DE2430836A1

DE2430836A1 - Waermeaustauschermodell

Info

Publication number: DE2430836A1
Application number: DE19742430836
Authority: DE
Inventors: Pierre Gauthier
Original assignee: TEAL SOC
Current assignee: TEAL SOC
Priority date: 1973-07-03
Filing date: 1974-06-27
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2237158A1; FR2237158B1; JPS5063544A; DE7421870U

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustausch zwischen einem
Strömungsmittel und mindestems einem anderen Strömungsmittel mit Hilfe von Plattenwärmeaustauschern, insbesondere einem
Kompaktenwärmeaustauscher, der eine Wärmeleitaüskleidung besitzt. Genauer betrifft die Erfindung ein Wärmeaustauschmodell, eine Wärmeaustauschgruppe mit mindestens einem solchen Modell und ein Wärmeaustauschverfahren, bei dem Plattenwärmeaustauscher eingesetzt werden.

Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf einen Wärmeaustausch, der zwischen- mindestens einem Strömungsmittel und

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einer Aufeinanderfolge von anderen Strömungsmitteln bestimmter Natur und mit bestimmten Eigenschaften erfolgt. Die Notwendigkeit eines solchen Austausches ergibt sich häufig bei zahlreichen Verfahren wie solchen, die bei warmen oder kalten Temperaturen durchgeführt werden. So ist es auf dem Gebiet der Kälteerzeugung üblich, daß mindestens ein Warmestromungsmxttel mit Hilfe einer Aufeinanderfolge von mehreren kalten Strömungsmitteln zu kühlen ist, die bestimmte tiefere und tiefere Temperaturen haben. Diese kalten Strömungsmittel können verschiedener Art oder, falls dasselbe Strömungsmittel nacheinander bei unterschiedlichen Zuständen, z.B. nacheinander unter bestimmten immer niedrigeren Drücken umläuft, identisch sein. Dies gilt beispielsweise bei einem Kaskadenkreislauf mit getrennten Strömen, bei dem mindestens ein zu kühlendes und/oder zu verflüssigendes warmes Strömungsmittel im Wärmeaustausch mit einer Reihenfolge von verschiedenen kalten Strömungsmitteln, z.B. Propan, Äthan, Methan, von wachsender Flüchtigkeit im Verdampfungszustand umläuft. Dies gilt auch für einen Kältekreis, der eine erste Stufe zur Erzielung der Anfangskühlung eines warmen Strömungsmittels durch Verdampfung eines Kältemittels und eine zweite Stufe zur Erzielung der Endabkühlung des warmen Strömungsmittels mit Hilfe eines Kaskadenzyklus mit einem einzigen Strom durch Verdampfung eines Kreislaufgemisches umfaßt, wobei letzteres durch Verdampfung des Kältemittels kondensiert wird, das sich durch Kreislauf in verschiedenen Abteilen unter bestimmten abnehmenden Drücken aufteilt.

Da die Erfindung im Zusammenhang mit einem Kühlverfahren, insbesondere im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Naturgasver-

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flüssigung entwickelt worden ist, werden nachstehend -seine Aufgäbe, seine Merkmale und besonderen Vorteile im Rahmen eines Kühlprozesses erläutert, jedoch versteht es sich, daß die nachstehend dargelegten Grundgedanken auf zahlreichen anderen technischen Gebieten als dem der Kühlung anwendbar sind.

Zur Verflüssigung eines Naturgases kann man ein Verflüssigungsverfahren wie vorstehend angegeben einsetzen, das also einen Kaskadenzyklus mit einem einzigen Strom umfaßt, der mit einem Kreislaufgemisch arbeitet, das durch Verdampfung eines aus einem reinen Stoff wie Propan bestehenden Kältemittels kondensiert wird. Im allgemeinen erfolgt diese Kondensation durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel, das nacheinander unter bestimmten abnehmenden Drücken umläuft; infolgedessen ist es in einer Reihenfolge von unterschiedenen kalten Strömungsmitteln gestaffelt, die abnehmende Verdampfungstemperaturen haben. So ist es üblich, ein Kreislaufgemisch, das aus Äthan und Methan besteht, durch Verdampfung von Propan unter drei eindeutigen nacheinander abwesenden Drücken zu kühlen und zu kondensieren.

Bei einer Verflüssigungsanlage unter Anwendung dieses Verfahrens zur Behandlung sehr großer Strömungsmengen Naturgas ergibt sich also die Aufgabe, ein Wärmeaustauschmaterial zu finden, das vollkommen dem vorgesehenen Wärmetaustausch angepaßt ist.

Im Hinblick auf die große Wärmeaustauschfläche je Volumeneinheit erscheinen Plattenwärmeaustauscher bei erster Betrachtung gut geeignet für den angestrebten Wärmeaustausch. Ein geeigneter Austauschkörper zur Kühlung des Kreislaufgemisches durch Austausch mit dem Kältemittel oder sich kondensierendem Propan

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umfaßt eine Vielzahl von Metallplatten im wesentlichen gleichen Umrisses, die sich in einer ersten Dimension oder der Breite und einer zweiten Dimension oder der Höhe erstrecken, in Abstand voneinander liegen und in einer dritten Dimension oder der Länge parallel zueinander angeordnet sind, Dichtungsmittel, die mit diesen Platten eine Vielzahl von flachen Durchgangskanälen umgrenzen.

Durch Isolierung dreier aufeinanderfolgender Platten eines solchen Körpers bestimmen diese letzteren zu beiden Seiten einer Mitte-lplatte: Mindestens einen horizontalen warmen Strömungsdurchgang für die Aufnahme des warmen Kreislaufgemisches oder Strömungsmittels zwischen dieser Mittelplatte, einer angrenzenden oder warmen Platte und einem warmen Dichtungsmittel, das die Mittelplatte und die warme Platte verbindet und einen warmen Eintritt und einen warmen Auslaß für dieses warme Strömungsmittel zu und aus dem Durchlaß freiläßt. Dieser warme Durchlaß steht vermittels einer Verteilungseinrichtung für warmes Strömungsmittel und einer Auffangeinrichtung für warmes Strömungsmittel oder Kreislaufgemisch indirekt mit diesem warmen Einlaß und warmen Auslaß in Verbindung; mindestens einen senkrechten kalten Strömungsdurchlaß für die Aufnahme des flüssigen Propans unter einem gegebenen Druck oder kalten Strömungsmittels zwischen der genannten Mittelplatte und einer anderen angrenzenden oder kalten Platte, wobei ein kaltes Dichtungsmittel die Mittelplatte und die kalte Platte miteinander verbindet, das eine kalte Einlaßöffnung und eine kalte Auslaßöffnung für das kalte Strömungsmittel freiläßt; die Enden des kalten Durchlasses ste-

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hen vermittels einer Verteilungseinrichtung für kaltes Strömungsmittel und einer Auffangeinrichtung für kaltes Strömungsmittel mit diesem kalten Einlaß bzw. kalten Auslaß indirekt in Verbindung.

