專利名稱：具有芯管和環(huán)形槽的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的主題的熱交換器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
此類熱交換器是為了在至少一種在管束中穿過的第一介質(zhì)和一種在外殼空間中穿過的(氣/液)兩相混合物之間進行間接熱交換而設(shè)立和設(shè)置的，其中該管束具有圍繞芯管的多個管道，和其中外殼空間由包圍管束的外殼定義。此外，設(shè)置液體分布器，其具有在外殼空間內(nèi)將所述液體分布在管束上用的分布器臂，其中為了向該分布器臂供應(yīng)液體，該分布器臂通過下行管與沿著外殼圓周環(huán)繞的環(huán)形槽以導(dǎo)流的方式連接。從DE 10 2004 040 974 Al已知這種熱交換器。
在外殼側(cè)為了使待分布的液體脫氣和靜止，液體分布系統(tǒng)可以進一步以如下方式設(shè)計，使得氣/液兩相混合物例如，在一個預(yù)分布系統(tǒng)中靜止和脫氣，預(yù)分布系統(tǒng)主要具有一個環(huán)形槽和在第二級具有收集槽。接著，通過下降管使脫氣后的液體擁擠以產(chǎn)生壓力并引入主分布系統(tǒng)本身。該液體從下降管引入分布器臂，液體由此通孔灑在處于其下的管束上。然而，由于液體在該下降管中的下落可能將氣泡帶進液體。在該下降管中下落速度是如此之高，以致封閉的氣泡不能逆著流而上升。因此，它們被進一步帶入分布器臂，而且這時液體分布可能對能束(Energiebuendel)產(chǎn)生負面的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，在將液體在外殼空間上分布方面進一步改善前述類型的熱交換器。該問題是通過具有權(quán)利要求I的特征的熱交換器系統(tǒng)解決的。據(jù)此，為了對容納在分布器臂中的待分布的液體進行脫氣，芯管與分布器臂以導(dǎo)流(str6mungsleitend)的方式連接。換而言之，特別是之前通過芯管向下引導(dǎo)液體，該芯管現(xiàn)在起脫氣煙囪(Entgasungskamin)的作用或者作為脫氣煙囪形成。因此，一方面避開之前的系統(tǒng)的兩級特性(見上文)，因為在根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中液體從環(huán)形槽經(jīng)過下行管直接流入所屬的分布器臂中，其中額外地產(chǎn)生了對容納在環(huán)形槽中的液體進行脫氣的有效可能性，即通過作為用靜止的液體填充的脫氣裝置的芯管。通過根據(jù)本發(fā)明將液體流引入環(huán)形槽，尤其是可以實現(xiàn)明顯更長的停留時間并因此減小了該液體的下降速度。此外，通過允許從一個分布器臂輸送液體至另一個分布器臂，即為了將液體均勻分布在管束上，分布器臂優(yōu)選通過芯管以導(dǎo)流的方式彼此連接，甚至尤其是通過狹縫狀的通孔通往芯管，根據(jù)本發(fā)明該芯管優(yōu)選具有抑制在分布器臂之間的可能的錯誤分布的功倉泛。在一個根據(jù)規(guī)定(bestimmungsgem^)設(shè)定的狀態(tài)下，該芯管優(yōu)選沿著垂直線
延伸，其中該芯管優(yōu)選沿著優(yōu)選基本上呈中空圓柱形的外殼的縱向軸(圓柱體軸)延伸，甚至特別是與外殼以同軸方式設(shè)置。所述狹縫狀的通孔優(yōu)選同樣沿著垂直線在芯管上延伸。因此，容納在分布器臂中的待分布的液體可以通過芯管進行脫氣，在芯管中優(yōu)選設(shè)置脫氣煙 (或者脫氣煙 僅由該芯管形成)，其中該脫氣煙 或分布器煙 與各個分布器臂以導(dǎo)流的方式連接，甚至特別是通過所述狹縫狀的通孔。為了促進液體在分布器臂中脫氣，基于該熱交換器根據(jù)規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，分布器臂優(yōu)選具有用于向上加以限定的頂部，其向著分布器臂的各個底部(孔底)傾斜延伸，待分布的液體通過該底部灑在設(shè)置于其下方的管束上，該頂部甚至沿著朝向芯管的方向升高，各個分布器臂由芯管(在外殼的徑向上)下降。因此，被帶入分布器臂中的氣泡容易在分布器臂的向內(nèi)升高的頂部以朝向芯管/脫氣煙囪的向內(nèi)方向移動，于是任選經(jīng)過芯管或容納在其中的脫氣煙囪逸出。為了將液體引入環(huán)形槽中，液體分布器優(yōu)選具有沿著芯管延伸的用于容納待分布的液體的布料盒(Prallkasten),該布料盒(基于該熱交換器根據(jù)規(guī)定設(shè)定的狀態(tài))向下在側(cè)面通入環(huán)形槽內(nèi)。