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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren, die in einer Hülle angeordnet sind. Hintergrundtechnik
Ein Rohrbündel-Wärmetauscher ist eine Art von Wärmetauscherdesign und wurde für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt. Ein Rohrbündel-Wärmetauscher weist eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren auf, durch die Kühlmittel strömt, und eine Hülle auf, die die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt und dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Fluid, das einer Wärmeübertragung unterzogen ist und außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, und dem Kühlmittel auszutauschen, das durch die Wärmetauscherrohre strömt (zum Beispiel, siehe Druckschrift
JP 2012 072923 A ). In der Druckschrift
JP 2012 072923 A weist der Rohrbündel-Wärmetauscher einen Kühlmitteleinlasskopf auf, der an einem longitudinalen Ende der Hülle angeordnet ist, um mit einen Enden bzw. mit Enden auf einer Seite der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zu kommunizieren. Das Kühlmittel, das in den Kühlmitteleinlasskopf von außerhalb strömt, wird an die Wärmetauscherrohre durch den Kühlmitteleinlasskopf verteilt.
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Die Druckschrift US 2009 / 0 000 775 A1 zeigt einen Rohrbündelwärmetauscher, der einen Mantel mit einem Flüssigkeitseinlass und einem Flüssigkeitsauslass, und eine Vielzahl von Rohren aufweist, die im Inneren des Mantels angeordnet sind, wobei die Rohre einen Flüssigkeitseinlass und einen Flüssigkeitsauslass haben. Ein Prallblech mit einer Vielzahl von Perforationen ist in dem Mantel zwischen dem Flüssigkeitseinlass des Mantels und den Rohren angeordnet. Das Prallblech ist so konfiguriert, dass es ein Wärmetauscherfluid vom Fluideinlass des Gehäuses leitet, um das Wärmetauscherfluid gleichmäßig um die Rohre herum zu verteilen. Die Perforationen verhindern eine Rezirkulation und Stagnation des Flüssigkeitsstroms hinter dem Prallblech, wodurch Verschmutzung und Korrosion mit anschließender Verdünnung der Rohrwände verhindert werden.
Die Druckschrift US 2013 / 0 112 381 A1 zeigt eine Wärmetauschervorrichtung, die mehrere Rohre aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind und ein oder mehrere Rohrbündel bilden, die axial in einen zylindrischen Mantel eingesetzt sind. Ein erstes Fluid, das durch eine oder mehrere erste Einlassöffnungen an einem ersten Ende des zylindrischen Mantels zugeführt wird und axial ausgerichtet ist, strömt im Inneren der Rohre, und ein zweites Fluid, das durch eine zweite Einlassöffnung zugeführt wird, strömt im Inneren des zylindrischen Mantels, um eine Wärmeübertragung mit dem ersten Fluid durch die Rohrwände zu bewirken. Ein Ende der Rohre ist an der (den) ersten Einlassöffnung(en) mit einer Rohrplatte verbunden, die das zweite Fluid vom ersten Fluid trennt. Mindestens zwei Aufprallplatten, die jeweils mit mehreren Durchgangslöchern versehen sind, werden nacheinander zwischen jedem ersten Einlassloch und der Rohrplatte angeordnet. Die Aufprallplatten sind parallel zueinander und orthogonal zur Mittelachse des zylindrischen Gehäuses angeordnet, um das erste Fluid im Inneren der Rohre zu verteilen.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Druckschrift
JP 2012 072923 A weist der Kühlmitteleinlasskopf einen Durchmesser vergleichbar mit einem Durchmesser der Hülle auf. Dabei ist ein Einlass für Kühlmittel, der in dem Kühlmitteleinlasskopf ausgebildet ist, mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Hülle versehen. Als Ergebnis expandiert das Kühlmittel, das von dem Einlass in den Kühlmitteleinlasskopf strömt, schlagartig im Volumen und verringert daher wesentlich seine Strömungsgeschwindigkeit. Das Kühlmittel, das seine Strömungsgeschwindigkeit verringert hat, wandelt sich nicht in einen Sprühzustand sondern wird in eine flüssige Phase und eine Gasphase geteilt. Dies bewirkt, dass flüssiges Kühlmittel sich in einem unteren Teil des Kühlmitteleinlasskopfs sammelt und bewirkt, dass das Kühlmittel ungleichmäßig an die Wärmetauscherrohre verteilt wird, die in einer unteren Seite der Hülle angeordnet sind. In der Hülle ist eine Zone, die eine hohe Wärmeübertragungseffektivität bereitstellt, eine radial mittlere Zone. Daher, falls das Kühlmittel dazu neigt, sich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre auf der unteren Seite zu verteilen, verringert sich eine Effektivität der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid, das der Wärmeübertragung innerhalb der Hülle unterzogen wird, nachteilhaft.
Der Rohrbündel-Wärmetauscher der vorliegenden Offenbarung wurde erlangt, um das voranstehend beschriebene Problem zu lösen und zielt darauf ab, einen Rohrbündel-Wärmetauscher bereitzustellen, der eine verbesserte Wärmeübertragungseffektivität bereitstellt.
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Lösung des Problems
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Ein Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und eine Hülle auf, der eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, und weist ein Fluid auf, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, und außerhalb die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid auszutauschen, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist: ein Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der Hülle ist, die seitlich angeordnet ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Weise angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei ein Innenraum des Kühlmitteleinlasskopfes durch die Verteilerplatte in einen ersten Freiraum, in den das Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass strömt, und einen zweiten Freiraum unterteilt ist, der dem ersten Freiraum gegenüberliegt und der mit den einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren kommuniziert, wobei der Kühlmitteleinlass einem oberen Teil einer Endfläche in der Rechts-Links-Richtung des Kühlmitteleinlasskopfes ausgebildet ist, und eine regalförmige Unterteilungsplatte in dem ersten Freiraum angeordnet ist, um den ersten Freiraum in Räume in einer Oben-Unten-Richtung zu unterteilen, wobei eine Lücke gelassen ist, so dass die Räume des ersten Freiraums durch die Lücke in der Oben-Unten-Richtung kommunizieren.
Des Weiteren wird bereitgestellt ein Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und einer Hülle, die eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, wobei ein Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auszutauschen, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist:
einen Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der seitlich angeordneten Hülle ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Art angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei ein Innenraum des Kühlmitteleinlasskopfes durch die Verteilerplatte in einen ersten Freiraum, in den das Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass strömt, und einen zweiten Freiraum unterteilt ist, der dem ersten Freiraum (10a) gegenüberliegt und der mit den einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren kommuniziert, und wobei eine ringförmige Unterteilungsplatte in dem ersten Freiraum (10a) angeordnet ist, um den ersten Freiraum in eine radial mittlere Zone und eine andere Zone zu unterteilen, und wobei zwei der Kühlmitteleinlässe in einer Endfläche in der Rechts-Links-Richtung des Kühlmitteleinlasskopfes ausgebildet sind, wobei einer der zwei Kühlmitteleinlässe in einem oberen Teil der Endfläche ausgebildet ist, um dem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen Freiraum außerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte zu strömen, wobei ein anderer der zwei Kühlmitteleinlässe in einer Mitte der Endfläche ausgebildet ist, um dem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen Freiraum innerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte zu strömen.
Des Weiteren wird bereitgestellt ein Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und einer Hülle, die eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, wobei ein Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auszutauschen, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist: einen Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der seitlich angeordneten Hülle ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Art angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei ein Innenraum des Kühlmitteleinlasskopfes durch die Verteilerplatte in einen ersten Freiraum, in den das Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass strömt, und einen zweiten Freiraum unterteilt ist, der dem ersten Freiraum gegenüberliegt und der mit den einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren kommuniziert, undwobei zwei der Kühlmitteleinlässe in einer Endfläche in der Rechts-Links-Richtung des Kühlmitteleinlasskopfes ausgebildet sind, wo einer der zwei Kühlmitteleinlässe in einem oberen Teil der Endfläche ausgebildet ist, wobei ein anderer der zwei Kühlmitteleinlässe in einem unteren Teil der Endfläche ausgebildet ist, wobei jeder der zwei Kühlmitteleinlässe, die in der Endfläche ausgebildet sind, einen Adapter aufweist, der an dem Kühlmitteleinlasskopf angebracht ist, und ein Einlassrohr aufweist, das mit dem Adapter verbunden ist, und wobei eine Mehrzahl der Adapter, die verschiedene Kühlmittel-Ausströmungsformen aufweisen, für die jeweiligen Kühlmitteleinlässe genutzt werden.
