WO2016102045A1 - Core-in-shell-wärmeübertrager mit leiteinrichtung zur besseren verteilung des mediums im abscheideraum - Google Patents

Core-in-shell-wärmeübertrager mit leiteinrichtung zur besseren verteilung des mediums im abscheideraum Download PDF

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WO2016102045A1
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heat exchanger
medium
guide elements
guide
plate heat
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Stefan Kayser
Steffen Brenner
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Linde GmbH
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Linde GmbH
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0061—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for phase-change applications
    • F28D2021/0064—Vaporizers, e.g. evaporators

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to claim 1.
  • Such a heat exchanger is used for indirect heat transfer between a first medium and a second medium and has a jacket which surrounds a jacket space for receiving a liquid phase of the first medium and at least one plate heat exchanger, the first
  • Plate heat exchanger is arranged in the mantle space, that he with an im
  • Mantelraum located liquid phase of the first medium is umgewand, and wherein the first heat transfer passages via outlet openings on an upper side of the plate heat exchanger, which is usually n a horizontal plane, are in flow communication with the jacket space, so that the first medium through the outlet openings in the shell space or separation chamber can emerge as a two-phase medium, in which the gaseous phase of the first medium is separated from the liquid phase of the first medium.
  • the region of the jacket space above the level of the liquid phase of the first medium, which is available for receiving the gaseous phase of the first medium is understood as the separation space.
  • Such a heat exchanger is, for example, in "The Standards of the brazed aluminum plate-fin heat exchanger manufacturer's association (ALPEMA)", third
  • Heat exchangers are therefore also called “block-in-shell” heat exchangers, Other designations include “core-in-shell” or “block-in-kettle” heat exchangers.
  • the plate heat exchanger has a second closed shell space
  • the second medium in the second Heat transfer passages has no direct contact with the jacket space.
  • the open first heat transfer passages are usually for the first medium on several sides of the plate heat exchanger (eg at the
  • the plate heat exchanger is doing by a
  • the plate heat exchanger in a core-to-shell heat exchanger is commonly operated as a thermosyphon, i.e., in natural circulation.
  • the gas phase of the first medium is thereby passed over at least one gas outlet, e.g. withdrawn from the separation chamber in the form of a gas outlet nozzle provided on the jacket.
  • leakage of the liquid phase from the gas outlet must be avoided, e.g.
  • the present invention seeks to provide a heat exchanger of the type mentioned, which allows an improvement of the separation of both phases in the separation chamber.
  • a guide device is provided at or above the upper side of the plate heat exchanger for conducting the first (in particular two-phase) medium leaked from the outlet openings, wherein the guide device has a plurality of guide elements, each along a longitudinal axis along the Extending the upper side of the at least one plate heat exchanger, wherein the longitudinal axes of the guide elements extend perpendicular to a longitudinal axis of the jacket; and / or wherein the plate heat exchanger has a first outer edge and a parallel, opposite second outer edge, wherein the two outer edges bound the top of the plate heat exchanger, and wherein the heat exchanger has a plurality of first and second guide elements, wherein the first guide elements along the first Run outside edge and are located closer to the first outer edge than at the second outer edge, and wherein the second guide elements are along the second outer edge and located closer to the second outer edge than at the first outer edge, wherein the first guide elements are inclined to the first outer edge , so that in the first spatial direction from the outlet openings at
  • the guide device is in particular designed and positioned in such a way that a good distribution of the two-phase current in the jacket space or separation space of the heat exchanger is ensured and the shape of the three-dimensional velocity field, that is to say the distribution of the two-phase current in all three spatial directions, is influenced in the desired manner. Without such a guide, in particular, there is no uniform distribution of the gas phase onto the separation space.
  • the quality of the separation of the gas phase from the liquid phase of the first medium in the separation chamber depends on the expression of a three-dimensional
  • Velocity field of the first medium from. This is ideally so
  • Plate heat exchanger in the shell space are influenced only to a limited extent and with the disadvantage of higher production costs and correspondingly higher costs.
  • the separation space can not be used optimally for the separation of the gas and liquid phases of the first medium.
  • inactive areas of the separation chamber can arise in which no separation takes place, since the two-phase current is not guided there. this leads to
  • plate heat exchangers in core-in-shell heat exchangers often have a non-uniform course of evaporation. This means that over the length of a plate heat exchanger different amounts of gas is generated and
  • the load on the separation space is also not uniform, which can lead to higher entrainment, i.e., increased entrainment of liquid with the exiting gas stream.
  • the load of the separation chamber is determined essentially by the flow properties of the gas phase.
  • the guide device is designed to guide at least a portion of the two-phase first medium which has emerged from the outlet openings in a first spatial direction into at least one second spatial direction.
  • the first spatial direction runs from bottom to top along the vertical (ie, the two-phase first medium emerges from the outlet openings at the top along the vertical).
  • the second spatial direction differs from the first spatial direction and preferably has a larger horizontal component than the first spatial direction, so that the two-phase mixture, in particular in the
  • Horizontal can be distributed more evenly.
  • the guide device has at least one plate-shaped guide element, in particular in the form of a guide plate. This is preferably arranged (in particular in the vertical direction) above an outlet opening of at least one first heat transfer passage, so that gaseous (and in particular charged with liquid droplets) first medium impinges on the guide device or the at least one guide plate and is deflected by this outlet opening.
  • the at least one guide element extends along a longitudinal axis.
  • This longitudinal axis preferably runs parallel or perpendicular to a longitudinal axis or cylinder axis of the jacket (the longitudinal or cylindrical axis of the jacket preferably extends parallel to the horizontal during operation of the heat exchanger). However, it is also an angled, e.g. skewed, position of the longitudinal axis of the guide element to the longitudinal axis of the jacket conceivable.
  • the longitudinal axis of the guide element may extend in particular along the upper side of the plate heat transfer, in particular parallel to this upper side.
  • the top of the Plattenkorschreibers extends at a properly arranged heat exchanger along the horizontal.
  • the longitudinal axis of the at least one guide element may furthermore extend, for example, parallel to the plane along which the heat transfer passages or the separating plates which delimit the heat transfer passages extend.
  • the longitudinal axis may also extend perpendicularly or at an angle to this plane.
  • the at least one guide element has a lower edge which extends along the longitudinal axis of the guide element and which is spaced apart from the upper side of the plate heat exchanger.
  • Plate heat exchanger has.
  • the gas phase of the first medium can be deflected following the inclination of the guide element, namely in particular from the first spatial direction into the second spatial direction.
  • the gaseous phase of the first medium accordingly receives a horizontal velocity component parallel to the top of the plate heat exchanger, so that in particular the gaseous phase of the first medium can be distributed over a wider horizontal cross section in the shell space.
  • the at least one guide element is planar.
  • the at least one guide element is preferably flat, that is, it is perpendicular to its
  • Extension level to a thickness that is significantly smaller than the dimensions of the guide element in the extension plane.
  • the at least one guide element has a curvature, in particular towards the top of the plate heat exchanger, so that the gaseous phase when deflected by the at least one guide element a horizontal
  • the at least one guide element has a first and a second portion, which are arranged at an angle to each other.
  • the first (lower) portion which is located in the vertical closer to the top of the plate heat exchanger, have a slope as described above and may be formed plan, while the adjoining second section can have a greater inclination compared with the first section or can even run parallel to the upper side of the plate heat exchanger.
  • the second (upper) portion may have a curvature instead of a slope or in addition to a slope, in particular towards the top of the Plattenkortechniktragers out.
  • the at least one guide element has a plurality of passage openings for the first medium.
  • the at least one guide element both deflects gaseous first medium and also allows it to pass upwards.
  • a liquid phase which emerges from the outlet openings of the plate heat exchanger (in particular in the middle of the plate heat exchanger), easier to the edge of the
  • the at least one guide element is fixed via a carrier on the plate heat exchanger.
  • the carrier may have a frame which can be fixed on projecting from the frame supports on the plate heat exchanger.
  • the at least one guide element is then preferably fixed to the frame and can be supported thereon by further supports.
  • the guide device has a plurality of guide elements which each extend along one
  • the longitudinal axes of the guide elements can run parallel to each other.
  • the longitudinal axes may extend, for example, parallel to the longitudinal axis of the shell or, for example, perpendicular to the longitudinal axis of the shell.
  • an angular or skewed position of the longitudinal axes of the guide elements to the longitudinal axis of the shell is conceivable.
  • the longitudinal axes of the guide elements can extend in different spatial directions.
  • the longitudinal axes of the guide elements can extend along the upper side of the plate heat exchanger, in particular parallel to each other and in particular parallel to the top of the plate heat exchanger (or in any other manner described above).
  • the individual guide elements can each be designed as described above, ie have one or more of the features described above.
  • the particular cuboid plate heat exchanger preferably has a first outer edge and a parallel extending, opposite second
  • the heat exchanger a plurality of first and second guide elements, wherein the first guide elements are in particular parallel to the first outer edge and located closer to the first outer edge than at the second outer edge, and wherein the second guide elements in particular parallel to second outer edge and are located closer to the second outer edge than at the first outer edge.
