CN108495707A - 空腔x型混合器热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合器热交换器插入件或混合器热交换器组件,并且涉及包括相应的混合器热交换器插入件组件的混合器热交换器,其具有改善的混合和温度控制行为并具有减小的结垢倾向。该混合器热交换器插入件包含具有内部体积(13)的中空本体板(10、11)的第一组,和具有内部体积(23)的中空本体板(20、21)的第二组。第一组中的中空本体板(10、11)相对于该混合器热交换器插入件(1)的纵向延伸方向(L)在第一方向(R1)上倾斜,第二组中的中空本体板(20、21)相对于该混合器热交换器插入件(1)的纵向延伸方向(L)在第二方向(R2)上倾斜。该第一组中的中空本体板(10、11)与该第二组中的中空本体板(20、21)侧向地对接,且第一中空本体板(10、11)的内部体积(13)连接至所述第二中空本体板(20、21)的内部体积(23),以使得该第一组的所述内部体积(13)及该第二组的所述内部体积(23)为设计成携载温度控制流体的连接式总内部体积(13、23)的一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合器热交换器,且涉及一种用于混合器热交换器的混合器热交换器插入件组件,尤其是一种混合器热交换器及用于混合器热交换器的混合器热交换器插入件组件,其具有减少的积垢行为。
背景技术
对于流体的混合,特别是在处理期间,可使用静态及动态混合器两者。在动态混合器的状况下,可以例如使用主动地搅拌待混合的流体的搅拌元件。在静态混合器的状况下,并非经由在外部引入的搅拌能量,而是经由流动流体固有的能量达成混合。在此处,流体在与混合器几何形状接触的后即刻由于流体的移动而混合。对于借助于静态混合器的这种混合,例如使用所谓X型混合器,在X型混合器中,相对于彼此横向交替配置的结构被引入于流动体积中,且混合正流动通过的流体。此类所谓X混合器可例如由多个棒状平坦本体组成,这些本体相对于彼此以例如90°的角度交替配置。以此方式,通流流体被分流且重组若干次,从而引起层流或扰流,或流体被迫改变方向,从而导致随后引起流体的混合的扰流。
由于此种类型的混合器常常用于反应器中,因此另外不仅需要混合流体,而且需要同时控制流体的温度。由可携载温度控制液体通过的若干管组成的混合器热交换器出于此目的而为人所知。通常在流动通道的纵向方向上延行的这些管在此状况下配备有横向于其配置的流动导板,该流动导板由于“分流及重组”效应而导致通流流体的混合。
此外,热交换器是已知的,其中携载温度控制流体的管以曲折方式布线,其中曲折管处于平行于流动通道中的流体的通流方向而放置的平面中。
上文所提及类型的混合器及热交换器例如自EP 1 067 352 A2或WO 2008/017571A1为人所知。
前述热交换器及混合器仅具有低混合容量,或特别是在具有附聚物的流体的状况下,展现出附聚物在具有锐角的区中累积的倾向,其中附聚物或经增厚流体块可变得倒伏,或具有静流区,次要反应可在静流区中进行,次要反应的产物可同样地累积。此效应被称为“积垢”。
此类型的积垢可能对待混合及控温的流体的状态具有不良影响,以使得应避免附聚物或增厚流体块的沉降。
发明内容
本发明的目的可被视为是提供一种混合器热交换器及一种混合器热交换器插入件或一种混合器热交换器插入件组件,其具有减小的积垢倾向。
本发明的目的通过独立权利要求的主题达成,其中本发明的改进体现于从属权利要求中。
