CN110678712B - 热交换器、空气分离装置和热交换器组装方法 - Google Patents

热交换器、空气分离装置和热交换器组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于通过与产热流体进行热交换来蒸发制冷剂流体的热交换器(2)，所述交换器(2)包括：若干平行板(4)，该若干平行板在它们之间限定了适用于制冷剂流体或产热流体流动的多个通路(17，18)；第一波纹翅片(1)和第二波纹翅片(3)，该第一波纹翅片和该第二波纹翅片在两个连续板(4)之间延伸以在同一通路(17)内限定多个通道(14，34)，所述第一波纹翅片和第二波纹翅片(1，3)包括两个相邻的边缘(10，30)；至少一个组装构件(13)，该至少一个组装构件从一个边缘延伸到另一边缘(10，30)，以便将这些波纹翅片(1，3)彼此连接。根据本发明，该组装构件(13)一方面被强制接合在该第一波纹翅片(1)的通道(14)的至少一部分中，并且另一方面接合在该第二波纹翅片(3)的通道(34)的至少一部分中。

Description

热交换器、空气分离装置和热交换器组装方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过与产热流体进行热交换来蒸发液态制冷剂的钎焊板和翅片式热交换器，并且涉及一种用于组装这种交换器的方法。
该热交换器特别地可以是在通过低温蒸馏分离空气的空气分离柱中使用的蒸发器，以通过与产热气体(例如空气或氮气)进行热交换来蒸发柱底部液体(例如液氧)。
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。
背景技术
如果热交换器在蒸馏柱的底部，则它可以构成作为热虹吸管操作的蒸发器(其中将该热交换器浸入沿着该柱向下延伸的液体浴中)，或者构成直接地利用从该柱落下的液体供给的膜蒸发和/或通过循环泵运行的蒸发器。
通常用于这种相变交换器的技术是铝钎焊板和翅片交换器的技术，这使得能获得高度紧凑的且提供较大交换表面积的部件。这些交换器由板组成，波纹板或翅片***在这些板之间，从而形成蒸发“通路”和冷凝“通路”的堆叠。有各种类型的波纹翅片，诸如平翅片波纹翅片、穿孔翅片波纹翅片或部分偏移(锯齿状)翅片波纹翅片。
在蒸发器以降膜模式操作的情况下，该装置的一部分专用于在蒸发通路中和热交换波纹翅片的通道之间分配液体。
特定于每个蒸发器的这种分配常规上是根据FR-A-2547898中描述的原理实现的：蒸发通路是从冷凝通路的顶部被供给。氧气然后穿过一排孔，这些孔执行其到蒸发通路中的一次分配。然后，氧气流过具有水平母线的波纹翅片条，该波纹翅片条执行更精细的分配(称为二次分配)，该更精细的分配旨在将液氧分配在具有水平母线的波纹翅片条下游的蒸发通路中布置的通道之间。
蒸发的液氧含有呈溶解形式的杂质。主要杂质是一氧化二氮(N2O)、二氧化碳(CO2)和烃类(C2，C3，……)。根据操作条件，这些杂质可以沉积在蒸发通路中(呈固态形式或呈液态形式)。在工业层面，重要的是保持对这些固体或液体沉积物的形成的控制，以避免任何***风险。
沉积物形成的关键参数之一是每通道(或以每待润湿周长的米数表示)的液体流速。具体而言，当每通道的液体流速不足以润湿壁时，沉积物通过蒸发至干燥而形成。
在这种类型的(薄膜)蒸发器中，在其操作(性能和安全性)中液氧的分配起着必不可少的作用。因此，在所有情况下都有必要确保液体在每个通道内的良好分配。为此，液体在通道之间的分配需要足够均匀。液体的不均匀分配可能导致波形波纹板润湿不良，特别是在交换器的下部部分中，并且因此，通过蒸发至干燥形成沉积物。困难在于，在给定每个通路和每个主体的通道数量(550个通道/通路，55 000个通道/主体)的情况下，在所有通道中确保相等的液体的流速。
这种液体分配的质量取决于分配器的正确设计和尺寸确定。
所谓的二次分配(液体在通道之间的分配)通常使用具有水平母线的波纹翅片条，可能是部分偏移(锯齿状)翅片型波纹翅片条。
现在，这种波纹翅片条在每个蒸发通路内的布置显示出某些缺点。
具体而言，由于被限定在交换器的每个板之间的通道的宽度(其通常为1000mm至1200mm的数量级)，因此有必要在同一通道中并列设置至少两个波纹翅片，以便对齐其整个宽度。
