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Die
Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein solcher Wärmeaustauscher
ist aus DE-A-1 901 475 bekannt.
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Die
Erfindung betrifft Wärmeaustauscher, insbesondere
für Verdampfer-Kondensatoren
kältetechnischer
Anlagen, zum Beispiel für
die Hauptverdampfer-Kondensatoren doppelter Luftdestillationskolonnen
und Verdampfer-Kondensatoren,
die einen solchen Austauscher umfassen.
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Ein
Verdampfer-Kondensator, der mit einem solchen Wärmeaustauscher ausgestattet
ist, ist in 1 und 3 dargestellt,
auf welchen:
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1 eine äußere schematische
perspektivische Ansicht eines Verdampfers-Kondensators ist, der
innen mit einem erfindungsgemäß eingerichteten Wärmeaustauscher
ausgestattet werden kann.
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2 eine äußere schematische
perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers
ist, der den Verdampfer-Kondensator der 1 innen
ausstattet.
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3 ein
schematischer Querschnitt des Verdampfers-Kondensators der 1 ist.
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Dieser
Verdampfer-Kondensator 1, der dazu bestimmt ist, ein erstes
Medium, das im gasförmigen Zustand
ankommt, durch Verdampfen eines zweiten Mediums, das im flüssigen Zustand
ankommt, zu kondensieren, umfasst daher im Inneren einen Einschluss 10 mit
allgemein zylindrischer Form, einen Wärmeaustauscher 2 wie
in 2 dargestellt.
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Der
von den Figuren dargestellte Verdampfer-Kondensator umfasst einen
einzigen Einschluss, geläufig
umfassen die Verdampfer-Kondensatoren aber mehrere Einschlüsse, zum
Beispiel zwei parallele Einschlüsse,
die jeweils mit einem Wärmeaustauscher
ausgestattet sind.
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Um
das zweite Medium im flüssigen
Zustand in den zylindrischen Einschluss 10 zu bringen,
ist die Mittenregion einer der Basen 101 dieses mit einer Versorgungsleitung 11 ausgestattet,
die Mittenregion der gegenüberliegenden
Basis ist mit einer Ableitung, die auf den Zeichnungen nicht sichtbar
ist, ausgestattet, um aus dem Einschluss den Teil dieses zweiten
Mediums abzuleiten, der in Folge des Wärmeaustauschs mit dem ersten
Medium nicht verdampft wurde. Der obere Teil der seitlichen Wand
des Einschlusses ist mit mindestens einer Entleerungsleitung 12 versehen,
um aus dem Einschluss den Teil des zweiten Mediums abzuleiten, der
verdampft wurde und sich daher im gasförmigen Zustand befindet.
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Im
Inneren des Einschlusses 10 badet der Wärmeaustauscher 2 daher
in einem Bad 13, das aus dem Teil des zweiten Mediums,
das in dem flüssigen
Zustand ist, besteht, darüber
ein gasförmiger Himmel 14,
der aus dem Teil dieses zweiten Mediums besteht, das in Folge des
Wärmeaustauschs
mit dem ersten Medium, das im Wärmeaustauscher
kanalisiert wird, verdampft wurde.
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Der
Wärmeaustauscher 2,
der in 2 dargestellt und auch in 3 sichtbar
ist, umfasst einen Wärmeaustauscherkörper, bestehend
aus mehreren Wärmeaustauscherblöcken 20 mit
Platten, die angeordnet, gefluchtet und aneinander gereiht sind,
eingerichtet, um das erste Medium zu kondensieren, indem es in im
Wesentlichen senkrechten Passagen der Austauscherblöcke von
oben nach unten in Umlauf gebracht wird, indem das zweite Medium,
das in Passagen zirkuliert, die mit denen benachbart sind, in welchen
das erste Medium zirkuliert, von oben nach unten verdampft wird.