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Des Weiteren wird bereitgestellt ein Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und einer Hülle, die eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, wobei ein Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auszutauschen, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist: einen Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der seitlich angeordneten Hülle ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Art angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei ein Innenraum des Kühlmitteleinlasskopfes durch die Verteilerplatte in einen ersten Freiraum, in den das Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass strömt, und einen zweiten Freiraum unterteilt ist, der dem ersten Freiraum gegenüberliegt und der mit den einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren kommuniziert, undwobei eine ringförmige Unterteilungsplatte in dem ersten Freiraum angeordnet ist, um den ersten Freiraum in eine radial mittlere Zone und eine andere Zone zu unterteilen, und wobei zwei der Kühlmitteleinlässe in einer Endfläche in der Rechts-Links-Richtung des Kühlmitteleinlasskopfes ausgebildet sind, wobei einer der zwei Kühlmitteleinlässe in einem oberen Teil der Endfläche ausgebildet ist, um dem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen Freiraum außerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte zu strömen, wobei ein anderer der zwei Kühlmitteleinlässe in einer Mitte der Endfläche ausgebildet ist, um dem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen Freiraum innerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte zu strömen, wobei jeder der zwei Kühlmitteleinlässe, die in der Endfläche ausgebildet sind, einen Adapter aufweist, der an dem Kühlmitteleinlasskopf angebracht ist, und ein Einlassrohr aufweist, das mit dem Adapter verbunden ist, und wobei eine Mehrzahl der Adapter, die verschiedene Kühlmittel-Ausströmungsformen aufweisen, für die jeweiligen Kühlmitteleinlässe genutzt werden.
Des Weiteren wird bereitgestellt ein Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und einer Hülle, die eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, wobei ein Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auszutauschen, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist: einen Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der seitlich angeordneten Hülle ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Art angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei der Kühlmitteleinlass einen Adapter aufweist, der an dem Kühlmitteleinlasskopf angebracht ist, und ein Einlassrohr aufweist, das mit dem Adapter verbunden ist, und wobei der Adapter ein Einfügeloch aufweist, in das das Einlassrohr eingefügt ist und eine Mehrzahl von Radiallöchern aufweist, die mit dem Einfügeloch (21a) kommunizieren und sich radial von der Zentralachse des Adapters erstrecken, die eine radiale Mitte ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf eine Kühlmittelkappe aufweist, und eine Anbringungskappe aufweist, die an der Kühlmittelkappe angeordnet ist auf eine Weise, dass sie nach außen von der Kühlmittelkappe vorsteht, wobei die Anbringungskappe zur Adapteranbringung genutzt ist, und wobei der Adapter an der Anbringungskappe angebracht ist.
Des Weiteren wird bereitgestellt ein Rohrbündel-Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Wärmetauscherrohren und einer Hülle, die eine röhrenförmige Form aufweist und die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren beherbergt, wobei ein Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren innerhalb der Hülle strömt, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher dazu konfiguriert ist, Wärme zwischen einem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre strömt, und dem Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auszutauschen, wobei der Rohrbündel-Wärmetauscher aufweist: einen Kühlmitteleinlasskopf, der auf einer Seite in einer Rechts-Links-Richtung angeordnet ist, die eine Längsrichtung der seitlich angeordneten Hülle ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf einen Kühlmitteleinlass aufweist und dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zu verteilen, das von dem Kühlmitteleinlass zu der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren strömt; und eine Verteilerplatte, die innerhalb des Kühlmitteleinlasskopfs auf solch eine Art angeordnet ist, dass sie einen Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren zugewandt ist, wobei die Verteilerplatte eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt, wobei der Kühlmitteleinlass einen Adapter aufweist, der an dem Kühlmitteleinlasskopf angebracht ist, und ein Einlassrohr aufweist, das mit dem Adapter verbunden ist, und wobei der Adapter ein Einfügeloch aufweist, in das das Einlassrohr eingefügt ist, und ein Öffnungsloch aufweist, das mit dem Einfügeloch kommuniziert und einen Durchmesser aufweist, der kleiner als ein Durchmesser des Einfügelochs ist, wobei der Kühlmitteleinlasskopf eine Kühlmittelkappe aufweist, und eine Anbringungskappe aufweist, die an der Kühlmittelkappe angeordnet ist auf eine Weise, dass sie nach außen von der Kühlmittelkappe vorsteht, wobei die Anbringungskappe zur Adapteranbringung genutzt ist, und wobei der Adapter an der Anbringungskappe angebracht ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hilft die Verteilerplatte, die in dem Kühlmitteleinlasskopf angeordnet ist, eine Tendenz zu reduzieren, die das Kühlmittel aufzeigt, ungleichmäßig an die Wärmetauscherrohre auf der unteren Seite verteilt zu werden. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das innerhalb der Hülle der Wärmeübertragung unterzogen ist.
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Figurenliste
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- [1] 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung.
- [2] 2 zeigt eine Zeichnung, die eine Unterteilungsplatte in 1 darstellt.
- [3] 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs in 1.
- [4] 4 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 3, betrachtet entlang einem Pfeil A in 3.
- [5] 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung.
- [6] 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung.
- [7] 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung.
- [8] 8 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 7, betrachtet entlang einem Pfeil A in 7.
- [9] 9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung.
- [10] 10 zeigt eine Zeichnung einer Kühlmittelkappe in 9, betrachtet entlang einem Pfeil A in 9.
- [11] 11 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Offenbarung.
- [12] 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung.
- [13] 13 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung.
- [14] 14 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs 10 des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung.
- [15] 15 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Offenbarung.
- [16] 16 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung.
- [17] 17 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung.
- [18] 18 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 17, betrachtet entlang eines Pfeils A in 17.
- [19] 19 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs 10 des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung.
- [20] 20 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 19, betrachtet entlang einem Pfeil A in 19.
- [21] 21 ist zusammengesetzt aus einer Draufsicht (a), einer Oberansicht (b) und einer Seitenansicht (c), die eine regalförmige Unterteilungsplatte in einem Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- [22] 22 zeigt eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [23] 23 zeigt eine Zeichnung, die ein zweites Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher von 1 darstellt.
- [24] 24 zeigt eine Zeichnung, die ein drittes Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [25] 25 zeigt eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [26] 26 zeigt eine Zeichnung, die ein zweites Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass im Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [27] 27 zeigt eine Zeichnung, die ein drittes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [28] 28 zeigt eine Zeichnung, die ein viertes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [29] 29 zeigt eine Zeichnung, die ein fünftes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [30] 30 zeigt eine Zeichnung, die ein sechstes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
- [31] 31 zeigt eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel einer Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauschers der 1 darstellt.
- [32] 32 zeigt ein zweites Modifikationsbeispiel der Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauschers der 1, mit einer schematischen Querschnittsansicht (a) des Rohrbündel-Wärmetauschers und einer Darstellung (b) eines Leitblechs, das in verschiedenen Winkeln angeordnet ist.
- [33] 33 zeigt eine Zeichnung, die ein drittes Modifikationsbeispiel der Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauschers der 1 darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun beschrieben. Der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung sollte nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein, die nachstehend beschrieben werden. In den Zeichnungen sind identische oder äquivalente Elemente durch identische Bezugszeichen bezeichnet und dies trifft durch die gesamte Beschreibung zu. Formen von zusammengesetzten Elementen, die durch die Beschreibung gezeigt sind, sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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Ausführungsform 1.
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1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine Zeichnung, die eine Unterteilungsplatte in 1 darstellt.
Der Rohrbündel-Wärmetauscher weist eine Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 1 auf, durch die ein Kühlmittel strömt, eine rohrförmige Hülle 2, die die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 1 beherbergt, und eine Mehrzahl von Leitblechen 3, die geeignet in Intervallen in einer Längsrichtung der Hülle 2 angeordnet sind. Ein Fluid, das einer Wärmeübertragung unterzogen ist, strömt außerhalb der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 1 in der Hülle 2. Der Rohrbündel-Wärmetauscher ist derart installiert, dass die Hülle 2 seitlich angeordnet ist. Die Begriffe „um“, „unten“, „rechts“, „links“, „vorne“ und „hinten“, die in der Beschreibung hiernach genutzt werden, sind Positionen, die in Bezug auf einen Zustand des installierten Wärmetauschers spezifiziert sind, der in 1 dargestellt ist. Mit anderen Worten ist die Längsrichtung der Hülle 2 eine Rechts-Links-Richtung, eine Höhenrichtung der Hülle 2 ist eine Oben-Unten-Richtung und eine Tiefenrichtung der Hülle 2 ist eine Vorne-H inten-Richtung.
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Die Hülle 2 ist zylindrisch und weist einen Kühlmitteleinlasskopf 10 auf, der auf einer Seite (eine rechte Seite in 1) angeordnet ist und weist einen Kühlmittelauslasskopf 50 auf, der auf der anderen Seite (eine linke Seite in 1) in der Längsrichtung angeordnet ist. Der Kühlmitteleinlasskopf 10 weist einen Kühlmitteleinlass 20 auf und wird so genutzt, Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 20 zu den Wärmetauscherrohren 1 strömt, zu verteilen. Der Kühlmittelauslasskopf 50 weist einen Kühlmittelauslass 5 auf und wird dazu genutzt, dem Kühlmittel, das durch die Wärmetauscherrohre 1 strömt, zu ermöglichen, zusammen zu kommen und aus dem Kühlmittelauslass 5 auszuströmen.