在交换器的组装期间，这些波纹翅片被并列设置为具有为零或接近零的间隙。然而，通过钎焊将波纹翅片附接到相邻板的步骤可能在两个波纹翅片之间的接合部处引入间隙(空隙)。特别是，在钎焊金属熔化时，一个波纹翅片相对于另一波纹翅片可能发生轻微移位。
相邻波纹翅片之间的间隙构成了用于液体流动的优选通路，导致位于间隙正下方的通道被过量供应液体，并且更具体地，导致围绕其周边的通道液体供应不足。
文件FR-A-2938904披露了使得可以将交换器的波纹翅片保持在一起的解决方案。然而，这些解决方案并不完全令人满意，特别是因为它们不允许波纹翅片足够坚固地彼此组装在一起。此外，由于所使用的保持部件的复杂性和成本以及将它们装配在交换器内的困难，这些解决方案可能存在问题，某些与用于工业规模制造的方法不兼容。
发明内容
本发明的显著目的是通过提供其中制冷剂流体的分配尽可能均匀的热交换器来解决以上提及的所有问题或一些问题。
为此，本发明的一个主题是用于通过与产热流体进行热交换来蒸发制冷剂流体的热交换器，所述交换器包括：
-若干平行板，该若干平行板在它们之间限定了被设计用于制冷剂流体或产热流体的流动的多个通路，
-第一波纹翅片和第二波纹翅片，该第一波纹翅片和该第二波纹翅片在两个连续板之间以这样的方式延伸以在同一通路内限定多个通道，所述第一和第二波纹翅片包括两个相邻的边缘，
-至少一个组装构件，该至少一个组装构件在这些边缘的每一侧上延伸，以便将所述波纹翅片结合在一起，
其特征在于，该组装构件一方面被强制接合在第一波纹翅片的通道的至少一部分中，并且另一方面被强制接合在第二波纹翅片的通道的至少一部分中。
视情况而定，根据本发明的交换器可以包括以下特征中的一个或多个：
-若干组装构件沿相邻边缘布置。
-这些通道和这些组装构件总体上平行于第一方向z延伸。
-这些组装构件在正交于第一方向z的至少第二方向x上并且在接合之前具有的外部尺寸大于或等于、优选地严格大于这些通道在所述第二方向x上的内部尺寸。
-该第一波纹翅片(1)的通道的内部尺寸和该组装构件的所述外部尺寸之间的比率以及第二波纹翅片的通道的内部尺寸和该组装构件的所述外部尺寸之间的比率被包含在100％和70％之间，优选地被包含在95％和85％之间。
-该组装构件的截面和该第一波纹翅片的通道的截面之间的比率和/或该组装构件的截面和该第二波纹翅片的通道的截面之间的比率小于或等于50％、优选地被包含在15％和35％之间，其中所述截面是在垂直于第一方向z的平面内测量的。
-该第二方向x平行于相邻边缘延伸。
-组装构件具有圆柱形形状并具有给定的外径，在该第二方向x上测量的这些通道的宽度与所述外径之间的比率被包含在100％和70％之间，优选地被包含在95％和85％之间。
-该组装构件的外径被包含在0.5mm至2mm之间，优选地在1mm至1.3mm之间。
-该组装构件包括被强制接合在一个通道的至少一部分中的第一部分和被强制接合在第二波纹翅片的通道的至少一部分中的第二部分，所述第一部分和所述第二部分具有平行于第一方向z测量的大于或等于5mm、优选地在30mm和50mm之间、还更优选地大约等于40mm的长度。
-该组装构件包括有孔的或开槽的***壁。
-该第一波纹翅片和该第二波纹翅片由第一材料形成，并且该组装构件由第二材料形成，该第二材料具有的熔点高于或等于该第一材料的熔点。
-这些板平行于被称为流动方向的方向x延伸，这些通道和该组装构件总体上在正交于该流动方向y的第一方向z上延伸。
-该第一波纹翅片和该第二波纹翅片各自包括由波纹顶点连接的一系列波纹支路，该组装构件一方面被强制接合在该第一波纹翅片的两个连续波纹支路的至少一部分之间，并且另一方面被强制接合在该第二波纹翅片的两个连续波纹支路的至少一部分之间。
-每个通道被限定在板、该第一波纹翅片或该第二波纹翅片的两个连续波纹支路和连接所述两个波纹支路的波纹顶点之间。
-该第一波纹翅片和该第二波纹翅片选自平翅片波纹件、穿孔翅片波纹件、锯齿波纹件、波形翅片波纹件或人字翅片波纹件。
本发明的另一方面涉及一种通过蒸馏分离空气的空气分离装置，其特征在于，该空气分离装置包括如前述权利要求之一所述的至少一个热交换器，并且其特征在于该装置包括用于将作为制冷剂流体的液氧和作为产热流体的气态氮分配到该交换器的通路中的供给装置。