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Dazu
umfasst jeder Austauscherblock 20 Platten 200,
im Allgemeinen rechteckig, die parallel angeordnet und durch Abstandswellen
beabstandet sind, die die Aufgabe thermischer Rippen erfüllen, um
einen Stapel in im Allgemeinen parallelepipedischer Form zu bilden,
der durch Hartlöten
zusammengefügt
wird. Die Platten 200 definieren daher in Paaren Passagen,
die für
den Umlauf in senkrechter Richtung abwechselnd von einer Endplatte
des Blocks zu der entgegengesetzten Endplatte für das erste Medium und das
zweite Medium bestimmt sind.
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Die
Platten, die untereinander eine rechteckige Passage 201 für das erste
Medium (3) abgrenzen, sind ferner durch
Leisten beabstandet, die entlang ihrer vier Seiten laufen; während sich
die Leisten 202 der horizontalen Seiten über die
ganze Länge
dieser Seiten erstrecken, erstrecken sich Leisten 203 der
senkrechten Seiten nicht bis zu den Enden dieser Seiten und weisen
eine in etwa mittige Unterbrechung auf, so dass Fenster 204 an
den oberen Enden und in mittlerer Höhe der Passagen geschaffen
werden, und Fenster 205 an den unteren Enden der Passagen,
die jeweils Eingangs- und Ausgangszugänge für das erste Medium bilden.
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Die
Platten, die untereinander eine Passage für das zweite Medium abgrenzen
(im Detail auf den Zeichnungen nicht dargestellt) sind durch Leisten
beabstandet, die nur entlang ihrer senkrechten Seiten über die
ganze Länge
dieser Seiten so laufen, dass entlang ihrer horizontalen unteren
und oberen Seite jeweils Eingangs- und Ausgangsfenster für das zweite
Medium geschaffen werden.
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Zum
Kanalisieren des zweiten Mediums in den Passagen, die dafür in den
Blöcken 20 bestimmt sind,
haben die Abstandswellen, die sich in diesen Passagen erstrecken,
senkrechte Mantellinien.
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Die
Passagen 201, die für
das erste Medium in den Blöcken 20 bestimmt
sind, umfassen eine Hauptwärmeaustauschregion 206,
Eingangsverteilungsregionen 207, die sich auf der Ebene
der Eingangsfenster 204 erstrecken, und Ausgangssammelregionen 208 auf
der Ebene der Aus gangsfenster 205. Die Eingangsverteilungsregionen 207 und
die Ausgangssammelregionen 208 haben hier die Form rechtwinkeliger
Dreiecke, wobei die rechtwinkeligen Dreiecke, welche zwei der vier
Eingangsverteilungsregionen bilden, jeweils als rechte Winkel an
dem Gipfel die oberen rechten Winkel der rechteckigen Passage für das erste
Medium haben, als kleine Seite des rechten Winkels die Höhen der
oberen Eingangsfenster 204 und als große Seiten des rechten Winkels
die halben Breiter. der Passage auf der Ebene des Gipfels dieser
Fenster, die rechtwinkeligen Dreiecke der zwei anderen Eingangsverteilungsregionen
haben jeweils als kleine Seiten den rechten Winkel der Höhen der
Eingangsfenster 204 in halber Höhe der Passage und als große Seiten
des rechten Winkels etwa die zwei Drittel der halben Breiten der Passage
auf der Ebene des Gipfels dieser Fenster, wobei die rechtwinkeligen
Dreiecke, die die zwei Ausgangssammelregionen bilden, jeweils als
rechte Winkel auf dem Gipfel die unteren rechten Winkel der rechteckigen
Passage für
das erste Medium haben, als kleine Seiten des rechten Winkels die
Höhen der Ausgangsfenster 205 und
als große
Seiten des rechten Winkels die halben Breiten der Passage auf der Ebene
der Basis dieser Fenster.
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Um
das erste Medium in den Passagen 201, die für dieses
in den Blöcken 20 bestimmt
sind, zu kanalisieren, haben die Abstandswellen, die sich in den Eingangsverteilungsregionen 207 und
den Ausgangssammelregionen 208 erstrecken, horizontale Mantellinien,
während
die Abstandswellen, die sich in den Hauptwärmeaustauschregionen 206 erstrecken, senkrechte
Mantellinien haben.
