CN104251630A - 具有芯管添料的缠绕式传热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有芯管添料的缠绕式传热器，其具有：沿着纵轴线延伸的外壳，其包围传热器的外壳腔；布置在外壳腔中的管束，其具有多个管，其螺旋式地围绕沿纵轴线延伸的芯管缠绕；和布置在外壳腔中的、用于接收和使气液混合物脱气的至少一个预分配容器，其构造用于将在至少一个预分配容器中经脱气的液体供料给分配器件，其中，分配器件构造用于对管束加载以液体。根据本发明设置，外壳在传热器的头部上具有与纵轴线对准的入口，尤其是入口接管形式的入口，其与芯管处于流体连接中，并且，所述芯管具有通到至少一个预分配容器中的至少一个侧面开口，从而所述气液混合物能够通过入口、芯管和芯管的至少一个侧面开口添入到至少一个预分配容器中。

Description

具有芯管添料的缠绕式传热器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的传热器。
背景技术
这种传热器具有：沿着纵轴线延伸的外壳，其包围传热器的外壳腔；以及布置在外壳腔中的管束，其具有多个管，所述管围绕沿纵轴线延伸的芯管缠绕(所谓的缠绕式传热器)；以及还具有布置在外壳腔中的、用于接收和使气液混合物脱气的至少一个预分配容器，其构造用于以在至少一个预分配容器中经脱气的液体供料给分配器件，其中，分配器件构造用于对管束加载以液体。在此，在具有降膜蒸发的缠绕式传热器中，使外壳腔中的、从上方施加到管束上的液体在向下的、向着外壳腔的池槽方向的路径上完全地蒸发。
例如由DE102004040974A1已知一种开头所述类型的传热器。
因为作为两相混合物的、待分配的液体被施加到外壳腔中，则必须在外壳腔中提供用于有效地分离这两相的面。这大多可以通过高的气体体积流触发地导致必需将外壳直径不期望地扩大或者导致设备的加高。
发明内容
因此，由此出发，本发明的任务在于，提出一种传热器，其中，能够省去前述的扩大或加高。
该任务通过具有权利要求1特征的传热器来实现。
据此设置，外壳在传热器的头部上具有与纵轴线对准的入口，尤其是入口接管形式的入口，其与芯管处于流体连接中，并且，所述芯管具有通到至少一个预分配容器中的至少一个侧面开口，从而所述气液混合物能够通过入口、芯管和芯管的那至少一个侧面开口添入到所述至少一个预分配容器中。
换句话说，即，根据本发明，两相的流在外壳侧从上方中央添入到芯管中，其中，外壳侧的输入流经过芯管供入给设备并且然后从侧面流到用于分离气体和液体的预分配容器或预分配箱中，其中，此时也能够为此有利地使用芯管的内面或内腔。基于被这种方式提供的、增加的、用于使待分配的液体脱气的有效面积，能够有利地省去传热器的扩大和/或加高。
根据本发明的一优选构型设置，所述芯管以端部区段固定在管板上，该管板设置在外壳的头部上，尤其垂直于纵轴线延伸，其中，优选地，所述外壳在传热器的头部的区域中从管板的环绕的边缘区域出发，该边缘区域优选地与外壳焊接。
此外优选地设置，所述入口接管以端部区段在管板的背离芯管的一侧上固定在管板上，尤其与该管板焊接。
根据本发明的一优选实施方式，所述芯管具有沿着纵轴线延伸的圆柱形的壁，所述至少一个开口布置在该壁中。
优选地，所述至少一个预分配容器在芯管的径向方向上从那个壁出发并且在此有利地延伸直到所述外壳的与该壁或芯管对置的内侧处。由此，至少一个预分配容器的侧壁优选地由芯管的壁构成，其中，在那个壁中或芯管的壁的相应区域中设置配属于预分配容器的至少一个开口，气液混合物通过所述开口到达预分配容器中。所述至少一个预分配容器优选地构造成蛋糕块状的。
根据本发明的一构型设置多个预分配容器，所述预分配容器分别垂直于所述纵轴线从芯管的壁出发并且优选地如前面所述地构成。在相邻的(优选地分别构造为蛋糕块状的)预分配容器之间优选各存在一个缝隙，从预分配容器逸出的气体可以通过该缝隙在外壳腔中向下流动。此外，尤其管束的管穿过这些缝隙在预分配器旁边向上被引到传热器的头部中。在此，管束的管在传热器的上端部或者说头部上尤其组合成管辫，该管辫穿过预分配容器之间的缝隙并且优选地固定在管板中。
至少一个或者说多个预分配容器各具有一个上边缘，分别处于各预分配容器中的、待脱气的气液混合物的气体(或气相)能够越过该上边缘在外壳腔中向下流动，其中，各预分配容器的上边缘布置在芯管的通到各预分配容器中的侧面开口的上边缘的上方。
也就是说，气体和液体在所述至少一个预分配容器中分离，其中，液体通过从至少一个预分配容器的底出发的至少一个排流管流到处于预分配容器之下的分配器件(也称为主分配器)中。气体向上流经布置在至少一个预分配容器中的、用于均匀化的孔板并且然后继续越过至少一个预分配容器的所述及的上边缘向下流动。当还有其他的液滴处于气体流中时，这些液滴向下落到各孔板上并且液体从该处又经由从孔板出发并优选与对应的预分配容器的底上的至少一个排流管对准的至少一个排流管向下被引导到对应的预分配容器中并且从该处通过对应的预分配容器的底上的至少一个排流管引导到分配器件处。
