CN107532856A - 用于乘客室的交换器元件和装备有此交换器元件的乘客室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种交换器布置(3)，其用于可流动穿过所述布置(3)的第一流体(F1)和第二流体(F2)之间的热传递和/或选择性材料传递，所述布置(3)由许多(n)邻近局部交换器元件(E1、E2、...、En)构成。所述交换器布置(3)至少在一些区段中具有圆柱形形状或其节段的形状或者具有多边形基底的棱柱形形状或其节段的形状。所述邻近局部交换器元件(E1、E2、...、En)是楔形或薄片式的平坦结构。

Description

用于乘客室的交换器元件和装备有此交换器元件的乘客室
技术领域
本发明涉及一种用于确切地说具有电驱动或具有混合驱动或具有航行驱动的机动车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，以及涉及一种装备有此交换器元件的乘客室。
背景技术
用于加热乘客室的热交换器的使用是已知的。内燃发动机的废热通常用于预热借助于热交换器引入到乘客室中的传入空气。对于此用途，必须依赖于内燃发动机中的燃料燃烧过程中产生的热量的量。
此外，用于调节车辆隔室中的空气的空气调节系统的使用也是已知的。典型的应用包含引入到乘客室中的进气的干燥和/或冷却。对于此用途，必须依赖于内燃发动机中的燃料燃烧过程中产生的能量来操作空气调节系统。
交换器配置和/或交换器单元可由多个互相邻近的局部交换器元件组装。
已知此些交换器配置存在大量几何形状。此处的已知实例包含具有正方形外部尺寸的配置或具有棱柱形或圆柱形外部尺寸的交换器配置。在大多数情况下，此些配置安装在较大流体携载和/或流体分布系统中。
JP 2013139957揭示可适于各种安装情形的圆柱形热交换器的一个实例。
JP 61130791和JP 61086596各自揭示含有两个圆柱形或盘形热交换器零件的旋转式热交换器，其沿着其共享轴线共轴并排安置且可围绕共享轴线相对于彼此旋转。两个热交换器零件中的每一者由呈环的形式组装的楔形元件构成。流可沿着其轴向方向以及沿着其径向方向通过两个热交换器零件。
DE 2045370揭示径向流热交换器，其被设计为中空圆柱，流可穿过所述中空圆柱从其中空内部通过中空圆柱形壁到达外部。
EP 0666973揭示具有逆流区中的邻近导槽的热交换器的一个实例。用于在一个方向中流动穿过热交换器的流体的导槽和用于在相反的方向中流动穿过热交换器的流体的导槽两者具有近似等腰三角形形状的截面。
EP 0720720揭示具有逆流区中的邻近导槽的热交换器的另一实例。用于在一个方向中流动穿过热交换器的流体的导槽和用于在相反的方向中流动穿过热交换器的流体的导槽两者具有近似梯形(内角在70°到90°范围内的)形状的截面。
美国专利8,235,093揭示用于热气和大气湿度(水汽)的传递的交换器配置。此交换器配置包括堆叠，其中隔膜和间隔件交替堆叠。隔膜各自可由热和水汽穿透。一方面，间隔件产生堆叠中的相继隔膜之间的距离，另一方面在两个相继隔膜之间的间隙中引导空气流。间隔件被设计为堆叠中交替的“左手侧”间隔件和“右手侧”间隔件，且针对右手侧间隔件根据“S”在相应间隙中限定流入区、流通区和流出区，和/或针对左手侧间隔件在相应相邻间隙中根据镜像“S”形成流入区、流通区和流出区。相邻间隙因此各自形成每一堆叠中的局部交换器元件。相应间隙的流入区和相应相邻间隙的流出区在其中彼此邻近，因此形成局部交换器元件的交叉流区。此外，相应间隙的流通区和相应相邻空间的流通区在局部交换器元件中彼此邻近，使得形成局部交换器元件的逆流区。最后，在局部交换器元件中，相应间隙的流出区和相应相邻间隙的流入区彼此邻近，借此形成局部交换器元件的第二逆流区。
存在其中上文所提及的交换器配置的已知几何形状和流通模式在空间有限的安装体积中不合适的安装情形。
发明内容
本发明的目标是准许以最低可能额外能量消耗或在完全无能量消耗的情况下对乘客室的加热或气温控制。
为实现此目标，根据第一方面，本发明提供一种用于确切地说具有电驱动或混合驱动或航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，其中所述交换器元件具有废气流动路径和进气流动路径，且其中废气流动路径和进气流动路径通过具有传热壁区域的分割区段彼此分离，其中废气流动路径形成从乘客室内部到乘客室的室外周围环境的流体连接，且其中进气流动路径形成从乘客室的室外周围环境到乘客室内部的流体连接。
根据本发明的交换器元件使得有可能将从乘客室退出的废气的一些热能传递到进入乘客室的传入空气。这使得有可能在冬季即使在不存在内燃发动机(严格地说，电驱动)的情况下或内燃发动机不始终运行(混合驱动)的情况下也能维持乘客室的恒定温暧，在此情况下来自驾驶者/飞行员的大致100W的热量通常足以维持乘客室中的舒适室温。
分割区段优选地包含传递水汽的壁区域。根据本发明的交换器元件因此还使得有可能离开乘客室的废气的大气湿度的一部分传递到进入乘客室的传入空气。在冬季，这还使得有可能除维持合意的室温之外还维持乘客室中足够高且合意的湿度水平。
在特别优选的实施例中，根据本发明的交换器元件中的分割区段包含能够传递热量和水汽两者的壁区域。此些壁区域优选地含有施加到空气可穿透的背衬材料的聚合物隔膜。
