水流量測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】一種冷卻器系統(tǒng)，包括用于蒸發(fā)制冷劑的蒸發(fā)器和與蒸發(fā)器流體連通的水管。水管構(gòu)造成允許水以一流率穿過并使水循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器以與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑交換熱量。冷卻器系統(tǒng)包括水管內(nèi)的流量限制管，流量限制管構(gòu)造成允許水以相對(duì)于流率降低的流率流過流量限制管。冷卻器系統(tǒng)還包括測(cè)量探頭，該測(cè)量探頭穿過水管和流量限制管的壁并包括小于流率的流率精確范圍。測(cè)量探頭構(gòu)造成測(cè)量流量限制管內(nèi)降低的流率，其中降低的流率在精確范圍內(nèi)。
【專利說明】水流量測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體流率測(cè)量裝置，且更具體地涉及用于冷卻器系統(tǒng)內(nèi)水管的流體流率測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]流體流率測(cè)量裝置通常包括測(cè)量水管內(nèi)流體流量的測(cè)量探頭。流體流率測(cè)量裝置用于測(cè)量水管中的實(shí)際流體流量。
[0003]在冷卻器系統(tǒng)中，足夠量的水流量通過蒸發(fā)器對(duì)于抑制水在蒸發(fā)器中凍結(jié)是很重要的。諸如泵故障、水管堵塞或水管內(nèi)水的部分凍結(jié)的外部因素會(huì)將水流率降低到不足以防止蒸發(fā)器內(nèi)水凍結(jié)的速率。為了確保冷凍器在水流量不足以防止凍結(jié)時(shí)不繼續(xù)運(yùn)行，冷卻器系統(tǒng)使用來自測(cè)量探頭的輸入監(jiān)測(cè)水流率并將測(cè)得的流率與水流量觸發(fā)點(diǎn)進(jìn)行比較。當(dāng)測(cè)得的流率為水流量觸發(fā)點(diǎn)或低于該水流量觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，將冷卻器系統(tǒng)關(guān)閉以防止水凍結(jié)。在重啟冷卻器系統(tǒng)之前需要維修人員來解決低水流量問題。
[0004]在某些情況下，由于湍流或具有高度可變性的水流量傳感器，致使高于預(yù)期水流量觸發(fā)點(diǎn)的水流量測(cè)量值的不精確的水流量測(cè)量值可能使得冷卻器系統(tǒng)不必要地關(guān)機(jī)。這稱為“擾亂跳閘(nuisance trip)”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種冷卻器系統(tǒng)。冷卻器系統(tǒng)包括用于蒸發(fā)制冷劑的蒸發(fā)器。冷卻器系統(tǒng)還包括與蒸發(fā)器流體連通的水管。水管構(gòu)造成允許水以一水流率穿過并使水循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器以與蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑交換熱量。冷卻器系統(tǒng)包括水管內(nèi)的流量限制管，流量限制管構(gòu)造成允許水以相對(duì)于水流率降低的流率流過流量限制管。此外，流量限制管減少紊流，這可降低局部流動(dòng)變化并改進(jìn)流量測(cè)量精度。冷卻器系統(tǒng)還包括測(cè)量探頭，該測(cè)量探頭穿過水管的壁和流量限制管的壁并包括小于水流率的流率精確范圍。測(cè)量探頭構(gòu)造成測(cè)量流量限制管內(nèi)降低的流率，其中降低的流率在精確范圍內(nèi)。
[0006]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種測(cè)量冷卻器系統(tǒng)內(nèi)流量的方法。該方法涉及使蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)。使水以一水流率穿過水管。使水循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)在水與制冷劑之間交換熱量。提供測(cè)量探頭，測(cè)量探頭包括小于水流率的流率精確范圍。使水以精度范圍內(nèi)的降低流率穿過水管內(nèi)的流量限制管。使測(cè)量探頭穿過水管和流量限制管的壁。用測(cè)量探頭測(cè)量流量限制管內(nèi)降低的流率。
