专利名称：板式换热器的入口装置的制作方法
技术领域：
长期以来，各种样式的板式换热器已经被用在冷却和加热装置中以及因为各种原因而具有优势。例如，它们是紧凑的且相对于所需的体积和空间具有大的热交换面。
当在吸收式装置中使用换热器作为降膜吸收器和/或降膜解吸器时，已经证明实现换热器中换热介质的良好分配存在问题。这是由于进入换热器中的介质既含气相又含液相。气体趋向于集中在入口通道的上部。结果，最接近入口的管道首先被液体充满，从而入口通道末端处的管道内，主要是流动的气体。此外，液体在换热器中通常垂直向下流动，从而引起热交换介质在板的宽度上的差的分布。由于不同的热传导和质量流，因此，换热器的热交换面积没有被最佳利用。液体和气体的这种不规则分布导致了降低的效率。这通常使用具有较大热交换面的较大的换热器或具有已知分布系统和具有效率改善的装置的管式锅炉(tube boiler)换热器来补偿，正如描述在，如US4,747,915中的。这导致与理论上可能的和期望的相比较高的成本和增大的用于安装的空间需求。
US6,702,006提议了用于板式换热器的入口装置，其中通道内的开口具有变化的设计以改进板上介质的分布。关于此装置，通过改变一部分介质的流动方向并将其推向有镀膜的板上通道内的开口来改进分布。这种装置并不没有形成液面或利用本发明提议的重力。这种装置在液/气馏分(fraction)是很小的吸收器/解吸器中不起作用。
发明概述本发明的重要目的是改善换热器中热交换面的整体性能和效率，尤其是在压缩/吸收过程中应用降膜吸收器和/或降膜解吸器时。
本发明的另一个目的是提供用于热交换介质的换热器，所述热交换介质包括液相和气相的混合物，其中以改进的方式利用了换热器的表面积。
还期望提供一种装置，其易于使用在现有的板式换热器上，其包括一简单的结构，容易被安装到已组合的换热器中。
本发明的目标和目的由所附权利要求界定的装置得以实现。
附图简述现在将参考附图描述本发明的实施方案；
图1显示了从侧面看的板式换热器的顶部的剖视图，该板式换热器具有根据本发明的入口装置，图2显示了从入口方向看的具有入口装置的图1的板式换热器的顶部，图3显示了工作期间入口装置的剖视图，标明了液体水平，图4显示了从侧面看的板式换热器顶部的剖视图，该板式换热器具有根据本发明另一个实施方案的入口装置，图5显示了根据本发明的可调整的入口装置的剖视图，以及图6显示了从侧面看的板式换热器底部的剖视图，该板式换热器具有根据本发明第三实施方案的入口装置。
发明详述如图所示，本发明涉及使用在板式换热器2中的入口装置1。此装置的目的是在换热器中的入口通道的底部形成液面以使气体和液体在换热器所有管道中分布更均匀。图1显示了板式换热器2的一部分的剖面图，其中设置了根据本发明的入口装置1。
板式换热器2包括板3，其设计成在板3间形成多个管道4。管道4布置成两组或更多组，以使不同的介质可以以单独的流在板式换热器2中流动。多个板3形成了基本的热交换面，并提供了不同介质间良好的热交换，而没有对用于换热器的空间任何大的需求。
根据本发明的装置1包括韧性钢板或刚性管，该韧性钢板或刚性管被引入板式换热器的入口5中，其备用于形成具有纵向开口或槽6的圆柱形壁。优选地，该板足够长以覆盖整个入口深度。然而，该板的宽度被调整以使纵向开口或槽6沿入口5的纵向方向形成。槽6的尺寸以及由此的板的尺寸在每一情况中可以调整以形成板式换热器不同的设计和尺寸。
在图5所示的第二实施方案中，入口装置1包括两个重叠的板1、7，其可以彼此相对移动以改变槽6的尺寸。
根据一个实施方案，通过合适的驱动设备旋转入口装置可自动调整槽6的宽度和方向，该合适的驱动设备例如为发动机，如根据板间测量的温度分布控制其。
除过滑动配合和用于使入口装置压向换热器板装置的足够的弹性外，无需用于入口装置的额外的保持装置(holding means)。入口装置优选由弹性材料形成。此结构中的压力降有助于将材料压向换热器的板3，并使在槽6和端部处的紧密改善，以阻止液体进入。
通过槽6的气体的高速度拉曳液体并同时给予在换热器2的各板上的好的混合和分布。槽6的角度方向(优选在约20°和45°间)和槽6的宽度可以被调整以适合板3的容量和/或数量和设计。用于板式换热器的几种不同管道式样可以是市场上可获得的，因此宽度和定向必须相应调整。
板式换热器2相对于垂直面的方向还影响气体和液体在换热器的管道4中的的分布。因此，调整方向以改善生产能力可以是有利的。通过试验已经发现，相对于水平面，优选角度应在88°和92°之间。可以通过测量板3之间的温度分布，可以发现最佳的角度。实际的角度由几何学和气体/液体速度确定。为了获得大约相同的结果，入口装置的槽6可以相对于水平面倾斜定向。
显然地，板式换热器的角度还可以根据换热器上的温度分布自动调整，例如通过具有相关发动机操作器的合适的控制单元来自动调整。