本发明还涉及一种确切地说具有电驱动或混合驱动或航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室，其中根据本发明的乘客室具有交换器元件，所述交换器元件具有废气流动路径和进气流动路径，使得废气流动路径和进气流动路径通过具有热传递壁区域的分割区段彼此分离，其中废气流动路径形成从乘客室内部到乘客室的室外周围环境的流体连接，且其中进气流动路径形成从乘客室的室外周围环境到乘客室内部的流体连接。
分割区段优选地含有水汽传递壁区域。
分割区段特别优选地含有能够传递热量和水汽两者的壁区域。
风扇可连接到废气流动路径和/或进气流动路径以便沿着废气流动路径递送废气和/或沿着进气流动路径递送进气。
废气流动路径优选地流体连接到乘客室的低压外部区中的其室外周围环境。废气因此即使在不存在风扇的情况下也可从乘客室撤回。
进气流动路径优选地与位于乘客室的高压外部区中的其室外周围环境流体连接。进气因此即使在不存在风扇的情况下也可被强制进入乘客室。
交换器元件方便地含有电气加热元件，其可被供应来自经指派用于电驱动或混合驱动的可再充电电池的功率。此电气加热元件可按需要激活以便在交换器元件碰巧冻结的情况下加热交换器元件。
根据本发明的交换器元件和/或根据本发明的乘客室当然不限于“冬季操作”(室外的低室外温度和低大气湿度)，在“冬季操作”时问题是保持来自乘客室中的人的尽可能多的热量和(任选)水汽。根据本发明的交换器元件和/或根据本发明的乘客室实际上还适于“夏季操作”(高室外温度和高室外大气湿度)，在此期间问题是保持尽可能多的热量和(任选)相关联水汽远离乘客室中的人，即，因相对冷和相对干燥的废气而预冷并且任选地预干燥相对热和相对潮湿的进气。
本发明还涉及一种交换器配置和一种交换器元件，所述交换器元件用于第一流体和第二流体之间的热量运送和/或选择性质量传递，确切地说用作用于确切地说具有电驱动或混合驱动或航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，以及涉及一种装备有此交换器元件的乘客室。
根据第二方面，确切地说为了用作用于确切地说具有电驱动或混合驱动或航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，使一种交换器配置可用于可流动穿过所述配置的第一流体和第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送，其中此配置由多个(n)互相邻近的局部交换器元件(E1、E2、…、En)组装，其特征在于，所述交换器配置在至少部分区域中呈圆柱或其节段的形式或呈具有多边形基底的棱柱或其节段的形式。
利用根据本发明的交换器配置的此外部几何形状，可管理具有交换器配置外部的极少怠体积的有限和/或复杂安装情形。
交换器元件方便地为彼此邻近的具有大表面积的平坦结构。在热交换器的情况下，举例来说，由金属、聚合物或金属/聚合物复合材料制成的薄板所制成的此些平坦结构可通过简单成形方法或通过注射模制(通常在一个步骤中)而具备三维结构。特别有利的是，所有交换器元件为相同结构。此使得有可能节省模具成本和物流成本。
所述配置方便地具有逆流区，其归因于彼此相反流动的两个流体之间的尤其明显的热交换和/或质量交换而为合适的。
所述配置方便地还包含交叉流区。所述配置优选地在其中第一流体流入且第二流体流出的区域中具有此交叉流区。所述配置优选地在其中第二流体流入且第一流体流出的区域中包含一个此交叉流区。
在特别有利的实施例中，逆流区中的配置在圆柱或其节段或者具有多边形基底的棱柱或其节段的区中。所述配置的局部交换器元件(E1、E2、…、En)各自包含第一流体可穿过其从第一流体入口区流动到第一流体出口区的第一隔室区，以及第二流体可穿过其从第二流体入口区流动到第二流体出口区的第二隔室区，其中第一隔室区和第二隔室区在邻近区中彼此邻近且借助于隔膜型壁彼此分离，所述隔膜型壁准许流入第一隔室区的第一流体和在第二隔室区中流动的第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送。
术语“交换器元件”代表根据本发明的交换器配置的基本几何单元，其大体上独自起作用但最佳与相邻交换器元件一起起作用。
确切地说，交换器配置包含第一全域流体入口区和第一全域流体出口区以及第二全域流体入口区和第二全域流体出口区，其中第一流体可流动穿过所述配置从第一全域流体入口区到第一全域流体出口区，且第二流体可流动穿过所述配置从第二全域流体入口区到第二全域流体出口区。局部元件(Ei)含有第一局部腔室区(K1)，第一流体可穿过其从第一局部流体入口区流动到第一局部流体出口区；且含有第二局部腔室区(K2)，第二流体可穿过其从第二局部流体入口区流动到第二局部流体出口区。
确切地说，存在以下事实：
1)局部元件(Ei)的第一局部腔室区(K1)和第二局部腔室区(K2)在相应元件(Ei)内部的邻接区(Mi；Pi)中彼此邻近。
2)局部元件(Ei)的第一局部腔室区(K1)和第一局部相邻元件(Ei-1)的第二局部腔室区(K2)在局部元件(Ei)和第一局部相邻元件(Ei-1)之间的邻近区(Mi-1；Pi-1)中彼此邻近。
3)元件(Ei)的第二局部腔室区(K2)和第二局部相邻元件(Ei+1)的第一局部腔室区(K1)在元件(Ei)和第二相邻元件(Ei+1)之间的邻接区(Mi+1；Pi+1)中彼此邻近。
