EP3164656A1 - Block-in-shell wärmeübertrager - Google Patents

Block-in-shell wärmeübertrager

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Publication number
EP3164656A1
EP3164656A1 EP15731255.4A EP15731255A EP3164656A1 EP 3164656 A1 EP3164656 A1 EP 3164656A1 EP 15731255 A EP15731255 A EP 15731255A EP 3164656 A1 EP3164656 A1 EP 3164656A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collector
heat exchanger
pipe
medium
jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15731255.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Brock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP3164656A1 publication Critical patent/EP3164656A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0006—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the plate-like or laminated conduits being enclosed within a pressure vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to claim 1.
  • a heat exchanger is used for indirect heat transfer between a first and a second medium and has a jacket which surrounds a jacket space for receiving the first medium, and arranged in the shell space plate heat exchanger having a heat exchanger block comprising first heat transfer passages for receiving the first medium and second heat transfer passages for receiving the second medium, wherein the heat transfer passages are configured so that heat of a second medium flowing into the second heat transfer passages is indirectly transferable to first medium flowing into the first heat transfer passages.
  • the heat exchanger has a first collector (also referred to as a header), which is fixed to a first side of the heat exchanger block and is in fluid communication with the second heat transfer passages, so that the second medium via the first collector in the second
  • Heat transfer passages can be introduced, and a second collector (or header), on one of the first side facing away from the second side of the
  • Heat exchanger block is set and with the second
  • Heat transfer passages is in fluid communication, so that the second medium is removable via the second collector from the second heat transfer passages.
  • a heat exchanger is shown, for example, in "The Standards of the brazed aluminum plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)", third edition, 2010, page 67 in Figure 9-1, which shows a jacket ("Shell” or “Kettle "), which encloses a mantle space, and at least one in the
  • Sheath space arranged plate heat exchanger (“core” or “block”). Such a design of a heat exchanger is therefore also called “core-in-shell” - or
  • the present invention seeks to provide a block-in-shell heat exchanger of the type mentioned, which allows a shortening of the axial length of the shell.
  • Extension direction along the second side extends, wherein a along the extension direction extending first pipe, which is preferably aligned with the second collector, for withdrawing the second medium from the second collector in fluid communication with the second collector and in the extension direction through a passage opening of the shell of the Jacket space of the heat exchanger is led out.
  • the extension direction is at a
  • the heat exchanger block can be moved in the direction of
  • Longitudinal axis be made shorter overall. Accordingly, the sheath or kettlebell can be shorter in the direction of the longitudinal axis.
  • the first collector extends along the extension direction along the first side, wherein at least one connected to the first collector first inlet port is provided, which extends transversely to the extension direction of the first collector, wherein the second medium via the first inlet port in the first collector can be introduced, and wherein the
  • Heat exchanger has a arranged in the shell space third collector, which is in fluid communication with the at least one inlet port, wherein
  • Pipe for withdrawing the second medium from the second collector in fluid communication with the second collector and counter to the direction of extension through a further passage opening of the shell of the shell space
  • the first and the further first pipeline are aligned with each other and depart from mutually remote sides of the second collector.
  • Extension direction along the first side extends, wherein at least one connected to the first collector first inlet port is provided, which extends transversely to the extension direction of the first collector, wherein the second medium via the first inlet port into the first collector can be introduced.
  • the first inlet nozzle is preferably arranged tangentially to the first collector.
  • the at least one first inlet pipe runs at a heat exchanger arranged as intended along the vertical or parallel to the first side or normal to the top of the heat exchanger block.
  • it is also possible to provide a second inlet nozzle or a plurality of additional inlet nozzles which also extend transversely to the direction of extent, preferably parallel to the first inlet nozzle.
  • the second inlet port or the additional inlet port is or are also preferably arranged tangentially to the first collector.
  • the first and second sides are preferably parallel to each other and connect an underside of the heat exchanger block to a top of the
  • Heat exchanger block Preferably, the top and bottom again parallel to each other, preferably the top and bottom in a
  • the generally cuboid heat exchanger block of the plate heat exchanger preferably has a plurality of mutually parallel partition plates or separating plates, which form the first and second heat transfer passages.
  • the outermost layers of the plate heat exchanger are covered by cover plates educated.
  • the first and second heat transfer passages are preferably arranged adjacent to each other, so that the first and the second medium can exchange heat indirectly when flowing through the associated passage.
  • each first heat transfer passage on the underside of the heat exchanger block has an inlet opening through which the liquid phase of the first medium can pass into the first heat transfer passages, and an outlet opening at the top of the heat exchanger block, via which the second medium at the top of the heat exchanger block as liquid or gaseous phase can escape.
  • the cover plates, separator plates, fins and side bars are preferably made of aluminum and are preferably used e.g. soldered together in an oven.
  • the term aluminum also includes aluminum alloys.
  • the second collector along the
  • Extension direction is beyond the heat exchanger block addition.
  • the first pipe may be connected to the second header via a welded joint or formed integrally with the second header.
  • the first pipeline via a separate, preferably annular connecting element, which is also referred to as a transition joint, connected to the second collector.
  • the second header is preferably made of aluminum and the first header of a steel.
  • the connecting element is preferably designed tubular and has a first end portion, which is preferably made of aluminum and with a component made of aluminum (eg second collector) is connected (eg by Welding) and a second end connected to the first end portion
  • End portion made of a steel and joined to a steel member (e.g., first pipe) (e.g., by welding).
  • the connecting element thus enables a connection of the different materials of the second collector and the first pipeline.
  • Connecting element can over more annular material areas of the
  • Connecting element to be interconnected e.g. three adjoining areas of material in the order of aluminum, titanium and nickel, wherein the connection to the aluminum end region is made via the aluminum material region and the connection to the steel-made end region is established via the nickel material region.
  • the heat exchanger has a third collector arranged in the jacket space, which is in fluid communication with the at least one inlet connection, so that the second medium can flow via the third collector into the first inlet connection.
  • the third collector is formed as a hollow sphere.
  • the third collector is connected via a second pipe to the at least one inlet port of the first collector. If a second
  • Inlet port is present (or possibly more than two inlet port), the respective further inlet port is preferably fluidly connected via a further second pipe to the third collector.
  • the second pipes open in each case in the hollow spherical third collector. If only one inlet socket is present, of course, can be dispensed with the third collector.
  • the third collector with a third
  • Pipe is in fluid communication, which in particular goes from the third collector and through a passage opening of the shell of the shell space of the
  • Heat exchanger is led out.
  • the third extends
  • Piping transversely to the direction of extension, preferably along the vertical or normal to the top of the heat exchanger block.
  • Piping via a separate, in particular annular, connecting element is connected to the at least one inlet port (transition joint, see above).
  • the second pipes are each connected via such a connecting element with the associated inlet port.
  • Inlet socket made of aluminum.
  • the second and / or third pipes are then preferably welded to the third collector or formed integrally therewith.
  • the said connecting elements in turn then each ensure the connection between the different materials of the inlet pipe and the second pipes (see above).
  • the third pipe is connected via a separate, in particular annular connecting element with the third collector.
  • the third pipe is preferably made of a steel, and the third collector and the second pipes and the inlet nozzle made of aluminum.
  • Pipes can then be connected to the third collector e.g. be welded or integrally formed on this. Furthermore, the second pipes can be welded to the respective inlet nozzle or integrally formed on the respective inlet nozzle.
  • a direct connection is understood as meaning a connection which does not have or requires a separate connection element which is connected to the two components and is arranged between them.
  • a direct connection in this sense is in particular a material connection between the relevant components (for example collector, pipeline), e.g. a welded joint.
  • the two components are e.g.
  • the connecting elements can be dispensed with the connecting elements according to an embodiment of the invention, when the jacket of the heat exchanger and the other Components, such as pipes, collectors, heat exchanger blocks made of aluminum or the same (in the sense above) material are made.
  • the top of the heat exchanger block which is perpendicular to the two sides, to which the first and the second collector are attached and which adjoins the two sides, preferably runs at the level of the longitudinal or
  • the heat exchanger according to the invention therefore advantageously has one above the top of the block
  • the at least one second pipe has a curvature, so that the at least one second pipe or optionally a plurality of second pipes (see above) extends or extend in sections above the upper side of the heat transfer block along the upper side. This allows in particular the necessary flexibility for the thermal expansion of
  • the second collector is mounted on the jacket of the heat exchanger, and preferably with a guide bearing, which is preferably attached to an inner side of the shell of the heat exchanger.
