CN113498472B - 热交换器本体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及第一流体(FB)和第二流体(FA)之间的热交换器本体，第一流体(FB)有利地为第一气态流体，第二流体(FA)有利地为液态或气态。热交换器本体包括螺旋卷绕的两块片材元件，片材在其边缘处具有平滑区域，间隔件(E1、E2、E3)在片材之间或在匝之间延伸以形成用于第一流体(FB)或第二流体(FA)的通路区域或形成非通路区域。

Description

热交换器本体

背景技术

根据本发明的热交换器本体是WO2013/142924(对应于US2015/0090431)中描述的热交换器本体的改进或US6263961和US6289978中描述的热交换器的改进。这些文献的内容通过引用并入本说明书中。

根据该文献WO2013/142924的热交换器本体是在第一流体(FB)和第二流体(FA)之间的热交换器本体，所述本体适于放置在导管或管道或腔室(2)中，以用于引导第一流体(FB)进入或流向交换器本体(1)的流动，该交换器本体(1)包括：

适于至少部分地位于所述管道或腔室(2)中的元件(3)，所述元件(3)由两块由导热材料制成的片材(30、31)组成，所述片材至少在它们的纵向边缘(30A、30B、31A、31B)附近彼此连接，以在它们之间限定用于所述第二流体(FA)的一个或多个内部通道(32)，所述元件(3)被卷绕以形成延伸到所述管道或腔室(2)中的大致螺旋结构(3)，以便在导管或腔室(2)中在元件(3)的相邻螺旋面之间限定用于第一流体(FB)的一个或多个通道(36)，

至少两个大致径向的分配器(4)，用于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的第一纵向边缘(30A、31A)附近将所述第二流体(FA)带入所述元件(3)中，以及至少两个大致径向的收集器(5)，用于在所述第二流体(FA)通过所述元件(3)之后收集所述第二流体(FA)，所述收集器(5)适于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的所述第二纵向边缘(30B、31B)附近收集所述第二流体(FA)，其中形成元件(3)的第一片材(30)和第二片材(31)在中心区域中具有分别形成第一系列通道(33)和第二系列通道(34)的变形，面向第二片材(31)的第一片材(30)的第一系列通道(33)的边缘(33A)接触第二片材(31)的第二系列通道(34)的边缘(34A)，迫使所述第二流体(FA)遵循至少一个分配器(4)和至少一个收集器(5)之间的路径流动，所述路径由第一系列通道(33)和第二系列通道(34)形成，

其中，所述大致螺旋结构(3)具有中心轴线(AC)，并且其中，在穿过所述中心轴线(AC)的每个径向平面(PR)中，所述大致螺旋结构(3)的匝的第一系列通道(33)形成在距所述中心轴线(AC)的第一径向距离(R1)和距所述中心轴线(AC)的第二径向距离(R2)之间延伸的通路截面，所述第二径向距离(R2)大于所述第一径向距离(R1)，同时所考虑的所述匝的所述第二系列通道(34)形成在距所述中心轴线(AC)的第三径向距离(R3)与距所述中心轴线(AC)的第四径向距离(R4)之间延伸的通路截面，所述第四径向距离(R4)等于或小于所述第一径向距离(R1)，但大于所述第三径向距离(R3)。

尽管这种热交换器本体在回收包含在烟气中的能量方面具有许多优点，但是实践或使用已经表明，这种热交换器本体具有以下一个或多个潜在问题：

·在形成螺旋结构的片材之间限定的空间中流动的流体FA的大的压力损失的累积。这些压降不能确保第二流体FA在螺旋结构3中的完全均匀地流动。流体FA经由分配器进入元件3，该分配器具有槽，该槽中引入螺旋结构的纵向端部开口部分。收集器以与分配器相同的方式与螺旋结构相关联。这些大的压降迫使在分配器侧产生足够的过压，这需要使用坚固的分配器。

·在平坦化之后，片材的纵向端部彼此焊接，从而进一步减小了第二流体(FA)在螺旋结构内部空间中的通路截面。此外，这种平坦化产生张力区域或有利于石灰石沉积的区域等。

·螺旋片材的卷绕特别是沿着纵向边缘产生张力，从而导致抗疲劳强度的降低。

·与在热点出现期间产生的机械应力有关的问题，特别是在元件3的内部体积中结垢期间的情况。

·纵向端部处的密封问题。

·允许自由空间中的热气体以螺旋方式离开元件(3)的通道处的问题。

·难以将收集器元件或液体分配器定位和安装在螺旋交换器本体上。

·难以构造以确保良好的紧密性。

发明内容

本发明的主题是一种交换器本体，其使得可以至少部分地解决上面列出的潜在问题中的一个或多个。

根据本发明的交换器本体是上述类型的交换器本体，其还具有以下特征：

*第一片材(30)和第二片材(31)沿其每个纵向边缘(30A、31A、30B、31B)中的每一个均具有平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)，所述平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)没有变形，以形成通道，所述通道分别使所述第一片材和所述第二片材的所述第一系列或所述第二系列通道(33、34)的每一个或多个通道延伸或延长，

*第一或第二片材(30，31)的平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)中的每一个在所述大致螺旋结构(3)的给定匝的径向平面(PR)中限定平行于所述中心轴线(AC)的线(D1、D2、D3、D4)，所述线(D1、D2、D3、D4)分别在所考虑的所述径向平面(PR)中的所述第一片材(30)的所述通道(33)截面在所述第一径向距离(R1)与所述第二径向距离(R2)之间，以及在所考虑的所述径向平面中的所述第二片材(31)的所述通道(34)的截面在所述第三径向距离(R3)和所述第四径向距离(R4)之间延伸，