4)在一元件内以及在相应邻接区中从一个元件到另一元件彼此邻近的局部腔室区借助于隔膜型壁彼此分离，这准许在第一局部腔室区(K1)中流动的第一流体和在第二局部腔室区(K2)中流动的第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送。
5)交换器元件的第一局部流体入口区的全部形成交换器配置的第一全域流体入口区。
6)交换器元件的第二局部流体入口区的全部形成交换器配置的第二全域流体入口区。
7)交换器元件的第一局部流体出口区的全部形成交换器配置的第一全域流体出口区。
8)交换器元件的第二局部流体出口区的全部形成交换器配置的第二全域流体出口区。
在交换器配置的第一特别优选的变型中，局部交换器元件(E1、E2、…、En)设计成在配置的至少部分区中呈楔形形状，其中所述配置呈圆柱或其节段的形式或者具有多边形基底的棱柱或其节段的形式。其各自从第一楔形表面和距第一楔形表面一段距离且相对于其倾斜的第二楔形表面、第一侧面和与第一侧面隔开一段距离的第二侧面，以及第一端面和与第一端面隔开一段距离且大于第一端面的第二端面进行空间划定。这准许仅使用一种类型的交换器元件组装根据本发明的交换器配置。
在交换器配置的第二特别优选的变型中，局部交换器元件(E1、E2、…、En)设计成在配置的至少部分区域中呈板形状，其中所述配置呈圆柱或其节段的形式或者具有多边形基底的棱柱或其节段的形式。其各自从第一大区域和距第一大区域一段距离的第二大区域、第一侧面和距第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。这也使得有可能仅使用一种类型的交换器元件组装根据本发明的交换器配置。
优选地，所述配置的至少一个区被设计为逆流区，其中至少互相邻近的导槽彼此平行地延伸。应理解，一方面，术语“逆流区”指代具有全域平行度的几何形状，即总体逆流区内的邻近平行导槽。另一方面，此应理解为包含具有局部平行度的几何形状，即互相近似平行的相邻导槽但并非所有导槽在总体逆流区内彼此平行地延伸，且其中确切地说，与逆流区的两个导槽之间的平行度的偏差(即，两个导槽的方向之间的角)越大，则逆流区内部的两个导槽之间的距离越大。
根据本发明的交换器配置的逆流区的导槽可具有多边形截面。逆流区的导槽优选地具有呈规则四边形的形式，确切地说呈梯形或菱形或矩形的形式的截面。或者，逆流区的导槽还可具有呈规则三角形的形式，确切地说呈等边三角形或等腰三角形的形式的截面。或者，逆流区的导槽还可具有呈规则六边形或规则八边形的形式的截面。
为实现引言中定义的目标，本发明还提出一种用于根据本发明的交换器配置的交换器元件，其特征在于，互相邻近的局部交换器元件(E1，E2、…、En)是平坦结构。
可由例如金属、聚合物或金属/聚合物复合材料容易地制造此些平坦结构。局部平坦交换器元件的厚度优选小于平坦交换器元件的最小横向尺寸的1/5。
在第一变型中，交换器元件设计成楔形形状，且由第一楔形表面和距第一楔形表面一段距离的倾斜第二楔形表面、第一侧面和距第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距第一端面一段距离且大于第一端面的第二端面进行空间划定。根据本发明的交换器配置可仅使用一种类型的交换器元件通过使用此些楔形交换器元件来组装。
第一流体入口区和第二流体出口区可布置在第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二端面上。此适于穿过圆柱形或部分圆柱形以及棱柱形或部分棱柱形交换器配置的径向流。
第一流体入口区和第二流体出口区优选地被设计为第一交叉流区，且第二流体入口区和第一流体出口区优选地被设计为第二交叉流区。
在第二变型中，元件设计成板的形式，且由第一大面和距第一大面一段距离且平行于第一大面延伸的第二大面、第一侧面和距第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。此适于穿过圆柱形或部分圆柱形以及棱柱形或部分棱柱形交换器配置的径向流。确切地说，此第二变型适于呈中空圆柱或中空棱柱的形式的交换器配置。
第一流体入口区和第二流体出口区可布置在第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二端面上。
第一流体入口区和第二流体出口区优选地被设计为第一交叉流区，且第二流体入口区和第一流体出口区优选地被设计为第二交叉流区。
根据第三方面，确切地说为了用作用于确切地说具有电驱动或混合驱动或航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，提供一种交换器配置用于可流动穿过所述配置的第一流体和第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送，其中所述配置由多个(n)邻近的局部交换器元件(E1、E2、…、En)构成，其特征在于，所述交换器配置在至少一子区域中呈圆柱的节段的形式或呈棱柱的节段的形式。
利用根据本发明的交换器配置的此外部几何形状，可管理具有交换器配置外部的极少怠体积的有限和/或复杂安装情形。
