CN107110621B - 包括用于将气相与液相分离并用于分配液相的分离单元的换热器、尤其是块壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在第一媒介(4)与第二媒介(4a)之间进行间接换热的换热器(1)，换热器包括箱体(2)，箱体具有用于接收两相的第一媒介(4)的内部空间(I)；布置在内部空间(I)中的板式换热器(5)，板式换热器用于在第一媒介(4)与第二媒介(4a)之间进行间接换热，其中内部空间(I)设计成能以一填充高度(3)接收第一媒介(4)，以使得第一媒介(4)的液相(38)形成包围板式换热器(5)的液池；以及填充高度(3)上方的入口(6)，入口用于将第一媒介(4)引入内部空间(I)。根据本发明，形成接收空间(7)的分离单元(8)设置用于在内部空间(I)中将第一媒介(4)的气相(39)与第一媒介的液相(38)分离，并且分离单元(8)具有至少一个向上指引的接收开口(9)，接收开口用于将在内部空间(I)内流出的第一媒介(4)引入接收空间(7)，并且向上指引的接收开口(9)布置在填充高度(3)上方，以使得第一媒介(4)的在接收空间(7)内的气相(39)能够通过接收开口(9)逃入内部空间(I)。

Description

包括用于将气相与液相分离并用于分配液相的分离单元的换 热器、尤其是块壳式换热器

技术领域

本发明涉及一种用于在第一媒介与第二媒介之间进行间接换热的换热器，所述换热器尤其形式为所谓的块壳式(block-in-shell)换热器(还通常称之为芯壳式或块罐式换热器)。

背景技术

在现有技术中已知的是，利用这样的箱体，该箱体内布置有被要冷却的第二媒介通流的至少一个板式换热器。板式换热器在这种情况下位于第一媒介的液相的液池(bath)内。由于从要冷却的第二媒介进入它的热，被加热的(并通常还部分地蒸发的)第一媒介会在板式换热器中升高(热虹吸效应)。用于冷却的第一媒介在这种情况下通常作为包括液相和气相的两相流体供入箱体，有利的地方在于：气相可以至少部分地进入位于板式换热器的一区域中的冷却剂液池。这尤其以两相的第一媒介的高入射流速率进行。如果气态流体从下进入板式换热器，热虹吸效应被(不利地)影响。此外，阻塞的气泡可能导致(从下)对板式换热器不连续的入射流。

开头提到的那种类型的换热器例如描述在《钎焊铝薄板换热器制造商协会(ALPEMA)的标准》(“The standards of the brazed aluminium plate-thin heatexchanger manufacturers’association(ALPEMA)”)，第三版，2010，第67页，图9-1。这类换热器具有围绕壳体空间或内部空间的箱体或壳体(“壳体”或“罐”)，以及还具有布置在壳体空间或内部空间中的至少一个板式换热器(“芯”或“块”)。换热器的这种构造因此被称为“芯壳式”(core-in-shell)或“块罐式”(block-in-kettle)换热器。

针对这一背景，本发明基于的目的在于至少部分地克服现有技术中的缺陷。根据本发明的手段通过独立权利要求提供，所述手段的有利改进呈现在从属权利要求中。权利要求的特征以任何在技术上有意义的方式组合，而且还能够为此利用来自下述说明的解释和来自附图的特征，所述解释和特征覆盖了本发明的附加的改进。

发明内容

该目的通过具有权利要求1的特征的换热器来实现。

由此建议了这样的一种换热器，其包括箱体，箱体具有用于接收两相的第一媒介的内部空间；所述换热器还包括布置在内部空间内的板式换热器，板式换热器用于第一媒介与第二媒介之间进行间接换热，内部空间设计成能以一填充高度接收第一媒介，以使得第一媒介的液相形成包围换热器的液池；所述换热器还包括用于将第一媒介引入内部空间的入口，其中，根据本发明，形成接收空间的分离单元设置在内部空间内，用于在所述液相供入收集空间之前在最大程度上将第一媒介的气相与第一媒介的液相分离，所述分离单元具有至少一个向上指引的接收开口，所述接收开口用于将在内部空间中下落的第一媒介引入接收空间，并且向上指引的接收开口布置在填充高度之上或填充高度处，以使得第一媒介的被接收在接收空间中的气相可以经由接收开口逃入内部空间或分离空间，此外，与入口流连接并在接收开口以及填充高度竖直上方布置的分配器设置在内部空间内，分配器设计成能够将第一媒介分配到接收开口上。

分离空间是内部空间的位于内部空间中的液位上方的并由此能用于接收第一媒介的气相的部分。

接收开口的布置不一定参考填充高度，而是替代地或附加地也可以参考板式换热器或板式换热器块的上侧或上边缘。优选地，对此，接收开口的上边缘(竖向上的)优选地位于板式换热器的上侧或上边缘上方0mm至100mm的范围内，特别优选地位于0mm至50mm的范围内，更特别优选地位于0mm至25mm的范围内，值0mm对应于板式换热器的上侧或上边缘在竖直方向上的高度。