*在大致螺旋结构(3)的第一片材(30)的第一纵向边缘(30A)和大致螺旋结构(3)的第二片材(31)的第一纵向边缘(31A)附近，在匝的水平处并且在考虑的径向平面(PR)中，第一片材(30)的平滑区域(Z1，Z3)位于第二片材(31)的平滑区域(Z2，Z4)的对面，并与所述第二片材(31)的平滑区域(Z2，Z4)间隔开第一径向间隔距离(ER1)，该第一径向间隔距离(ER1)对应于在所考虑的径向平面(PR)和所考虑的匝的通道(33，34)的截面的第二径向距离(R2)与第三径向距离(R3)之间最大间隔的至少50％(特别是50％至90％，优选60％至85％)，第一间隔件(E1)在所述第一和第二片材(30，31)的所述第一纵向边缘(30A、31A)附近的所述平滑区域(Z1、Z2)的至少部分之间延伸，

*在所述大致螺旋结构(3)的第一片材(30)的第二纵向边缘(30B)和所述大致螺旋结构(3)的第二片材(31)的第二纵向边缘(31B)附近，所述第二纵向边缘(31B)分别与所述大致螺旋结构(3)的所述第一片材(30)的所述第一纵向边缘(30A)和所述大致螺旋结构(3)的所述第二片材(31)的所述第一纵向边缘(31A)相对，在匝的水平处并且在所考虑的径向平面(PR)中，第一片材(30)的平滑区域(Z3)位于第二片材(31)的平滑区域(Z4)对面，同时与所述第二片材(31)的所述平滑区域(Z4)分开或间隔开第二径向间隔距离(ER2)，所述第二径向间隔距离(ER2)对应于所考虑的所述匝的通道的所述截面和所考虑的径向平面(PR)的所述第二径向距离(R2)和所述第三径向距离(R3)之间的最大间隔距离的至少50％(特别是50％至90％，优选地60％至85％)，第二间隔元件(E2)在所述第一和第二片材(30，31)的所述第二纵向边缘(30B、31B)附近的所述平滑区域(Z3、Z4)的至少部分之间延伸，

*第三间隔件(E3)在所述大致螺旋结构(3)的相邻匝的部分之间延伸，并且

*所述第一、第二和第三间隔件(E1、E2、E3)限定用于所述第二流体(FA)从分配器(4)流入或流出所述第一和第二片材(30，31)的通道或流到收集器(5)的通路区域(ZP)，以及阻挡或防止所述第一流体(FB)和所述第二流体(FA)流入所述第一和第二片材(30，31)的通道的封闭区域(ZO)。

平坦区域(Z1，Z3和/或Z3，Z4)可以通过不使片材(30，31)的所述纵向边缘部分波纹化，而是通过使完全波纹化的单个片材的波纹部分变平(图21，22，23)，或者通过焊接与波纹片材相邻的平坦片材或条带(图3和4)来实现。

根据有利的实施例，根据本发明的热交换器本体具有以下特征中的一个或多个，特别是其组合：

-第一间隔件(E1)是至少部分可压缩的，并且至少不附接或固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个，和/或所述第二间隔件(E2)是至少部分可压缩的并且至少不附接或固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个。优选地，第一间隔件(E1)是至少部分可压缩的并且至少不附接或固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个，而第二间隔件(E2)是至少部分可压缩的并且至少不附接或固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个。和/或

-第一片材(30)或第二片材(31)在其第一纵向边缘(30A、31A)附近具有第一平滑区域(Z1、Z2)，并且在其第二纵向边缘(30B、31B)附近具有第二平滑区域(Z3、Z4)，其中在所给定的径向平面(PR)中，在所述大致螺旋结构(3)的匝的水平处的片材(30、31)的所述第一平滑区域(Z1、Z2)和所述第二平滑区域(Z3、Z4)在每个径向平面(PR)中限定平行于所述中心轴线(AC)的两条同轴线(D1、D3或D2、D4)。和/或

-第一间隔件(E1)和/或第二间隔件(E2)或其部分与第一和/或第二片材成为一体。例如，间隔元件或其部分与第一片材(30)成一体，而另一个间隔元件或其部分与第二片材(31)成一体。第一间隔元件和/或第二间隔元件还包括相对于第一和第二片材(30，31)可移换的部分。和/或

-在其第一纵向边缘(30B、31B)和/或其第二纵向边缘(30A、31A)附近，所述第一片材(30)和/或所述第二片材(31)被折叠或压纹以制造一个或多个突出部分，所述一个或多个突出部分形成所述第一和/或第二间隔元件(E1、E2)的至少一部分。和/或

-所述第一片材(30)和/或所述第二片材(31)至少部分地由至少两个不同的金属层制成。因此，片材可以是例如双金属的或双金属层的(由彼此覆盖的两个金属层组成)。片材还可以具有薄金属芯片材(具有例如100μm至3mm的厚度)的形式，该薄金属芯片材在其相对面中的每一个上设置有薄金属覆盖层(具有例如20μm至1mm的厚度)，这些覆盖层具有相同或不同的金属组成和/或具有相同或不同的厚度。例如，如果热交换器的热侧上的温度较高(通常高于600℃:如650℃、750℃直至950℃…)并且冷侧上的温度低(通常低于300℃:如150℃…250℃…)，或者如果在热交换器的一侧上(例如在冷侧可能出现腐蚀性冷凝水)可能出现腐蚀，则片材30和31可以设置有防腐蚀层，或者片材可以由彼此附接的两个或多于两个层或膜制成。例如，在实现波纹图案之前，通过将不同材料的片材焊接在一起(如不锈钢片材和镍合金片材)，并且可能焊接非波纹边缘部分或条带。鉴于由耐温和/或耐腐蚀合金制成的片材昂贵，这降低了材料成本。和/或