在此，該布料盒優(yōu)選具有沿著芯管延伸的擋板(Prallwand)，為了將 液體引入布料盒中該擋板在外殼的徑向上與液體分布器的入口相對地設(shè)置，從而使通過所述入口引入布料盒中的液體流在擋板上，然后向下下落。在此，流入的液體撞擊在液體表面上。現(xiàn)在氣體和液體具有充足的時間在環(huán)形槽內(nèi)分離，并且可能被向下夾帶的氣泡可以逆著液體流動而上升。此外，該布料盒向上優(yōu)選以封閉的方式形成。為此，該布料盒可以具有頂部，該頂部從該擋板向外殼延伸，其可以在背離芯管的一側(cè)限定該布料盒。該擋板優(yōu)選可以向下以自由的末端區(qū)域伸入環(huán)形槽中，從而可以使擋板處的液體流入環(huán)形槽內(nèi)，其中擋板的該自由的末端區(qū)域尤其是以與環(huán)形槽的環(huán)繞的面向芯管的內(nèi)壁彼此隔開的方式設(shè)置。該布料盒還可以向下延伸，于是氣體和液體僅于側(cè)面向下流動。于是，液體在環(huán)形槽內(nèi)落在底部的兩側(cè)。因此，帶入布料盒中的氣泡可以容易地排出，該布料盒優(yōu)選在擋板的兩側(cè)具有開放側(cè)。因此，根據(jù)本發(fā)明的液體分布器結(jié)果形成單級系統(tǒng)，其中該液體分布器特別是以如下方式設(shè)計，該液體在熱交換器根據(jù)規(guī)定運行時在環(huán)形槽內(nèi)具有確定的裝料高度。這對于經(jīng)保證的部分負載情況應(yīng)當通常已經(jīng)是有效的。通過改善液體分布，可以最優(yōu)地利用熱交換器的加熱面。這一概念同樣可以用于浮動天然氣液化裝置，因為該環(huán)形空間或環(huán)形槽可以簡單的方式分成區(qū)段，從而防止該系統(tǒng)溢出或振蕩，換而言之，該環(huán)形槽優(yōu)選以如下方式分成區(qū)段，位于環(huán)形槽中的液體在環(huán)形槽的空間位置(Raumlage)改變時通過將環(huán)形槽分成區(qū)段而靜止。這些區(qū)段優(yōu)選各自通過兩個彼此相對的從環(huán)形槽的底部突出的壁形成，其中該液體優(yōu)選可以從某個液位起從一個區(qū)段到達圍繞的區(qū)段(通過各個壁的溢流)。此外，存在的熱交換器可以設(shè)置有可調(diào)節(jié)的液體分布器。為此，該環(huán)形槽可以分成區(qū)段，于是這些區(qū)段向不同的分布器臂供料。在分布器臂的底部中形成的通孔的不同實施方案或者分布中，液體通過該通孔灑在處于其下方的管束上，于是可以針對性地影響管束的特定扇區(qū)上的液體給料量。在此，各個區(qū)段的給料優(yōu)選針對每個區(qū)段以可以單獨調(diào)節(jié)的方式形成(例如借助于相應(yīng)的屬于各個區(qū)段的閥門)。
下面依照附圖通過附圖描述實施例闡述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。


圖I所示為具有液體分布器的熱交換器的部分剖面示意圖；及圖2所示為根據(jù)圖I的液體分布器的環(huán)形槽的部分剖開的示意性俯視圖。
具體實施例方式圖I連同圖2 —起顯示根據(jù)本發(fā)明的熱交換器I。熱交換器I具有承受壓力的、特別是中空圓柱形的外殼20，外殼沿著縱向軸(圓柱體軸)延伸，基于熱交換器I根據(jù)規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，縱向軸平行于垂直線Z。外殼20限定外殼空間200,在外殼空間中設(shè)置有至少一個限定管空間的管束10，該管束由多個管道形成，這些管道(在多個位置上)圍繞芯管100纏繞，其縱向軸與外殼20的縱向軸重合。該管空間用于容納第一介質(zhì)，第一介質(zhì)與在外殼空間200中引導(dǎo)的液體F進行間接熱交換。 在管束10的上方設(shè)置有液體分布器30，形成該液體分布器是為了將該液體F分布在垂直于垂直線Z的外殼空間200的截面上或者供應(yīng)至管束10上。為了能夠向液體分布器30供應(yīng)液體F，在外殼20上設(shè)置入口 510 (例如是設(shè)置在外殼20上的接管Stutzen的形式)，該入口接入布料盒50中，布料盒在外殼空間200中沿著垂直線Z延伸。布料盒50向外通過由外殼20形成的外壁504限定，其中相對地設(shè)置布料盒50的擋板500，相對于入口 510設(shè)置該擋板，使得從入口 510流入布料盒50中的液體F撞擊在擋板500上并向下流入布料盒50中，其中該布料盒向下接入環(huán)形槽400中，在環(huán)形槽中以如下方式收集液體F，液體F在熱交換器I根據(jù)規(guī)定運行時位于環(huán)形槽400 (液面F'高于分布器臂300，見下文)中。