根据本发明，分离单元尤其用于将剩余的气体量从液体移除，以尽可能使得没有气体进入收集空间(气体进入收集空间是由入口流流入箱体所导致的)。由此，分离单元不同于其它分离器(例如壳体的分离空间，入口处通向预分离部的分配器通路，等)。此外，分离单元还可以有利地用于在箱体内分配液体，具体而言，尤其只要例如阻力元件(例如拦截部件或开孔的分离壁)安装在换热器的壳体空间(内部空间)内并阻挡/阻碍分配，分离单元都可以在箱体内分配液体。

根据一优选的实施例，设置成，分离单元具有面向内部空间的第一侧壁。在这种情况下，第一侧壁可以具有至少一个分配开口，所述至少一个分配开口优选至少部分地布置在填充高度下方，以使得第一媒介的液相可以借助所述至少一个分配开口引入包围板式换热器的液池。优选地，多个这种分配开口在第一侧壁中形成。

对此替代的是，第一侧壁然而也可以形成为溢流壁。第一侧壁于是构造成不透液体的，即第一侧壁不具有任何分配开口，以使得第一媒介的液相有可能从第一侧壁的上边缘上流入收集空间。收集空间在这种情况下是内部空间的可以接收由第一媒介的液相所形成的液池的区域。

换言之，分离单元可以既构造成溢流容器又构造成(液体)可透容器，即液体出口的位置和方向被尤其为自由地选取。

分离单元尤其沿着箱体(箱体在操作过程中是水平的)的纵向轴线延伸并例如形成为向上敞开的(接收开口)通路，所述通路的面向内部空间的第一侧壁可能具有所述至少一个分配开口。

所述填充高度应当尤其被理解成指的是第一媒介的液相的液位在换热器的预期的操作过程中所处的期待的高度。在预期的操作过程中，板式换热器可以完全浸入在由第一媒介的液相形成的液池中但是也可以以它的上侧伸出液池。

填充高度优选地相对于板式换热器的上侧(或上边缘)位于-500mm至+100mm的范围内，特别优选地位于-300mm至+100mm的范围内，更优选地位于-300mm至+50mm的范围内，尤为更优选地位于-300mm至+25mm的范围内，更进一步优选地位于-300mm至0mm的范围内。在此，值0mm对应于上侧的高度(参见上文)。负值表明填充高度在竖直方向上位于板式换热器的上侧/上边缘下方。

在任何提及板式换热器的上侧或上边缘的地方，都指的尤其是板式换热器块的水平(尤其是平面状的)的上侧或上边缘，所述上侧或上边缘尤其通过分离壁，侧条和翅片限定。歧管和喷嘴或者连接至歧管和喷嘴的管没有形成板式换热器的该表面的任何一部分。

换热器的箱体可以具有圆筒形壳体(其在操作过程中是水平的)，所述圆筒形壳体构造成沿着纵向轴线延伸，并且换热器的箱体在圆筒形壳体的两端处还具有终止的(弯曲的)端板。

换热器在壳体上具有入口，(通常)两相流体可以通过所述入口进入箱体。所述入口尤其设置在填充高度上方。由此，两相流体基本上在所述入口与填充高度之间从上向下地流动，或者，在存在分配器(参见下文)的情况下，在分配器与填充高度之间从上向下地流动。这具有下述效果：两相流体的气相的一部分在剩余/其余流体进入所谓的收集空间中的填充高度下方或填充高度处的液池之前已经分离。

然而，这种分离是不充分的，在入口处具有高流速的情况下尤为如此。此外，来自分离空间的气体可以在液体撞击在液池的表面上时进入液池。

因此，在此建议的是，在填充高度与所述入口之间或在填充高度与分配器(参见下文)之间布置分离单元，所述分离单元形成用于两相流体的至少一个接收空间。为了更好地展示，在下文中仅仅说明了单个分离单元的功能，但这并不代表可能的或优选的数量的任何限制。尤其，多个分离单元也可以与箱体的纵向轴线的方向对齐地布置在箱体内，对于入口而言可以相应地配属给分离单元。

分离单元形成至少一个向上敞开或向上指引的接收开口，借助接收开口从所述入口进入箱体的内部空间的两相的第一媒介可以进入分离单元的接收空间。接收开口在这种情况下优选地位于填充高度上方，以使得已经分离出的或正在分离的气体可以沿着向上方向离开接收空间并没有借助分离单元的第一侧壁的所述至少一个分配开口进入液池。通常，第一侧壁具有用于允许第一媒介的液相离开接收空间的多个分配开口。

分离单元实现了下述技术效果：第一媒介的液相进入冷却剂液池的速率被减小。在分离单元中，夹带的气体或夹带的气泡在可能借助可能存在的分配开口进入液池之前具有足够的时间来通过它们的浮力而被引导离开以借助分离单元的接收开口进入分离空间。