-第三间隔件(E3)位于所述大致螺旋结构(3)的相邻匝之间，以便限定所述第一流体(FB)从所述腔室或导管或管道(2)朝向限定在所述大致螺旋结构(3)的匝之间的体积不通过的非通路区域(ZNP)，以及限定所述第一流体(FB)朝向所述管道或导管或腔室(2)朝向限定在所述大致螺旋结构(3)的匝之间的体积不通过的非通路区域(ZNP)。

有利地，由第一间隔件和第二间隔件限定的通路区域(ZP)位于两个第三间隔件之间。

优选地，第三间隔件(E3)布置在大致螺旋结构(3)的匝之间，以限定径向扇区，每个径向扇区与第二流体(FA)的分配器或收集器相关联。和/或

-第一间隔件和/或第二间隔件可移除地安装在所述大致螺旋结构(3)的所述片材(30、31)之间。这允许容易地更换和更容易地接近交换器本体的内部。和/或

-一个或多个片材的第一平滑区域(Z1，Z3)和/或第二平滑区域(Z2，Z4)具有突起或止挡，以确保所述第一间隔件(E1)和/或所述第二间隔件(E2)和/或所述第三间隔件(E3)的适当定位。和/或

-所述第一间隔件(E1)和/或所述第二间隔件(E2)呈一系列不同截面的形式和/或呈具有开口(51)的连续条带或带(53)的形式，所述开口(51)用于限定朝向所述大致螺旋结构(3)的内部体积的通路区域(ZP)，所述通路区域(ZP)限定在能够变形(特别是穿孔或刺穿)的所述片材或区域之间，以限定朝向所述大致螺旋结构(3)的内部或内部体积的通路区域。

有利地，第一间隔件和第二间隔件(E1、E2)呈能够被刺穿的筋条(bead)或连续条带的形式。该筋条或条带优选地由可弹性压缩的闭孔泡沫制成。和/或

-分配器(4)和/或收集器(5)是安装在所述大致螺旋结构(3)上的可移除部分，所述部分具有旨在朝向所述元件(3)转动的面，所述面承载一系列中空指状物，所述中空指状物适于插入开放区域或开口中，或者插入盘卷或连续条带(53)的可刺穿部分(53A)中以刺穿所述盘卷或连续条带。和/或

-一个或多个片材的第一平滑区域和/或第二平滑区域由第一片材(30)或第二片材(31)的一个或多个折叠部分延伸。折叠部分有利地具有从自由边缘延伸到折叠线的槽，这有助于一个或多个平滑区域的弯曲。和/或

-第一间隔件(E1)和/或第二间隔件(E2)包括用于将来自/流过所述间隔件的开口的所述第二流体朝向一系列通道引导的一个或多个装置，或者用于将来自一系列通道的所述第二流体朝向所述间隔件的开口收集的一个或多个装置。这些引导装置例如由在所考虑的间隔件(E1、E2)中延伸的一个或多个通道构成，并且具有指向限定在两个片材30、31之间的通道的一系列开口或通路。和/或

-第一和第二片材(30，31)至少在其具有限定通道33、34的变形的中心区域中彼此附接。例如，片材通过钎焊点彼此连接。有利地在卷绕片材30、31期间形成焊接点。和/或

-这些特征中的两个或更多个的组合。

本发明还涉及一种热交换器，其包括至少一个腔室或管道(2)，在腔室或管道(2)中容纳至少一个如上所述的根据本发明的交换器本体。交换器还包括用于在交换器本体的匝之间分配第一流体的至少一个分配器或腔室和/或用于收集从形成在交换器本体的匝之间的容积出来/流出的第一流体(FB)的收集器或腔室。

本发明还涉及一种热交换器，其交换器本体相对于腔室或导管或管道可拆卸地安装。

特别地，第一间和第二间隔件(E1、E2)相对于大致螺旋结构(3)至少部分地可移除地安装。

本发明的主题还在于根据本发明的热交换器的用途，用于确保流过在大致螺旋结构3的匝之间限定的空间的气态的第一流体(FB)与在螺旋卷绕的元件3中流动的第二液体流体(FA)之间的热交换。

在该用途的上下文中，用于确保热交换器的改进维护的本发明的另一个目的是一种清洁或维护根据前述权利要求所述的热交换器的方法，所述方法包括至少以下步骤：

-交换器本体与腔室或管道分离；

-交换器本体的分配器和收集器被移除；

-至少部分地移除元件(3)的间隔件(E1、E2)，以便容易接近形成于所述元件(3)的所述匝的所述片材之间的空间；

-至少一种清洁流体在片材之间通过；

-使至少一种气态流体通过以去除沉积物和剩余的清洁流体；

-在所述元件(3)上至少部分地重新安装一个或多个间隔件；

-必要时清洁分配器和收集器；

-如果需要，清洁管道或腔室；

-在元件(3)上更换分配器和收集器，以及

-更换腔室或管道中的交换器本体。

通过以下详细描述中，本发明的特征和细节将变得显而易见，在所述详细描述中，参考示出本发明的实施例或其部分的附图。

附图说明

在这些附图中，

-图1是第一片材(30)的平面图；

-图2是第二片材(31)的平面图；

-图3和图4是沿所述第一片材和第二片材(30、31)的线III-III和IV-IV的截面图；

-图5是在卷绕之前彼此相关联的两个片材(30、31)的剖视图；

-图6是通过卷绕图5的片材(30、31)获得的一系列相邻匝的截面图(在径向平面中)；

-图7是图5的一系列相邻匝的局部前视图；

-图8A和图8B/C/D是通过卷绕片材(30、31)获得的另一系列相邻匝的截面图(在径向平面中)，以及图8A的相邻匝的部分(端部部分和中心部分)的较大比例的视图；

