩側(cè)壁之間分別形成有所述間隙，所述填料薄片的頂部位于所述缺口與所述換熱板的頂面之間。其中，所述填料薄片的形狀如圖4所示。

在布水器換熱板之間裝有梳齒形的填料薄片用以形成均勻的細(xì)小流道，使水流在換熱板的外壁面均勻鋪展。同時，能夠保證布水器與換熱板的側(cè)壁之間間隙均勻。冷卻水從布水器與換熱板側(cè)壁之間的間隙流出，并在換熱板側(cè)壁外表面上均勻鋪展，在重力的作用下向下流動，布滿整個換熱板側(cè)壁。

在實際的使用過程中，梳齒形的填料薄片為形狀穩(wěn)定并易于裁剪的薄片材料。其厚度在0.2mm-3mm。

當(dāng)然，在其他實施例中，若干所述間隙也可以為梳齒狀的孔隙或均勻分布的孔道，且所述孔隙或孔道位于所述側(cè)板并延伸至所述連接板，所述孔隙或孔道與所述長條形槽連通并與所述第二流道相連通。

如圖1所示，所述水箱13的頂部的至少一側(cè)壁中設(shè)置有通風(fēng)窗12。其中，通風(fēng)窗12為百葉窗，當(dāng)然，也不局限于此。百葉窗的作用是空氣流入的通道，同時防止冷卻水濺出。在本實施例中，優(yōu)選的，所述水箱13的頂部的四個側(cè)壁中設(shè)置有通風(fēng)窗12。

所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：填料層11和軸流風(fēng)機1。填料層11設(shè)置于所述框架16并位于所述通風(fēng)窗12與所述換熱板51之間；軸流風(fēng)機1設(shè)置于所述框架16的頂部并位于所述布水組件3的上方，且所述軸流風(fēng)機1用于將從通風(fēng)窗12進(jìn)入水箱13內(nèi)的空氣經(jīng)所述填料層11、換熱組件5和布水組件3抽出。在本實施例中，軸流風(fēng)機安裝于框架的頂部正中位置處，其為空氣循環(huán)流動提供動力，風(fēng)機下方為水槽和布水組件。

請結(jié)合圖1、4予以理解，至少一所述第二流道內(nèi)和/或至少一所述換熱板51的腔室內(nèi)設(shè)有支撐組件6。不同于目前所采用的具有凹凸結(jié)構(gòu)的換熱板片，支撐組件起到支撐和擾流作用，從而能夠起到平衡換熱板側(cè)壁的兩側(cè)壓差，從而增強了換熱板的結(jié)構(gòu)強度，且支撐組件具有強化傳熱的作用。

在本實施例中，支撐組件6插入換熱板的側(cè)壁中壓力較低的一側(cè)，用于 平衡兩側(cè)壓差，同時起強化傳熱的作用。當(dāng)然，壓力較高的一側(cè)也可插入支撐組件用于強化傳熱。

在實際的使用過程中，當(dāng)?shù)诙鞯纼?nèi)的壓力低于相鄰的所述換熱板的腔室內(nèi)的壓力時，所述第二流道內(nèi)插入支撐組件，而相鄰的所述換熱板的腔室內(nèi)可以插入支撐組件，也可以不插入支撐組件；當(dāng)?shù)诙鞯纼?nèi)的壓力高于相鄰的所述換熱板的腔室內(nèi)的壓力時，所述換熱板的腔室內(nèi)插入支撐組件，而所述第二流道內(nèi)可以插入支撐組件，也可以不插入支撐組件。

其中，所述支撐組件6為由若干帶狀扭曲片61并列拼接而成的板狀支撐體。

另外，位于所述第二流道內(nèi)的所述支撐組件6的任意一個所述帶狀扭曲片61的寬度均與相對應(yīng)的所述第二流道的寬度相等；和/或，位于所述換熱板51的腔室內(nèi)的所述支撐組件6的任意一個所述帶狀扭曲片61的寬度均與相對應(yīng)的所述換熱板51的腔室的寬度相等。

此外，每一所述支撐組件6中任意兩個相鄰的所述帶狀扭曲片61的扭轉(zhuǎn)方向相反。當(dāng)然，在實際的使用過程中，兩個相鄰的所述帶狀扭曲片的扭轉(zhuǎn)方向也可以相同，不過相反時效果更佳。其中，圖3所示為扭轉(zhuǎn)方向相反的帶狀扭曲片拼接成的板狀支撐體。