圆柱节段或棱柱节段优选地由平行于圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸的至少一个截面平面进行空间划定。此圆柱节段或棱柱节段除其端面之外还可具有一个或多个侧面。
或者或另外，圆柱节段或棱柱节段可由圆柱的至少一个横向表面进行空间划定，其产生线平行于圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸。此圆柱节段或棱柱节段除其端面之外还可具有一个或多个弯曲侧面。
或者或另外，圆柱节段或棱柱节段由多边形的至少一个横向表面进行空间划定，其橫向平面平行于圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸。此圆柱节段或棱柱节段可具有在一些区段中平坦的一个或多个侧面。
为实现引言中定义的目标，本发明还提供一种用于根据本发明的交换器配置的交换器元件，其特征在于，互相邻近的局部交换器元件(E1，E2、…、En)是平坦结构。
可由例如金属、聚合物或金属/聚合物复合材料容易地制造此些平坦结构。局部平坦交换器元件的厚度优选小于平坦交换器元件的最小横向尺寸的1/5。
在第三变型中，所述元件为楔形体积元件和/或设计成楔形的形式，且由第一楔形面和与第一楔形面隔开一段距离且相对于第一楔形面倾斜的第二楔形面、第一侧面和与第一侧面隔开一段距离的第二侧面，以及第一端面和与第一端面隔开一段距离的第二端面(所述第二端面大于所述第一端面)进行空间划定。
第一流体入口区和第二流体出口区可布置在元件的第一侧面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二侧面上。此适于穿过部分圆柱形和/或部分棱柱形交换器配置的径向流。
或者，第一流体入口区和第二流体出口区可布置在第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二端面上。此适于穿过部分圆柱形和/或部分棱柱形交换器配置的径向流。
第一流体入口区和第二流体出口区优选地被设计为第一交叉流区，且第二流体入口区和第一流体出口区优选地被设计为第二交叉流区。
在第四变型中，元件设计成板形体积元件，即设计成板的形式，且由第一大面和距第一大面一段距离且平行于第一大面延伸的第二大面、第一侧面和距第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。此适于穿过部分圆柱形和/或部分棱柱形交换器配置的径向流。确切地说，此第四变型适于呈中空圆柱节段或中空棱柱节段的形式的交换器配置。
第一流体入口区和第二流体出口区可布置在第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二端面上。此适于穿过部分圆柱形和/或部分棱柱形交换器配置的径向流。
或者，第一流体入口区和第二流体出口区可布置在第一侧面上，且第二流体入口区和第一流体出口区可布置在第二侧面上。此适于穿过部分圆柱形和/或部分棱柱形交换器配置的轴向流。
第一流体入口区和第二流体出口区优选地被设计为第一交叉流区，且第二流体入口区和第一流体出口区优选地被设计为第二交叉流区。
所述元件的至少一个区优选地被设计为逆流区，其中至少互相邻近的导槽彼此平行地延伸。应理解，一方面，术语“逆流区”指代具有全域平行度的几何形状，即整个逆流区内部的平行导槽。另一方面，此还应理解为包含具有局部平行度的几何形状，即近似平行的邻近导槽，但并非所有导槽在总体逆流区内彼此平行地延伸，且确切地说与逆流区的两个导槽之间的平行度的偏差(即，两个导槽的方向之间的角)越大，则两个导槽在逆流区内彼此隔开越远。
根据本发明的交换器元件的逆流区的导槽可具有多边形截面区域。逆流区的导槽具有呈规则四边形的形式，确切地说呈梯形、菱形或矩形的形式的截面。或者，逆流区的导槽还可具有呈规则三角形的形式，确切地说呈等边三角形或等腰三角形的形式的截面。或者，逆流区的导槽还可具有呈规则六边形或规则八边形的形式的截面。
附图说明
基于附图导出本发明的额外优点、特征和可能应用，附图不应解释为具有限定性，且其中：
图1展示在透视图和部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置的第一实施例。
图2展示在透视图和部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置的第二示范性实施例。
图3展示在透视图和部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置的第三示范性实施例。
图4展示在透视图和交换器配置的端面的俯视图中根据本发明的交换器配置的第四示范性实施例。
具体实施方式
图1展示在透视图以及部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置1的第一示范性实施例。此展示交换器配置1，交换器配置1具有中空圆柱形几何形状和相对于限定指示为双箭头A的轴向方向的中空圆柱轴线的旋转对称性。因此，径向方向指示为双箭头R。交换器配置1在其第一端侧上具有沿着此圆周方向均一地分布的沿着径向外部区的第一流体F1的入口开口11，且在其第二侧上具有沿着圆周方向均一地分布的沿着径向内部区的第一流体F1的出口开口。此外，交换器配置1具有在其第一端侧上沿着外围方向均一地分布的沿着径向内部区的第二流体F2的入口开口13，且具有在其第二端侧上沿着外围方向均一地分布的沿着外围方向沿着径向外部区的第二流体F2的出口开口14。