-图9是包括图8A的一系列相邻匝的本体的示意性透视图；

-图10、11和12是图9的两个匝的纵向边缘的较大比例的视图(线X-X、XI-XI和XII-XII)；

-图13是片材的示意图，示出了分配器和收集器之间的第二流体FA所遵循的路径，该片材在平坦化之后示出；

-图14是具有分配器和收集器的交换器本体的示意性透视图；

-图15是根据WO2013/142924的交换器本体的示意性透视图，而图16是设置有根据WO2013/142924的交换器本体的交换器的视图，

-图17是形成交换器本体的片材在卷绕之前的视图；

-图18是适于形成间隔件(E1、E2)的条带或带(53)的局部视图；

-图19是用于交换器本体的分配器或收集器的透视图，以及

-图20是条带或带(53)的实施例的一部分的详细视图。

-图21替代地示出了片材30和31的堆叠，其中间隔件E2由在片材31的纵向边缘部分中实现的突起(压纹)代替，压纹与片材30直接接触片材30或以可能介入可移除间隔件部分的方式与片材30接触，

-图22示出了在片材31中具有压纹的堆叠的透视图，以及

-图23是压纹中间的横截面(S-S)，示出了片材31和30之间的接触表面。

具体实施方式

本发明是根据WO 2013/142924或根据US6263961和US6289978的交换器本体的改进。作为可以改进的交换器本体的示例，参考本文件的图15至图17中所示的热交换器本体，其对应于分别在WO 2013/142924的图1、21和22A中表示的热交换器本体。

根据本发明的热交换器本体是第一流体(FB)和第二流体(FA)之间的热交换器本体，所述本体适于放置在导管、管道或腔室(2)中，以将第一流体(FB)的流动引导到热交换器本体(1)中或朝向热交换器本体(1)引导。

流体FA和FB可以在相同的大致方向上(并流)或在相反的大致方向上(逆流)流动。流体FA和FB可以是气态或液态，并且可能在热交换器中发生相变(部分或全部)。例如，流体可以至少部分地在螺旋热交换器的壁上冷凝或者至少部分地沿着螺旋热交换器的壁蒸发。

所述交换器本体(1)包括：

-适于至少部分地位于所述管道或腔室(2)中的元件(3)，所述元件(3)由导热材料制成的两块片材(30，31)组成(例如由钢或铝制成，片材具有例如小于2mm的厚度，诸如0.1mm至1.5mm，如0.2mm、0.5mm、0.8mm等)，所述片材至少在它们的纵向边缘(30A、30B、31A、31B)附近彼此连接，以在它们之间限定用于所述第二流体(FA)的一个或多个内部通道(32)，所述元件(3)被卷绕以形成延伸到所述管道或腔室(2)中的大致螺旋结构，以便在所述管道(2)中在相邻的螺旋面之间限定用于所述第一流体(FB)的一个或多个外部通道(36)，

-至少两个大致径向的分配器(4)，用于在第一纵向边缘(30A、31A)附近在一匝或多匝的水平处将所述第二流体(FA)引入/供应到所述元件(3)中，以及至少两个大致径向的收集器(5)，用于收集穿过所述元件(3)之后的所述第二流体(FA)，所述收集器(5)适于在所述第二纵向边缘(30B、31B)附近在一匝或多匝处收集所述第二流体(FA)，其中形成所述元件(3)的所述第一片材(30)和所述第二片材(31)在中心区域中具有分别形成第一系列通道(33)和第二系列通道(34)的变形，面向第二片材(31)的第一系列的第一片材(30)的通道(33)的边缘(33A)接触第二系列的第二片材(31)的一个或多个通道(34)的边缘(34A)，强制/迫使所述第二流体(FA)根据至少一个分配器(4)和至少一个收集器(5)之间的路径流动，所述流动路径由第一系列的通道(33)和第二系列的通道(34)形成，

其中，所述大致螺旋结构具有中心轴线(AC，卷绕物的轴线)，并且其中，在穿过所述中心轴线(AC)的每个径向平面(PR)中，匝的所述第一系列通道(33)形成在距所述中心轴线(AC)的第一径向距离(R1)和距所述中心轴线(AC)的第二径向距离(R2)之间延伸的通路截面，所述第二径向距离(R2)大于所述第一径向距离(R1)，同时所考虑的所述匝的所述第二系列通道(34)形成在距所述中心轴线(AC)的第三径向距离(R3)与距所述中心轴线(AC)的第四径向距离(R4)之间延伸的通路截面，所述第四径向距离(R4)等于或小于距所述中心轴线(AC)的所述第一径向距离(R1)，但大于所述第三径向距离(R3)。

在该图15中，附图标记(L)表示交换器本体的宽度，而附图标记(36)表示元件(3)的匝之间的自由空间，该自由空间限定用于第一流体FB的通道的体积(元件3外部的体积)。附图标记(Z)表示卷绕轴线的方向，该卷绕轴线也是中心轴线AC。

附图标记(35)表示旨在将流体FA(例如水)带入/供给到径向分配器(4)的第二流体FA的供应。

在图16和图17中，附图标记(40)和(50)表示用于供应分配器4和用于从收集器(5)收集流体的外部环，而附图标记(100)和(101)分别表示用于供应第一流体FB的供应管道和流出腔室2的第一流体FB的出口管。

在图17中，附图标记102表示片材30、31在它们之间的焊接点，有利地，所述焊接点在卷绕之前和/或之后和/或期间形成。

在根据本发明的交换器本体中，第一片材(30)和第二片材(31)各自沿其纵向边缘(30A、31A、30B、31B)中的每一个具有平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)，所述平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)不变形以形成通道，每个通道分别延伸第一片材和第二片材的第一或第二系列通道(33、34)的一个或多个通道(参见图1、2、3和4)。在卷绕之前，位于具有变形以限定通道33、34的中央区域两侧的平滑区域是没有变形的平坦区域。一旦卷起，平滑区域将形成螺旋结构。