通过使槽6自换热器的入口向内变窄以补偿入口通道5端部处液体的聚集和压力的增加可获得如与上述换热器向下倾斜位置大致相同的效果。
入口装置内液体的分散随介质的速度而变化。因此入口装置可能的最佳几何形状也可以变化。这尤其依赖周围的工作条件、容量的调整、系统的利用等。当入口装置包括两个如上所述的元件时，几何形状可以改变，例如通过形成部分控制环的动力驱动设备可改变该几何形状。还可以利用相当于用来改变换热器角度的装置。
入口装置具有沿该槽的尖的边缘9。此边缘将产生湍流，并有效使气体和液体混合，因此改善分布。
为了减少用于入口装置的最佳角度的依赖，此尖的边缘可设有三角形的凹口10(类似V型槽)，以当液体高度高于最低值时，形成V型溢出边缘来确保各导管4内液体的最低高度。
在图6所示的一个实施方案中，入口装置具有管状设计，并连接到入口的一端或两端。根据此实施方案的入口装置具有的直径小于此入口的直径，因此未完全密封该入口。然而，入口装置的开口紧靠入口。入口装置的一端朝后壁方向设置，或者被板密封。当板式换热器是气泡吸收器时，此实施方案是合适的。气体进入入口装置中，且液体进入邻近其的位置。
从原理上说，可将液体和气体输送进入口装置中，从而当穿过槽时，气泡存在于液体中。气体和液体被连续供给以阻止液体保留在入口装置中。
已经发现，根据本发明的入口装置1在一些情况下使用作吸收器/解吸器的板式换热器的加热/冷却输出量增至3倍。
权利要求
1.一种使用在板式换热器(2)中的入口装置(1)，其包括布置在板式换热器的入口(5)的具有分散开口(6)的元件，其特征在于，所述入口装置(1)设置成当引入所述入口(5)时，形成一大体适合的圆柱形壁，所述圆柱形壁包括至少一个开口(6)，其沿着所述入口(5)的长度方向部分或完全延伸，朝向所述板式换热器的所述入口(5)密封设置，以及其以与垂直方向成一角度朝一侧定向。
2.根据权利要求1所述的入口装置(1)，其特征在于，所述开口(6)以相对于垂直方向成大于20°的角度定向。
3.根据权利要求1所述的入口装置(1)，其特征在于，所述入口装置由弹性材料形成，其呈具有至少一个开口(6)的至少一板或至少一个圆柱形壁的形式。
4.根据权利要求1所述的入口装置(1)，其特征在于，所述入口装置(1)的直径小于所述入口(5)的直径。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的入口装置，其特征在于，所述入口装置包括共心设置的板或圆柱形壁(1，7)，从而其相互间的方向可以被调整以改变所述开口(6)的尺寸。
6.根据权利要求5所述的入口装置，其特征在于，所述板或圆柱形壁(1，7)彼此相对受到由控制单元操作的控制装置的控制。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的入口装置，其特征在于，所述开口(6)是一纵向槽(6)。
8.根据权利要求7所述的入口装置，其特征在于，所述槽(6)的边缘设置有三角形的凹口(10)。
9.根据权利要求7或8所述的入口装置，其特征在于，所述槽(6)形成自所述换热器的所述入口(5)向内的一窄通道。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的入口装置(1)的用途，其用于板式换热器中，其中所述入口装置(1)设置在所述板式换热器的入口(5)中，其位于所述换热器组件之后。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的入口装置(1)的用途，其用于板式换热器中，其中具有所述入口装置(1)的所述板式换热器相对于垂直面倾斜。
12.根据权利要求11所述的用途，其中具有所述入口装置(1)的所述板式换热器以相对于水平面成88°到92°之间的角度定向。
13.根据权利要求11所述的用途，其中通过具有匹配伺服电动机的合适的调整器来控制所述板式换热器(2)的定向。
全文摘要
公开了使用在板式换热器(2)中的入口装置。此装置包括具有分散开口(6)的元件，其布置在板式换热器的入口中。入口装置(1)设置成当引入入口(5)时形成大体适合的圆柱形壁。圆柱形壁包括至少一个开口(6)，其沿着入口(5)的长度方向部分或完全延伸，并朝向板式换热器的入口(5)密封布置。而且，开口(6)以与垂直方向成一角度朝一侧定向。还公开了这种入口装置的用途。
文档编号F28D1/02GK1985142SQ200580019352
公开日2007年6月20日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者托弗·瑞斯博格, 斯坦·鲁那·诺德维特, 斯维恩·格兰德姆, 布杰恩·霍特维特 申请人:能源技术研究中心