  • the guide bearing is designed to prevent displacements of the second collector transversely to the extension means as well as heat-induced displacements in or against the latter
  • Heat exchanger block of the jacket possible, for example by the second collector rests with a free end over an insulating material on the guide bearing.
  • the said end of the second collector may be formed as a tubular extension of the second collector and may be closed with a flat plate so that the second medium can not escape at this end of the second header.
  • the guide bearing can support the end of the second collector and
  • the guide bearing may be U-shaped, wherein a bolt may be provided, which can be arranged on the guide bearing or fixable that it extends above the end of the second collector and so moving out of the end of the second collector from the
  • first and / or the second collector transversely to its direction of extension have an enclosure angle
  • the enclosure angle is preferably further less than 270 °, preferably less than 260 °, preferably less than 250 °, preferably less than 240 °, preferably less than 230 °, preferably less than 220 °, preferably smaller as 210 °, preferably less than 200 °.
  • the enclosure angle is preferably further less than 270 °, preferably less than 260 °, preferably less than 250 °, preferably less than 240 °, preferably less than 230 °, preferably less than 220 °, preferably smaller as 210 °, preferably less than 200 °.
  • Enclosing angle corresponding to the respective arcuate contour spanning center angle i.e., the angle between the two radii that run to the two ends of the circular arc contour.
  • the third collector may be forged from a metal or have forged portions. So can the third
  • Collector e.g. a hollow hemisphere or a hollow ball, which may be each forged.
  • a heat exchanger which has only the features of the preamble of claim 1. This object can be developed by the subclaims, the preferred
  • FIG. 1 is a perspective, partially sectioned view of a
  • Fig. 2 is another perspective, partially sectioned view of a
  • Fig. 3 is a perspective, partially sectional view of a modification of the embodiment shown in Fig. 1;
  • Fig. 4 is a detail view of the guide bearing of Figure 1;
  • Fig. 5 is a detail view of an alternative embodiment of the third
  • FIG. 1 shows in connection with FIG. 2 a block-in-shell heat exchanger 1 according to the invention.
  • the heat exchanger 1 has a jacket 3 which extends along a longitudinal or cylindrical axis L which extends along the horizontal at a heat exchanger 1 arranged as intended ,
  • the jacket 3 defines a jacket space M, in which a plate heat exchanger 2 is arranged.
  • This has a cuboid heat exchanger block 20, which is e.g. alternately arranged side by side and in particular vertical first and second
  • Heat transfer passages 201, 202 which are each designed to receive a first and second medium S, S ', so that the two media can exchange heat indirectly.
  • the heat transfer passages 201, 202 are bounded in each case by two parallel separating plates 203 (the two outermost separating plates 203 of the block 20 are referred to as cover plates), between each of which a heat conducting structure 205 is arranged, which in the present case is designed as a so-called fin, ie as a corrugated or folded sheet metal, so that together with the respective two separating plates 203 a plurality of parallel channels for the respective medium S, S 'is formed.
  • the first heat transfer passages 201 are open toward the top 20c and bottom 20d (not shown).
  • the second heat transfer passages 202 are additionally closed at the top and bottom by such end strips 204.
  • the components of the plate heat exchanger 2 such as e.g. the partition plates 203, the fins 205, the side bars 204 and the collectors 21, 22 are preferably made of aluminum.
  • the partition plates 203, side bars 204 and fins 205 are preferably soldered together in an oven. As it rises in the heat exchanger block 20, the first medium S is brought into indirect heat transfer with the second medium S ', e.g. is conducted in countercurrent in the respective adjacent second heat transfer passages 202.
  • the first gaseous second medium S ' is cooled and in particular liquefied, whereas the first medium S is heated and optionally evaporated.
  • a resulting gaseous phase of the first medium S accumulates in the shell space 3 above the plate heat exchanger 2 and can be deducted from there.
  • first collector 21 which extends along an extension direction E over the entire first side 20 a and in Fluid communication with the individual second heat transfer passages 202 is, so that in the first collector 21 fed second medium S 'can get into the passages 202.
  • at least one first inlet pipe 31 is fluid-connected to the first collector 21, the first inlet pipe 31 being arranged tangentially with respect to the first collector 21 and perpendicular to the first collector pipe 21
  • Extending direction E runs, preferably along the vertical.
  • the first inlet port 31 is further connected to a second pipe 42, which in turn opens into a third collector 23, which is designed hollow-spherical.
  • a second (or more) inlet port 32 may be provided, which is arranged parallel to the first inlet port 31 and also opens into the first collector 21. The second inlet port 32 is then in turn
  • the third collector 23 is in turn connected to a third pipe 44 in
  • Heat transfer passages 202 are fed.
  • the flexibility for the expansion compensation is provided completely above the top 20c of the block 20 by the second pipes 42, 43 outgoing from the respective inlet port 31, 32 are first arcuately guided over the top 20c and then open into the third collector 23.
  • the top 20c of the block 20 is at the level of the central longitudinal axis L of the shell 3 and the larger shell volume compared with the volume vertically below the block 20 is located above the top 20c and allows flexible routing.
  • the stubs 31, 32 or second pipes 42, 44 which pass radially from the spherical collector 23 at any position, also permit flexible cable routing, with the required wall thickness according to ASME VIII for the
  • Collector / header 21 also allows a conduit with at least two bends (curved portions of the second pipes 42, 43) and as a result allows a plate heat exchanger 2, which is hardly longer along the longitudinal axis L than the block 20 with the two collectors 21, 22.
  • the jacket 3 or Kettle is very compact dimensioned with small dimensions and correspondingly low refrigerant demand.
  • connecting elements 52, 53 and 54 which are also referred to as transition joints.
  • the connecting elements 52, 53, 54 are used for a change of material between aluminum and steel.
  • Such connecting elements 52, 53 may be connected with respect to the first header 21 either between the inlet ports 31, 32 and the associated second
  • Pipes 42, 43 may be arranged, in which case the inlet nozzle 31, 32 and the first collector 21 are preferably made of aluminum and the second
  • Pipes 42, 43, the third collector 23 and the third pipe 44 made of steel.
  • the connecting element 54 can be omitted.
  • connecting elements 52 and 53 can be omitted.
  • the inlet ports 31, 32, the second pipes 42, 43 and the third collector 23 are made of aluminum.
  • a connecting element or transition joint 54 (see the dashed line of Figure 1) then connects the third collector 23 with the third pipe 44, which is then preferably made of steel and from the
  • Mantle space M is led out (see above).
  • the first collector 21 is disposed on the first side 20a of the block 2 at the edge to the top 20c.
  • the second collector 22 on the second side 20b of the block 20 opposite to the first side 20a of the block 20 in the direction of the longitudinal axis L and facing away from the first side 20a, on the other hand, is disposed at the edge to the bottom 20d of the block 20 and serves for collecting and withdrawing the liquefied second medium S '.
  • a first pipeline 41a aligned with the second collector 22 extends from the second collector 22 which extends along the entire second side 20b along the extension direction E and which is connected to the second collector 22 via a connecting element 51 (also referred to as transition joint, see above) connected is.
  • the second collector 22 is preferably made of aluminum as the block 20, whereas the first pipe 41 a is preferably made of a steel.
  • the first pipe 41 a is aligned with the second collector 22 and is through a
  • the second collector 22 is hung with a free end 71 on one of the first pipe 41 a side facing away preferably in accordance with Figure 4 in a guide bearing 72 and secured there by means of a bolt 73.
  • the guide bearing 72 is at a
  • Extension direction E is possible. Transverse to the extension direction E, the guide bearing 72 prevents movement of the second collector 22, wherein falling out of the second collector 22 from the guide bearing 72 is prevented by the bolt 73, which together with the guide bearing 72, the free end 72 of the second collector 22nd encloses in a plane perpendicular to the direction of extension E.
  • This guidance is an effective way to protect the block 20 against dynamic load cases, eg earthquakes.
