Теплообменник, содержащий устройство для распределения жидкостно-газовой смеси - RU2019101427A

1. Теплообменник (1), содержащий:

– множество пластин (2), расположенных параллельно друг к другу таким образом, чтобы образовать первый ряд каналов (10) для пропускания по меньшей мере одной охлаждающей текучей среды (F1) и второй ряд каналов (20) для пропускания по меньшей мере одной теплотворной текучей среды (F2), которая должна находиться в теплообменной взаимосвязи с по меньшей мере указанной охлаждающей текучей средой (F1), при этом каждый канал (10, 20) образован между двумя следующими друг за другом пластинами (2) и проходит параллельно продольной оси (z), и

– по меньшей мере одно смесительное устройство (3), расположенное в по меньшей мере одном канале (10) первого ряда, при этом указанное смесительное устройство (3) выполнено с возможностью приема жидкой фазы (61) и газообразной фазы (62) охлаждающей текучей среды (F1) и распределения смеси указанных фаз (61, 62) в указанный по меньшей мере один канал (10),

– при этом по меньшей мере один канал (20) второго ряда, смежный с указанным по меньшей мере одним каналом (10) первого ряда, содержит теплообменную конструкцию, разделенную в продольном направлении (z) на по меньшей мере первую часть (100) и вторую часть (200), которые расположены рядом вдоль продольной оси (z), при этом вторая часть проходит напротив по меньшей мере части смесительного устройства (3),

отличающийся тем, что вторая часть (200) выполнена таким образом, чтобы обеспечивать коэффициент теплообмена, который ниже, чем коэффициент теплообмена первой части (100).

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что указанные первая и вторая части (100, 200) содержат соответственно по меньшей мере одну первую волнистую конструкцию и по меньшей мере одну вторую волнистую конструкцию соответственно, при этом указанные первая и вторая волнистые конструкции расположены рядом вдоль продольной оси (z), и каждая имеет несколько ребер (123, 223) гофрированного элемента, соединенных поочередно гребнями (121, 221) гофрированного элемента и впадинами (122, 222) гофрированного элемента, следующими друг за другом в направлении (D1, D2) волнистости, при этом вторая волнистая конструкция проходит напротив по меньшей мере части смесительного устройства (3) и выполнена таким образом, чтобы обеспечивать коэффициент теплообмена, который ниже, чем коэффициент теплообмена первой волнистой конструкции.

3. Теплообменник по п. 2, отличающийся тем, что вторая волнистая конструкция имеет плотность, которая меньше плотности первой волнистой конструкции, при этом плотность каждой волнистой конструкции определяется как число ребер гофрированного элемента на единицу длины, измеренную в направлении (D1, D2) волнистости.

4. Теплообменник по п. 3, отличающийся тем, что плотность второй волнистой конструкции составляет от 20% до 80%, предпочтительно от 25% до 50% плотности первой волнистой конструкции.

5. Теплообменник по любому из п. 3 или 4, отличающийся тем, что плотность второй волнистой конструкции составляет от 6 до 15 ребер на дюйм (1 дюйм равен 2,54 сантиметра).

6. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанные первая и вторая части (100, 200) образованы из полос, при этом вторая часть (200) образована из по меньшей мере одной полосы с толщиной, превышающей толщину по меньшей мере одной полосы, образующей указанную первую волнистую конструкцию части (100).

7. Теплообменник по любому из пп. 2–6, отличающийся тем, что вторая волнистая конструкция имеет форму гофрированного элемента с прямоугольными гофрами, при этом первая волнистая конструкция выбрана из гофрированного элемента с прямоугольными гофрами, гофрированного элемента с прямоугольными перфорированными гофрами, гофрированного элемента с пилообразными гофрами, гофрированного элемента с синусоидальными гофрами или гофрированного элемента с гофрами в виде «елочки».

8. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вторая часть (200) проходит напротив по меньшей мере всего смесительного устройства (3).

9. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что вторая часть (200) имеет длину, параллельную продольной оси (z), составляющую от 30 до 500 мм.

10. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что теплообменная конструкция также разделена вдоль продольной оси (z) на третью часть (300), при этом вторая часть (200) выполнена таким образом, чтобы обеспечивать коэффициент теплообмена, который меньше или равен коэффициенту теплообмена третьей части (300), при этом вторая часть (200) расположена между первой частью (100) и третьей частью (300).

11. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на одной и той же стороне теплообменника он содержит первое средство (42) для распределения теплотворной текучей среды (F2) в указанный по меньшей мере один канал второго ряда каналов (20) или удаления из него и второе средство (52) для распределения жидкой или газообразной фазы охлаждающей текучей среды (F1) в указанный по меньшей мере один канал (10) первого ряда в направлении смесительного устройства (3).

12. Теплообменник по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесительное устройство (3) содержит отдельные впускные отверстия (31, 32) для жидкой фазы (61) и газообразной фазы (62) охлаждающей текучей среды (F1), при этом указанные отдельные впускные отверстия (31, 32) соединены по текучей среде благодаря общему объему смешения с по меньшей мере одним выпускным отверстием (33) для смеси указанной жидкой и газообразной фаз (61, 62).

13. Теплообменник по п. 12, отличающийся тем, что выпускное отверстие (33) для двухфазной жидкостно-газовой смеси смесительного устройства (3) расположено вдоль продольной оси (z) в первом положении (z1) в указанном по меньшей мере одном канале (10) первого ряда, при этом вторая часть (200) проходит по меньшей мере от первого положения (z1) вплоть до второго положения (z2), расположенного между первым положением (z1) и первым средством (42) для распределения или удаления теплотворной текучей среды (F2).

14. Теплообменник по любому из пп. 11–13, отличающийся тем, что вторая часть (200) проходит вплоть до первого средства (42) для распределения или удаления теплотворной текучей среды (F2).

15. Теплообменник по любому из пп. 11–14, отличающийся тем, что вторая часть (200) образована всем или частью указанного первого средства (42) для распределения или удаления теплотворной текучей среды (F2).