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Jeder
Wärmeaustauscherblock 20 umfasst daher
vier Serien von Eingangsfenstern 204 für das erste Medium, die sich
zu je zwei jeweils in zwei senkrechten parallelen Seiten des Blocks
erstrecken und in vier jeweilige Serien von Eingangsverteilungsregionen 207 münden, zwei
Ausgangsfensterserien 205 für das erste Medium, die sich
jeweils in den zwei gleichen Seiten erstrecken und in welche jeweils
zwei Serien von Ausgangssammelregionen 208 münden, eine
Serie von Eingangsfenstern für
das zweite Medium, die sich in der horizontalen unteren Seite des Blocks
erstreckt, und eine Serie von Ausgangsfenstern für das zweite Medium, die sich
in einer oberen horizontalen Seite des Blocks erstreckt.
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Während die
Austauscherblöcke 20 in
dem zweiten Medium baden und ihre Passagen für das Medium von diesem zweiten
Medium von ihren Eingangsfenstern zu ihren Ausgangsfenstern ausgehend
von der Versorgungsleitung 11 durchlaufen werden, wird
das erste Medium in einem Rohrleitungssystem, das an die Austauscherblöcke wie
unten beschrieben angeschlossen ist, in Umlauf gebracht.
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Im
Allgemeinen hat jede Serie von Eingangsfenstern ihre Fenster 204 in
Kommunikation mit dem Innenraum eines Medienversorgungsgehäuses 21, das
jeweils von dem Block 20 in länglicher Form getragen wird,
und das sich gegen die Seite des Blocks erstreckt, in welcher die
Serie von Fenstern geschaffen ist; ebenso hat jede Reihe von Ausgangsfenstern 205 ihre
Fenster in Kommunikation mit dem Innenraum eines Medienableitungsgehäuses 22 in
länglicher
Form, das jeweils von dem Block 20 getragen wird, das sich
gegen die Seite des Blocks erstreckt, in welcher die Reihe von Fenstern 205 geschaffen
ist.
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Die
Versorgungsgehäuse 21 und
die Entleerungsgehäuse 22 haben
einen geradläufigen
Querschnitt in Kreissektorform, hier hat der Querschnitt Halbkreisform,
und die Gehäuse
umfassen daher eine halbzylindrische Wand und sind entlang der diametralen
Ebene des Halbzylinders, durch welchen die Fenster in den Innenraum
des Gehäuses
münden,
offen.
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Die
zwei Reihen von Eingangsfenstern, die sich in einer gleichen Seite
eines Blocks befinden, münden
in das gleiche Versorgungsgehäuse 21,
jeweils oben und unten an diesem.
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Die
homologen Versorgungsgehäuse 21 der Nachbarblöcke sind
miteinander in Kommunikation, um eine Medienversorgungsleitung zu
bilden, und die homologen Entleerungsgehäuse 22 der Nachbarblöcke sind
miteinander in Kommunikation, um eine Medienentleerungslinie zu
bilden, entweder durch die Tatsache, dass die homologen Gehäuse der
verschiedenen Blöcke,
die einen gleichen Austauscherkörper
bilden, aus einem Stück
bestehen ( 2), oder aufgrund der Tatsache,
dass die homologen Gehäuse,
die zu beiden Seiten jedes Blocks 20 mit zylindrischen
Abzweigungen 211 versehen sind, ihre jeweiligen Abzweigungen
in Gegenüberstellung
angeschlossen durch eine Verbindungsleitung 23 (4) angeordnet
haben.
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Zu
bemerken ist, dass die Versorgungsgehäuse des Endblocks 20 eines
Wärmeaustauschers keine
Abzweigungen stromaufwärts
haben und einen halbkreisförmigen
Boden tragen, während
die Versorgungsgehäuse
aus einem einzigen Stück
eines Wärmeaustauschers
mit einer Abzweigung 211 stromaufwärts versehen sind, um ihren
Anschluss zu erleichtern (2).