根据本发明的一具体实例,提供一种混合器热交换器插入件,其包含:具有内部体积的中空本体板的第一组及具有内部体积的中空本体板的第二组,该第一组中的所述中空本体板相对于该混合器热交换器插入件的纵向延伸方向在第一方向上倾斜,该第二组中的所述中空本体板相对于该混合器热交换器插入件的纵向延伸方向在第二方向上倾斜,该第一组中的所述中空本体板与该第二组中的所述中空本体板侧向地对接,且所述第一中空本体板的内部体积连接至所述第二中空本体板的内部体积,以使得该第一组的所述内部体积及该第二组的所述内部体积是设计成携载温度控制流体的连接式总内部体积的一部分。
以此方式,可提供一种混合器热交换器插入件,其同时也作为流动导引结构提供可携载温度控制流体通过的结构。换句话说,混合器热交换器插入件的结构同时充当用于均质化且携载温度控制液体的流动导引结构。这尤其消除对于例如自EP 1 067 352 A1已知的混合结构的需要,在EP 1 067 352 A1中,提供在流动通道的纵向方向上提供的用于携载温度控制流体的管,且所述管另外由横向于其放置的流动导板穿透。特别地,可以在该温度控制流体的流动通道与流动偏转板之间的接点处避免附聚物或经增厚流体块沉降,这是由于在根据本发明的混合器热交换器插入件的状况下不需要此类连接件。所述混合器热交换器(插入件)或混合器热交换器插入件组件相比于EP 1 067 352 A1中所描述的混合器热交换器具有显著更佳的表面-体积比率。特别是,根据本发明的配置的表面-体积比率可比EP 1 067 352 A1中所描述的组件中的表面-体积比率高四倍。
根据本发明的一实施例,该第一方向与该第二方向在径向上彼此相对。
以此方式,在流交替冲击在该第一方向上倾斜的中空本体板及在该第二方向上倾斜的中空本体板上的状况下,有可能导致流体流分流或者导致强烈交替的流动偏转,这引起彻底混合。
根据本发明的一实施例,该混合器热交换器插入件进一步具有一温度控制流体入口及一温度控制流体出口,该第二组中的一中空本体板与该第一组中的至少两个中空本体板侧向地对接,且在所述两个对接点处,该第二组中的该中空本体板的内部体积连接至该第一组中的所述两个中空本体板的该体积,使得温度控制流体经由该第一组中的一第一中空本体板的内部体积自该温度控制流体入口流动至该第二组中的该中空本体板的该内部体积中,且接着经由该第一组中的该第二中空本体板的该内部体积流动至该温度控制流体出口。
以此方式,可提供一结构,其中该温度控制液体以交替方式流动通过所述中空本体板,所述中空本体板在第一方向及第二方向上交替地倾斜。这尤其使得能够借助于交替地倾斜的中空本体板而达成彻底混合,而同时温度控制液体亦可以依序方式流动通过这些中空本体板。在此处应理解,经携载通过个别中空本体板的温度控制流体的液体区相对于外部区气密密封,其中待控温且待混合的液体被携载,以使得不发生待控温且待混合的液体及温度控制液体的不必要混合。
根据本发明的一实施例,该第一组中的所述中空本体板及该第二组中的所述中空本体板具有肋状设计,该第一组中的多个肋状中空本体板在该纵向延伸方向上以平行方式接近彼此以间隔配置,且该第二组中的多个肋状中空本体板在该纵向延伸方向上以平行方式接近彼此以间隔配置,该第一组中的以平行方式接近彼此配置的所述肋状中空本体板与该第二组中的以平行方式接近彼此配置的所述肋状中空本体板以相互对接且交替的方式接近彼此配置,且相应的肋状中空本体板的内部体积在对接点处彼此连接。
以此方式,可为所述中空本体板中的温度控制液体提供以平行方式流动通过的若干流动通道,以使得例如可以相互独立方式在该等通道中携载该混合器热交换器插入件中的温度控制液体。特别地,两个肋状中空本体板可以在第一方向上倾斜,且两个肋状中空本体板可以在第二方向上倾斜,且所述中空本体板相对于彼此以交替方式配置。在此处应理解,倘若仅将提供单一连接式内部体积,则所述肋状中空本体板可在所有对接点处彼此连接,其方式使得其内部体积各自彼此连接。通过配置肋状中空本体板的若干此类组合,可以提供肋状中空本体板在流动方向上彼此前后而配置的堆叠。