Um die Verdampfung von Propan in drei aufeinanderfolgenden Stufen, die unter abnehmendem Druck arbeiten, durchzuführen, verwendet eine bekannte Lösung die nachstehend definierten Austauschkörper und besteht in der Benutzung einer Wärmeaustauschgruppe mit folgendem Aufbau. Jede Stufe umfaßt:

Einen Abscheider mit einem Flüssigkeitseinlaß für Propan oder kaltes Strömungsmittel angeschlossen an diese Kühlstufe, wobei das Strömungsmittel aus der vorhergehenden Stufe oder dem letz-, ten Kondensator eines Kompressors kommt, und einen Gasauslaß für verdampftes kaltes Strömungsmittel oder Propan in offener Verbindung mit der Saugseite einer Kompressorstufe,

einen Hauptsammler für die Auffangung verdampften kalten Strömungsmittels oder Propans in offener Verbindung mit der Gasseite des Abscheiders,

einen Hauptverteiler für die Speisung mit kaltem Strömungsmittel oder flüssigem Propan mittels Thermosiphon in offener Verbindung mit dem Flüssigkeitsteil· des Abscheiders, wobei der erwähnte Verteiler senkrecht unterhalb des Hauptsammlers angeordnet ist,

zwei Gruppen von Austauscherkörpern identisch mit den vorstehend definierten, die zu beiden Seiten dfs Sammlers und des Verteilers zwischen deren betreffenden Niveaus angeordnet sind, wobei die gesamten kalten Einlasse eines Vertexlerkörpers mit

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dem Hauptverteiler vermittels eines Sammelkastens und eines Verbindungsleitungssystems und die gesamten kalten Auslässe eines Körpers mit dem Hauptsammler ebenfalls vermittels eines Sammelkastens und eines Verbindungsleitungssystems in offener Verbindung stehen,

einen Hauptverteiler für warmes Strömungsmittel oder zu kühlendes Kreislaufgemisch in offener Verbindung mit den gesamten warmen Einlassen jedes Körpers vermittels eines Verteilerkastens und eines Verbindungsleitungssystems,

einen Hauptsammler für warmes Strömungsmittel in offener Verbindung mit den gesamten warmen Auslassen jedes Austauschkörpers vermittels eines Sammelkastens und eines Verbindungsleitungs sys temes.

Im Betrieb wird das warme Strömungsmittel oder Kreislaufgemisch durch Wärmeaustausch nacheinander mit einem ersten kalten Strömungsmittel oder Propan unter hohem Druck, einem zweiten kalten Strömungsmittel oder Propan unter Mitteldruck und einem dritten und letzten kalten Strömungsmittel oder Propan unter Niederdruck gekühlt, die jeweils in jeder Stufe der Wärmeaustauschgruppe arbeiten. Das warme Strömungsmittel fließt horizontal in den horizontalen warmen Umlauf-Durchlässen der ersten Stufe bis zur letzten Stufe des Wärmeaustausches,während jedes kalte Strömungsmittel in Form einer verdampfenden Flüssigkeit die kalten Druchlässe des senkrechten Umlaufes jeder entsprechenden Wärmeaustauschstufe besetzt und im wesentlichen in Gasform zum Abscheider rezykliert wird.

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per dieser Wärmeaustauschgruppe entsprechende Aufbau ist besonders umständlich und sperrig. Jede Stufe umfaßt nämlich zwei Sammler für das Propan und zwei Sammler für das Kreislaufgemisch, eine große Anzahl von Wärmeaustauschern und mindestens vier Verbindungsleitungen je Wärmeaustauscher sowie einen Abscheider von erheblichem Volumen. Daraus ergibt sich im besonderen,, daß es unmöglich ist, die eben definierte Wärmeaustauschgruppe im Innern ein und desselben kalten Kastens genau thermisch zu isolieren.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher ein Wärmeaustauschmodell vom Plattenwärmeaustauschertyp, das kompakt ist, sich mit geringer Sperrigkeit in jeder Wärmeaustauschgruppe einbauen zu lassen,undzur Abkühlung mindestens eines warmen Strömungsmittels mit aufeinanderfolgenden kalten Strömungsmitteln gut geeignet ist.

Gemäß der Erfindung kann diese Aufgabe in befriedigender Weise aufgrund eines Wärmeaustauschmodelles gelöst werden, das mindestens einen Plattenwärmeaustauscher ähnlich dem vorstehend definierten umfaßt und im Badaustausch mittels folgenden Aufbaues betrieben wird:

Ein Kasten und ein genannter anderer Kasten sind einander gegenüberliegend zu beiden Seiten dieses Körpers entlang seiner Höhe angeordnet und umgrenzen jeweils eine Kammer und eine andere Kammer, die miteinander mindestens vermittels kalten Durchlässen und deren öffnungen in Verbindung stehen, wobei jeder kalte Durchlaß für einen Umlauf von kaltem Strömungsmittel entlang der Höhe dient und diese gesamten kalten Durchlässe und

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genannten Kammern so einen Aufnahmebehälter für kalte Flüssigkeit von im wesentlichen flüssiger Form darstellen,

mindestens eine Rezyklierleitung für kalte Flüssigkeit ist im Inneren des Austauschkörpers angeordnet, vermittels deren die beiden Kammern gleichfalls kommunizieren, indem diese in die eine Kammer mit einer Abzugsöffnung für kalte Flüssigkeit und in die andere Kammer mit einer Einführungsöffnung für kalte Flüssigkeit mündet,

eine Einführungseinrichtung für diese Flüssigkeit kommuniziert, mit dem Behälter, und eine Abzugseinrichtung für diese Flüssigkeit kommuniziert mit der einen der genannten Kammern des Aufnahmebehälters .

Die Wärmeaustauschmodelle gemäß der Erfindung können in besonders getrennter Weise zu einer Wärmeaustauschgruppe zusammengebaut werden, welche die vorstehend definierte Rolle spielt. Man muß nämlich bemerken, daß beim Aufbau der Hauptsammler für kaltes Strömungsmittel die Verbindungsleitung zwischen diesem und dem Sammelkasten für kalte Flüssigkeit sowie letzterer durch einen der Kästen ersetzt werden können, die zu beiden Seiten des entsprechenden Wärmeaustauschers angeordnet sind. Dies gilt auch für den Hauptverteiler für kaltes Strömungsmittel, den Verteilungskasten des letzteren und die Verbindungsleitung zwischen diesen beiden Bauteilen, die durch den anderen der zu beiden Seiten desselben Wärmeaustauschkörpers angeordneten Kästen ersetzt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

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Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Wärmeaustauschmodelles

gemäß der Erfindung-Fig. 2 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 1 eines Wärmeaustauschmodelles gemäß der Erfindung

vereinigt mit einer Trennkolonne. Fig. 3 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie III-III der

FIg, 2 eines Wärmeaustauschmodells gemäß der Erfindung. Fig. 4 zeigt in senkrechtem Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2

ein Wärmeaustauschmodell gemäß der Erfindung. Fig. 5 zeigt in einem waagerechten Schnitt nach Linie V-V der

Fig. 1 ein Wärmeaustauschmodell gemäß der Erfindung. Fig. 6 zeigt in senkrechtem Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 7

eine Wärmeaustauschgruppe gemäß der Erfindung. Fig. 7 ist eine Ansicht von unten auf eine Wärmeaustauschgruppe gemäß der Erfindung. ■

In sämtlichen Figuren ist eine Wärmeaustauschgruppe dargestellt, die sich im Raum in einer ersten Breitendimension, einer zweiten Höhendimension und einer dritten Längendimension erstreckt. Nachstehend wird daher diese Gruppe unter Bezugnahme auf diese drei Richtungen beschrieben. Dieser Aufbau gestattet den Wärmeaustausch zwischen einem sogenannten warmen Strömungsmittel und nacheinander einem ersten anderen sogenannten kalten Strömungsmittel A, einem zweiten anderen kalten Strömungsmittel B und einem dritten anderen Strömungsmittel C. Genauer gesagt gestattet die dargestellte Wärmeaustauschgruppe,das warme Strömungsmittel nacheinander mit dem ersten kalten Strömungsmittel A, dem zweiten kalten Strömungsmittel B und dem dritten kalten Strömungsmittel C von entsprechenden unterschiedlichen abnehmen-

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den Temperaturen zu kühlen. Alle Bauteile der nachstehend beschriebenen Wärmeaustauschgruppe werden entsprechend ihrer Beziehung zu den Strömungsmitteln A, B und C mit Bezugszahlen und den Indices a, b bzw. c bezeichnet.

