CH717232A1 - Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid. - Google Patents

Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid. Download PDF

Info

Publication number
CH717232A1
CH717232A1 CH00301/20A CH3012020A CH717232A1 CH 717232 A1 CH717232 A1 CH 717232A1 CH 00301/20 A CH00301/20 A CH 00301/20A CH 3012020 A CH3012020 A CH 3012020A CH 717232 A1 CH717232 A1 CH 717232A1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
liquid
stator
rotor
generator
grooves
Prior art date
Application number
CH00301/20A
Other languages
German (de)
Inventor
Shcheblanov Aleksandr
Vozyakov Igor
Original Assignee
Shcheblanov Aleksandr
Vozyakov Igor
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shcheblanov Aleksandr, Vozyakov Igor filed Critical Shcheblanov Aleksandr
Priority to CH00301/20A priority Critical patent/CH717232A1/en
Priority to GB2013075.3A priority patent/GB2593241B/en
Priority to GB2013078.7A priority patent/GB2593242B/en
Priority to GB2013079.5A priority patent/GB2593243B/en
Priority to GB2016345.7A priority patent/GB2593955B/en
Priority to GB2018405.7A priority patent/GB2593256A/en
Priority to GB2019678.8A priority patent/GB2594546A/en
Priority to US17/911,905 priority patent/US12102971B2/en
Priority to PCT/GB2021/050640 priority patent/WO2021186155A1/en
Priority to PCT/GB2021/050646 priority patent/WO2021186159A1/en
Priority to GB2103650.4A priority patent/GB2595342A/en
Priority to PCT/GB2021/050660 priority patent/WO2021186168A1/en
Priority to GB2103649.6A priority patent/GB2593980A/en
Priority to PCT/GB2021/050643 priority patent/WO2021186157A2/en
Priority to US17/912,126 priority patent/US20230159354A1/en
Publication of CH717232A1 publication Critical patent/CH717232A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/009Influencing flow of fluids by means of vortex rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G47/00Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/194After-treatment
    • C01B32/196Purification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00Dissolving
    • B01F21/02Methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/60Pump mixers, i.e. mixing within a pump
    • B01F25/64Pump mixers, i.e. mixing within a pump of the centrifugal-pump type, i.e. turbo-mixers
    • B01F25/642Pump mixers, i.e. mixing within a pump of the centrifugal-pump type, i.e. turbo-mixers consisting of a stator-rotor system with intermeshing teeth or cages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2712Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with ribs, ridges or grooves on one surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/241Stationary reactors without moving elements inside of the pulsating type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00Other disintegrating devices or methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00Differential sedimentation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation
    • C01B32/19Preparation by exfoliation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/194After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/912Radial flow
    • B01F2025/9121Radial flow from the center to the circumference, i.e. centrifugal flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/915Reverse flow, i.e. flow changing substantially 180° in direction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00Structure or properties of graphene
    • C01B2204/20Graphene characterized by its properties
    • C01B2204/28Solid content in solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00Structure or properties of graphene
    • C01B2204/20Graphene characterized by its properties
    • C01B2204/32Size or surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/32Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/02Fluid flow conditions
    • C02F2301/024Turbulent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10Feedstock materials
    • C10G2300/1033Oil well production fluids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Generator (1) und dessen Betrieb und Verwendung zum Erzeugen ringförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit (2). Er weist ein Statorgehäuse (3) mit einer Einlassöffnung (4) und einer exzentrischen Auslassöffnung (5) auf. Ferner weist er einen Rotor (8) mit sich radial nach außen erstreckenden Kanälen auf. Der Rotor (8) weist eine fest an diesem angebrachte Rotorscheibe (10) radial außerhalb des Rotors (8) auf, mit einer Seitenfläche (11) mit inneren Nuten (12), welche in steter Fluidverbindung mit den Rotorkanälen (9) stehen. Das Statorgehäuse (3) weist eine Statorscheibe (14) auf, mit einer Seitenfläche (15) mit Statornuten (16). Wenn diese Nuten (12, 16) aufgrund der Drehung der Rotorscheibe (10) einander gegenüberstehen, bildet sich eine periodische Flüssigkeitsströmung von den inneren Nuten (12) zu den Statornuten (16), und ringförmige Wirbel werden durch Schubspannung in der portionierten Flüssigkeit (2) gebildet, da sich die Portionen der Flüssigkeit (2) in den Nuten (12, 16) vor und zurück bewegen.The invention relates to a generator (1) and its operation and use for generating annular and spatial eddies in a liquid (2). It has a stator housing (3) with an inlet opening (4) and an eccentric outlet opening (5). It also has a rotor (8) with channels extending radially outward. The rotor (8) has a rotor disk (10) firmly attached to it, radially outside the rotor (8), with a side surface (11) with inner grooves (12) which are in constant fluid connection with the rotor ducts (9). The stator housing (3) has a stator disk (14) with a side surface (15) with stator slots (16). When these grooves (12, 16) face each other due to the rotation of the rotor disk (10), a periodic flow of liquid is formed from the inner grooves (12) to the stator grooves (16), and annular vortices are created by shear stress in the portioned liquid (2 ) formed as the portions of the liquid (2) move back and forth in the grooves (12, 16).

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft einen Generator zum Erzeugen torusförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit, aufweisend ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Statorgehäuse mit einer Achse und einer axialen Einlassöffnung und einer exzentrischen Auslassöffnung ausgerichtet in einer Ebene, welche normal zur Achse ausgerichtet ist, und einen Rotor drehbar angeordnet rund um die Achse im Statorgehäuse mit sich radial nach außen erstreckenden Kanälen in einer steten Fluidverbindung mit der Einlassöffnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Generators und eine Verwendung dieses Verfahrens. The invention relates to a generator for generating toroidal and spatial eddies in a liquid, comprising a substantially rotationally symmetrical stator housing with an axis and an axial inlet opening and an eccentric outlet opening aligned in a plane which is normal to the axis, and a rotor rotatably arranged around the axis in the stator housing with radially outwardly extending channels in constant fluid connection with the inlet opening. The invention also relates to a method for operating such a generator and a use of this method.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

[0002] Generatoren zu einem ähnlichen Zweck sind in den Dokumenten US 322866 A1, US 2011/0139902 A1, US 9956532 B2 und WO 2013/056300 A1 aufgeführt. Eine technische Lösung durch eine Konstruktion eines Wirbelgenerators, Kommerzialisierung und Betrieb über einen längeren Zeitraum hinweg ist auch vom schwedischen Unternehmen Watreco umgesetzt worden. Generators for a similar purpose are listed in the documents US 322866 A1, US 2011/0139902 A1, US 9956532 B2 and WO 2013/056300 A1. A technical solution through the construction of a vortex generator, commercialization and operation over a longer period of time has also been implemented by the Swedish company Watreco.

[0003] Sämtliche der oben angeführten Beispiele setzen einen Wirbelgenerator voraus, welcher als eine eigenständige technische Vorrichtung konstruiert ist, in welche das Medium durch eine eigene zusätzliche externe Vorrichtung eingespeist wird. All of the above examples assume a vortex generator which is designed as an independent technical device into which the medium is fed by its own additional external device.

[0004] Somit sind die angeführten Vorrichtungen zum Beispiel nicht in der Lage, Flüssigkeit und Gas mit einem Volumenverhältnis von mindestens 1 : 1 gleichzeitig zu verarbeiten. Ferner sind diese Vorrichtungen nicht in der Lage, eine Flüssigkeit und einen in dieser Flüssigkeit dispergierten Feststoff, wie zum Beispiel Gesteinstrümmer in Rohöl, mit einem Massenverhältnis von mindestens 2 : 1 zu verarbeiten. Thus, the cited devices are, for example, not able to process liquid and gas with a volume ratio of at least 1: 1 at the same time. Furthermore, these devices are not able to process a liquid and a solid dispersed in this liquid, such as rock debris in crude oil, with a mass ratio of at least 2: 1.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zuvor erwähnten Generator zum Erzeugen eines Wirbelgeflechts aufgeteilt in ein System von Toruswirbeln bereitzustellen, und dabei die Struktur des übertragenen flüssigen Mediums zu verändern. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Flüssigkeit und Gas mit einem Volumenverhältnis von mindestens 1 : 1 gleichzeitig zu verarbeiten. It is an object of the present invention to provide an aforementioned generator for generating a vertebral plexus divided into a system of toroidal vertebrae, and thereby to change the structure of the transferred liquid medium. Furthermore, it is an object of the present invention to process liquid and gas with a volume ratio of at least 1: 1 at the same time.

[0006] Die Aufgaben werden durch einen Generator gemäß der Beschreibung durch die Merkmale des ersten unabhängigen Patentanspruchs gelöst. The objects are achieved by a generator according to the description by the features of the first independent claim.

[0007] Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, welches zum Behandeln der Flüssigkeit zu verwenden ist, und eine Verwendung eines solchen Verfahrens zu beschreiben. Die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen der betreffenden Kategorien beschreiben solche Verfahren und deren Verwendung. Furthermore, it is an object of the present invention to describe a method which is to be used for treating the liquid, and a use of such a method. The features in the independent claims of the relevant categories describe such methods and their use.