图2展示在透视图以及部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置2的第二示范性实施例。此再次展示交换器配置2，交换器配置2具有中空圆柱几何形状和相对于限定指示为双箭头A的轴向方向的中空圆柱轴线的旋转对称性。相应地，径向方向指示为双箭头R。交换器配置2具有在其外部横向表面上在接近第一端面的轴向区中沿着外围方向均一地分布的第一流体F1的入口开口21，且具有在其内部横向表面上在接近第二端面的轴向区中沿着外围方向均一地分布的第一流体F1的出口开口22。此外，交换器配置2具有在其内部横向表面上在接近第一端面的轴向区中沿着外围方向均一地分布的第二流体F2的入口开口23，且还具有在其外部横向表面上在接近第二端面的轴向区中沿着外围方向均一地分布的第二流体F2的出口开口24。
图1和图2展示具有中空圆柱几何形状的交换器配置1中和/或交换器配置2中的逆流区GS。在此逆流区GS中，主流在径向方向中延伸。术语“主流”理解为指代流动穿过交换器配置的流的部分，且其中交换器配置中正发生的能量交换的最优选超过60％、更优选大于80％在第一流体F1和第二流体F2之间发生。
图1中，流体F1和流体F2的迎面而来的流从外部径向穿过开口11和/或从内部径向穿过开口13发生，在每一情况下都在中空圆柱形交换器配置1的第一端面上，而逆流区GS中的连续流在中空圆柱形交换器配置1的内部在径向方向中发生，且流体F1和流体F2的传出流从内部径向穿过开口12和/或在外部径向穿过开口14发生，在每一情况下都在中空圆柱形交换器配置1的第二端面上。
图2中，流体F1和流体F2的迎面而来的流在外部横向表面上穿过开口21和/或在内部横向表面上穿过开口23发生，在每一情况下都轴向接近中空圆柱形交换器配置2的第一端侧，而逆流区GS中的连续流在中空圆柱形交换器配置2的内部在径向方向中发生，且穿过开口22的流体F1和流体F2的传出流在内部横向表面上和/或在外部横向表面上穿过开口24发生，在每一情况下都接近中空圆柱形交换器配置2的第二端侧。
图3展示在透视图以及部分剖视图条件下根据本发明的交换器配置3的第三示范性实施例。可见，此为具有相对于限定轴向方向(指示为双箭头A)的轴线的旋转对称性的交换器配置3。相应地，径向方向指示为双箭头R。交换器配置3包含具有中空圆柱形状的逆流区GS，以及连接到逆流中空圆柱的外部横向表面的第一交叉流区KS1和连接到逆流中空圆柱的内部横向表面的第二交叉流区KS2。在逆流区GS中，第一流体F1从外部径向流到内部，且第二流体F2从内部径向流到外部。在两个交叉流区KS1和KS2中，第一流体F1和第二流体F2横向流动。第一流体F1和第二流体F2之间的相交角优选地处于160°和90°的范围内，基于180°针对逆流(反向平行)、90°针对无逆流或并流分量的严格交叉流，且0°针对并流(平行)。交换器配置3具有在其面向第一端侧的一侧上在径向外部的第一流体和其第一交叉流区KS1的沿着径向外部的区沿着外围方向均一地分布的入口开口31，以及在其面向第二端侧的一侧上在径向内部的在其第二交叉流区KS2上沿着外围方向沿着径向内部的区均一地分布的第一流体F1的出口开口32。此外，交换器配置3具有在其面向第一端侧的一侧上在径向内部的在其第二交叉流区KS2上沿着外围方向沿着径向内部的区均一地分布的第二流体F2的入口开口33，且具有在其面向第二端侧的一侧上在径向外部的在其第一交叉流区KS1上沿着外围方向沿着径向外部的区均一地分布的第二流体F2的出口开口34。
图3展示施加到中空圆柱的外部和内部横向侧的交叉流区KS1和/或KS2。交叉流区KS1形成第一流体F1的流体入口区和第二流体F2的流体出口区。交叉流区KS2形成第二流体F2的流体入口区和第一流体F1的流体出口区。沿着流动穿过交换器配置的两个流体的流动方向，其中第一流体F1和第二流体F2在彼此相反的方向中流动的径向逆流区在外部径向的交叉流区KS1和内部径向的交叉流区KS2之间延伸。
图4展示在透视图以及交换器配置4的端面的俯视图中根据本发明的交换器配置4的第四示范性实施例。此展示包括个别圆柱节段ZS1、ZS2的交换器配置4。两个圆柱节段ZS1和ZS2各自表示如圆周方向中测得的较高圆柱的90°区段。此展示交叉流区KS1和KS2、其分别安置于圆柱节段ZS1和ZS2的前端侧和后端侧上。交叉流区KS1形成用于第一流体F1的流体入口区和用于第二流体F2的流体出口区。交叉流区KS2形成用于第二流体2的流体入口区和用于第一流体F1的流体出口区。在第一交叉流区KS1和第二交叉流区KS2之间，轴向逆流区沿着流动穿过交换器配置的两个流体的流动方向延伸，在所述轴向逆流区中，第一流体F1和第二流体F2在彼此相反的方向中且平行于圆柱节段ZS1、ZS2的轴向方向A流动。还可使用具有沿着外围方向的不同角区段的圆柱节段。确切地说，还可使用45°圆柱节段(未图示)，代替或结合90°圆柱节段ZS1和ZS2从而形成由个别圆柱节段组成的交换器配置4。
图1、图2、图3和图4各自展示组成相应交换器配置1、2、3、4的局部交换器元件E1、E2、E3、E4、E5、…、En。局部交换器元件E1、E2、E3、E4、E5、…、En在每一情况下包含第一局部腔室区K1，第一流体F1可穿过其从第一局部流体入口区流动到第一局部流体出口区；以及第二局部腔室区K2，第二流体F2可穿过其从第二局部流体入口区流动到第二局部流体出口区。

