[發(fā)明專利]管式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010578352.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN112146476B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·厄米陳;克里斯托夫·漢斯·謝勒;弗洛里安·尤斯特爾;羅蘭·法伊爾納
• 申請（專利權(quán)）人: 克朗斯股份公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/12
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 潘小軍;賈翼鷗

本發(fā)明涉及一種管式換熱器，其包括多個管和至少一個法蘭板，法蘭板具有針對管的多個貫通部和朝向換熱器內(nèi)部的法蘭面，其中，法蘭面是經(jīng)輪廓設(shè)計的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管式換熱器，其包括多個管和至少一個法蘭板，法蘭板具有針對這些管的多個貫通部和朝向換熱器內(nèi)部的法蘭面。

背景技術(shù)

管式換熱器通常具有殼體，在殼體中布置有多個基本上平行延伸的管。在運行中，第一介質(zhì)在管內(nèi)部中流動，而也被稱為第二介質(zhì)的次級介質(zhì)在殼體的內(nèi)部中對管繞流。

其內(nèi)流動的是第一介質(zhì)的區(qū)域被稱為管式換熱器的主側(cè)，而換熱器內(nèi)部的第二介質(zhì)在其中流動的區(qū)域被稱為管式換熱器的次級側(cè)。

殼體在至少一個端部上借助法蘭板封閉，法蘭板也是通向其他流程區(qū)域的聯(lián)接件。法蘭板以如下方式構(gòu)成，即，其具有貫通部，第一介質(zhì)可以通過這些貫通部從管式換熱器流出。這些管可以安設(shè)在這些貫通部上。在該情況下，貫通部的內(nèi)徑以如下方式選擇，即，該內(nèi)徑相應(yīng)于管的內(nèi)徑。替選地，這些管可以被插入到貫通部中。在該情況下，貫通部的內(nèi)徑優(yōu)選以如下方式選擇，即，管的外徑盡可能地稍小于貫通部的內(nèi)徑。通過將管和法蘭板焊接，使得管被緊固并且將法蘭板與管之間的連接部密封。因此，將管穩(wěn)定地定位的法蘭板能夠?qū)崿F(xiàn)兩種介質(zhì)彼此可靠地分開，并且使管式換熱器的內(nèi)部向外被密封。

在這些管式換熱器的情況下，法蘭板的內(nèi)側(cè)的表面在此是平坦的并且基本上垂直于管。

作為替選方案公知的是，朝向換熱器內(nèi)部地設(shè)置有貫通部的空心柱體形的延長部，這些延長部的內(nèi)壁在朝向換熱器內(nèi)部的端部上具有階梯。該階梯如下這樣地成形，即，使得延長部的朝向換熱器內(nèi)部的區(qū)段具有略大于管的外徑的內(nèi)徑，而延長部的其他區(qū)段具有的內(nèi)徑相應(yīng)于管和貫通部的內(nèi)徑。每個管的端部與各自的延長部的側(cè)壁焊接。

在這些管式換熱器中，除了延長部的側(cè)壁之外地，法蘭板的內(nèi)側(cè)的表面也是平坦的并且基本上垂直于管。所述的側(cè)壁典型地平行于管地延伸。

換句話說，所公知的管式換熱器具有一個或多個法蘭板，例如作為蓋件和/或底部件，它們在朝向換熱器內(nèi)部的側(cè)(次級側(cè))上具有垂直于管的基本上平坦的面，并且因此典型地也垂直于(也稱為套管的)殼體。

所公知的和下述的根據(jù)本發(fā)明的管式換熱器例如可以如下這樣地構(gòu)成，即，使得次級介質(zhì)通過入口流動到換熱器內(nèi)部中，其中，次級介質(zhì)沿著管流向如下出口并且在此對管繞流，次級介質(zhì)通過該出口離開換熱器內(nèi)部。供給部中和/或排出部中的流動方向，即流進方向或流出方向，在此尤其可以垂直于管的縱向方向。也就是說，管的或形成入口或出口的接套的縱向方向可以垂直于管的縱向方向。

在公知的結(jié)構(gòu)形式中，尤其是在與次級側(cè)的進入部或離開部在直徑上相對的區(qū)域中可能出現(xiàn)死區(qū)。“與次級側(cè)的進入部或離開部在直徑上相對的區(qū)域”是指在次級介質(zhì)的入口或出口對面的那個區(qū)域。該區(qū)域尤其可以包括換熱器內(nèi)部的側(cè)壁的與入口或出口相對置的區(qū)域。即使在入口或出口的面對法蘭板的槽頸的區(qū)域中，也可能得到穿流不太好的區(qū)域。

當(dāng)法蘭板形成底部件并且將平坦的面水平地布置時，則該問題變得更加嚴(yán)重。在死區(qū)中，第二介質(zhì)的流速低于其他區(qū)域。人們將該區(qū)域也稱為流動陰影(Stroemungsschatten)。在這些區(qū)域中，由于沖洗較弱，使得產(chǎn)品可能沉積或結(jié)塊。此外，例如在現(xiàn)場清潔(Clean-In-Place(CIP))流程期間的清潔在那里也是很困難的。因此加速了結(jié)垢。對于產(chǎn)品換熱，其中，對管繞流的第二介質(zhì)(第二介質(zhì)是產(chǎn)品)也存在產(chǎn)品被污染的風(fēng)險。

另外的問題在于，第二介質(zhì)在死區(qū)的區(qū)域中的停留時間比其他區(qū)域更長。因此獲得更寬的停留時間譜(Verweilzeitspektrum)。這導(dǎo)致不均勻的熱交換。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種管式換熱器，其減少了沉積和結(jié)垢，并且具有均勻的熱交換性能和改善的清潔特性。