[0008] Im Einklang mit der Erfindung weist der Generator eine Rotorscheibe auf, welche in einer drehfesten Art und Weise radial außerhalb des Rotors an diesem angebracht ist, mit einer Seitenfläche normal zur Achse. Diese Seitenfläche weist voneinander beabstandete innere Nuten auf, welche in gleichen Abständen von der Achse und in steter Fluidverbindung mit den Rotorkanälen angeordnet sind, um die Flüssigkeit zu portionieren und vorübergehend zu blockieren. Ferner weist der Generator eine Statorscheibe auf, welche mit einer drehfesten Verbindung am Statorgehäuse angebracht ist. Die Statorscheibe weist eine Seitenfläche auf, welche der Seitenfläche der Rotorscheibe zugewandt ist. Ferner weist die Statorscheibe voneinander beabstandete und in gleichen Abständen von der Achse angeordnete Statornuten zum Bereitstellen von Durchgängen für die Flüssigkeit auf, um eine periodische Flüssigkeitsströmung von den inneren Nuten zu den Statornuten zu bilden, wenn diese Nuten aufgrund der Drehung der Rotorscheibe im Betrieb einander gegenüberstehen. Dies ermöglicht die Erzeugung torusförmiger Wirbel in der portionierten Flüssigkeit während der Verwendung durch Schubspannung, da die Portionen der Flüssigkeit von den inneren Nuten zu den Statornuten gelangen und sich vor und zurück bewegen. Diese Nuten stellen Durchgänge für die Flüssigkeit bereit, welche die Statorscheibe und die Rotorscheibe zur Auslassöffnung radial passieren, und zwischen 70 % und 95 % zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung durch den Generator beitragen. In accordance with the invention, the generator has a rotor disk which is attached to the rotor in a rotationally fixed manner radially outside the rotor, with a side surface normal to the axis. This side surface has inner grooves which are spaced apart from one another and which are arranged at equal distances from the axis and in constant fluid connection with the rotor channels in order to portion and temporarily block the liquid. The generator also has a stator disk which is attached to the stator housing with a non-rotatable connection. The stator disk has a side face which faces the side face of the rotor disk. Furthermore, the stator disk has spaced apart and equidistant from the axis stator grooves to provide passages for the liquid to form a periodic flow of liquid from the inner grooves to the stator grooves when these grooves face each other due to the rotation of the rotor disk in operation . This enables toroidal vortices to be generated in the portioned liquid during use by shear stress as the portions of liquid pass from the inner slots to the stator slots and move back and forth. These grooves provide passages for the liquid which radially pass the stator disk and the rotor disk to the outlet opening and contribute between 70% and 95% to a total liquid flow through the generator.

[0009] Ferner sind die Rotorscheibe und die Statorscheibe durch einen Spalt voneinander beabstandet, um eine permanente Flüssigkeitsströmung von den inneren Nuten durch diesen Spalt zur Auslassöffnung zu ermöglichen. Während der Verwendung erzeugt dies räumliche Wirbel in der laminaren Flüssigkeitsströmung aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen, welche den Spalt definieren, sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit, welche den Spalt in axialer Richtung passiert. Diese laminare Flüssigkeitsströmung trägt zwischen 5 % und 30 % zur Gesamtflüssigkeitsströmung durch den Generator bei. Furthermore, the rotor disk and the stator disk are spaced from one another by a gap in order to allow a permanent flow of liquid from the inner grooves through this gap to the outlet opening. During use, this creates spatial eddies in the laminar liquid flow due to the difference in speed of the side surfaces defining the gap and due to periodic interruptions by the portioned liquid which passes through the gap in the axial direction. This laminar fluid flow contributes between 5% and 30% of the total fluid flow through the generator.

[0010] In einer bevorzugten Version weist die Seitenfläche der Rotorscheibe ferner äußere Nuten radial außerhalb der inneren Nuten auf, welche voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse angeordnet sind, um die periodische Flüssigkeitsströmung zu kanalisieren, bevor sie die Rotorscheibe verlassen kann. In a preferred version, the side surface of the rotor disk further has outer grooves radially outside of the inner grooves, which are spaced apart and equidistant from the axis in order to channel the periodic liquid flow before it can leave the rotor disk.

[0011] Das erfinderische Verfahren zum Betrieb eines solchen Generators zum Erzeugen torusförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit umfasst die Schritte des Zuführens einer Flüssigkeit zur Einlassöffnung und des In-Drehung-Versetzens des Rotors mit der angebrachten Rotorscheibe. Ferner werden eine permanente Flüssigkeitsströmung und eine periodische Flüssigkeitsströmung zwischen der Statorscheibe und der Rotorscheibe hervorgerufen. The inventive method for operating such a generator for generating toroidal and spatial vortices in a liquid comprises the steps of supplying a liquid to the inlet opening and of causing the rotor to rotate with the attached rotor disk. Furthermore, a permanent liquid flow and a periodic liquid flow are created between the stator disk and the rotor disk.

[0012] In der periodischen Flüssigkeitsströmung der portionierten Flüssigkeit werden durch Schubspannung torusförmige Wirbel erzeugt, da die Portionen der Flüssigkeit von den inneren Nuten zu den Statornuten gelangen und sich vor und zurück bewegen. In the periodic liquid flow of the portioned liquid toroidal vortices are generated by shear stress, since the portions of the liquid get from the inner grooves to the stator grooves and move back and forth.

[0013] Gleichzeitig werden aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen, sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit, welche den Spalt in axialer Richtung passiert, räumliche Wirbel in der permanenten Flüssigkeitsströmung im Spalt zwischen den Seitenflächen erzeugt. At the same time, due to the speed difference of the side surfaces, as well as due to periodic interruptions by the portioned liquid which passes the gap in the axial direction, spatial eddies are generated in the permanent liquid flow in the gap between the side surfaces.

[0014] Schließlich werden die permanente Flüssigkeitsströmung und die periodische Flüssigkeitsströmung zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung kombiniert, welche zur Auslassöffnung des Generators geleitet wird, um den Generator zu verlassen. Finally, the permanent liquid flow and the periodic liquid flow are combined into a total liquid flow, which is directed to the outlet opening of the generator in order to leave the generator.

[0015] Beim Zirkulieren mit einer hohen Geschwindigkeit von ungefähr 3000 Umdrehungen pro Minute ± 20 % beträgt die Kapazität des Generators ungefähr 200 m<3>/Stunde ± 20 %. Bei einem Außendurchmesser des Rotors und der Rotorscheibe und der Statorscheibe von ungefähr 30 cm ± 20 % beträgt die Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Scheiben an deren Seitenflächen ungefähr 180 km/Stunde. Die Flüssigkeit der konstanten Strömung im Spalt, welcher ungefähr 1 mm breit ist, wird im Wirbel beschleunigt und dadurch in kleine Tori verwandelt. Dasselbe gilt für die Flüssigkeit, welche in die inneren Nuten der Rotorscheibe eintritt, wenn die nächste Statornut noch nicht gegenüber dieser inneren Nut angeordnet ist. Die Flüssigkeit wird derselben Geschwindigkeit von 3000 m/min. ausgesetzt, während der Austritt verschlossen ist. Naturgemäß erhöht sich der Druck, bis sich der Austritt schließlich öffnet, und die Flüssigkeit in die nächste Kammer, die Statornut, gelangen kann. Während des Durchgangs folgt sie nicht nur dem drehenden Weg radial nach außen, sondern bewegt sich auch in einer axialen Richtung, wodurch die Flüssigkeit weiter beschleunigt wird und die Bildung der Wirbel sowie die Fähigkeit, diese in Tori zu verwandeln, zunimmt. When circulating at a high speed of about 3000 revolutions per minute ± 20%, the capacity of the generator is about 200 m 3 / hour ± 20%. With an outer diameter of the rotor and the rotor disk and the stator disk of approximately 30 cm ± 20%, the speed of rotation between the two disks on their side surfaces is approximately 180 km / hour. The fluid of the constant flow in the gap, which is about 1 mm wide, is accelerated in the vortex and thereby transformed into small tori. The same applies to the liquid which enters the inner grooves of the rotor disk when the next stator groove is not yet arranged opposite this inner groove. The liquid is at the same speed of 3000 m / min. exposed while the outlet is closed. Naturally, the pressure increases until the outlet finally opens and the liquid can enter the next chamber, the stator slot. During the passage it not only follows the rotating path radially outwards, but also moves in an axial direction, which further accelerates the liquid and increases the formation of the vortices and the ability to transform them into tori.

[0016] Diese Strömung könnte das Stator-/Rotor-Scheibensystem in eine Spirale einer Führungsschaufel verlassen, welche radial außerhalb der Statorscheibe angeordnet ist und in der Auslassöffnung endet, oder sie könnte weiter durch äußere Nuten in der Rotorscheibe fließen, bevor sie in die Führungsschaufel gelangt. Falls solche äußeren Nuten in der Seitenfläche des Rotorrings eingebaut sind, muss die Flüssigkeit erneut ihre Richtung parallel zur axialen Richtung ändern, was die Wirbelbildung weiter verstärkt und die interne Strömung gegenüber der Gesamtströmung ihres Wirbelabschnitts verdreht. This flow could leave the stator / rotor disk system in a spiral of a guide vane, which is arranged radially outside the stator disk and ends in the outlet opening, or it could flow further through outer grooves in the rotor disk before entering the guide vane got. If such outer grooves are built into the side surface of the rotor ring, the liquid must again change its direction parallel to the axial direction, which further intensifies the vortex formation and rotates the internal flow relative to the total flow of its vortex section.