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Die Hülle 2 weist einen Fluideinlass 6 und einen Fluidauslass 7 auf beiden Endabschnitten in der Längsrichtung auf. Auf einer Außenumfangsunterfläche der Hülle 2 ist der Fluideinlass 6, in dem das Fluid strömt, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, nahe dem Kühlmittelauslasskopf 50 angeordnet, und der Fluidauslass 7, von dem das Fluid, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, ausströmt, ist nahe dem Kühlmitteleinlasskopf 10 angeordnet.
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Wie in 2 dargestellt weist das Leitblech 3 eine Außenumfangslinie auf, die aus einem Bogen 30a, der eine Bogenform aufweist, und in Kontakt mit einer Innenumfangsfläche der Hülle 2 ist, und einer geraden Linie 30b zusammengesetzt ist, die linear beide Enden des Bogens 30a miteinander verbindet. Das Leitblech 3 weist eine Mehrzahl von Rohrlöchern 3a auf, durch die die Wärmetauscherrohre 1 hindurchtreten. Zusätzlich zu den Rohrlöchern 3a weist das Leitblech 3 eine Mehrzahl von Löchern oder Ausschnitten auf, durch die das Fluid strömt, das der Wärmeübertragung unterzogen ist. Die Leitbleche 3 sind auf diese Weise ausgebildet und sind in Intervallen innerhalb der Hülle 2 zwischen dem Fluideinlass 6 und dem Fluidauslass 7 in der Längsrichtung derart angeordnet, dass die geraden Linien 30b der benachbarten Leitbleche in entgegengesetzte Richtungen gewandt sind.
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In dem Rohrbündel-Wärmetauscher, der wie voranstehend beschrieben konfiguriert ist, wird Kühlmittel, das in den Kühlmitteleinlasskopf 10 von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, zu den Wärmetauscherrohren 1 durch den Kühlmitteleinlasskopf 10 verteilt. Verteilte Abschnitte des Kühlmittels strömen durch die Wärmetauscherrohre 1 und kommen in dem Kühlmittelauslasskopf 50 zusammen und strömen von dem Kühlmittelauslass 5 aus. Währenddessen strömt ein Fluid, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, in die Hülle 2 von dem Fluideinlass 6. Das Fluid, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, strömt in die Hülle 2 und strömt außerhalb der Wärmetauscherrohre 1 innerhalb der Hülle 2 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der das Kühlmittel in den Wärmetauscherrohren 1 strömt. Zusätzlich, in der Hülle 2, strömt das Fluid, das einer Wärmeübertragung unterzogen ist, sowohl in Zickzack aufgrund der Mehrzahl von Leitblechen 3 und strömt durch die Löcher, die in den Leitblechen 3 ausgebildet sind. In diesem Prozess tauschen das Kühlmittel und das Fluid Wärme miteinander aus. Das Fluid, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, strömt im Zickzack durch die Hülle 2 und strömt von dem Fluidauslass 7 aus.
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Der Rohrbündel-Wärmetauscher nach Ausführungsform 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleinlasskopf 10 eine Verteilerplatte 12 aufweist als eine Technik zum Verbessern einer Effektivität dessen, wie der Kühlmitteleinlasskopf 10 das Kühlmittel verteilt. Eine Konfiguration des Kühlmitteleinlasskopfs 10, der eine Charakteristik des Rohrbündel-Wärmetauschers nach Ausführungsform 1 ist, wird nun im Detail beschrieben.
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3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Kühlmitteleinlasskopfs in 1. In 3 zeigt ein hohler Pfeil eine Strömung des Kühlmittels. Dies trifft auf ähnliche Weise auf schematische Querschnittsansichten von Kühlmitteleinlassköpfen zu, die später beschrieben werden.
Der Kühlmitteleinlasskopf 10 weist eine Rohrplatte 8, um Enden der Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 1 zu behalten, eine Kühlmittelkappe 13 und die Verteilerplatte 12 auf, die zwischen der Rohrplatte 8 und der Kühlmittelkappe 13 angeordnet ist, um das Kühlmittel, das in den Kühlmitteleinlasskopf 10 strömt, zu verteilen. Diese Komponenten weisen jeweils eine Scheibenform auf, wenn sie entlang der Längsrichtung der Hülle 2 betrachtete werden und sind in einer aufrechten Position angeordnet. All diese Komponenten des Kühlmitteleinlasskopfs 10 sind miteinander verbunden, wobei ringblechförmige Dichtungen 14 auf beide Oberflächen der Verteilerplatte 12 gesetzt sind.
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Ein Innenraum des Kühlmitteleinlasskopfs 10 ist durch die Verteilerplatte 12 in einen ersten Freiraum 10a, in den das Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, und einen zweiten Freiraum 10b geteilt, der dem ersten Freiraum 10a gegenüberliegt und der mit den einen Enden der Wärmetauscherrohre 1 kommuniziert.
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Die Kühlmittelkappe 13 des Kühlmitteleinlasskopfs 10 stellt eine Endfläche in der Längsrichtung (der Rechts-Links-Richtung) der Hülle 2 dar. Der Kühlmitteleinlass 20 ist in einem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Das Kühlmittel, das in den ersten Freiraum 10a von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, tritt durch Löcher 15 hindurch (siehe 4 wie nachstehend beschrieben), die, wie später beschrieben, in der Verteilerplatte 12 ausgebildet sind, um in den zweiten Freiraum 10b zu strömen und strömt dann in die Wärmetauscherrohre 1. Spezifisch weist der Kühlmitteleinlass 20 einen Adapter 21 auf, der durch die Kühlmittelkappe 13 tritt und ein Einlassrohr 4 auf, das mit dem Adapter 21 verbunden ist. Das Einlassrohr 4 ist in einer seitlichen Position und ist mit dem Adapter 21 verbunden.
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4 zeigt eine Zeichnung der Verteilerplatte in 3, betrachtet entlang einem Pfeil A in 3.
Die Verteilerplatte 12 ist, zum Beispiel, aus einer Metallplatte zusammengesetzt, die die Löcher 15 aufweist, durch die das Kühlmittel hindurchtritt. Die Löcher 15 sind an Orten ausgebildet, die den jeweiligen Wärmetauscherrohren 1 zugewandt sind. All die Löcher 15 weisen einen gemeinsamen Durchmesser auf. Ein ringförmiger Abschnitt der Verteilerplatte 12, der in Kontakt mit den Dichtungen 14 ist, weist eine Mehrzahl von Anbringungslöchern 16 auf, durch die die Verteilerplatte mit der Rohrplatte 8 und der Kühlmittelkappe 13 verbunden ist. Die Anbringungslöcher sind in Umfangsrichtung in Intervallen ausgebildet.
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In dem Kühlmitteleinlasskopf 10, der wie voranstehend konfiguriert ist, expandiert das Kühlmittel, das in den ersten Freiraum 10a von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, sich schlagartig im Volumen und verringert daher eine Strömungsgeschwindigkeit. Dies bewirkt, dass das flüssige Kühlmittel sich in einem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt. Falls der Kühlmitteleinlasskopf ohne die Verteilerplatte 12 ist, strömt das flüssige Kühlmittel, das sich in einem unteren Teil des Kühlmitteleinlasskopfs 10 sammelt, direkt in die Wärmetauscherrohre 1, die an einer unteren Seite der Hülle 2 angeordnet sind. Jedoch, falls die Verteilerplatte 12 in dieser Ausführungsform angeordnet ist, in der die Verteilerplatte 12 einen Widerstand bereitstellt, resultiert dies in einem Ansteigen eines Niveaus, bei dem das flüssige Kühlmittel sich in dem ersten Freiraum 10a sammelt und ermöglicht dem flüssigen Kühlmittel von dem Niveau in die Wärmetauscherrohre 1 durch den zweiten Freiraum 10b zu strömen. Diese Konfiguration ermöglicht dem Kühlmittel in die Wärmetauscherrohre 1 auf einer oberen Seite sowie auf der unteren Seite der Hülle 2 zu strömen und hilft dabei eine Tendenz zu reduzieren, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu sein. Dies stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem der Wärmeübertragung unterzogenen Fluid innerhalb der Hülle 2 bereit, verglichen mit dem Fall ohne die Verteilerplatte 12.
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In der Ausführungsform 1, weist der Kühlmitteleinlasskopf des Weiteren den Kühlmitteleinlass 20 auf, der in einem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist. Daher bewirkt das Kühlmittel, das von dem Einlassrohr 4 in den ersten Freiraum 10a strömt, dass das flüssige Kühlmittel sich in dem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt und verwirbelt. Als Ergebnis tritt das flüssige Kühlmittel durch die Löcher 15 in der Verteilerplatte 12, um in den zweiten Freiraum 10b zu strömen während es sich im ersten Freiraum 10a nach oben bewegt. Demgemäß, wenn das Kühlmittel von dem zweiten Freiraum 10b in die Hülle 2 strömt, ist das Kühlmittel auf die Wärmetauscherrohre 1 in der oberen Seite der Hülle 2 auch verteilt. Dies reduziert die Tendenz, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu sein.