[0007]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于測(cè)量穿過管的流體流量的流體流率測(cè)量裝置。該流體流率測(cè)量裝置包括管，該管構(gòu)造成允許流體以一流體流率穿過。流量限制管定位在管內(nèi)并構(gòu)造成允許流體以相對(duì)于流體流率降低的流率流過流量限制管。測(cè)量探頭穿過管和流量限制管的壁，并包括小于流體流率的流率精確范圍。測(cè)量探頭構(gòu)造成測(cè)量流量限制管內(nèi)降低的流率，其中降低的流率在精確范圍內(nèi)。
[0008]通過考慮詳細(xì)說明書和附圖，本發(fā)明的其它各方面將會(huì)變得明顯?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1是冷卻器系統(tǒng)的局部側(cè)剖視圖。
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流體流量測(cè)量裝置的立體圖。
[0011]圖3是圖2的流體流量測(cè)量裝置的側(cè)視圖。
[0012]圖4是圖2的流體流量測(cè)量裝置的端視圖。
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的流體流量測(cè)量裝置的一部分的立體圖。
[0014]圖6是圖5的流體流量測(cè)量裝置的側(cè)視圖。
[0015]圖7是圖5的流體流量測(cè)量裝置的端視圖。
[0016]圖8是圖5的流體流量測(cè)量裝置的流量限制管的放大圖。
[0017]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任意實(shí)施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明的應(yīng)用不限于以下說明書中闡述或附圖中示出的結(jié)構(gòu)和部件布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能具有其它實(shí)施例并且能以各種方式實(shí)踐和實(shí)施。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1示出冷卻器系統(tǒng)10。所示冷卻器系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)15，壓縮機(jī)15接收制冷劑蒸氣并將壓縮蒸氣排放到冷凝器20。冷凝器20接收壓縮蒸氣并將冷凝的制冷劑排放到計(jì)量裝置(未示出)。計(jì)量裝置在高壓下接收冷凝的制冷劑并以低壓和較低溫度將制冷劑排出到蒸發(fā)器25。蒸發(fā)器25接收較低溫度制冷劑、與水以熱交換關(guān)系連通，該水以每秒約100至200厘米的流率在水管30內(nèi)流動(dòng)。在水與蒸發(fā)器25之間熱交換之后，蒸發(fā)器25將制冷劑蒸氣排出到壓縮機(jī)15。
[0019]所示實(shí)施例中的水管30是將水輸送到蒸發(fā)器25的水管。在其它實(shí)施例中，水管30還可以是在與蒸發(fā)器25內(nèi)的制冷劑熱交換之后將水輸送離開蒸發(fā)器25的水管。在又一些其它實(shí)施例中，水管可以是水回路中與蒸發(fā)器25循環(huán)水的任何管段。在所示實(shí)施例中，水管30具有4英寸的內(nèi)徑。在其它實(shí)施例中，水管30可具有2英寸、3英寸的直徑或最多10英寸的其它尺寸。水管30使水以每秒100至200厘米之間的流率循環(huán)通過水管。在其它實(shí)施例中，可使用較高流率。參照?qǐng)D2-4，水管30包括定位在水管30內(nèi)的流量限制管35，使得限制管35的縱向軸線平行于水管30的縱向軸線。流量限制管35是I英寸40號(hào)水管，具有1.315英寸的外徑和1.049英寸、或約I英寸的內(nèi)徑。在其它各實(shí)施例中，流量限制管35可包括其它直徑尺寸。這樣，對(duì)于某些實(shí)施例，流量限制管35的內(nèi)徑與水管30的內(nèi)徑的直徑比小于0.50。在其它實(shí)施例中，該比值小于0.25。流量限制管35允許水以相對(duì)于水流率減小的流率流過。較佳地，減小的水流率低于每秒80厘米，并且在某些實(shí)施例中在每秒15至60厘米之間。在與內(nèi)徑為2至4英寸的水管一起使用的流量限制管的某些實(shí)施例中，限制管35的長(zhǎng)度約5至8英寸之間長(zhǎng)。