[0017] Aufgrund der Bildung solcher Tori verändert die Flüssigkeit ihre Eigenschaften. Falls Meerwasser zur Einlassöffnung geleitet wird, kann zum Beispiel eine Entmineralisierung von wässrigen Salzlösungen und eine Konzentration von anorganischen Salzen, welche aus wässrigen Salzlösungen gewonnen werden, erzielt werden. Im in Betrieb befindlichen Generator werden sämtliche nichtorganischen Salze kristallisiert. Durch das Filtern des Wassers unmittelbar, nachdem es den Generator verlässt, wird Süßwasser vom Großteil der Salze und Minerale getrennt. Weitere Beispiele der Anwendung des Generators umfassen Spalten (Cracking) bei niedrigen Temperaturen im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Rohölausgangsmaterialien, Mischen, Dispergieren, Emulgieren, Suspendieren, Homogenisieren und Auflösen. Due to the formation of such tori, the liquid changes its properties. If seawater is fed to the inlet opening, for example, demineralization of aqueous salt solutions and a concentration of inorganic salts obtained from aqueous salt solutions can be achieved. All non-organic salts are crystallized in the generator that is in operation. By filtering the water immediately after it leaves the generator, fresh water is separated from most of the salts and minerals. Other examples of generator applications include low temperature cracking in connection with the processing of crude oil feedstocks, mixing, dispersing, emulsifying, suspending, homogenizing and dissolving.

[0018] Die Erfindung kann in der Erdöl-, Raffinerie-, petrochemischen, pharmazeutischen, chemischen, lebensmittelverarbeitenden und der Bauindustrie verwendet werden. Ferner kann sie bei der Wasseraufbereitung in der Stromerzeugung sowie in der Lebensmittelverarbeitung, im Energiesektor bei der Produktion von Wasserdampf, in Werken zur Produktion trinkbaren und nicht trinkbaren Süßwassers, zur Produktion monomolekularer Schichten wie Graphen beim Dispergieren von Feststoffen, wobei die Feststoffe entlang von flachen parallelen Schichten gespalten werden; in der Atomstromindustrie zum Behandeln belasteter Abwässer, während konzentrierte Isotope radioaktiver Materialien und nicht trinkbares Süßwasser produziert wird, auf dem Gebiet der Abwasseraufbereitung zum Aufbereiten industrieller sowie Haushaltsabwässer zum Entfernen gelöster anorganischer Salze sowie zum Gewinnen gereinigten Wassers sowie trockener anorganischer Salze, sowie bei der Behandlung von Salzwasser und Meerwasser zum Entfernen wasserlöslicher Minerale und zur Konzentration solcher entfernten wasserlöslichen anorganischen Salze verwendet werden. The invention can be used in the petroleum, refinery, petrochemical, pharmaceutical, chemical, food processing, and construction industries. It can also be used in water treatment in power generation and in food processing, in the energy sector in the production of water vapor, in plants for the production of potable and non-potable fresh water, for the production of monomolecular layers such as graphene when dispersing solids, the solids along flat parallels Layers are split; in the nuclear power industry to treat polluted wastewater while producing concentrated isotopes of radioactive materials and non-potable fresh water, in the field of wastewater treatment to treat industrial and household wastewater to remove dissolved inorganic salts and to obtain purified water and dry inorganic salts, as well as in the treatment of Salt water and sea water can be used to remove water-soluble minerals and to concentrate such removed water-soluble inorganic salts.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0019] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher erklärt. Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Generators; Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Rotorscheibe; Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Statorscheibe; Fig. 4 ist eine perspektivische Zeichnung der permanenten Strömung; Fig. 5 ist eine perspektivische Zeichnung der periodischen Strömung; Fig. 6 ist ein Foto eines sich entwickelnden Torus; Fig. 7 ist ein Foto eines vollständig gebildeten Torus.In the following the invention is explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 is a cross-sectional view of a generator; Fig. 2 is a perspective view of a rotor disk; Fig. 3 is a perspective view of a stator disk; Figure 4 is a perspective drawing of the permanent flow; Fig. 5 is a perspective drawing of the periodic flow; Figure 6 is a photograph of a developing torus; Figure 7 is a photograph of a fully formed torus.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

[0020] Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Generators 1 zum Erzeugen torusförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit 2. Dieser weist ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Statorgehäuse 3 mit einer Achse 7 und einer axialen Einlassöffnung 4 und einer exzentrischen Auslassöffnung 5 ausgerichtet in einer Ebene 6, welche normal zur Achse 7 ausgerichtet ist, und einen Rotor 8 drehbar angeordnet rund um die Achse 7 im Statorgehäuse 3 mit sich radial nach außen erstreckenden Kanälen 9 in einer steten Fluidverbindung mit der Einlassöffnung 4 auf. In einem angegebenen Beispiel weist der Rotor 8 einen Außendurchmesser von ungefähr 30 cm ± 20 % auf. Figure 1 shows a cross-sectional view of a generator 1 for generating toroidal and spatial vortices in a liquid 2. This has an essentially rotationally symmetrical stator housing 3 with an axis 7 and an axial inlet opening 4 and an eccentric outlet opening 5 aligned in a plane 6, which is aligned normal to the axis 7, and a rotor 8 rotatably arranged around the axis 7 in the stator housing 3 with radially outwardly extending channels 9 in a constant fluid connection with the inlet opening 4. In a given example, the rotor 8 has an outside diameter of approximately 30 cm ± 20%.

[0021] Eine Rotorscheibe 10, wie in Fig. 2 gezeigt, ist am Rotor 8 in einer drehfesten Art und Weise radial außerhalb des Rotors 8 angebracht. Er weist eine Seitenfläche 11 der Rotorscheibe 10 normal zur Achse 7 auf, mit inneren Nuten 12, welche voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse 7 angeordnet sind, um die Flüssigkeit 2 zu kanalisieren. Ferner kann er auch äußere Nuten 13 an derselben Fläche 11 der Rotorscheibe 10 aufweisen. Diese äußeren Nuten 13 sind ebenfalls voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse 7 angeordnet. A rotor disk 10, as shown in FIG. 2, is attached to the rotor 8 in a rotationally fixed manner radially outside of the rotor 8. It has a side surface 11 of the rotor disk 10 normal to the axis 7, with inner grooves 12 which are spaced apart from one another and are arranged at the same distance from the axis 7 in order to channel the liquid 2. Furthermore, it can also have outer grooves 13 on the same surface 11 of the rotor disk 10. These outer grooves 13 are also spaced apart from one another and are arranged at equal distances from the axis 7.

[0022] Ferner weist der Generator 1 eine Statorscheibe 14 auf, wie in Fig. 3 gezeigt, welche mit einer drehfesten Verbindung am Statorgehäuse 3 angebracht ist. Diese weist eine Seitenfläche 15 auf, welche der Seitenfläche 11 der Rotorscheibe 10 zugewandt ist, sowie Statornuten 16, welche voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse 7 angeordnet sind. Diese schaffen Durchgänge für die Flüssigkeit 2, um eine periodische Flüssigkeitsströmung 19 von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 zu bilden. The generator 1 also has a stator disk 14, as shown in FIG. 3, which is attached to the stator housing 3 with a non-rotatable connection. This has a side surface 15 which faces the side surface 11 of the rotor disk 10, as well as stator slots 16 which are spaced apart from one another and are arranged at the same distance from the axis 7. These create passages for the liquid 2 in order to form a periodic liquid flow 19 from the inner grooves 12 to the stator grooves 16.

[0023] Wenn diese Nuten 12, 16 aufgrund der Drehung der Rotorscheibe 10 im Betrieb einander gegenüberstehen, wird eine periodische Flüssigkeitsströmung 19 von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 gebildet, welche während der Verwendung durch Schubspannung ringförmige Wirbel in der portionierten Flüssigkeit 2 erzeugen. Dies geschieht, da die Portionen der Flüssigkeit 2 von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 fließen und sich vor und zurück bewegen. Falls die Rotorscheibe 10 die äußeren Nuten 13 aufweist, wird die Bildung ringförmiger Wirbel innerhalb der periodischen Flüssigkeitsströmung 19 weiter verstärkt, bevor diese die Rotorscheibe 10 verlassen kann. When these grooves 12, 16 face each other due to the rotation of the rotor disk 10 during operation, a periodic liquid flow 19 is formed from the inner grooves 12 to the stator grooves 16, which during use generate annular vortices in the portioned liquid 2 due to shear stress . This happens because the portions of the liquid 2 flow from the inner slots 12 to the stator slots 16 and move back and forth. If the rotor disk 10 has the outer grooves 13, the formation of annular vortices within the periodic liquid flow 19 is further intensified before it can leave the rotor disk 10.

[0024] Schließlich werden Durchgänge radial außerhalb der Statorscheibe 14 zur Auslassöffnung 5 geschaffen, welche zwischen 70 und 95 % zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung 20 durch den Generator 1 beitragen. Finally, passages are created radially outside the stator disk 14 to the outlet opening 5, which passages contribute between 70 and 95% to a total liquid flow 20 through the generator 1.

[0025] Die Anzahl jeder der Arten von Nuten 12, 13, 16 liegt bei zwischen 16 und 42, wobei sie an ihrer jeweiligen Scheibe 10, 14 nicht in gleichen Abständen voneinander angeordnet sein müssen, was jedoch bevorzugt wird. Die Anzahl der inneren Nuten 12 kann gleich der Anzahl der äußeren Nuten 13 und/oder der Anzahl der Statornuten 16 sein. Diese ist in den Fig. 2 und 3 der Fall. The number of each of the types of grooves 12, 13, 16 is between 16 and 42, whereby they do not have to be arranged at the same distance from one another on their respective disc 10, 14, which is however preferred. The number of inner slots 12 can be equal to the number of outer slots 13 and / or the number of stator slots 16. This is the case in FIGS. 2 and 3.