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Gemäß Ausführungsform 1, wie voranstehend beschrieben, hilft die Verteilerplatte 12, die in dem Kühlmitteleinlasskopf 10 angeordnet ist, die Tendenz zu reduzieren, die das Kühlmittel zeigt, ähnlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu sein. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das der Wärmeübertragung innerhalb der Hülle 2 ausgesetzt ist, verglichen mit dem Fall ohne die Verteilerplatte 12.
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Aufgrund dessen, dass der Kühlmitteleinlass 20 in dem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist, ermöglicht das Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, dass das flüssige Kühlmittel sich in dem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt, aufwirbelt. Diese Konfiguration ermöglicht die Verteilung des Kühlmittels an die Wärmetauscherrohre 1 auch auf der oberen Seite. Dieses stellt eine Verbesserung in Effektivität in der Wärmeübertragung dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das der Wärmeübertragung unterzogen ist, innerhalb der Hülle 2.
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Ausführungsform 2.
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5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung. Unterschiede zwischen Ausführungsform 2 und Ausführungsform 1 werden primär nachstehend beschrieben.
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In Ausführungsform 2 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einem oberen Teil einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Eine regalförmige Unterteilungsplatte 9 ist in einem ersten Freiraum 10a angeordnet, um den ersten Freiraum 10a in Räume in der Oben-Unten-Richtung zu teilen. Wie in 5 dargestellt, stehen zwei regalförmige Unterteilungsplatten 9 in einer Horizontalposition auf einer Verteilerplatte 12 innerhalb des ersten Raums 10a in einem Intervall in der Oben-Unten-Richtung. Eine Lücke 9a ist zwischen einem Distalende von jeder der regalförmigen Unterteilungsplatten 9 und der Kühlmittelkappe 13 vorhanden. Die Räume des ersten Raums 10a kommunizieren durch die Lücken 9a in der Oben-Unten-Richtung. In 5 sind die zwei regalförmigen Unterteilungsplatten 9 beispielhaft angeordnet. Jedoch kann jegliche Anzahl der regalförmigen Unterteilungsplatten 9 bereitgestellt sein.
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Da der Kühlmitteleinlass 20 in dem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 in der Ausführungsform 2 angeordnet ist, strömt Kühlmittel von dem oberen Teil in den ersten Freiraum 10a. Da die zwei regalförmigen Unterteilungsplatten 9 in diesem Beispiel angeordnet sind, sammelt sich flüssiges Kühlmittel auf drei Niveaus, d.h. in einem Bereich oberhalb der oberen regalförmigen Unterteilungsplatte 9, in einem Bereich oberhalb der unteren regalförmigen Unterteilungsplatte 9 und in einem unteren Teil des ersten Raums 10a. Das flüssige Kühlmittel wird von den verschiedenen Orten zu den Wärmetauscherrohren 1 verteilt und eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlmittels wird dadurch verhindert.
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Mit anderen Worten von dem Kühlmittel, das von dem oberen Teil in den ersten Freiraum 10a strömt, sammelt sich das flüssige Kühlmittel für eine Zeit in dem Bereich oberhalb der oberen regalförmigen Unterteilungsplatte 9 und wird von dem Sammlungsort zu den Wärmetauscherrohren 1 durch Löcher 15 in den Verteilerplatten 12 und einem zweiten Freiraum 10b verteilt. Das unverteilt verbleibende Kühlmittel strömt nach unten durch die Lücke 9a, sammelt sich in dem Bereich oberhalb der unteren regalförmigen Unterteilungsplatte 9 und wird auf ähnliche Weise von dem Sammlungsort zu den Wärmetauscherrohren 1 durch die Löcher 15 in der Verteilerplatte 12 und dem zweiten Freiraum 10b verteilt. Das Kühlmittel, das unverteilt verbleibt, strömt weiter nach unten durch die Lücke 9a und wird auf ähnliche Weise auf die Wärmetauscherrohre 1 verteilt.
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Auf diese Weise sammelt sich das flüssige Kühlmittel für eine Zeit in dem Bereich oberhalb der regalförmigen Unterteilungsplatte 9 und das Kühlmittel, das unverteilt verbleibt, strömt von dem Bereich nach unten durch die Lücke 9a, um zu einer anderen Zeit verteilt zu werden. Diese Konfiguration hilft dabei, die Neigung zu reduzieren, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu werden. Dies stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das Wärmeübertragung innerhalb der Hülle 2 ausgesetzt ist, und stellt daher eine verbesserte Leistung bereit.
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In 5 sind die regalförmigen Unterteilungsplatten 9 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet. Jedoch können die regalförmigen Unterteilungsplatten 9 auf der Kühlmittelkappe 13 wie in der nachstehenden 6 gezeigt, angeordnet sein, statt auf der Verteilerplatte 12.
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6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfes des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung.
In diesem Modifikationsbeispiels, wie in 6 dargestellt, stehen die regalförmigen Unterteilungsplatten 9 auf einer Oberfläche der Kühlmittelkappe 13 benachbart zu dem ersten Freiraum 10a. Die Lücke 9a ist zwischen einem Distalende von jedem der regalförmigen Unterteilungsplatten 9 und der Verteilerplatte 12 vorhanden.
Diese Konfiguration kann Effekte auf ähnliche Weise wie in dem Fall erzeugen, in dem die regalförmigen Unterteilungsplatten 9 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet sind.
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Ausführungsform 3.
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7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung. 8 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 7, betrachtet entlang einem Pfeil A in 7. Unterschiede zwischen Ausführungsform 3 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
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In Ausführungsform 3 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einem oberen Teil einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Eine Führungsplatte 11 ist innerhalb eines ersten Raums 10a eines Kühlmitteleinlasskopfs 10 angeordnet, um einen Kühlmittelstrom zu erzeugen. Zwei Führungsplatten 11 sind innerhalb des ersten Raums 10a in einem Intervall in der Oben-Unten-Richtung angeordnet, erstrecken sich in der in der Vorne-Hinten-Richtung (eine Richtung orthogonal zu einer Zeichnungsebene der 7). Spezifisch stehen die Führungsplatten 11 auf einer Verteilerplatte 12. Wie in 8 dargestellt, sind die obere Führungsplatte 11 und die untere Führungsplatte 11 voneinander in der Vorne-Hinten-Richtung versetzt (die Rechts-Links-Richtung in 8), so dass die Mehrzahl von Führungsplatten alternierend versetzt sind. Spezifisch ist die obere Führungsplatte 11 auf solch eine Weise angeordnet, dass sie nach vorne (zu der linken Seite in 8) gezogen ist, und die untere Führungsplatte 11 ist auf solch eine Weise angeordnet, dass sie nach hinten (zu der rechten Seite in 8) gezogen ist. Aufgrund der auf diese Weise angeordneten Führungsplatten 11 ist ein Strömungspfad innerhalb des ersten Raums 10a ausgebildet, so dass das Kühlmittel von einem oberen Niveau zu einem unteren Niveau in einem Zickzack in der Vorne-Hinten-Richtung (der Rechts-Links-Richtung in 8) strömt, wie durch eine gepunktete Linie in 8 dargestellt ist.
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Da der Kühlmitteleinlass 20 in dem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 in Ausführungsform 3 ausgebildet ist, strömt das Kühlmittel von dem oberen Teil in den ersten Freiraum 10a. Das Kühlmittel, das von dem oberen Teil in den ersten Freiraum 10a strömt, strömt in dem Zickzack in der Rechts-Links-Richtung, während es sich in einem Teil oberhalb jeder der Führungsplatten 11 sammelt, in einem Strömungspfad von dem oberen Niveau zu dem unteren Niveau. Diese Konfiguration hilft dabei, die Tendenz des Kühlmittels zu reduzieren, die es zeigt, nämlich ungleichmäßig auf Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu werden. Dieses stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das der Wärmeübertragung unterzogen ist innerhalb der Hülle 2, und stellt daher eine verbesserte Leistung bereit.
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In 7 sind die zwei Führungsplatten 11 beispielhaft angeordnet. Jedoch in jeglicher Anzahl der Führungsplatten 11 bereitgestellt sein. Drei oder mehr Führungsplatten 11 können angeordnet sein mit der Maßgabe, dass die benachbarten Führungsplatten 11 an Orten angeordnet sind, die voneinander versetzt sind in der Vorne-Hinten-Richtung, so dass die Mehrzahl von Führungsplatten alternierend versetzt sind (die Rechts-Links-Richtung in 8).
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In 7 sind die Führungsplatten 11 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet. Jedoch können die Führungsplatten 11 auf der Kühlmittelkappe 13 angeordnet sein, wie in den nachfolgenden 9 und 10 dargestellt ist, anstatt der Verteilerplatte 12.
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9 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung. 10 zeigt eine Zeichnung der Kühlmittelkappe in 9, betrachtet entlang eines Pfeils A in 9.