根据本发明的一实施例,该混合器热交换器插入件具有中空本体板的第三组,该第三组中的所述中空本体板相对于该混合器热交换器插入件的纵向延伸方向在第三方向上倾斜,其中该第一方向、该第二方向与该第三方向各自相对于彼此以120°的一角度配置。
以此方式,可通过将中空本体板以倾斜方式配置获得一种类型的螺旋桨配置,这些中空本体板允许对待控温且待混合的流体进行特别彻底的混合。
根据本发明的一实施例,该第一组中的所述中空本体板相对于该纵向延伸方向的倾角与该第二组中的所述中空本体板相对于该纵向延伸方向的倾角相等。
以此方式,可以实现相互倾斜的中空本体板的均匀配置,这些中空本体板重复地以有规律间隔导致待控温且待混合的该流体的流动偏转或分流,从而由于在相反方向上匹配的倾斜角度,产生均匀的、交替的流动偏转或流动分流。
根据本发明的一实施例,所述中空本体板在该纵向延伸方向上方形成至少两个流体上分开的、平行的总体积。
特别地,这可通过该第一组中的所述中空本体板的所述内部体积的连接件与该第二组中的所述中空本体板的内部体积的连接件在一些对接点处连接,同时在其它点处保持分开来实现,使得两个流体上分开的、平行的总体积形成。为此,可提供一种混合器热交换器插入件,其中温度控制液体通过一个总体积朝外流动,且经由另一总体积经携载返回,以使得温度控制液体的入口与出口可设置于相同侧上。
根据本发明的一实施例,该第一组中的在彼此上下定位的中空本体板与该第二组中的在彼此上下定位的中空本体板在该混合器热交换器插入件的纵向延伸方向上具有一匹配间隔。
以此方式,可以实现的是,平行中间空间处的有效流动横截面相对于纵向方向上的通流均匀地配置,以使得不形成可能发生待控温的液体的堆积的人为瓶颈。此堆积可例如引起待控温且待混合的液体的附聚或增厚,此又可加速积垢过程。
根据本发明的一实施例,该第一组中的中空本体板与该第二组中的中空本体板相对于该纵向延伸方向按30°至60°的角度,特别是以介于40°与50°之间的角度倾斜。
以此方式,可在剪切行为与静流区之间设定一良好比率,以使得对于待控温的液体确保充足混合。
根据本发明的一实施例,该混合器热交换器插入件通过3D印刷工艺,特别是通过添加剂生产工艺,特别是通过直接金属熔化激光工艺(DMLS)制造。
以此方式,可制造具有复杂结构的混合器热交换器插入件,该插入件的中空本体板在所述对接点处连接,使得相互对接的中空本体板的内部体积彼此连接。3D印刷工艺允许避免例如经由软焊或焊接进行对单独的组件的复杂生产及对单独的组件的结合,以使得可有效率地且具成本效益地制造根据本发明的混合器热交换器插入件。
根据本发明的一实施例,提供一种具有根据以上描述的多个混合器热交换器插入件的混合器热交换器插入件组件,该多个混合器热交换器插入件相对于纵向延伸方向彼此前后配置,且混合器热交换器插入件的温度控制流体出口连接至一相邻混合器热交换器插入件的温度控制流体入口,使得所述内部体积在两个相邻混合器热交换器插入件之间的边界处连接,以使得温度控制流体可自混合器热交换器插入件流动至一相邻混合器热交换器插入件。
以此方式,可以模块化方式彼此前后地配置若干混合器热交换器插入件。特别是,可生产单独的混合器热交换器插入件,且根据要求而以模块化方式将所述插入件彼此结合。可例如通过焊接、软焊工艺或接合工艺来实现此结合。由于此,有可能同时确保相对于待控温且待混合的流体所位于的外部体积在该等对应温度控制流体入口及出口处不发生泄漏。然而,亦有可能一体地彼此前后印刷若干混合器热交换器插入件。
根据本发明的一实施例,彼此前后布置的这些混合器热交换器插入件相对于该纵向延伸方向以一旋转偏置方式,特别是以一90°偏置配置。
以此方式,尽管层流存在,但可以经由混合器热交换器插入件的偏置配置实现待控温且待混合的流体的期望混合,且因此亦达成中空本体板或肋状中空本体板的期望混合。