[0026] Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, sind die Rotorscheibe 10 und die Statorscheibe 14 durch einen Spalt 17 voneinander beabstandet. Dieser Spalt erlaubt einer permanenten Flüssigkeitsströmung 18 von den inneren Nuten 12 durch den Spalt 17 zur Auslassöffnung 5 zu fließen, um während der Verwendung aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen 11, 15, welche den Spalt 17 definieren, sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit 2, welche den Spalt 17 in axialer Richtung passiert, räumliche Wirbel in der laminaren Flüssigkeitsströmung 2 zu erzeugen. Diese permanente Flüssigkeitsströmung 18 trägt zwischen 5 % und 30 % zur Gesamtflüssigkeitsströmung 20 durch den Generator 1 bei. Dies ist durch die parallelen Pfeile in Fig. 4 gezeigt. Diese Strömung ist unabhängig von der aktuellen Position der Rotorscheibe 8. As shown in FIGS. 4 and 5, the rotor disk 10 and the stator disk 14 are spaced apart from one another by a gap 17. This gap allows a permanent liquid flow 18 to flow from the inner grooves 12 through the gap 17 to the outlet opening 5 in order to be able to flow during use due to the speed difference of the side surfaces 11, 15 which define the gap 17, as well as due to periodic interruptions by the portioned liquid 2 , which passes the gap 17 in the axial direction, to generate spatial eddies in the laminar liquid flow 2. This permanent liquid flow 18 contributes between 5% and 30% to the total liquid flow 20 through the generator 1. This is shown by the parallel arrows in FIG. 4. This flow is independent of the current position of the rotor disk 8.

[0027] Der Generator 1 kann ferner eine Führungsschaufel 21 innerhalb des Statorgehäuses 3 radial außerhalb der Statorscheibe 14 und der Rotorscheibe 10 aufweisen, um die Gesamtflüssigkeitsströmung 20 zur Auslassöffnung 5 zu leiten. The generator 1 can furthermore have a guide vane 21 inside the stator housing 3 radially outside the stator disk 14 and the rotor disk 10 in order to guide the total liquid flow 20 to the outlet opening 5.

[0028] Durch die Schritte des Zuführens der Flüssigkeit 2 zur Einlassöffnung 4, des In-Drehung-Versetzens des Rotors 8 mit der daran angebrachten Rotorscheibe 10, und des Hervorrufens einer permanenten Flüssigkeitsströmung 18 und einer periodischen Flüssigkeitsströmung 19 zwischen der Statorscheibe 14 und der Rotorscheibe 10 kann der Generator 1 dazu verwendet werden, ringförmige und räumliche Wirbel in einer Flüssigkeit 2 zu erzeugen. By the steps of supplying the liquid 2 to the inlet opening 4, setting the rotor 8 in rotation with the rotor disk 10 attached, and causing a permanent flow of liquid 18 and a periodic flow of liquid 19 between the stator disk 14 and the rotor disk The generator 1 can be used to generate annular and spatial eddies in a liquid 2.

[0029] In der portionierten Flüssigkeit 2 der periodischen Flüssigkeitsströmung 19 werden durch Schubspannung ringförmige Wirbel erzeugt, da die Portionen der Flüssigkeit 2 von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 gelangen und sich vor und zurück bewegen. In the portioned liquid 2 of the periodic liquid flow 19, annular vortices are generated by shear stress, since the portions of the liquid 2 get from the inner grooves 12 to the stator grooves 16 and move back and forth.

[0030] Ferner werden aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen (11, 15), sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit (2), welche den Spalt (17) in axialer Richtung passiert, räumliche Wirbel in der permanenten Flüssigkeitsströmung 18 im Spalt 17 zwischen den Seitenflächen (11, 15) erzeugt. Furthermore, due to the speed difference of the side surfaces (11, 15), as well as due to periodic interruptions by the portioned liquid (2), which passes the gap (17) in the axial direction, spatial eddies in the permanent liquid flow 18 in the gap 17 between the side surfaces (11, 15) generated.

[0031] Schließlich werden die permanente Flüssigkeitsströmung 18 und die periodische Flüssigkeitsströmung 19 zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung 20 kombiniert, welche zur Auslassöffnung 5 des Generators 1 geleitet wird, um ihr zu ermöglichen, den Generator 1 zu verlassen. Finally, the permanent liquid flow 18 and the periodic liquid flow 19 are combined to form a total liquid flow 20, which is directed to the outlet opening 5 of the generator 1 in order to enable it to leave the generator 1.

[0032] In einem angegebenen Beispiel dreht sich der Rotor 8 mit 3000 Umdrehungen pro Minute ± 20 %, und die Kapazität des Generators 1 beträgt ungefähr 200 m<3>/Stunde ± 20 %. Wie oben beschrieben wird sich unter solchen Bedingungen, insbesondere aufgrund der Reibung der Flüssigkeit in der permanenten Flüssigkeitsströmung 19 und der plötzlichen Richtungsänderung in der periodischen Flüssigkeitsströmung, ein Wirbel bilden, und die Flüssigkeit weist die Fähigkeit auf, sich in Tori zu verwandeln. Fig. 6 zeigt ein Foto eines sich entwickelnden Torus, und Fig. 7 ein Foto eines vollständig gebildeten Torus. Das Foto wurde unter Verwendung eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops aufgenommen. Seine transversale Auflösung beträgt ungefähr 0,2 - 0,5 µm. Die Bildgröße beträgt 2'000 Punkte pro Bild, 400 µm - 1 cm. Die ungefähre Auflösung entlang der Z-Achse beträgt 0,3 µm. Rund um seinen Außendurchmesser bringt es ein solcher Flüssigkeitstoruswirbel auf Umfangsgeschwindigkeiten von 200 - 400 Metern pro Sekunde, während er in der Strömung dieser selben Flüssigkeit bleibt, welche sich mit 2 - 4 Metern pro Sekunde bewegt. In a given example, the rotor 8 rotates at 3000 revolutions per minute ± 20%, and the capacity of the generator 1 is approximately 200 m 3 / hour ± 20%. As described above, under such conditions, particularly due to the friction of the liquid in the permanent liquid flow 19 and the sudden change in direction in the periodic liquid flow, a vortex will form and the liquid has the ability to transform into tori. Figure 6 shows a photograph of a developing torus, and Figure 7 shows a photograph of a fully formed torus. The photo was taken using a confocal laser scanning microscope. Its transverse resolution is approximately 0.2-0.5 µm. The image size is 2,000 points per image, 400 µm - 1 cm. The approximate resolution along the Z axis is 0.3 µm. Around its outer diameter, such a fluid torus vortex brings it to circumferential speeds of 200 - 400 meters per second, while it remains in the flow of this same fluid, which moves at 2 - 4 meters per second.

[0033] Die Flüssigkeit 2, welche der Einlassöffnung 4 zugeführt wird, kann zum Beispiel Wasser mit gelösten anorganischen Salzen sein, wie zum Beispiel Salzwasser, und die Gesamtflüssigkeitsströmung 20, welche von der Auslassöffnung 5 weggeleitet wird, ist Süßwasser mit beigemischten wasserlöslichen kristallisierten anorganischen Salzen. Nachdem sie von der Auslassöffnung 5 weggeleitet worden ist, muss die Gesamtflüssigkeitsströmung 20 gefiltert werden, um Süßwasser getrennt von den wasserlöslichen kristallisierten anorganischen Salzen zu gewinnen. The liquid 2 which is supplied to the inlet opening 4 can be, for example, water with dissolved inorganic salts such as salt water, and the total liquid flow 20 which is directed away from the outlet opening 5 is fresh water with admixed water-soluble crystallized inorganic salts . After it has been diverted away from the outlet opening 5, the total liquid flow 20 must be filtered in order to obtain fresh water separately from the water-soluble crystallized inorganic salts.

[0034] In einem weiteren Beispiel kann die der Einlassöffnung 4 zugeführte Flüssigkeit 2 Heizöl mit 3 - 5 % Schwefel und bis zu 3 % Wasser sein, und die Gesamtflüssigkeitsströmung 20, welche von der Auslassöffnung weggeleitet wird, ist Heizöl mit 0,3 - 0,5 % Schwefel, bis zu 5 % kolloidem Schwefel und bis zu 1 % flüssigem Kohlenwasserstoff. Nachdem sie von der Auslassöffnung 5 weggeleitet worden ist, wird die Gesamtflüssigkeitsströmung 20 gefiltert, um Heizöl getrennt von kolloidem Schwefel zu gewinnen. In a further example, the liquid 2 supplied to the inlet opening 4 can be heating oil with 3-5% sulfur and up to 3% water, and the total liquid flow 20 which is directed away from the outlet opening is heating oil with 0.3-0 , 5% sulfur, up to 5% colloidal sulfur and up to 1% liquid hydrocarbon. After it has been diverted away from the outlet opening 5, the total liquid flow 20 is filtered in order to obtain fuel oil separately from colloidal sulfur.

[0035] Im Vergleich zu anderen Prozessen, welche zu denselben Ergebnissen führen, ist das hier beschriebene Verfahren viel einfacher, billiger und zuverlässiger. Compared to other processes which lead to the same results, the method described here is much simpler, cheaper and more reliable.