第一或第二片材(30，31)的平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)中的每一个在径向平面(PR)中对于给定匝限定平行于所述中心轴线(AC)的直线(D1、D2、D3、D4)，所述直线(D1、D2、D3、D4)分别对于所述第一片材(30)的所述通道(33)的在所述所考虑的径向平面(PR)中的截面在所述第一径向距离(R1)与所述第二径向距离(R2)之间延伸，并且对于所考虑的所述径向平面中的所述第二片材(31)的所述通道截面(34)在所述第三径向距离(R3)和所述第四径向距离(R4)之间延伸。(参见图6和图7)在卷绕期间，片材的平滑区域因此限定通道，该通道相对于在片材30、31之间限定的通道的平均径向宽度具有较大的径向宽度。

在螺旋结构(3)的第一片材(30)的第一纵向边缘(30A)和螺旋结构(3)的第二片材(31)的第一纵向边缘(31A)附近，在匝的水平处并且对于所考虑的径向平面(PR)，第一片材(30)的平滑区域(Z1，Z3)位于第二片材(31)的平滑区域(Z2，Z4)的对面，同时与其间隔开第一径向间隔或距离(ER1)，所述第一径向间隔或距离(ER1)对应于所考虑的匝的通道(33、34)的截面的第二径向距离(R2)和第三径向距离(R3)之间的最大间隔的至少50％(例如50％至90％)，并且在所考虑的径向平面(PR)中，第一间隔件(E1)在所述第一片材(30)和第二片材(31)的所述第一纵向边缘(30A、31A)附近的所述平滑区域(Z1、Z2)的至少部分之间延伸。

在螺旋构件(3)的第一片材(30)的第二纵向边缘(30B)和螺旋构件(3)的第二片材(31)的第二纵向边缘(31B)分别与螺旋构件(3)的第一片材(30)的第一纵向边缘(30A)和螺旋构件(3)的第二片材(31)的第一纵向边缘(31A)邻近处，在匝的水平处并且对于所考虑的径向平面(PR)，所述第一片材(30)的所述平滑区域(Z3)位于所述第二片材(31)的平滑区域(Z4)的对面，同时与所述第二片材(31)的所述平滑区域(Z4)间隔开第二径向间距(ER2)，所述第二径向间距(ER2)对应于所考虑的匝的所述通道的截面的所述第二径向距离(R2)与所述第三径向距离(R3)之间的最大间距的至少50％(例如50％至90％)，并且对于所考虑的所述径向平面(PR)，第二间隔元件(E2)在所述第一和第二片材(30，31)的所述第二纵向边缘(30B、31B)附近的所述平滑区域(Z3，Z4)的至少部分之间延伸。

所述第一和第二间隔件(E1，E2)与所述第三间隔件(E3)一起限定通路区域(ZP)和封闭区域(ZO)，所述通路区域(ZP)用于使所述第二流体(FA)从分配器(4)通过和流入/流出所述第一和第二片材(30，31)的通道或流到收集器(5)，所述封闭区域(ZO)阻挡所述第一流体(FB)和所述第二流体(FA)在所述第一片材和第二片材(30，31)的通道中的通过/流动。(参见图19，其中螺旋被示意性地示出)

第一间隔元件(E1)是至少部分可压缩的并且至少与第一片材和第二片材(30，31)中的至少一个不固定，而第二间隔件(E2)是至少部分可压缩的并且至少不与第一片材和第二片材(30，31)中的至少一个固定。

间隔件E3与间隔件E1、E2的部分一起形成用于第一流体FB和第二流体FA的径向非通路区域ZNP。在两个非通路区域ZNP之间，间隔件E1、E2均被布置成封闭元件3的两个片材30、31之间的通路，或者间隔件E3被布置成封闭相邻匝之间的通路部分。

图10示出了沿与交换器本体的径向截面相交的径向平面的热交换器本体的截面，对于该径向截面，螺旋元件3的纵向边缘30A、31A不被间隔件E1封闭，而间隔件E3在相邻匝之间延伸。在该径向截面ZP中，从第二流体FA到元件3的内部通道的通过/流动是可能的。

图11以截面示出了径向截面，对于该径向截面，间隔件E1和E3形成无通路区域。在该区域中，间隔件E1和E3首先沿着元件结构3的纵向边缘(术语“纵向边缘”在此用于表示在卷绕之后形成螺旋的片材的端部边缘)密封元件3，并且其次沿相邻匝之间的空间密封元件3。在包括间隔件E1和E3的该径向截面中，可以将间隔件E1、E3与条带相关联，然后覆盖片材30、31的自由螺旋边缘。

图12以截面示出了包括间隔件E1的径向截面，以便允许气体在元件或螺旋结构3的匝之间通过。

图13示出了第二流体FA(以实线表示)沿着以展开或平面形式示出的片材的正面并且由第一流体FB(以虚线表示)沿着片材30的背面所经过的路径。沿着片材的正面示出间隔件E1和E2。在中心部分，流体FA、FB的运动随形成通道33的变形而呈锯齿状。

图18是呈柔性且可压缩的条带或带53的形式的间隔件E1、E2的示意图，其具有用于第二流体FA的通路。条带的上表面设置有层或膜，该层或膜可以被抽出或刺穿以允许第二流体FA穿过带53。

图19以透视图示出了分配器或歧管或收集器4、5，其在平面55上具有中空指状物55A，该中空指状物55A用于形成第二流体FB的通路。然后，这些指状物55A适于可能刺穿膜、条带和/或带，和/或紧密地配合在带的通路51中。