[0020]測(cè)量探頭40穿過水管30連接到流量限制管35，使得測(cè)量探頭的遠(yuǎn)端暴露于通過限制管35內(nèi)部的水流。在所示實(shí)施例中，測(cè)量探頭40是精度范圍在每秒15至60厘米精度范圍的熱分散流量傳感器。換言之，測(cè)量探頭額定為在該范圍內(nèi)精確測(cè)量流率。測(cè)量探頭40包含加熱器并基于測(cè)量探頭40的冷卻速率確定流率。美國(guó)專利第4，987，749號(hào)中描述了類似類型的測(cè)量探頭，其全部?jī)?nèi)容以參見的方式納入本文。[0021]限制管35相對(duì)于流動(dòng)通過水管30的水降低了穿過限制管35的水的流率，從而使測(cè)量探頭40更精確地測(cè)量流率并由此更精確地確定在不足水流的情況下冷卻器系統(tǒng)10何時(shí)需要停機(jī)。通過得知水管30內(nèi)對(duì)應(yīng)于防止蒸發(fā)器25內(nèi)冷凍水的水觸發(fā)點(diǎn)的水流率的值以及水管30和限制管35的幾何形狀，對(duì)于穿過限制管35的水流可計(jì)算用于水觸發(fā)點(diǎn)的相應(yīng)流率值。例如，如果用于穿過水管30的水的水觸發(fā)點(diǎn)為每秒100厘米，則用于限制管35的相應(yīng)水觸發(fā)點(diǎn)約為每秒40厘米左右。將限制管35內(nèi)測(cè)得的水觸發(fā)點(diǎn)有目的地降低以提供更精確的測(cè)量，因?yàn)榕c水管30的水觸發(fā)點(diǎn)相比其良好地在測(cè)量探頭40的精度范圍內(nèi)。
[0022]操作時(shí)，壓縮機(jī)15接收制冷劑蒸氣、壓縮蒸氣并將壓縮蒸氣排出到冷凝器20。冷凝器20接收蒸氣且穿過冷凝器20的冷卻空氣吸收熱量使蒸氣冷凝。計(jì)量裝置(未示出)在高壓下接收冷凝制冷劑并以低壓和較低溫度將制冷劑排出到蒸發(fā)器25。蒸發(fā)器25接收低溫制冷劑，該低溫制冷劑從水管30內(nèi)流動(dòng)的水吸收熱量，并然后將制冷劑蒸氣排放到壓縮機(jī)15以重復(fù)上述過程。
[0023]流量限制管35允許水以減小的流率流過測(cè)量探頭40。測(cè)量探頭40測(cè)量該減小的流率、確定水的流率、并向IFM Efector SI流量開關(guān)42或包括水流量觸發(fā)點(diǎn)的類似電子流量傳感開關(guān)輸出信號(hào)。當(dāng)測(cè)得的流率為水流量觸發(fā)點(diǎn)或低于該水流量觸發(fā)點(diǎn)時(shí)，將冷卻器系統(tǒng)關(guān)閉以防止循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器的水凍結(jié)。
[0024]圖5-8示出根據(jù)另一實(shí)施例的包括流量限制管235的水管230。流量限制管235包括類似于圖1-4的流量限制管35的特征，且因此同樣的部件已給予相同的附圖標(biāo)記加200，流量限制管35與235之間僅有的區(qū)別將在下文詳細(xì)討論。
[0025]流量限制管235包括接納測(cè)量探頭240的孔245。流量限制管235還包括連接到窄部分255的錐形部分250。窄部分255的內(nèi)徑小于寬部分260的內(nèi)徑，寬部分260包括大致恒定的內(nèi)徑。窄部分255的內(nèi)徑小于寬部分260內(nèi)徑的80%。錐形部分250和窄部分255可定位在測(cè)量探頭240的上游或下游。或者，可使用孔口(未示出)來將水流率降低到降低的水流率。該孔口可定位在測(cè)量探頭240的上游或下游。
[0026]操作時(shí)，水管230內(nèi)的水流通過錐形部分250和窄部分255至少部分地降低到降低的水流率。
[0027]在以下權(quán)利要求書中闡述本發(fā)明的各特征和優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻器系統(tǒng)，包括: 蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器用于蒸發(fā)制冷劑； 水管，所述水管與所述蒸發(fā)器流體連通，所述水管構(gòu)造成允許水以一水流率穿過并使水循環(huán)經(jīng)過所述蒸發(fā)器以與所述蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑交換熱量； 水管內(nèi)的流量限制管，流量限制管構(gòu)造成允許水以相對(duì)于所述水流率降低的流率流過所述流量限制管；以及 測(cè)量探頭，所述測(cè)量探頭穿過所述水管和所述流量限制管的壁并包括小于所述水流率的流率精確范圍，所述測(cè)量探頭構(gòu)造成測(cè)量所述流量限制管內(nèi)降低的流率，其中所述降低的流率在所述精確范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量探頭是熱分散流量傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述流量限制管的直徑與所述水管的直徑的比值小于0.50。