[0036] Das Verfahren kann in einer der folgenden Branchen verwendet werden, um nur einige zu nennen: In der Erdöl-, Raffinerie, petrochemischen, pharmazeutischen, chemischen, Lebensmittelverarbeitungs- und Bauindustrie; in der Wasseraufbereitung bei der Stromerzeugung sowie in der Lebensmittelverarbeitung; im Energiesektor bei der Produktion von Wasserdampf, in Anlagen zur Produktion trinkbaren und nicht trinkbaren Süßwassers; zur Produktion monomolekularer Schichten wie Graphen beim Dispergieren von Feststoffen, wobei die Feststoffe entlang von flachen parallelen Schichten gespalten werden; in der Atomstromindustrie zum Behandeln belasteter Abwässer, während konzentrierte Isotope radioaktiver Materialien und nicht trinkbares Süßwasser produziert wird; auf dem Gebiet der Abwasseraufbereitung zum Aufbereiten industrieller sowie Haushaltsabwässer zum Entfernen gelöster anorganischer Salze sowie zum Gewinnen gereinigten Wassers sowie trockener anorganischer Salze; sowie bei der Behandlung von Salzwasser und Meerwasser zum Entfernen wasserlöslicher Minerale und zur Konzentration solcher entfernten wasserlöslichen anorganischen Salze. The process can be used in any of the following industries, to name a few: In the petroleum, refining, petrochemical, pharmaceutical, chemical, food processing and construction industries; in water treatment for power generation and in food processing; in the energy sector in the production of water vapor, in plants for the production of potable and non-potable fresh water; for the production of monomolecular layers such as graphene when dispersing solids, the solids being split along flat parallel layers; in the nuclear power industry to treat polluted wastewater while producing concentrated isotopes of radioactive materials and non-potable fresh water; In the field of wastewater treatment for the treatment of industrial and household wastewater to remove dissolved inorganic salts and to obtain purified water and dry inorganic salts; as well as in the treatment of salt water and sea water to remove water-soluble minerals and to concentrate such removed water-soluble inorganic salts.

[0037] Ein weiteres Beispiel: Im Betrieb drehen sich der Rotor 8 und die fest daran angebrachte Rotorscheibe 10 mit ungefähr 3000 Umdrehungen pro Minute +/- 20 %; der Außendurchmesser der Rotorscheibe liegt im Bereich von 0,25 bis 0,40 Meter +/- 20 %. Die lineare Umfangsgeschwindigkeit liegt im Mittel bei 47 - 125,7 Metern pro Sekunde oder 170 - 450 Kilometern pro Stunde. Im Fall einer solchen Vorrichtung mit einer Rotorscheibe 10 von 0,3 Metern Außendurchmesser betrüge seine lineare Umfangsgeschwindigkeit 94 Meter pro Sekunde oder 340 Kilometer pro Stunde.Another example: In operation, the rotor 8 and the rotor disk 10 fixedly attached to it rotate at approximately 3000 revolutions per minute +/- 20%; the outer diameter of the rotor disk is in the range from 0.25 to 0.40 meters +/- 20%. The average linear peripheral speed is 47 - 125.7 meters per second or 170 - 450 kilometers per hour. In the case of such a device with a rotor disk 10 of 0.3 meters outside diameter, its linear circumferential speed would be 94 meters per second or 340 kilometers per hour.

[0038] Flüssigkeit 2 verlässt den Rotor 8, um in die inneren Nuten 12 der Rotorscheibe 10 zu gelangen, wenn diese auf die Statornut 16 der Statorscheibe 14 treffen; sie weist ungefähr dieselbe lineare Umfangsgeschwindigkeit auf, bis sich die Rotorscheibe 10 zur Seite dreht und dem geschlossenen Raum zwischen den Nuten 12, 13, 16 gegenübersteht. An diesem Punkt würde sich der Durchgang für die Flüssigkeit 2 zum Verlassen der Kammer der Rotorscheibenvertiefung verschließen. Dies würde eine Druckspitze in der inneren Nut 12 der Rotorscheibe 10 erzeugen, bis sich ein Ausgang für die Flüssigkeit 2 öffnet, und die Flüssigkeit 2 in der Lage ist, in die Statornut 16, welche in der Statorscheibe 14 gebildet ist, zu fließen. Liquid 2 leaves the rotor 8 in order to get into the inner grooves 12 of the rotor disk 10 when they meet the stator groove 16 of the stator disk 14; it has approximately the same linear circumferential speed until the rotor disk 10 rotates to the side and faces the closed space between the grooves 12, 13, 16. At this point the passage for the liquid 2 to exit the chamber of the rotor disk cavity would close. This would create a pressure spike in the inner groove 12 of the rotor disk 10 until an outlet for the liquid 2 opens and the liquid 2 is able to flow into the stator groove 16 which is formed in the stator disk 14.

[0039] Direkt nach dem Schließpunkt wird die periodische Strömung 19 weiter beschleunigt; ein Abschnitt dieser Strömung dreht sich um 180° und beginnt, sich in die Richtung entgegen der Hauptströmung innerhalb der inneren Nuten 12 zu bewegen, wobei er die Form einer verdrehten Strömung annimmt und ein stabiles Wirbelgeflecht entlang der gesamten Länge der inneren Nuten 12 bildet, welches teilweise in die Statornut 16 gelangt. Immediately after the closing point, the periodic flow 19 is accelerated further; a portion of this flow rotates 180 ° and begins to move in the direction opposite to the main flow within the inner grooves 12, taking the form of a twisted flow and forming a stable vortex plexus along the entire length of the inner grooves 12, which partially enters the stator slot 16.

[0040] Die weitere Drehung der Rotorscheibe 10 öffnet den Strömungsdurchgang von den inneren Nuten 12 in die Statornuten 16 zum Teil. Dadurch, dass die Öffnung nach wie vor sehr schmal ist, wird der Raum für die Strömung des Wirbelgeflechts eng, und das Geflecht beginnt, sich in Torusstücke aufzuteilen. Die derart erzeugten Toruswirbel gelangen in die Statornuten 16, wo sie durch die Nuten zu getrennten Toruswirbeln geformt werden. The further rotation of the rotor disk 10 opens the flow passage from the inner grooves 12 into the stator grooves 16 in part. Because the opening is still very narrow, the space for the flow of the vertebral plexus becomes narrow and the plexus begins to divide into torus pieces. The toroidal vortices generated in this way pass into the stator slots 16, where they are shaped by the slots into separate toroidal vortices.

[0041] Da sich der Strömungsdurchgang von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 dann allmählich öffnet, wird jede der Statornuten 16 mit einem schraubenähnlichen Wirbelgeflecht gefüllt, welches sich in Abschnitte aufteilt, sobald die Gesamtströmung der Flüssigkeit ihre Richtung um 180° umkehrt, wodurch ähnliche Toruswirbel erzeugt werden. Since the flow passage from the inner grooves 12 to the stator grooves 16 then gradually opens, each of the stator grooves 16 is filled with a screw-like vortex network, which divides into sections as soon as the total flow of the liquid reverses its direction by 180 °, whereby similar toroidal vortices are generated.

[0042] Der Zeitraum, in welchem die Statornuten 16 vollständig geöffnet sind, ist sehr kurz, da sich die Rotorscheibe 10 mit 3000 Umdrehungen pro Minute dreht. Die fortgesetzte Drehung des Rotors verengt die Räume für das Wirbelgeflecht, da sich die inneren Nuten 12 allmählich schließen. Dies fördert die fortschreitende Aufteilung des Wirbelgeflechts in Toruswirbel. The period in which the stator slots 16 are fully open is very short, since the rotor disk 10 rotates at 3000 revolutions per minute. The continued rotation of the rotor narrows the spaces for the plexus as the inner grooves 12 gradually close. This promotes the progressive division of the vertebral plexus into torus vertebrae.

[0043] Sobald sich die Statornuten 16 vollständig schließen, wiederholt sich der gesamte Prozess. Die permanente Flüssigkeitsströmung 18 zwischen den Scheiben 10, 14 wird zwischen den flachen parallelen Seitenflächen 11, 15 der Rotorscheibe 10 beziehungsweise der Statorscheibe 14 zusammengedrückt und bewegt sich radial. As soon as the stator slots 16 close completely, the entire process is repeated. The permanent liquid flow 18 between the disks 10, 14 is compressed between the flat parallel side surfaces 11, 15 of the rotor disk 10 and the stator disk 14 and moves radially.

[0044] Die permanente Flüssigkeitsströmung 18 wird durch Wirbelströmungen, welche lotrecht zur permanenten Flüssigkeitsströmung von den inneren Nuten 12 zu den Statornuten 16 fließen, gestört. The permanent liquid flow 18 is disturbed by eddy currents which flow perpendicularly to the permanent liquid flow from the inner grooves 12 to the stator grooves 16.

[0045] In diesem Zusammenhang wird die permanente Flüssigkeitsströmung 18 durch Schubspannungen, welche die Rotorscheibe 10 erzeugt, wenn sie sich gegenüber der frei angebrachten Statorscheibe 14, welche blockiert ist, um ihre Drehung zu verhindern, bewegt, beeinflusst. Die Nuten 12, 13 in der Seitenfläche 11 der Rotorscheibe unterbrechen die ebene Strömung 18 zwischen den Scheiben fortwährend, und erzeugen räumliche Wirbel in dieser. In this context, the permanent liquid flow 18 is influenced by shear stresses which the rotor disk 10 generates when it moves in relation to the freely attached stator disk 14, which is blocked in order to prevent its rotation. The grooves 12, 13 in the side surface 11 of the rotor disk continuously interrupt the planar flow 18 between the disks and generate spatial eddies in it.

[0046] Wenn jene räumlichen Wirbel mit ringförmigen Wirbeln, zunächst von den inneren Nuten 12 und dann von den Statornuten 16, in Kontakt treten, verwandeln sie sich in noch kleinere und noch intensivere Toruswirbel, verteilen sich zusammen mit Toruswirbeln von den Statorscheibennuten 12 in der Gesamtströmung 20, und werden in ein Ablaufsystem geleitet. When those spatial eddies come into contact with annular eddies, first of the inner grooves 12 and then of the stator grooves 16, they transform into even smaller and more intense toroidal eddies, distribute together with toroidal eddies from the stator disk grooves 12 in FIG Total flow 20, and are directed into a drainage system.