图20示出了带53具有与扩口部分相关联的开口51，以用作用于将第二流体FA分配到若干通道或用于从若干通道33、34收集第二流体的装置。

带53有利地使平滑区域的一部分彼此面对，然后该部分形成第二流体FA的一种螺旋环分布或聚集。

如可从图中可以看出：

-对于第一片材(30)或第二片材(31)，在其第一纵向边缘(30A、31A)附近具有第一平滑区域(Z1、Z2)，并且在其第二纵向边缘(30B、31B)附近具有第二平滑区域(Z3、Z4)，其中在确定的径向平面(PR)中，片材(30、31)的第一平滑区域(Z1、Z2)和第二平滑区域(Z3、Z4)在每个径向平面(PR)中的匝水平处限定平行于所述中心轴线(AC)的两条同轴线(D1、D3或D2、D4)。

-第三间隔件(E3)位于元件(3)的相邻匝之间，以限定腔室或管道(2)的第一流体(FB)到元件3的匝之间限定的体积的非通路区域(ZNP)，以及限定所述元件(3)的匝之间限定的体积的所述第一流体(FB)到所述导管或腔室(2)的非通路区域(ZNP)。

-由第一和第二间隔件(E1、E2)限定的通路/流动区域(ZP)位于两个第三间隔件(E3)之间。

-第三间隔件(E3)布置在元件(3)的匝之间，以限定与分配器(4)或歧管(5)相关联的径向扇区。

-所述第一间隔件(E1)和/或所述第二间隔件(E2)可移除地安装在所述元件(3)的片材(30、31)之间。例如，它们插入两个平滑区域之间，并且由于在平滑区域之间的带的压缩而保持在适当位置。

-一个或多个片材的第一平滑区域(Z1，Z3)和/或第二平滑区域(Z2，Z4)具有突起或止挡(50)，以确保第一间隔件(E1)和/或第二或第二间隔件(E2)和/或第三间隔件(E3)的适当定位。

-第一间隔件和/或第二间隔件(E1、E2)呈一系列不同截面的形式和/或呈连续条带/带(53)的形式，所述连续条带/带(53)具有开口(51)，所述开口(51)用于限定在所述片材(30、31)之间限定的通向所述元件(3)的内部体积的通路区域(ZP)，或者能够变形或刺穿以限定朝向所述元件(3)的内部体积的通路区域的区域。

-第一间隔件和第二间隔件各自呈具有能够被刺穿或被移除的部分(53A)的股或带或连续条带的形式(例如呈可剥离膜的形式)。

-分配器(4)和/或收集器(5)是安装在元件(3)上的可移除部分，所述部分具有旨在朝向所述元件(3)转动的面(55)，所述面(55)承载一系列中空指状物(56)，所述中空指状物(56)适于插入开放区域(51)中或者刺穿条带或凸缘(53)的部分(53A)。

-一个或多个片材(30、31)的第一平滑区域(Z1、Z2)和/或第二平滑区域(Z3、Z4)由所述第一或第二片材(30，31)的一个或多个折叠部分(ZR)延伸。

-第一间隔件(E1)和/或第二间隔件(E2)包括一个或多个装置(57)，所述一个或多个装置(57)用于将来自所讨论的牵开器的开口(51)的所述第二流体(FA)引导或分配到一系列通道，或者用于将所述第二流体(FA)从一系列通道收集到所述间隔件的开口的装置。

-第一和第二片材(30，31)彼此附接，特别是在它们的卷绕期间，至少在它们的具有限定通道(33、34)的变形的中心区域中彼此附接。

图21可选地示出了片材30和31的堆叠，其中间隔件E2由在片材31的纵向边缘部分中实现的突起(压纹)代替，压纹与片材30直接接触或可能插入可移除的另外的间隔件部分。片材30的平滑区域Z1/Z3通过间隔件E1与片材31的平滑区域Z2/Z4间隔开。间隔件E2由压纹形成。

图22示出了在图21的片材31中具有压纹的堆叠的透视图。

图23是片材31的压纹中间的横截面，其示出了片材31和30之间的接触表面。片材30具有用于形成接触区域的折叠区。

本发明的主题还是一种用于清洁或维护根据本发明的交换器的方法，所述方法包括例如以下步骤：

-交换器本体与腔室或管道分离，例如通过移除用于第一流体(FB)的分配器/供应腔室或收集器/收集腔室；

-移除交换器本体的分配器和收集器；

-至少部分地移除所述元件(3)的间隔件(E1、E2)，以便容易接近形成元件(3)的匝的片材(30、31)之间的空间；

-至少一种清洁流体在所述片材(30、31)之间通过；

-使至少一种气态流体通过所述片材(30、31)之间的空间，以便排出/移除可能的沉积物和残留的清洁流体和/或干燥所述交换器本体；

-在所述元件(3)上至少部分地重新安装一个或多个间隔件；

-必要时清洁分配器和收集器；

-必要时清洁管道或腔室；

-在元件或螺旋结构(3)上更换分配器和收集器，以及

-更换腔室或管道中的交换器本体。

Claims (21)

1.一种在第一流体(FB)和第二流体(FA)之间进行热交换的热交换器本体，所述热交换器本体适于放置在管道或腔室(2)中，以将第一流体(FB)的流动引导到热交换器本体(1)中或引导到热交换器本体(1)，所述热交换器本体(1)包括：

-适于位于所述管道或腔室(2)中的元件(3)，所述元件(3)由导热材料制成的第一片材(30)和第二片材(31)组成，所述第一片材(30)和所述第二片材(31)至少在它们的纵向边缘(30A、30B、31A、31B)附近连接在一起，以在它们之间限定用于所述第二流体(FA)的一个或多个内部通道(32)，所述元件(3)被卷绕以形成大致螺旋结构(3)，所述大致螺旋结构适于延伸到所述管道或腔室(2)中，以便在所述管道或腔室(2)中在相邻的螺旋面之间限定用于所述第一流体(FB)的一个或多个通道，