分离单元优选地由金属片(金属片尤其是平的)制成。分离单元也可以例如由加工管、加工的实心材料、铸件或(挤出)区段或者这些材料的适当的组合制成。

分离单元可以在整个长度上向上(即朝向分离空间)敞开并具有向上闭合部(在闭合部处不存在向分离单元的液体流)。此外，分离单元可以沿着壳体或箱体的纵向轴线在箱体的内部空间的整个区域上或仅仅在选择的区域中延伸。

如上所述，还优选地设置的是分配器，所述分配器与所述入口流连接并具有至少一个向下指引的输出开口，优选地多个向下指引的输出开口。分配器或它的输出开口优选地布置在分离单元上方并布置在填充高度(参考按照预期布置的或处于操作中换热器)的竖直上方。通过这样的分配器，可以在分离单元或接收开口的沿着箱体的纵向轴线的整个长度上进行两相的第一媒介的流动。分离单元以及可能的分配器优选地形成在箱体的纵向轴线的方向上延伸的通路。分配器和分离单元优选地沿着纵向轴线也具有相同的长度。

分配器已经带来的技术效果首先是第一媒介的进入速率的降低，以在此实现气相与液相的预分离、即粗分离。此外，入射流借助分配器在较大的长度上被分配，以使得具有小的横截面并由此具有高流速的入口可以被使用而这些高流速没有传递到箱体中。

分配器，或它的至少一个输出开口优选地于分离单元的接收开口垂直上方/正上方布置，以使得第一媒介可以通过接收开口流入分离单元的接收空间。

根据换热器的另一有利的实施例，分离单元具有第二侧壁，第二侧壁与第一侧壁相反地设置并优选地由箱体的壁或箱体的壳体形成。分离单元因此换言之设置成抵靠在箱体的壳体的内侧上。然而，第二侧壁也可以与壳体分开地形成。

将箱体的壁用作分离单元的第二侧壁允许利用尤为少的材料形成接收空间。分离单元有利地通过它自己的第二侧壁或通过由箱体的壁所形成的第二侧壁而焊接、粘附性附接、或者以别的方式形状锁合或力锁合地连接在箱体的壁上。除了壳体上之外，分离单元也可以附接在别的合适的处置处(例如板式换热器上)。分离单元的侧壁优选地设置成金属片部件。

根据换热器的另一有利的实施例，分离单元还包括第三侧壁和第四侧壁，第三侧壁和第四侧壁尤其形成纵向延伸的分离单元的端面。第三侧壁和第四侧壁相应地将第一侧壁连接至第二侧壁，第三侧壁和第四侧壁优选地垂直于箱体的纵向轴线延伸。第三侧壁和第四侧壁优选地分别具有至少一个侧开口。侧开口例如形成为圆孔。

分离单元的上边缘优选地位于填充高度上方，以使得液相仅能通过分配开口-在存在的情况下-(还通过分离单元的侧壁上可能的另外的开口)进入收集空间内的液池。

根据一个实施例，分离单元的侧壁将接收空间与收集空间中的液池完全分隔，即第一媒介的液相只有借助分离单元的接收空间才能进入收集空间中的液池。下落的第一媒介的冲量或动能在接收空间中减小。气泡可以上升并借助接收开口进入分离空间。由此避免气泡进入收集空间或进入板式换热器的第一换热通道。在板式换热器的通向竖直的换热通道的下输入开口的区域中，第一媒介的液体流没有受到输入流的不利影响。

在一替代实施例中，没有设置第三侧壁和第四侧壁，并且接收空间由此在端面上敞开的。还可能的是，其上边缘位于填充高度下方的第三侧壁和第四侧壁被设置。

优选地，分离单元在垂直于箱体的纵向轴线延伸的水平方向上相对于换热器在侧方地布置，并且分离单元沿着(尤其平行于)换热器或箱体的纵向轴线延伸。

在本发明的另一实施例中，还能够想到将分离单元固定在换热器本身上。在这种情况下，可以省略在箱体的壳体上固定分离单元。

根据换热器的另一有利的实施例，第一侧壁沿着板式换热器的方向倾斜，也就是说朝向内部空间倾斜。第一媒介的液相因此也对应地通过分配开口沿竖直方向向下离开接收空间。第一侧壁在此可以与竖向形成15°至75°范围内的角度。优选地，第一侧壁倾斜的角度是约45°。

作为相对于竖向倾斜的侧壁的第一侧壁的排布具有下述技术效果：相对于矩形盒形节约了材料，这是因接收空间可以完全由第一侧壁、第二侧壁以及可能地第三侧壁和第四侧壁包围。此外，在两相第一媒介的初始入射流过程中实现了接收空间中填充高度的快速升高。

根据换热器的另一有利的实施例，所述至少一个分配开口形成为缝隙。分配开口的狭缝形式意味着对每个开口实现了供流穿过的相对较大的表面区域。这种缝隙的纵向延伸度在这种情况下优选地沿着竖向延伸。也就是说，狭缝形分配开口具有下边缘和平行的上边缘，上、下边缘显著短于分配开口的在下边缘与上边缘之间延伸的两个平行的侧边缘。在理论上，开口的类型和位置(缝隙纵向或横向的延伸度，圆形开口，等)可以基于多方面(例如水平竖直延伸度，制造支出等)来选取。这适用于所有的侧壁。