  • first guide elements are in particular parallel to the first outer edge and located closer to the first outer edge than at the second outer edge
  • second guide elements in particular parallel to second outer edge and are located closer to the second outer edge than at the first outer edge.
  • two first and two second guide elements are present.
  • the first guide elements are inclined towards the first outer edge, so that the (in the first spatial direction) emerging from the outlet openings at the top of the Platten Vietnamese Anlagenübertragers two-phase first medium is deflected by the first guide elements in a second spatial direction, the horizontal component to the first outer edge is directed.
  • the second guide elements are preferably inclined towards the second outer edge, so that the (in the first
  • Plattenblazeübertragers exiting two-phase first medium is deflected by the second guide elements in each case in a second spatial direction, the horizontal component is directed to the second outer edge.
  • the horizontal components associated with the first outer edge thus point in a direction opposite to the direction of the horizontal components on the second outer edge. In other words, therefore, the guide elements are each to the nearest
  • the two-phase first medium can be better distributed over the entire horizontal cross section of the separation chamber.
  • the outer vanes are more inclined (ie, have a smaller angle to the top of the plate heat exchanger than the vanes located further in.)
  • the inclination preferably increases from the inside to the outside (ie, the angle of inclination becomes smaller).
  • the one or more first guide elements located closer to the first outer edge are inclined more towards the first outer edge than the one or more first located further away from the first outer edge
  • the second guide element or elements located closer to the second outer edge are inclined more towards the second outer edge than the second guide element located further in or further away from the second outer edge.
  • Outlet openings at the top of the plate heat exchanger further outwardly distributed in the separation chamber, as that first medium which is closer to the central axis of the top out of the outlet openings at the top of the
  • first and second guide elements can each be designed planar.
  • the first and second guide elements have a first (lower) and a second (upper) portion, wherein the portions each extend along the longitudinal axis of the respective guide element.
  • the upper portions have a greater incline than the lower portions opposite the top of the plate heat exchanger (ie, the second portions are angled to the respective first portion) and / or have a curvature toward the top of the plate heat exchanger.
  • the outermost first guide element and the outermost second guide element have a flat second portion which is arranged at an angle to the respective first section and has a greater inclination than the respective first section to the top of the plate heat exchanger.
  • the inner first guide element and the inner second guide element on a second portion which has a curvature towards the top of the plate heat exchanger, wherein the respective first portion is formed flat.
  • the longitudinal axis of the jacket extends along the horizontal, that is, that the jacket is designed as a lying jacket, wherein the guide elements are provided on an outer edge (perpendicular to the longitudinal axis of the jacket) of the upper side of the plate heat exchanger, which is adjacent to a (eg curved) bottom of the shell, which extends transversely to the longitudinal axis of the shell, wherein the guide elements are inclined to that bottom of the shell, so that the two-phase first medium by means of the guide elements in particular to the ground or can be guided in an end portion of the jacket space.
  • the flow of the emerging from the open space of a plate heat exchanger in a core-in-shell heat exchanger two-phase current and the subsequent distribution in the separation chamber or shell space are directly influenced and directed.
  • the main focus will be on the flow characteristics the gas phase laid.
  • attention is paid to a good outflow of the already deposited liquid.
  • the separation space can be used more effectively for separating the gas phase and the liquid phase of the first medium.
  • the guide can be formed as a non-pressure-bearing component. Its cross-sectional shape can be freely designed without significant impact on its strength.
  • the position of the plate heat exchanger in the shell space can be chosen more flexible due to the invention, without compromising the quality of the separation of gas and
  • the guide or the at least one guide element may be made of any suitable material, such as e.g. Made of aluminum, steel or plastic or have these materials. A combination of such or suitable materials is possible.
  • the guiding device and the at least one guiding element can be made of sheet metal as well as other suitable elements, such as e.g. machined pipes, machined solid materials, molded parts or (extruded) profiles. The combination of different elements is possible.
  • the shape, size and number of the elements or guide elements of a guide used can be designed both according to manufacturing technology as well as procedural aspects. It can
  • each of the elements used can be designed individually.
  • the guide elements used can be solid, perforated or slotted. Likewise, these can be both flat and profiled (see above).
  • the guide can also be attached to other suitable location (eg on the jacket) in addition to the plate heat exchanger. The type of attachment is arbitrary, it can for example be welded, screwed or glued.
  • the guide can extend over the entire area or the entire upper side of the plate heat exchanger as well as only over selected areas of the upper side. Also, a guide in areas of
  • Heat exchanger block is located.
  • the orientation of the guide is also freely selectable.
  • the guide can also be executed without a frame. As already mentioned, parts of the guide can be combined with and without frame.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned view of a device according to the invention
  • Fig. 2 is a view of the heat exchanger taken along the line A-A of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a view of the heat exchanger taken along the line B-B of Fig. 1;
  • Fig. 4 is a side view of an embodiment of an inventive
  • FIG. 5 shows a plan view of the guide device according to FIG. 4;
  • Fig. 6 is a side view of an embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows, in connection with FIG. 8, a block-in-shell heat exchanger 1 according to the invention.
  • the heat exchanger 1 has a jacket 2 which extends along a longitudinal or cylindrical axis which runs along the horizontal at a heat exchanger 1 arranged as intended.
  • the jacket 2 surrounds a jacket space 3, in which at least one plate heat exchanger 4 is arranged. This has alternately juxtaposed and
  • first and second heat transfer passages 71, 72 which are each designed to receive a first and second medium F1, F2, so that between two media F1, F2 indirectly heat is / can be.
  • the heat transfer passages 71, 72 are bounded in each case by two parallel partition plates 90 (the two outermost partition plates of the plate heat exchanger 4 are referred to as cover plates), between each of which a heat conducting structure 80 is arranged, which is present e.g.
  • the first heat transfer passages 71 are toward the upper side 4 a of the at least one plate heat exchanger 4 and to the
  • first and second heat transfer passages 71, 72 may be closed by so-called edge bars (side bars) 91.
  • the second heat transfer passages 72 are additionally closed at the top and bottom by such end strips 91.
  • the components of the at least one plate heat exchanger 4, such as e.g. the partition plates 90, the fins 80, the side bars 91 and the collectors 61, 63, 62, 64 (also referred to as headers) are preferably made of aluminum.
  • the partition plates 90, side bars 91 and fins 80 are preferably soldered together in an oven.
  • the first medium F1 When ascending in at least one plate heat exchanger 4, the first medium F1 is brought into an indirect heat transfer with the second medium F2, which via an inlet port 51 and 53 and an adjoining collector (also called header) 61 and 63 in the second
  • Heat transfer passages 72 of the at least one plate heat exchanger 4 is introduced and there, in particular in cross-flow (or counterflow) to the first medium F1, which flows in the first heat transfer passages 71, out.
  • the first gaseous second medium F2 is cooled and in particular liquefied, whereas the first medium F1 is heated and partially evaporated and as a two-phase mixture from the plate heat exchanger 4 in a first spatial direction R, here vertically upwards exits.
  • the gaseous phase G1 of the first medium F1 collects in the jacket space 3 or in the separation chamber (this is the space above the liquid level) above the at least one plate heat exchanger 4 and can from there via (a) provided on the jacket 2 (n) Gas outlet 55 and 56 are deducted from the shell space 3 and the separation chamber.
  • the condensed second medium is withdrawn via a collector (or header) 62 or 64 of the at least one plate heat exchanger 4 from the second heat transfer passages 72 and via a connected to the respective collector 62 and 64 connecting piece 52 and 54 of the
  • the heat exchanger 1 can also have a plurality of plate heat exchangers 4, in particular two, as described above
  • Plate heat exchanger 4 which according to Figure 1, e.g. along the longitudinal axis of the heat exchanger 1 are arranged one behind the other in the shell space 3 of the heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 can only one
  • Plate heat exchanger 4 which is then e.g. how the right or the left plate heat exchanger 4 of Figure 1 can be formed.
  • a guide 10 which serves to influence the velocity field V of the first medium F1.
  • This guide 10 has e.g. according to FIGS. 4 and 5, a plurality of flat and planar guide elements 100, 100 ', e.g. in the form of baffles, up. As shown in FIG. 1, these guide elements 100, 100 'can each extend along a longitudinal axis L which runs parallel to the upper side 4a of the (left) plate heat exchanger 4, parallel to the two outer edges 41, 42 of the parallelepipedal
  • Plate heat exchanger 4 which the upper side 4a of the plate heat exchanger 4 (see Fig. 8) bounded, these outer edges or edges 41, 42 parallel to
  • Heat transfer passages 71, 72 run.
  • the guide 10 is
  • the angles W and W are preferably in a range of 15 ° to 45 ° or 30 ° to 60 °. Furthermore, the angles preferably decrease from the inside to the outside towards the outside edges 41, 42 of the cuboid or plate heat exchanger 4.