常見的換熱板為了增強板片強度，采用在板片上沖壓出槽道或凹凸點的方式，這些槽道和凹凸點同時起到支撐和擾流的作用。但凹凸不平的表面不利于表面水膜的均勻分布，在凹陷位置，液膜積累，不易流動，因而在此處熱阻較大，且容易發(fā)生結(jié)垢。為此，本實施例提出了上述結(jié)構(gòu)，并解決了以上問題。

兩個相鄰的所述帶狀扭曲片的扭轉(zhuǎn)方向相反的效果更佳，這是因為相鄰兩帶狀扭曲片的扭轉(zhuǎn)方向相反的支撐組件，其流動阻力小于相鄰兩帶狀扭曲片扭轉(zhuǎn)方向相同的，且在帶狀扭曲片材料和幾何參數(shù)相同的情況下，相鄰兩帶狀扭曲片的扭轉(zhuǎn)方向相反的支撐組件具有更大的承壓能力。

板片承受壓差能力由帶狀扭曲片的材料、厚度和扭轉(zhuǎn)節(jié)距所決定，帶狀 扭曲片材料可以為但不限于碳鋼、不銹鋼、黃銅等，帶狀扭曲片厚度越大，承受壓力能力越強，扭轉(zhuǎn)節(jié)距越小，則支撐點越密集，承受壓力能力越強，但其流動阻力也越大。

在使用過程中，蒸汽接頭使工藝蒸汽均勻分配到換熱組件的每個換熱板的腔室內(nèi)，工藝蒸汽在腔室內(nèi)遇到溫度較低的板壁發(fā)生冷凝，冷凝液流到換熱組件另一端，匯入積液槽，積液槽上連接有排液口，排液口將冷凝液輸送到下游工段。當(dāng)換熱板的腔室內(nèi)工作壓力為負(fù)壓時，積液槽上方安裝有抽氣口，連接到真空泵，用于在開工時建立板腔內(nèi)的真空，并在工作時排出夾帶在蒸汽中的不凝性氣體。

與此同時，沿?fù)Q熱板的外壁面流下的冷卻水膜在流動過程中，與換熱板的腔室內(nèi)的工藝流體發(fā)生熱交換。空氣在軸流風(fēng)機的驅(qū)動下在換熱板間(即第二流道)流動，冷卻水膜蒸發(fā)為水蒸汽進(jìn)入空氣，將熱量隨空氣排出。冷卻水沿?fù)Q熱板壁面流動到底部，脫離換熱板，下落到安裝在換熱板下方的填料層，在填料表面與空氣繼續(xù)發(fā)生熱量和質(zhì)量的交換，空氣由通風(fēng)窗進(jìn)入向上流過填料層，冷卻水進(jìn)一步被冷卻后，下落到下方的水箱。水箱的冷卻水經(jīng)水泵輸送水槽進(jìn)入下一次冷卻循環(huán)。

實施例2

結(jié)合圖7-9予以理解，本實施例的蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)構(gòu)與實施例1的蒸發(fā)式冷凝器的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于，所述布水組件3′包括布水本體，所述布水本體31′中形成有環(huán)形流道(圖中未示出)和并列間隔設(shè)置的若干卡槽32′。每一所述換熱板51′的頂部卡設(shè)于所述卡槽32′內(nèi)，且每一所述卡槽32′的周壁的底部開設(shè)有與所述環(huán)形流道連通的梳齒狀通道33′，所述梳齒狀通道33′還與相對應(yīng)的所述第二通道連通。

同時，所述布水本體31′的一端通過一連接管17′與一水泵15′相連接，所述水泵15′設(shè)置于所述框架16′中靠近所述水箱13′的位置處并與水箱13′相連接。

在本實施例中，布水本體的一端通過一連接管與一水泵相連接，冷卻水 進(jìn)入環(huán)繞在換熱板周壁周邊的環(huán)形流道，流道貼近換熱板周壁下方開有梳齒狀通道，以使冷卻水均勻流出，分布到換熱板的外壁面上。