分离单元可以由所有适当的材料(例如铝、钢或塑料)制造。适当材料的组合也是可能的。分离单元所使用的元件的形状、大小和数量可以从制造相关的方面和加工相关的方面两者决定。还允许具有具体的安装专用特征。所使用的每个元件可以分别设计。分离单元的元件可以是实心的、穿孔的或开狭缝的。例如，所使用的金属片是平坦的和异型的。

根据换热器的一优选的实施例，至少第一侧壁以及端侧壁(第三侧壁和第四侧壁)由金属片形成。优选地平面状金属片用于此，可能的所述分配开口和可能的侧开口构造在所述平面状金属片上。

在该有利的实施例的情况下，分离单元可以以尤为低的成本制造并且不具有下述效果：换热器比之前已知的没有分离单元的换热器显著更昂贵。金属片可以利用所有适当的连接手段、例如焊接连接或铆钉连接等彼此连接。

如上所述，布置在换热器的内部空间中的换热单元是板式换热器。换热单元具有用于接收第一媒介的第一换热通道和用于接收第二媒介的第二换热通道，换热通道通过分离板(例如分离金属片)彼此隔开。导热结构优选地相应地设置在相邻的分离板之间，例如具有弯曲的或皱褶的金属片(所谓的翅片)的形式。板式换热器的最外层可以由外片形成。采用这种方式，配属的媒介或流体可以流过的多重平行通路或第一或第二换热通道分别在每两个分离板之间或在分离板与外片形成，这是因为导热结构相应地布置在其间(例如翅片)。第一和第二换热通道优选地彼此相邻布置，以能够在第一媒介与第二媒介或流体之间进行间接换热。两种媒介在所配属的通道中相对于彼此例如以交叉流、对向流、或者交叉对向流的方式引导。

用于关闭相应的换热通道的终止条(所谓的侧条)优选地于每两个相邻的分离板之间设置至侧部。第一换热通道向上和向下(在竖直方向上)敞开并尤其没有通过终止条关闭。在此，每个第一换热通道在板式换热器的下侧上具有输入开口(参见上文)，第一媒介的液相可以借助输入开口进入第一换热通道，并且每个第一换热通道在板式换热器的上侧上还具有输出开口，第一媒介可以借助输出开口作为两相流在板式换热器的上侧处离开。外片、分离板、翅片和侧条优选地由铝制成并优选地例如在炉中彼此钎焊。

此外，板式换热器优选地具有与第二换热通道流连接的第一歧管(也被称为集管)，以使得第二媒介可以借助第一歧管引入第二换热通道，板式换热器还具有同样与第二换热通道流连接的第二歧管(或集管)，以使得第二媒介可以借助第二歧管从第二换热通道抽出。

在理论上，还可能的是，多个板式换热器布置在箱体的内部空间中。每个板式换热器于是可以例如配属有根据本发明的分离单元并且还可能配属有分配器。

第一媒介的借助分离单元引入收集空间的液体的一部分沿竖直方向在收集空间内向下流动，然后从下进入板式换热器(一个或多个)并且在板式换热器(一个或多个)处部分地蒸发。其余部分沿水平方向流向收集空间的其余区域通过在板式换热器之间或在板式换热器旁边安装阻力元件(例如拦截结构或开孔的分离壁)，液体沿水平方向的流被分配(有时是大规模地分配)。为了克服每一个元件，需要正压力，而正压力由元件上游增加的液位来产生。

这会带来：元件之间的空间具有不同液位，这会不利地影响块壳式换热器的操作。该效果会进一步加剧成克服元件所需的正压力依赖于体积流量的程度。在此情况是，体积流量越大，正压力一定越大。分离单元使得能够为了第一媒介的液相在壳体空间内的分布而绕过阻力元件。

根据本发明的换热器的另一实施例，设置成，换热器具有引导装置，引导装置布置在分配器下方并设计成用于引导第一媒介的正在离开所述至少一个输出开口的液相。

优选地，引导装置在这种情况下设计成能将已经沿第一空间方向离开所述至少一个输出开口的液相的至少一部分引导向第二空间方向，其中，第二空间方向尤其不同于第一空间方向，并且尤其，第二空间方向相比于第一空间方向具有更大的水平分量或者指向箱体的壳体。第一空间方向尤其沿着竖向延伸。

优选地，引导装置还被设计成能引导第一媒介的液相远离板式换热器的上侧和/或经过所述上侧。优选地，引导装置设计成能引导第一媒介的液相以使得液相没有撞击在板式换热器的上侧上。