In diesem Modifikationsbeispiel steht die Führungsplatte 11 auf der Kühlmittelkappe 13. Diese Konfiguration kann Effekte auf ähnliche Weise produzieren wie in dem Fall, in dem die Führungsplatten 11 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet sind. In 10 ist ein Loch 5a in der Kühlmittelkappe 13 vorgesehen und dazu genutzt, einen Adapter zu verbinden.
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Ausführungsform 4.
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11 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Offenbarung. Unterschiede zwischen Ausführungsform 4 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
In Ausführungsform 4 sind zumindest zwei Kühlmitteleinlässe 20 in einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Einer der Kühlmitteleinlässe 20 ist in einem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet und der andere der Kühlmitteleinlässe 20 ist in einem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. In der folgenden Beschreibung wird auf den oberen Kühlmitteleinlass 20 Bezug genommen als ein Kühlmitteleinlass 20a und der untere Kühlmitteleinlass 20 wird in Bezug genommen als ein Kühlmitteleinlass 20b, um zwischen den Kühlmitteleinlässen zu unterscheiden.
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Gemäß Ausführungsform 4 trägt der Kühlmitteleinlass 20a, der in dem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist, zu einer verbesserten Verteilung des Kühlmittels an die Wärmetauscherrohre 1 auf einer oberen Seite einer Hülle 2 bei. Aufgrund dessen, dass der Kühlmitteleinlass 20b in dem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist, ermöglicht das Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 20b in einen ersten Freiraum 10a strömt, flüssiges Kühlmittel in einem unteren Teil des ersten Raums 10a aufgrund der verringerten Strömungsgeschwindigkeit sammelt, aufzuwirbeln. Dies trägt zu einer verbesserten Verteilung des Kühlmittels an die Wärmetauscherrohre 1 auf einer unteren Seite der Hülle 2 bei. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das der Wärmeübertragung innerhalb der Hülle 2 ausgesetzt ist, und stellt daher eine verbesserte Leistung bereit.
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Ausführungsform 5.
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Die Ausführungsformen 5 bis 8 betreffen eine Struktur, in der einer von einem Kühlmitteleinlasskopf 10 und eine Verteilerplatte 12 eine Oberfläche aufweist, die in Richtung eines ersten Raums 10a vorspringt, um ein Volumen in dem ersten Freiraum 10a zu reduzieren. Unterschiede zwischen Ausführungsform 5 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
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12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Offenbarung.
In Ausführungsform 5 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einem oberen Teil einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Eine Oberfläche einer Verteilerplatte 12 benachbart zu einem ersten Freiraum 10a ist eine geneigte Oberfläche 12a, die mehr in Richtung des ersten Raums 10a mit zunehmender Entfernung, in der Oben-Unten-Richtung, zu der Oberseite vorspringt.
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Gemäß Ausführungsform 5 trägt der Kühlmitteleinlass 20a, der in dem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist, zur besseren Verteilung des Kühlmittels zu den Wärmetauscherrohren 1 in einer oberen Seite einer Hülle 2 bei. Die Oberfläche der Verteilerplatte 12 benachbart zu dem ersten Freiraum 10a ist die geneigte Oberfläche 12a. Dies ermöglicht dem ersten Freiraum 10a ein reduziertes Volumen verglichen mit dem Fall aufzuweisen, in dem eine Oberfläche der Verteilerplatte 12 benachbart zu dem ersten Freiraum 10a eine vertikale Oberfläche ist, die gerade von einem oberen Niveau zu einem unteren Niveau der Oberfläche ist. Solch eine Verringerung im Volumen im ersten Freiraum 10a vermeidet ein plötzliches Abnehmen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, das in den ersten Freiraum 10a strömt und ermöglicht dem Kühlmittel in sowohl einer flüssigen Phase als auch in einer Gasphase gehalten zu werden. Dieses verhindert, dass flüssiges Kühlmittel sich in einem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt und hilft dabei die Tendenz zu verringern, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 in einer unteren Seite der Hülle verteilt zu werden. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, dass die Wärmeübertragung bezogen innerhalb der Hülle 2 unterzogen ist und stellt daher eine verbesserte Leistung bereit.
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In 12 ist die geneigte Oberfläche 12a auf der Verteilerplatte 12 ausgebildet. Jedoch kann die geneigte Oberfläche 12a auf der Kühlmittelkappe 13 anstatt der Verteilerplatte 12 ausgebildet sein.
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In Ausführungsform 5, um dem ersten Freiraum 10a zu ermöglichen, ein reduziertes Volumen aufzuweisen, weist der Kühlmitteleinlasskopf eine Struktur auf, in der untere Teil des ersten Raums 10a im Volumen kleiner gemacht ist als im oberen Teil des ersten Raums. Jedoch kann der obere Teil des ersten Raums 10a kleiner gemacht werden im Volumen als der untere Teil des ersten Raums.
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Ausführungsform 6.
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13 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung. Unterschiede zwischen Ausführungsform 6 und Ausführungsform 1 werden primär nachstehend beschrieben.
In Ausführungsform 6 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einem oberen Teil einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Eine Oberfläche einer Verteilerplatte 12 benachbart zu einem ersten Freiraum 10a ist eine Stufenfläche 12b, die einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist, der relativ zu dem oberen Teil in Richtung des ersten Raums 10a vorspringt.
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Ausführungsform 6 stellt Effekte auf ähnliche Weise wie Ausführungsform 5 bereit.
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In 13 ist die Stufenfläche 12b auf der Verteilerplatte 12 ausgebildet. Jedoch kann die Stufenfläche 12b auf der Kühlmittelkappe 13 wie in der nachstehenden 14 dargestellt sein, anstatt auf der Verteilerplatte 12.
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14 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs 10 des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Offenbarung.
In diesem Modifikationsbeispiel, wie in 14 dargestellt, ist die Stufenfläche 12b auf der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Diese Konfiguration kann Effekte auf ähnliche Weise wie in dem Fall erzeugen, in dem die Stufenfläche 12b auf der Verteilerplatte 12 ausgebildet ist.
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Ausführungsform 6. Um dem ersten Freiraum 10a zu ermöglichen, ein reduziertes Volumen aufzuweisen, weist der Kühlmitteleinlasskopf eine Struktur auf, in der ein unterer Teil des ersten Raums 10a im Volumen kleiner gemacht ist als ein oberer Teil des ersten Raums. Jedoch kann der obere Teil des ersten Raums 10a kleiner im Volumen als der untere Teil des ersten Raums gemacht sein.
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Ausführungsform 7.
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15 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Offenbarung. Unterschiede zwischen Ausführungsform 7 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
In Ausführungsform 7 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einer Mitte einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Eine Oberfläche der Kühlmittelkappe 13 benachbart zu einem ersten Freiraum 10a ist eine geneigte Oberfläche 12c, die mehr in Richtung des ersten Raums 10a mit zunehmender Entfernung zur Oberseite und Unterseite vorspringt, in der Oben-Unten-Richtung, von der Mitte der Kühlmittelkappe aus.
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Ausführungsform 7 erzeugt Effekte auf ähnliche Weise wie Ausführungsform 5.
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Ausführungsform 8.
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16 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Offenbarung. Unterschiede zwischen Ausführungsform 8 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
In Ausführungsform 8 ist ein Kühlmitteleinlass 20 in einem unteren Teil einer Kühlmittelkappe 13 ausgebildet. Spezifisch weist eine Struktur der Kühlmittelkappe 13 ein Scheibenteil 13a und ein Umfangsteil 13b auf, der sich von einer Außenumfangskante des Scheibenteils 13a erstreckt. Wenn die Kühlmittelkappe 13 in eine Installationsposition gebracht ist, ist der Kühlmitteleinlass 20 in einem unteren Teil des Umfangsteils 13b ausgebildet, so dass Kühlmittel nach oben in die Kühlmittelkappe strömt.
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Gemäß Ausführungsform 8 bewegt sich das Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 20 ausströmt, nicht direkt in eine Verteilerplatte 12. Dies ermöglicht dem Kühlmittel, sich effektiv aufzuwirbeln, und stellt eine verbesserte Verteilungseffektivität bereit.
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Ausführungsform 9.
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Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen die Technik zum Verbessern einer Wärmeübertragungseffektivität, indem die Tendenz reduziert wird, die das Kühlmittel zeigt, nämlich sich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite der Hülle 2 zu verteilen. In der Hülle 2 ist eine Zone, die eine hohe Wärmeübertragungseffektivität aufweist, eine radial mittlere Zone. Daher kann die Wärmeübertragungseffektivität weiter verbessert werden, indem eine Menge eines Kühlmittels vergrößert wird, die zu den Wärmetauscherrohren 1 in einer radial mittleren Zone der Hülle 2 strömt, zusätzlich zum Reduzieren der Tendenz, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 in der unteren Seite der Hülle 2 verteilt zu werden. Ausführungsform 9 stellt eine Technik basierend auf dieser Idee bereit und betrifft eine Struktur, die dazu ausgelegt ist, die Menge des Kühlmittels zu erhöhen, die zu den Wärmetauscherrohren 1 in der radial mittleren Zone der Hülle strömt.
