具有用于排放液相的收集通道的换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种换热器(1)，其用于在第一介质(F1)与第二介质(F2)之间间接交换热量，所述换热器包括壳体(2)，所述壳体具有用于接收所述第一介质(F1)的液相(L1)的壳空间(3)；以及至少一个板式换热器(4)，所述板式换热器被布置在所述壳空间(3)中，用于接收所述第一介质和第二介质(F1，F2)，当如所意图操作时，所述板式换热器(4)被所述第一介质(F1)的液相(L1)围绕。根据本发明专利技术，提供位于所述壳空间(3)中的收集通道(5)以便将所述第一介质(F1)的液相(L1)的一部分排出所述壳空间(3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种如例如在“The standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturer's association(ALPEMA)”，第三版，2010年，第67页的图9-1中所示的换热器。所述换热器具有壳体(casing)(“壳”)，所述壳体围绕壳空间；以及布置在所述壳空间中的至少一个板式换热器(“芯”)。换热器的这种实施方案还被称为“壳中芯”型或“壳中块”型换热器。在这种换热器的情况下，在换热器的操作中形成围绕板式换热器的浴并且在板式换热器中(沿垂直方向)从底部上升至顶部(即所谓的热虹吸管效应)的第一介质能够特别地与第二介质(例如，待液化的气相或待冷却的液相)进行间接传热，这优选地在板式换热器中产生与第一介质的逆流或横流。由此产生的第一介质的气相被收集在板式换热器上方的壳空间中，并且可以从那里排出。此外，第一介质的液相的至少一部分可以经由分配的出口连接管排出所述壳空间。在板式换热器的上端，离开的液相连同正在产生的气相优选地被引回至围绕至少一个板式换热器的浴中。在上述类型的换热器中，第一介质的液体的全量通常通过至少一个入口连接管被引入至壳空间中。所述液体的一部分在垂直方向上向下流动，然后从下方进入至少一个板式换热器中，并且在所述板式换热器处部分蒸发。另一部分，即，将要排出壳空间的第一介质的液相(这优选地呈现来自壳中芯型换热器的与过程相关的、受控的且尽可能连续的流体排出形式，并且出于排空所述壳空间的目的优选地不是来自所述换热器的液体排放)在主要水平的方向上流动至用于第一介质的液相的出口连接管。此横流的最大体积流率由此在用于第一介质的液相的出口连接管的区域中发生。取决于液体通过至少一个入口连接管引入壳空间中的位置以及存在于所述壳空间中的水力条件，水平和垂直流动可能对彼此都具有负面影响。此外，相对高的流速可以特别地在用于第一介质的液相的出口连接管附近的夹点处发生；这些可能对壳中芯型换热器的操作具有负面影响。此外，在将第一介质的液相排出壳空间过程中，应确保没有涡流产生且没有气泡携带在液流中。此外，相对高的流速(特别是局部流速)应避免，否则存在形成气泡的风险。为此，通常要求不允许配件能够影响在用于第一介质的液相的出口连接管的区域中的流动，并且还要求不要将液体引入壳空间的这一区域中。这导致需要更长的壳体长度，这将因此导致更高的成本和更大的重量。为了确保壳空间中的最小液位(liquid level)，在US5651270A中提出应在所述壳空间内布置堰(weir)。所述堰将壳空间分成换热区域和排出区域。这种解决方案也导致需要更长的壳体长度，其因此导致更高的成本和更大的重量。此外，作为安装其他阻力构件(例如堰)的结果，流动在水平方向上在一定程度上受到严重干扰。为了克服上述类型的每种这样的构件，需要超压，所述超压通过在所述构件前面的升高的液位产生。这具有以下后果：构件之间的区域具有不同的液位，这可能对壳中芯型换热器的操作有负面影响。因为为了克服所关心构件所需的超压是体积流率的函数，所述影响升高。因此在此适用的是，体积流率越高，超压必须更高。