  • Fig. 3 shows an alternative to the figures 1 and 2 embodiment of the second
  • Heat exchangers usually require multiple nozzles and manifolds, savings are possible. Thus, a manifold is completely saved and the comparatively smaller wall thickness of the spherical third collector 23 leads to material savings and reduces the weld volume. The smaller Kettle 3 also requires less coolant.
  • additional drainage lines 61, 62 are provided which establish fluid communication between the third header 23 and the second header 22 and between the inlet ports 31, 32 and the second header 22.
  • the drainage lines 61, 62 is shown in particular for the case that the third collector 23 is made of aluminum.
  • the drainage line 61 is preferably also made of steel and is preferably connected to the first pipe 41 a, the also preferably made of steel.
  • the drainage line 62 is preferably made of aluminum in each case.
  • the first and the second collector 21, 22 have perpendicular to Siegreckunsgutter E preferably over an enclosure angle greater than 180 °, which causes a more favorable flow cross-section.
  • the spherical third collector 23 allows several ways of nozzle orientation. Furthermore, the flow in block 20 can advantageously be controlled by the use of a plurality of inlet ports 31, 32.
  • FIG. 5 finally shows an alternative embodiment of the third collector 23, which could also be used in the embodiments according to figures 1 to 3.
  • the third collector 23 is designed as a hollow hemisphere, which preferably connects flush to the third pipe 44.
  • the third pipe 44 may be welded to the circumference of the hemispherical third collector 23, wherein the second pipes 42, 43 as before depart from the third collector 23.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Medium, mit einem Mantel, der einen Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten Mediums (S) umgibt, einem im Mantelraum (M) angeordneten Plattenwärmeübertrager (2) aufweisend einen Wärmeübertragerblock (20) mit ersten Wärmeübertragungspassagen (201) zur Aufnahme des ersten Mediums (S) sowie zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) zur Aufnahme des zweiten Mediums (S'), einem ersten Sammler (21), der an einer ersten Seite (20a) des Wärmeübertragerblocks (20) festgelegt ist und mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium (S) über den ersten Sammler (21) in die zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) einleitbar ist, und einem zweiten Sammler (22), der an einer der ersten Seite (20a) abgewandten zweiten Seite (20b) des Wärmeübertragerblocks (20) festgelegt ist und mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium (S') über den zweiten Sammler (22) aus den zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) abziehbar ist, wobei sich der zweite Sammler (22) entlang einer Erstreckungsrichtung (E) entlang der zweiten Seite (20b) erstreckt, wobei eine entlang der Erstreckungsrichtung (E) erstreckte erste Rohrleitung (41a) zum Abziehen des zweiten Mediums (S') aus dem zweiten Sammler (22) mit dem zweiten Sammler (22) in Fluidverbindung steht und in Erstreckungsrichtung (E) durch eine Durchgangsöffnung (O) des Mantels (3) aus dem Mantelraum (M) herausgeführt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der erste Sammler (21) entlang der Erstreckungsrichtung (E) entlang der ersten Seite (20a) erstreckt, wobei zumindest ein mit dem ersten Sammler (21) verbundener erster Einlassstutzen (31) vorgesehen ist, der quer zur Erstreckungsrichtung (E) vom ersten Sammler (21) abgeht, wobei das zweite Medium (S') über den ersten Einlassstutzen (31) in den ersten Sammler (21) einleitbar ist, und wobei der Wärmeübertrager (1) einen im Mantelraum (M) angeordneten dritten Sammler (23) aufweist, der mit dem mindestens einen Einlassstutzen (31) in Fluidverbindung steht, wobei insbesondere der dritte Sammler (23) hohlkugelförmig oder hohlhalbkugelförmig ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Block-in-Shell Wärmeübertrager
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß Anspruch 1. Ein derartiger Wärmeübertrager dient zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Medium und weist einen Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme des ersten Mediums umgibt, sowie einen im Mantelraum angeordneten Plattenwärmeübertrager, der einen Wärmeübertragerblock aufweist, der über erste Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des ersten Mediums sowie über zweite Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des zweiten Mediums verfügt, wobei die Wärmeübertragungspassagen so konfiguriert sind, dass Wärme eines in den zweiten Wärmeübertragungspassagen strömenden zweiten Mediums indirekt auf in den ersten Wärmeübertragungspassagen strömendes erstes Medium übertragbar ist. Weiterhin weist der Wärmeübertrager einen ersten Sammler auf (auch als Header bezeichnet), der an einer ersten Seite des Wärmeübertragerblocks festgelegt ist und mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium über den ersten Sammler in die zweiten
Wärmeübertragungspassagen einleitbar ist, sowie einen zweiten Sammler (oder Header), der an einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des
Wärmeübertragerblocks festgelegt ist und mit den zweiten
Wärmeübertragungspassagen in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium über den zweiten Sammler aus den zweiten Wärmeübertragungspassagen abziehbar ist. Ein derartiger Wärmeübertrager ist beispielsweise in„The Standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)", dritte Ausgabe, 2010, Seite 67 in Figur 9-1 gezeigt. Er weist einen Mantel („Shell" oder "Kettle") auf, der einen Mantelraum umschließt, sowie mindestens einen im
Mantelraum angeordneten Plattenwärmeübertrager („Core" oder "Block"). Eine solche Ausführung eines Wärmeübertragers nennt man daher auch„Core-in-Shell"- oder
„Block-in-SheH"-Wärmeübertrager. Dabei geht insbesondere vom zweiten Sammler des Plattenwärmeübertragers, der zum Abziehen des verflüssigten zweiten Mediums dient, eine erste Rohrleitung in axialer Richtung des Mantels ab und wird dann zu einem unterhalb des Blocks angeordneten Stutzen des Mantel zurückgeführt, über den das verflüssigte zweite Medium abgezogen werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Block-in-Shell-Wärmeübertrager der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Verkürzung der axialen Länge des Mantels erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass sich der zweite Sammler entlang einer
Erstreckungsrichtung entlang der zweiten Seite erstreckt, wobei eine entlang der Erstreckungsrichtung erstreckte erste Rohrleitung, die vorzugsweise mit dem zweiten Sammler fluchtet, zum Abziehen des zweiten Mediums aus dem zweiten Sammler mit dem zweiten Sammler in Fluidverbindung steht und in Erstreckungsrichtung durch eine Durchgangsöffnung des Mantels aus dem Mantelraum des Wärmeübertragers herausgeführt ist. Vorzugsweise verläuft die Erstreckungsrichtung bei einem
bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager parallel zur Horizontalen, insbesondere parallel zur zweiten Seite sowie parallel zu einer Oberseite des
Wärmeübertragerblocks.
Hierdurch kann prinzipiell entlang der Längs- bzw. Zylinderachse des Mantels
Bauraum eingespart werden. Der Wärmeübertragerblock kann in Richtung der
Längsachse insgesamt kürzer ausgeführt werden. Entsprechend kann der Mantel bzw. Kettle in Richtung der Längsachse kürzer ausfallen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der erste Sammler entlang der Erstreckungsrichtung entlang der ersten Seite erstreckt, wobei zumindest ein mit dem ersten Sammler verbundener erster Einlassstutzen vorgesehen ist, der quer zur Erstreckungsrichtung vom ersten Sammler abgeht, wobei das zweite Medium über den ersten Einlassstutzen in den ersten Sammler einleitbar ist, und wobei der
Wärmeübertrager einen im Mantelraum angeordneten dritten Sammler aufweist, der mit dem mindestens einen Einlassstutzen in Fluidverbindung steht, wobei
insbesondere der dritte Sammler hohlkugelförmig oder hohlhalbkugelförmig
ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht weiterhin auch die Möglichkeit, dass zusätzlich eine entlang der Erstreckungsrichtung erstreckte weitere erste
Rohrleitung zum Abziehen des zweiten Mediums aus dem zweiten Sammler mit dem zweiten Sammler in Fluidverbindung steht und entgegen der Erstreckungsrichtung durch eine weitere Durchgangsöffnung des Mantels aus dem Mantelraum
herausgeführt ist, die der einen Durchgangsöffnung in der Erstreckungsrichtung gegenüberliegt. Vorzugsweise fluchten die erste und die weitere erste Rohrleitung miteinander und gehen voneinander abgewandten Seiten des zweiten Sammlers ab. Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass sich der erste Sammler entlang der
Erstreckungsrichtung entlang der ersten Seite erstreckt, wobei zumindest ein mit dem ersten Sammler verbundener erster Einlassstutzen vorgesehen ist, der quer zur Erstreckungsrichtung vom ersten Sammler abgeht, wobei das zweite Medium über den ersten Einlassstutzen in den ersten Sammler einleitbar ist. Der erste Einlassstutzen ist bevorzugt tangential zum ersten Sammler angeordnet. Vorzugsweise verläuft der mindestens eine erste Einlassstutzen bei einem bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager entlang der Vertikalen oder parallel zur ersten Seite bzw. normal zur Oberseite des Wärmeübertragerblocks. Es kann des Weiteren auch ein zweiter Einlassstutzen oder mehrere zusätzliche Einlassstutzen vorgesehen sein, der sich ebenfalls quer zur Erstreckungsrichtung erstreckt, und zwar bevorzugt parallel zum ersten Einlassstutzen. Der zweite Einlassstutzen bzw. die zusätzlichen Einlassstutzen ist bzw. sind ebenfalls vorzugsweise tangential zum ersten Sammler angeordnet.