此外，引导装置优选地具有至少一个板状引导元件，尤其是挡板形式的板状引导元件。

在另一实施例中，所述至少一个引导元件优选地具有一弯曲部。在此，所述至少一个引导元件具有面向板式换热器的尤其凸式弯曲的第一侧，所述至少一个引导元件还具有背离第一侧的凹式弯曲的第二侧，第二侧背离板式换热器和/或面向分配器通路。在这种情况下，所述至少一个引导元件尤其布置成使得第一媒介的通过分配器的所述至少一个输出开口向下离开分配器的液相撞击在第二侧上并沿着第二侧被引导远离开板式换热器的上侧和/或经过该上侧。由此确保了，液相没有撞击在板式换热器的上侧上并且由此不会在一些情况下不利地影响板式换热器的操作。

优选地，还可以设置成，引导装置在整个分配器上或仅在分配器的部分上延伸。

此外，所述至少一个引导元件可以具有用于第一媒介的多个贯通开口。

此外，根据本发明的如一个实施例所提供的换热器具有用于引导/控制液相的装置，所述装置布置在分离单元中或分离单元的接收空间中。这种装置可以例如具有下述元件中的一个(多个)：

-引导元件(例如挡板)，用于对接收空间中液相的流进行偏转和/或减速，

-筛网，尤其是丝网，用于对液相的流进行减速和/或用于帮助夹带气相的气泡在接收空间中聚集。

根据本发明的换热器的另一实施例，设置成，分离单元以箱体的壳体的(构造成沿着水平纵向轴线延伸的)长度的一半以上延伸，更准确地优选以所述长度的80％以上延伸，更优选地以所述长度的90％以上延伸。在此的背景尤其在于：分离单元还可以用于在壳体空间中分配液相，例如在阻力元件安装在壳体空间中时用于在壳体空间中分配液相。分离单元于是能在壳体空间内在这些元件上延伸。在这种情况下，例如，通入壳体空间的入口可以例如仅存在于壳体的一半中，但是分离单元可以在壳体的几乎整个长度上延伸(参见上文)。

附图说明

上文描述的本发明将在下文中针对相关的技术背景、参考附图予以详细解释，所述附图示出优选的改进。在附图中：

图1示出根据本发明的换热器的一示例性实施例的纵截面，

图2示出根据图1的示例性实施例的横截面(沿着线A-A)，

图3示出图2所示的换热器的横截面的细节，以及

图4示出根据本发明的图2所示的换热器的横截面的细节，其中，根据本发明的另一示例性实施例，用于引导第一媒介的液相的引导装置被选择性地设置。

具体实施方式

图1结合图2和3示出根据本发明的换热器1。所述换热器具有箱体2，所述箱体具有圆筒形壳体17，所述圆筒形壳体沿着纵向轴线或圆筒轴线延伸，所述纵向轴线或圆筒轴线在换热器1按照预期那样布置或在单元1的操作过程中沿着水平延伸。壳体17的两个端部通过向外弯曲的端板17a、17b联接。箱体2围绕内部空间或壳体空间I，至少一个板式换热器5布置在所述内部空间或壳体空间内。在当前情况下，两个板式换热器5设置在内部空间I内。在下文中只示例性地说明一个板式换热器5。

设置在箱体2的壳体17的上部区域上的是用于两相的第一媒介4的入口6，第一媒介将被引入箱体2的内部空间I，从而在该内部空间内形成包围板式换热器5的具有限定的填充高度3的液池。内部空间I的该区域也被称为收集空间V。具有填充高度3的液池上方的区域被称为分离空间A。该空间A能用于接收第一媒介4的将从该第一媒介分离的气相39。填充高度3尤其尺寸设置成使得板式换热器5仅以水平延伸的上侧28从液池(第一媒介4)伸出。

用于第一媒介4的入口6与分配器13流连接，所述分配器形成沿着壳体17的纵向轴线延伸的通路。分配器13抵靠在壳体17的面向内部空间I的内侧上，以使得分配器13的壁的部分由壳体17自身形成。分配器13围绕分配器空间21，所述分配器空间构造成沿着壳体17的纵向轴线延伸并具有沿着壳体17的纵向轴线的预设的分配器长度14。在分配器13垂直下方/正下方布置的是分离单元8，所述分离单元用于稳定第一媒介4的目的，以使得第一媒介4的气相39可以在液相38供入收集空间V之前在分离单元8中在最大程度上与第一媒介4的液相38分离。入口6、分配器13和分离单元8的相对位置在图2和图3中的侧向剖视图中示出。在图2中示出的是图3中示出的细节Z的位置。剖视图的位置在图1中由A-A表示。

分配器13具有沿着壳体17的纵向轴线水平延伸的基底，基底具有贯通开口37形式的输出开口，借助输出开口在分配器13的或分配器空间21的整个长度14上引入分配器空间21的第一媒介4可以进入由分离单元8形成的接收空间7。分离单元8为此具有面向上的接收开口9，所述接收开口布置在分配器13下方并且所述接收开口的开口平面垂直于竖向23地延伸。借助接收开口9，落出分配器13的第一媒介4进入接收空间7。分离单元8在这种情况下形成为向上敞开的通路，所述通路在分配器13下方同样沿着壳体17的纵向轴线延伸，分离单元8沿着壳体17的纵向轴线的长度15优选对应于沿着壳体17的纵向轴线的分配器长度14。分离单元8的接收空间7或接收开口9由此可以在它的整个长度15上被供应第一媒介4。