Gemäß Fig. 6 und 7 umfaßt eine Wärmeaustauschgruppe gemäß der Erfindung mehrere, d.h. im dargestellten Fall vier Wärmeaustauschmodelle 10, 20, 30 und 40, die übereinander auf bestimmter Höhe angeordnet und in dieser Richtung übereinander mittels eines tragenden Bauwerkes gehältert sind, das aus Gründen der zeichnerischen Klarheit nicht dargestellt ist. Die Wärmeaustauschgruppe wird für den Kaskadenkreislauf jedes kalten Strömungsmittels von einem Modell zum anderen mittels mehrerer, d.h. drei Kolonnen 1a, 1b und 1c betrieben, welche die kalten Strömungsmittel A, B bzw. C behandeln. Wie aus nachstehendem ersichtlich ist, gestattet jede Kolonne den Kaskadenumlauf eines gegebenen kalten Strömungsmittels in flüssiger Form von einem diesem Strömungsmittel vorbehaltenen Aufnahmebehälter eines gegebenen Modells zu einem demselben Strömungsmittel vorbehaltenen Aufnahmebehälters des folgenden Modells in senkrecht absteigender Richtung, und jede Kolonne gestattet auch die Auffangung des kalten Strömungsmittels in Gasform, das aus jedem diesem Strömungsmittel vorbehaltenen Aufnahmebehälter austritt.

Die Wärmeaustauschmodelle 1O, 2O, 30 und 4O besitzen jeweils dieselben Bauteile und werden in derselben Weise betrieben. Deshalb beschränkt sich die nachstehende Beschreibung einfach auf den Betrieb der Bauteile des oberen Wärmeaustauschmodelles 10, aber es versteht sich, daß dieselbe Betriebsweise und dieselben

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Bauteile für die Modelle 20, 30 und 40 gelten. Die entsprechenden Bauteile dieser vier Wärmeaustauschmodelle sind nachstehend mit Zahlen von vier Ziffern beginnend mit den Ziffern 10, 20, 30 bzw. 40 jeweils für das erste obere Modell 10, das zweite Zwischenmodell 20, das dritte Zwischenmodell 30 und das vierte und letzte untere Modell 40 bezeichnet. Ebenso haben zwar die drei Kolonnen 1a, 1b und 1c unterschiedliche bzw. wachsende Dimensionen, umfassen aber jeweils dieselben Bauteile und werden in derselben Weise betrieben. Es genügt daher auch, ausschließlich die zweite Kolonne 1b zu beschreiben; denn es versteht sich, daß die Betriebsweise der Bauelemente der Kolonne 1b auch für die erste Kolonne 1a und die dritte Kolonne 1c gilt. Die entsprechenden Bauteile dieser drei Kolonnen werden zahlenmäßig durch Ziffern bezeichnet, welche die Indices a, b und c für die erste, zweite bzw. dritte Kolonne aufweisen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 wird ein Wärmeaustauschermodell gemäß der Erfindung im Badaustausch für mehrere kalte Strömungsmittel, d.h. das erste, zweite und dritte kalte Strömungsmittel betrieben. Zu diesem Zweck besitzt ein Wärmeaustauschermodell, z.B. das obere Modell 10, mehrere identische Betriebselemente für jedes kalte Strömungsmittel, die sich periodisch über die Länge des Modells ebenso oft wie die Anzahl der kalten Strömungsmittel wiederholen. Für jedes Modell bleiben die Plattenanzahl und die Zahl der Bauteile, die zu dem warmen Strömungsmittel zusammenwirkend mit den jedem kalten Strömungsmittel zugeordneten Bauteilen vereinigt sind, identisch. Auch sind in der folgenden Beschreibung die für jedes kalte Strömungs-

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mittel angetroffenen Bauteile nach dem kalten Strömungsmittel, auf das sie sich beziehen, unterschieden, und zwar unterscheiden sie sich untereinander bei den Bezugszahlen durch die Indices a, b und c für das erste kalte Strömungsmittel A, das zweite kalte Strömungsmittel B bzw. das dritte kalte Strömungsmittel C. Was die Beschreibung des oberen Warmeaustauschmodelles betrifft, so wird also nur die Betriebsweise erläutert, die strukturell dem Austausch zwischen dem warmen Strömungsmittel und dem ersten kalten Strömungsmittel A entspricht. Es versteht sich, daß diese Betriebsweise sich periodisch dreimal für jedes kalte Strömungsmittel, das in diesem Modell umläuft, wiederholt.

Gemäß Fig. 1 bis 5 entspricht, wie oben angegeben, das obere Wärmeaustauschmodell einem Plattenwarmeaustauscher und besitzt mindestens einen Körper bestehend aus einer Vielzahl von rechteckigen Metallplatten 101 von im wesentlichen ebenen Umriß, die sich in Abstand voneinander über die Breite und Höhe erstrecken und parallel zueinander über die Länge angeordnet sind. Dichtungsmittel und zwar rechteckige längliche Scheiben 102 und 103 begrenzen mit den Platten 101 mehrere flache Durchlässe 104 und 105. Wenn man drei aufeinanderfolgende Platten, z.B. 101', 101 " und 101"', betrachtet, umgrenzen diese zu beiden Seiten der mittleren Platte 101" (vgl. Fig. 2):

Einen warmen Durchlaß 105 für die Aufnahme warmen Strömungsmittels zwischen der mittleren Platte 101'',einer angrenzenden warmen Platte 101* und einem warmen Dichtungsmittel 103, das die mittlere Platte 101 " mit der warmen Platte 101' verbindet; ein solcher warmer Durchlaß ist in senkrechtem Schnitt längs

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der Breite iß Fig. 4 dargestellt. In letzterer ist ersichtlich, daß die Scheiben 103 als warmes Dichtungsmittel einen warmen Einlaß 106 und einen wärmen Auslaß 107 für das warme Strömungsmittel bzw. zu und aus dem warmen Auslaß freilassen. Letzterer kommuniziert mittelbar mit dem warmen Einlaß 106 und dem warmen Auslaß 107 vermittels einer Verteilungseinrichtung 108 für warmes Strömungsmittel und einer Sammeleinrichtung 109 für warmes Strömungsmittel/ die beide aus je zwei angrenzenden Abschnitten aus Wellblech bestehen, deren Wellungen verschiedene Neigungsrichtung haben, ·

einen kalten Durchlaß 104a für die Aufnahme des ersten kalten Strömungsmittels zwischen der mittleren Platte 101'', einer anderen benachbarten kalten Platte 101''' und einem kalten Dichtungsmittel 102a, das die mittlere Platte 101 " und die kalte Platte 101"'-' ' miteinander verbindet; ein solcher Durchgang ist im Längsschnitt entlang der Breite in Fig. 3 dargestellt. Das kalte Dichtungsmittel 102a des kalten Durchlasses 104a läßt eine Eintrittsöffnung 1010a bzw. eine Austrittsöffnung 1011a

und

für kaltes Strömungsmittel zu/aus diesem Durchlaß frei. Die betreffenden Enden des kalten Durchlasses 104a kommunizieren unmittelbar mit den Einlassen 1010a und Auslassen 1011a ohne Vermittlung einer Verteilungseinrichtung für kaltes Strömungsmittel und Sammeleinrichtung für kaltes Strömungsmittel ähnlich denen für das warme Strömungsmittel.