[0047] Auch der Kontakt zwischen räumlichen Wirbeln in der permanenten Flüssigkeitsströmung 18 und dem räumlichen Wirbelgeflecht für die periodische Strömung 19, welche die Statornuten 16 verlässt, wenn sich diese vollständig öffnen, trägt zu deren Verwandlung in stabilere Toruswirbel bei. Da sich die beiden Strömungen 18, 19 miteinander vermischen, erzeugen sie die Gesamtflüssigkeitsströmung 20, welche durch ein bedeutsames inneres Volumen an Toruswirbeln gekennzeichnet ist. The contact between spatial eddies in the permanent liquid flow 18 and the spatial vortex network for the periodic flow 19, which leaves the stator slots 16 when they open completely, contributes to their transformation into more stable toroidal eddies. Since the two flows 18, 19 mix with one another, they generate the total liquid flow 20, which is characterized by a significant internal volume of torus vortices.

[0048] Der Generator 1 ist in der Lage, eine Flüssigkeit 2 und einen in dieser Flüssigkeit dispergierten Feststoff (zum Beispiel Gesteinstrümmer in Rohöl) mit einem Massenverhältnis von mindestens 2 : 1 zu verarbeiten. Der Generator 1 ist auch in der Lage, Flüssigkeiten mit einer kinematischen Viskosität von mehr als 400 mm<2>/Sek. zu verarbeiten. The generator 1 is able to process a liquid 2 and a solid dispersed in this liquid (for example rock debris in crude oil) with a mass ratio of at least 2: 1. The generator 1 is also able to process liquids with a kinematic viscosity of more than 400 mm 2 / sec. to process.

Liste der BezugsziffernList of reference numbers

[0049] 1 Generator 2 Flüssigkeit 3 Statorgehäuse 4 Einlassöffnung 5 Auslassöffnung 6 Ebene 7 Achse 8 Rotor 9 Kanäle 10 Rotorscheibe 11 Seitenfläche der Rotorscheibe 12 innere Nuten 13 äußere Nuten 14 Statorscheibe 15 Seitenfläche an der Statorscheibe 16 Statornuten 17 Spalt 18 permanente Flüssigkeitsströmung 19 periodische Flüssigkeitsströmung 20 Gesamtflüssigkeitsströmung 21 Führungsschaufel 1 generator 2 liquid 3 stator housing 4 inlet opening 5 outlet opening 6 plane 7 axis 8 rotor 9 channels 10 rotor disc 11 side surface of the rotor disc 12 inner grooves 13 outer grooves 14 stator disc 15 side surface on the stator disc 16 stator grooves 17 gap 18 permanent liquid flow 19 periodic liquid flow 20 total liquid flow 21 guide vane

Claims (15)