此外，本发明还涉及一种用于组装根据本发明的热交换器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将该第一波纹翅片和该第二波纹翅片布置在两个连续板之间，
-并列设置该第一波纹翅片和该第二波纹翅片的两个边缘，
-一方面将该组装构件强制接合在该第一波纹翅片的通道的至少一部分中，并且另一方面将组装构件强制接合在该第二波纹翅片的通道的至少一部分中，
-使用钎焊将该第一波纹翅片和该第二波纹翅片组装到这些板上。
附图说明
现在将通过以下仅以非限制性示例给出并参考附图作出的描述更好地理解本发明，在附图中：
-图1是根据本发明的一个实施例的交换器的局部三维视图，
-图2是图1的交换器的截面的示意图，
-图3示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的交换器的波纹翅片，
-图4A、图4B是根据本发明的另一实施例的交换器的两个波纹翅片在两个相互垂直的相应截面平面上的示意图，
-图5是图4A和图4B的波纹翅片中的一个的三维视图。
具体实施方式
图1展示了可以在双柱型空气蒸馏装置中使用的热交换器2的一个实施例。在操作中，热交换在作为制冷剂流体的液氧和作为产热流体的气态氮之间进行。
热交换器2包括流体密封的壳体40，该壳体包含总体上由铝制成的矩形板4的集合，这些矩形板大致彼此平行地延伸。因此，板4限定了旨在用于氧气的流动(通路17)或用于氮气的流动(通路18)的多个通路。
在通路17、18的大部分高度上，这些通路各自包含热交换波纹翅片19，这些波纹翅片在这个示例中由穿孔波纹铝片组成。这些热交换波纹翅片19优选地是具有竖直母线的类型，或者以所谓的“松槽(easyway)”构型布置。在这种情况下，热交换波纹翅片19在操作中具有垂直于流体在相关的通路中流动的方向(图1中在x方向上)的波纹总方向(图1中在z方向上)。
在通路17和18的上端处，热交换波纹翅片19分别通过分配波纹翅片条24和常规波纹翅片20延伸。在波纹翅片20上方，通路17和18分别被水平杆28和21封闭。
位于板4上方的空间包围液氧浴5。浴5的液氧流过沿杆28穿孔的孔口29，以在用于氧气的所有通路17之间以及在波纹翅片条24的方向上在每个通路17的整个宽度上进行液氧的一次分配。波纹翅片条24通常由具有水平母线的类型的无穿孔波纹铝片形成，或者以所谓的“密槽(hardway)”构型布置。在这种情况下，波纹翅片条24在操作中具有平行于流体在相关通道中的流动方向的波纹总方向(图1中在x方向上)。
同时，气态氮通过进料罐(未展示)和分配波纹翅片20到达交换器中，然后沿着通路18向下流动。当它这样做时，它逐渐将热量释放给相邻通路17中的液氧，使得氧气蒸发，并且氮气冷凝。
图2示意性地指示了用于液氧的流动的通路17。通路17形成在由堵塞通道的杆15、7分离的两个平行的竖直板(未描绘出)之间。
难以制造足够宽来覆盖热交换器的通路的整个宽度的波纹翅片。如在图2中可以看出，因此使用了至少一个第一波纹翅片和至少一个第二波纹翅片，它们以这样的方式并置以形成如图1描绘的波纹翅片条24。
更具体地，第一波纹翅片和第二波纹翅片在两个连续板(图2中未展示)之间延伸，以便在通路17内限定多个通道14、34。第一波纹翅片和第二波纹翅片包括两个相邻的边缘10、30，这两个边缘在它们之间限定了零或非常小的间隙31，通常是最多为0.1mm至5mm的数量级的间隙。
在操作中，液氧以一定的流速穿过被定位在第一波纹翅片和第二波纹翅片上方的孔(图2中未描绘)，该流速由这些孔的孔截面和它们上方的液体浴的高度(液体压头)限定。因此，孔在通路17的整个宽度上执行液氧的一次分配，并且如此预分配的液氧沿着波纹翅片流动，其中每个翅片在通路17的整个宽度上执行其精细的二次分配。因此，液氧通过沿着分配给它的通道的所有壁尽可能均匀地滴流，即通过在这些壁上形成连续的降膜，来应对具有竖直母线的下波纹翅片19。
因此，应当理解的是，重要的是波纹翅片的两个边缘10、30处于尽可能完美地接触，以避免液体泄漏，并且因此降低波纹翅片在交换器的钎焊期间相对于彼此移动的风险。
为此，根据本发明的交换器包括在边缘10、30的每一侧上延伸以便将所述波纹翅片1、3彼此组装在一起的组装构件13。根据本发明，组装构件13一方面被强制接合在第一波纹翅片1的通道14的至少一部分中，并且另一方面被强制接合在第二波纹翅片3的通道34的至少一部分中。