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Genauer
genommen sind die Abzweigungen 211 stromaufwärts der
zwei Versorgungsleitungen des ersten Mediums im gasförmigem Zustand,
die zu beiden Seiten des Wärmeaustauschers
angeordnet sind, an gekrümmte
Eingangsleitungen 24 angeschlossen, die selbst zu beiden
Seiten an einen Eingangssammler 25 angeschlossen sind,
der die Basis 101 des Einschlusses 10 durchquert, über welche das
erste Medium im gasförmigen
Zustand eingeführt
wird.
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Hingegen
sind die Entleerungsleitungen des ersten Mediums im gasförmigen Zustand
an ihren zwei Enden geschlossen, gegenüber von jedem Block 20 umfasst
die Seitenwand jedes Gehäuses 22 eine Öffnung,
durch welche der Innenraum des Gehäuses jeweils in eine Entleerungsleitung 26 mündet, die
sich in einer in etwa senkrechten Ebene erstreckt und von der sich
ein Teil nach unten unter das Gehäuse erstreckt, indem er so
abgewinkelt ist, dass er sich unter dem Austauscherblock 20 quer
zu diesem und sich nach unten neigend verlängert; die unteren Enden aller
Entleerungsleitungen 26, die zu beiden Seiten der Austauscherblöcke 20 angeordnet
sind, münden
in einen gleichen Entleerungssammler 27 für das erste
Medium im flüssigen
Zustand, der die Basis 101 des Einschlusses 10 durchquert.
Jede Entleerungsleitung 26 umfasst ferner einen Teil, der
sich nach oben über
das Niveau des Gehäuses 22 erstreckt,
und die oberen Enden aller Entleerungsleitungen 26 münden in
die eine oder andere von zwei Entleerungsleitungen 28 für nicht
kondensierbare oder nicht kondensierte Restgase, die sich horizontal jeweils
zu beiden Seiten des Wärmeaustauschers
an diesem entlang erstrecken; diese Entleerungsleitungen 28 für Restgas
befinden sich auf einer Zwischenebene zwischen der Ebene der Versorgungsgehäuse 21 und
der Ebene der Entleerungsgehäuse 22;
sie münden
am stromaufwärts
liegenden Ende des Wärmeaustauschers
in einen Restgasentleerungssammler 29, der ebenfalls die
Basis 101 des Einschlusses 10 durchquert.
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Bei
einem solchen Verdampfer-Kondensator verteilt sich das erste Medium,
das im gasförmigen Zustand
zu dem Eingangssammler 25 zugeführt wird, zwischen den zwei
Eingangsleitungen 24, dringt dann in die Leitung der Versorgungsgehäuse 21 ein,
die entlang der Linie der Austauscherblöcke 20 aufeinander
folgen, von da dringt es durch die Eingangsfenster 204 in
die Passagen 201, die dafür zwischen den Platten bestimmt
sind, ein. Das zweite Medium, das im flüssigen Zustand durch die Versorgungsleitung 11 in
den Einschluss 10 zugeführt
wird, und das in diesem ein Bad 13 bildet, in dem die Austauscherblöcke 20 baden,
erhält
daher ausreichend Energie, damit ein Teil dieses zweiten Mediums
verdampft, während
sich das erste Medium, das einen Teil seiner Energie abgibt, verflüssigt. Das
erste verflüssigte
Medium verlässt
die Wärmeaustauscherblöcke 20 über die
Ausgangsfenster 205 der Basis der Blöcke, dringt in die Entleerungsgehäuse 22 ein
und läuft
durch die Entleerungsleitungen 26 in den Entleerungssammler 27 hinunter, über welchen
es aus dem Verdampfer-Kondensator abgeleitet wird; wenn das erste
Medium im gasförmigen
Zustand in dem Verdampfer-Kondensator eintrifft, ist es im Allgemeinen
nicht perfekt rein und enthält
einen Bruchteil von Gasen, die bei der Betriebstemperatur des Verdampfers-Kondensators
nicht kondensierbar sind; die nicht kondensierbaren oder nicht kondensierten
Restgase werden mit dem ersten Medium im flüssigen Zustand in die Entleerungsgehäuse 22 mitgenommen,
entweichen jedoch aus den Gehäusen 22 durch
die Entleerungsleitungen 26 nach oben in die Entleerungsleitungen 28 für Restgas
und werden aus dem Verdampfer-Kondensator
von dem Entleerungssammler 29 für nicht kondensierte Gase abgeleitet.