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17 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Kühlmitteleinlasskopfs eines Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung. 18 zeigt eine Zeichnung einer Verteilerplatte in 17, betrachtet entlang eines Pfeils A in 17. Unterschiede zwischen Ausführungsform 9 und Ausführungsform 1 werden nachstehend primär beschrieben.
In Ausführungsform 9 ist eine ringförmige Unterteilungsplatte 17 in einem ersten Freiraum 10a angeordnet, um den ersten Freiraum 10a in eine mittlere Zone und die andere Zone zu teilen. Wie in 17 dargestellt, steht die ringförmige Unterteilungsplatte 17 auf einer Verteilerplatte 12. Ein Kühlmitteleinlass 20a ist in einem oberen Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet, um einem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen äußeren Freiraum 10ab außerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte 17 zu strömen. Ein Kühlmitteleinlass 20c ist in einer Mitte der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet, um dem Kühlmittel zu ermöglichen, in einen inneren Freiraum 10aa innerhalb der ringförmigen Unterteilungsplatte 17 zu strömen.
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Aufgrund dieser Konfiguration strömt das Kühlmittel, das von dem oberen Kühlmitteleinlass 20a strömt, in den inneren Freiraum 10aa und das Kühlmittel, das von dem mittleren Kühlmitteleinlass 20c strömt, strömt in den äußeren Freiraum 10ab. Das Kühlmittel strömt in Wärmetauscherrohre 1 von dem inneren Freiraum 10aa und dem äußeren Freiraum 10ab durch einen zweiten Freiraum 10b.
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Gemäß Ausführungsform 9, ist die mittlere Zone des ersten Raums 10a in einen unabhängigen Freiraum durch die ringförmige Unterteilungsplatte 17 geteilt und der Kühlmitteleinlass 20c ist individuell für den unabhängigen inneren Freiraum 10aa ausgebildet. Diese Konfiguration ermöglicht dem Kühlmittel, intensiv zu den Wärmetauscherrohren 1 in einer mittleren Zone der Hülle 2 zu strömen. Dies stellt eine verbesserte Wärmeübertragungseffektivität bereit.
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In 17 ist die ringförmige Unterteilungsplatte 17 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet. Jedoch kann die ringförmige Unterteilungsplatte 17 auf der Kühlmittelkappe 13 angeordnet sein, wie in nachfolgenden 19 und 20 dargestellt ist, anstatt der Verteilerplatte 12.
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19 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Modifikationsbeispiels des Kühlmitteleinlasskopfs 10 des Rohrbündel-Wärmetauschers gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Offenbarung. 20 zeigt eine Zeichnung der Kühlmittelkappe in 19, betrachtet entlang eines Pfeils A in 19.
In diesem Modifikationsbeispiel, wie in 19 dargestellt, steht die ringförmige Unterteilungsplatte 17 auf der Kühlmittelkappe 13. Diese Konfiguration kann Effekte auf ähnliche Weise wie der Fall erzeugen, indem die ringförmige Unterteilungsplatte 17 auf der Verteilerplatte 12 angeordnet ist. In 20 ist ein Loch 5b in der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet und dazu verwendet, einen Adapter des Kühlmitteleinlasses 20c zu verbinden.
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Ausführungsform 10.
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21 ist zusammengesetzt auf einer Draufsicht (a), einer Oberansicht (b), und einer Seitenansicht (c), die eine regalförmige Unterteilungsplatte in einem Rohrbündel-Wärmetauscher gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Offenbarung darstellen. Unterschiede zwischen Ausführungsform 10 und Ausführungsform 2, die die regalförmigen Unterteilungsplatten 9 hat, werden nachstehend primär beschrieben.
In Ausführungsform 10, wie in 21 dargestellt ist, sind ein oder mehrere Durchgangslöcher 18 als Kühlmittelströmungspfade in einer regalförmigen Unterteilungsplatte 9 ausgebildet. In diesem Beispiel sind drei Durchgangslöcher 18 ausgebildet. Jedoch kann jegliche Anzahl, anstatt von drei, der Durchgangslöcher 18 bereitgestellt sein. Schraubenlöcher 19a sind in einer Anbringungsplatte 19 ausgebildet, die an der regalförmigen Unterteilungsplatte 9 befestigt ist. Die regalförmige Unterteilungsplatte 9 ist an einer Verteilerplatte 12 oder einer Kühlmittelkappe 13 mit Schrauben (nicht dargestellt) befestigt, die in die Schraubenlöcher 19a gebracht sind.
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Da die Durchgangslöcher 18 in der regalförmigen Unterteilungsplatte 9 auf diese Weise ausgebildet sind, strömt das Kühlmittel, das sich über die regalförmige Unterteilungsplatte 9 sammelt und unverteilt verbleibt, herunter durch die Durchgangslöcher 18, um zu einer anderen Zeit verteilt zu werden. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Verteilungseffektivität bereit.
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In der voranstehend beschriebenen Konfiguration sind die Durchgangslöcher 18 in der regalförmigen Unterteilungsplatte 9 ausgebildet. Jedoch können Durchgangslöcher 18 in den Führungsplatten 11 in Ausführungsform 3 ausgebildet sein, wie in 7 und 8 dargestellt sind. Dieser Fall kann ähnliche Effekte erzeugen.
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Ein Rohrbündel-Wärmetauscher einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Strukturen beschränkt, die in den Figuren gezeigt sind. Verschiedene Modifikationen wie nachstehend beschrieben, können an den Strukturen gemacht werden, solange sie innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung sind.
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(Erstes Modifikationsbeispiel)
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22 zeigt eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt. In einer vergrößerten Ansicht in 22 sind gepunktete Kreise von, die Wärmetauscherrohre 1 repräsentieren, die auf einer Verteilerplatte 12 projiziert sind. In 22 stellt eine obere Seite der vergrößerten Ansicht eine Korrespondenz der Wärmetauscherrohre 1 zu den Löchern 15 in der Verteilerplatte 12 in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen als Referenz dar. In 22 stellt eine untere Seite der vergrößerten Ansicht eine Korrespondenz der Wärmetauscherrohre 1 zu Löchern 15 in einer Verteilerplatte 12 in dem ersten Modifikationsbeispiel dar.
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In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen, wie in der oberen Seite der vergrößerten Ansicht in 22 dargestellt, sind die Löchern 15 in der Verteilerplatte 12 an Orten ausgebildet, die jeweiligen Wärmetauscherrohren 1 zugewandt sind. Jedoch sind die Wärmetauscherrohre 1 nicht notwendigerweise gefordert, in einer eins-zu-eins Korrespondenz mit den Löchern 15 zu sein. Das erste Modifikationsbeispiel, wie auf der unteren Seite der vergrößerten Ansicht in 22 dargestellt, präsentiert eine Struktur, in der ein Loch 15 für jeweils zwei Wärmetauscherrohre 1 ausgebildet ist.
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Diese Struktur resultiert in einer verringerten Anzahl der Löcher, die in der Verteilerplatte 12 ausgebildet ist und stellt eine Verringerung in Herstellungskosten bereit. Jegliche Mehrzahl, anstatt zwei, der Wärmetauscherrohre 1 kann für jedes Loch 15 vorgesehen sein.
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(Zweites Modifikationsbeispiel)
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23 zeigt eine Zeichnung, die ein zweites Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
In jeder der Ausführungsformen, die voranstehend beschrieben wurden, weisen alle Löcher 15 in der Verteilerplatte 12 denselben Durchmesser auf. Jedoch, in dem zweiten Modifikationsbeispiel, vergrößern sich die Löcher 15 zunehmend von der unteren Seite zu der oberen Seite.
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Aufgrund dieser Struktur strömt das Kühlmittel von dem ersten Freiraum 10a zu dem zweiten Freiraum 10b einfacher durch die Löcher auf der oberen Seite als die Löscher auf der unteren Seite. Dies hilft dabei die Tendenz zu reduzieren, die das Kühlmittel aufzeigt, nämlich ungleichmäßig zu den Wärmetauscherrohren 1 auf der unteren Seite verteilt zu werden. Diese Konfiguration stellt eine verbesserte Effektivität in der Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und dem Fluid bereit, das der Wärmeübertragung innerhalb der Hülle 2 ausgesetzt ist, verglichen mit einem Fall ohne die Verteilerplatte 12.
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(Drittes Modifikationsbeispiel)
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24 zeigt eine Zeichnung, die ein drittes Modifikationsbeispiel der Verteilerplatte in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
In jeglicher der Ausführungsformen, die voranstehend beschrieben wurden, weisen alle Löcher 15 in der Verteilerplatte 12 denselben Durchmesser auf. Jedoch, in dem dritten Modifikationsbeispiel, weisen die Löcher 15 in einer mittleren Zone der Verteilerplatte 12 einen großen Durchmesser auf, wobei Löcher 15 in einer Zone außer der mittleren Zone einen kleinen Durchmesser aufweisen.