4.如權(quán)利要求3所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述流量限制管的直徑與所述水管的直徑的比值小于0.25。
5.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述水流率超過每秒100厘米，且所述降低的流率小于每秒80厘米。
6.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述精確范圍低于每秒80厘米。
7.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述精確范圍在每秒15至60厘米之間。`
8.如權(quán)利要求1所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述流量限制管包括具有大致恒定直徑的第一部分和具有比所述恒定直徑小的減小直徑的第二部分。
9.如權(quán)利要求8所述的冷卻器系統(tǒng)，其特征在于，所述減小直徑部分在所述測(cè)量探頭的上游。
10.一種測(cè)量冷卻器系統(tǒng)內(nèi)流量的方法，所述方法包括: 使蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)； 使水以一水流率穿過水管； 使水循環(huán)經(jīng)過所述蒸發(fā)器； 在所述蒸發(fā)器內(nèi)在所述水與所述制冷劑之間交換熱量； 提供包括小于所述水流率的流率精確范圍的測(cè)量探頭； 使所述水以所述精度范圍內(nèi)的降低流率穿過所述水管內(nèi)的流量限制管； 使所述測(cè)量探頭穿過所述水管和所述流量限制管的壁；以及 用所述測(cè)量探頭測(cè)量所述流量限制管內(nèi)降低的流率。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，提供包括小于所述水流率的流率精確范圍的測(cè)量探頭包括提供熱擴(kuò)散流量傳感器，所述熱擴(kuò)散流量傳感器具有每秒15至60厘米之間的精度范圍。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，使水以一水流率穿過水管包括使水以至少每秒100厘米的水流率穿過所述水管。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將所述限制管內(nèi)的所述水流率降低到小于每秒80厘米的降低流率。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，通過使水穿過所述限制管的第一部分來降低所述限制管內(nèi)的所述水流率，所述限制管的第一部分具有相對(duì)于所述限制管的具有大致恒定直徑的第二部分減小的直徑。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，用所述測(cè)量探頭測(cè)量所述流量限制管內(nèi)降低的流率發(fā)生在水已經(jīng)穿過所述限制管的第一部分之后。
16.一種用于穿過管的流體流量的流體流率測(cè)量裝置，所述流體流率測(cè)量裝置包括: 管，所述管構(gòu)造成允許流體以一流體流率穿過； 流量限制管，所述流量限制管在所述管內(nèi)構(gòu)造成允許所述流體以相對(duì)于所述流體流率降低的流率流過所述流量限制管；以及 測(cè)量探頭，所述測(cè)量探頭穿過所述管的壁和所述流量限制管的壁并包括小于所述流體流率的流率精確范圍，所述測(cè)量探頭構(gòu)造成測(cè)量所述流量限制管內(nèi)降低的流率，其中所述降低的流率在所述精確范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的流體流率測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)量探頭是熱分散流量傳感器。
18.如權(quán)利要求16所述的流體流率測(cè)量裝置，其特征在于，所述流量限制管的直徑與所述水管的直徑的比值小于0.50。
19.如權(quán)利要求18所述的流體流率測(cè)量裝置，其特征在于，所述流量限制管的直徑與所述水管的直徑的比值小于0.25。
20.如權(quán)利要求16所述 的流體流率測(cè)量裝置，其特征在于，所述精確范圍在每秒15至60厘米之間。
【文檔編號(hào)】G01F1/56GK103534540SQ201280022198
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月14日
【發(fā)明者】G·R·蘭格, W·B·?？怂? 申請(qǐng)人:特靈國(guó)際有限公司