Gemäß Fig. 3 und 5 besitzt ein kalter Durchlaß, z.B. der kalte Durchlaß 104a, eine kalte warme Austauschfüllung, die für kaltes Strömungsmittel entlang der Höhe durchlässig ist, z.B. ein

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Metallblech 1Ol2a mit längs dieser Höhe gerichteten Wellungen für den Umlauf von kaltem Strömungsmittel in dieser Richtung. Diese Füllung 1O12a erstreckt sich über die ganze Breite des kalten Durchlasses 104a und über die Höhe zwischen den beiden öffnungen 101Oa und 1011a dieses Durchlasses. In entsprechender Weise erstreckt sich das kalte Abdxchtungsmittel 102a ausschließlich über diese Höhe und läßt so zwei Öffnungen 1010a und 1011a frei, die sich infolgedessen über die ganze Breite des kalten Durchlasses 104a erstrecken.

Gemäß Fig. 4 und 5 ist ein warmer Durchlaß 103 für den Umlauf warmen Strömungsmittels über die Breite vorgesehen. Zu diesem Zweck besitzt jeder warme Durchlaß eine warme Wärmeaustauschfüllung, die warmes Strömungsmittel über die Breite durchläßt, z.B. ein Metallblech 1013 mit entlang der Breite gerichteten Wellungen für den ^Umlauf von warmem Strömungsmittel in dieser Richtung. Gemäß Fig. 3 liegt das Blech 1013, das den warmen

benachbart

Durchlaß 105 an jedem Ende begrenzt, zu der Verteilungseinrichtung 108 bzw. der Sammeleinrichtung 109 des warmen Strömungsmittels .

Die in Fig. 3 und 4 angegebenen Abrisse zeigen, daß der hydraulische Durchmesser, der durch das zur kalten Ausrüstung des Durchlasses 104a gehörige Blech 1012a bestimmt ist, kleiner ist als derjenige, der durch das zur warmen Ausrüstung eines warmen Durchlasses 1O5 gehörige Blech bestimmt ist.

Das Modell 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß es mit den drei kalten Strömungsmitteln A, B und C im Badaustausch jedes dieser Strömungsmittel betrieben ist. Zu diesem Zweck besitzt für das

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erste kalte Strömungsmittel das obere Modell 10 außerdem: Einen oberen Kalten 1014a und einen unteren Kasten 1015a, beide von der Form eines halbzylindrischen Domes und einander entgegengerichtet zu beiden Seiten des Austauscherkörpers längs der Höhe, und sie umgrenzen eine obere Kammer 1016a bzw. eine untere Kammer 1017a. Die Gesamtheit der kalten Durchlässe 104a und der Kammern 1016a und 1017a stellt so einen Behälter zur Aufnahme des ersten kalten Strömungsmittels in flüssiger Form dar, das allgemein mit 1018a bezeichnet ist. Gemäß Fig. 3 bis hat jeder Kasten 1014a und 1015a derart dicht über die Länge des Austauscherkörpers mittels der kalten-Abdichteinrichtung 102a und längs der Breite dieses Körpers an den beiden äußersten Platten 101 des Austauschers angeschlossen

zwei Rezyklierleitungen 1019a und 1020a von halbzylindrischer Form, die seitlich an der Außenseite des Austauscherkörpers angeordnet sind und sich in der Höhe erstrecken und mittels deren die beiden Kammern 1016a und 1017a außerdem in offener Verbindung mit den kalten Durchlässen 104a stehen. Diese Rezyklierleitung 1019a und 1020a mündet in die obere Kammer mit einer Abgabeöffnung für kaltes Strömungsmittel 1021a oder 1O23a und in die andere untere Kammer 1017a mit einer Einführungsöffnung 1022a oder 1024a. Die Abzugsöffnung 1021a ist dadurch gekennzeichnet, daß ihr mittleres Niveau auf einer Zwischenhöhe der Speicherung kalten Strömungsmittels in flüssiger Form 1025a liegt, das zwischen dem Niveau der Auslaßöffnungen 1011a der

entsprechenden kalten Durchlässe iO4a und dem Niveau des Bodens Kastens 1014a eingeschlossen ist, der diesen öffnungen zugewen-

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det ist, und durch die Tatsache, daß ihre Höhe höchstens gleich derjenigen des Kastens 1014a ist,

eine Einführungseinrichtung 1026a für kaltes Strömungsmittel in flüssiger Form, die mit dem Behälter 1Ol8a kommuniziert und im oberen Teil des letzteren angeordnet sein kann, und eine Abzugseinrichtung 1027a für dieses Strömungsmittel in flüssiger und Gasform, die mit der oberen Kammer 1016a des Aufnahmebehälters kommuniziert.

Gemäß Fig. 2 gehört zu der Abführungseinrichtung 1027a des Aufnahmebehälters 1018a eine Abzugsleitung 1029a für kaltes Strömungsmittel, die eine Höhe oder einen Durchmesser größer als derjenige des oberen Kastens 1014a besitzt, dessen Inneres mit letzterer kommuniziert; der Kasten 1014a hat entsprechend eine Ausflußöffnung 1028a für kaltes flüssiges Strömungsmittel von einer Höhe gleich derjenigen dieses Kastens. Das mittlere Niveau der Ausflußöffnung 1028a liegt auf einer mittleren Höhe 1025a des Speichers an flüssigem kalten Strömungsmittel zwi- ^v sehen der Höhe der Austrittööffnungen 1011a,der kalten Durchlässe 104a und derjenigen des Bodens des oberen Kastens 1014a, der diese öffnungen enthält. Eine senkrechte überlaufwand 1030a ist an der Abzugsleitung 1029a angeordnet,und ihre Höhe erstreckt sich bis zu dem mittleren Niveau iO25a des Vorrates an kaltem Strömungsmittel. Die Einführungseinrichtung 1026a für flüssiges kaltes Strömungsmittel in den Aufnahmebehälter 1018a besitzt eine Einführungsöffnung 1031a, die sich in die Abführungsleitung 1029a unterhalb des Zwischenniveaus 1025a des Speichers an flüssigem kaltem Strömungsmittel öffnet.

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Gemäß den vorstehenden Darlegungen wiederholt sich der eben beschriebene Aufbau periodisch in diesem Modell über dessen Breite für jeweils drei kalte Strömungsmittel A, B und C. Dies besagt, daß ein Austauschmodell wie das obere Modell 10 dieselben Bauteile besitzt, wie vorstehend angegeben, betrieben in derselben Weise, aber vervielfacht entsprechend der Anzahl kalter Strömungsmittel mit Ausnahme der Vielzahl der Platten und der dem warmen Durchlaß zugeordneten Bauteile, nämlich der warmen Abdichtungsmittel 103, dem warmen Einlaß und Auslaß 106 lind 107, Verteilungseinrichtungen 108 und Sammler 109 für warme Flüssigkeit, deren Zahl identisch mit der vorstehend angegebenen bleibt. Infolgedessen besitzt βϊη Wärmeaustauschmodell, wie das obere Modell 10, entsprechend besonders der Darstellung der Fig. 3, drei voneinander getrennte Behälter.1018a, 1018b und 1018c jeweils für ein kaltes Strömungsmittel und nebeneinander angeordnet.