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Diese Struktur hilft dabei, die Tendenz zu reduzieren, die das Kühlmittel aufweist, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite der Hülle 2 verteilt zu werden, und stellt auch eine verbesserte Wärmeübertragungseffektivität bereit. In der Hülle 2 ist eine Zone, die eine hohe Wärmeübertragungseffektivität bereitstellt eine radial mittlere Zone, wie voranstehend in der Ausführungsform 9 beschrieben. Daher kann die Wärmeübertragungseffektivität weiter verbessert werden, indem eine Menge des Kühlmittels, das zu den Wärmetauscherrohren 1 in einer radial mittleren Zone der Hülle 2 strömt, erhöht wird. Daher hilft eine Konfiguration wie in dem dritten Modifikationsbeispiel, in dem die Löcher 15 in der mittleren Zone der Verteilerplatte 12 einen größeren Durchmesser aufweisen und die Löcher 15 in einer Zone außer der mittleren Zone einen kleineren Durchmesser aufweisen, dabei die Menge des Kühlmittels zu erhöhen, das zu den Wärmetauscherrohren 1 in der radial mittleren Zone der Hülle 2 strömt und stellt des Weiteren eine verbesserte Wärmeübertragungseffektivität bereit.
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In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Adapter 21 ein Teil das genutzt wird, um das Einlassrohr 4 mit der Kühlmittelkappe 13 zu verbinden. Der Adapter 21 kann eine Struktur aufweisen, die in einem von dem ersten Modifikationsbeispiel und einem zweiten Modifikationsbeispiel dargestellt ist, die nachstehend beschrieben werden.
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(Erstes Modifikationsbeispiel)
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25 zeigt eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt. Ein Teil Teil (a) der 25 ist eine Oberansicht eines Adapters und ein Teil (b) der 25 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A des Teils (a).
In dem ersten Modifikationsbeispiel weist ein Adapter 21 ein Einfügeloch 21a auf, in das das Einlassrohr 4 eingefügt wird und eine Mehrzahl von Radiallöchern 21b auf, die mit dem Einfügeloch 21a kommunizieren und sich radial von einer Zentralachse des Adapters 21 erstrecken, der eine radiale Mitte ist.
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Da der Adapter 21 auf diese Weise konfiguriert ist, kommt Kühlmittel, das von dem Einlassrohr 4 strömt, von den Radiallöchern 21b heraus, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Dies vermeidet, dass Kühlmittel von dem Adapter 21 in einer Richtung herauskommt und ermöglicht eine effektive Verteilung. Dieser Adapter 21 kann auf den Kühlmitteleinlass 20 in den Ausführungsformen außer Ausführungsform 8 genutzt werden, wie voranstehend beschrieben wurde.
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(Zweites Modifikationsbeispiel)
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26 ist eine Zeichnung, die ein zweites Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt. 26 zeigt einen Querschnitt eines Adapters.
In dem zweiten Modifikationsbeispiel weist ein Adapter 21 ein Einfügeloch 21a auf, in den das Einlassrohr 4 eingefügt ist und ein Öffnungsloch 21c auf, das mit dem Einfügeloch 21a kommuniziert und einen Durchmesser kleiner als einen Durchmesser des Einfügelochs 21 a aufweist. Der Adapter 21 ist was eine Reduzierstruktur genannt wird.
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Seit der Adapter 21 die Reduzierstruktur auf diese Weise aufweist, wird das Kühlmittel, das von dem Einlassrohr 4 kommt, in der Strömung in der Reduzierstruktur reduziert und wird zerstäubt, um eine ungleichmäßige Verteilung zu verhindern. Der Adapter 21 in dem zweiten Modifikationsbeispiel ermöglicht dem atomisierten Kühlmittel zu einem spezifischen Ort zu strömen. Daher kann der Adapter effektiv genutzt werden, um flüssigem Kühlmittel, das sich in dem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt, zu ermöglichen, aufzuwirbeln und kann benutzt werden, insbesondere, mit dem Kühlmitteleinlass 20b in Ausführungsform 8, der voranstehend beschrieben wurde.
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(Drittes Modifikationsbeispiel)
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Ein drittes Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel, das auf Ausführungsform 4 beaufschlagt werden kann, in der eine Mehrzahl der Kühlmitteleinlässe 20 in der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet sind.
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27 zeigt eine Zeichnung, die das dritte Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
In der voranstehend beschriebenen Ausführungsform 4, die in 11 dargestellt ist, ist derselbe Adapter 21 für jeden der Kühlmitteleinlässe 20 genutzt. In dem dritten Modifikationsbeispiel werden Adapter, die verschiedene Kühlmittel-Ausströmungsformen aufweisen, für verschiedene Zwecke genutzt. In 27 wird der Adapter 21 der 25 für den Kühlmitteleinlass 20a genutzt, um einer Verteilung Vorrang zu geben und der Adapter 21 der 26 wird für den Kühlmitteleinlass 20b genutzt, um dem Aufwirbeln Vorrang zu geben.
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Auf diese Weise können verschiedene Adapter 21 für verschiedene Zwecke genutzt werden, um eine effektive Kühlmittelverteilung bereitzustellen.
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(Viertes Modifikationsbeispiel)
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Ein viertes Modifikationsbeispiel betrifft eine modifizierte Struktur eines Teils, in dem der Adapter 21 angebracht ist, um das Volumen des ersten Raums 10a zu reduzieren.
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28 zeigt eine Zeichnung, die das vierte Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
Das vierte Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel eines Teils zum Anbringen des Adapters 21, wobei eine getrennte Anbringungskappe 22 zur Adapteranbringung auf der Kühlmittelkappe 13 auf solche Weise angeordnet ist, dass sie nach außen von der Kühlmittelkappe vorsteht und der Adapter 21 ist an die Anbringungskappe 22 angebracht. Diese Konfiguration stellt eine Reduzierung in dem Volumen des ersten Raums 10a verglichen mit der Struktur bereit, in der der Adapter 21 direkt an der Kühlmittelkappe 13 angebracht ist.
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Das reduzierte Volumen des ersten Raums 10a gemäß des vierten Modifikationsbeispiels verhindert eine plötzliche Volumenexpansion des von dem Einlassrohr 4 in den ersten Freiraum 10a strömenden Kühlmittels. Dies verhindert ein plötzliches Verringern einer Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels und ermöglicht dem Kühlmittel in sowohl einer flüssigen Phase als auch einer Gasphase zu verbleiben. Dies verhindert, dass das flüssige Kühlmittel sich in dem unteren Teil des ersten Raums 10a sammelt und hilft zum Reduzieren der Tendenz, die das Kühlmittel zeigt, nämlich ungleichmäßig auf die Wärmetauscherrohre 1 auf der unteren Seite verteilt zu werden.
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(Fünftes Modifikationsbeispiel)
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29 ist eine Zeichnung, die ein fünftes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlass in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
Das fünfte Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel eines Teils zum Anbringen des Adapters 21, wobei der Adapter 21 nicht an der Kühlmittelkappe 13 angebracht ist und die Kühlmittelkappe 13 ein Öffnungsloch 23 aufweist, das einen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser des Einlassrohrs 4 aufweist. Das Einlassrohr 4 ist direkt mit dem Öffnungsloch 23 verbunden.
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Das fünfte Modifikationsbeispiel eliminiert den Bedarf für den Adapter 21 und trägt deshalb zur Reduktion der Anzahl von Komponenten und Kosten bei. Ohne den Bedarf für den Adapter 21, eliminiert das fünfte Modifikationsbeispiel den Bedarf einen großen Freiraum in dem Kühlmitteleinlasskopf 10 bereitzustellen und hilft dabei, eine Verringerung in der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu reduzieren. Diese Konfiguration kann auch dabei helfen, externe Dimensionen des Rohrbündel-Wärmetauschers zu reduzieren.
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(Sechstes Modifikationsbeispiel)
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Ein sechstes Modifikationsbeispiel ist ein Modifikationsbeispiel, das auf Ausführungsform 1 beaufschlagt werden kann, in der der Kühlmitteleinlass 20 in dem unteren Teil der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet ist.