分离单元8具有限定接收开口9并界定接收空间7的周向壁。壁在这种情况下具有第一侧壁10，第一侧壁面向内部空间I或板式换热器5并且在水平方向上横向于壳体17的纵向轴线与板式换热器5相反地设置。与第一侧壁10相反设置的是分离单元8的第二侧壁16，第二侧壁由壳体17形成。在端面处，分离单元8具有第三侧壁19和第四侧壁20，第三侧壁19和第四侧壁20垂直于壳体17的纵向轴线延伸并以与分离单元8的横截面形状对应的方式大致三角形地形成(除了考虑到圆筒形壳体17所具有的圆部之外)。对应地，分离单元8的第一侧壁10朝向板式换热器5倾斜，以使得分离单元8或接收空间7的水平截面在竖向上从底部向上朝向接收开口9地增大。第一侧壁10在当前情况下与竖向形成尤其45°的角度。

优选地，分离单元8和/或分配器13由一个或多个金属片形成并被焊接或以别的一些适当的方式连接至箱体2的壁17。尤其，第一侧壁10以及还有第三侧壁19和第四侧壁20可以分别由平面状的金属片形成并适当地彼此连接(例如通过焊接连接、铆钉连接等)。

为了让第一媒介4的液相38离开分离单元8的接收空间7，第一侧壁10具有分配开口11。此外，侧开口12以贯通开口的形成设置在端侧壁19、20上，借助所述侧开口，第一媒介4的液相38同样也可以离开进入收集空间V。

分离单元8的壁或第一侧壁10、第三侧壁19和第四侧壁20限定分离单元8的上边缘，所述上边缘界定接收开口9并优选地布置在填充高度3上方。由此，第一媒介4的液相38优选地只借助分配开口或侧开口11、12从接收空间7进入收集空间V。

根据图1，分配开口11以狭缝的方式沿着竖向23形成。分配开口11优选地在分离单元的整个长度15上彼此等距地布置。根据图2和3，侧开口12优选地形成为圆孔，所述圆孔分别针对平行于填充高度3彼此上下成排布置的不同的填充液位形成充分的总横截面积。优选地，开口11、12全部位于填充高度3下方。

为了从分离空间A抽出第一媒介4的气相39，箱体2在壳体17的上部区域上具有至少一个输出喷嘴22。此外，旨在用于让第一媒介4的液相38离开收集空间V的出口36设置在壳体17的下部区域上。借助于溢流壁35，确保了第一媒介4的液相38在收集空间V中的最小填充高度。

具体而言，板式换热器5具有用于第一媒介4的第一换热通道24以及还具有用于第二媒介4a的平行的第二换热通道25。换热通道24、25通过分离板彼此隔开并优选地具有导热结构26(例如具有翅片，尤其皱褶的翅片形式的导热结构)。第二换热通道25向外(即朝向壳体空间I)关闭。为了供应第二换热通道25，入口31设置在箱体2的壳体17上并与第一歧管31a流连接，借助第一歧管，各第二换热通道25可以被供应以第二媒介4a。板式换热器5还具有第二歧管32a，所述第二歧管与设置在壳体17上的出口32流连接。借助第二歧管32a，第二媒介4a可以从第二换热通道25抽出并可以借助出口32从换热器1抽走。

第一换热通道24形成为向板式换热器5的上侧28并且还向板式换热器5的背离上侧的下侧29敞开并在上侧具有输出开口27或输入开口28。第一媒介4的液相在这种情况下可以在下侧29上通过输入开口30进入第一换热通道24并在上侧28上借助输出开口27再次离开第一换热通道。

在换热器1的操作过程中，第一媒介4或第一媒介4的在气相39部分分离后剩余的部分借助接收开口9从分配器13的分配器空间21流出或落出并进入分离单元8的接收空间7并且被捕捉在该接收空间内。第一媒介4的液相38然后通过分配开口和可能的侧开口11、12进入收集空间V中的液池并在液池处借助板式换热器5的下侧29中的输入开口30进入第一换热通道24，其中，分配开口和可能的侧开口位于液池的填充高度3下方。

在接收空间7中，已经进入的第一媒介4的气相39上升并且借助接收开口9离开分离单元8的接收空间7进入分离空间A。从分离空间A借助所述至少一个输出喷嘴22抽出第一媒介4的气相39。两相的第一媒介4通常借助入口6连续地供应并且第一媒介4的换热器中不需要的液相38借助出口36排出，以使得在限定的条件下能实施尤其连续的冷却过程。

第一媒介4的液相38在下侧29上进入输入开口30并由于热虹吸效应向上升高进入第一换热通道24。同时，第二媒介4a引入相邻的第二换热通道25，以使得从第二媒介4a向第一媒介4间接地换热。第一媒介4由此升温或部分蒸发并且通常作为两相流在板式换热器5的上侧28上从第一换热通道24的输出开口27离开。然后，第一媒介4的剩余的液相38再次向下循环至输入开口30，而气相39在分离空间A中上升并借助所述至少一个输出喷嘴22从分离空间A抽出。