Die erste und die zweite Seite verlaufen bevorzugt parallel zueinander und verbinden eine Unterseite des Wärmeübertragerblocks mit einer Oberseite des
Wärmeübertragerblocks. Vorzugsweise verlaufen die Ober- und Unterseite wiederum parallel zueinander, wobei bevorzugt die Ober- und die Unterseite bei einem
bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager horizontal verlaufen. Der in der Regel quaderförmige Wärmeübertragerblock des Plattenwärmeübertragers weist bevorzugt eine Mehrzahl an parallel zueinander angeordneten Trennplatten bzw. Trennblechen auf, die die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen bilden. Vorzugsweise sind jeweils zwischen benachbarten Trennplatten Wärmeleitstrukturen vorgesehen, z.B. in Form von gefalteten oder gewellten Blechen (sogenannte Fins). Die äußersten Lagen des Plattenwärmeübertragers werden durch Deckplatten gebildet. Auf diese Weise werden zwischen je zwei Trennplatten bzw. zwischen einer Trennplatte und einer Deckplatte aufgrund der jeweils dazwischen angeordneten Wärmeleitstruktur (z.B. Fin) eine Vielzahl an parallelen Kanälen bzw. eine erste oder zweite Wärmeübertragungspassage gebildet, durch die ein zugeordnetes Medium strömen kann. Die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen sind bevorzugt benachbart zueinander angeordnet, so dass das erste und das zweite Medium beim Durchströmen der zugeordneten Passage indirekt Wärme austauschen können.
Zu den Seiten hin sind zwischen je zwei benachbarten Trennplatten bzw. zwischen einer Deckplatte und der benachbarten Trennplatte vorzugsweise Abschlussleisten (so genannte Side Bars) zum Verschließen der jeweiligen Wärmeübertragungspassage vorgesehen. Die ersten Wärmeübertragungspassagen sind in Richtung der Vertikalen nach oben und unten hin offen und insbesondere nicht durch Abschlussleisten verschlossen. Hierbei weist jede erste Wärmeübertragungspassage an der Unterseite des Wärmeübertragerblocks eine Einlassöffnung auf, über die die flüssige Phase des ersten Mediums in die ersten Wärmeübertragungspassagen gelangen kann, sowie eine Auslassöffnung an der Oberseite des Wärmeübertragerblocks, über die das zweite Medium an der Oberseite des Wärmeübertragerblocks als flüssige oder gasförmige Phase austreten kann. Die Deckplatten, Trennplatten, Fins und Side Bars sind vorzugsweise aus Aluminium gefertigt und werden bevorzugt z.B. in einem Ofen miteinander verlötet. Hier und im Folgenden schließt der Begriff Aluminium auch Aluminiumlegierungen ein.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass der zweite Sammler entlang der
Erstreckungsrichtung über den Wärmeübertragerblock hinaus steht.
Die erste Rohrleitung kann mit dem zweiten Sammler über eine Schweißverbindung verbunden sein oder einstückig an den zweiten Sammler angeformt sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Rohrleitung über ein separates, vorzugsweise ringförmiges Verbindungselement, das auch als Transition Joint bezeichnet wird, mit dem zweiten Sammler verbunden. In diesem Fall besteht der zweite Sammler vorzugsweise aus Aluminium und die erste Rohrleitung aus einem Stahl. Das Verbindungselement ist vorzugsweise rohrförmig ausgestaltet und weist einen ersten Endbereich auf, der vorzugsweise aus Aluminium gefertigt ist und mit einem Bauteil aus Aluminium (z.B. zweiter Sammler) verbunden wird (z.B. durch Schweißen), sowie einen mit dem ersten Endbereich verbundenen zweiten
Endbereich, der aus einem Stahl gefertigt ist und mit einem Bauteil aus Stahl (z.B. erste Rohrleitung) verbunden wird (z.B. durch Schweißen). Das Verbindungselement ermöglicht somit eine Verbindung der unterschiedlichen Werkstoffe des zweiten Sammlers und der ersten Rohrleitung. Die beiden Endbereiche des
Verbindungselementes können über weitere ringförmige Materialbereiche des
Verbindungselementes miteinander verbunden sein, z.B. drei aneinander angrenzende Materialbereiche in der Reihenfolge Aluminium, Titan und Nickel, wobei über den Aluminium-Materialbereich die Verbindung zu dem aus Aluminium bestehenden Endbereich und über den Nickel-Materialbereich die Verbindung zu dem aus Stahl gefertigten Endbereich hergestellt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager einen im Mantelraum angeordneten dritten Sammler aufweist, der mit dem mindestens einen Einlassstutzen in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium über den dritten Sammler in den ersten Einlassstutzen strömen kann.
Bevorzugt ist der dritte Sammler hohlkugelförmig ausgebildet.
Vorzugsweise ist der dritte Sammler über eine zweite Rohrleitung mit dem mindestens einen Einlassstutzen des ersten Sammlers verbunden. Sofern ein zweiter
Einlassstutzen vorhanden ist (oder ggf. mehr als zwei Einlassstutzen), ist der jeweilige weitere Einlassstutzen vorzugsweise über eine weitere zweite Rohrleitung mit dem dritten Sammler fluidverbunden. Die zweiten Rohrleitungen münden dabei jeweils in den hohlkugelförmigen dritten Sammler ein. Sofern nur ein Einlassstutzen vorhanden ist, kann natürlich auf den dritten Sammler verzichtet werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der dritte Sammler mit einer dritten
Rohrleitung in Fluidverbindung steht, die insbesondere vom dritten Sammler abgeht und durch eine Durchgangsöffnung des Mantels aus dem Mantelraum des
Wärmeübertragers heraus geführt ist. Vorzugsweise erstreckt sich die dritte
Rohrleitung quer zur besagten Erstreckungsrichtung, bevorzugt entlang der Vertikalen bzw. normal zur Oberseite des Wärmeübertragerblocks.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite
Rohrleitung über ein separates, insbesondere ringförmiges, Verbindungselement mit dem mindestens einen Einlassstutzen verbunden ist (Transition Joint, vgl. oben). Für den Fall, dass mehrere Einlassstutzen am ersten Sammler vorhanden sind, sind die zweiten Rohrleitungen jeweils über ein solches Verbindungselement mit dem zugeordneten Einlassstutzen verbunden. Bei einer derartigen Anordnung eines bzw. mehrerer Verbindungselemente bestehen die zweiten Rohrleitungen, der dritte
Sammler sowie die dritte Rohrleitung aus einem Stahl, wohingegen der jeweilige
Einlassstutzen aus Aluminium besteht. Die zweiten und/oder dritten Rohrleitungen sind dann bevorzugt mit dem dritten Sammler verschweißt oder einstückig an diesen angeformt. Die besagten Verbindungselemente stellen dann wiederum jeweils die Verbindung zwischen den unterschiedlichen Werkstoffen der Einlassstutzen sowie der zweiten Rohrleitungen sicher (siehe oben).
Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, dass gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die dritte Rohrleitung über ein separates, insbesondere ringförmiges Verbindungselement mit dem dritten Sammler verbunden ist. In diesem Fall ist bevorzugt die dritte Rohrleitung aus einem Stahl gefertigt und der dritte Sammler sowie die zweiten Rohrleitungen und die Einlassstutzen aus Aluminium. Die zweiten
Rohrleitungen können dann mit dem dritten Sammler z.B. verschweißt sein oder einstückig an diesen angeformt sein. Weiterhin können die zweiten Rohrleitungen mit dem jeweiligen Einlassstutzen verschweißt sein oder einstückig an den jeweiligen Einlassstutzen angeformt sein.
Gemäß einer Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, auf einzelne oder alle Verbindungselemente zu verzichten, wobei dann bevorzugt die miteinander zu verbindenden Komponenten aus dem gleichen Material gefertigt sind bzw. aus
Materialien, die eine direkte Verbindung der jeweiligen Komponenten erlauben. Unter einer direkten Verbindung wird dabei eine Verbindung verstanden, die kein separates Verbindungselement aufweist bzw. benötigt, das mit den beiden Komponenten verbunden wird und zwischen diesen angeordnet ist. Eine direkte Verbindung in diesem Sinne ist insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den betreffenden Komponenten (z.B. Sammler, Rohrleitung), z.B. eine Schweißverbindung. Weiterhin liegt eine direkte Verbindung vor, wenn die beiden Komponenten z.B.
einstückig aneinander angeformt sind.
Insbesondere kann auf die Verbindungselemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verzichtet werden, wenn der Mantel des Wärmeübertragers und die weiteren Komponenten, wie Rohrleitungen, Sammler, Wärmeübertragerblöcke aus Aluminium oder einem gleichen (im obigen Sinne) Material gefertigt sind.
Die Oberseite des Wärmeübertragerblocks, die senkrecht zu den beiden Seiten verläuft, an die der erste bzw. der zweite Sammler angesetzt sind und die an die beiden Seiten angrenzt, verläuft vorzugsweise auf Höhe der Längs- bzw.
Zylinderachse, entlang der sich der Mantel erstreckt (d.h. die Zylinderachse verläuft in der durch die Oberseite gebildeten Ebene). Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager weist daher oberhalb der Oberseite des Blocks in vorteilhafter Weise einen
vergleichsweise großen Bauraum zur Aufnahme der Verrohrung bzw. einer
verdampften gasförmigen Phase des ersten Mediums auf.
Bevorzugt ist diesbezüglich vorgesehen, dass die mindestens eine zweite Rohrleitung eine Krümmung aufweist, so dass die mindestens eine zweite Rohrleitung bzw. ggf. mehrere zweite Rohrleitungen (siehe oben) abschnittsweise oberhalb der Oberseite des Wärmeübertagungsblocks entlang der Oberseite verläuft bzw. verlaufen. Hierdurch kann insbesondere die notwendige Flexibilität für die Wärmedehnung der
Rohrleitungen und des Blocks sichergestellt werden. Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Sammler am Mantel des Wärmeübertragers gelagert ist, und zwar bevorzugt mit einem Führungslager, das vorzugsweise an einer Innenseite des Mantels des Wärmeübertragers befestigt ist. Das Führungslager ist dabei dazu ausgebildet, Verschiebungen des zweiten Sammlers quer zur Erstreckungsnchtung zu verhindern sowie wärmebedingte Verschiebungen in bzw. entgegen der
Erstreckungsnchtung zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Mantel des Wärmeübertragers sowie weiterhin Verdrehungen des zweiten Sammlers um die Erstreckungsnchtung zu ermöglichen. Weiterhin wird durch das Führungslager eine thermische Isolierung des
Wärmeübertragerblocks vom Mantel möglich, etwa indem der zweite Sammler mit einem freien Ende über ein Isoliermaterial auf dem Führungslager aufliegt.
Das besagte Ende des zweiten Sammlers kann als rohrförmige Verlängerung des zweiten Sammlers ausgebildet sein und kann mit einer ebenen Platte verschlossen sein, so dass das zweite Medium an diesem Ende des zweiten Sammlers nicht ausströmen kann.
Das Führungslager kann das Ende des zweiten Sammlers unterstützen und
gleichzeitig umgreifen, so dass lediglich eine Bewegung entlang der
Erstreckungsrichtung möglich ist. Beispielsweise kann das Führungslager u-förmig ausgebildet sein, wobei ein Bolzen vorgesehen sein kann, der so am Führungslager anordenbar bzw. festlegbar ist, dass er oberhalb des Endes des zweiten Sammlers verläuft und so ein Herausbewegen des Endes des zweiten Sammlers aus dem
Führungslager in vertikaler Richtung verhindert.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Sammler quer zur ihrer Erstreckungsrichtung einen Umschließungswinkel aufweisen, der
vorzugsweise größer als 180° ist, wobei der Umschließungswinkel bevorzugt weiterhin kleiner ist als 270°, bevorzugt kleiner als 260°, bevorzugt kleiner als 250°, bevorzugt kleiner als 240°, bevorzugt kleiner als 230°, bevorzugt kleiner als 220°, bevorzugt kleiner als 210°, bevorzugt kleiner als 200°. Schneidet man vorliegend den ersten oder zweiten Sammler quer zur Erstreckungsrichtung, ergibt sich jeweils eine
kreisbogenförmige Kontur des entsprechenden Sammlermantels, wobei der
Umschließungswinkel dem die jeweilige kreisbogenförmige Kontur aufspannenden Mittelpunktswinkel entspricht (d.h. dem Winkel zwischen den beiden Radien, die zu den beiden Enden der kreisbogenförmigen Kontur laufen).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der dritte Sammler aus einem Metall geschmiedet sein oder geschmiedete Abschnitte aufweisen. So kann der dritte
Sammler z.B. eine Hohlhalbkugel oder eine Hohlkugel aufweisen, die jeweils geschmiedet sein kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Wärmeübertrager vorgesehen, der lediglich die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Dieser Gegenstand kann durch die Unteransprüche weitergebildet werden, die bevorzugte
Ausgestaltungen dieses Wärmeübertragers angeben, ggf. in Kombination mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei den nachfolgenden
Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines
erfindungsgemäßen Wärmeübertragers;
Fig. 2 eine weitere perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines
erfindungsgemäßen Wärmeübertragers;
Fig. 3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer Abwandlung der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 4 eine Detailansicht des Führungslagers der Figur 1 ; und
Fig. 5 eine Detailansicht einer alternativen Ausgestaltung des dritten
Sammlers.
Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit Figur 2 einen erfindungsgemäßen Block-in-Shell Wärmeübertrager 1. Der Wärmeübertrager 1 weist einen Mantel 3 auf, der sich entlang einer Längs- bzw. Zylinderachse L erstreckt, die bei einem bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager 1 entlang der Horizontalen verläuft. Der Mantel 3 definiert einen Mantelraum M, in dem ein Plattenwärmeübertrager 2 angeordnet ist. Dieser weist einen quaderförmigen Wärmeübertragerblock 20 auf, der z.B. alternierend nebeneinander angeordnete sowie insbesondere vertikale erste und zweite
Wärmeübertragungspassagen 201 , 202 aufweist, die jeweils zur Aufnahme eines ersten bzw. zweiten Mediums S, S' ausgebildet sind, so dass die beiden Medien indirekt Wärme austauschen können. Die Wärmeübertragungspassagen 201 , 202 werden dabei jeweils durch zwei parallele Trennplatten 203 begrenzt (die beiden äußersten Trennplatten 203 des Blocks 20 werden als Deckplatten bezeichnet), zwischen denen jeweils eine Wärmeleitstruktur 205 angeordnet ist, die vorliegend als so genannter Fin ausgebildet ist, also als ein gewelltes oder gefaltetes Blech, so dass zusammen mit den jeweiligen beiden Trennplatten 203 eine Vielzahl an parallelen Kanälen für das jeweilige Medium S, S' ausgebildet wird. Wie in Fig. 2 angedeutet, sind die ersten Wärmeübertragungspassagen 201 zur Oberseite 20c hin sowie zur Unterseite 20d hin (nicht gezeigt) offen ausgebildet. D.h., es sind entsprechende Einlassöffnungen an der Unterseite 20d vorhanden, über die das in den Mantelraum M eingespeiste erste Medium S, das ein Bad um den Block 20 ausbildet, in die ersten Wärmeübertragungspassagen 201 eintreten und in diesen aufsteigen kann (so genannter Thermosiphon-Effekt) und an der Oberseite 20c über entsprechende Auslassöffnungen O" aus den ersten Wärmeübetragungspassagen 201 wieder austreten kann, z.B. als flüssige und/oder gasförmige Phase. Zu den Seiten 20a, 20b hin, sind die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen
201 durch sogenannte Rand- oder Abschlussleisten (Side Bars) 204 verschlossen. Die zweiten Wärmeübertragungspassagen 202 sind zusätzlich nach oben und unten hin durch derartige Abschlussleisten 204 verschlossen. Die Komponenten des Plattenwärmetauschers 2 wie z.B. die Trennplatten 203, die Fins 205, die Side Bars 204 und die Sammler 21 , 22 sind bevorzugt aus Aluminium gefertigt. Die Trennplatten 203, Side Bars 204 und Fins 205 werden bevorzugt in einem Ofen miteinander verlötet. Beim Aufsteigen im Wärmeübertragerblock 20 wird das erste Medium S in eine indirekte Wärmeübertragung mit dem zweiten Medium S' gebracht, dass z.B. im Gegenstrom in den jeweils benachbarten zweiten Wärmeübertragungspassagen 202 geführt wird. Hierdurch wird das zunächst gasförmige zweite Medium S' abgekühlt und insbesondere verflüssigt, wohingegen das erste Medium S erwärmt und ggf. verdampft wird. Eine hierbei entstehende gasförmige Phase des ersten Mediums S sammelt sich im Mantelraum 3 oberhalb des Plattenwärmeübertragers 2 und kann von dort abgezogen werden. Vorzugsweise wird die an der Oberseite 20c des
Plattenwärmeübertragers 2 zusammen mit der entstehenden gasförmigen Phase austretende flüssige Phase des ersten Mediums S in das den Plattenwärmeübertrager 2 umgebende Bad zurückgeführt.
Zum Einspeisen des zweiten Mediums S' in die zweiten Wärmeübertragungspassagen
202 des Wärmeübertragerblocks 20 ist an einer erste Seite 20a des Blocks 20, die senkrecht zur Oberseite 20c verläuft, ein erster Sammler 21 festgelegt, der sich entlang einer Erstreckungsrichtung E über die gesamte erste Seite 20a erstreckt und in Fluidverbindung mit den einzelnen zweiten Wärmeübertragungspassagen 202 steht, so dass in den ersten Sammler 21 eingespeistes zweites Medium S' in die Passagen 202 gelangen kann. Mit dem ersten Sammler 21 ist des Weiteren zumindest ein erster Einlassstutzen 31 fluidverbunden, wobei der erste Einlassstutzen 31 tangential bezüglich des ersten Sammlers 21 angeordnet ist und senkrecht zu der
Erstreckungsrichtung E verläuft, und zwar bevorzugt entlang der Vertikalen. Der erste Einlassstutzen 31 ist weiterhin mit einer zweiten Rohrleitung 42 verbunden, die ihrerseits in einen dritten Sammler 23 mündet, der hohlkugelförmig ausgestaltet ist. Weiterhin kann auch ein zweiter (oder mehrere) Einlassstutzen 32 vorgesehen sein, der parallel zum ersten Einlassstutzen 31 angeordnet ist und ebenfalls in den ersten Sammler 21 mündet. Der zweite Einlassstutzen 32 steht dann wiederum in
Fluidverbindung mit einer weiteren zweiten Rohrleitung 43, die in den dritten Sammler 23 mündet.
Der dritte Sammler 23 steht seinerseits mit einer dritten Rohrleitung 44 in
Fluidverbindung, die durch eine zugeordnete Durchgangsöffnung O' des Mantels 3 des Wärmeübertragers 1 aus dem Mantelraum M herausgeführt ist (die Einlassstutzen 31 , 32 die beiden zweiten Rohrleitungen 42, 43 sowie der dritte Sammler 23 sind also im Mantelraum M des Wärmeübertragers 1 angeordnet).
Das zweite Medium S' kann entsprechend, insbesondere als gasförmige Phase, durch die dritte Rohrleitung 44 in den dritten Sammler 23 und von dort über die zweiten Rohrleitungen 42, 43 in den ersten Sammler 21 geführt und in die zweiten
Wärmeübertragungspassagen 202 eingespeist werden.
Die Flexibilität für den Dehnungsausgleich wird dabei komplett oberhalb der Oberseite 20c des Blocks 20 zur Verfügung gestellt, indem die zweiten Rohrleitungen 42, 43 abgehend vom jeweiligen Einlassstutzen 31 , 32 zunächst bogenförmig über die Oberseite 20c geführt werden und sodann in den dritten Sammler 23 einmünden. Die Oberseite 20c des Blocks 20 befindet sich dabei auf Höhe der mittigen Längsachse L des Mantels 3 und das größere Mantelraumvolumen im Vergleich mit dem Volumen vertikal unterhalb des Blocks 20 befindet sich oberhalb der Oberseite 20c und ermöglicht eine flexible Leitungsführung. Weiterhin ermöglichen auch die an beliebige Positionen radial aus dem kugelförmigen Sammler 23 tretenden Stutzen 31 , 32 bzw. zweite Rohrleitungen 42, 44 eine flexible Leitungsführung, wobei die erforderliche Wandstärke nach ASME VIII für den
Innendruck etwa die halbe Wandstärke im Vergleich zu einem zylindrischen Sammler benötigt.
Der Umstand, dass die Einlassstutzen 31 , 32 tangential an den ersten
Sammler/Header 21 montiert werden, erlaubt des Weiteren eine Leitungsführung mit zumindest zwei Leitungskrümmern (gekrümmte Abschnitte der zweiten Rohrleitungen 42, 43) und ermöglicht im Ergebnis einen Plattenwärmeübertrager 2, der entlang der Längsachse L kaum länger ist als der Block 20 mit den beiden Sammlern 21 , 22. Somit ist auch der Mantel 3 bzw. Kettle sehr kompakt mit geringen Abmessungen und entsprechend geringem Kältemittelbedarf dimensionierbar. Wie in Figur 1 gezeigt, gibt es zumindest zwei unterschiedliche Ausgestaltungen, was die Anordnung sogenannter Verbindungselemente 52, 53 bzw. 54 anbelangt, die auch als Transition Joints bezeichnet werden. Die Verbindungselemente 52, 53, 54 werden für einen Wechsel des Materials zwischen Aluminium und Stahl verwendet. Dabei besteht jeweils derjenige Endbereich eines Verbindungselementes 51 , 52, 53, 54, der mit Aluminium verbunden werden soll, aus Aluminium, wobei weiterhin derjenige Endbereich des jeweiligen Verbindungselemenes 51 , 52, 53, 54, der mit Stahl verbunden werden soll, aus Stahl besteht.
Derartige Verbindungselemente 52, 53 können bezüglich des ersten Sammlers 21 entweder zwischen den Einlassstutzen 31 , 32 und den zugeordneten zweiten
Rohrleitungen 42, 43 angeordnet sein, wobei hierbei die Einlassstutzen 31 , 32 sowie der erste Sammler 21 vorzugsweise aus Aluminium bestehen und die zweiten
Rohrleitungen 42, 43, der dritte Sammler 23 und die dritte Rohrleitung 44 aus Stahl. Das Verbindungselement 54 kann entfallen.
Alternativ hierzu können die Verbindungselemente 52 und 53 entfallen. Hierbei sind nun die Einlassstutzen 31 , 32, die zweiten Rohrleitungen 42, 43 sowie der dritte Sammler 23 aus Aluminium gefertigt. Ein Verbindungselement bzw. Transition Joint 54 (vgl. gestrichelte Linie der Figur 1 ) verbindet dann den dritten Sammler 23 mit der dritten Rohrleitung 44, die dann bevorzugt aus Stahl gefertigt ist und aus dem
Mantelraum M herausgeführt wird (siehe oben).
