[发明专利]均化设备、热交换器组件及均化流体流中温度分布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种均化设备、一种包括均化设备的热交换器组件及一种均化流体流中的温度分布的方法。

背景技术

离开热交换器的流体流通常显示在热交换器的出口面的一边到另一边的温度梯度，这可能影响热交换器下游的感应温度测量的准确度。而且，从热交换器的出口面的一边到另一边的温度梯度可能妨碍将离开热交换器的主流体流分为具有基本相同的温度的两个或更多分流体流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种均化设备，该均化设备允许离开热交换器的流体流在热交换器的出口面的一边到另一边的温度分布快速且可靠的均化，而不引起流体流中过多的压力损失。进一步，本发明的目的在于提供一种包括这种类型的均化设备的热交换器组件。最后，本发明的目的在于提供一种方法，该方法设备允许离开热交换器的流体流在热交换器的出口面的一边到另一边的温度分布快速且可靠的均化，而不引起流体流中过多的压力损失。

这些目的通过具有如下特征的均化设备、具有如下特征的热交换器组件以及具有如下特征的均化流体流中的温度分布的方法而实现。

根据本发明的均化设备包括具有流动通道的主体，流动通道延伸通过主体。该主体例如可至少部分地由热交换器的集管形成，特别是设置在热交换器的出口区域中的热交换器集管。然而，替代地，该主体至少部分地还可由在热交换器出口下游延伸的管形成。然而，也可想到，该主体包括由热交换器的集管形成的第一部分和由在热交换器的下游延伸的管形成的第二部分。

均化设备进一步包括设置在流体流动通道中的流动控制设备。该流动控制设备被构造为在流动通过流体流动通道的流体流的外层中诱发旋涡，同时流体流的内层的流动特性基本保持不受流动控制设备的影响。流动控制设备未必被构造为完全不影响流体流内层的流动特性。替代地，当然能想到，例如当流体流通过流动控制设备的下游区域时，流动控制设备影响流体流内层。然而，在根据本发明的均化设备中，流动控制设备被构造为在流体流的外层中诱发旋涡，同时至少对于某一时段和/或至少沿流体流动通道的某一长度，流体流内层的流动特性保持不受流动控制设备的影响。

在根据本发明的均化设备中，流动控制设备诱发流体流的外层相对于流体流的内层的旋转运动。因此，流动控制设备对于均化流体流中显示在流体流的横截面的一边到另一边的温度梯度（即，沿基本垂直于流体流的流动方向的方向的温度梯度）的温度分布特别有效，因为流体流中显示最大温差的区域通过流体流的外层相对于流体流的内层的旋转运动而彼此紧密接触。与流体流的外层中存在的温差相比，流体的内层中的温差相对较小。因此，至少对于某一时段和/或至少沿流体流动通道的某一长度，流动控制设备基本不影响流体流内层的流动特性的事实基本不会削弱流动控制设备的均化效果。替代地，流动控制设备的构造确保由均化设备引起的流体流的压力损失被限制。

因此，根据本发明的均化设备允许流体流中显示沿基本垂直于流体流的流动方向的方向的温度梯度的温度分布的快速且可靠的均化，并因此特别适于均化离开热交换器的流体流。同时，由均化设备引起的流体流中的压力损失特别低。当根据本发明的均化设备被用于均化离开热交换器的流体流的温度分布时，能改善热交换器的下游的流体流的温度的感应测量的准确性和可靠性。进一步，在热交换器的下游的流体流应该被分为两个或更多分流体流时，均化设备确保分流体流具有基本相同的温度。

流动控制设备优选设置在流体流动通道的内壁的区域中。例如，流动控制设备可被附接到流体流动通道的内壁或与流体流动通道的内壁整体形成。进一步，流动控制设备优选为不包括可移动元件的静态设备。静态流动控制设备不需要用于驱动流动控制设备的外部能源的存在。替代地，流动控制设备允许影响流动通过流体流动通道的流体流的流动特性，例如，以均化流体流中的温度分布，其中影响流体流的流动特性所需的能量输入取自流体流本身，导致流体流中的压力下降。然而，如上所讨论，在根据本发明的均化设备中，由于流动控制设备的构造，由均化设备引起的流体流中的压力损失被限制。

在根据本发明的均化设备的优选实施例中，流动控制设备被构造为使流体流的外层沿着沿流体流动通道的内壁的螺旋形流体流动路径行进。通过迫使流体流的外层沿着螺旋形流体流动路径行进，能影响流体流中温度分布的均化的流体流动路径的有效长度被增加。因此，均化设备的均化效果被增强，而不需要增加均化设备所需的安装空间。