[发明专利]具有弹性元件的换热器

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的换热器及其用途。

这种换热器具有承压外壳，其限定了壳体空间用于接收第一流体。布置在所述壳 体空间内的是管束，其包括多个管用于接收第二流体，所述管被布置成多个管层，从而第二 流体可以进入与外壳空间内输入的第一流体进行间接的热交换。此外，这种换热器具有夹 套，其被布置在壳体空间内并包围所述管束，从而在管束和夹套之间形成包围该管束的尽 可能小的中间空间。这种夹套在管束周围的布置旨在抑制第一流体的过量旁路流穿过该管 束，这将对该换热器的有效性产生不利影响。然而在一些情况下，由于操作的温度条件，所 述夹套可能必须需要与所述换热器管束有更大的距离。这种增加的中间空间目的用于补偿 管束和夹套的温度诱发的运动。

EP1790932A1在开始时公开了所描述的螺旋盘绕的换热器类型，其具有设置在 夹套和外管层之间的弹性元件，所述弹性元件被应用到最外管层。所述弹性元件允许通过 去耦在管和夹套直径上的热变化而减小热诱导应力。由于以前已知的在最外管层上的弹性 元件的布置，在所述夹套和所述最外管层之间有相应的中间空间，其由该弹性元件在管束 的径向方向的尺寸所决定。

然而，这里有问题的是所述夹套和所述最外管层之间的中间空间允许夹套围绕的 第一流体的不期望的旁路流穿过管束，此部分不参与，或只在很小程度上，与在该管束中输 入的第二流体进行热交换。

这会导致换热器相当大的损害。例如，在降膜蒸发器的情况下，过量的旁路流会导 致在所述换热器贮槽内的液体发生增加。液位上升过高的结果是，这种换热器的输出必然 被减少或液体(第一流体)从该系统中被抽出，特别是为了防止该设备的关闭。

在此基础上，因此本发明以减少上述缺点的方式解决在开始时提及的开发换热器 类型的问题。

这个问题是由具有权利要求1所述特征的换热器来解决。

由此提供至少一个弹性元件被布置在某些部分，即在最外管层的相邻管部分之间 的第一区域，所述至少一个弹性元件具有第二区域，其在夹套方向上沿管束的径向方向伸 出所述最外管层，并且所述至少一个弹性元件紧靠其第二区域，从所述最外管层突出，依靠 面向所述管束或最外管层的夹套的内侧，或者所述弹性元件被设计用于此。可替代地或另 外地，那个区域用于将所述弹性元件连接到所述夹套。

“管束的最外管层”在此处应被理解为意指特别是邻近夹套的管层，并且与所述管 束的其他管层相比，该管束在径向方向上与该夹套处于最小距离。

所述第一和第二流体的温度引起管束之间的，特别是所述最外管层，和所述夹套 的热诱导应力-例如由于在管和夹套直径上的热变化。在这种情况下，所述至少一个弹性元 件允许去耦在管和夹套的直径上的这些热变化，从而这些应力可以被减少或防止。

根据本发明，在换热器的最外管层中集成所述至少一个弹性元件，这允许最外管 层和夹套的内侧之间的由所述至少一个弹性元件产生的中间空间做得比现有技术中的小 得多，并且仍然提供热膨胀所需的距离量。这使安装不再发生在换热器的最外层上而是在 换热器的最外层内成为可能，其结果是安装所需要的当然不参与弹性变形的距离或装配空 间，不再作为所述最外管层上的固定间隙保留。

特别地，所述至少一个弹性元件是所谓的非热交换元件，在这个意义上所述至少 一个弹性元件不与两种流体直接接触(诸如例如所述管束的管)。

例如，若所述第一流体(尤其与所述夹套接触)具有低的温度，该夹套收缩并与所 述至少一个弹性元件进行相互作用。在这种情况下所述至少一个弹性元件被设计成这种方 式：由于所述夹套的收缩，导致作用在所述至少一个弹性元件上的力使其弹性形变，而反 之，在所述夹套与所述至少一个弹性元件进行相互作用(类似地同样适用于该管束或其的 管)的位置，所述夹套只经历小的变形，或不变形。结果是，因为所述夹套根本不，或者仅在 相对小的程度上与所述最外管层的管进行相互作用，所以在该管和该夹套之间传递的热诱 导力(由于所描述的在直径上的热变化)被防止或减少。因此，对换热器诸如例如撕裂夹套 的损害被阻止。