另外，所述水箱13′的頂部的一側(cè)壁設(shè)有一下進(jìn)風(fēng)口18′和設(shè)置于所述下進(jìn)風(fēng)口18′內(nèi)的通風(fēng)窗12′，所述框架16′中還設(shè)有一位于所述下進(jìn)風(fēng)口18′與所述換熱組件5′之間的填料層11′。在本實施例中，所述通風(fēng)窗12′為百葉窗。

所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：兩上進(jìn)風(fēng)口19′、通風(fēng)管道20′和軸流風(fēng)機1′。其中，兩上進(jìn)風(fēng)口19′分別設(shè)置于所述框架16′的頂部中相對的兩側(cè)壁，且兩所述上進(jìn)風(fēng)口19′分別與所述第二流道相連通。通風(fēng)管道設(shè)置于所述框架，且所述通風(fēng)管道的一端連接于所述填料層。軸流風(fēng)機設(shè)置于所述通風(fēng)管道上，并用于將從上進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入換熱組件內(nèi)以及從下進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入水箱內(nèi)的空氣抽出。

在本實施例中，在靠近換熱組件上端兩側(cè)的框架上，裝有上進(jìn)風(fēng)口，在軸流風(fēng)機的驅(qū)動下，空氣吸入換熱組件的第二流道內(nèi)，與換熱板外壁面的水膜同向向下流動，與此同時，下進(jìn)風(fēng)口空氣經(jīng)由裝填在換熱組件下方的填料層，由下向上流動，在此與冷卻水逆向流動，發(fā)生熱量和質(zhì)量交換后，與上進(jìn)風(fēng)口來的空氣匯合，由軸流風(fēng)機排出。

另外，所述蒸發(fā)式冷凝器還包括：蒸汽接頭7′和積液槽8′。其中，蒸汽接頭7′設(shè)置于若干所述換熱板51′的頂面，并用于將待冷凝蒸汽通入若干所述換熱板的腔室內(nèi)。且換熱板的頂部開口，工藝蒸汽由安裝在換熱板頂部的蒸汽接頭的蒸汽入口71′均勻分配到每個換熱板的腔室內(nèi)。

同時，積液槽8′設(shè)置于若干所述換熱板51′的底部的一端，并用于收集所述換熱板的腔室內(nèi)的所述待冷凝蒸汽經(jīng)冷凝得到的蒸汽。所述積液槽8′上設(shè)有一抽氣口10′，且所述積液槽8′的一端設(shè)有一排液口9′。

效果實施例

以下以一具體案例說明本發(fā)明實施方法及技術(shù)優(yōu)點。

采用本發(fā)明設(shè)計制造的實施例1中蒸發(fā)式冷凝器，及用于對比測試的采 用U型圓管制造的管式蒸發(fā)式冷凝器。其中，表1為應(yīng)用本發(fā)明實施例1的蒸發(fā)式冷凝器與傳統(tǒng)的管蒸發(fā)式冷凝器技術(shù)參數(shù)對比。

表1本發(fā)明實施例1板式蒸發(fā)式冷凝器與傳統(tǒng)管蒸發(fā)式冷凝器技術(shù)參數(shù)對比

由表1可見，測試中采用的工藝蒸汽為壓力低于大氣壓的飽和水蒸汽，控制其下游壓力使排液溫度和壓力基本相同，在相同的操作條件下，應(yīng)用本發(fā)明的板式蒸發(fā)式冷凝器的傳熱系數(shù)較傳統(tǒng)管式蒸發(fā)式冷凝器高約34.5％，在相同的設(shè)備體積內(nèi)，應(yīng)用本發(fā)明的板式蒸發(fā)式冷凝器布置的換熱面積為傳統(tǒng)管式蒸發(fā)式冷凝器的2.33倍，在設(shè)備尺寸相同的條件下，其總傳熱量為傳統(tǒng)管式蒸發(fā)式冷凝器的2.67倍；且應(yīng)用本發(fā)明的板式蒸發(fā)式冷凝器其蒸汽流動阻力僅為管式蒸發(fā)式冷凝器的約六分之一。若在蒸汽流量相同的條件下比較阻力，應(yīng)用本發(fā)明的板式蒸發(fā)式冷凝器的蒸汽流動阻力應(yīng)更小。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。