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30 ist eine Zeichnung, die ein sechstes Modifikationsbeispiel des Kühlmitteleinlasses in dem Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
Eine Konfiguration des sechsten Modifikationsbeispiels weist eine Unterteilungsplatte 24 zum Teilen eines Inneren des Kühlmitteleinlasskopfes 10 in einen oberen und einen unteren Raum auf, zusätzlich zu der Konfiguration der Ausführungsform 1, die in 3 dargestellt ist. Die Mehrzahl von Wärmetauscherrohren 1 innerhalb der Hülle 2 sind in eine erste Gruppe 1a auf der unteren Seite und eine zweite Gruppe 1b auf der oberen Seite durch eine Grenze auf einem Höhenniveau der Unterteilungsplatte 24 geteilt. Der Kühlmitteleinlass 20 ist in der Kühlmittelkappe 13 ausgebildet und mit dem ersten Freiraum 10a auf einem Höhenniveau unter der Unterteilungsplatte 24 zu kommunizieren. In dem sechsten Modifikationsbeispiel ist der Kühlmittelauslass 25 des Weiteren in der Kühlmittelkappe 13 zum Kommunizieren mit dem ersten Freiraum 10a auf einem Höhenniveau oberhalb der Unterteilungsplatte 24 ausgebildet. In dem sechsten Modifikationsbeispiel ist der Kühlmittelauslasskopf 50 in 1 entfernt und ein Umkehrkopf 51 ist angeordnet, um anderen Enden (linken Enden in 30) der Wärmetauscherrohre 1 zu ermöglichen, miteinander zu kommunizieren.
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Das sechste Modifikationsbeispiel, das auf diese Weise konfiguriert ist, ist äquivalent zu einem Zweidurchgangs-Rohrbündelwärmetauscher, wobei Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 20 strömt, durch die Wärmetauscherrohre 1 in der ersten Gruppe 1a strömt, an dem Umkehrkopf 51 umkehrt und durch die Wärmetauscherrohre 1 in der zweiten Gruppe 1b strömt und aus dem Kühlmittelauslass 25 ausströmt.
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Ein Zweidurchgangs-Rohrbündelwärmetauscher gemäß dem sechsten Modifikationsbeispiel kann die Hülle 2 aufweisen, die kürzer in der Längsrichtung ist während eine Wärmeübertragungsleistung erhalten wird und daher Installationsraumeinsparungen bereitstellen.
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(Erstes Modifikationsbeispiel)
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31 ist eine Zeichnung, die ein erstes Modifikationsbeispiel einer Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauscher der 1 darstellt.
In dem ersten Modifikationsbeispiel sind Strömungspfad-Änderungsplatten 26 innerhalb der Hülle 2 auf solch eine Weise angeordnet, dass sie dem Fluideinlass 6 bzw. dem Fluidauslass 7 zugewandt sind. Die Strömungspfad-Änderungsplatten 26 sind entlang Richtungen senkrecht zu Richtungen des Fluids angeordnet, das in den Fluideinlass 6 bzw. den Fluidauslass 7 strömt.
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In der Hülle 2 ist eine Strömung des Fluids, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, nicht gut in einem Bereich der benachbart dazu dem Kühlmittelauslasskopf 50 ist als zu dem Fluideinlass 6 und einem Bereich der benachbart zu dem Kühlmitteleinlasskopf 10 ist als zu dem Fluidauslass 7 und diese Bereiche bilden Toträume aus. In dem ersten Modifikationsbeispiel sind die Strömungspfad-Änderungsplatten 26, die dem Fluideinlass 6 und dem Fluidauslass 7 zugewandt sind, angeordnet, und daher wird die Strömung des Fluids, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, durch den die Strömungspfad-Änderungsplatten 26 geändert, um Strömungspfaden zu folgen, die durch gepunktete Linien dargestellt sind. Mit anderen Worten strömt das Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auch zu den Toträumen und trägt zu einer erhöhten Wärmeübertragungsleistung bei.
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(Zweites Modifikationsbeispiel)
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32 stellt ein zweites Modifikationsbeispiel der Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauschers der 1 dar, wobei eine schematische Querschnittsansicht (a) des Rohrbündel-Wärmetauschers und eine Illustration (b) eines Leitblechs dargestellt sind, das an verschiedenen Winkeln angeordnet ist.
In dem zweiten Modifikationsbeispiel sind die Leitbleche 3 alternierend benachbart zueinander in der Längsrichtung der Hülle 2 in verschiedenen Winkeln angeordnet, die sich nacheinander in Umfangsrichtung ändern.
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In der Hülle 2 ist eine Strömung des Fluids, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, schlechter als in einem Außenumfangsbereich als in der radial mittleren Zone. Der Rohrbündel-Wärmetauscher des zweiten Modifikationsbeispiels weist die Leitbleche 3 an verschiedenen Winkeln angeordnet auf, die sich in Umfangsrichtung nacheinander ändern, wodurch eine turbulente Strömung innerhalb der Hülle 2 erzeugt wird. Als Ergebnis, in der Hülle 2, strömt das Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, auch zu Außenumfangsbereichen, zu denen das Fluid, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, andernfalls gehindert ist, hinzuströmen. Dieses stellt eine verbesserte Wärmeübertragungsleistung bereit.
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(Drittes Modifikationsbeispiel)
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33 ist eine Zeichnung, die ein drittes Modifikationsbeispiel der Struktur innerhalb der Hülle des Rohrbündel-Wärmetauschers der 1 darstellt. 33 zeigt ein Modifikationsbeispiel eines Leitblechs.
In dem dritten Modifikationsbeispiel weisen die Leitbleche 3 jeweils Vorsprünge 3b auf beiden Enden der geraden Linie 30b auf. Wie in der vergrößerten Ansicht in 33 dargestellt ist, sind die Vorsprünge 3b in ein Flügelrad ausgebildet, das eine Seite aufweist, die eine Verlängerung des Bogens 30a des Leitblechs 3 ist.
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Wenn das Fluid, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, ein korrosives Fluid ist, wie eine wässrige Lösung von Calciumchlorid oder andere Art von Salzlösung oder Ethanol, kann die Hülle 2 korrodieren. Ein Reduzieren der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das der Wärmeübertragung ausgesetzt ist, an einer Innenumfangsfläche der Hülle 2 ist effektiv, um zu vermeiden, dass die Hülle 2 korrodiert. In dem dritten Modifikationsbeispiel weisen die Leitbleche 3 jeweils flügelradförmige Vorsprünge 3b auf, die an beiden Enden der geraden Linie 30b ausgebildet sind und daher einen Winkel θ1 zwischen dem Vorsprung 3b und der Innenumfangsfläche der Hülle 2 aufweisen, der größer als ein Winkel θ2 zwischen der geraden Linie 30b des Leitblechs 3 ohne die Vorsprünge 3b und der Innenumfangsfläche der Hülle 2 ist. Diese Konfiguration reduziert die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, das einer Wärmeübertragung ausgesetzt ist, an einem Bereich des Kontakts zwischen dem Vorsprung 3b und der Innenumfangsfläche der Hülle 2. Dies kann vermeiden, dass die Hülle 2 korrodiert.
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Ausführungsformen 1 bis 10 und die Modifikationsbeispiele wurden voranstehend beschrieben. Charakteristische Bestandteile der Ausführungsformen und der Modifikationsbeispiele können geeignet kombiniert werden, um ein Rohrbündelkompressor auszubilden. Für Komponenten, die in der Ausführungsform 1 bis 8 auf die Modifikationsbeispiele angewendet werden, können die Modifikationsbeispiele auf ähnliche Weise auf die Komponenten in Ausführungsformen außer den Ausführungsformen angewendet werden, mit denen die Modifikationsbeispiele beschrieben wurden. Die Modifikationsbeispiele können geeignet miteinander kombiniert werden, um eine Konfiguration auszubilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wärmetauscherrohr
- 1a
- erste Gruppe
- 1b
- zweite Gruppe
- 2
- Hülle
- 3
- Leitblech
- 3a
- Rohrloch
- 3b
- Vorsprung
- 4
- Einlassrohr
- 5
- Kühlmittelauslass
- 6
- Fluideinlass
- 7
- Fluidauslass
- 8
- Rohrplatte
- 9
- regalförmige Unterteilungsplatte
- 9a
- Lücke
- 10
- Kühlmitteleinlasskopf
- 10a
- erster Freiraum
- 10aa
- innerer Freiraum
- 10ab
- äußerer Freiraum
- 10b
- zweiter Freiraum
- 11
- Führungsplatte
- 12
- Verteilerplatte
- 12a
- geneigte Oberfläche
- 12b
- Stufenfläche
- 12c
- geneigte Oberfläche
- 13
- Kühlmittelkappe
- 13a
- Scheibenteil
- 13b
- Umfangsteil
- 14
- Dichtung
- 15
- Loch
- 16
- Anbringungsloch
- 17
- ringförmige Unterteilungsplatte
- 18
- Durchgangsloch
- 19
- Anbringungsplatte
- 19a
- Schraubenloch
- 20
- Kühlmitteleinlass
- 20a
- Kühlmitteleinlass
- 20b
- Kühlmitteleinlass
- 20c
- Kühlmitteleinlass
- 21
- Adapter
- 21a
- Einfügeloch
- 21b
- Radialloch
- 21c
- Öffnungsloch
- 22
- Anbringungskappe
- 23
- Öffnungsloch
- 24
- Unterteilungsplatte
- 25
- Kühlmittelauslass
- 26
- Strömungspfad-Änderungsplatte
- 30a
- Bogen
- 30b
- gerade Linie
- 50
- Kühlmittelauslasskopf
- 51
- Umkehrkopf