Wie Figur 1 zu entnehmen ist, ist der erste Sammler 21 auf der ersten Seite 20a des Blocks 2 an der Kante zur Oberseite 20c angeordnet. Der zweite Sammler 22 auf der zweiten Seite 20b des Blocks 20, die der ersten Seite 20a des Blocks 20 in Richtung der Längsachse L gegenüberliegt und von der ersten Seite 20a abgewandt ist, ist hingegen an der Kante zur Unterseite 20d des Blocks 20 angeordnet und dient zum Sammeln und abziehen des verflüssigten zweiten Mediums S'.
Hierzu geht von dem entlang der Erstreckungsrichtung E entlang der gesamten zweiten Seite 20b erstreckten zweiten Sammler 22 eine mit dem zweiten Sammler 22 fluchtende erste Rohrleitung 41a ab, die über ein Verbindungselement 51 (auch als Transition Joint bezeichnet, siehe oben) mit dem zweiten Sammler 22 verbunden ist. Hierbei ist der zweite Sammler 22 bevorzugt wie der Block 20 aus Aluminium gefertigt, wohingegen die erste Rohrleitung 41 a bevorzugt aus einem Stahl gefertigt ist. Die erste Rohrleitung 41a fluchtet mit dem zweiten Sammler 22 und ist durch eine
Durchgangsöffnung O des Mantels 3 aus dem Mantelraum M herausgeführt. Der zweite Sammler 22 ist mit einem freien Ende 71 auf einer der ersten Rohrleitung 41 a abgewandten Seite bevorzugt gemäß Figur 4 in ein Führungslager 72 eingehängt und dort mittels eines Bolzens 73 gesichert. Das Führungslager 72 ist an einer
Innenseite 3a des Mantels 3 festgelegt und bildet eine (vorzugsweise u-förmige) nach oben hin offene Aufnahme für das freie Ende 72 des zweiten Sammlers 22, der an diesem Ende 72 verschlossen ist, so dass das zweite Medium S' dort nicht austreten kann.
Durch das Führungslager 72 wird der Block 20 im Mantel bzw. Kettle 3 positioniert, wobei eine Bewegung des zweiten Sammlers 22 entlang und um die
Erstreckungsrichtung E möglich ist. Quer zur Erstreckungsrichtung E verhindert das Führungslager 72 eine Bewegung des zweiten Sammlers 22, wobei nach oben hin ein Herausfallen des zweiten Sammlers 22 aus dem Führungslager 72 durch den Bolzen 73 verhindert wird, der zusammen mit dem Führungslager 72 das freie Ende 72 des zweiten Sammlers 22 in einer Ebene senkrecht zur Erstreckungsrichtung E umschließt. Diese Führung stellt eine effektive Möglichkeit dar, den Block 20 gegen dynamische Lastfälle, z.B. Erdbeben, zu schützen.
Fig. 3 zeigt eine zu den Figuren 1 und 2 alternative Ausgestaltung des zweiten
Sammlers 22, wobei im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 der zweite Sammler 22 nicht mit einem freien Ende 71 in ein Führungslager 72 eingehängt ist, sondern vielmehr entgegen der Erstreckungsrichtung E eine weitere erste Rohrleitung 41 b vom zweiten Sammler 22 abgeht, die wiederum über ein Verbindungselement 51 mit dem zweiten Sammler 22 verbunden ist (die weitere erste Rohrleitung 41 b ist in diesem Fall wiederum aus einem Stahl gefertigt und der zweite Sammler 22 aus Aluminium, siehe oben) und entgegen der Erstreckungsrichtung E (also entgegen gesetzt zur ersten Rohrleitung 41 a) aus dem Mantel 3 des Wärmeübertragers 1 herausgeführt ist. Vom zweiten Sammler 22 kann also das zweite Medium S' somit von zwei Seiten her abgezogen werden bzw. bei umgekehrter Strömungsrichtung von zwei Seiten her in den zweiten Sammler 22 eingespeist werden. Das Führungslager 72 gemäß Figuren 1 und 4 wird somit durch ein starres Festlager ersetzt.
Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 bzw. Block 20 in der oben beschriebenen Bauform ermöglicht im Ergebnis mit Vorteil einen kurzen Kettle 3 und hat weiterhin Vorteile bei dynamischen Lastfällen (Erdbeben). Insbesondere für LNG (Erdgas) - Anwendungen, bei denen die hohen Drücke bei herkömmlichen Block-In-Shell
Wärmeübertragern in der Regel Mehrfachstutzen und Sammelleitungen erfordern, sind Einsparungen möglich. So wird eine Sammelleitung komplett eingespart und die vergleichsweise geringere Wandstärke des kugelförmigen dritten Sammlers 23 führt zu Materialeinsparungen und reduziert das Schweißvolumen. Der kleinere Kettle 3 benötigt des Weiteren weniger Kühlmittel.
Vorzugsweise sind zum Entleeren des Blocks 20 zusätzliche Drainageleitungen 61 , 62 vorgesehen, die eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Sammler 23 und dem zweiten Sammler 22 herstellen sowie zwischen den Einlassstutzen 31 , 32 und dem zweiten Sammler 22. In der Figur 1 sind die Drainageleitungen 61 , 62 insbesondere für den Fall dargestellt, dass der dritte Sammler 23 aus Aluminium gefertigt ist. Bei einem dritten Sammler 23 aus Stahl ist die Drainageleitung 61 bevorzugt ebenfalls aus Stahl gefertigt und ist bevorzugt an die erste Rohrleitung 41 a angebunden, die ebenfalls vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist. Die Drainageleitung 62 ist in jedem Fall bevorzugt aus Aluminium gefertigt.
Der erste und der zweite Sammler 21 , 22 verfügen senkrecht zur Erstreckunsgrichtung E vorzugsweise über einen Umschließungswinkel der größer ist als 180°, was einen günstigeren Strömungsquerschnitt bewirkt.
Weiterhin erlaubt der kugelförmige dritte Sammler 23 mehrere Möglichkeiten der Stutzenorientierung. Weiterhin kann mit Vorteil durch die Verwendung von mehreren Einlassstutzen 31 , 32 die Anströmung im Block 20 gesteuert werden.
Figur 5 zeigt schließlich eine alternative Ausgestaltung des dritten Sammlers 23, die ebenfalls bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 3 zur Anwendung kommen könnte. Hierbei ist der dritte Sammler 23 als hohle Halbkugel ausgeführt, die sich vorzugsweise bündig an die dritte Rohrleitung 44 anschließt. Die dritte Rohrleitung 44 kann dabei mit dem Umfang des halbkugelförmigen dritten Sammlers 23 verschweißt sein, wobei die zweiten Rohrleitungen 42, 43 wie zuvor vom dritten Sammler 23 abgehen.