Gleichzeitig entweicht der Teil des zweiten Mediums, das in den
Passagen, die für
dieses Medium in dem Block 20 bestimmt sind, auf den gasförmigen Zustand übergeht,
aus diesen Passagen durch deren obere Fenster und wird aus dem Einschluss 10 da,
wo er den Himmel 14 bildet, durch die Entleerungsleitungen 12 abgeleitet.
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Bei
einem solchen Verdampfer-Kondensator stellt sich das Problem der
gleichmäßigen Verteilung des
ersten Mediums im gasförmigen
Zustand auf die Passagen 201 der verschiedenen Austauscherblöcke.
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Das
Strömen
des ersten Mediums in den Versorgungsgehäusen 21 ist nämlich sehr
heterogen und kann lokal sogar insbesondere in Folge der Passage
durch den geradläufigen
kreisförmigen
Querschnitt der Eingangsleitungen 24 zu dem geradlinigen
halbkreisförmigen Querschnitt
der Gehäuse 21 wirbelförmig sein,
und wenn man einen geradläufigen
Querschnitt der Gehäuse
betrachtet, können
die Geschwindigkeiten an verschiedenen knapp benachbarten Stellen,
die zu diesem Abschnitt gehören,
extrem unterschiedlich sein, es ergibt sich daraus eine ungleichförmige Verteilung
des ersten Mediums auf die verschiedenen Eingangsfenster 204 und
daher auf die verschiedenen Passagen 201 für das erste Medium,
oft ein geringerer Durchsatz in den Fenstern, die der Abzweigung
am nächsten
liegen. Eine Folge dieser schlechten Verteilung ist eine Disparität in der
Umformung des ersten Mediums in Gas in den verschiedenen Passagen 201 und
daher eine Leistung des Verdampfer-Kondensators, die nicht optimal ist.
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Die
Erfindung hat zur Aufgabe, diesem Nachteil abzuhelfen und betrifft
dazu einen Wärmeaustauscher,
der einen oder mehrere Austauscherblöcke in Reihe umfasst, bei dem
Medien in Wärmeaustauschbeziehung
in Zirkulation gebracht werden, wobei mindestens eine Seite jedes
Blocks Eingangsfenster für
mindestens eines der Medien umfasst, wobei die Eingangsfenster einer
gleichen Seite jedes Blocks für
dieses Medium mit dem Innenraum eines gleichen Gehäuses zum
Versorgen mit Medium in Verbindung sind, das sich gegen dessen Seite
erstreckt, und das mit mindestens einem homologen Gehäuse eines
benachbarten Blocks kommuniziert, wenn einer existiert, um eine
Medienversorgungsleitung zu bilden, Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet,
dass die Medienversorgungsleitung mindestens ein Gitter umfasst,
das quer zu der Leitung angeordnet ist und durchgehende Perforierungen und
massive Teile umfasst, die verteilt sind, um an Stellen der Oberfläche des
Gitters Lastverluste so zu schaffen, dass die Medienfließgeschwindigkeiten
in den Eingangsfenstern stromabwärts
des Gitters benachbarte Werte haben und die Verteilung des Mediums
in den Eingangsfenstern sowie in der Versorgungsleitung stromabwärts des
Gitters und stromaufwärts
in der Nähe
dessen annähernd
homogen ist.
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Dank
dieses Gitters kann man daher die optimale Stelle und Position gemäß den Strömungslinien
in dem Gehäuse
auswählen,
man kann eine gute Homogenität
der Verteilung der Geschwindigkeiten in den Gehäusen und daher eine in etwa
gleichmäßige Verteilung
des ersten Mediums in den verschiedenen Passagen, die für dieses
erste Medium in den Blöcken
bestimmt sind, wiederherstellen.