  • the biphasic medium F1 emerging below the guide elements 100, 100' from the outlet openings 40 in a first spatial direction R is directed outwards to the sides of the two Mantelraumes 3 distributed in the marked with arrows second spatial directions R ', as indicated in Figure 2 and 4 respectively.
  • the guide elements 100, 100 'can continue to be supported by supports 22 on the frame 20 of the carrier.
  • the guide elements 100, 100 'at a defined height above the top 4a and the outlet openings 40 of the Platten Officertrages 4 are arranged, wherein the lower edges 101 of the guide elements 100, 100' in particular a constant height with respect to the top 4a.
  • Plate heat exchanger 4 according to Figure 1 is the case (see also Fig. 8). Furthermore, the two outermost guide elements 100, 100 'according to FIG. 7 have no slotted passage openings 140, but rather circular passage openings 140, which is what also referred to as perforation. In this case, both the first sections 102 and the second sections 103 of the corresponding guide elements 100, 100 'have such passage openings 140.
  • the two further inwardly arranged guide elements 100, 100 'of Figures 6 and 7 are also not planed, but each - in addition to the inclination (angle between guide element 100 and frame 20 and top 4a) - in an upper portion of a curve towards Upper side 4a of the plate heat exchanger 4, so that a clearer deflection of the (with liquid droplets loaded) gas phase G1 to the sides or the edges 41, 42 of the block 4 takes place.
  • the orientation of the guide elements 100, 100 not necessarily be aligned parallel to the edges 41, 42 or passages 71, 72 of the plate heat exchanger 4 or to the longitudinal axis of the heat exchanger 1, but is determined according to the desired distribution directions.
  • the guide elements 100 of the guide 10 of the right plate heat exchanger 4 according to Figures 1 and 3 are directed towards the bottom or cover of the lying jacket 3 - the guide elements 100 thus extend transversely to the edges 41, 42 and the heat transfer passages 71, 72 (that is, along the edges 43, 44), so that the first medium F1 can also be better distributed in the direction of the bottom or cover of the jacket 3, which can be seen from the illustrated velocity vectors V of the first medium F1 in FIG.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium (F1) und einem zweiten Medium (F2), mit: einem Mantel (2), der einen Mantelraum (3) zur Aufnahme einer flüssigen Phase (L1) des ersten Mediums (F1) umgibt, und zumindest einem Plattenwärmeübertrager (4), der erste Wärmeübertragungspassagen (71) zur Aufnahme des ersten Mediums (F1) sowie zweite Wärmeübertragungspassagen (72) zur Aufnahme des zweiten Mediums (F2) aufweist, so dass zwischen den beiden Medien (F1, F2) indirekt Wärme übertragbar ist, wobei der mindestens eine Plattenwärmeübertrager (4) so im Mantelraum (3) angeordnet ist, dass er mit einer im Mantelraum (3) befindlichen flüssigen Phase (L1) des ersten Mediums (F1) umgebbar ist, und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (71) über Auslassöffnungen (40) an einer Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) mit dem Mantelraum (3) in Strömungsverbindung stehen, so dass das erste Medium (F1) durch die Auslassöffnungen (40) in den Mantelraum (3) gelangen kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an der Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) zum Leiten des aus den Auslassöffnungen (40) ausgetretenen, zweiphasigen ersten Mediums (F1) eine Leiteinrichtung (10) vorgesehen ist.

Description

Beschreibung
CORE-IN-SHELL-WÄRMEÜBERTRAGER MIT LEITEINRICHTUNG ZUR BESSEREN VERTEILUNG DES MEDIUMS IM ABSCHEIDERAUM
Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertrager gemäß Anspruch 1.
Ein derartiger Wärmeübertrager dient zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium und einem zweiten Medium und weist einen Mantel auf, der einen Mantelraum zur Aufnahme einer flüssigen Phase des ersten Mediums umgibt sowie zumindest einen Plattenwärmeübertrager, der erste
Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des ersten Mediums sowie zweite
Wärmeübertragungspassagen zur Aufnahme des zweiten Mediums aufweist, so dass zwischen den beiden Medien indirekt Wärme übertragbar ist, wobei der
Plattenwärmeübertrager so im Mantelraum angeordnet ist, dass er mit einer im
Mantelraum befindlichen flüssigen Phase des ersten Mediums umgebbar ist, und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen über Auslassöffnungen an einer Oberseite des Plattenwärmeübertragers, die für gewöhnlich n einer horizontalen Ebene liegt, mit dem Mantelraum in Strömungsverbindung stehen, so dass das erste Medium durch die Auslassöffnungen in den Mantelraum bzw. Abscheideraum als zweiphasiges Medium austreten kann, in dem die gasförmige Phase des ersten Mediums von der flüssigen Phase des ersten Mediums getrennt wird. Dabei wird als Abscheideraum der Bereich des Mantelraumes oberhalb des Pegels der flüssigen Phase des ersten Mediums verstanden, der zur Aufnahme der gasförmigen Phase des ersten Mediums zur Verfügung steht.
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. Darin wird der Mantel als„Shell" und der Plattenwärmeübertrager als„block" bezeichnet. Eine solche Ausführung eines
Wärmeübertragers nennt man daher auch„block-in-shell"-Wärmeübertrager. Andere Bezeichnungen sind z.B.„core-in-shell" oder„block-in-kettle"-Wärmeübertrager.
Neben den ersten, zum Mantelraum hin offenen Wärmeübertragungspassagen, weist der Plattenwärmeübertrager zum Mantelraum hin geschlossene zweite
Wärmeübertragungspassagen auf. Das zweite Medium in den zweiten Wärmeübertragungspassagen hat dabei keinen direkten Kontakt zum Mantelraum. Die offenen ersten Wärmeübertragungspassagen sind dagegen für das erste Medium üblicherweise auf mehreren Seiten des Plattenwärmeübertragers (z.B. an der
Unterseite und der Oberseite des Plattenwärmeübertragers) zum Mantelraum hin durchlässig (siehe oben). Der Plattenwärmeübertrager wird dabei von einem
Flüssigkeitsbad des ersten Mediums umgeben, das dabei üblicherweise an der Unterseite als flüssige Phase in den Plattenwärmeübertrager eintritt und an der Oberseite als Zweiphasenstrom (aus den Auslassöffnungen) wieder austritt. Triebkraft dafür ist eine Temperaturdifferenz zwischen dem zweiten Medium in den
geschlossenen zweiten Passagen und dem ersten Medium in den offenen ersten Passagen. Durch die vom zweiten Medium in den geschlossenen zweiten Passagen auf das erste Medium in den ersten Passagen übertragene Wärme wird ein Teil der flüssigen Phase des ersten Mediums in den offenen ersten Passagen verdampft. Der Plattenwärmeübertrager in einem Core-In-Shell-Wärmeübertrager wird üblicherweise als Thermosiphon, d.h., im Naturumlauf, betrieben. Die Gasphase des ersten Mediums wird dabei über zumindest einen Gasauslass, z.B. in Form eines am Mantel vorgesehenen Gasauslassstutzens aus dem Abscheideraum abgezogen. Hierbei muss ein Austritt der Flüssigphase aus dem Gasauslass vermieden werden, um z.B.
nachfolgende Prozesse nicht ungünstig zu beeinflussen oder Schäden an
nachfolgenden Einrichtungen zu vermeiden. Über die Anzahl und Verteilung der Gasauslassstutzen konnte keine wesentliche Verbesserung der Abscheidung der Flüssigkeitströpfchen aus der Gasphase erreicht werden.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine Verbesserung der Trennung beider Phasen im Abscheideraum ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.
Gemäß Anspruch 1 ist an oder oberhalb der Oberseite des Plattenwärmeübertragers zum Leiten des aus den Auslassöffnungen ausgetretenen ersten (insbesondere zweiphasigen) Mediums eine Leiteinrichtung vorgesehen, wobei die Leiteinrichtung mehrere Leitelemente aufweist, die sich jeweils entlang einer Längsachse entlang der Oberseite des mindestens einen Plattenwärmeübertragers erstrecken, wobei die Längsachsen der Leitelemente senkrecht zu einer Längsachse des Mantels verlaufen; und/oder wobei der Plattenwärmeübertrager eine erste Außenkante und eine parallel dazu verlaufende, gegenüberliegende zweite Außenkante aufweist, wobei die beiden Außenkanten die Oberseite des Plattenwärmeübertragers begrenzen, und wobei der Wärmeübertrager eine Mehrzahl an ersten und zweiten Leitelementen aufweist, wobei die ersten Leitelemente entlang der ersten Außenkante verlaufen und näher an der ersten Außenkante gelegen sind als an der zweiten Außenkante, und wobei die zweiten Leitelemente entlang der zweiten Außenkante verlaufen und näher an der zweiten Außenkante gelegen sind als an der ersten Außenkante, wobei die ersten Leitelemente zur ersten Außenkante hin geneigt sind, so dass das in der ersten Raumrichtung aus den Auslassöffnungen an der Oberseite des
Plattenwärmeübertragers austretende, zweiphasige erste Medium durch die ersten Leitelemente jeweils in eine zweite Raumrichtung abgelenkt wird, deren horizontale Komponente zur ersten Außenkante gerichtet ist, und wobei die zweiten Leitelemente zur zweiten Außenkante hin geneigt sind, so dass das in der ersten Raumrichtung aus den Auslassöffnungen an der Oberseite des Plattenwärmeübertragers austretende, zweiphasige erste Medium durch die zweiten Leitelemente jeweils in eine zweite Raumrichtung abgelenkt wird, deren horizontale Komponente zur zweiten Außenkante gerichtet ist.