液體F由此可以有利地靜止和脫氣。該布料盒50向上通過頂部502限定，但是擋板500的兩側(cè)優(yōu)選具有開放側(cè)503，由液體F夾帶的氣泡G可以通過該開放側(cè)從液體分布器30向上逸出。此外，該擋板500可以具有自由的末端區(qū)域501 (或者下面可以具有底板)，末端區(qū)域伸入環(huán)形槽400中并與其內(nèi)壁402 (見下文)沿著徑向R彼此隔開。因此，液體F總是可以在擋板500處流向環(huán)形槽400中。該環(huán)形槽400本身沿著外殼20的圓周在垂直于外殼20的縱向軸取向的平面內(nèi)環(huán)繞，其中環(huán)形槽400的環(huán)繞的外壁401由外殼20形成，其與環(huán)形槽400的環(huán)繞的內(nèi)壁402相對地設(shè)置。環(huán)形槽400的外壁和內(nèi)壁401，402經(jīng)過環(huán)形槽400的環(huán)繞的底部403彼此連接，該底部向下限定該環(huán)形槽400。環(huán)形槽400就其而言經(jīng)過沿著垂直線Z延伸的多個下行管340與多個分布器臂300連接，分布器臂從芯管100出發(fā)在外殼20的徑向R上向外朝向外殼20延伸，其中分布器臂300尤其是可以形成蛋糕塊狀(扇形)。因此，可以從環(huán)形槽400向分布器臂300供應(yīng)液體F。在分布器臂300之間特別是可以形成空隙(通過區(qū)域)，管束10的管道可以通過該空隙沿著垂直線Z穿過。分布器臂300向下各自通過底部301限定，其中該底部(孔底)301各自具有多個通孔，位于分布器臂300中的液體F可以通過這些通孔灑在管束10上，從而液體F可以與在管空間中引導(dǎo)的介質(zhì)進行間接熱交換。此外，分布器臂300各自經(jīng)過優(yōu)選為狹縫狀的通孔310與在芯管100中同軸設(shè)置的脫氣煙囪110連接，脫氣煙囪具有環(huán)繞的級，從而脫氣煙囪分段地具有小于芯管100的相應(yīng)內(nèi)徑的外徑。帶入分布器臂300中的氣泡經(jīng)過該脫氣煙囪110向上(經(jīng)過芯管100)逸出。為了促進脫氣，該分布器臂300各自具有頂部320，該頂部朝向芯管100上升，即朝向各自的底部301相應(yīng)地傾斜，氣泡可以沿著該頂部在脫氣煙囪110中上升。因此，根據(jù)本發(fā)明，芯管100不是發(fā)揮分布器臂300的入口的作用，而是發(fā)揮脫氣煙囪或分布器煙囪的作用。附圖標記I 熱交換器400 環(huán)形槽10 管束401 外壁20 外殼402 內(nèi)壁30 液體分布器 403 底部50 布料盒500 擋板100 芯管501 自由的末端區(qū)域110 脫氣煙囪502 頂部200 外殼空間504 外壁300 分布器臂510 入口301 底部F 液體310 通孔F' 液面320 頂部R 徑向340 下行管Z 垂直線權(quán)利要求
1.熱交換器，其具有 -管束(10)，其具有多個圍繞芯管(100)纏繞的管道， -包圍管束(10)的外殼(20)，其限定圍繞管束(10)的外殼空間(200)，及 -液體分布器(30)，其具有用于在外殼空間(200)中將液體(F)分布在管束(10)上的分布器臂(300)，其中為了向分布器臂(300)供應(yīng)液體(F)，分布器臂(300)經(jīng)過下行管(340)與沿著外殼(20)的圓周環(huán)繞的環(huán)形槽(400)以導(dǎo)流的方式連接，其特征在于， 為了對容納在分布器臂(300)中的待分布的液體(F)進行脫氣，芯管(100)與分布器臂(300)以導(dǎo)流的方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的熱交換器，其特征在于，為了將液體(F)均勻分布在管束(10)上，分布器臂(300)經(jīng)過芯管(100)彼此以導(dǎo)流的方式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的熱交換器，其特征在于，分布器臂(300)經(jīng)過狹縫狀的通孔(310)與芯管(100)連接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，在芯管(100)中設(shè)置有脫氣煙囪(110)，該脫氣煙囪為了對容納在分布器臂(300)中的待分布的液體(F)進行脫氣而與分布器臂(300)以導(dǎo)流的方式連接，其中分布器臂(300)特別是經(jīng)過狹縫狀的通孔(310)與脫氣煙囪(110)連接。