在根据本发明的换热器1的另外的示例性实施例的情况下，如图4所示，在图1至图3类型的换热器1中设置有在竖直方向上布置于分配器13下方的引导装置100，所述引导装置设计成用于引导第一媒介4的离开所述至少一个输出开口37的液相38，引导装置100尤其使正在沿第一(尤其竖直的)空间方向R向下离开所述至少一个输出开口37的液相38的至少一部分向第二空间方向R’偏转，第二空间方向优选地不同于第一空间方向R。在此，第二空间方向R’相比于第一空间方向R具有更大的水平分量。液相38的至少一部分的偏转在这种情况下优选地实施成使得第一媒介4的液相38被远离换热器或板式换热器5的上侧28或经过该上侧引导。由此确保了：第一媒介4的液相38没有撞击在所述至少一个板式换热器5的上侧28上。为此目的，引导装置100具有尤其至少一个引导元件101，所述引导元件尤其具有挡板的形式，所述引导元件沿着箱体2或壳体17的纵向轴线延伸并尤其基本上平齐地抵靠在分配器通路的面向内部空间I的竖直侧壁103上，或可能过渡到侧壁103。然而，在分配器通路13或竖直侧壁103与引导元件101之间可能具有间隙，所述间隙构造成沿着壳体17或箱体2的纵向轴线延伸并且第一媒介4的气相39可以通过所述间隙进入分离空间A。

所述至少一个引导元件101具有尤其一弯曲部或倾斜部，以使得所述至少一个引导元件101具有面向板式换热器5的第一侧101a，尤其是凸式弯曲的第一侧，并且还具有背离第一侧101a的第二侧101b，所述第二侧尤其凹式弯曲并背离板式换热器5或背离分配器13。所述至少一个引导元件101在这种情况下由此布置成使得第一媒介4的正在通过所述至少一个输出开口37离开分配器13的液相38的至少一部分撞击在第二侧101b上并沿着第二侧远离板式换热器5的上侧28地引导并且相对于所述至少一个板式换热器5被侧向地引入液池。所述至少一个引导元件101优选地通过框架102固定在分配器13和箱体2的壳体17二者上。

最后，在理论上分离单元8在全部实施例中可以具有用于引导和/或控制接收空间7中的液相38的装置200，如图4中示例性所示。所述装置200例如可以具有用于对液相38的流偏转和/或减速的至少一个引导元件或挡板201、或者筛网202(尤其丝网)，所述筛网用于对液相38的流减速和/或用于帮助夹带的气相的气泡在接收空间7中聚集。

图4示出这种装置200的可能的形式。丝网在这种情况下例如布置在接收空间7的下部区域中。引导元件或挡板201例如从第一侧壁10在分配开口11上方沿相反的第二侧壁16或壳体17的方向延伸。挡板201由此阻止在接收空间7内形成液相38向分配开口11的直接流。当然还可能的是，如果合适的话，可以省略引导装置201或筛网202。这两个构件201、202不一定组合使用。引导元件201的布置可以根据接收空间7中出现的流的不同而变化。目的尤其在于抑制液相38向分配开口11的直接通流。

利用在此建议的换热器1，第一媒介4的气相39可以在第一媒介4的液相38供入收集空间V之前在最大程度上与液相38分离，并且还可以实现尤其更好地控制和分配第一媒介4的液相38。

附图标记列表

Claims (32)

1.一种用于在第一媒介(4)与第二媒介(4a)之间进行间接换热的换热器(1)，包括：

箱体(2)，所述箱体具有用于接收两相的第一媒介(4)的内部空间(I)，

布置在所述内部空间(I)中的板式换热器(5)，所述板式换热器用于在所述第一媒介(4)与所述第二媒介(4a)之间进行间接换热，所述内部空间(I)设计成以一填充高度(3)接收所述第一媒介(4)，以使得所述第一媒介(4)的液相(38)形成包围所述板式换热器(5)的液池，以及

入口(6)，所述入口用于将所述第一媒介(4)引入所述内部空间(I)，

其特征在于，

形成接收空间(7)的分离单元(8)设置在所述内部空间(I)内，用于将所述第一媒介(4)的气相(39)与所述第一媒介的液相(38)分离，所述分离单元(8)具有至少一个向上指引的接收开口(9)，所述接收开口用于将在所述内部空间(I)内下落的第一媒介(4)引入所述接收空间(7)，所述向上指引的接收开口(9)布置在所述填充高度(3)上方或所述填充高度(3)处，以使得所述第一媒介(4)的被接收在所述接收空间(7)内的所述气相能够经由所述接收开口(9)逃入所述内部空间(I)，并且，分配器(13)设置在所述内部空间(I)中，所述分配器与所述入口(6)流连接并在所述接收开口(9)以及还有所述填充高度(3)竖直上方布置，所述分配器(13)设计成能将所述第一媒介(4)分配到所述接收开口(9)上。