Mit anderen Worten wird also insbesondere die Beeinflussung des aus den ersten Wärmeübertragungspassagen in den Mantelraum austretenden Zweiphasenstromes des ersten Mediums von der Leiteinrichtung übernommen. Die Leiteinrichtung wird dabei insbesondere so ausgeführt und positioniert, dass eine gute Verteilung des Zweiphasenstromes im Mantelraum bzw. Abscheideraum des Wärmeübertragers sichergestellt und die Ausprägung des dreidimensionalen Geschwindigkeitsfeldes, d.h., die Verteilung des Zweiphasenstromes in alle drei Raumrichtungen, in gewünschter Weise beeinflusst wird. Ohne eine derartige Leiteinrichtung erfolgt insbesondere keine gleichmäßige Verteilung der Gasphase auf den Abscheideraum. Somit sind Bereiche im Abscheideraum vorhanden, in die die Gasphase sowie mitgenommene Anteile der flüssigen Phase nicht hingeführt werden, so dass nicht der gesamte Abscheideraum zur Abscheidung der flüssigen Anteile des ersten Mediums genutzt wird und die Güte der Trennung der Gasphase von der Flüssigkeitsphase des ersten Mediums
entsprechend sinkt. Die Güte der Trennung der Gasphase von der Flüssigkeitsphase des ersten Mediums im Abscheideraum hängt dabei von der Ausprägung eines dreidimensionalen
Geschwindigkeitsfeldes des ersten Mediums ab. Dieses ist idealerweise so
ausgeprägt, dass die gasförmige Phase (bzw. die mit Flüssigkeitströpfchen beladene Gasphase) möglichst gleichmäßig über den Mantelraum verteilt wird. Es hat sich gezeigt, dass sich dies durch die Anzahl, Größe und Anordnung der Auslassstutzen für die Gasphase nur in begrenztem Maße und mit dem Nachteil von höheren
Druckverlusten realisieren lässt. Weiterhin kann das dreidimensionale
Geschwindigkeitsfeld durch die Anzahl, Größe, Anordnung und Ausgestaltung der
Plattenwärmeübertrager im Mantelraum nur in begrenztem Maße und mit dem Nachteil eines höheren Fertigungsaufwandes und entsprechend höherer Kosten beeinflusst werden.
Aufgrund der begrenzten Beeinflussbarkeit des Geschwindigkeitsfeldes durch die oben genannten Maßnahmen kann der Abscheideraum nicht optimal für die Trennung von Gas- und Flüssigkeitsphase des ersten Mediums genutzt werden. Insbesondere können inaktive Bereiche des Abscheideraumes entstehen, in denen keine Trennung stattfindet, da der Zweiphasenstrom dort nicht hingeführt wird. Dies führt
gegebenenfalls zu einer größeren erforderlichen Mantellänge bzw. einem größeren erforderlichen Manteldurchmesser, was in jedem Fall höhere Kosten und ein
Mehrgewicht des Core-In-Shell-Wärmeübertragers zur Folge hat.
Weiterhin weisen Plattenwärmeübertrager in Core-In-Shell-Wärmeübertragern häufig einen ungleichmäßigen Verdampfungsverlauf auf. Dies bedeutet, dass über die Länge eines Plattenwärmeübertragers unterschiedlich viel Gas erzeugt wird und
infolgedessen die Belastung des Abscheideraumes ebenfalls nicht gleichmäßig ist, was zu einem höherem Entrainment, d.h., einem vermehrten Mitführen von Flüssigkeit mit dem austretenden Gasstrom, führen kann. Die Belastung des Abscheideraumes wird dabei im Wesentlichen durch die Strömungseigenschaften der Gasphase bestimmt.
Mittels der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung kann die Verteilung der Gasphase (bzw. der mit Flüssigkeitströpfchen beladene Gasphase) auf den Mantelraum verbessert werden, was die vorgenannten Probleme mit vergleichsweise kostengünstigen Mitteln mindert. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Leiteinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des aus den Auslassöffnungen in eine erste Raumrichtung ausgetretenen, zweiphasigen erste Mediums in zumindest eine zweite Raumrichtung zu leiten. Die erste Raumrichtung verläuft dabei von unten nach oben entlang der Vertikalen (d.h. das zweiphasige erste Medium tritt an der Oberseite entlang der Vertikalen aus den Auslassöffnungen aus). Die zweite Raumrichtung unterscheidet sich von der ersten Raumrichtung und weist bevorzugt eine größere horizontale Komponente als die erste Raumrichtung auf, so dass das zweiphasige Gemisch insbesondere in der
Horizontalen gleichmäßiger verteilt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiteinrichtung zumindest ein plattenförmiges Leitelement, insbesondere in Form eines Leitblechs, aufweist. Dieses ist bevorzugt (insbesondere in vertikaler Richtung) oberhalb einer Auslassöffnung zumindest einer ersten Wärmeübertragungspassage angeordnet, so dass aus dieser Auslassöffnung austretendes gasförmiges (und insbesondere mit Flüssigkeitströpfchen beladenes) erstes Medium auf die Leiteinrichtung bzw. das mindestens eine Leitblech trifft und durch dieses abgelenkt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das mindestens eine Leitelement entlang einer Längsachse erstreckt. Diese Längsachse verläuft bevorzugt parallel oder senkrecht zu einer Längsachse bzw. Zylinderachse des Mantels (die Längs- oder Zylinderachse des Mantels erstreckt sich im Betrieb des Wärmeübertragers bevorzugt parallel zur Horizontalen). Es ist jedoch auch eine winklige, z.B. windschiefe, Lage der Längsachse des Leitelements zur Längsachse des Mantels denkbar.
Die Längsachse des Leitelementes kann sich insbesondere entlang der Oberseite des Plattenwärmeübertrages erstrecken, und zwar insbesondere parallel zu dieser Oberseite. Die Oberseite des Plattenwärmeübertragers erstreckt sich bei einem bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager entlang der Horizontalen. Die Längsachse des mindestens einen Leitelementes kann sich weiterhin z.B. parallel zu der Ebene erstrecken, entlang der sich die Wärmeübertragungspassagen bzw. die Trennplatten erstrecken, die die Wärmeübertragungspassagen begrenzen. Die Längsachse kann sich aber auch senkrecht oder winklig zu dieser Ebene erstrecken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement eine entlang der Längsachse des Leitelementes erstreckte Unterkante aufweist, die zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers beabstandet ist. Hierbei kann die Unterkante parallel zur Oberseite des
Plattenwärmeübertragers verlaufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement eine Neigung gegenüber der Oberseite des
Plattenwärmeübertragers aufweist. Hierdurch kann die Gasphase des ersten Mediums der Neigung des Leitelements folgend abgelenkt werden, nämlich insbesondere aus der ersten Raumrichtung in die zweite Raumrichtung. Die gasförmige Phase des ersten Mediums erhält dabei entsprechend eine horizontale Geschwindigkeitskomponente parallel zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers, so dass insbesondere die gasförmige Phase des ersten Mediums über einen breiteren horizontalen Querschnitt im Mantelraum verteilbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement plan ausgebildet ist. Das mindestens eine Leitelement ist dabei vorzugsweise flächig ausgebildet, d.h., es weist senkrecht zu seiner
Erstreckungsebene eine Stärke auf, die signifikant kleiner ist als die Ausdehnungen des Leitelementes in der Erstreckungsebene.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement eine Krümmung aufweist, und zwar insbesondere zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers hin, so dass die gasförmige Phase beim Ablenken durch das mindestens eine Leitelement eine horizontale
Geschwindigkeitskomponente erhält, die parallel zu der Oberseite des
Plattenwärmeübertragers verläuft (vergleiche oben).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweist, die winklig zueinander angeordnet sind. Hierbei kann z.B. der erste (untere) Abschnitt, der in der Vertikalen näher zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers gelegen ist, eine wie oben beschriebene Neigung aufweisen und kann dabei plan ausgebildet sein, während der sich daran anschließende zweite Abschnitt im Vergleich zum ersten Abschnitt eine stärkere Neigung aufweisen kann oder gar parallel zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers verlaufen kann. Der zweite (obere) Abschnitt kann anstelle einer Neigung oder zusätzlich zu einer Neigung eine Krümmung aufweisen, insbesondere zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers hin.