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Der
erfindungsgemäße Wärmeaustauscher kann
ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – das
Gitter weist Perforierungen auf, die auf seiner Oberfläche ungleichmäßig verteilt
sind,
- – das
Gitter weist durchgehende Perforierungen mit einem Perforierungsprozentsatz
seiner Oberfläche
auf, der auf dieser annähernd
in entgegengesetzte Richtung des Werts der Abflussgeschwindigkeiten
an den gleichen Stellen bei Abwesenheit des Gitters variiert,
- – der
Perforierungsprozentsatz auf der Oberfläche des Gitters variiert im
Wesentlichen umgekehrt proportional zu den Abfließgeschwindigkeiten
an den gleichen Stellen bei Abwesenheit des Gitters,
- – das
Gitter umfasst mehrere angereihte Regionen, von welchen jede einen
gleichen Perforierungsdurchsatz auf ihrer Oberfläche aufweist und jeweilige
unterschiedliche Perforierungsprozentsätze von einer Region zu einer
benachbarten Region,
- – das
Gitter umfasst mindestens eine Region, die durch eine Ausnehmung
oder einen Ausschnitt gebildet ist,
- – das
Gitter umfasst mindestens eine kontinuierliche Region ohne Perforierungen,
die einen wesentlichen Bruchteil ihrer Fläche darstellt,
- – das
Gitter erstreckt sich über
einen Querschnitt der Leitung,
- – das
Gitter erstreckt sich über
einen geradläufigen
Querschnitt der Leitung,
- – das
Gitter ist in der Versorgungsleitung schräg angeordnet,
- – das
Gitter erstreckt sich über
die ganze Fläche eines
Querschnitts der Leitung,
- – das
Gitter erstreckt sich über
eine Fläche,
die kleiner ist als der Querschnitt der Leitung,
- – der
Wärmeaustauscher
umfasst eine Versorgungsleitung, die eine Abzweigung umfasst, die einen
geradläufigen
kreisförmigen
Querschnitt aufweist und mit Versorgungsgehäusen verbunden ist, die einen
geradläufigen
halbkreisförmigen Querschnitt
aufweisen, und das Gitter ist in einem Versorgungsgehäuse in der
Nähe der
Abzweigung angeordnet,
- – die
Versorgungsleitung umfasst mehrere Gitter,
- – der
Wärmeaustauscher
umfasst zwei Versorgungsleitungen, und jede Leitung enthält mindestens
ein Gitter, und
- – das
Medium, das in der Medienversorgungsleitung zirkuliert, ist im gasförmigen Zustand.
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Die
Erfindung betrifft auch Verdampfer-Kondensatoren, insbesondere Luftabscheidungseinheiten,
die einen solchen Wärmeaustauscher
enthalten.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung, die beispielhaft und nicht einschränkend gegeben
wird und von den anliegenden 4 und 5 illustriert
wird, in welchen:
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4 eine äußere schematische
perspektivische Ansicht eines Teils einer anderen möglichen Ausführungsform
eines Wärmeaustauschers
ist, um den Verdampfer-Kondensator der 1 innen
auszustatten, und
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5 eine
Vorderansicht einer Ausführungsform
eines Abgleichgitters ist, das erfindungsgemäß eine Medienversorgungsleitung
eines Wärmeaus tauschers,
wie der der 2 und 4, ausstatten kann.
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Da
der Verdampfer-Kondensator und der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher der oben gegebenen
Beschreibung mit der Ausnahme entsprechen, dass die oben beschriebenen
kein Abgleichgitter enthalten, werden sie hier nicht wieder detailliert beschrieben.
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Derartige
Verdampfer-Kondensatoren statten insbesondere kältetechnische Anlagen zur Luftdestillation
aus, in welchen sie mit einer doppelten Destillationskolonne verbunden
und an diese angeschlossen sind, die eine Niederdruckkolonne über einer
Mitteldruckkolonne umfasst, um gasförmigen Stickstoff, der am Kopf
der Mitteldruckkolonne entnommen wurde, durch Wärmeaustausch mit dem flüssigen Sauerstoff
zu verflüssigen,
der sich im Behälter
der Niederdruckkolonne befindet und den man in dem Verdampfer-Kondensator
verdampft.