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，基于熱交換器(I)根據(jù)規(guī)定設(shè)定的狀態(tài)，分布器臂(300)向上各自通過朝向芯管(100)上升的頂部(320)限定。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，分布器臂(300)各自在外殼(20)的徑向(R)上垂直于芯管(100)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，為了將液體引入環(huán)形槽(400)中，液體分布器(30)具有用于容納待分布的液體(F)的布料盒(50)，該布料盒向下接入環(huán)形槽(400)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的熱交換器，其特征在于，布料盒(50)具有沿著芯管(100)延伸的擋板(500)，為了將液體(F)引入布料盒(50)中該擋板與液體分布器(30)的入口(510)相對地設(shè)置，從而使經(jīng)過入口(510)引入布料盒(50)中的液體(F)撞擊在擋板(500)上，并向下流入布料盒(50)中，其中特別是布料盒(50)向上以封閉的方式形成，其中特別是該擋板(500)向下以自由的末端區(qū)域(501)伸入環(huán)形槽(400)中或者帶有底板，及其中該自由的末端區(qū)域(501)尤其是以與環(huán)形槽(400)的環(huán)繞的面向芯管(100)的內(nèi)壁(402)彼此隔開的方式設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的熱交換器，其特征在于，為了排出被液體(F)夾帶的氣體(G)，布料盒(50)在擋板(500)兩側(cè)具有彼此相對的開放側(cè)(503)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，液體分布器(30)以如下方式設(shè)計，液體(F)在熱交換器(I)根據(jù)規(guī)定運行時在環(huán)形槽(400)中具有確定的裝料高度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換器，其特征在于，環(huán)形槽(400)尤其是以如下方式分成區(qū)段，位于環(huán)形槽(400)中的液體(F)在環(huán)形槽(400)的空間位置改變時通過分成區(qū)段而靜止，其中特別是該環(huán)形槽(400)的區(qū)段各自通過兩個從環(huán)形槽(400)的底部(403)突出的壁形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的熱交換器，其特征在于，環(huán)形槽(400)的第一區(qū)段向第一分布器臂供應(yīng)待分布的液體(F)，而環(huán)形槽(400)的第二區(qū)段向不同于第一分布器臂的第二分布器臂供應(yīng)待分布的液體(F)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的熱交換器，其特征在于，第一分布器臂和第二分布器臂各自具有多個通孔，待分布的液體(F)通過這些通孔供應(yīng)至管束(10)上，其中第一分布器臂的至少一個通孔的截面積在大小上不同于第二分布器臂的通孔的截面積，和/或這兩個分布器臂的通孔沿著分布器臂以不同的方式分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換器，其具有管束(10)，其具有多個圍繞芯管(100)纏繞的管道，包圍管束(10)的外殼(20)，其限定圍繞管束(10)的外殼空間(200)，及液體分布器(30)，其具有用于在外殼空間(200)中將液體(F)分布在管束(10)上的分布器臂(300)，其中為了向分布器臂(300)供應(yīng)液體(F)，分布器臂(300)經(jīng)過下行管(340)與沿著外殼(20)的圓周環(huán)繞的環(huán)形槽(400)以導(dǎo)流的方式連接。根據(jù)本發(fā)明，為了對容納在分布器臂(300)中的待分布的液體(F)進行脫氣，芯管(100)與分布器臂(300)以導(dǎo)流的方式連接。
文檔編號F28F25/02GK102735075SQ20121011486
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者C·克貝爾, J·施普雷曼, L·馬塔莫羅, M·施泰因鮑爾 申請人:林德股份公司