Claims (54)

1.一种用于确切地说具有电驱动或具有混合驱动或具有航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室的交换器元件，其中所述交换器元件具有废气流动路径和进气流动路径，且其中所述废气流动路径和所述进气流动路径通过具有热传递壁区的分割区段彼此分离，其中所述废气流动路径形成从所述乘客室内部到所述乘客室的室外周围环境的流体连接，且其中所述进气流动路径形成从所述乘客室的室外周围环境到所述乘客室内部的流体连接。
2.根据权利要求1所述的交换器元件，其特征在于，所述分割区段具有水汽传递壁区。
3.根据权利要求1所述的交换器元件，其特征在于，所述分割区段具有可传递热量和水汽两者的壁区。
4.一种确切地说具有电驱动或具有混合驱动或具有航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室，其特征在于，其具有交换器元件，所述交换器元件具有废气流动路径以及进气流动路径，其中所述废气流动路径和所述进气流动路径通过具有热传递壁区的分割区段彼此分离，其中所述废气流动路径形成从所述乘客室内部到所述乘客室的室外周围环境的流体连接，且其中所述进气流动路径形成从所述乘客室的室外周围环境到所述乘客室内部的流体连接。
5.根据权利要求4所述的乘客室，其特征在于，所述分割区段具有水汽传递壁区。
6.根据权利要求4所述的乘客室，其特征在于，所述分割区段具有能够传递热量和水汽两者的壁区。
7.根据权利要求4到6中任一项所述的乘客室，其特征在于，风扇插入到所述废气流动路径和/或所述进气流动路径中。
8.根据权利要求4到7中任一项所述的乘客室，其特征在于，所述废气流动路径与所述乘客室的低压外部区中的其室外周围环境流体连接。
9.根据权利要求4到8中任一项所述的乘客室，其特征在于，所述进气流动路径与所述乘客室的高压外部区中的其室外周围环境流体连接。
10.根据权利要求4到9中任一项所述的乘客室，其特征在于，所述交换器元件为电气加热元件，其可被供应来自与所述电驱动或与所述混合驱动相关联的电池的功率。
11.一种交换器配置(1；2；3)，其确切地说用于根据权利要求4到10中任一项所述的确切地说具有电驱动或具有混合驱动或具有航行驱动的车辆、飞机、船、电缆车或电梯的乘客室，用于可流动穿过所述配置的第一流体和第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送，其中所述配置由多个(n)互相邻近的局部交换器元件(E1、E2、…、En)构成，其特征在于，所述交换器配置在至少部分区中呈圆柱或其节段的形式或呈具有多边形基底的棱柱或其节段的形式。
12.根据权利要求11所述的交换器配置，其特征在于，所述交换器元件是具有彼此邻近的大面的平坦结构，其中确切地说所有交换器元件是相同结构。
13.根据权利要求11或12所述的交换器配置，其特征在于所述配置具有逆流区。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的交换器配置，其特征在于所述配置具有交叉流区。
15.根据权利要求14所述的交换器配置，其特征在于，所述配置具有其中所述第一流体流入且所述第二流体流出的区中的交叉流。
16.根据权利要求14或15所述的交换器配置，其特征在于，所述配置具有其中所述第二流体流入且所述第一流体流出的区中的所述交叉流区。
17.根据权利要求11到16中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述配置呈所述交叉流区中的圆柱或其节段的形式或呈具有多边形基底的棱柱或其节段的形式。
18.根据权利要求17所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区可具有在第一径向方向中流动穿过其的所述第一流体和在第二径向方向中流动穿过其的所述第二流体。
19.根据权利要求11到18中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述配置的所述局部交换器元件(E1、E2、…、En)各自具有所述第一流体可穿过其从第一流体入口区流动到第一流体出口区的第一腔室区，且具有所述第二流体可穿过其从第二流体入口区流动到第二流体出口区的第二腔室区，其中所述第一腔室区和所述第二区在邻近区中彼此邻近且在此区中借助于隔膜型壁彼此分离，所述壁准许在所述第一腔室区中流动的所述第一流体和在所述第二腔室区中流动的所述第二流体之间的热量运送和/或选定质量运送。
20.根据权利要求11到18中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述配置具有第一全域流体入口区(GFE1)和第一全域流体出口区(GFA1)以及第二全域流体入口区(GFE2)和第二全域流体出口区(GFA2)；且其中所述配置可使所述第一流体流动穿过其中从所述第一全域流体入口区到所述第一全域流体出口区，以及使所述第二流体流动穿过其中从所述第二全域流体入口区到所述第二全域流体出口区；