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Unter
Bezugnahme auf die oben stehende Beschreibung des Verdampfers-Kondensators
bildet der Stickstoff das erste Medium, das im gasförmigen Zustand
in den Wärmeaustauscher über den
Eingangssammler 25 eingeführt wird und danach im flüssigen Zustand über den
Entleerungssammler 27 abgeleitet wird, und der Sauerstoff
ist das zweite Medium, das im flüssigen
Zustand in den Einschluss 10 über die Versorgungsleitung 11 eingeführt wird,
von dem ein Teil im flüssigen
Zustand über
eine Entleerungsleitung, die nicht dargestellt ist, abgezapft werden
kann, und ein anderer Teil im gasförmigen Zustand von einer oder
mehreren Entleerungsleitungen 12 abgeleitet wird.
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Mit
dem gasförmigen
Stickstoff, der in den Wärmeaustauscher
eingeführt
wird, sind so gut wie unweigerlich Edelgase der Luft vermischt,
die bei der Betriebstemperatur des Verdampfers-Kondensators nicht
kondensierbar sind; diese Gase werden im gasförmigen Zustand von dem Entleerungssammler 29 der
nicht kondensierten Gase abgeleitet.
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Zum
Homogenisieren des Fließens
in der Versorgungsleitung des ersten Mediums, hier der gasförmige Stickstoff,
die eine Reihe von Versorgungsgehäusen 21 umfasst, und
zwar ausreichend, damit die Fließgeschwindigkeiten in den Eingangsfenstern
stromabwärts
des Gitters benachbarte Werte haben und daher zum Ausgleichen der
Verteilung des Mediums auf die Eingangsfenster, enthält diese Leitung
eines oder mehrere ebene oder gebogene Gitter 30, die quer
zum Verlauf des Mediums in der Leitung an einer in Abhängigkeit
von den Strömungslinien
in dieser Leitung optimalen Stelle angeordnet sind.
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Im
Allgemeinen weisen dieses oder diese Gitter 30 durchgehende
Perforierungen 301 und massive Teile 302 auf,
die verteilt sind, um an Stellen der Oberfläche des Gitters Lastverluste
zu schaffen, so dass die Fließgeschwindigkeiten
des Mediums in benachbarten Zonen, die zu einem gleichen geradläufigen Querschnitt
der Medienversorgungslinie stromabwärts des Gitters gehören, ähnliche
Werte haben und dass die Verteilung des Mediums in die Eingangsfenster 204 aller
Austauscherblöcke 20,
die von dieser Leitung versorgt werden, in etwa homogen ist.
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Ein
solches Gitter 30 kann zum Beispiel durchgehende Perforierungen
und massive Teile umfassen, die in etwa gleichförmig auf seine Oberfläche so verteilt
sind, dass die Gegenwart des Gitters einen gleichförmigen starken
Lastverlust auf dem gesamten Medienfließquerschnitt verursacht.
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Es
ist im Allgemeinen jedoch wünschenswert,
um eine gute Leistung zu erzielen, dass der Leitungslastverlust
möglichst
gering ist, und es ist im Allgemeinen vorteilhaft, dass der Perforierungsprozentsatz
der Ober fläche
des Gitters 30, der für
eine gegebene Region des Gitters als das Verhältnis der von Perforierungen 301 belegten
Fläche
zu der Gesamtfläche
der Gesamtregion definiert ist, auf dieser oder von einer Region
zur anderen dieser in umgekehrte Richtung des Werts der Fließgeschwindigkeiten
an den gleichen Stellen der Versorgungsleitung bei Abwesenheit des
Gitters variiert.
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Der
Perforierungsprozentsatz variiert zum Beispiel von einer Region
zur anderen der Oberfläche
des Gitters im Wesentlichen umgekehrt proportional zu den Fließgeschwindigkeiten
an den gleichen Stellen bei Abwesenheit des Gitters.