-至少两个大致径向的分配器(4)，用于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的第一纵向边缘(30A、31A)附近将所述第二流体(FA)引导到所述元件(3)中，和至少两个大致径向的收集器(5)，用于在所述第二流体(FA)通过所述元件(3)之后收集所述第二流体(FA)，所述收集器(5)适于在所述大致螺旋结构(3)的不同匝处的第二纵向边缘(30B、31B)附近收集所述第二流体(FA)，其中形成所述元件(3)的所述第一片材(30)和所述第二片材(31)在中心区域中具有分别形成第一系列通道(33)和第二系列通道(34)的变形，面向第二片材(31)的第一片材(30)的第一系列通道(33)的边缘(33A)接触第二片材(31)的第二系列通道(34)的边缘(34A)，迫使所述第二流体(FA)遵循至少一个分配器(4)和至少一个收集器(5)之间的路径流动，所述路径由第一系列通道(33)和第二系列通道(34)形成，

其中，所述大致螺旋结构(3)具有中心轴线(AC)，并且其中，在穿过所述中心轴线(AC)的每个径向平面(PR)中，所述大致螺旋结构(3)的匝的第一系列通道(33)形成在距所述中心轴线(AC)的第一径向距离(R1)和距所述中心轴线(AC)的第二径向距离(R2)之间延伸的通路截面，所述第二径向距离(R2)大于所述第一径向距离(R1)，同时所考虑的所述匝的所述第二系列通道(34)形成在距所述中心轴线(AC)的第三径向距离(R3)与距所述中心轴线(AC)的第四径向距离(R4)之间延伸的通路截面，所述第四径向距离(R4)等于或小于距所述中心轴线(AC)的所述第一径向距离(R1)，但大于所述第三径向距离(R3)，

其特征在于，所述第一片材(30)和所述第二片材(31)各自沿着它们的纵向边缘(30A、31A、30B、31B)中的每一个具有平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)，所述平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)不变形以形成通道，每个通道分别延伸第一片材和第二片材的第一系列通道(33)或第二系列通道(34)的一个或多个通道，

所述第一或第二片材(30，31)的所述平滑区域(Z1、Z2、Z3、Z4)中的每一个在所述大致螺旋结构(3)的匝的径向平面(PR)中限定平行于所述中心轴线(AC)的直线(D1、D2、D3、D4)，所述直线(D1、D2、D3、D4)分别对于所述第一片材(30)的所述通道(33)的在考虑的所述径向平面(PR)中的截面在所述第一径向距离(R1)与所述第二径向距离(R2)之间延伸，并且对于所述第二片材(31)的所述通道(34)在所考虑的所述径向平面中的截面在所述第三径向距离(R3)和所述第四径向距离(R4)之间延伸，

在所述大致螺旋结构(3)的所述第一片材(30)的第一纵向边缘(30A)和所述大致螺旋结构(3)的所述第二片材(31)的第一纵向边缘(31A)附近，在匝的水平处并且在所考虑的径向平面(PR)中，所述第一片材(30)的所述平滑区域(Z1，Z3)位于所述第二片材(31)的平滑区域(Z2，Z4)的对面，同时与所述第二片材(31)的平滑区域(Z2，Z4)间隔开第一径向间隔距离(ER1)，所述第一径向间隔距离(ER1)对应于所考虑的径向平面(PR)和所考虑的匝的通道(33，34)的截面的第二径向距离(R2)与第三径向距离(R3)之间最大间隔距离的至少50％，第一间隔件(E1)在所述第一和第二片材(30，31)的所述第一纵向边缘(30A、31A)附近的所述平滑区域(Z1、Z2)的至少部分之间延伸，

在所述大致螺旋结构(3)的第一片材(30)的第二纵向边缘(30B)和所述大致螺旋结构(3)的第二片材(31)的第二纵向边缘(31B)附近，所述第二纵向边缘(31B)分别与所述大致螺旋结构(3)的所述第一片材(30)的所述第一纵向边缘(30A)和所述大致螺旋结构(3)的所述第二片材(31)的所述第一纵向边缘(31A)相对，在匝的水平处并且在所考虑的径向平面(PR)中，第一片材(30)的平滑区域(Z3)位于第二片材(31)的平滑区域(Z4)对面，同时与所述第二片材(31)的所述平滑区域(Z4)间隔开第二径向间隔距离(ER2)，所述第二径向间隔距离(ER2)对应于所考虑的所述匝的通道的所述截面和所考虑的径向平面(PR)的所述第二径向距离(R2)和所述第三径向距离(R3)之间的最大间隔距离的至少50％，第二间隔件(E2)在所述第一和第二片材(30，31)的所述第二纵向边缘(30B、31B)附近的所述平滑区域(Z3、Z4)的至少部分之间延伸，

第三间隔件(E3)在所述大致螺旋结构(3)的相邻匝的部分之间延伸，并且所述第一、第二和第三间隔件(E1、E2、E3)限定用于所述第二流体(FA)从分配器(4)流入或流出所述第一和第二片材(30，31)的通道或流到收集器(5)的通路区域(ZP)，以及防止所述第一流体(FB)和所述第二流体(FA)流入所述第一和第二片材(30，31)的通道的封闭区域(ZO)。