从这一基础开始，本专利技术的根本任务是提供在引言中所提及类型的改进的换热器。这一问题通过具有权利要求1的特征的换热器来解决。布置在壳空间中的收集通道因此出于将第一介质的液相的至少一部分排出所述壳空间的目的而提供；其具有限定收集通道的内部区域的壁，所述壁以纵向延伸的方式沿水平延伸方向在壳空间中延伸。根据本专利技术的一种配置，也可在壳空间中提供数个板式换热器；这些板式换热器可例如并联或串联操作。这类类型的板式换热器通常具有彼此平行布置的多个板或片，所述板和片形成用于参与传热过程的介质的多个传热通路。板式换热器的实施方案的优选形式具有多个波纹或折叠的片(所谓的翅片)，所述翅片在每种情况下布置在所述板式换热器的两个平行分离板或片之间，其中所述板式换热器的两个最外层由盖板形成。以此方式形成多个平行通道，即传热通路，通过所述通道，介质可以在每对分离板之间流动，或在分离板与盖板之间流动，在每种情况下凭借布置在它们之间的翅片。因此，传热可以在相邻传热通路中流动的介质之间发生，其中分配给第一介质的传热通路被指定为第一传热通路，分配给第二介质的传热通路相应地被指定为第二传热通路。出于封闭各自传热通路的目的，在侧面，优选地在每对相邻的分离板之间或者在盖板与相邻的分离板之间提供封闭条带(所谓的侧杆)。第一传热通路沿垂直方向向上和向下打开，尤其未通过封闭条带封闭，以使第一介质的液相可以从底部进入第一传热通路中，并且可以在板式换热器的顶部从第一传热通路以液相或气相离开。盖板、分离板、翅片和侧杆优选地以铝制造，并且例如在炉中铜焊在一起。经由具有连接管的适当集管(header)，介质例如像第二介质可被引入分配的传热通路中或可从后者排出。换热器的壳体可具体地具有(圆形)圆柱形的外周(peripheral)壁，所述外周壁在如所意图布置的换热器的情况下优选地对准，使得所述壁或壳体的纵轴线(圆柱形轴线)沿水平延伸。在端面上，壳体优选具有彼此相对定位且与外周壁连接的壁，所述壁横向于水平、即横向于纵轴线延伸。对于连接通道，优选地将其布置在壳空间的下部区域中(参考如所打算布置的换热器)，例如布置在壳体面向内部区域的内表面上。连接通道优选地布置在壳体、尤其壳体的外周壁与至少一个板式换热器之间。此外，优选地将连接通道沿垂直方向布置在至少一个板式换热器的下方。此外，板式换热器可以沿水平方向、也沿板式换热器的边布置。由此，连接通道优选地沿垂直方向布置在壳空间中的第一介质的液相的表面下方，使得第一介质的液相可以使用所述连接通道相应地排出所述壳空间。参考换热器的操作模式，如已在引言中提出的，优选地将至少一个板式换热器设计用于冷却和/或至少部分地液化第二介质的目的，所述第二介质与引入相邻的第一传热通路的第一介质相反而被引入第二换热器通路，以使第一介质的气相形成，其中设计壳空间以便收集所述气相。此外，对于至少一个板式换热器，优选地将其设计成使得在换热器的操作期间，第一介质在所述至少一个板式换热器中升高，即在为此目的提供的至少一个板式换热器的第一和/或第二传热通路中升高，其中尤其出于以与第一介质逆流或横流将第二介质引导通过第二传热通路的目的而设计所述至少一个板式换热器。出于排放第一介质的液相的目的，就流体流动而言收集通道优选地与出口连接管连接，所述出口连接管尤其被布置在壳体的下表面上，使得第一介质的液相可经由所述出口连接管从收集通道排出。就流体流动而言，收集通道也可与数个、例如两个或三个出口连接管连接，所述出口连接管优选地在收集通道的长度上以分散的方式布置。在本专利技术的实施方案的一种形式中，进一步规定收集通道沿平行于壳体的纵向轴线(圆柱形轴线)而对准的延伸方向、即沿水平方向延伸，由此，优选地横向于延伸方向(纵向轴线)，收集通道具有例如管状(尤其圆形)或者例如有角的、尤其矩形的横截面。收集通道优选地沿延伸方向在换热器长度的至少60％、70％、80％或90％上延伸，优选地沿延伸方向在换热器的壳空间的整个长度上延伸。