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Im
Allgemeinen reicht ein einziges Gitter 30, das in einer
halbzylindrischen Region stromaufwärts der Versorgungsleitung
in der Nähe
der zylindrischen Abzweigung 211 (2 und 4),
deren Übergang zur
halbzylindrischen Region zum größten Teil
in der festgestellten Inhomogenität liegt, aus, um die gewünschte Homogenität wiederherzustellen.
Wenn bei Abwesenheit des Gitters eine Wirbelregion in dem Gehäuse gleich
stromabwärts
der Abzweigung existiert, kann das Gitter oft vorteilhafterweise
in dieser Wirbelregion angeordnet werden.
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Es
ist jedoch manchmal erforderlich, dass das Gitter weiter stromabwärts in der
Leitung angeordnet wird oder auch dass mehrere identische oder nicht
identische Gitter angeordnet werden, zum Beispiel ein Gitter in
jedem Gehäuse 21 in
der Nähe
des Eingangs dieses Gehäuses.
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Das
in 5 dargestellte Gitter mit allgemein halbkreisförmiger Form,
umfasst, weil es zum Anbringen in dem halbkreisförmigen Teil der Leitung senkrecht
zu deren Längsachse
bestimmt ist, beispielhaft vier Regionen, die unterschiedliche Perforierungsprozent sätze aufweisen,
nämlich
eine Region mit einem Einheitsperforierungsprozentsatz 30A (Ausschnitt)
in der Nähe
des oberen Teils der Seite der Austauscherblöcke 20, an die das
Gehäuse
anschließt,
mit einer Region mit relativ hohem Perforierungsprozentsatz 30B,
ebenfalls in der Nähe
dieser Seite des unteren Teils des Gitters, einer Region mit schwachem
Perforierungsprozentsatz 30C neben der Region mit hohem
Perforierungsprozentsatz, das heißt entgegengesetzt zu der Seite
des Blocks, und einer Region mit Zwischenperforierungsprozentsatz 30D über der
Region mit schwachem Perforierungsprozentsatz; hier sind die Perforierungen 301 kreisförmig und
der Perforierungsprozentsatz steigt gleichzeitig mit dem Durchmesser
der Perforierungen, Letztere können
aber jede beliebige geeignete Form aufweisen, insbesondere ein regelmäßiges Vieleck,
und es ist möglich,
eine Region mit schwachem Perforierungsprozentsatz mit Perforierungen mit
großen
Abmessungen zu erzielen, wenn ihre Anzahl gering ist und umgekehrt;
wie oben dargelegt, ist es möglich,
eine Region mit maximalem Perforierungsprozentsatz (das heißt gleich
1) zu erzielen, indem in dem Gitter eine Ausnehmung oder ein Ausschnitt
geschaffen wird, der als Fläche
die der Region hat, oder indem man in der Versorgungsleitung ein Gitter
mit kleinerer Fläche
als dem Querschnitt der Leitung anordnet; es ist auch möglich, Regionen
mit Perforierungsprozentsatz gleich Null vorzusehen, das heißt kontinuierliche
Regionen ohne Perforierungen, die substanzielle Bruchteile der Fläche des
Gitters darstellen.
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Es
ist auch möglich,
das Gitter nicht auf einem geradläufigen Querschnitt anzuordnen,
sondern schräg
in der Versorgungsleitung, und es die Rolle des Ablenkers spielen
zu lassen, der zum Beispiel nach stromaufwärts in Richtung der zylindrischen Fläche des
Gehäuses
ausgerichtet ist; wenn diese Gehäuse,
wie das generell der Fall ist, halbkreisförmig sind, und wenn das Gitter
die ganze Fläche
eines schrägen
Querschnitts eines Gehäuses belegt,
weist das Gitter eine äußere halbelliptische
Form auf.
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In
dem in den Figuren dargestellten Fall, in dem der Wärmeaustauscher 2 Versorgungsleitungen umfasst,
um das Medium zu den Fenstern 204 der entgegengesetzten
Seiten der Blöcke 20 zuzuführen, kann
es wünschenswert
sein, dass die Gitter 30 nicht symmetrisch in den zwei
Leitungen angeordnet sind, insbesondere wenn die Verteilung der
Ströme
in den Leitungen nicht symmetrisch ist.