Auch hierdurch wird eine seitliche Ablenkung der Gasphase bewirkt, bei der die Gasphase eine horizontale Geschwindigkeitskomponente erhält, die parallel zu der Oberseite des Plattenwärmeübertragers verläuft (vergleiche oben).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement eine Mehrzahl an Durchgangsöffnungen für das erste Medium aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das mindestens eine Leitelement sowohl gasförmiges erstes Medium ablenkt, als auch nach oben durchlässt. Weiterhin kann über diese Durchgangsöffnungen eine flüssige Phase, die aus den Austrittsöffnungen des Plattenwärmeübertragers (insbesondere in der Mitte des Plattenwärmeübertragers) austritt, leichter zum Rand des
Plattenwärmeübertragers strömen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass das mindestens eine Leitelement über einen Träger am Plattenwärmeübertrager festgelegt ist. Hierbei kann der Träger einen Rahmen aufweisen, der über vom Rahmen abragende Stützen am Plattenwärmeübertrager festgelegt sein kann. Das mindestens eine Leitelement ist dann bevorzugt an dem Rahmen festgelegt und kann an diesem über weitere Stützen abgestützt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leiteinrichtung mehrere Leitelemente aufweist, die sich jeweils entlang einer
Längsachse erstrecken. Dabei können die Längsachsen der Leitelemente parallel zueinander verlaufen. Die Längsachsen können sich z.B. parallel zur Längsachse des Mantels erstrecken oder z.B. senkrecht zur Längsachse des Mantels. Grundsätzlich ist auch eine winklige bzw. windschiefe Lage der Längsachsen der Leitelemente zur Längsachse des Mantels denkbar. Weiterhin können sich die Längsachsen der Leitelemente in unterschiedliche Raumrichtungen erstrecken. So können sich z.B. die Längsachsen der Leitelemente entlang der Oberseite des Plattenwärmeübertragers erstrecken, und zwar insbesondere parallel zueinander sowie insbesondere parallel zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers (oder in einer sonstigen, oben beschriebene Weise). Die einzelnen Leitelemente können jeweils wie oben beschrieben ausgebildet sein, d.h., eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
Der insbesondere quaderförmige Plattenwärmeübertrager weist bevorzugt eine erste Außenkante und eine parallel dazu verlaufende, gegenüberliegende zweite
Außenkante auf, wobei die beiden Außenkanten die Oberseite des
Plattenwärmeübertragers begrenzen.
Vorzugsweise weist der Wärmeübertrager, wie bereits dargelegt, eine Mehrzahl an ersten und zweiten Leitelementen auf, wobei die ersten Leitelemente insbesondere parallel zur ersten Außenkante verlaufen und näher an der ersten Außenkante gelegen sind als an der zweiten Außenkante, und wobei die zweiten Leitelemente insbesondere parallel zur zweiten Außenkante verlaufen und näher an der zweiten Außenkante gelegen sind als an der ersten Außenkante. Gemäß einer Ausführungsform sind zwei erste sowie zwei zweite Leitelemente vorhanden.
Bevorzugt sind die ersten Leitelemente zur ersten Außenkante hin geneigt, so dass das (in der ersten Raumrichtung) aus den Auslassöffnungen an der Oberseite des Plattenwärmeübertragers austretende zweiphasige erste Medium durch die ersten Leitelemente jeweils in eine zweite Raumrichtung abgelenkt wird, deren horizontale Komponente zur ersten Außenkante gerichtet ist. Weiterhin sind bevorzugt die zweiten Leitelemente zur zweiten Außenkante hin geneigt, so dass das (in der ersten
Raumrichtung) aus den Auslassöffnungen an der Oberseite des
Plattenwärmeübertragers austretende zweiphasige erste Medium durch die zweiten Leitelemente jeweils in eine zweite Raumrichtung abgelenkt wird, deren horizontale Komponente zur zweiten Außenkante gerichtet ist. Die der ersten Außenkante zugeordneten horizontalen Komponenten weisen also in eine Richtung, die der Richtung der horizontalen Komponenten an der zweiten Außenkante entgegen gesetzt ist. Mit anderen Worten sind also die Leitelemente jeweils zur nächstgelegenen
Außenkante der Oberseite des insbesondere quaderförmigen Plattenwärmeübertragers hin geneigt, so dass die jeweils abgelenkte gasförmige Phase des ersten Mediums eine horizontale Geschwindigkeitskomponente erhält, die z.B. normal zur Ebene der Wärmeübertragungspassagen bzw. parallel zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers orientiert ist und auf die jeweils zugeordnete Außenkante gerichtet ist.
Auf diese Weise wird das zweiphasige erste Medium, das an der Oberseite des Plattenwärmeübertragers im Wesentlichen in Richtung der Vertikalen (erste
Raumrichtung) aus den Auslassöffnungen austritt, auch zu den Seiten des
Mantelraumes hin über die Außenkanten des Plattenwärmeübertragers hinaus verteilt und nicht nur direkt nach oben. Hierdurch kann das zweiphasige erste Medium besser über den gesamten horizontalen Querschnitt des Abscheideraumes verteilt werden.
Sind mehrere Leitelemente vorhanden, so weisen die äußeren Leitelemente gegenüber den weiter innen gelegenen Leitelementen eine stärkere Neigung auf (d.h. schließen einen kleineren Winkel mit der Oberseite des Plattenwärmeübertragers auf. Die Neigung nimmt bevorzugt von innen nach außen zu (d.h. der Neigungswinkel wird kleiner). So sind insbesondere das oder die näher zur ersten Außenkante gelegenen ersten Leitelemente stärker zur ersten Außenkante hin geneigt als das oder die weiter innen gelegenen bzw. weiter von der ersten Außenkante weg gelegenen ersten
Leitelemente. Analog sind insbesondere das oder die näher zur zweiten Außenkante gelegenen zweiten Leitelemente stärker zur zweiten Außenkante hin geneigt als das oder die weiter innen gelegenen bzw. weiter von der zweiten Außenkante weg gelegenen zweiten Leitelemente.
Hierdurch wird das zweiphasige erste Medium, das weiter außen durch die
Auslassöffnungen an der Oberseite des Plattenwärmeübertragers austritt, weiter nach außen in den Abscheideraum verteilt, als dasjenige erste Medium, das näher zur Mittelachse der Oberseite hin aus den Auslassöffnungen an der Oberseite des
Plattenwärmeübertragers austritt.
Weiterhin können die ersten und zweiten Leitelemente jeweils plan ausgebildet sein. Alternativ hierzu weisen die ersten und zweiten Leitelemente einen ersten (unteren) sowie einen zweiten (oberen) Abschnitt auf, wobei sich die Abschnitte jeweils entlang der Längsachse des jeweiligen Leitelementes erstrecken. Bevorzugt weisen die oberen Abschnitte eine stärkere Neigung als die unteren Abschnitte gegenüber der Oberseite des Plattenwärmeübertragers auf (d.h. die zweiten Abschnitte sind winklig zum jeweiligen ersten Abschnitt angeordnet) und/oder weisen eine Krümmung hin zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers auf.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das äußerste erste Leitelement sowie das äußerste zweite Leitelement einen ebenen zweiten Abschnitt aufweisen, der winklig zum jeweiligen ersten Abschnitt angeordnet ist und eine stärkere Neigung als der jeweilige erste Abschnitt zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers aufweist.
Demgegenüber weist insbesondere das innere erste Leitelement sowie das innere zweite Leitelement einen zweiten Abschnitt auf, der eine Krümmung hin zur Oberseite des Plattenwärmeübertragers aufweist, wobei der jeweilige erste Abschnitt plan ausgebildet ist.
Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Längsachse des Mantels sich entlang der Horizontalen erstreckt, d.h., dass der Mantel als liegender Mantel konzipiert ist, wobei die Leitelemente an einer (senkrecht zur Längsachse des Mantels erstreckten) Außenkante der Oberseite des Plattenwärmeübertragers vorgesehen sind, die zu einem (z.B. gewölbten) Boden des Mantels benachbart ist, der sich quer zur Längsachse des Mantels erstreckt, wobei die Leitelemente zu jenem Boden des Mantels hin geneigt sind, so dass das zweiphasige erste Medium mittels der Leitelemente insbesondere auch zum Boden hin bzw. in einen Endabschnitt des Mantelraums führbar ist.
Mittels der Erfindung kann insbesondere über eine geeignete Ausführung und
Positionierung der Leiteinrichtung bzw. Leitelemente die Strömung des aus dem offenen Raum eines Plattenwärmeübertragers in einem Core-In-Shell- Wärmeübertrager austretenden Zweiphasenstromes und die anschließende Verteilung im Abscheideraum bzw. Mantelraum direkt beeinflusst und gelenkt werden. Das Hauptaugenmerk wird dabei insbesondere auf die Strömungseigenschaften der Gasphase gelegt. Weiterhin wird aber auch auf ein gutes Abströmen der bereits abgeschiedenen Flüssigkeit geachtet. Dadurch kann der Abscheideraum effektiver zur Trennung der Gasphase und der Flüssigkeitsphase des ersten Mediums genutzt werden.
