[发明专利]包括多通道分配元件的热交换器

说明书

本发明涉及一种热交换器，该热交换器包括分配元件(22)，该分配元件被配置为布置在板和翅片式热交换器(1)的至少一个分配区域(20)中，所述分配元件(22)包括多个分隔壁(25)，该多个分隔壁被布置成当该分配元件布置在分配区域(20)中时，所述分配区域(20)被分为供流体(F1)流过的多个通道(26)。根据本发明，所述通道(26)限定了具有不同长度且具有流体通过截面的流动路径，这些流体通过截面沿所述流动路径改变。

技术领域

本发明涉及一种分配元件，该分配元件被配置为布置在板和翅片式热交换器的分配区域中；并且涉及一种热交换器，该热交换器包括这种分配元件和用于将流体置于与至少一种其他流体成热交换关系的至少一组通路。根据本发明的元件允许流体在所述通路的宽度上更均匀地分配。

本发明尤其适用于气体的低温分离领域，特别是空气的低温分离领域，即适用于所谓的用于产生加压气态氧的ASU(空气分离单元)。特别地，本发明可以应用于通过与气体的热交换而使液体流(例如氧、氮和/ 或氩)蒸发的热交换器。

本发明还可以应用于以下热交换器，该热交换器使至少一种液-气混合物流、尤其是多组分混合物(例如烃混合物)流通过与至少一种其他流体 (例如天然气)进行热交换而蒸发。

通常用于交换器的技术是铝钎焊板和翅片热交换器的技术，这使得能获得高度紧凑的且提供较大热交换表面积的装置。

这些热交换器包括板，这些板之间插入由一系列翅片或波纹支腿形成的热交换波纹，从而构成用于将各种流体置于热交换关系的通路堆叠。

这些通路包括被称为分配区域的区域，这些区域沿所讨论的通路中的流体的整体流动方向布置在实际热交换区域的上游和下游。分配区域流体地连接到半管状集管，这些半管状集管被配置为将各种流体选择性地分配到各个通路、以及从所述通路移除所述流体。

背景技术

以已知的方式，这些分配器通常包括分配波纹，这些分配波纹以波纹片的形式布置在两个相继板之间。分配波纹通常是切割成三角形或梯形的穿孔直线波纹。它们使来自热交换器的入口集管的流体转向，以使其在热交换区域的宽度上扩散，并回收来自所述热交换区域的流体。分配波纹也用作间隔件，以确保在钎焊时以及在通路的分配区域的操作期间的机械完整性。从文献US-B-6044902和EP-A-0507649中已知这种分配波纹。从文献EP-A-3150952中还已知一种板热交换器，其中分配元件由实际的板形成，这些板被压制。

当前分配区域的配置引起的问题之一是流体朝向朝向热交换区域的分配不佳。具体地，分配区域被至少两个波纹垫占据，以便优化来自成形过程的碎料，从而增加了垫之间的间隙的风险。波纹垫的组装还可以引起沿流体的流动路径的输入，并且这有助于增加分配区域中的压力降。由于分配区域中的这些缺陷，可能出现幅度约为10％的流量变化，这对热交换器的正确操作是不利的。

类似地，在分配区域中发现分配缺陷，这些分配区域专用于回收来自热交换区域的流体。

另一问题涉及分配区域的机械完整性。具体地，这些区域设置有比热交换区域具有更低密度的波纹，密度通常在每英寸6个至10个支腿之间。当前，通路的分配区域通常沿着约200mm至600mm的长度并且在约500 mm至1500mm的宽度上延伸，该长度是在与该相同通路的热交换区域中的流体的流动方向相对应的纵向方向上测量的，该宽度是垂直于所述纵向方向测量的。由于分配区域构成具有比热交换区域低的机械完整性的部分，因此期望尽可能限制其纵向范围，以确保流体在高压下在通路内的循环期间热交换器具有更好的阻力。

发明内容

本发明的目的是完全或部分解决上述问题，特别是通过提出一种热交换器，在该热交换器中，(多种)流体在热交换区域中的分配尽可能均匀，并且该热交换器还具有与现有技术相比占用较小空间的分配区域。

因此，根据本发明的解决方案是钎焊板和翅片式热交换器，包括：