Gemäß Fig. 6 und 7 sind vier Wärmeaustauschmodelle 10, 20, 30 und 40 über die Höhe auf verschiedenen Niveaus angeordnet und übereinander gestapelt, so daß die ein und demselben Strömungsmittel vorbehaltenen Auffangbehälter, die jeweils einem anderen Austauschmodell zugehören, sich senkrecht entsprechen und über die Höhe ausgerichtet sind. Jede Mehrzahl von Auffangbehältern, z.B. 1018b, die dem Durchgang kalten Strömungsmittels, z.B. des zweiten Strömungsmittels B, vorbehalten sind, wird mittels einer solchen Kolonne wie Kolonne 1b für den Kaskadenumlauf kalten Strömungsmittels von einem Modell zu einem anderen betrieben. Infolgedessen besitzt die dargestellte Wärmeaustauschgrup-

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pe drei Kolonnen 1a, 1b und 1c_f die abwechselnd zu beiden Seiten des Stapels von Wärmeaustauschmodellen angeordnet sind, welche jeweils mit mehreren Auffangbehältern 1018, 2018, 3018 und 4018 für ein bestimmtes kaltes Strömungsmittel zusammenarbeiten und jeweils zu einem anderen Modell gehören. Da der Zusammenbau einer Kolonne und der entsprechenden Auffangbehälter sich über die Breite der Austauschgruppe für jedes der kalten Strömungsmittel wiederholt, wird nachstehend nur die Zusammenarbeit der zweiten Kolonne 1b und der Auffangbehälter iO18b, 2018b, 3018b und 4018b für das zweite kalte Strömungsmittel beschrieben, wobei es sich versteht, daß die angegebene Betriebsweise sich mit denselben Bauelementen für die erste und die zweite Kolonne 1a und 1c wiederholt, die dem ersten bzw. dem dritten kalten Strömungsmittel vorbehalten sind.

Die Einführungseinrichtung 1026b des zum obersten Modell 10 gehörenden Auffangsbehälters 1018b und die Abzugseinrichtungen 4027b des dem anderen untersten Modell 40 zugehörenden Auffangbehälters 4018b spielen jeweils die Rolle der allgemeinen Speiseeinrichtung der Auffangbehälter iO18b, 2018b, 3018b und 4018b für das zweite kalte Strömungsmittel und die Rolle der allgemeinen Abzugseinrichtung dieser Behälter. Außerdem kommuniziert eine Abzugseinrichtung, z.B. 1027b, eines Aufnahmebehälters, z.B. des Behälters 1018b, der zu dem oberesten Modell 10 gehört, mit mindestens einer Einführungseinrichtung eines Auffangbehälters des folgenden Modells im Umlaufsinn des Strömungsmittels beispielsweise mit der Einführungseinrichtung 4026b des Aufnahmebehälters 4018b des untersten Modells 4O. Diese offene Verbindung wird vermittels der Kolonne 1b hergestellt.

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Zu diesem Zweck steht eine Abzugseinrichtung, z.B. 2027b, mit der Kolonne 1b über eine Speiseöffnung, z.B. 2032b, für flüssiges und gasförmiges kaltes Strömungsmittel in offener Verbindung, während eine Einführungseinrichtung, z.B. 3026b, eines folgenden Aufnahmebehälters, z.B. 3018b, mit derselben Kolonne 1b über eine Abzugsöffnung,-z.B. 3033b, für kaltes Strömungsmittel ausschließlich in flüssiger Form in offener Verbindung steht. Eine Speiseöffnung, z.B. 2032b, und eine folgende Abzugsöffnung, z.B. 3O33b, sind senkrecht übereinander auf verschiedenen Niveaus angeordnet. Die offene Verbindung zwischen diesen beiden öffnungen ist mittels einer Ablaufeinrichtung, z.B. 2034b, hergestellt, die innerhalb der Kolonne 1b angeordnet ist, die kaltes Strömungsmittel unter Schwerkraft von einer Speiseöffnung, z.B. 2032b, zu einer folgenden Abzugsöffnung, z.B. 3033b, fließen und sich trennen läßt» Eine solche Fließleiteinrichtung hat die Form eines an die Wand der Kolonne 1b angesetzten Ablenkers, dessen erster Teil, z.B. 2036b, schräg zur Höhe gegenüber den öffnungen für Abzug und Einspeisung, z.B. 2032b und 3033b, verlauft und dessen zweiter Teil, z.B. 2035b, eine sich über die Höhe in Abstand von der Wand der Kolonne 1b erstreckende Trennwand bildet, um mit dieser einen Gasumlaufkanal, z.B. 2037b, zu bilden. Ein Ablenker, z.B. 2034b, besorgt also einerseits die Trennung der Gas- und Flüssigkeitsphase des durch eine entsprechende Speiseöffnung, z.B. 2032b, abgezogenen kalten Strömungsmittels und andererseits die Flußleitung der so abgetrennten flüssigen Phase von dieser Speiseöffnung zu einer folgenden Abzugsöffnung, z.B. 3033b.

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Die Kolonne 1b wird als Separator betrieben und besitzt zu diesem Zweck einen Auffangtrog 2b für die flüssige Phase kalten Strömungsmittels unterhalb der Abführungsöffnung 4032b, die dem unteren Auffangbehälter 4018b zugeordnet ist. Dieser Auffangtrog 2b ist mit einer Abzugseinrichtung 4b für die flüssige Phase des kalten Strömungsmittels sowie mit einer Abzugseinrichtung 3b für die Gasphase des kalten Strömungsmittels versehen. Letztere ist oberhalb des Troges 2b angeordnet.

Da die dargestellte Wärmeaustauschgruppe für den Umlauf eines einzigen Kältemittels bestimmt ist, das durch seinen Umlauf unter unterschiedlichen abnehmenden Drücken,in den Kolonnen 1a, 1b und 1c und in mehreren Auffangbehältern für das durch die jeweilige Kolonne behandelte kalte Strömungsmittel in unterschiedliches erstes, zweiten und drittes kaltes Strömungsmittel aufgeteilt ist, besitzt der dargestellte Gesamtaufbau außerdem zwei Verbindungen zwischen den Austauschabteilen, die für jedes kalte Strömungsmittel bestimmt sind (Kolonnen plus entsprechenden Auffangbehälter). Zu diesem Zweck dient die allgemeine Einspeiseinrichtung 1026a der Aufnahmebehälter 1018a, 2Oi8a, 3018a und 4018a,jeweils zu den Modellen 10, 20, 30 und 40 gehören und dem Durchgang des ersten kalten Strömungsmittels vorbehalten sind, zur Einführung des in flüssiger Form unter hohem Druck eingesetzten Kältemittels, während die Abzugseinrichtung 3c der Kolonne, die der Behandlung des dritten und letzten kalten Strömungsmittels vorbehalten ist, zum Abzug von gasförmigem Kältemittel unter Niederdruck und zwar um einen Umlauf in Reihe in jeden der Abteile für das Kältemittel unter

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jeweils abweichenden Drücken sicherzustellen. Eine Abzugseinrichtung, z.B. 4a, eines Auffangtroges, z.B. 2a, einer vorhergehenden Kolonne, z.B. 1a, im Sinne des Kältemittelumlaufes kommuniziert mit einer allgemeinen Speiseeinrichtung, z.B. 1026b, der folgenden Aufnahmebehälter, z.B. 1018b, 2018b, 3018b und 4018b, die einem anderen kalten Strömungsmittel vorbehalten sind, vermittels einer Entspannungseinrichtung, z.B. 5, von einem höheren Druck, z.B. dem Hochdruck,auf einen niedrigeren Druck, z.B. einen Mitteldruck, der zwischen dem Hochdruck und dem Niederdruck liegt. Dasselbe gilt für die Abzugseinrichtung 4b und die allgemeine Speiseeinrichtung 1026c, die über ein Entspannungsventi! 6c von Mitteldurck auf Niederdruck in Verbindung stehen.