Vorteilhafterweise kann die Leiteinrichtung als ein nicht-drucktragendes Bauteil ausgebildet werden. Seine Querschnittsform kann ohne erheblichen Einfluss auf seine Festigkeit frei gestaltet werden. Die Position des Plattenwärmeübertragers im Mantelraum kann aufgrund der Erfindung flexibler gewählt werden, ohne dabei die Güte der Trennung von Gas- und
Flüssigkeitsphase im Abscheideraum des Core-In-Shell-Wärmeübertragers (bei gleicher Mantelgeometrie) negativ zu beeinflussen. Durch eine effektivere Ausnutzung des Abscheideraumes kann gegebenenfalls die erforderliche Mantelgröße - bei gleicher Abscheidegüte - verkleinert werden. Dadurch verringern sich die Gesamtkosten des Core-In-Shell-Wärmeübertragers bezüglich Fertigung und Unterhaltung. Auch der Isolierungsaufwand ist geringer. Grundsätzlich kann die Leiteinrichtung bzw. das mindestens eine Leitelement aus allen geeigneten Materialien, wie z.B. Aluminium, Stahl oder Kunststoff gefertigt werden bzw. diese Materialien aufweisen. Auch eine Kombination derartiger bzw. geeigneter Materialien ist möglich. Die Leiteinrichtung und das mindestens eine Leitelement kann sowohl aus Blech als auch aus weiteren geeigneten Elementen, wie z.B. bearbeiteten Rohren, bearbeiteten Vollmaterialien, Formgussteilen oder (Strangpress-)Profilen, bestehen. Auch die Kombination unterschiedlicher Elemente ist möglich.
Wie bereits dargelegt, kann die Form, Größe und Anzahl der verwendeten Elemente bzw. Leitelemente einer Leiteinrichtung sowohl nach fertigungstechnischen als auch nach verfahrenstechnischen Gesichtspunkten gestaltet werden. Dabei kann
insbesondere auch auf anlagenspezifische Besonderheiten eingegangen werden. Jedes der verwendeten Elemente kann dabei individuell gestaltet werden. Die verwendeten Leitelemente können solide, perforiert oder auch geschlitzt sein. Ebenso können diese sowohl flach als auch profiliert sein (vergleiche oben). Die Leiteinrichtung kann außer am Plattenwärmeübertrager auch an anderer geeigneter Stelle (z.B. am Mantel) angebracht werden. Die Art der Anbringung ist frei wählbar, so kann sie beispielsweise angeschweißt, angeschraubt oder angeklebt werden.
Die Leiteinrichtung kann sich sowohl über den gesamten Bereich bzw. die gesamte Oberseite des Plattenwärmeübertragers als auch nur über ausgewählte Bereiche der Oberseite erstrecken. Auch kann eine Leiteinrichtung in Bereichen des
Abscheideraumes bzw. Mantelraumes vorhanden sein, in denen sich kein
Wärmeübertragerblock befindet.
Die Ausrichtung der Leiteinrichtung ist ferner frei wählbar. Die Leiteinrichtung kann schließlich auch ohne Rahmen ausgeführt werden. Wie bereits erwähnt, können auch Teile der Leiteinrichtung mit und ohne Rahmen kombiniert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei den nachfolgenden
Figurenbeschreibungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen
Wärmeübertragers;
Fig. 2 eine Ansicht des Wärmeübertragers entlang der Linie A-A der Figur 1 ; Fig. 3 eine Ansicht des Wärmeübertragers entlang der Linie B-B der Figur 1 ;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Leiteinrichtung; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Leiteinrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Leiteinrichtung; Fig. 7 eine Draufsicht auf die Leiteinrichtung gemäß Fig. 6; und Fig. 8 eine perspektivisch Ansicht eines Plattenwärmeübertragers eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers. Figur 1 zeigt im Zusammenhang mit Figur 8 einen erfindungsgemäßen Block-in-Shell Wärmeübertrager 1. Der Wärmeübertrager 1 weist einen Mantel 2 auf, der sich entlang einer Längs- bzw. Zylinderachse erstreckt, die bei einem bestimmungsgemäß angeordneten Wärmeübertrager 1 entlang der Horizontalen verläuft. Der Mantel 2 umgibt einen Mantelraum 3, in dem zumindest ein Plattenwärmeübertrager 4 angeordnet ist. Dieser weist alternierend nebeneinander angeordnete sowie
insbesondere vertikale erste und zweite Wärmeübertragungspassagen 71 , 72 auf (vgl. Fig. 8), die jeweils zur Aufnahme eines ersten bzw. zweiten Mediums F1 , F2 ausgebildet sind, so dass zwischen beiden Medien F1 , F2 indirekt Wärme übertragbar ist /werden kann. Die Wärmeübertragungspassagen 71 , 72 werden dabei jeweils durch zwei parallele Trennplatten 90 begrenzt (die beiden äußersten Trennplatten des Plattenwärmeübertragers 4 werden als Deckplatten bezeichnet), zwischen denen jeweils eine Wärmeleitstruktur 80 angeordnet ist, die vorliegend z.B. als so genannter Fin ausgebildet ist, also als ein gewelltes oder gefaltetes Blech, so dass zusammen mit den jeweiligen beiden Trennplatten 90 eine Vielzahl an parallelen Kanälen für das jeweilige Medium F1 , F2 ausgebildet wird, wobei die Kanäle für das erste Medium F1 insbesondere in vertikaler Richtung verlaufen und die Kanäle für das zweite Medium insbesondere in horizontaler Richtung, d.h., die beiden Medien F1 , F2 werden insbesondere im Kreuzstrom zueinander geführt. Andere Fahrweisen (z.B.
Gegenstrom) sind auch denkbar.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind die ersten Wärmeübertragungspassagen 71 zur Oberseite 4a des mindestens einen Plattenwärmeübertragers 4 hin sowie zur
Unterseite hin (nicht gezeigt) offen ausgebildet. D.h., es sind entsprechende
Einlassöffnungen an der Unterseite vorhanden, über die das in den Mantelraum 3 eingespeiste erste Medium F1 , das ein Bad um den Plattenwärmeübertrager 4 ausbildet, in die ersten Wärmeübertragungspassagen 71 eintreten und in diesen aufsteigen kann (so genannter Thermosiphon-Effekt) und an der Oberseite 4a über entsprechende Auslassöffnungen 40 aus den ersten Wärmeübertragungspassagen 71 als Zweiphasenstrom wieder austreten kann. Das erste Medium F1 kann über einen am Mantel 2 angeordneten Einlassstutzen 57 in den Mantelraum 3 eingeleitet werden. Zu den Seiten hin können die ersten und zweiten Wärmeübertragungspassagen 71 , 72 durch sogenannte Rand- oder Abschlussleisten (Side Bars) 91 verschlossen sein. Die zweiten Wärmeübertragungspassagen 72 sind zusätzlich nach oben und unten hin durch derartige Abschlussleisten 91 verschlossen.
Die Komponenten des mindestens einen Plattenwärmetauschers 4, wie z.B. die Trennplatten 90, die Fins 80, die Side Bars 91 und die Sammler 61 , 63, 62, 64 (auch als Header bezeichnet) sind bevorzugt aus Aluminium gefertigt. Die Trennplatten 90, Side Bars 91 und Fins 80 werden bevorzugt in einem Ofen miteinander verlötet.
Beim Aufsteigen im mindestens einen Plattenwärmeübertrager 4 wird das erste Medium F1 in eine indirekte Wärmeübertragung mit dem zweiten Medium F2 gebracht, das über einen Einlassstutzen 51 bzw. 53 sowie einen sich daran anschließenden Sammler (auch Header genannt) 61 bzw. 63 in die zweiten
Wärmeübertragungspassagen 72 des mindestens einen Plattenwärmeübertragers 4 eingeleitet wird und dort insbesondere im Kreuzstrom (oder Gegenstrom) zum ersten Medium F1 , das in den ersten Wärmeübertragungspassagen 71 strömt, geführt wird. Hierdurch wird beispielsweise das zunächst gasförmige zweite Medium F2 abgekühlt und insbesondere verflüssigt, wohingegen das erste Medium F1 erwärmt und teilweise verdampft wird und als Zweiphasengemisch aus dem Plattenwärmeübertrager 4 in einer erste Raumrichtung R, hier vertikal nach oben, austritt. Die gasförmige Phase G1 des ersten Mediums F1 sammelt sich im Mantelraum 3 bzw. im Abscheideraum (hierbei handelt es sich um den Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels) oberhalb des mindestens einen Plattenwärmeübertragers 4 und kann von dort über (einen) am Mantel 2 vorgesehene(n) Gasauslassstutzen 55 bzw. 56 aus dem Mantelraum 3 bzw. Abscheideraum abgezogen werden. Das kondensierte zweite Medium wird über einen Sammler (oder Header) 62 bzw. 64 des mindestens einen Plattenwärmeübertragers 4 aus den zweiten Wärmeübertragungspassagen 72 abgezogen und über einen mit dem jeweiligen Sammler 62 bzw. 64 verbundenen Stutzen 52 bzw. 54 aus dem
Wärmeübertrager 1 abgezogen.