其中局部元件(Ei)具有第一局部腔室区(K1)，其可使所述第一流体流动穿过其中从第一局部流体入口区(LFE1)到第一局部流体出口区(LFA1)；且具有第二局部腔室区(K2)，其可使第二流体流动穿过其中从第二局部流体入口区(LFE2)到第二局部流体出口区(LFA2)；
其中局部元件(Ei)的所述第一局部腔室区(K1)和所述第二局部腔室区(K2)在所述相应元件(Ei)内部的邻近区(Mi；Pi)中彼此邻近；
其中所述局部元件(Ei)的所述第一局部腔室区(K1)和第一局部相邻元件(Ei-1)的所述第二局部腔室区(K2)在所述局部元件(Ei)和所述第一局部相邻元件(Ei-1)之间的邻近区(Mi-1；Pi-1)中彼此邻近；
其中所述元件(Ei)的所述第二局部腔室区(K2)和第二局部相邻元件(Ei+1)的所述第一局部腔室区(K1)在所述元件(Ei)和所述第二相邻元件(Ei+1)之间的邻近区(Mi+1；Pi+1)中彼此邻近；
其中元件(Ei-1、Ei、Ei+1)内的互相邻近的局部腔室区(K1、K2)在相应邻近区中从一个元件到下一元件借助于隔膜型壁(Mi-1；Mi；Mi+1)彼此分离，各自允许在所述第一局部腔室区(K1)中流动的所述第一流体和在所述第二局部腔室区(K2)中流动的所述第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送；以及
其中所述交换器元件的所述第一局部流体入口区(LFE1)的全部形成所述交换器配置的所述第一全域流体入口区(GFE1)，所述交换器元件的所述第二局部流体入口区(LFE2)的全部形成所述交换器配置的所述第二全域流体入口区(GFE2)，所述交换器元件的所述第一局部流体出口区(LFA1)的全部形成所述交换器配置的所述第一全域流体出口区(GFA1)，且所述交换器元件的所述第二局部流体出口区(LFA2)的全部形成所述交换器配置的所述第二全域流体出口区(GFA2)。
21.根据权利要求11到20中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述局部交换器元件(E1、E2、…、En)在所述配置的至少部分区中设计成楔形的形式，其中所述配置呈圆柱或其节段的形式或具有多边形基底的棱柱或其节段的形式，且由第一楔形面和距所述第一楔形面一段距离且相对于所述第一楔形面倾斜的第二楔形面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离的大于所述第一端面的第二端面进行空间划定。
22.根据权利要求11到20中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述局部交换器元件(E1、E2、…、En)至少在所述配置的部分区中设计成板的形式，其中所述配置呈圆柱或其节段的形式或具有多边形基底的棱柱或其节段的形式，且由第一大面和距所述第一大面一段距离的第二大面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。
23.根据权利要求11到22中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述配置的至少一个区被设计为其中至少彼此邻近的导槽彼此平行地延伸的逆流区(GS)。
24.根据权利要求23所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有多边形截面。
25.根据权利要求24所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有呈规则四边形的形式，确切地说呈梯形、菱形或矩形的形式的截面。
26.根据权利要求24所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有呈规则三角形的形式，确切地说呈等边三角形或等腰三角形的形式的截面。
27.根据权利要求24所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有呈规则六边形或规则八边形的形式的截面。
28.一种用于根据权利要求11到27中任一项所述的交换器配置的交换器元件，其特征在于，所述邻近局部交换器元件(E1、E2、…、En)是平坦结构。
29.根据权利要求28所述的交换器元件，其特征在于，局部平坦交换器元件的厚度小于所述平坦交换器元件的最小横向尺寸的1/5。
30.一种交换器元件，其确切地说用于根据权利要求21所述的交换器配置或在根据权利要求21所述的交换器配置中，其特征在于，所述元件为楔形体积元件，且由第一楔形面和距所述第一楔形面一段距离且相对于所述第一楔形面倾斜的第二楔形面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离且大于所述第一端面的第二端面进行空间划定。
31.根据权利要求30所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二端面上。
32.根据权利要求30或31所述的交换器元件，其特征在于，所述第一流体入口区和所述第二流体出口区被设计为第一交叉流区(KS1)，且所述第二流体入口区和所述第一流体出口区被设计为第二交叉流区(KS2)。