Um den Umlauf von warmem Strömungsmittel in jedem Wärmeaustauschmodell 10, 20, 30 und 40 sicherzustellen, besitzt jedes Modell, z.B. das obere Modell 10, einen Verteilerkasten, z.B. 1040, der mit den warmen Eintritten, z.B. 106, eines Modells kummuniziert/ und einen Sammelkasten, z.B. 1041, der mit den warmen Auslässen, z.B. 107 desselben Modells kommuniziert. Außerdem stehen die verschiedenen Verteilerkästen 1040, 2040,

3040 und 4O4O mit einem senkrechten Verteiler 7 für warmes Strömungsmittel in offener Verbindung, während die verschiedenen Sammelkästen für warmes Strömungsmittel, d.h. 1041, 2041,

3041 und 4041, mit einem senkrechten Sammler 8 für warmes Strömungsmittel in Verbindung stehen.

Betriebsmäßig können die verschiedenen Aufnahmebehälter 1018, 2018, 3018 und 4018, die der Behandlung ein und desselben kal-

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ten Strömungsmittels dienen, an ein und denselben Austauscher angeschlossen sein, der senkrecht in vier Wärmeaustauschmodelle unterteilt ist. Das behandelte warme Strömungsmittel wird senkrecht mittels des Verteilers 7 in einen oberen Strom, der in den waagerechten warmen Durchlässen 105 des oberen Modells 10 umläuft, einen unteren Strom, der in den horizontalen warmen Durchlässen 405 des unteren Modells 40 umläuft, und zwei Zv/ischenströme aufgeteilt, die in den waagerechten warmen Durchlässen 205 und 305 der dazv/ischenliegenden Modelle 2O und 30 umlaufen. Diese aus den Modellen 10 bis 40 abgezogenen Ströme werden anschließend in dem Sammler 8 in gekühltem und kondensiertem Zustand aufgefangen und vereinigt. Infolgedessen fließt insgesamt betrachtet das warme Strömungsmittel horizontal in waagerechten warmen Durchlässen nacheinander in dem ersten Austauscher (10a bis 40a), im zweiten Austauscher (10b bis 40b) und dem dritten und letzten Austauscher (10c bis 4Oc).

In ähnlicher Weise wird das eingesetzte Kältemittel in einem Entspannungsventil 9 auf einen Hochdruck entspannt und verhält sich so wie ein erstes kaltes Strömungsmittel A. Letzteres wird dann durch die allgemeine Einspeiseinrichtung 1026a in dem er- . sten Austauscher entsprechend den Aufnahmebehältern des ersten Strömungsmittels 1018a, 2018a, 3018a und 4018a und zur Kolonne 1a geführt. In diesem Austauscher verdampft das erste kalte Strömungsmittel durch Wärmeaustausch mit dem wärmen Strömungsmittel und trennt sich dann in eine Gasphase, die durch die Leitung 3a abgezogen wird, und eine Flüssigkeitsphase, die durch die Abzugseinrichtung 4a abgezogen wird. Das in flüssiger Form

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durch 4a abgezogene Kältemittel wird dann im Ventil 5 auf einen mittleren Druck entspannt, was es dann einem zweiten kalten Strömungsmittel B unter einer niedrigeren kalten Verdampfungstemperatur als die des ersten kalten Strömungsmittels angleichbar macht. Dieses zweite Strömungsmittel wird dann mittels der allgemeinen Einspeiseinrichtung 1026b in den zweiten Austauscher eingeführt, der aus den Aufnahmebehältern 1018b, 2018b, 3018b

^; Wie

und 4018b und der Kolonne 1b besteht, im vorstehenden wird das zweite kalte Strömungsmittel im Wärmeautausch mit warmem Strömungsmittel verdampft und in eine durch Abzugsleitung 4b abgeführte flüssige Phase und eine durch Abzugsleitung 3b abgeführte Gasphase getrennt. Das durch die öffnung 4b abgezogene Kältemittel wird von neuem im Ventil 6 auf einen Niederdruck entspannt und wird in diesem Augenblick an ein drittes kaltes Strömungsmittel unter einer niedrigeren Verdampfungstemperatur als die des zweiten kalten Strömungsmittel anpaßbar. Dieses Strömungsmittel wird dann im dritten Austauscher verdampft, der aus den Aufnahmebehältern 1018c, 2018c, 3018c und 4018c und der Kolonne Tc besteht, nachdem es durch die allgemeine Speiseleitung 1026c eingeführt worden ist. Wie im vorstehenden wird das dritte kalte Strömungsmittel vollständig in dem dritten und letzten Austauscher verdampft und dann in Gasform durch die Abzugsleitung 3c abgeführt.

Wie in Fig. 6 dargestellt, wird im Innern jedes Austauschers das mittels der allgemeinen Speiseeinleitung 1026 eingeführte kalte Strömungsmittel senkrecht in flüssiger Form auf alle Modelle 10, 2O, 30 und 40 durch Kaskadenkreislauf des kalten Strömungsmittels vom oberen Modell 10 zum unteren Modell 40 und

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genauer durch aufeinanderfolgenden überlauf dieses Strömungsmittels vom oberen Teil eines Aufnahmebehälter, z.B. 2018, d.h. vom oberen Teil der senkrechten kalten Durchlässe eines hohen Modells zum oberen Teil eines folgenden Aufnahmebehälters, z.B. 3018, d.h. zum oberen Teil der senkrechten kalten Durchlässe eines unteren Modells verteilt. Infolgedessen nimmt das behandelte kalte Strömungsmittel in flüssiger Form die Gesamtheit der kalten senkrechten Durchlässe des Austauschers, d.h. der Modelle 10, 20, 30 und 40, ein. Wenn man den oberen Aufnahmebehälter 1018 betrachtet, der dem ersten kalten Strömungsmittel" (siehe Fig. 2) vorbehalten ist, wird das kalte Strömungsmittel durch Leitung 1031a in flüssiger Form eingeführt und strömt dann zur unteren Kammer 1017a über die Rezyklierleitung 1020a. Es wird dann durch einen Thermosiphoneffekt in die verschiedenen kalten Durchlässe 104a senkrecht angesaugt, in denen es durch Wärmeaustausch mit dem horizontal in den warmen Durchlässen 105 strömenden warmen Strömungsmittel verdampft. Das kalte Strömungsmittel wird aus den kalten Durchlässen 104 abgezogen und in der oberen Kammer 1016a in einen flüssigen Teil, der sich in dem Behälter auf ein mittleres Vorratsvolumen 1025a bestimmt durch die Überlaufwand 1030a einstellt, und einen Gasanteil aufgetrennt, der durch Leitung iO29a abgeführt wird. Ein Teil der so abgetrennten flüssigen Phase wird zur unteren Kammer 1017a vermittels der Rezyklierleitungen 1019a und 1020a zurückgebracht, während ein anderer Teil durch überlauf aus der Leitung 1029a abgeführt wird. Die Flüssigkeitsströmung ist durch voll ausgezogene Pfeile dargestellt, während der Gasumlauf durch gestrichelte Pfeile wiedergegeben ist.

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Die vom oberen Aufnahmebehälter 1018a abgezogene Flüssigkeit ergießt sich .unter Schwerkraft zum Ablenker 1034a. Dank dieser Einrichtung zur Strömungsleitung und Trennung von Flüssigkeit und Gas wird die unter Schwerkraft fließende Flüssigkeit in eine die Wand 1035a umgehende Gasphase und eine Flüssigkeitsphase zerlegt, die ein Niveau zwischen dem Ablenker und der Kolonnenwand bildet. Dann wird die so aufgefangene und von der Gasphase abgetrennte Flüssigkeit durch die folgende Abzugsleitung 2033a zu der Einführungseinrichtung 2026a des folgenden Modells 20 geleitet. Dieselben flüssigen und gasförmigen Strömungen wiederholen sich dann nacheinander in den Modellen 20, 30 und 40,und schließlich wird das restliche kalte Strömungsmittel in dem Trog 2b in eine vom Austauscher abgezogene flüssige Phase, die zum folgenden Austauscher gelenkt wird, und eine endgültig durch Leitung 3a abgezogene Gasphase zerlegt.