Vorzugsweise wird die an der Oberseite 4a des mindestens einen
Plattenwärmeübertragers 4 zusammen mit der entstehenden gasförmigen Phase G1 austretende flüssige Phase L1 des ersten Mediums F1 in das den
Plattenwärmeübertrager 4 umgebende Bad zurückgeführt.
Wie in Figur 1 gezeigt, kann der Wärmeübertrager 1 auch mehrere wie oben beschrieben ausgebildete Plattenwärmeübertrager 4, insbesondere zwei
Plattenwärmeübertrager 4, aufweisen, die gemäß Figur 1 z.B. entlang der Längsachse des Wärmeübertragers 1 hintereinander im Mantelraum 3 des Wärmeübertragers 1 angeordnet sind. Der Wärmeübertrager 1 kann natürlich auch lediglich einen
Plattenwärmeübertrager 4 aufweisen, der dann z.B. wie der rechte oder der linke Plattenwärmeübertrager 4 der Figur 1 ausgebildet sein kann.
Wie in Fig. 1 angedeutet, ist erfindungsgemäß z.B. auf der Oberseite 4a eines Plattenwärmeübertragers 4 eine Leiteinrichtung 10 angeordnet, die zum Beeinflussen des Geschwindigkeitsfeldes V des ersten Mediums F1 dient.
Diese Leiteinrichtung 10 weist z.B. gemäß Figuren 4 und 5 mehrere flächige und plane Leitelemente 100, 100', z.B. in Form von Leitblechen, auf. Wie in der Figur 1 gezeigt, können sich diese Leitelemente 100, 100' jeweils entlang einer Längsachse L erstrecken, die parallel zur Oberseite 4a des (linken) Plattenwärmeübertragers 4 verläuft, und zwar parallel zu den beiden Außenkanten 41 , 42 des quaderförmigen
Plattenwärmeübertragers 4, die die Oberseite 4a des Plattenwärmeübertragers 4 (vgl. Fig. 8) beranden, wobei diese Außenkanten oder Ränder 41 , 42 parallel zur
Längsachse des Wärmeübertragers 1 sowie parallel zu den
Wärmeübertragungspassagen 71 , 72 verlaufen. Die Leiteinrichtung 10 ist
insbesondere spiegelsymmetrisch aufgebaut und weist zwei (erste) Leitelemente 100 auf, die zu dem einen Rand 41 der Oberseite 4a des Plattenwärmeübertragers 4 hin geneigt sind und jeweils vorzugsweise einen spitzen Winkel W bzw. W mit der Oberseite 4a bzw. dem Rahmen 20 einschließen, sowie zwei weitere, insbesondere spiegelsymmetrische, (zweite) Leitelemente 100', die zum anderen Rand 42 hin geneigt sind. Die Winkel W bzw. W liegen bevorzugt in einem Bereich von 15° bis 45° bzw. 30° bis 60°. Weiterhin nehmen die Winkel bevorzugt von innen nach außen zu den Außenkanten 41 , 42 des Quaders bzw. Plattenwärmeübertragers 4 hin ab.
Aufgrund der Neigung der Leitelemente 100, 100' wird das unterhalb der Leitelemente 100, 100' aus den Auslassöffnungen 40 in eine erste Raumrichtung R (vertikal nach oben) austretende zweiphasige Medium F1 jeweils nach außen zu den Seiten des Mantelraumes 3 in die mit Pfeilen gekennzeichneten zweiten Raumrichtungen R' verteilt, wie es in Figur 2 bzw. 4 angedeutet ist.
Die einzelnen Leitelemente 100, 100' können gemäß Figuren 4 und 5 an einem Rahmen 20 eines Trägers festgelegt sein, der weiterhin Stützen 21 , 22 aufweist, über die der Rahmen an der Oberseite 4a des Plattenwärmeübertragers 4 festgelegt ist. Die Leitelemente 100, 100' können sich weiterhin über Stützen 22 am Rahmen 20 des Trägers abstützen. Durch die Stützen 21 , 22 sowie den Rahmen 20 können die Leitelemente 100, 100' auf einer definierten Höhe oberhalb der Oberseite 4a bzw. den Auslassöffnungen 40 des Plattenwärmeübertrages 4 angeordnet werden, wobei die Unterkanten 101 der Leitelemente 100, 100' insbesondere eine konstante Höhe in Bezug auf die Oberseite 4a aufweisen.
Wie in Figur 5 gezeigt, können insbesondere die äußersten Leitelemente 100, 100', vorzugsweise alle Leitelemente 100, 100', Durchgangsöffnungen 140 in Form von
Schlitzen aufweisen, die z.B. senkrecht zur Längsachse L des jeweiligen Leitelementes 100, 100' verlaufen und für einen kontrollierten Durchläse des ersten Mediums F1 durch die betreffenden Leitelemente 100, 100' sorgen. Die Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 10, wobei hier die beiden äußersten Leitelemente 100, 100' im
Unterschied zu den Figuren 4 und 5 nicht plan ausgebildet sind, sondern je zwei plane Abschnitte 102, 103 aufweisen, die winklig zueinander angeordnet sind. Hierbei weist jeweils ein erster unterer Abschnitt 102, der mit dem Rahmen 20 verbunden ist, eine Neigung mit einem spitzen Winkel W gegenüber der Oberseite 4a des
Plattenwärmeübertragers 4 bzw. dem Rahmen 20 auf, wobei der vom ersten Abschnitt 102 abragende zweite, obere Abschnitt 103 der betreffenden Leitelemente 100, 100' parallel zum Rahmen 20 bzw. zur Oberseite 4a des Plattenwärmeübertragers 4 verläuft. Die beiden Abschnitte 102, 103 der äußersten Leitelemente 100, 100' erstrecken sich längs der Längsachse L des jeweiligen Leitelements 100, 100', so dass eine Verbindungslinie der beiden Abschnitte 102, 103 z.B. parallel zu den Rändern 41 , 42 des Plattenwärmeübertragers 4 verläuft, wie es z.B. beim linken
Plattenwärmeübertrager 4 gemäß Figur 1 der Fall ist (vgl. auch Fig. 8). Weiterhin weisen die beiden äußersten Leitelemente 100, 100' gemäß Figur 7 keine geschlitzten Durchgangsöffnungen 140 auf, sondern kreisförmige Durchgangsöffnungen 140, was auch als Perforation bezeichnet wird. Dabei weisen sowohl die ersten Abschnitte 102 als auch die zweiten Abschnitte 103 der entsprechenden Leitelemente 100, 100' derartige Durchgangsöffnungen 140 auf. Die beiden weiter innen angeordneten Leitelemente 100, 100' der Figuren 6 und 7 sind ebenfalls nicht plan ausgebildet, sondern weisen jeweils - zusätzlich zur Neigung (Winkel zwischen Leitelement 100 und Rahmen 20 bzw. Oberseite 4a) - in einem oberen Abschnitt eine Krümmung hin zur Oberseite 4a des Plattenwärmeübertragers 4 auf, so dass eine deutlichere Ablenkung der (mit Flüssigkeitströpfchen beladenen) Gasphase G1 zu den Seiten bzw. den Rändern 41 , 42 des Blockes 4 hin erfolgt.
Die Orientierung der Leitelemente 100, 100' muss nicht notwendigerweise parallel zu den Rändern 41 , 42 oder Passagen 71 , 72 der Plattenwärmeübertrager 4 bzw. zur Längsachse des Wärmeübertragers 1 ausgerichtet sein, sondern wird entsprechend der gewünschten Verteilrichtungen festgelegt. So sind z.B. die Leitelemente 100 der Leiteinrichtung 10 des rechten Plattenwärmeübertragers 4 gemäß Figuren 1 und 3 zum Boden bzw. Deckel des liegenden Mantel 3 hin gerichtet - die Leitelemente 100 verlaufen also quer zu den Rändern 41 , 42 bzw. den Wärmeübertragungspassagen 71 , 72 (also entlang der Ränder 43, 44) - so dass das erste Medium F1 auch besser in Richtung des Bodens bzw. Deckels des Mantels 3 verteilt werden kann, was anhand der dargestellten Geschwindigkeitsvektoren V des ersten Mediums F1 in Fig. 1 ersichtlich ist.