33.一种交换器元件，其确切地说用于根据权利要求32所述的交换器配置或在根据权利要求32所述的交换器配置中，其中所述元件设计成板的形式，且由第一大面和距所述第一大面一段距离且平行于所述第一大面延伸的第二大面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离的第二端面以及第一端面和距所述第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。
34.根据权利要求33所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二端面上。
35.根据权利要求34所述的交换器元件，其特征在于，所述第一流体入口区和所述第二流体出口区被设计为第一交叉流区(KS1)，且所述第二流体入口区和所述第一流体出口区被设计为第二交叉流区(KS2)。
36.一种交换器配置(4)，其用于可流动穿过所述配置的第一流体和第二流体之间的热量运送和/或选择性质量运送，其中所述配置由多个(n)邻近局部交换器元件(E1、E2、…、En)构成，其特征在于，所述交换器配置呈部分区中的圆柱节段的形式或呈棱柱节段的形式。
37.根据权利要求36所述的交换器配置，其特征在于，所述圆柱节段或所述棱柱节段由平行于所述圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸的至少一个截面平面进行空间划定。
38.根据权利要求36或37所述的交换器配置，其特征在于，所述圆柱节段或所述棱柱节段由至少一个圆柱横向表面进行空间划定，其产生线平行于圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸。
39.根据权利要求36到38中任一项所述的交换器配置，其特征在于，所述圆柱节段或所述棱柱节段由至少一个多边形横向表面进行空间划定，其橫向平面平行于圆柱和/或棱柱的纵向轴线延伸。
40.一种用于根据权利要求36到39中任一项所述的交换器配置的交换器元件，其特征在于，所述邻近局部交换器元件(E1、E2、…、En)是平坦结构。
41.根据权利要求40所述的交换器元件，其特征在于，局部平坦交换器元件的厚度小于所述平坦交换器元件的最小横向尺寸的1/5。
42.根据权利要求40或41所述的交换器元件，其特征在于，所述元件为楔形体积元件，且由第一楔形面和距所述第一楔形面一段距离且相对于所述第一楔形面成角度倾斜的第二楔形面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离且大于所述第一端面的第二端面进行空间划定，且距它们一段距离。
43.根据权利要求42所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述元件的所述第一侧面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二侧面上。
44.根据权利要求42所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二端面上。
45.根据权利要求43或44所述的交换器元件，其特征在于，所述第一流体入口区和所述第二流体出口区被设计为第一交叉流区，且所述第二流体入口区和所述第一流体出口区被设计为第二交叉流区。
46.根据权利要求40或41所述的交换器元件，其特征在于，所述元件设计成板的形式，且由第一大面和距所述第一大面一段距离且平行于所述第一大面延伸的第二大面、第一侧面和距所述第一侧面一段距离的第二侧面，以及第一端面和距所述第一端面一段距离的第二端面进行空间划定。
47.根据权利要求46所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述第一端面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二端面上。
48.根据权利要求46所述的交换器元件，其特征在于，第一流体入口区和第二流体出口区安置于所述第一侧面上，且第二流体入口区和第一流体出口区安置于所述第二侧面上。
49.根据权利要求47或48所述的交换器元件，其特征在于，所述第一流体入口区和所述第二流体出口区被设计为第一交叉流区，且所述第二流体入口区和所述第一流体出口区被设计为第二交叉流区。
50.根据权利要求28到35或40到49中任一项所述的交换器元件，其特征在于，所述元件的至少一个区被设计为其中至少彼此邻近的导槽彼此平行地延伸的逆流区。
51.根据权利要求50所述的交换器元件，其表征为以下事实：所述逆流区的导槽具有多边形截面。
52.根据权利要求51所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的导槽具有呈规则四边形的形式，确切地说呈梯形或菱形或矩形的形式的截面。
53.根据权利要求51所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有呈规则三角形的形式，确切地说呈等边三角形或等腰三角形的形式的截面。
54.根据权利要求51所述的交换器配置，其特征在于，所述逆流区的所述导槽具有呈规则六边形或规则八边形的形式的截面。
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