Die vorstehend im einzelnen beschriebene Wärmeaustauschgruppe stellt eine besonders gedrängte Konstruktion dar, die sich in ein und demselben kalten Kasten thermisch isolieren läßt. Wenn man nämlich eine Austauschgruppe nach der Erfindung mit einer Austauschgruppe entsprechend der Einleitung der Beschreibung vergleicht, so läßt sich feststellen, daß die Gedrängtheit aus folgenden Gründen wesentlich verbessert ist:

1. Die Sammler und Verteiler für jede kalte Flüssigkeit, die Verbindungsleitungen und die Verteiler- und Sammelkästen für jede kalte Flüssigkeit sind ausgeschaltet und durch die obigen halbzylindrischen Kästen oder Dome ersetzt.

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2. Der Querschnitt der Abscheider kann im wesentlichen begrenzt werden, weil für jede Stufe einer Trennkolonne entsprechend einem Modell man das Viertel der Strömungsmenge behandelt, die unter identischen Bedingungen in einer Batterie von Austauschern behandelt würde, die in allein waagerechter Weise installiert sind.

3. Verteilungs- und Sammeleinrichtungen für kaltes Strömungsmittel im Innern jedes kalten Durchlasses sind fortgefallen. Daraus folgt, daß die Wärmeaustauschfüllung in der Höhe die Gesamtheit der zwischen den Platten definierten kalten Durchlässe einnehmen kann. Infolgedessen ist bei gleicher Raumbeanspruchung die Wärmeaustauschoberfläche gesteigert, oder anders ausgedrückt, bei gleicher Wärmeaustauschoberfläche ist das Austauschervolumen wesentlich vermindert.

Die Erfindung führt also zu einer besonders gedrängten und homogenen Wärmeaustauschgruppe, die auf dem Gebiet der Kältetechnik, insbesondere dem Gebiet der Naturgasverflüssigung, jedoch auch auf vielen anderen technischen Sektoren benutzbar ist, wenn es sich darum handelt. Wärme zwischen mindestens einem gegebenen Strömungsmittel und aufeinanderfolgend mehreren anderen Strömungsmitteln auszutauschen.

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Claims

Patentansprüche

Θ Wärmeaustauschmodell bestehend aus einem Plattenwärmeaustauscher, der mindestens einen Körper bestehend aus mehreren Metallplatten von im wesentlichen ähnlichem Umriß, die sich längs einer ersten Dimension oder Breite und einer zweiten Dimension oder Höhe in Abstand voneinander und parall zueinander längs einer dritten Dimension oder. Länge angeordnet erstrecken, und Abdichtungsmittel aufweist, die mit den Platten mehrere flache Durchlässe umgrenzen, wobei drei aufeinanderfolgende Platten für sich betrachtet zu beiden Seiten einer mittleren Platte bestimmen

mindestens einen warmen Durchlaß für die Aufnahme eines warmen Strömungsmittels zwischen dieser mittleren "Platte, einer angrenzenden warmen Platte und einer.die mittlere Platte und die warme Plätte verbindenden Abdichtungseinrichtung unter Freilassung eines warmen Einlasses und warmen Auslasses für das warme Strömungsmittel zu bzw. aus dem Durchlaß, der indirekt mit diesem warmen Einlaß und warmen Auslaß vermittels einer Verteilungseinrichtung für warmes Strömungsmittel und einer Sammeleinrichtung für warmes Strömungsmittel-kommuniziert,

mindestens einen kalten Durchlaß für die Aufnahme eines anderen kalten Strömungsmittels zwischen der mittleren Platte einer benachbarten anderen kalten Platte und einer die mittlere und kalte Platte verbindenden kalten Abdichtungseinrichtung, die zwei Öffnungen für kaltes Strömungsmittel freiläßt und das mit

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jedem Ende des kalten Durchlasses kommuniziert/ dadurch gekennzeichnet, daß das Modell auf Seiten des kalten Strömungsmittels im Badaustausch betrieben wird und zu diesem Zweck

zwei einander zugewandte Kästen zu beiden Seiten des Körpers auf seiner Höhe unter Begrenzung von zwei Kammern, die miteinander mindestens über kalte Durchlässe und deren öffnungen kommunizieren, wobei jeder kalte Durchlaß zum Umlauf von kaltem Strömungsmittel über die Höhe dient und die Gesamtheit der kalten Kanäle und Kammern so einen Aufnahmebehälter für kaltes Strömungsmittel im wesentlichen in flüssiger Form darstellen,

mindestens eine Rezyklierleitung für kaltes Strömungsmittel auf der Außenseite des Körpers,vermittels deren die beiden Kammern gleichfalls kommunizieren, in eine Kammer über eine Abzugsöffnung für kaltes Strömungsmittel und in die andere Kammern über eine Einführungsöffnung für dieses Strömungsmittel münden,

mindestens eine Verteilungseinrichtung für das Strömungsmittel in offener Verbindung mit dem genannten Behälter und eine Abführungseinrichtung für das Strömungsmittel in offener Verbindung mit der einen Kammer des Aufnahmebehälters aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung des Aufnahmebehälters eine Abführungsleitung für kaltes Strömungsmittel aufweist, dessen Inneres mit der Kammer in offener Verbindung steht, in den Kasten über eine Auslauföffnung für kaltes Strömungsmittel mündet, dessen mittleres Niveau auf einem intermediären Speicherniveau zwischen dem Niveau der entsprechenden öffnungen der kalten Durchlässe und demjenigen des Kastenbodens liegt, der diese Öffnungen umfaßt,

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wobei die Überlauföffnung eine Höhe höchstens gleich derjenigen des Kastens hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführungsleitung eine Höhe oder einen Durchmesser größer als der Kasten hat und letzteren mit einer Überlauföffnung schneidet, die eine gleiche Höhe wie der Kasten hat und daß die Leitung eine überlaufwand für Strömungsmittel aufweist, die sich in der Höhe bis zu diesem intermediären Speicherniveau für flüssiges Strömungsmittel erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungseinrichtung für kaltes. Strömungsmittel in den Aufnahmebehälter mindestens eine Einführungsöffnung aufweist, die in die Abführungsleitung mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kasten in dichter Weise über die Länge des Körpers mit mindestens einem kalten Abdichtungsmittel und in der Breite des Körpers mit zwei Endplatten dieses Körpers verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kasten die Form eines Domes, z.B. eines halbzylindrischen Domes, hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dessen Plattenwärmeaustauscher gekreuzten Aufbau hat, dadurch gekennzeichnet, daß jeder warme Durchlaß für den Durchlauf warmen Strömungsmittels sich über die Breite erstreckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder warme Durchlaß einen warmen Wärmeaustauscheinsatz aufweist, der