Bezugszeichenliste
1 Wärmeübertrager
2 Plattenwärmeübertrager
3 Mantel
3a Innenseite
20 Wärmeübertragerblock
20a Erste Seite
0b Zweite Seite
0c Oberseite
0d Unterseite
1 Erster Sammler
2 Zweiter Sammler
3 Dritter Sammler
1 Erster Einlassstutzen
2 Zweiter Einlasstutzen
1 a Erste Rohrleitung
1 b Weitere erste Rohrleitung
2 Zweite Rohrleitung
3 Weitere zweite Rohrleitung
4 Dritte Rohrleitung
1 , 52, 53, 54 Verbindungselement
1 , 62 Drainageleitung
1 Ende
2 Führungslager
3 Bolzen
01 Erste Wärmeübertragungspassagen 02 Zweite Wärmeübertragungspassagen 03 Trenn- bzw. Deckplatte
04 Abschlussleisten (side bars)
05 Wärmeleitstrukturen (z.B. Fins) E Erstreckungsrichtung
L Längsachse
O Durchgangsöffnung
Q Durchgangsöffnung
0' Durchgangsöffnung
0" Auslassöffnung
S Erstes Medium
S' Zweites Medium
M Mantelraum

Claims

Patentansprüche
Wärmeübertrager zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten und einem zweiten Medium (S, S'), mit
einem Mantel (3), der einen Mantelraum (M) zur Aufnahme des ersten
Mediums (S) umgibt,
einem im Mantelraum (M) angeordneten Plattenwärmeübertrager (2) aufweisend einen Wärmeübertragerblock (20) mit ersten
Wärmeübertragungspassagen (201) zur Aufnahme des ersten Mediums (S) sowie zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) zur Aufnahme des zweiten Mediums (S'),
einem ersten Sammler (21), der an einer ersten Seite (20a) des
Wärmeübertragerblocks (20) festgelegt ist und mit den zweiten
Wärmeübertragungspassagen (202) in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium (S') über den ersten Sammler (21) in die zweiten
Wärmeübertragungspassagen (202) einleitbar ist, und
einem zweiten Sammler (22), der an einer der ersten Seite (20a)
abgewandten zweiten Seite (20b) des Wärmeübertragerblocks (20) festgelegt ist und mit den zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) in Fluidverbindung steht, so dass das zweite Medium (S') über den zweiten Sammler (22) aus den zweiten Wärmeübertragungspassagen (202) abziehbar ist, wobei sich der zweite Sammler (22) entlang einer
Erstreckungsrichtung (E) entlang der zweiten Seite (20b) erstreckt, wobei eine entlang der Erstreckungsrichtung (E) erstreckte erste Rohrleitung (41a) zum Abziehen des zweiten Mediums (S') aus dem zweiten Sammler (22) mit dem zweiten Sammler (22) in Fluidverbindung steht und in der
Erstreckungsrichtung (E) durch eine Durchgangsöffnung (O) des Mantels (3) aus dem Mantelraum (M) herausgeführt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der erste Sammler (21) entlang der Erstreckungsrichtung (E) entlang der ersten Seite (20a) erstreckt, wobei zumindest ein mit dem ersten Sammler (21) verbundener erster Einlassstutzen (31) vorgesehen ist, der quer zur
Erstreckungsrichtung (E) vom ersten Sammler (21) abgeht, wobei das zweite Medium (S') über den ersten Einlassstutzen (31) in den ersten Sammler (21) einleitbar ist, und wobei der Wärmeübertrager (1) einen im Mantelraum (M) angeordneten dritten
Sammler (23) aufweist, der mit dem mindestens einen Einlassstutzen (3 ) in Fluidverbindung steht, wobei insbesondere der dritte Sammler (23)
hohlkugelförmig oder hohlhalbkugelförmig ausgebildet ist.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine entlang der Erstreckungsrichtung (E) erstreckte weitere erste Rohrleitung (41b) zum Abziehen des zweiten Mediums (S') aus dem zweiten Sammler (22) mit dem zweiten Sammler (22) in Fluidverbindung steht und entgegen der Erstreckungsrichtung (E) durch eine weitere Durchgangsöffnung (Q) des Mantels (3) aus dem Mantelraum (M) herausgeführt ist, die der einen Durchgangsöffnung (O) gegenüberliegt, wobei insbesondere die erste und die weitere erste
Rohrleitung (41a, 41 b) miteinander fluchten und von einander abgewandten Seiten des zweiten Sammlers (22) abgehen.
3. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite Sammler (22) in und/oder entgegen der Erstreckungsrichtung (E) über den Wärmeübertragerblock (20) hinaus steht.
4. Wärmeübertrager nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die erste Rohrleitung (41 a) und/oder die weitere erste Rohrleitung (41 b) über je ein separates Verbindungselement (51) mit dem zweiten Sammler (22) verbunden sind, wobei insbesondere der zweite Sammler (22) aus Aluminium gefertigt ist, wobei insbesondere die erste Rohrleitung (41a) und/oder die weitere erste Rohrleitung (41 b) aus einem Stahl gefertigt sind, oder dass die erste Rohrleitung (41a) und/oder die weitere erste Rohrleitung (41 b) mit dem zweiten Sammler (22) direkt verbunden sind, wobei insbesondere der zweite Sammler (22) aus Aluminium gefertigt ist, wobei insbesondere die erste
Rohrleitung (41 a) und/oder die weitere erste Rohrleitung (41 b) aus Aluminium gefertigt sind.
5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der dritte Sammler (23) über eine zweite Rohrleitung (42) mit dem mindestens einen Einlassstutzen (31) des ersten Sammlers (21 ) verbunden ist. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Sammler (23) mit einer dritten Rohrleitung (44) in Fluidverbindung steht, die durch eine Durchgangsöffnung (Ο') des Mantels (3) aus dem Mantelraum (M) heraus geführt ist, wobei insbesondere die dritte Rohrleitung (44) quer zur Erstreckungsrichtung (E) und/oder entlang der Vertikalen verläuft.
Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rohrleitung (42) über ein separates Verbindungselement (52) mit dem
mindestens einen Einlassstutzen (31) verbunden ist, wobei insbesondere die zweite Rohrleitung (42) und/oder der dritter Sammler (23) aus einem Stahl gefertigt sind, und wobei insbesondere der mindestens eine Einlassstutzen (31) aus Aluminium gefertigt ist, oder dass die zweite Rohrleitung (42) direkt mit dem mindestens einen Einlassstutzen (31) verbunden ist, wobei insbesondere die zweite Rohrleitung (42) und/oder der dritter Sammler (23) aus Aluminium gefertigt sind, und wobei insbesondere der mindestens eine Einlassstutzen (31) aus Aluminium gefertigt ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Rohrleitung (44) über ein separates Verbindungselement (54) mit dem dritten Sammler (23) verbunden ist, wobei insbesondere die dritte Rohrleitung (44) aus einem Stahl gefertigt ist, wobei insbesondere der dritte Sammler (23), die zweite Rohrleitung (42) und/oder der erste Einlassstutzen (31) aus Aluminium gefertigt sind, oder dass die dritte Rohrleitung (44) direkt mit dem dritten Sammler (23) verbunden ist, wobei insbesondere die dritte Rohrleitung (44) aus einem
Aluminium gefertigt ist, wobei insbesondere der dritte Sammler (23), die zweite Rohrleitung (42) und/oder der erste Einlassstutzen (31) aus Aluminium gefertigt sind.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragungsblock (20) eine Oberseite (20c) aufweist, an die insbesondere die beiden Seiten (20a, 20b) angrenzen, wobei die Oberseite (20c) insbesondere senkrecht zu den beiden Seiten (20a, 20b) verläuft. Wärmeübertrager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) sich entlang einer Zylinderachse (L) des Mantels (3) erstreckt, wobei insbesondere die Oberseite (20c) parallel zur Zylinderachse (L) verläuft, und wobei insbesondere die Zylinderachse (L) in der durch die Oberseite (20c) gebildeten Ebene liegt.
Wärmeübertrager nach Anspruch 5 und nach Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rohrleitung (42) abschnittsweise oberhalb der Oberseite (20c) des Wärmeübertagungsblocks (20) entlang der Oberseite (20c) verläuft.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sammler (22) am Mantel (3) des
Wärmeübertragers (1 ) gelagert ist, wobei insbesondere ein Ende (71 ) des zweiten Sammlers (22) auf einem Führungslager (72) aufliegt, das am Mantel (3) des Wärmeübertragers (1 ) festgelegt ist, so dass sich insbesondere der zweite Sammler (22) entlang der Erstreckungsrichtung (E) im Führungslager (72) bewegen kann. 13. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten Wärmeübertragungspassagen (201 ) an der Oberseite (20c) des Wärmeübertragerblocks (20) je eine Auslassöffnung (O") sowie an einer der Oberseite (20c) abgewandten Unterseite (20d) des
Wärmeübertragerblocks (20) je eine Einlassöffnung aufweisen, so dass ein im Mantelraum (M) befindliches und den Wärmeübertragerblock (20) umgebendes erstes Medium (S) über die Einlassöffnungen in die ersten
Wärmeübertragungspassagen (201) gelangen und in diesen aufsteigen kann sowie aus den Auslassöffnungen (O") wieder austreten kann.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Sammler (21 , 22) einen Umschließungswinkel aufweisen, der größer als 180° ist.
15. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der dritte Sammler (23) eine geschmiedete Halbkugel oder Hohlhalbkugel aufweist.
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