根据本发明的一实施例,所述中空本体板在纵向延伸方向上方形成四个流体上分开的、平行的总体积,所述平行总体积在该混合器热交换器插入件组件的一个端部处连接,使得所述总体积中的第一总体积与第二总体积相对于彼此由温度控制液体以一平行方式流动通过,且随后所述总体积中的第三总体积与第四总体积相对于彼此以一平行方式且相对于该第一总体积及该第二总体积以一反向平行方式被流动通过。
这可甚至在由多个混合器热交换器插入件组成的混合器热交换器插入件组件的状况下确保温度控制流体入口与温度控制流体出口可布置于相同侧上,温度控制液体能够朝外流动,且接着相对于纵向延伸方向再次流动返回。
根据本发明的一实施例,提供一种混合器热交换器,其具有:一流体携载体积,其带有流体入口及流体出口;及如上文所描述的混合器热交换器插入件或如上文所描述的混合器热交换器插入件组件,该混合器热交换器插入件或该混合器热交换器插入件组件延伸入该流体携载体积中,以使得流动通过该流体入口进入该流体携载体积中的流体由于该混合器热交换器插入件的或该混合器热交换器插入件组件的几何形状而经历一剪切应力,随后已流入的流体通过该流体出口离开该流体携载体积。
以此方式,可提供一种混合器热交换器,其确保对待混合且待控温的流体的可靠温度控制,且同时实现对该流体的充分混合。
根据本发明的一实施例,该流体携载体积在该纵向延伸方向上方具有一恒定内部横截面积。
以此方式,可避免死空间或堆积空间,且可出于安装的目的而在该纵向方向上将一混合器热交换器插入件组件推动至该流体携载体积中。恒定横截面意味着在无插入式混合器热交换器插入件的情况下,体积在纵向范围上方具有不变的横截面积。在此处,然而,插入式混合器热交换器插入件可能产生不再在纵向范围上方绝对恒定的有效流动横截面。
根据本发明的一实施例,如上文所描述的该混合器热交换器插入件的封壳具有对应于该混合器热交换器的该流体携载体积的该恒定内部横截面积的横截面积,该混合器热交换器插入件将引入至该体积中。
以此方式,可实现流体体积及混合器热交换器插入件组件的准确配适的结合。可同样地避免平行于该混合器热交换器插入件组件而定位的广阔空体积。
上文所描述的个别特征当然也可以彼此组合,借此在一些状况下甚至有可能获得超出单独的效果的总和的有利效果。
参照在下文中描述的例示性实施例而解释且说明本发明的这些和其它方案。
附图说明
在下文中参考以下附图描述示例性的实施例。
图1示出了混合器热交换器插入件的一个示例性实施例。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的混合器热交换器插入件的一部分的半截面视图。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的具有单一连接式内部体积的混合器热交换器插入件。
图4示出了根据本发明的示例性实施例的具有以平行方式配置的四个内部体积的混合器热交换器插入件。
图5示出了具有在纵向方向上彼此前后布置的多个混合器热交换器插入件的混合器热交换器插入件组件的外部视图。
图6示出了根据图5的混合器热交换器插入件组件的截面视图。
图7示出了根据图5的混合器热交换器插入件组件的图解视图。
图8示出了根据本发明的示例性实施例的混合器热交换器。
图9示出了根据本发明的示例性实施例的双向温度控制液体通流的混合器热交换器插入件组件。
图10示出了来自图9的温度控制流体入口及出口的纵向方向上的平面视图。
图11示出了图9中所示出了的温度控制流体入口及出口的结构的详细截面视图。
图12示出了根据本发明的示例性实施例的混合器热交换器的部分区段显示。
图13示出了流动通道相对于肋状中空本体板的图解视图。
图14示出了具有相对于彼此按120°的角度配置的中空本体板的第一、第二及第三组的混合器热交换器插入件的图解配置。