此外，根据本发明的一优选构型设置，芯管向下地在所述至少一个开口的下方或者说在现有的开口的下方通过一底封闭，由此，气液混合物不会经由芯管向下流出。优选地，那个底沿着纵轴线布置在现有的预分配容器的底的高度上。
最后，根据本发明的另一有利构型设置，至少一个布置在外壳腔中的预分配容器或者说多个预分配容器布置在传热器的头部中。
附图说明
本发明的其他细节和优点应该根据附图通过实施例的以下附图说明来阐明。
附图示出：
图1示出根据本发明的传热器的局部半部的、示意性的剖面图；以及
图2示出根据图1的传热器的预分配器的俯视图。
具体实施方式
图1结合图2示出根据本发明的传热器1，其具有承受压力的、区段式空心圆柱体形的外壳20，该外壳从传热器1的或者说外壳20的头部2出发沿着纵轴线或者说圆柱体轴线L向下延伸，该纵轴线(就传热器1的常规布置的状态而言)平行于竖直线延伸。
外壳20包围传热器1的外壳腔M，管束R布置在该外壳腔中，该管束由多个管70构成，所述管多层地螺旋式缠绕芯管10，该芯管与外壳20同轴心地布置在外壳腔M中并且该芯管的纵轴线与外壳20的纵轴线L重合。管束R用于接收流体的介质，所述流体的介质应该与在外壳腔M中待引导的液体F发生间接的热交换，该液体被从上方施加到管束R上。
为此，在管束R的上方布置有分配器件60，该分配器件构造用于将那液体F分配到外壳腔M的垂直于纵轴线L或者说竖直线延伸的横截面上或者施加到管束R上。
在此，从一个或多个预分配容器50中将液体F供料给分配器件60，该液体由对两相的气液混合物F的脱气和稳定而产生，该脱气和稳定在一个或多个预分配容器50中进行。
在此，气液混合物在外壳20或者说传热器1的头部2上被引导到与纵轴线L或者说芯管10对准的、通到传热器1中的入口接管30中，其中，入口接管30从设置在头部2上的管板40突起并且以端部区段31固定在该处。管板40通过其环绕的边缘区域41与外壳20连接。在管板40的背离入口接管30的一侧上、即在外壳腔M中，芯管10的壁W以端部区段11固定在管板40上并且由此相对于外壳20固定。在此，芯管10或者说芯管10的被壁W包围的内腔I(通过管板40中的相应开口)与入口接管30处于流体连接中，从而被导入到入口接管30中的气液混合物F到达芯管10中或者说该芯管的内腔I中并且在该处向下流动。在此，气液混合物F接触到芯管10的加工到内腔I中的垂直于纵轴线L延伸的封闭部或底12上并且经由芯管10的壁W的侧面开口100被引导到所述及的预分配容器50中。
预分配容器50分别从芯管的壁W出发垂直于纵轴线L、即在芯管10的径向方向上延伸到传热器1的外壳20的相对置的内侧20a处。在此，根据图2，预分配容器50在垂直于纵轴线L延伸的横截平面中构造成蛋糕块形、即扇形的，其中，在每两个相邻的预分配容器50之间设置有一个在外壳20的径向方向上延伸的缝隙104，管束R的各个管70沿着纵轴线穿过该缝隙在预分配容器50旁经过地向上被引导到传热器1的头部2中。在此，每多个管70在这些管70的端部上组合成管辫，其中，这种管辫可以在传热器1的头部2中通过所述及的管板40与各一个所配属的接管连接或者可以与在外壳20的侧面上或朝向管板40设置的、具有接管的管板连接。然而，将管70固定在侧面的管板中所具有的缺点是，管70必须径向向外弯曲。这会意味着较高的制造费用并且因此较长的制造时间。此外，会需要较大的结构高度，这会导致提高制造成本。在传热器1的池槽中或下端部上，所述管70或者说由其构成的管辫优选地也与设置在外壳20上的接管流动连接，从而流体的介质可以通过前述的接管被导入到管束R中及从管束R中排出。
气液混合物F在预分配容器50中积聚、稳定和脱气，其中，气相G能够在外壳腔M中向上越过各预分配容器50的从各预分配容器50的底52出发的侧壁51的上边缘53经由那些缝隙104向下流动。在各预分配容器50的底52上，在所涉及的预分配容器50的与对应的预分配容器50的开口100相对置一侧上优选设置有两个排流管61，经脱气的液体F通过所述排流管排到分配器件60中。
芯管10的壁W的各开口100的上边缘101沿着纵轴线L布置在所配属的预分配容器50的上边缘53的下方以及一孔板102的下方，该孔板在对应的预分配容器50中在该预分配容器的横截面上延伸并且具有多个孔103，从而，为了均匀化，在气相从对应的预分配容器50中向上逸出之前，气相G可以经由对应的孔板102的孔103流动。如果液滴F被气体流动所携带，则这些液滴可以落到对应的孔板102上并且从该处又被引导到分配器件60中，更确切地说，通过对应的孔板102的每两个排流管62来引导，所述排流管分别与所配属的、从对应的预分配容器50的底52出发的排流管61对准。在图2中以俯视图示出右边的预分配容器50而无所配属的孔板102，从而能够看出排流管61在预分配容器50的底52上的位置。
各个预分配容器50的底52在芯管10的底12的高度上垂直于纵轴线L延伸。
通过本发明能够避免用于分离气体和液体的缠绕式热传递器的头部2上的昂贵扩大。也能够降低设备的结构高度。这除了节省成本以外还具有缩短管辫的效果。这使制造简单化并且由此缩短制造时间和附加地降低了设备的成本。