1. Generator (1) zum Erzeugen ringförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit (2), aufweisend ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Statorgehäuse (3) mit einer Achse (7) und einer axialen Einlassöffnung (4) und einer exzentrischen Auslassöffnung (5) ausgerichtet in einer Ebene (6), welche normal zur Achse (7) ausgerichtet ist, und einen Rotor (8) drehbar angeordnet rund um die Achse (7) im Statorgehäuse (3) mit sich radial nach außen erstreckenden Kanälen (9) in einer steten Fluidverbindung mit der Einlassöffnung (4), gekennzeichnet durch eine Rotorscheibe (10), welche am Rotor (8) in einer drehfesten Art und Weise radial außerhalb des Rotors (8) angebracht ist, aufweisend eine Seitenfläche (11) der Rotorscheibe (10) normal zur Achse (7), mit inneren Nuten (12), welche voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse (7) und in steter Fluidverbindung mit den Rotorkanälen (9) angeordnet sind, um die Flüssigkeit (2) zu portionieren vorübergehend zu blockieren, sowie eine Statorscheibe (14) angebracht mit einer drehfesten Verbindung am Statorgehäuse (3), aufweisend eine Seitenfläche (15) der Statorscheibe (14), welche der Seitenfläche (11) der Rotorscheibe (10) zugewandt ist, die Seitenfläche (15) der Statorscheibe (14) aufweisend Statornuten (16), welche voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse (7) angeordnet sind, um Durchgänge für die Flüssigkeit (2) zum Bilden einer periodischen Flüssigkeitsströmung (19) von den inneren Nuten (12) zu den Statornuten (16) zu schaffen, wenn diese Nuten (12, 16) aufgrund der Drehung der Rotorscheibe (10) im Betrieb einander gegenüberstehen, um während der Verwendung durch Schubspannung ringförmige Wirbel in der portionierten Flüssigkeit (2) zu erzeugen, wenn die Portionen der Flüssigkeit (2) von den inneren Nuten (12) zu den Statornuten (16) gelangen und sich vor und zurück bewegen, und um Durchgänge radial außerhalb der Statorscheibe zur Auslassöffnung (5) zu schaffen, welche zwischen 70 und 95 % zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung (20) durch den Generator (1) beitragen, wobei die Rotorscheibe (10) und die Statorscheibe (14) durch einen Spalt (17) voneinander beabstandet sind, um eine permanente Flüssigkeitsströmung (18) von den inneren Nuten (12) durch diesen Spalt (17) zur Auslassöffnung (5) zu ermöglichen, um während der Verwendung aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen (11, 15), welche den Spalt (17) definieren, sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit (2), welche den Spalt (17) in axialer Richtung passiert, in der laminaren Flüssigkeit (2) räumliche Wirbel zu erzeugen, welche zwischen 5 % und 30 % zur Gesamtflüssigkeitsströmung (20) durch den Generator (1) beitragen.1. Generator (1) for generating annular and spatial eddies in a liquid (2), comprising a substantially rotationally symmetrical stator housing (3) with an axis (7) and an axial inlet opening (4) and an eccentric outlet opening (5) aligned in a plane (6) which is aligned normal to the axis (7), and a rotor (8) rotatably arranged around the axis (7) in the stator housing (3) with radially outwardly extending channels (9) in a constant fluid connection with the inlet opening (4), characterized by a rotor disk (10) which is attached to the rotor (8) in a rotationally fixed manner radially outside the rotor (8), having a side surface (11) of the rotor disk (10) normal to the axis (7), with inner Grooves (12) which are spaced apart from one another and are arranged at the same distance from the axis (7) and in constant fluid connection with the rotor channels (9) in order to temporarily block the liquid (2) being portioned, and a stator disk (14) attached to the stator housing (3) with a non-rotatable connection, having a side surface (15) of the stator disk (14) which faces the side surface (11) of the rotor disk (10), the side surface (15) of the stator disk (14) having stator grooves (16) which are spaced apart and at equal distances from the axis (7) to provide passages for the liquid (2) to form a periodic flow of liquid (19) from the inner grooves (12) to the To create stator grooves (16) when these grooves (12, 16) face each other during operation due to the rotation of the rotor disk (10) in order to generate annular vortices in the portioned liquid (2) during use by shear stress when the portions of the Liquid (2) pass from the inner grooves (12) to the stator grooves (16) and move back and forth, and to create passages radially outside of the stator disc to the outlet opening (5), which between 70 and 95% contribute to a total liquid flow (20) through the generator (1), wherein the rotor disk (10) and the stator disk (14) are spaced from one another by a gap (17) in order to enable a permanent liquid flow (18) from the inner grooves (12) through this gap (17) to the outlet opening (5), to during use due to the speed difference of the side surfaces (11, 15) which define the gap (17), as well as due to periodic interruptions by the portioned liquid (2), which passes through the gap (17) in the axial direction, in the laminar liquid (2) to generate spatial eddies which contribute between 5% and 30% to the total liquid flow (20) through the generator (1). 2. Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (11) der Rotorscheibe (10) äußere Nuten (13) aufweist, welche radial außerhalb der inneren Nuten (12) angeordnet, voneinander beabstandet und in gleichen Abständen von der Achse (7) angeordnet sind, um die Bildung von Toruswirbeln innerhalb der periodischen Flüssigkeitsströmung (19) weiter zu verstärken, bevor diese die Rotorscheibe (10) verlassen kann.2. Generator (1) according to claim 1, characterized in that the side surface (11) of the rotor disk (10) has outer grooves (13) which are arranged radially outside the inner grooves (12), spaced from one another and at equal intervals from the Axis (7) are arranged in order to further intensify the formation of toroidal vortices within the periodic liquid flow (19) before it can leave the rotor disk (10). 3. Generator (1) nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der inneren Nuten (12) gleich der Anzahl der äußeren Nuten (13) ist.3. Generator (1) according to claim 2, wherein the number of inner grooves (12) is equal to the number of outer grooves (13). 4. Generator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der inneren Nuten (12) gleich der Anzahl der Statornuten (16) ist.4. Generator (1) according to one of the preceding claims, wherein the number of inner slots (12) is equal to the number of stator slots (16). 5. Generator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Führungsschaufel (21) innerhalb des Statorgehäuses (3) radial außerhalb der Statorscheibe (14) und der Rotorscheibe (10), um die Gesamtflüssigkeitsströmung (20) zur Auslassöffnung (5) zu leiten.5. Generator (1) according to one of the preceding claims, further comprising a guide vane (21) inside the stator housing (3) radially outside the stator disk (14) and the rotor disk (10) in order to guide the total liquid flow (20) to the outlet opening (5) to direct. 6. Generator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anzahl von Nuten (12, 13, 16) jeder der verschiedenen Arten zwischen 16 und 42 liegt.6. Generator (1) according to one of the preceding claims, wherein the number of grooves (12, 13, 16) of each of the different types is between 16 and 42. 7. Generator (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rotor (8) einen Außendurchmesser von 30 cm ± 20 % aufweist.7. Generator (1) according to one of the preceding claims, wherein the rotor (8) has an outer diameter of 30 cm ± 20%. 8. Verfahren zum Betrieb eines Generators (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Erzeugen ringförmiger und räumlicher Wirbel in einer Flüssigkeit (2) durch die Schritte a) Zuführen der Flüssigkeit (2) zur Einlassöffnung (4); b) In-Drehung-Versetzen des Rotors (8) mit der daran angebrachten Rotorscheibe (10); c) Hervorrufen einer permanenten Flüssigkeitsströmung (18) und einer periodischen Flüssigkeitsströmung (19) zwischen der Statorscheibe (14) und der Rotorscheibe (10); d) Erzeugen ringförmiger Wirbel in der portionierten Flüssigkeit (2) der periodischen Flüssigkeitsströmung (19) durch Schubspannung, wenn die Portionen der Flüssigkeit (2) von den inneren Kerben (12) zu den Statorkerben (16) gelangen und sich vor und zurück bewegen; e) Erzeugen räumlicher Wirbel in der permanenten Flüssigkeitsströmung (18) im Spalt (17) zwischen den Seitenflächen (11, 15) aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds der Seitenflächen (11, 15), sowie aufgrund periodischer Unterbrechungen durch die portionierte Flüssigkeit (2), welche den Spalt (17) in axialer Richtung passiert; f) Kombinieren der permanenten Flüssigkeitsströmung (18) und der periodischen Flüssigkeitsströmung (19) zu einer Gesamtflüssigkeitsströmung (20); g) Leiten der Gesamtflüssigkeitsströmung (20) zur Auslassöffnung (5) des Generators (1), um ihr zu ermöglichen, den Generator (1) zu verlassen.8. A method for operating a generator (1) according to any one of the preceding claims for generating annular and spatial eddies in a liquid (2) by the steps a) feeding the liquid (2) to the inlet opening (4); b) turning the rotor (8) with the rotor disk (10) attached thereto; c) causing a permanent liquid flow (18) and a periodic liquid flow (19) between the stator disk (14) and the rotor disk (10); d) generating annular vortices in the portioned liquid (2) of the periodic liquid flow (19) by shear stress when the portions of the liquid (2) get from the inner notches (12) to the stator notches (16) and move back and forth; e) generating spatial eddies in the permanent liquid flow (18) in the gap (17) between the side surfaces (11, 15) due to the speed difference of the side surfaces (11, 15), as well as due to periodic interruptions by the portioned liquid (2), which the Gap (17) happened in the axial direction; f) combining the permanent liquid flow (18) and the periodic liquid flow (19) into a total liquid flow (20); g) directing the total liquid flow (20) to the outlet opening (5) of the generator (1) in order to enable it to exit the generator (1). 9. Verfahren nach AnspruchFehler! Verweisquelle konnte nicht gefundenwerden., wobei sich der Rotor (8) mit 3000 Umdrehungen pro Minute ± 20 % dreht.9. Method according to claimFault! Reference source could not be found, the rotor (8) rotating at 3000 revolutions per minute ± 20%. 10. Verfahren nach AnspruchFehler! Verweisquelle konnte nicht gefundenwerden, oderFehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden., wobei die Kapazität des Generators (1) ungefähr 200 m<3>/Stunde ± 20 % beträgt.10. Method according to claim Error! Reference source could not be found, or error! Reference source could not be found. The capacity of the generator (1) is approximately 200 m <3> / hour ± 20%. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Flüssigkeit (2), welche der Einlassöffnung (4) zugeführt wird, Wasser mit gelösten anorganischen Salzen ist, wie zum Beispiel Salzwasser, und die Gesamtflüssigkeitsströmung (20), welche von der Auslassöffnung (5) weggeleitet wird, Süßwasser mit beigemischten wasserlöslichen kristallisierten anorganischen Salzen ist.11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the liquid (2) supplied to the inlet opening (4) is water with dissolved inorganic salts, such as salt water, and the total liquid flow (20) flowing from the outlet opening (5) is diverted away, is fresh water with added water-soluble crystallized inorganic salts. 12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Gesamtflüssigkeitsströmung (20), nachdem sie von der Auslassöffnung (5) weggeleitet worden ist, gefiltert wird, um Süßwasser getrennt von den wasserlöslichen kristallisierten anorganischen Salzen zu gewinnen.12. The method according to claim 11, wherein the total liquid flow (20), after being diverted away from the outlet opening (5), is filtered to obtain fresh water separately from the water-soluble crystallized inorganic salts. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die der Einlassöffnung (4) zugeführte Flüssigkeit (2) Heizöl mit 3 - 5 % Schwefel und bis zu 3 % Wasser ist, und wobei die Gesamtflüssigkeitsströmung (20), welche von der Auslassöffnung (5) weggeleitet wird, Heizöl mit 0,3 - 0,5 % Schwefel, bis zu 5 % kolloidem Schwefel und bis zu 1 % flüssigem Kohlenwasserstoff ist.13. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the inlet opening (4) supplied liquid (2) is heating oil with 3 - 5% sulfur and up to 3% water, and wherein the total liquid flow (20), which from the outlet opening (5) is diverted away, heating oil with 0.3-0.5% sulfur, up to 5% colloidal sulfur and up to 1% liquid hydrocarbon. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Gesamtflüssigkeitsströmung (20), nachdem sie von der Auslassöffnung (5) weggeleitet worden ist, gefiltert wird, um Heizöl getrennt von kolloidem Schwefel zu gewinnen.14. The method of claim 13, wherein the total liquid flow (20), after being diverted away from the outlet opening (5), is filtered to recover fuel oil separately from colloidal sulfur. 15. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 14, in einer der folgenden Branchen: a) in der Erdöl-, Raffinerie-, petrochemischen, pharmazeutischen, chemischen, lebensmittelverarbeitenden und Bauindustrie; b) bei der Wasseraufbereitung in der Energieerzeugung und in der Lebensmittelverarbeitung; c) im Energiesektor bei der Produktion von Wasserdampf; d) in Anlagen zur Produktion von trinkbarem und nicht trinkbarem Süßwasser; e) zur Produktion monomolekularer Schichten wie Graphen beim Dispergieren von Feststoffen, wobei die Feststoffe entlang von flachen parallelen Schichten gespalten werden; f) in der Atomstromindustrie zum Behandeln belasteter Abwässer, während konzentrierte Isotope radioaktiver Materialien und nicht trinkbares Süßwassers produziert wird; g) auf dem Gebiet der Abwasseraufbereitung zum Aufbereiten industrieller sowie Haushaltsabwässer zum Entfernen gelöster anorganischer Salze sowie zum Gewinnen gereinigten Wassers sowie trockener anorganischer Salze; h) bei der Behandlung von Salzwasser und Meerwasser zum Entfernen wasserlöslicher Minerale und zur Konzentration solcher entfernten wasserlöslichen anorganischen Salze.15. Use of the method according to one of claims 8 to 14, in one of the following industries: a) in the petroleum, refining, petrochemical, pharmaceutical, chemical, food processing and construction industries; b) in water treatment in energy production and in food processing; c) in the energy sector in the production of water vapor; d) in plants for the production of potable and non-potable fresh water; e) for the production of monomolecular layers such as graphene when dispersing solids, the solids being split along flat parallel layers; f) in the nuclear power industry to treat polluted waste water while producing concentrated isotopes of radioactive materials and non-potable fresh water; g) in the field of wastewater treatment for the treatment of industrial and household wastewater to remove dissolved inorganic salts and to obtain purified water and dry inorganic salts; h) in the treatment of salt water and sea water to remove water-soluble minerals and to concentrate such removed water-soluble inorganic salts.
CH00301/20A 2020-03-16 2020-03-16 Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid. CH717232A1 (en)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00301/20A CH717232A1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid.
GB2013075.3A GB2593241B (en) 2020-03-16 2020-08-21 Separation method and apparatus for monomolecular layers
GB2013078.7A GB2593242B (en) 2020-03-16 2020-08-21 Alignment method and apparatus for monomolecular layers
GB2013079.5A GB2593243B (en) 2020-03-16 2020-08-21 Flaking method and apparatus for monomolecular layers
GB2016345.7A GB2593955B (en) 2020-03-16 2020-10-15 Aquacracking - method and apparatus for oil refining
GB2018405.7A GB2593256A (en) 2020-03-16 2020-11-23 Method and apparatus for water processing
GB2019678.8A GB2594546A (en) 2020-03-16 2020-12-14 Method and apparatus for water processing
US17/911,905 US12102971B2 (en) 2020-03-16 2021-03-15 Generator of a vortex braid broken up into a system of toroid vortices
PCT/GB2021/050640 WO2021186155A1 (en) 2020-03-16 2021-03-15 Generator of a vortex braid broken up into a system of toroid vortices
PCT/GB2021/050646 WO2021186159A1 (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for water processing
GB2103650.4A GB2595342A (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for hydrocarbon processing
PCT/GB2021/050660 WO2021186168A1 (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for hydrocarbon processing
GB2103649.6A GB2593980A (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for water processing
PCT/GB2021/050643 WO2021186157A2 (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for monomolecular layers
US17/912,126 US20230159354A1 (en) 2020-03-16 2021-03-16 Method and apparatus for water processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00301/20A CH717232A1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH717232A1 true CH717232A1 (en) 2021-09-30

Family

ID=69845761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00301/20A CH717232A1 (en) 2020-03-16 2020-03-16 Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid.