2.根据权利要求1所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)具有第一侧壁(10)。

3.根据权利要求2所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一侧壁(10)具有至少一个分配开口(11)，所述至少一个分配开口(11)至少部分地布置在所述填充高度(3)下方，以使得所述第一媒介(4)的液相(38)能够借助所述至少一个分配开口(11)引入包围所述板式换热器(5)的所述液池。

4.根据权利要求2所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一侧壁(10)形成为溢流壁。

5.根据前述权利要求中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，用于将所述第一媒介(4)分配到所述接收开口(9)上的所述分配器(13)具有至少一个向下指引的输出开口(37)。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)具有第二侧壁(16)，所述第二侧壁与所述第一侧壁(10)相反地设置。

7.根据权利要求6所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)具有第三侧壁(19)和与所述第三侧壁(19)相反的第四侧壁(20)，所述第三侧壁和第四侧壁(19，20)相应地将所述第一侧壁和第二侧壁(10，16)彼此连接。

8.根据权利要求7所述的换热器(1)，其特征在于，所述第三侧壁和第四侧壁(19，20)分别具有用于允许所述第一媒介(4)的液相(38)流出的至少一个侧开口(12)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)在它的两端面处敞开。

10.根据权利要求2-4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一侧壁(10)朝向所述板式换热器(5)倾斜并与竖向形成15°至75°范围内的角度。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述板式换热器(5)具有用于所述第一媒介(4)的第一换热通道(24)和用于所述第二媒介的第二换热通道(25)，所述换热通道(24，25)通过分离板彼此隔开。

12.根据权利要求5所述的换热器(1)，其特征在于，所述换热器(1)具有引导装置(100)，所述引导装置布置在所述分配器(13)下方并设计成用于引导所述第一媒介(4)的正在离开所述至少一个输出开口(37)的液相(38)。

13.根据权利要求12所述的换热器(1)，其特征在于，所述引导装置(100)设计成将已经沿第一空间方向(R)离开所述至少一个输出开口(37)的所述液相(38)的至少一部分引导向第二空间方向(R’)。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，用于引导和/或控制所述接收空间(7)中所述液相(38)的装置(200)设置在所述分离单元的所述接收空间(7)中。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)于所述换热器(1)的所述内部空间(I)中以所述箱体(2)的壳体(17)的长度的一半以上延伸。

16.根据权利要求2所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一侧壁面向内部空间(I)。

17.根据权利要求5所述的换热器(1)，其特征在于，所述分配器(13)还具有引导装置(100)。

18.根据权利要求6所述的换热器(1)，其特征在于，所述第二侧壁(16)由所述箱体(2)的壁(17)或壳体(17)形成。

19.根据权利要求7所述的换热器(1)，其特征在于，所述第三侧壁和第四侧壁(19，20)在安装状态下垂直地布置。

20.根据权利要求7所述的换热器(1)，其特征在于，所述第三侧壁和/或第四侧壁(19，20)分别形成为溢流壁。

21.根据权利要求8所述的换热器(1)，其特征在于，所述至少一个侧开口(12)分别形成为圆孔。

22.根据权利要求10所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一侧壁(10)与竖向形成45°的角度。

23.根据权利要求11所述的换热器(1)，其特征在于，导热结构(26)布置在所述第一换热通道和第二换热通道(24，25)中。

24.根据权利要求11所述的换热器(1)，其特征在于，所述板式换热器(5)具有位于所述板式换热器的上侧(28)中的输出开口(27)和位于所述板式换热器(5)的下侧(29)中的输入开口(30)，以使得所述第一媒介(4)的包围所述板式换热器(5)的液相(38)能够借助所述输入开口(30)进入所述第一换热通道(24)并能够在所述第一换热通道内上升以及还能再次从所述输出开口(27)离开。

25.根据权利要求13所述的换热器(1)，其特征在于，所述第二空间方向(R’)不同于所述第一空间方向(R)。

26.根据权利要求13所述的换热器(1)，其特征在于，所述第二空间方向(R’)相比于所述第一空间方向(R)具有更大的水平分量。

27.根据权利要求13所述的换热器(1)，其特征在于，所述第一空间方向(R)沿着竖向从上往下延伸。

28.根据权利要求14所述的换热器(1)，其特征在于，所述装置(200)具有下述元件中的至少一个：用于对所述液相(38)的流进行偏转和/或减速的引导元件(201)；筛网(202)，所述筛网用于对所述液相(38)的流减速和/或用于帮助夹带的气相的气泡的聚集。

29.根据权利要求28所述的换热器(1)，其特征在于，所述引导元件(201)呈挡板形式。

30.根据权利要求28所述的换热器(1)，其特征在于，所述筛网(202)是丝网。

31.根据权利要求15所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)于所述换热器(1)的所述内部空间(I)中以所述箱体(2)的壳体(17)的长度的80％以上延伸。

32.根据权利要求15所述的换热器(1)，其特征在于，所述分离单元(8)于所述换热器(1)的所述内部空间(I)中以所述箱体(2)的壳体(17)的长度的90％以上延伸。