参考标记列表
1  传热器
2  头部
10 芯管
11 端部区段
12 底
20 外壳
20a 内侧
30 入口接管
40 管板
41 边缘区域
50 预分配容器
51 侧壁
52 底
53 上边缘
60 分配器件
61，62 排流管
70 管
100 开口
101 上边缘
102 孔板
103 孔
104 缝隙
F  液体
F′气液混合物
G  气体
I  内腔
L  纵轴线
M  外壳腔
R  管束

Claims (11)

1.一种传热器，其具有：
-沿着纵轴线(L)延伸的外壳，所述外壳包围所述传热器(1)的外壳腔(M)，
-布置在所述外壳腔(M)中的管束(R)，其具有多个管(70)，所述管螺旋式地围绕沿所述纵轴线(L)延伸的芯管(10)缠绕，和
-布置在所述外壳腔(M)中的、用于接收和使气液混合物(F′)脱气的至少一个预分配容器(50)，所述预分配容器构造用于将在所述至少一个预分配容器(50)中经脱气的液体(F)供料给分配器件(60)，其中，所述分配器件(60)构造用于对所述管束(R)加载以所述液体(F)，
其特征在于，
所述外壳(20)在所述传热器(1)的头部(2)上具有尤其与所述纵轴线(L)对准的入口(30)，尤其是入口接管(30)形式的入口，所述入口与所述芯管(10)处于流体连接中，并且，所述芯管(10)具有通到所述至少一个预分配容器(50)中的至少一个侧面开口(100)，从而所述气液混合物(F′)能够通过所述入口(30)、所述芯管(10)和所述芯管(10)的那至少一个侧面开口(100)添入到所述至少一个预分配容器(50)中。
2.根据权利要求1所述的传热器，其特征在于，所述芯管(10)以端部区段(11)固定在管板(40)上，所述管板设置在所述传热器(1)的所述头部(2)上，尤其垂直于所述纵轴线(L)延伸。
3.根据权利要求2所述的传热器，其特征在于，所述外壳(20)从所述管板(40)的环绕的边缘区域(41)出发。
4.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，所述入口接管(30)以端部区段(31)在所述管板(40)的背离所述芯管(10)的一侧上固定在所述管板(40)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，所述芯管(10)具有圆柱形的壁(W)，所述至少一个开口(100)构造在该壁中。
6.根据权利要求5所述的传热器，其特征在于，所述至少一个预分配容器(50)从那个壁(W)出发并且尤其延伸直到所述外壳(20)的内侧(20a)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，所述至少一个预分配容器(50)具有上边缘(53)，尤其所述气液混合物(F′)的气相(G)能够越过所述上边缘在所述外壳腔(M)中向下流动，其中，所述至少一个预分配容器(50)的所述上边缘(53)布置在所述芯管(10)的那至少一个侧面开口(100)的上边缘(101)的上方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，用于以经脱气的液体(F)供料给所述分配器件(60)的所述至少一个预分配容器(50)通过至少一个排流管(61)与那个分配器件(60)流动连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，在所述至少一个预分配容器(50)中，在所述至少一个侧面开口(100)的上方布置有孔板(102)，所述孔板尤其在整个预分配容器横截面上延伸，从而所述气液混合物(F′)的气相(G)通过所述至少一个预分配容器(50)中的那个孔板(102)向上流动，其中，尤其那个孔板(102)与所述分配器件(60)流动连接，尤其通过至少一个排流管(62)流动连接，从而被所述气相(G)携带并落到所述孔板(102)上的液体(F)能够被导入到所述分配器件(60)中，其中，尤其所述孔板(102)的所述至少一个排流管(62)通到所述至少一个预分配容器(50)中并且与所述至少一个预分配容器(50)的底(52)上的所述至少一个排流管(61)对准，从而液体(F)能够从所述孔板(102)通过两个排流管(61，62)到达所述分配器件(60)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，所述芯管(10)向下地、尤其在所述至少一个开口(100)的下方由一底(12)封闭，该底尤其沿着所述纵轴线(L)布置在所述至少一个预分配容器(50)的底(52)的高度上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的传热器，其特征在于，所述至少一个预分配容器(50)布置在所述传热器(1)的头部(2)中。
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