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH717232A1 (en)
GB (5) GB2593243B (en)
WO (4) WO2021186155A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2618550A (en) * 2022-05-09 2023-11-15 Vozyakov Igor Method and apparatus for producing hydrogen
CN115739383B (en) * 2022-11-17 2023-10-03 中国矿业大学 Wet quality improving method for graphite electrode and battery cathode production raw materials

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE902708C (en) * 1949-11-01 1954-07-26 Supraton G M B H Deutsche Machine for the production of finely divided mixtures, dispersions or emulsions
DE2105823A1 (en) * 1970-02-06 1971-08-19 Skandinavisk Handelskompani As Device for homogenizing media

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US322866A (en) 1885-07-21 Harris tabor
FR1151883A (en) * 1955-06-27 1958-02-06 Giovanola Freres Device for the acoustic treatment of fluid environments
DE1212943B (en) * 1956-06-04 1966-03-24 Vollrath Fa Paul Device for mixing a liquid with one or more fine-grain substances
GB912445A (en) * 1960-03-14 1962-12-05 Shell Int Research A process for the production of acetylene-containing gas mixtures
DE1945319A1 (en) * 1969-09-06 1972-04-06 Siefer Wilhelm Fa Paper slurry mixer - with stator and rotor passages assisting unobstructed flow
US3885007A (en) 1969-09-08 1975-05-20 Mc Donnell Douglas Corp Process for expanding pyrolytic graphite
US4421413A (en) * 1981-09-28 1983-12-20 Sekiguchi Co., Ltd. Apparatus for continuously emulsifying the liquids
DE3444912C2 (en) * 1984-12-08 1994-10-13 Dorr Oliver Deutschland Device for treating pumpable materials
SU1256809A1 (en) * 1985-02-07 1986-09-15 Предприятие П/Я В-8597 Apparatus for generating acoustic vibrations in flowing liquid media
RU1813541C (en) * 1990-12-17 1993-05-07 Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин Disperser
JPH04363303A (en) * 1991-02-05 1992-12-16 Nippon Paint Co Ltd Continuous polymerization and apparatus therefor
DE19828742A1 (en) * 1998-06-27 1999-12-30 Basf Coatings Ag Taylor reactor comprising vertical rotor and wall in relative rotation, defining constant, divergent or convergent annular gap
US6200486B1 (en) * 1999-04-02 2001-03-13 Dynaflow, Inc. Fluid jet cavitation method and system for efficient decontamination of liquids
US20050271574A1 (en) 2004-06-03 2005-12-08 Jang Bor Z Process for producing nano-scaled graphene plates
JP2008161825A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Daikin Ind Ltd Gas dissolving device
US7824651B2 (en) 2007-05-08 2010-11-02 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing exfoliated graphite, flexible graphite, and nano-scaled graphene platelets
US8524067B2 (en) 2007-07-27 2013-09-03 Nanotek Instruments, Inc. Electrochemical method of producing nano-scaled graphene platelets
US8715610B2 (en) 2007-10-19 2014-05-06 University Of Wollongong Process for the preparation of graphene
US7790285B2 (en) 2007-12-17 2010-09-07 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene platelets with a high length-to-width aspect ratio
US8894273B2 (en) * 2008-10-27 2014-11-25 Roman Gordon Flow-through cavitation-assisted rapid modification of crude oil
KR20100116399A (en) 2009-04-22 2010-11-01 한국세라믹기술원 Graphene coating method and graphen nano-structure
US8945644B2 (en) * 2009-06-15 2015-02-03 Cavitation Technologies, Inc. Process to remove impurities from triacylglycerol oil
US8480859B2 (en) * 2009-07-13 2013-07-09 Sergey A Kostrov Method and apparatus for treatment of crude oil or bitumen under the conditions of auto-oscillations
FR2962121B1 (en) 2009-11-03 2012-07-13 Centre Nat Rech Scient PREPARATION OF GRAPHENE BY MECHANICAL SLURRY OF GRAPHIC MATERIALS
CN101704520B (en) 2009-11-05 2012-05-23 华侨大学 Method for producing graphene
WO2011146090A2 (en) 2009-11-24 2011-11-24 Kansas State University Research Foundation Production of graphene nanoribbons with controlled dimensions and crystallographic orientation
US8919185B2 (en) 2009-12-14 2014-12-30 Schlumberger Technology Corporation System and method for swirl generation
KR101126046B1 (en) 2010-02-01 2012-03-29 이스켐주식회사 Method for manufacturing graphen nano plate
KR100992829B1 (en) * 2010-02-03 2010-11-09 주식회사 환경시설관리공사 System phosphorus treatment
WO2013056300A1 (en) 2011-10-18 2013-04-25 Newcastle Innovation Limited Vortex generator
US8771630B2 (en) 2012-01-26 2014-07-08 Enerage, Inc. Method for the preparation of graphene
EP2810706B1 (en) * 2012-02-01 2024-08-14 LG Energy Solution, Ltd. Reactor for preparing precursor of lithium composite transition metal oxide, and method for preparing precursor
CN102602914A (en) 2012-02-28 2012-07-25 中国科学院合肥物质科学研究院 Method for rapidly and easily preparing graphene
RU2537298C1 (en) * 2013-10-22 2014-12-27 Владимир Николаевич Зайченко Oil sludge processing unit
US9956532B2 (en) 2013-11-07 2018-05-01 U.S. Department Of Energy Apparatus and method for generating swirling flow
MX2017000146A (en) * 2014-07-03 2017-05-30 Coolbrook Oy Process and rotary machine type reactor.
WO2017025926A1 (en) * 2015-08-11 2017-02-16 Graphenest, S.A. Method and device for production of graphene or graphene-like materials
EP3362533A4 (en) * 2015-10-15 2019-05-15 The Australian National University Extraction of platelet-like particles from aqueous to non-aqueous media
GB201610167D0 (en) * 2016-06-10 2016-07-27 Univ Leiden Graphene caging
CN208321072U (en) * 2018-05-08 2019-01-04 鸡西市昌隆石墨制品有限公司 Graphene classification of sedimentation extractor
WO2019233680A1 (en) * 2018-06-04 2019-12-12 Universiteit Gent Devices and methods for hydrocarbon cracking
US20210340013A1 (en) * 2018-10-10 2021-11-04 Cornell University Continuous manufacture of graphenic compounds
US11525770B2 (en) * 2019-06-11 2022-12-13 Case Western Reserve University Process and system for sizing two-dimensional nanostructures
SE543430C2 (en) * 2019-06-28 2021-02-16 Grafren Ab Method for redistributing a flake material into at least two flake size fractions
CN112028057A (en) * 2020-08-25 2020-12-04 南京旭羽睿材料科技有限公司 Graphene extraction and separation device and use method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE902708C (en) * 1949-11-01 1954-07-26 Supraton G M B H Deutsche Machine for the production of finely divided mixtures, dispersions or emulsions
DE2105823A1 (en) * 1970-02-06 1971-08-19 Skandinavisk Handelskompani As Device for homogenizing media

Also Published As

Publication number Publication date
GB2593241A (en) 2021-09-22
GB2593243B (en) 2023-11-29
GB2593955A (en) 2021-10-13
GB202013075D0 (en) 2020-10-07
GB202013078D0 (en) 2020-10-07
WO2021186157A3 (en) 2021-11-25
WO2021186157A2 (en) 2021-09-23
GB2593256A (en) 2021-09-22
GB2593242A (en) 2021-09-22
GB202013079D0 (en) 2020-10-07
GB2593241B (en) 2023-05-31
WO2021186155A1 (en) 2021-09-23
GB2593242B (en) 2023-05-31
GB202018405D0 (en) 2021-01-06
GB2593955B (en) 2023-06-07
GB2593243A (en) 2021-09-22
GB202016345D0 (en) 2020-12-02
WO2021186168A1 (en) 2021-09-23
WO2021186159A1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69402299T3 (en) LIQUID TREATMENT DEVICE AND METHOD
DE102005037026B4 (en) cavitation mixer
DE69930159T2 (en) DEVICE FOR SEPARATING SOLIDS FROM A FLOW MEDIUM
EP0226788B1 (en) Element with a permeable side
DE69626768T2 (en) Device for pumping or compressing a multi-phase fluid with a tandem blading
DE3002417C2 (en) Lamella separator for liquids
DE2430487A1 (en) DEVICE FOR MIXING AT LEAST TWO GAS OR LIQUID OR GRAY MEDIA
EP3612312B1 (en) Cyclone separator
CH717232A1 (en) Generator for generating rig-shaped and spatial eddies in a liquid.
DE2954535C2 (en)
DE2525020A1 (en) STATIC MIXER FOR FLUID MATERIALS
WO1996009112A1 (en) Device for generating liquid systems, in particular emulsions, suspensions or the like, in a hydrodynamic cavitation field
DE10019759C2 (en) Static mixing system
EP2625144A1 (en) Flow straightener for closed pipelines
DE2231868B2 (en) Reverse osmosis cell
EP2582452B1 (en) Apparatus and method for treating slurries
DE2310321B1 (en) EMULSIFYING AND DISPERSING DEVICE WITH ROTATING CONCENTRIC TOOL EDGE
DE2322772C3 (en) Sewage pump
DE19941323C2 (en) Polyphasic turbo machine with improved phase mixing and process
DE3100964A1 (en) &#34;SCREENING DEVICE FOR CLEANING WOOD MASH&#34;
DE2339954A1 (en) GEAR PUMP
DE3787656T2 (en) HYDROCYCLONE.
DE29709060U1 (en) Kit for setting up a device for the continuous dispersion and mixing of gases, fluids and / or solids in a fluid phase as a fluid matrix
DE2411540A1 (en) CENTRIFUGE FOR SEPARATING OIL FROM WATER
DE3226420C2 (en) Static mixing device for mixing gases, liquids and solids in single or multi-phase systems

Legal Events

Date Code Title Description
AZW Rejection (application)