换言之，组装构件13一方面被强制接合在第一波纹翅片1的通道14的至少一部分中，并且另一方面被强制接合在第二波纹翅片3的通道34的至少一部分中。
事实上，组装构件13在应力下接合在波纹翅片的通道中。例如，可以使用小工具(诸如平刃螺丝刀)来使组装构件13进入通道14、34，这允许组装构件被强制接合在波纹翅片的底部，并通过施加手动压力来接合。组装构件13和波纹翅片之间的连接通过这些元件中的一个和/或另一个的弹性变形来实现。
以这种方式，组装构件13通过楔入效应被阻挡在通道14、34内的适当位置，这使得第一波纹翅片1和第二波纹翅片3相对于彼此固定。组装构件13在第一波纹翅片1和第二波纹翅片3中的强制阻挡将组装构件13牢固地固定到第一波纹翅片1和第二波纹翅片3，而不是仅通过简单的嵌入，并且因此确保波纹翅片1、3的更坚固地连结在一起。波纹翅片1、3因此通过组装构件13彼此组装在一起。因此，极大地限制了在交换器组装期间波纹翅片之间出现间隙，或者甚至消除。
波纹翅片1、3因此可以简单且快速地彼此组装一起。组装不需要附加的固定装置，并且可以容易地以低投资成本在工业规模上实施。
优选地，第一波纹翅片1和第二波纹翅片3的边缘10、30被定位成彼此接触或接近接触，使得在所述波纹翅片1、3之间没有或几乎没有间隙。
有利地，两个波纹翅片1、3在波纹的形状、尺寸和方向方面具有相同的构型，并且以它们的边缘完全相交的方式来布置。
交换器可以包括沿着边缘10、30布置的若干组装构件13。沿着边缘10、30布置的组装构件13的数量可以根据所述边缘的长度进行适配。例如，对于具有包含在30mm和100mm之间的长度的波纹翅片，交换器可以包括两个组装构件13，如图3展示的。
图3和图4示意性地示出了本发明的其中通道14、34和组装构件13大致平行于第一方向z延伸的实施例。
优选地，组装构件13的一方面被接合在第一波纹翅片1中的、另一方面被接合在第二波纹翅片3中的、以及在第一方向z上测量的这些部分的长度大于或等于5mm，以确保与波纹翅片1、3的充分连接。通过举例，可以使用具有总长度40mm量级的组装构件13，具有约20mm的长度的这些部分相应地各自被接合在第一波纹翅片1和第二波纹翅片3中。
有利地，组装构件13在正交于所述第一方向z的至少第二方向x上并且在强制接合之前具有的外部尺寸大于或等于通道14、34在所述第二方向x上的内部尺寸。
注意，在本发明的上下文中，组装构件13的尺寸或截面指的是在通过接合而被组装在波纹翅片的通道中之前，即在构件13可能经历任何变形之前测量的值。
优选地，组装构件13将是超尺寸的，并且相对于波纹翅片的通道的一个或多个内部横向尺寸是超尺寸的，从而使得组装更加坚固。
因此，第一波纹翅片1的通道14的内部尺寸和组装构件13的所述外部尺寸之间的比率以及第二波纹翅片3的通道34的内部尺寸和组装构件13的所述外部尺寸之间的比率优选地被包含在100％和70％之间，更优选地被包含在95％和85％之间。这些值使得可以无需重型工具就能实现组装，因为接合力可以由手提供。
有利地，强制接合通过被称为过盈配合的配合来实现。换言之，被定义为组装构件13的外部尺寸或多个外部尺寸和通道在相同方向上的内部尺寸或多个内部尺寸之间的差异的“配合”值相对较高，优选地被包含在0.1mm和0.5mm之间。
优选地，组装构件13的所述至少一个外部尺寸被包含在0.5mm和2mm之间，优选地被包含在1mm和1.3mm之间。此类外部尺寸是有利的，因为组装构件13然后仅占据通道14、34的高度的一部分，对于常规的波纹翅片而言，该部分通常大于2mm，典型地被包含在3mm和8mm之间。参考图3，所述高度对应于在正交于第一方向z并且正交于第二方向x的第三方向y上测量的通道14的内部尺寸。注意，组装构件13的外部尺寸将有利地根据波纹翅片的高度进行适配。
优选地，这些高度被选择成使得第一波纹翅片1和第二波纹翅片3在第三方向y上延伸跨过通路17的几乎全部宽度或者甚至全部宽度。
根据尤其在图3中展示的一个有利实施例，第一波纹翅片1和第二波纹翅片3各自包括由波纹顶点121连接的一系列波纹支路123，波纹支路123在被称为波纹方向的方向D上彼此跟随。组装构件13一方面被强制接合在第一波纹翅片的两个连续波纹支路的至少部分之间，并且另一方面被强制接合在第二波纹翅片的两个连续波纹支路的至少部分之间。为了清楚起见，仅展示了第一波纹翅片1。
每个通道14、34被限定在板4、两个连续波纹支路123和连接两个波纹支路的第一波纹翅片1或第二波纹翅片3的波纹顶点121之间。因此，每个通道14在通路内形成自由通路，在波纹翅片被装配在板4之间之前，组装构件13被接合在两个连续波纹支路123之间。
第一波纹翅片1和第二波纹翅片3选自平翅片波纹翅片、穿孔翅片波纹翅片、锯齿翅片波纹翅片、波形翅片或人字形翅片波纹翅片。第一波纹翅片1和第二波纹翅片3优选地具有基本相同的波纹方向、形状和大小。优选地，第一波纹翅片和第二波纹翅片各自由波纹铝片或波纹铝条形成。
组装构件13可以在垂直于第一方向z的平面中具有圆形、正方形、矩形、八边形或三角形形状的截面。
优选地，组装构件13的截面与第一波纹翅片1的通道14的截面之间的比率和/或组装构件13的截面与第二波纹翅片3的通道34的截面之间的比率小于或等于50％，优选地被包含在15％和35％之间。这限制了用于流体流过波纹翅片1的孔截面方面的减小，并且组装构件13不会干扰流体的分配。
有利地，组装构件13是实心部件。优选地，组装构件13是圆柱形形状的实心或管状部件。
根据一个特定实施例，组装构件13采取实心圆柱形杆的形式。例如，可以使用焊条作为组装构件13。此类部件可商购，并且各种材料或直径是可供使用的。甚至可以从一根杆上切割出若干所期望长度的零件。
图3是平的、具有带有平面表面的波纹支路123的第一波纹翅片1的截面视图。根据这个示例性实施例，通道14具有矩形总体形状的截面。具有圆形截面的组装构件13被强制接合在两个连续波纹支路123之间。边缘(10，30)平行于第二方向x延伸。与第一波纹翅片1边缘对边缘地布置的第二波纹翅片3(未展示)具有相似的波纹形状和大小。
在图3给出的示例中，组装构件13的尺寸相对于通道14、34的宽度来确定，该宽度对应于在第二方向x上测量的内部尺寸d。
有利地，组装构件13使得组装构件13的内部尺寸d和外径之间的比率包含在100％和70％之间，优选地包含在95％和85％之间。此类值使得可以无需重型工具就能实现组装，因为力可以由手提供。
组装构件13具有给定的外径，典型地被包含在0.5mm和2mm之间，优选地被包含在1mm和1.3mm之间。以这种方式，组装构件13仅占据通道14的高度的一部分，在常规波纹翅片的情况下，该部分通常大于2mm，典型地包含在3mm和8mm之间。
以上在第一波纹翅片1的情况下列出的特征当然也适用于第二波纹翅片3。
孔口可以潜在地被穿孔通过组装构件13和/或所述组装构件13可以具有开槽的***壁。以这种方式，在通道14、34内形成了附加的空的空间，从而避免了减小用于流体流动的孔截面，并进一步限制了对流体分配的中断。
优选地，组装构件13由具有的熔点高于或等于第一波纹翅片1和第二波纹翅片3的材料的熔点的材料形成。这样于是避免了组装构件13在交换器的钎焊期间熔化。
优选地，第一波纹翅片1和第二波纹翅片3以及组装构件13由相同的材料形成，尤其以便在交换器的操作期间，特别是在其冷却时，以及在其在例如ASU停机期间升温至环境温度时，不引起组装构件13相对于波纹翅片1和3的膨胀方面的差异。这种膨胀方面的差异也可能是钎焊期间温度变化的结果。
第一波纹翅片1和第二波纹翅片3以及组装构件13有利地由金属材料制成。这种材料可以选自不锈钢、铝或铝合金。
图4A、图4B和图5展示了实施例的替代性形式，其中波纹翅片1、3具有锯齿状翅片类型。更具体地，并且如在图5中可见，波纹翅片1、3的每个水平或接近水平的平面25以规则的间隔设置有凹部26，该凹部向上偏移四分之一波纹间距。沿波纹翅片的母线测量的凹部的宽度具有的数量级与将这些凹部中的每一个与位于同一平面上的两个相邻凹部分离的距离相同的数量级。
在这个替代性形式中，在第二方向x上测量的通道14、34的宽度根据凹部26被定位的方式而在第一方向z上变化。组装构件13优选相对于通道14、34的最小宽度来确定尺寸，该最小宽度对应于如图5所描绘的内部尺寸d。
通道14、34的宽度对应于在第二方向x上测量的内部尺寸d，组装构件13的外部尺寸以这样的方式限定，即其能够被强制接合在所述通道14、34中。
有利地，被限定在交换器的板4之间的多个通路包括旨在用于制冷剂流体的流动的第一组通路17和用于产热流体的流动的第二组通路18。
本发明在处于液态的制冷剂流体的情况下特别有利。组装构件13优选地被布置在第一组的至少一个通路的第一波纹翅片1和第二波纹翅片3之间。
优选地，被布置在通路17、18中的第一波纹翅片1和第二波纹翅片3具有水平母线，即以“密槽”构型布置。
有利地，第一波纹翅片1和第二波纹翅片3在流体通过热交换波纹翅片19在相关通道中流动的方向上的下游延伸。这些热交换波纹翅片19优选地是具有竖直母线的类型，即以所谓的“松槽”构型布置。
优选地，当热交换器2运行时，第二方向x是竖直的。制冷剂和产热流体在向下流的方向上竖直地且总体上顺流地流动。
当然，本发明不限于在本申请中描述和展示的特定示例。在不脱离在随后的权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以考虑本领域技术人员能力范围内的其他替代性形式或实施例。
因此，在不脱离本发明范围的情况下，可以想到流体流动的其他方向和指向。例如，可以设想流体逆流地循环通过热交换器2。不同种类的一种或多种制冷剂流体以及一种或多种产热流体也可以在同一交换器的通路17、18内流动。
还可想到的是，交换器的波纹翅片具有的波纹方向、尺寸和/或形状不同于上述实施例的那些波纹方向、尺寸和/或形状。

Claims (20)

1.一种用于通过与产热流体进行热交换来蒸发制冷剂流体的热交换器(2)，所述热交换器(2)包括：
-若干平行的板(4)，该若干平行的板在它们之间限定了被设计用于制冷剂流体或产热流体的流动的多个通路(17，18)，
-第一波纹翅片(1)和第二波纹翅片(3)，该第一波纹翅片和该第二波纹翅片在相继两个板(4)之间以这样的方式延伸以在同一通路(17)内限定多个通道(14，34)，所述第一波纹翅片(1)和所述第二波纹翅片(3)包括两个相邻的边缘(10，30)，
-至少一个组装构件(13)，该至少一个组装构件在这些边缘(10，30)的每一侧上延伸，以便将所述第一波纹翅片(1)和所述第二波纹翅片(3)结合在一起，
其特征在于，该组装构件(13)一方面被强制接合在该第一波纹翅片(1)的通道(14)的至少一部分中，并且另一方面被强制接合在该第二波纹翅片(3)的通道(34)的至少一部分中，这些通道(14，34)和该组装构件(13)大致平行于第一方向(z)延伸，边缘(10，30)平行于正交于第一方向(z)的第二方向(x)延伸，所述组装构件(13)在正交于所述第一方向(z)的至少第二方向(x)上并且在接合之前具有的外部尺寸大于或等于这些通道(14，34)在所述第二方向(x)上的内部尺寸，该第一波纹翅片(1)的通道(14)的内部尺寸和该组装构件(13)的所述外部尺寸之间的比率以及该第二波纹翅片(3)的通道(34)的内部尺寸和该组装构件(13)的所述外部尺寸之间的比率被包含在100％和70％之间。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括沿着这些相邻的边缘(10，30)布置的若干组装构件(13)。
3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该第一波纹翅片(1)的通道(14)的内部尺寸和该组装构件(13)的所述外部尺寸之间的比率以及该第二波纹翅片(3)的通道(34)的内部尺寸和该组装构件(13)的所述外部尺寸之间的比率被包含在95％和85％之间。
4.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，这些通道(14，34)和该组装构件(13)大致平行于第一方向(z)延伸，该组装构件(13)的截面与该第一波纹翅片(1)的通道(14)的截面之间的比率和/或该组装构件(13)的截面与该第二波纹翅片(3)的通道(34)的截面之间的比率小于或等于50％，所述截面在垂直于该第一方向(z)的平面中测量。
5.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)具有圆柱形形状并具有给定的外径，在该第二方向(x)上测量的这些通道(14，34)的宽度与所述外径之间的比率被包含在100％和70％之间。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)的外径被包含在0.5mm至2mm之间。
7.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)包括被强制接合在第一波纹翅片(1)的通道(14)的至少一部分中的第一部分和被强制接合在该第二波纹翅片(3)的通道(34)的至少一部分中的第二部分，所述第一部分和所述第二部分具有平行于该第一方向(z)测量的大于或等于5mm的长度。
8.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)包括有孔的或开槽的***壁。
9.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)由第一材料形成，并且该组装构件(13)由第二材料形成，该第二材料具有的熔点高于或等于该第一材料的熔点。
10.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，这些板(4)平行于被称为流动方向的方向(x)延伸，这些通道(14，34)和该组装构件(13)总体上在正交于该流动方向(y)的第一方向(z)上延伸。
11.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)各自包括由波纹顶点(121)连接的一系列波纹支路(123)，该组装构件(13)一方面被强制接合在该第一波纹翅片的相继两个波纹支路的至少一部分之间，并且另一方面被强制接合在该第二波纹翅片的相继两个波纹支路的至少一部分之间。
12.如权利要求11所述的热交换器，其特征在于，每个通道(14，34)被限定在板(4)、该第一波纹翅片(1)或该第二波纹翅片(3)的相继两个波纹支路(123)和连接所述两个波纹支路的波纹顶点(121)之间。
13.如权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)选自平翅片波纹件、穿孔翅片波纹件、锯齿波纹件、波形翅片波纹件或人字翅片波纹件。
14.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)的截面与该第一波纹翅片(1)的通道(14)的截面之间的比率和/或该组装构件(13)的截面与该第二波纹翅片(3)的通道(34)的截面之间的比率被包含在15％和35％之间。
15.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，在该第二方向(x)上测量的这些通道(14，34)的宽度与所述外径之间的比率被包含在95％和85％之间。
16.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，该组装构件(13)的外径被包含在1mm至1.3mm之间。
17.如权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分具有平行于该第一方向(z)测量的在30mm和50mm之间的长度。
18.如权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分具有平行于该第一方向(z)测量的等于40mm的长度。
19.一种通过蒸馏分离空气的空气分离装置，其特征在于，该空气分离装置包括至少一个如权利要求1-18之一所述的热交换器，并且其特征在于该装置包括用于将作为制冷剂流体的液氧和作为产热流体的气态氮分配到该热交换器的通路中的供给装置。
20.一种用于组装如权利要求1至18中之一所述的热交换器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)布置在相继两个板(4)之间，
-并列设置该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)的两个边缘(10，30)，
-一方面将该组装构件(13)强制接合在该第一波纹翅片(1)的通道(14)的至少一部分中，并且另一方面将该组装构件强制接合在该第二波纹翅片(3)的通道(34)的至少一部分中，
-使用钎焊将该第一波纹翅片(1)和该第二波纹翅片(3)组装到这些板(4)上。
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