[实用新型]两级直冷式高效蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制冷设备用的蒸发器，特别是一种具有蒸发气室和螺旋通道相结合结构的两级直冷式高效蒸发器。它主要用于制造可以形成冰淇淋或类似制品的制冷设备。

背景技术

蒸发器是制冷设备中产生冷量和进行热交换的重要部件。制冷设备用于冰淇淋机的直冷式蒸发器有多种结构形式，较为常见的有绕管式、翅片式、T型螺旋式等，在相关文献中已有报导。如中国专利CN2284938Y公开了“一种具有螺旋直冷式结构的制冷蒸发器”，其蒸发器是两层筒状结构，外筒内壁有螺旋槽组成一条工质通道。CN2359636Y公开了“制冷系统用高效蒸发器”，其中搅拌缸筒外周封装内螺纹螺旋外套管，外套管螺纹齿的齿顶与搅拌缸筒外周壁密闭组成一条工质通道。CN2490513Y公开了“以型材绕制成螺旋通道的制冷蒸发器”，其在内、外套筒之间螺旋缠绕一条成型材料，由螺旋成型材料之间的间隙组成一条工质通道。CN2503428Y公开了“直冷式高效制冷蒸发器”，其中外套内壁或搅拌筒外壁轴向均布相互连通的U型槽组成一条工质通道。上述专利的共同技术特征均是在蒸发器外套的轴向整体长度上和内缸筒之间都设置了结构相同的一条工质通道，其工作原理是使被压缩的制冷剂沿其通道均匀由强渐弱的进行一次性蒸发。其中绕管式蒸发器由于制冷剂通过铜管通道吸收缸筒传出的热量，热交换环节较多，且热交换面积不足，所以制冷速度缓慢、效率低下；而翅片管蒸发器需要将翅片焊接在缸筒外壁上，制冷剂通过其螺旋通道内运行吸收缸筒传出的热量，其虽然传热性能好，但制造工艺复杂、成本高，生产效率低。T型螺旋式蒸发器，是在搅拌缸筒外周封装内螺纹螺旋外套管，形成螺旋形制冷剂通道，虽然在一定程度上改善了制冷效果，但因工质通道的制作需要满足严格的密封技术要求，故其只能通过切削加工来保持装配精度，因此，工质通道的长度越长，加工就越困难，生产成本就越高，不适合批量生产。综上所述，现有蒸发器无论采用何种几何形状的工质通道，制冷剂都是由强渐弱的一次性蒸发，并且其通道隔壁都占用一定的担负热交换职能的冷冻缸筒表面面积和工质通道的有效空间，损失一定的制冷量。由于蒸发器的前面部分连接着制成品的出口，恰是制成品的出口处需要更大的冷量，所以受结构限制未能充分合理地分配有效制冷量，降低了制冷效果。因此，如何在确定的结构中选择其有效蒸发空间就成为科技人员所考虑的最佳热交换效果的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种两级直冷式高效蒸发器，它从根本上解决了现有技术存在的制造工艺复杂、能量未能合理利用的问题，其结构分布合理，使制冷剂分两次蒸发，将制冷量按需分配，不仅降低了加工难度和制造成本，更适合批量生产，而且显著提高制冷效果，比传统的绕管式蒸发器提高5～7倍，与翅片型及螺旋式蒸发器相比，更加合理地利用制冷剂的有限可交换能量。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括带有前连接板和置有进料管的后端盖的搅拌筒及组装筒外并与之构成制冷剂通道的蒸发器外套，其技术要点是：所述制冷剂通道的制冷剂入口端为一空腔通道，制冷剂出口端为一螺旋通道，该螺旋通道由所述蒸发器外套内壁或搅拌筒外壁上设置的截面为开口的螺旋槽与搅拌筒外壁或蒸发器外套内壁密闭而成。

所述空腔通道轴向长度小于或等于制冷剂通道轴向长度的二分之一。

由于本实用新型蒸发器的制冷剂通道的制冷剂入口端为一空腔通道，是一个没有螺旋通道的蒸发气室空间，所以气室空间能给予被压缩的制冷剂以最大化的蒸发空间，将大部分的冷量集中交换于蒸发器的制成品出口端，而该端恰好是需要更大的冷量之处，因此可获得最佳热交换效果。制冷剂出口端为一螺旋通道，制冷剂在一个较大蒸发空间内进行第一级蒸发后，便沿该螺旋通道，进行均匀由强渐弱的第二级蒸发，满足了制冷剂的状态改变过程所必须的路径和时间。由于大部分的冷量集中交换于蒸发器的制成品出口端，在蒸发器进料口端的冷冻搅拌筒内的物料温度将是越往后端越高，所以能使所剩的少量液态制冷剂，在蒸发器后端相对应的搅拌筒内温差较大的物料快速吸热作用下，加速全部转变为气态。制冷剂的充分蒸发，使压缩机不易发生液击现象，因此该装置结构分布合理，使制冷剂分两级蒸发，将制冷量按需分配，从根本上解决了现有技术存在的制造工艺复杂、能量未能合理利用的问题。其以空间通道取代螺旋通道，大大缩短了工质通过的螺旋通道长度，不仅降低了加工难度和制造成本，更适合批量生产，而且显著提高制冷效果，比传统的绕管式蒸发器提高5～7倍，与翅片型及螺旋式蒸发器相比，更加合理地利用制冷剂的有限可交换能量。

附图说明