图15示出了具有两个分开的内部体积的混合器热交换器插入件组件的通道路线的图解视图。
图16示出了具有四个分开的内部体积的混合器热交换器插入件组件及温度控制流体的对应流动方向的图解视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的混合器热交换器插入件。在此处所示出的实施例中,混合器热交换器插入件(在下文亦被称为插入件)具有第一组的多个中空本体板10、11及第二组的多个中空本体板20、21。第一组的中空本体板在一个方向上倾斜,而第二组的中空本体板在相对方向上倾斜。在此处所示出的图1的实施例中,中空本体板的倾斜方向相反,且倾角实质上相同。在纵向延伸方向L上以倾斜方式在彼此上下定位的不同中空本体板(例如,在此处为中空本体板11)具有匹配间隔。然而,应理解,根据其它实施例的中空本体板亦可具有不同倾角且也可以具有变化的间隔。图中所示出的所有实施例均具有中空本体板,所述中空本体板具有基本上平面的入射流动表面。然而,应理解,中空本体板亦可具有弧形设计,由此能产生最佳化流动状况,所述最佳化流动状况接着可引起改善的混合。
由图1可见,第一组具有在彼此上下定位的中空本体板10及分别在彼此上下定位的中空本体板11,而第二组具有在彼此上下定位的中空本体板20及分别在彼此上下定位的中空本体板21。第一组中的中空本体板及第二组中的中空本体板分别以交替方式配置,因此产生中空本体板的十字形配置。中空本体板各自具有内部体积,然而,内部体积由于闭合表示而在图1中不可见。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的混合器热交换器插入件的部分截面视图。经由图2中的截面视图可见,单独的中空本体板具有内部体积。在此状况下,在图2中所示出的实施例中,第一组中的中空本体板10或11的内部体积13在中空本体板的对接点处连接至第二组中的中空本体板21、20的内部体积23,以使得温度控制流体能够通过来自第一体积13的对接点处的连接件自第一中空本体板10或11流动至第二中空本体板20或21的第二体积23中。在图2中所示出的实施例中,此产生至少两个分开的通道出现的配置,所述通道可独立于彼此被流动通过。在图2中也可见的是,在混合器热交换器插入件的上端部处存在温度控制流体入口110a及温度控制流体出口120a。在图2中所示的组件中,温度控制流体例如流动通过温度控制流体入口110a至中空本体板10及21的内部体积中,且在此状况下在此处与纵向延伸方向的箭头相反地向下流动。在混合器热交换器插入件的此处未图示的端部处,温度控制液体接着可偏转至第二通道区段中,以使得温度控制液体在此处在纵向范围的轴线的箭头方向上再次向上流动通过中空本体板20及11的内部体积13、23,且通过温度控制流体出口120a离开。以此方式,可提供热交换器,热交换器由于其热交换器中空本体的构造而亦允许待控温及混合的流体的混合。就功能一致性而言,该组件亦可被视为混合器,该混合器由于混合器结构的中空本体板设计而具有热交换器属性。
图3示出了具有多个中空本体板的混合器热交换器插入件1的一个示例性实施例。在此处,第一组中的中空本体板11、11a、11b在彼此上下方配置,正如中空本体板10及10b,且类似地亦如中空本体板20及21。在此上下文中,“在彼此上下方”亦应被理解为意谓着“以倾斜方式在彼此上下方”。图3中所示出的混合器热交换器插入件设置于所谓的单通道配置中,换句话说,所有中空本体板的内部体积表示总内部体积,以使得自温度控制流体入口110a开始,接下来是通过混合器热交换器插入件1的单一通流通道,且温度控制液体可通过温度控制流体出口120a流出。在此处应理解,分路亦可在单一通道中发生,单一通道不必绝对不含死端。