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für warmes Strömungsmittel über dessen Breite durchlässig ist, wie ein Metallblech mit längs der Breite gerichteten Wellungen für den Umlauf von warmem Strömungsmittel in dieser Richtung.
9.'Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kalte Durchlaß einen kalten Wärmeaustauscheinsatz aufweist, der in Breitenrichtung kaltes Strömungsmittel durchläßt und aus Metallblech mit in Breitenrichtung verlaufenden Wellungen für den Durchlauf von kaltem Strömungsmittel in dieser Richtung besteht und daß der warme Einsatz aus einem Metallblech besteht, dessen durch das zum kalten Einsatz gehörige Blech bestimmte hydraulische Druchmesser kleiner ist,als der durch das zum warmen Einsatz gehörige Blech bestimmte Durchmesser ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Badaustausch von mehreren kalten Strömungsmitteln, beispielsweise einem ersten und einem zweiten kalten Strömungsmittel, betriebene Austauscher mehrere Bauelemente aufweist, die mit denen für das kalte Strömungsmittel bestimmten identisch sind, sich periodisch über die Länge des Modells so oft wie die Zahl der kalten Strömungsmittel wiederholen mit Ausnahme der Mehrzahl der dem warmen Strömungsmittel zugeordneten Platten und Bauteile, nämlich den warmen Abdichtungsmitteln, den warmen Einlassen und Auslässen, den Verteilungs- und Sammeleinrichtungen für warmes Strömungsmittel, deren Zahl identisch zu der vorstehend genannten bleibt, wobei die verschiedenen Bauteile für die kalten Strömungsmittel entsprechend dem kalten Strömungsmittel, auf das sie sich beziehen, unterschieden sind.
11. Wärmeaustauschgruppe unter Einsatz mindestens eine^ Wärmeaustauschmetalls nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn-

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zeichnet',- daß sie mehrere Wärmeaustauschmodelle umfaßt, die über die Höhe auf unterschiedlichen Niveaus angeordnet sind und daß die Gruppe einen Kaskadendurchlaufweg für kaltes Strömungsmittel von einem Aufnahmebehälter eines Modells zu mindestens einem anderen Aufnahmebehälter eines anderen Modells aufweist. -
12. Wärmeaustauschgruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungseinrichtungen eines Aufnahmebehälters eines Endmodelles und die Äbführungseinrichtungen eines Aufnahmebehälters des anderen Endmodelles allgemeine Einspeiseinrichtungen für die Aufnahmebehälter für kaltes Strömungsmittel und allgemeine Abzugseinrichtung dieser Behälter darstellen, und daß die Abführungseinrichtung des Aufnahmebehälters eines Modells, beispielsweise des Endmodelles, mit der Einführungseinrichtung des Aufnahmebehälters eines folgenden Modells in Umlauf richtung des Strömungsmittels, beispielsweise des anderen Endmodelles, in offener Verbindung stehen.
13. Gruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit den Aufnahmebehältern von mehreren Modellen vereinigte Kolonne aufweist, mittels deren die Abzugseinrichtung eines Aufnahmebehälters mit der Einführungseinrichtung des folgenden Aufnahmebehälters in offener Verbindung steht,und daß die Abführungseinrichtung mit der Kolonne über mindestens eine Speise-Öffnung für kaltes Strömungsmittel und diese Einführungseinrichtung mit der Kolonne über mindestens eine Abzugsöffnung für kaltes Strömungsmittel in offener Verbindung steht, wobei die Speiseöffnung und die Abzugsöffnung über die Höhe auf unter-

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schiedlichen Niveaus angeordnet sind und daß mindestens eine Strömungsleitrichtung des kalten Strömungsmittels unter Schwerkraft von der Speiseöffnung zur folgenden Abzugsöffnung im Inneren der Kolonne angeordnet ist.
14. Gruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsleitmittel aus einem Ablenker besteht, der an die Wand der Kolonne angesetzt ist und von dem mindestens ein Teil schräg zur Höhe verläuft und den Abzugs- und Einspeisöffnungen gegenüberliegt.
15. Gruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die als Abscheider dienende Kolonne einen Auffangtrog für flüssige Phase des kalten Strömungsmittels unterhalb der dem unteren Aufnahmebehälter zugeordneten Abführungsöffnung aufweist und mit einer Abzugseinrichtung für die flüssige Phase des kalten Strömungsmittels sowie einer oberhalb des Troges angeordneten Abzugseinrichtung für die Gasphase des kalten Strömungsmittels versehen ist.
16. Gruppe nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenker für die Trennung der Gas- und Flüssigkeitsphasen des durch die Einspeisleitung abgezogenen kalten Strömungsmittels sich mit einem anderen eine Trennwand bildenden Teil in Abstand vcn der Wand der Kolonne über die Höhe erstreckt und mit dieser einen Gasumlaufdurchlaß bildet.
17. Gruppe nach Anspruch 13 mit Wärmeaustauschmodellen entsprechend Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere mit kaltem Strömungsmittel arbeitende Kolonnen umfaßt, deren jede dieselben Bauelemente wie die vorhergehende Kolonne aufweist und daß

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jede einem kalten Strömungsmittel zugeordnete Kolonne mit der Abzugseinrichtung des Aufnahmebehälters dasselbe kalte Strömungsmittel des vorhergehenden Modells'im Sinne des Umlaufes dieses Strömungsmittels und mit der Einführungseinrichtung des Aufnahmebehälters für.dasselbe kalte Strömungsmittel des folgenden Modells im Umlaufsinne in offener Verbindung steht.
18. Wärmeäustauschgruppe nach Anspruch 17 mit Kolonnen gemäß Anspruch 15 für den Umlauf eines einzigen Kältemittels, das in mehrere getrennte kalte Ströme aufgeteilt ist, wobei das Kältemittel unter unterschiedlichen Drücken in jeder Kolonne und jedem einem kalten Strömungsmittel zugeordneten Auffangbehälter umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die allgemeine Einspeiseinrichtung der zu jedem Modell gehörenden Aufnahmebehälter für ein gleiches erstes kaltes Strömungsmittel als Einführungseinrichtung für Kältemittel in flüssiger Form unter hohem Druck dient, während die einem letzten kalten Strömungsmittel vorbehaltene Abzugseinrichtung der Kolonne als Abführungseinrichtung des Kältemittels in Gasform unter niedrigem Druck dient und daß die Abzugseinrichtung des Aufnahmetroges einer vorhergehenden Kolonne im Umlaufsinn des Kältemittels für ein kaltes Strömungsmittel mit der allgemeinen Einspeiseinrichtung der folgenden, einem anderen kalten Strömungsmittel vorbehaltenen Aufnahmebehälter vermittels einer Entspannungseinrichtung von einem höheren Druck auf einen niedrigeren Druck in offener Verbindung steht.
19. Verfahren zum Wärmeaustausch mindestens eines -Strömungsmittels mit nacheinander mindestens einem ersten und einem zweiten

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anderen Strömungsmittel unter Einsatz mindestens eines ersten Austauschers und eines letzten Austauschers, die dem ersten bzw. letzten anderen Strömungsmittel zugeordnet sind, wobei jeder Wärmeaustauscher mit waagerechten Durchlässen für den waagerechten Umlauf des Strömungsmittels und senkrechten Durchlässen für den senkrechten Durchlauf des entsprechenden anderen Strömungsmittels versehen sind, worin das Strömungsmittel in den waagerechten Durchlässen mindestens der aufeinanderfolgenden ersten und zweiten Austauscher horizontal strömt, während jedes andere Strömungsmittel im wesentlichen in flüssiger Form die senkrechten Durchlässe des entsprechenden Austauschers besetzt, dadurch gekennzeichnet, daß man in jedem Austauscher, der senkrecht in mindestens ein oberes Wärmeaustauschmodell und ein unteres Wärmeaustauschmodell unterteilt ist, senkrecht das Strömungsmittel in mindestens einen oberen Strom und einen unteren Strom aufteilt, die in den waagerechten Durchlässen der oberen und unteren Modelle strömen, während man senkrecht jeden der anderen Ströme in flüssiger Form in jedem Modell mindestens durch einen Kaskadenkreislauf des anderen Strömungsmittels vom oberen Modell zum unteren Modell und durch aufeinanderfolgende Überläufe des anderen Strömungsmittels vom oberen Teil der senkrechten Durchlässe eines oberen Modells zum unteren Teil der senkrechten Durchlässe eines niedrigeren Modells verteilt.

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