Bezugszeichenliste
1 Wärmeübertrager
2 Mantel
3 Mantelraum
4 Plattenwärmeübertrager
4a Oberseite
10 Leiteinrichtung
20 Rahmen
21 , 22 Stützen
40 Auslassöffnungen
41 , 42, 43, 44 Rand
51 , 53, 57 Einlassstutzen
52, 54, 55, 56 Auslassstutzen
61 , 62, 63, 64 Header
71 Erste Wärmeübertragungspassagen
72 Zweite Wärmeübertragungspassagen
80 Fin (Wärmeleitstruktur)
90 Trennplatten
91 Side bars
100, 100' Leitelement
101 Unterkante des Leitelements
102 Erster Abschnitt
103 Zweiter Abschnitt
140 Durchgangsöffnungen
F1 Erstes Medium
F2 Zweites Medium
G1 Gasförmige Phase erstes Medium
L1 Flüssige Phase erstes Medium
V Geschwindigkeitsvektor des ersten Mediums
W, w Winkel
R, R' Raumrichtungen
L Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Wärmeübertrager (1 ) zur indirekten Wärmeübertragung zwischen einem ersten Medium (Fl) und einem zweiten Medium (F2), mit:
einem Mantel (2), der einen Mantelraum (3) zur Aufnahme einer flüssigen Phase (L1) des ersten Mediums (F1) umgibt, und
zumindest einem Plattenwärmeübertrager (4), der erste
Wärmeübertragungspassagen (71 ) zur Aufnahme des ersten Mediums (F1) sowie zweite Wärmeübertragungspassagen (72) zur Aufnahme des zweiten Mediums (F2) aufweist, so dass zwischen den beiden Medien (F1 , F2) indirekt Wärme übertragbar ist,
wobei der mindestens eine Plattenwärmeübertrager (4) so im Mantelraum (3) angeordnet ist, dass er mit einer im Mantelraum (3) befindlichen flüssigen Phase (L1) des ersten Mediums (F1) umgebbar ist,
und wobei die ersten Wärmeübertragungspassagen (71) über
Auslassöffnungen (40) an einer Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) mit dem Mantelraum (3) in
Strömungsverbindung stehen, so dass das erste Medium (F1 ) durch die Auslassöffnungen (40) in den Mantelraum (3) gelangen kann,
wobei an oder oberhalb der Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) zum Leiten des aus den Auslassöffnungen (40) ausgetretenen, zweiphasigen ersten Mediums (F1) eine Leiteinrichtung (10) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiteinrichtung (10) mehrere Leitelemente (100, 100') aufweist, die sich jeweils entlang einer Längsachse (L) entlang der Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) erstrecken, wobei die Längsachsen (L) der Leitelemente (100, 100') senkrecht zu einer Längsachse des Mantels (2) verlaufen, oder dass der Plattenwärmeübertrager (4) eine erste Außenkante (41 ) und eine parallel dazu verlaufende, gegenüberliegende zweite Außenkante (42) aufweist, wobei die beiden Außenkanten (41 , 42) die Oberseite (4a) des Plattenwärmeübertragers (4) begrenzen, und wobei der Wärmeübertrager eine Mehrzahl an ersten und zweiten Leitelementen (100, 100') aufweist, wobei die ersten Leitelemente (100) entlang der ersten Außenkante (41) verlaufen und näher an der ersten Außenkante (41) gelegen sind als an der zweiten Außenkante (42), und wobei die zweiten Leitelemente (100') entlang der zweiten Außenkante (42) verlaufen und näher an der zweiten
Außenkante (42) gelegen sind als an der ersten Außenkante (41 ), wobei die ersten Leitelemente (100) zur ersten Außenkante (41 ) hin geneigt sind, so dass das in der ersten Raumrichtung (R) aus den Auslassöffnungen (40) an der Oberseite (4a) des Plattenwärmeübertragers (4) austretende, zweiphasige erste Medium (F1) durch die ersten Leitelemente (100) jeweils in eine zweite Raumrichtung (R') abgelenkt wird, deren horizontale
Komponente zur ersten Außenkante (41 ) gerichtet ist, und wobei die zweiten Leitelemente (100') zur zweiten Außenkante (42) hin geneigt sind, so dass das in der ersten Raumrichtung (R) aus den Auslassöffnungen (40) an der Oberseite (4a) des Plattenwärmeübertragers (4) austretende, zweiphasige erste Medium (F1) durch die zweiten Leitelemente (100') jeweils in eine zweite Raumrichtung (R') abgelenkt wird, deren horizontale Komponente zur zweiten Außenkante (42) gerichtet ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Leiteinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des aus den Auslassöffnungen (40) in eine erste Raumrichtung (R) ausgetretene, zweiphasige erste Medium (F1) in zumindest eine zweite Raumrichtung (R') zu leiten.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (10) zumindest ein plattenförmiges Leitelement (100),
insbesondere in Form eines Leitblechs, aufweist; oder dass die Leitelemente (100, 100') plattenförmig ausgebildet sind.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') je entlang einer Längsachse (L) entlang der Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) erstrecken, wobei die Längsachse (L) des jeweiligen Leitelements (100, 100') insbesondere parallel oder senkrecht zu einer Längsachse des Mantels (2) verläuft. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') je eine Unterkante (101 ) aufweisen, die zur Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) beabstandet ist, wobei insbesondere ein vertikaler Abstand zwischen der Oberseite und der jeweiligen Unterkante in einem Bereich von 50mm bis 500mm liegt, bevorzugt in einem Bereich von 100mm bis 200mm.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') je eine Neigung gegenüber der Oberseite (4a) des mindestens einen Plattenwärmeübertragers (4) aufweisen, wobei
insbesondere das mindestens eine Leitelement oder die mehreren Leitelemente (100, 100') mit der Oberseite (4a) einen Neigungswinkel (W) im Bereich von 15° bis 60°, bevorzugt in einem Bereich von 15° bis 45° aufweisen.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') plan ausgebildet sind.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') eine Krümmung aufweisen.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') je einen ersten, insbesondere unteren und einen zweiten, insbesondere oberen Abschnitt (102, 103) aufweisen, wobei die beiden Abschnitte (102, 103) winklig zueinander angeordnet sind und/oder der zweite Abschnitt eine Krümmung aufweist, wobei insbesondere der zweite Abschnitt zur Oberseite (4a) hin gekrümmt ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') eine Mehrzahl an Durchgangsöffnungen (140) für das erste Medium (F1) aufweisen. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente (100, 100') über einen Träger (20, 21 , 22) an dem mindestens einen Plattenwärmeübertrager (4) festgelegt sind.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (20, 21 , 22) einen Rahmen (20) aufweist, der über vom Rahmen (20) abragende Stützen (21) an dem mindestens einen Plattenwärmeübertrager (4) festgelegt ist, wobei insbesondere das mindestens eine Leitelement (100) oder die mehreren Leitelemente am Rahmen (20) festgelegt sind und dabei insbesondere mittels Stützen (22) am Rahmen (20) abgestützt sind.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Leitelemente (100, 100') jeweils plan ausgebildet sind, oder dass die ersten und zweiten Leitelemente (100, 100') jeweils einen ersten, insbesondere unteren, sowie einen zweiten, insbesondere oberen, Abschnitt (102, 103) aufweisen, wobei sich die Abschnitte (102, 103) jeweils entlang der Längsachse (L) des jeweiligen Leitelementes (100, 100') erstrecken, und wobei insbesondere die oberen Abschnitte (103) des äußersten ersten und äußersten zweiten Leitelementes (100, 100') eine stärkere Neigung als die jeweiligen unteren Abschnitte (102) gegenüber der Oberseite (4a) des Plattenwärmeübertragers (4) aufweisen, und wobei insbesondere die oberen Abschnitte (103) des innersten ersten und des innersten zweite Leitelements (100, 100) jeweils eine Krümmung zur Oberseite (4a) des
Plattenwärmeübertragers (4) hin aufweisen.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Längsachse des Mantels (2) sich entlang der
Horizontalen erstreckt, wobei die Leitelemente (100, 100') zu einem senkrecht zur Längsachse des Mantels (2) verlaufenden Boden des Mantels (2) hin geneigt sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021093993A1 (de) 2019-11-15 2021-05-20 Linde Gmbh Übergangsbauteil mit isolierung
CN115605720A (zh) * 2020-04-06 2023-01-13 瓦特鲁斯公司（Fi） 用于在制冷或热泵系统中使用的装置及制冷或热泵系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009262A1 (en) * 1989-12-14 1991-06-27 Mauri Kontu A heat exchanger
US20080041096A1 (en) * 2005-04-06 2008-02-21 Mayekawa Mfg. Co., Ltd. Flooded evaporator
WO2010070951A1 (ja) * 2008-12-18 2010-06-24 三菱重工業株式会社 蒸発器および冷凍機
DE102012011328A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-12 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009262A1 (en) * 1989-12-14 1991-06-27 Mauri Kontu A heat exchanger
US20080041096A1 (en) * 2005-04-06 2008-02-21 Mayekawa Mfg. Co., Ltd. Flooded evaporator
WO2010070951A1 (ja) * 2008-12-18 2010-06-24 三菱重工業株式会社 蒸発器および冷凍機
DE102012011328A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-12 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021093993A1 (de) 2019-11-15 2021-05-20 Linde Gmbh Übergangsbauteil mit isolierung
US12140263B2 (en) 2019-11-15 2024-11-12 Linde Gmbh Transition component having insulation
CN115605720A (zh) * 2020-04-06 2023-01-13 瓦特鲁斯公司（Fi） 用于在制冷或热泵系统中使用的装置及制冷或热泵系统

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