2.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一间隔件(E1)是至少部分可压缩的并且至少不固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个，和/或，所述第二间隔件(E2)是至少部分可压缩的并且至少不固定到所述第一和第二片材(30，31)中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器本体，其特征在于，第一片材(30)或第二片材(31)在其第一纵向边缘(30A、31A)附近具有第一平滑区域(Z1、Z2)，并且在其第二纵向边缘(30B、31B)附近具有第二平滑区域(Z3、Z4)，其中在所考虑的径向平面(PR)中，在所述大致螺旋结构(3)的匝的水平处的片材(30、31)的所述第一平滑区域(Z1、Z2)和所述第二平滑区域(Z3、Z4)在每个径向平面(PR)中限定平行于所述中心轴线(AC)的两条同轴线(D1、D3或D2、D4)。

4.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一间隔件(E1)和/或所述第二间隔件(E2)或其部分与第一和/或第二片材成一体。

5.根据权利要求4所述的热交换器本体，其特征在于，在其第一纵向边缘(30B、31B)和/或其第二纵向边缘(30A、31A)附近，所述第一片材(30)和/或所述第二片材(31)被折叠或压纹以制造一个或多个突出部分，所述一个或多个突出部分形成所述第一和/或第二间隔件(E1、E2)的至少一部分。

6.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一片材(30)和/或所述第二片材(31)至少部分地由至少两个不同的金属层制成。

7.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，第三间隔件(E3)位于所述大致螺旋结构(3)的相邻匝之间，以便限定所述第一流体(FB)从所述腔室或管道(2)朝向限定在所述大致螺旋结构(3)的匝之间的体积不通过，且所述第一流体(FB)朝向所述管道或腔室(2)朝向限定在所述大致螺旋结构(3)的匝之间的体积不通过的区域(ZNP)。

8.根据权利要求7所述的热交换器本体，其特征在于，由第一和第二间隔件(E1，E2)限定的通路区域(ZP)位于两个第三间隔件(E3)之间。

9.根据权利要求8所述的热交换器本体，其特征在于，第三间隔件(E3)布置在所述大致螺旋结构(3)的匝之间，以限定径向扇区，每个径向扇区与分配器(4)或收集器(5)相关联。

10.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一间隔件(E1)和/或所述第二间隔件(E2)可拆卸地安装在所述大致螺旋结构(3)的片材(30，31)之间。

11.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一或第二片材的第一平滑区域(Z1，Z3)和/或第二平滑区域(Z2，Z4)具有突起或止挡(50)，以确保第一间隔件(E1)和/或第二间隔件(E2)和/或第三间隔件(E3)的适当定位。

12.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，第一和/或第二间隔件(E1、E2)被设计成呈一系列不同截面的形式和/或呈连续条带(53)的形式，所述连续条带(53)具有开口(51)，所述开口(51)用于限定在所述片材(30、31)之间限定的朝向所述大致螺旋结构(3)的内部体积的通路区域(ZP)，或者能够变形或刺穿以限定朝向所述大致螺旋结构(3)的内部体积的通路区域的区域。

13.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，所述第一和第二间隔件(E1，E2)各自具有盘卷或连续条带的形式，其具有适于被刺穿或移除的部分(53A)。

14.根据权利要求12或13所述的热交换器本体，其特征在于，分配器(4)和/或收集器(5)是安装在所述大致螺旋结构(3)上的可移除部分，所述部分具有旨在朝向所述大致螺旋结构(3)转动的面(55)，所述面(55)承载一系列中空指状物，所述中空指状物适于插入开口(51)中，或者插入盘卷或连续条带(53)的部分(53A)中以刺穿所述盘卷或连续条带。

15.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，一个或多个片(30，31)的第一平滑区域(Z1，Z2)和/或第二平滑区域(Z3，Z4)由第一片材(30)或第二片材(31)的一个或多个折叠部分(ZR)延伸。

16.根据权利要求12所述的热交换器本体，其特征在于，第一间隔件(E1)和/或第二间隔件(E2)包括用于将流过所考虑的所述间隔件的开口(51)的所述第二流体(FA)朝向一系列通道引导或分配的一个或多个装置(57)，或者用于将来自一系列通道的所述第二流体(FA)朝向所述间隔件的开口(51)收集的一个或多个装置。

17.根据权利要求1所述的热交换器本体，其特征在于，第一和第二片材(30，31)彼此附接，其中在它们的卷绕期间，至少在它们的具有限定通道(33、34)的变形的中心区域中彼此附接。

18.一种热交换器，包括至少一个腔室或管道，其中容纳有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的热交换器本体(1)，以及至少一个分配器或腔室(C2)和/或收集器或腔室(C1)，所述分配器或腔室(C2)用于在所述热交换器本体的匝之间分配所述第一流体(FB)，所述收集器或腔室(C1)用于收集离开在所述热交换器本体的匝之间形成的体积的所述第一流体(FB)。

19.根据权利要求18所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器本体(1)相对于所述腔室或管道(2)可移除地安装。

20.根据权利要求19所述的热交换器，其特征在于，所述第一间隔件(E1)和所述第二间隔件(E2)相对于所述大致螺旋结构(3)至少部分地可移除地安装。

21.一种清洁根据前述权利要求18-20中任一项所述的热交换器的方法，所述方法包括至少以下步骤：

-热交换器本体与腔室或管道分离；

-移除热交换器本体的分配器和收集器；

-至少部分地移除所述元件(3)的第一和第二间隔件(E1、E2)，以便容易接近形成元件的匝的片材(30、31)之间的空间；

-至少一种清洁流体在所述元件的所述片材之间通过；

-使至少一种气态流体通过所述元件(3)的片材(30、31)之间的空间，以便移除可能的沉积物和可能的残留的清洁流体；

-在所述元件(3)上至少部分地重新安装一个或多个间隔件；

-必要时清洁分配器和收集器；

-必要时清洁管道或腔室；

-在元件(3)上更换分配器和收集器，以及

-更换腔室或管道中的热交换器本体。