此外，收集通道优选地具有围绕所述收集通道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器(1)，其用于第一介质(F1)与第二介质(F2)之间的间接换热，所述换热器具有：‑壳体(2)，其具有用于接收所述第一介质(F1)的液相(L1)的壳空间(3)，以及‑至少一个板式换热器(4)，其具有用于接收所述第一介质(F1)的第一传热通路，连同用于接收所述第二介质(F2)的第二传热通路，使得热量可以在所述两种介质(F1，F2)之间间接地交换，其中所述板式换热器(4)布置在所述壳空间(3)中，使得它可以被位于壳空间(3)中的第一介质(F1)的液相(L1)所围绕，以及‑收集通道(5)，其布置在所述壳空间(3)中，用于将所述第一介质(F1)的液相(L1)排出所述壳空间(3)，其特征在于，所述收集通道(5)具有壁(W)，所述壁限定所述收集通道(5)的内部区域(I)，并且所述壁(W)以在纵向方向上延伸的方式沿水平延伸方向(7)在所述壳空间(3)中延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.05 EP 13005656.71.一种换热器(1)，其用于第一介质(F1)与第二介质(F2)之间的间接换热，所述换热器具有：-壳体(2)，其具有用于接收所述第一介质(F1)的液相(L1)的壳空间(3)，以及-至少一个板式换热器(4)，其具有用于接收所述第一介质(F1)的第一传热通路，连同用于接收所述第二介质(F2)的第二传热通路，使得热量可以在所述两种介质(F1，F2)之间间接地交换，其中所述板式换热器(4)布置在所述壳空间(3)中，使得它可以被位于壳空间(3)中的第一介质(F1)的液相(L1)所围绕，以及-收集通道(5)，其布置在所述壳空间(3)中，用于将所述第一介质(F1)的液相(L1)排出所述壳空间(3)，其特征在于，所述收集通道(5)具有壁(W)，所述壁限定所述收集通道(5)的内部区域(I)，并且所述壁(W)以在纵向方向上延伸的方式沿水平延伸方向(7)在所述壳空间(3)中延伸。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于所述收集通道(5)布置在所述壳空间(3)的下部区域(33)中。3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于所述收集通道(5)布置在至少一个板式换热器(4)的下方或邻近至少一个板式换热器(4)，尤其在所述壳体(2)与至少一个板式换热器(4)之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的换热器，其特征在于所述壳空间(3)、尤其壳空间(3)的上部区域(34)设计用于收集第一介质(F1)的气相(G1)，所述气相特别地是在两种介质(F1，F2)之间的间接换热过程中产生。5.根据前述权利要求中任一项所述的换热器，其特征在于至少一个板式换热器(4)设计成使得在换热器(1)的操作中，所述第一介质(F1)在所述至少一个板式换热器(4)中上升，其中尤其所述至少一个板式换热器(4)被设计以便以相对于所述第一介质(F1)逆流或横流地导引所述第二介质(F2)通过至少一个板式换热器(4)。6.根据前述权利要求中任一项所述的换热器，其特征在于数个板式换热器(4)被布置在所述壳空间(3)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的换热器，其特征在于所述收集通道(5)、尤其收集通道(5)的内部区域(I)与在所述壳体(2)上提供的出口连接管(6)连接，使得所述第一介质(F1)的液相(L1)可经由所述出口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·凯泽，S·布伦纳，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE