JP2017519174A - 液体運動を減衰する通路を有した熱交換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の媒体（Ｍ１）と第２の媒体（Ｍ２）との間で間接的に熱伝達するための熱交換器であって、前記第１の媒体（Ｍ１）の液相（Ｆ１）を受容する胴体室（３）を有した胴体（２）と、少なくとも１つの伝熱ブロック（４）と、を有していて、該伝熱ブロック（４）は、前記第１の媒体（Ｍ１）を受容する第１の伝熱通路と、前記第２の媒体（Ｍ２）を受容する第２の伝熱通路とを備え、これにより前記両媒体（Ｍ１，Ｍ２）間で熱を間接的に伝達可能であって、この場合、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）は、前記胴体室（３）内にある前記第１の媒体（Ｍ１）の液相（Ｆ１）によって取り囲まれ得るように、前記胴体室（３）内に配置されている、熱交換器に関する。本発明によれば、前記第１の媒体（Ｍ１）の前記液相を案内する、複数の互いに平行に延在する筒状の通路（１０）が、前記胴体室（３）内で前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４，５）に対して側方に設けられている。

Description

本発明は、請求項１に記載の、第１の媒体と第２の媒体との間で間接的に熱伝達するための熱交換器に関する。

このような熱交換器は通常、第１の媒体の液相を受容する胴体室を画定する胴体（「シェル」とも呼ばれる）と、少なくとも１つの伝熱ブロック（「コア」又は「ブロック」とも呼ばれる）と、を有していて、該伝熱ブロックは、前記第１の媒体を受容する第１の伝熱通路と、前記第２の媒体を受容する第２の伝熱通路とを備え、これにより前記両媒体間で熱を間接的に伝達可能であって、この場合、前記伝熱ブロックは、前記胴体室内にある前記第１の媒体の液相によって取り囲まれ得るように、前記胴体室内に配置されている。

このような熱交換器は例えば、文献「The Standards of the brazed aluminium plate-fin heat exchanger manufacturers association (ALPEMA)」の２０１０年、第３版、６７ページの図９−１に示されている。このような熱交換器の構成は、「コア・イン・シェル型」又は「ブロック・イン・シェル型」熱交換器とも呼ばれる。

第１の媒体（例えば冷媒）を少なくとも１つの伝熱ブロックに貫流させるための駆動力は好適には、気化自体によって生じる熱サイホン効果によってもたらされる。しかしながら熱交換器の胴体室は、貯蔵タンクの目的を果たすだけではなく、第１の媒体から生じた蒸気を、第１の媒体の冷媒液若しくは液相から分離するための分離器としても機能する。即ち、システムに基づき、胴体室内には、第１の媒体の液相の自由な表面が形成される。好適には円筒状に形成されている熱交換器の胴体は、この場合、長手方向軸線若しくは円筒軸線の向きに関して、水平方向にも鉛直方向にも向けることができる。伝熱ブロックは冷媒液によって基本的に主に上方に向かって貫流される。冷却したい流れ（第２の媒体）の貫流方向は特に制限はない。

従って、熱交換器を可動の基礎上に、例えば浮動体（例えば船舶）上に設置すべき場合には、部分的に液体が充填された容器で生じる一般的に公知の問題が生じる可能性がある。特にこの液体は、容器若しくは胴体室内で往復運動する恐れがあるので、例えば胴体室内の複数の個所で一時的に水位の変動が生じる。これにより例えば、第１の媒体の液相への伝熱ブロックの進入深さが変動し、これにより例えば、熱伝達の効果が損なわれる恐れがある。従って、可能であれば、確実かつ信頼性のある運転を保証することができるように浴の液体運動は減衰されるべきである。

従ってこれに基づく本発明の課題は、上記課題を解消するような冒頭で述べた形式の熱交換器を提供することである。

この問題は請求項１に記載の特徴を備えた熱交換器により解決される。

これによれば、第１の媒体の液相を案内する、特に単に浴もしくは液相と流れ接続された、又は浴もしくは液相によって貫流可能な、複数の互いに平行に延在する筒状の通路が、前記胴体室内で前記少なくとも１つの伝熱ブロックに対して側方に設けられている。

この場合、筒状とは一般的な意味であって、ここでは通路の横断面である筒の底面は、任意の平らな面であってよく、特に円形（円筒）、長方形、正方形、三角形又は六角形に形成されてよいことを意味している。この場合、各筒は、このような平らな面を、この平らな面の平面には位置していない、好適にはこの平らな面若しくは横断面に対して垂直に延在する直線若しくは長手方向軸線に沿ってずらすことにより生じる。

さらに個々の通路は、好適にはその周囲にわたって壁によって、即ち好適には周壁の形の、特に完全に閉じられた壁によって互いに分離されている。このように完全に閉じられた壁のもとでは、この通路の長手方向軸線に沿って各通路内を流れる媒体は、（長手方向軸線に対して横方向で）隣接する通路に侵入することはない。

１つの通路、又はいくつかの通路、又は全ての通路が、別個の固有の周壁を有していてよい。通路の壁が、隣接する通路の壁の一部を形成してもよい。このことは、複数の若しくは全ての通路に該当する。

本発明の手段により、有利には、熱交換器の胴体室内にある第１の媒体の液相は、熱交換器の揺動運動の際に沈静化される。この場合、揺動運動とは特に、胴体の長手方向軸線若しくは円筒軸線が、その空間的位置若しくは傾きを、特に周期的に（例えば水上の浮動体上に熱交換器が配置されている場合には波の動きにより）変化させることを意味する。

以下のことを前提とする所定のように配置された熱交換器に関して、通路が例えば鉛直方向線に沿って向けられている場合、液相は、熱交換器の運転中に伝熱ブロックの上端部から流出し、伝熱ブロックに対して側方にある通路を通って再び下方に向かって流れることができる。この場合この通路は、第１の媒体の液相の水平方向線に沿った運動を抑制する水平方向における流れ抵抗を成す。

通路が水平方向に向けられている場合は、熱交換器の揺動運動の際に通路内の液相は場合によっては往復流動し、この場合、通路は、制限された流れ横断面に基づき、同様に水平方向の流れ抵抗として機能し、従って第１の媒体の液相の相応の運動を減衰する。平行な通路の長手方向軸線が水平に向けられている場合、とりわけ、長手方向軸線の傾斜が変化する揺動運動に起因する液体運動が減衰される。

少なくとも１つの伝熱ブロックは、原則的には、特に第２の媒体から第１の媒体へと間接的に熱を伝達することができる全ての熱交換器であってよい。

しかしながら好適には、伝熱ブロックはプレート式熱交換器である。このような形式のプレート式熱交換器は通常、互いに平行に配置された複数のプレート若しくは薄板を有しており、これらのプレート若しくは薄板は、伝熱に関与する媒体用の複数の伝熱通路を形成する。プレート式熱交換器の好適な構成は、複数の熱伝導構造体、例えば横断面がメアンダ状の、特に波状にされた若しくは屈曲された薄板（いわゆるフィン）の形の熱伝導構造体を有しており、これらの熱伝導構造体はそれぞれ、プレート式熱交換器の２つの平行な分離プレート若しくは分離薄板の間に配置されており、この場合、プレート式熱交換器の最も外側の両層はカバープレートにより形成されている。このようにして、それぞれ２つの分離プレートの間に、若しくは１つの分離プレートと１つのカバープレートとの間に、これらの間にそれぞれ配置されたフィンによって、複数の平行な通路若しくは１つの伝熱通路が形成され、媒体はこれらの通路を通って流れることができる。従って、隣接する伝熱通路を流れる媒体間で熱伝達を行うことができ、この場合、第１の媒体に対応している伝熱通路は第１の伝熱通路と呼ばれ、第２の媒体に対応している伝熱通路は相応に第２の伝熱通路と呼ばれる。

側方に向かっては、それぞれ隣接する２つの分離プレートの間に、若しくは１つのカバープレートとこれに隣接する分離プレートとの間に、各伝熱通路を閉鎖するために、好適には終端状片（いわゆるサイドバー）が設けられている。第１の伝熱通路は、鉛直方向線に沿って上方及び下方に向かって開かれていて、特に終端状片によって閉鎖されないので、第１の媒体の液相は下方から第１の伝熱通路へと到ることができ、プレート式熱交換器の上方では第１の伝熱通路から、液相及び／又は気相として流出することができる。

カバープレート、分離プレート、フィン、サイドバーは好適にはアルミニウムから製造されていて、例えば炉において互いにろう接される。相応のノズルを備えたヘッダを介して、媒体、例えば第２の媒体を、対応している伝熱通路内に導入することができる、若しくは該伝熱通路から排出することができる。

熱交換器の胴体は、特に（円）筒状の周壁を有していてよく、この周壁は、所定のように配置された熱交換器では好適には、この周壁若しくは胴体の長手方向軸線又は円筒軸線が水平方向線又は鉛直方向線に沿って延在するように方向付けられている。胴体は端面側で、好適には互いに向かい合って位置する、前記周壁に結合される壁を有しており、この壁は、長手方向軸線若しくは円筒軸線に対して直交方向に延在している。

熱交換器の運転形式に関しては、冒頭で既に述べたように、好適には、少なくとも１つのプレート式熱交換器が、第２の伝熱通路内で案内される第２の媒体を、隣接する第１の伝熱通路内で案内される第１の媒体よりも冷却し、かつ／又は少なくとも部分的に液化し、これにより第１の媒体の気相が生じるように形成されており、この場合、胴体室は、気相を捕集するように形成されている。

さらに好適には、少なくとも１つのプレート式熱交換器は、熱交換器の運転時に第１の媒体が少なくとも１つのプレート式熱交換器内で上昇し、即ちこのために設けられた少なくとも１つのプレート式熱交換器の第１の伝熱通路内を上昇し、この場合特に、少なくとも１つのプレート式熱交換器は、第２の伝熱通路内の第２の媒体を、第１の媒体に対して逆流で又は直交流で案内するように形成されている。プレート式熱交換器の上端部で、第１の媒体の気相と共に流出する第１の媒体の液相は、プレート式熱交換器の側面に沿って再び下方に向かって、場合によっては垂直に向けられた通路内を流れる。

本発明の好適な態様によれば、通路若しくは通路の壁は、レジスタとも呼ばれるつながったユニットを形成するように互いに固定されている。このユニットは好適には、伝熱ブロック及び／又は胴体とは別個に形成されている。

さらに、本発明の好適な態様によれば、通路又は少なくともいくつかの通路は、それぞれの長手方向軸線（若しくは円筒軸線）に沿って細長く形成されていて、即ち、それぞれの長手方向軸線に沿った延在は、この長手方向軸線に対して垂直な各通路の最大内径よりも大きい。

従って通路は、それぞれの長手方向軸線若しくは円筒軸線に沿って第１の媒体の液相によって貫流可能であり、この場合、通路はそれぞれ両端部に各１つの開口を有していて、この開口を介して液相は各通路に流出入することができる。１つの通路の両開口はこの場合、各通路の長手方向軸線若しくは円筒軸線に沿って互いに向かい合って位置しており、即ち互いに整合している。

本発明の好適な態様によれば、全ての通路は、長手方向軸線に関して、同じ長さを有している。これに対して選択的に本発明の好適な態様では、通路のいくつか又は全ては、ユニットを、熱交換器の胴体の内面の湾曲領域に適合させるために、長手方向軸線に関して異なる長さを有している。これにより、（例えば中空円筒状の胴体では）内面領域の延在に相応する、つながったユニットの外面の段部が得られる。

基本的に、胴体室内に配置されたユニットを胴体に固定することができるので、このユニットは特に少なくとも１つの伝熱ブロックに接触しない。これに対して選択的に、ユニットを、少なくとも１つの伝熱ブロックに、又は別個の支持体に固定することもできる。

特に好適には、本発明の態様によれば、各通路は中空成形体によって形成されている。好適には（例えばアルミニウム又は鋼のような）金属から製造される中空成形体は、この場合、各通路を包囲する壁を形成し、これにより各通路を画定する、若しくは形成する。好適には中空成形体は、前記つながったユニットを形成するように互いに接続されている。この場合、中空成形体は互いに溶接されていてよく、又はその他の固定方法により適切に互いに固定されていてよく、これにより前記のユニット若しくは中空成形体レジスタが形成される。

本発明の別の態様によれば、通路は、互いに接続された複数のプレート状のエレメント（例えば薄板）によって形成されている。これらのエレメントは扁平に形成されていてよく（例えば扁平な薄板）、又は構造体を有していてもよい（例えば、このエレメントを、横断面が波形の又は屈曲された、若しくは段状の又はジグザグ状のエレメント／薄板として形成することができる）。個々のエレメントは例えば、互いに差し込むことにより互いに固定されてよく、場合によっては付加的に互いに位置固定されてよい。固定若しくは位置固定のために、例えばろう接結合及び／又は溶接結合、リベット結合又はその他の摩擦接続的、形状接続的、かつ／又は材料接続的な結合が考えられる。

本発明の好適な態様によれば、通路の長手方向軸線は、所定のように配置された熱交換器に関して、鉛直方向線に対して平行に延在している。この場合、胴体が横型の場合、通路の長手方向軸線は、胴体の長手方向軸線若しくは円筒軸線に対して垂直に延在している。縦型の胴体では、垂直通路の長手方向軸線は好適には、胴体の長手方向軸線若しくは円筒軸線に対して平行に延在している。

本発明の選択的に好適な態様によれば、通路の長手方向軸線は、所定のように配置された熱交換器に関して、水平方向線に対して平行に延在している。この場合、胴体が横型の場合、通路の長手方向軸線は、胴体の長手方向軸線若しくは円筒軸線に対して平行に延在している。縦型の胴体では、水平通路の長手方向軸線は好適には、胴体の長手方向軸線若しくは円筒軸線に対して垂直に延在している。

さらに、本発明の好適な構成によれば、通路が水平方向に延在するものでは、これら通路のうち少なくともいくつかは、液相に対して所望の作用をもたらすように、流れ抵抗部を有している、又は閉鎖されている。

本発明の好適な態様ではさらに、ユニット若しくは場合によっては通路は、鉛直方向線に沿って、少なくとも、前記少なくとも１つのプレート式熱交換器若しくは伝熱ブロックの鉛直方向線に沿った高さの半分よりも大きな長さを有していて、好適には、前記少なくとも１つのプレート式熱交換器若しくは伝熱ブロックの鉛直方向線に沿った高さよりも大きい、又は該高さと同じ長さを有している。

さらに、水平通路が設けられている場合、これらの通路は、その長手方向軸線に沿って、場合によっては側方に配置された伝熱ブロックの同じ方向に沿った長さよりも短いように形成されてよい。

好適には、複数の通路若しくは中空成形体から成るユニットは、少なくとも１つの伝熱ブロックと、胴体との間、若しくは前記伝熱ブロックに対して水平方向で向かい合って位置する胴体の区分若しくは内面領域との間に配置されている。

複数の分離された伝熱ブロックが胴体室内に配置されている場合、前記ユニットを、このような２つのブロックの間にも配置することができる。

最後に、１つの伝熱ブロックの場合も、複数の伝熱ブロックの場合も、それぞれ複数の通路を備えた複数のユニットが設けられていてよい。この場合、各ユニットは好適には、伝熱ブロックのうちの１つと胴体（上記参照）との間に、又は２つの隣接する伝熱ブロックの間に配置されている。

この場合、各ユニットは上述したように形成されていてよい。別の伝熱ブロックはさらに好適には、プレート式熱交換器として、特に上述した形式で構成されている。

本発明のさらなる詳細及び利点は、以下に本発明の実施例を示した図面につき説明する。本発明の好適な構成はさらに、従属請求項に記載されている。

縦型の胴体及び垂直通路を備えた本発明による熱交換器を概略的に示す部分断面図である。 図１に示した垂直通路を部分的に示す平面図である。 横型の胴体及び垂直通路を備えた本発明による別の熱交換器を概略的に示す部分断面図である。 縦型の胴体及び水平通路を備えた本発明による熱交換器を概略的に示す部分断面図である。 図４に示した水平通路を部分的に示す平面図である。 横型の胴体及び水平通路を備えた本発明による別の熱交換器を概略的に示す部分断面図である。 図１、図３、図４及び図６の実施態様において使用することができるようなプレート式熱交換器の２つの伝熱通路を概略的に示す断面図である。

図１には、図２との関連で熱交換器１が示されている。この熱交換器１は、縦型の、好適には（円）筒状の胴体２を有していて、この胴体２は、熱交換器１の胴体室３を画成している。この場合、胴体２は、円筒状の周壁１４を有しており、この周壁１４は端面側で、互いに向かい合って位置する２つの壁１５によって画成されている。胴体２の長手方向軸線若しくは円筒軸線は、鉛直方向線ｚに一致する。

胴体２によって取り囲まれた胴体室３内には、この場合、２つの伝熱ブロック４，５が水平方向で並んで配置されている。これらの伝熱ブロック４，５は、複数の平行な伝熱通路Ｐ，Ｐ’（図７参照）を備えたプレート式熱交換器４，５である。

各プレート式熱交換器４，５は、この場合、複数の熱伝導構造体４１を有しており、これらの熱伝導構造体４１は薄板であってよく、横断面で見てメアンダ状に形成されていて、即ち例えば、波状又はジグザグ状であるか、又は方形状の延在を有している。これらの構造体４１はフィン４１とも呼ばれ、それぞれプレート式熱交換器４，５の２つの扁平な分離プレート若しくは分離薄板４０の間に配置されている。このようにして、それぞれ２つの分離プレート４０の間に（若しくは１つの分離プレートと１つのカバープレートとの間に、下記参照）複数の平行な通路若しくは伝熱通路Ｐ，Ｐ’が形成され、各媒体Ｍ１，Ｍ２はこれらの通路を通って流れることができる。最も外側の２つの層４０は、プレート式熱交換器４，５のカバープレートによって形成され、側方では、それぞれ２つの隣接する分離プレート４０の間に、若しくは分離プレートとカバープレート４０との間に終端条片４２が設けられている。図７には部分的に例として、１つのフィン４１と２つの隣接する分離プレート４０とによって形成された、第１の媒体Ｍ１用の第１の伝熱通路Ｐと、これに隣接し、同じく１つのフィン４１と２つの隣接する分離プレート４０とによって形成された、第２の媒体Ｍ２用の第２の伝熱通路Ｐ’とが示されている。このような複数の通路の配置が、好適には各プレート式熱交換器４，５において繰り返され、これにより複数の第１及び第２の伝熱通路Ｐ，Ｐ’が交互に隣接して配置されている。

胴体室３は、熱交換器１の運転中、第１の媒体Ｍ１によって充填される。熱交換器１へのこのような進入流は通常２相のものであるが、液体だけであってもよい。第１の媒体Ｍ１の液相Ｆ１は、プレート式熱交換器４，５を取り囲む浴を形成し、この液相Ｆ１の上方にある第１の媒体Ｍ１の気相Ｇ１は、胴体室３の上方領域で集まり、ここから排出可能である。

第１の媒体Ｍ１の液相Ｆ１は、プレート式熱交換器４，５の第１の伝熱通路Ｐ内へと上昇し、この場合、例えばこの第１の媒体Ｍ１に対して交差する流れにおいて、プレート式熱交換器４，５の第２の伝熱通路Ｐ’へと案内される冷却したい第２の媒体Ｍ２によって、間接的に熱伝達されることにより部分的に蒸発する。この場合に生じる第１の媒体Ｍ１の気相Ｇ１は、プレート式熱交換器４，５の上端部から流出することができ、ブロック４，５の上方で胴体室３から排出される。さらに、胴体室３内にある液相Ｆ１の一部は循環し、この場合、この一部はプレート式熱交換器４，５の第１の伝熱通路Ｐにおいて下方から上方へと送られ、次いで胴体室３内のプレート式熱交換器４，５の外側で再び下方に向かって流れる。

第２の媒体Ｍ２は、プレート式熱交換器４，５へと案内され、対応して配置された第２の伝熱通路Ｐ’を貫流した後冷却され、若しくは液化され、プレート式熱交換器４，５から排出される。

胴体２の長手方向軸線若しくは円筒軸線が、鉛直方向線ｚを中心として揺動する、胴体２の揺動運動の際に、胴体室３内の液相Ｆ１の動きを静めるために、図１に示したように３つのユニット１００が設けられている。これらのユニット１００はそれぞれ、胴体２の長手方向軸線ｚに対して平行な長手方向軸線Ｌに沿ってそれぞれ延在する複数の平行な通路１０を有している。これらの通路１０は好適には図２に示したように、適切に互いに接続された複数の中空成形体１１によって形成されている。これらの中空成形体１１は、例えば円筒状の通路１０を画定しており、この場合、両側の端面側にはそれぞれ１つの開口１０ａ，１０ｂを有しており、一方の開口１０ａは上方を向いていて、鉛直方向線ｚに沿ってほぼ各プレート式熱交換器４，５の上端部の高さに位置しており、この開口１０ａに向かい合って位置する他方の開口１０ｂはそれぞれ下方を向いていて、鉛直方向線ｚに沿ってブロック４，５の下方で終端している。これらの通路１０は好適には、第２の直交する空間方向に沿って隣接して配置されている。

それぞれプレート式熱交換器４，５の上端部で第１の通路Ｐから流出した液相Ｆ１は、垂直通路１０を通って再び下方に向かって循環することができ、次いで下方で液相Ｆ１は、プレート式熱交換器４，５の下端部から第１の伝熱通路Ｐへと進入し、熱サイホン効果に基づき再び上方に向かって引っ張られ、このとき部分的に気化し、第２の媒体Ｍ２を冷却する。

垂直通路１０はこの場合、水平方向の流れに対して抵抗を成し、従って、第１の媒体Ｍ１の液相Ｆ１の相応の水平方向運動を抑制する一方で、通路１０を通るこのような鉛直方向の循環は保護される。

図１に示したように、ユニット１００のうちの１つは、２つのプレート式熱交換器４，５の間に、これら両ブロック４，５に対して側方に配置されている。他の２つのユニット１００は、それぞれ１つのプレート式熱交換器４，５と、胴体２の周壁１４の水平方向で隣接する区分若しくは内面領域２ａとの間に配置されている。

図３には、図１に示した熱交換器１の変化実施例が示されている。この熱交換器１は、図１のものとは異なり、横型の細長い胴体２を有している。この胴体２は、水平方向線に一致する、即ち鉛直方向線ｚに対して垂直に延在する、長手方向軸線若しくは円筒軸線に沿って延在している。この場合、２つのプレート式熱交換器４，５は、図１のものとは異なり、胴体２の長手方向軸線に沿って相前後して配置されており、両ブロック４，５はそれぞれ側方で、上述したように形成されている１つのユニット１００の両側に隣接している。この場合、ユニット１００は、胴体２の長手方向軸線に沿って両ブロック４，５の長さを足した全長にわたって、それぞれ両ブロック４，５に隣接している。

図４には、図１の熱交換器１の別の変化実施例が示されている。この熱交換器１では、通路１０が、図１のものとは異なり水平方向に、即ち、鉛直方向線ｚに一致する縦型の胴体２の長手方向軸線に対して垂直方向に延在している。この場合、通路１０の開口１０ａ，１０ｂは、それぞれ水平方向に向けられている。ユニット１００は、図１のものと同様に、プレート式熱交換器４，５に関して配置されており、両ブロック４，５の間のユニット１００は、ブロック４，５の外面に沿って位置するユニット１００よりも大きな流れ横断面積を有する通路１０を有している。図４に示した胴体２の長手方向軸線ｚの傾きが変更される、特にこの長手方向軸線が図平面外に出るような熱交換器１の揺動運動の際に、第１の媒体Ｍ１の液相Ｆ１の充填水面全体をできるだけ静めるために、全てのユニット１００は鉛直方向線ｚに沿ってプレート式熱交換器４，５の上端部及び下端部を越えて突出している。この場合、流れ抵抗により沈静化がもたらされ、例えば通路１０の開口１０ａ，１０ｂ間を往復流動する際に、液相Ｆ１は水平方向の通路内で流れ抵抗を受ける。図４に示したように、通路１０若しくはユニット１００は、横断面長方形若しくは正方形の複数の中空成形体により形成されてよく、又は互いに差し込まれた、若しくは互いに取り付けられた扁平なプレート状のエレメント、特に薄板によって形成されてよい（上記参照）。水平通路１０の横断面は図４のように方形として形成することができるだけでなく、図５に示したように円形であってもよい。別の形であることも考えられる。水平方向の流れ抵抗を増大させるために、個々の水平通路１０に付加的な流れ抵抗部（例えば横断面狭隘部）１２を設けること、又は完全に閉鎖することができる１２。

最後に図６には、図４の形式の水平通路１０を備えた熱交換器１が示されていて、この態様では熱交換器の胴体２が図３のように形成されていて横型に配置されている。この場合、図３のように配置されている相前後して配置されたプレート式熱交換器４，５の両側に、各ブロック４，５と、胴体２の周壁１４の水平方向で隣接する内面領域若しくは区分との間にそれぞれ、互いに重ねられかつ隣接されて配置された複数の水平通路１０を備えたユニット１００が設けられているが、これらの通路は、胴体２の長手方向軸線に沿って、この方向に沿って位置するブロック４，５よりも小さい延在長さを有している。これにより、液相Ｆ１の鉛直方向の循環の乱れをできるだけ僅かにすることができる（上記参照）。さらに、図６の胴体２の長手方向軸線に沿って、別のユニット１００が両ブロック４，５の間に配置されている。この場合も、図４について説明したように、第１の媒体の液相Ｆ１の沈静化が機能する。

基本的に、互いに接続された（又は個別の）中空成形体１１若しくは通路１０は様々な横断面形状（例えば、円形、方形、ハニカム状）及び長さで、各プレート式熱交換器４，５が設けられていない胴体室３の各位置に取り付けられてよいが、主に液体が充填される領域（即ち、ブロック４若しくは５の側方、ブロック４，５の側方、かつ／又はブロック４，５の間に）取り付けることができる。ユニット若しくはレジスタ１００の数は適合可能である。これらのユニット１００は、鉛直方向でのみ、又は水平方向でのみ、液相Ｆ１によって貫流される。複合体自体は、水平方向の流れ抵抗を成す。これにより水平方向の流れは減衰される。ユニット１００若しくは通路１０は、垂直方向及び水平方向の寸法に関してそれぞれの要求に適合させることができ、場合によっては分割されてもよい。横断面における個々の通路１０の大きさはフレキシブルであって、同じくそれぞれの要求に適合させることができる。ユニット１００の個々の通路１０は様々な長さを有していてよい。特に水平通路１０若しくは中空成形体１１では、個々の成形体１１を、流れ抵抗に適合させるために閉鎖することができる。これにより水平方向の流れは減衰される。

総括すると、本発明によるユニット若しくは中空成形体レジスタ１００により、容器２内の循環する液体Ｆ１の流れ方向に大きな影響を与えることができ、このために多数の個別部品は必要ない。プレート式熱交換器４，５外側の液体体積を大幅にセグメント化することができるにも関わらず、このための製造の手間及び組み付けの手間は比較的僅かに保てる。セグメント化することによりさらに、ユニット１００若しくは通路１０／中空成形体１１の壁厚さは薄くてよい。何故ならば、複合体１００が堅牢な本体１００を成し、小規模な液体運動しか生じ得ないからである。個々のエレメント１０並びに複合体１００の寸法を適合させることにより全体として、容器２若しくは胴体室３における揺動する液体Ｆ１の固有周波数に影響を与え、運動を減衰させることができる。これにより、固有周波数における励起と大きな振動振幅を阻止することができる。

特に好適には、本発明による熱交換器１は、水上の浮動体上で使用され、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）製造用の浮体式設備の構成要素として使用される。

１ 熱交換器
２ 胴体
２ａ 内面
３ 胴体室
４，５ プレート式熱交換器
１０ 通路
１０ａ，１０ｂ 開口
１１ 中空成形体
１４ 周壁
１５ 壁
４０ 分離プレート
４１ 熱伝導構造体若しくはフィン
４２ サイドバー
１００ ユニット
Ｍ１ 第１の媒体
Ｍ２ 第２の媒体
Ｇ１ 第１の媒体の気相
Ｆ１ 第１の媒体の液相
Ｐ 第１の伝熱通路
Ｐ’ 第２の伝熱通路
ｚ 鉛直方向線

Claims (14)

1. 第１の媒体（Ｍ１）と第２の媒体（Ｍ２）との間で間接的に熱伝達するための熱交換器であって、
   前記第１の媒体（Ｍ１）の液相（Ｆ１）を受容する胴体室（３）を有した胴体（２）と、
   少なくとも１つの伝熱ブロック（４）と、を有していて、該伝熱ブロック（４）は、前記第１の媒体（Ｍ１）を受容する第１の伝熱通路（Ｐ）と、前記第２の媒体（Ｍ２）を受容する第２の伝熱通路（Ｐ’）とを備え、これにより前記両媒体（Ｍ１，Ｍ２）間で熱を間接的に伝達可能であって、この場合、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）は、前記胴体室（３）内にある前記第１の媒体（Ｍ１）の液相（Ｆ１）によって取り囲まれ得るように、前記胴体室（３）内に配置されている、熱交換器において、
   前記第１の媒体（Ｍ１）の前記液相を案内する、複数の互いに平行に延在する筒状の通路（１０）が、前記胴体室（３）内で前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４，５）に対して側方に設けられていることを特徴とする、熱交換器。
2. 前記通路（１０）は、結合して１つのユニット（１００）を形成するように互いに固定されていて、前記ユニットは特に、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）及び／又は前記胴体（２）とは別個に形成されている、請求項１記載の熱交換器。
3. 前記各通路（１０）の長手方向軸線（Ｌ）に沿った前記通路（１０）の延在長さは、前記各長手方向軸線に対して垂直な前記各通路（１０）の最大内径よりも大きい、請求項１又は２記載の熱交換器。
4. 前記複数の通路（１０）は前記長手方向軸線（Ｌ）に関して同じ長さを有しており、又は少なくともいくつかの前記通路（１０）は、特に前記ユニット（１００）を前記胴体（２）の内面（２ａ）の湾曲領域に適合させるために、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して異なる長さを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の熱交換器。
5. 前記各通路（１０）は中空成形体（１１）によって形成されており、特に前記中空成形体（１１）は、前記ユニット（１００）が形成されるように互いに接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の熱交換器。
6. 前記通路（１０）は、互いに接続された複数のプレート状のエレメントによって形成されていて、これらのエレメントは互いに接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の熱交換器。
7. 前記通路（１０）の前記長手方向軸線（Ｌ）は、鉛直方向線（ｚ）に対して平行に延在している、請求項１から６までのいずれか１項記載の熱交換器。
8. 前記通路（１０）の前記長手方向軸線（Ｌ）は、水平方向線に対して平行に延在している、請求項１から６までのいずれか１項記載の熱交換器。
9. 前記通路（１０）のうちの少なくともいくつかは、流れ抵抗部（１２）を有している、又は閉鎖（１２）されている、請求項８記載の熱交換器。
10. 前記ユニット（１００）は前記鉛直方向線（ｚ）に沿って、少なくとも、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）の前記鉛直方向線（ｚ）に沿った高さの半分よりも大きな長さを有していて、好適には、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）の前記鉛直方向線（ｚ）に沿った高さよりも大きい長さを、又は該高さと同じ長さを有している、請求項２又は請求項２を引用する請求項３から９までのいずれか１項記載の熱交換器。
11. 前記ユニット（１００）は、前記少なくとも１つの伝熱ブロック（４）と、前記胴体（２）の隣接する区分（２ａ）との間に配置されている、請求項２又は請求項２を引用する請求項３から１０までのいずれか１項記載の熱交換器。
12. 前記熱交換器（１）は、前記胴体室（３）内に配置される別の伝熱ブロック（５）を有していて、該別の伝熱ブロック（５）は、水平方向線に沿って前記伝熱ブロック（４）の隣に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の熱交換器。
13. 前記ユニット（１００）は、前記両伝熱ブロック（４，５）の間に配置されている、請求項２又は１２記載の熱交換器。
14. 前記熱交換器（１）は複数のユニット（１００）を有しており、該ユニットはそれぞれ、前記第１の媒体（Ｍ１）の前記液相（Ｆ１）を案内する、互いに平行に延在する複数の筒状の通路（１０）を有しており、特に各ユニット（１００）は、前記伝熱ブロック（４，５）のうちの一方と、前記胴体（２）の隣接する区分（２ａ）との間に、又は前記２つの伝熱ブロック（４，５）の間に、配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の熱交換器。

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