图4示出了混合器热交换器插入件1的另示例性实施例,然而混合器热交换器插入件1在此处设计为所谓的四通道配置。在此状况下,中空本体板10、11、20、21在相应的接点处彼此连接,使得其内部体积不构成单一内部体积,而是构成总计四个内部体积。此可例如通过经流动通过中空本体板的嵌套式配置予以达成,以使得例如中空本体板11中的每第二者及中空本体板20中的每第二者形成第一通道,且在其间定位的中空本体板11及20可形成与其嵌套的第二通道。以相同方式,中空本体板10中的每第二者及中空本体板21中的每第二者形成通道,而在其间定位的中空本体板10及21形成另一通道,以使得提供总计四个通道。这些通道可相对于彼此配置,使得例如温度控制流体可通过温度控制流体入口110a流入,接着分布于最初两个通道之间,在该等通道中温度控制流体与纵向延伸方向L的下落方向相反地向下流动,而温度控制流体可在底部处偏转,使得其再次向上流动通过另外两个通道且通过温度控制流体出口120a离开。
图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的混合器热交换器插入件组件100的侧视图。混合器热交换器插入件组件(在下文亦被称为组件)具有彼此前后布置的多个插入件1a、1b。所述插入件1a、1b在纵向方向L上彼此前后布置。如图5可见,插入件相对于彼此按90°分别偏置,亦即彼此前后围绕纵向方向L经90°旋转而配置。在此状况下,第一插入件1a的温度控制流体出口120a(尽管在此处所标识的该等出口不详细可见,但其连接至第二插入件1b的温度控制流体入口110b)由于该配置而产生一个连续通道或两个或四个连续通道。
图6示出了图5中所示的组件的截面视图,自其中可见单独的中空本体板的内部体积的位置。图6中所示的比例基本上对应于图5的比例。混合器热交换器插入件1、1a及1、1b在纵向方向L上彼此前后布置,且亦在图6中相对于彼此围绕纵轴L在每一状况下经90°旋转。
图7示出了图5中所示的组件的图解视图,该组件包含在纵向方向L上彼此前后布置的多个插入件1。在此处,借助于实例,组件100的插入件的中空本体板配置以第一组中的中空本体板10、11及第二组中的中空本体板20、21进行编号。此外,中空本体板的倾斜的位置由附图标记A及B指示。如图7可见,倾斜方向A及B在径向上彼此相对,相应的组中的中空本体板具有基本上匹配的间隔,且相应的组中的中空本体板的倾角匹配。
图8示出了混合器热交换器200的一个示例性实施例,混合器热交换器200具有流体携载体积230,流体入口210及流体出口220。应理解,可在纵向延伸方向L的箭头方向上及反向方向两者上流动通过混合器热交换器200,借此在后一状况中,流体入口接着变成流体出口且流体出口变成流体入口。图8中所使用的混合器热交换器插入件组件基本上对应于先前所描述的组件。在图8中所描述的组件中,发现温度控制流体入口110在流体入口210侧上,而发现温度控制流体出口120在流体出口220侧上。在图8中所示出的组件中,待控温且待混合的流体的流动方向因此匹配温度控制流体的流动方向。然而,同样有可能在逆流模式下操作混合器热交换器200,借此在此状况下待冷却且待混合的流体的流动方向与温度控制流体的流动方向相对,且温度控制流体入口110变成温度控制流体出口,抑或流体入口210变成流体出口。此同样分别适用于流体出口220及温度控制流体出口120。
图9示出了混合器热交换器插入件组件的替代实施例,然而其中温度控制流体入口110及温度控制流体出口120不是布置于相对侧上,而是配置于一侧上(在图9中在左边)。在此状况下,温度控制流体经由温度控制流体入口110流入,经由至少一个通道流动通过单独的混合器热交换器插入件且至相对端部,且其经由对应联接片件130偏转,联接片件130定位于分开的通流体积之间,使得温度控制流体通过与外流通道分开的回流通道流动回至温度控制流体出口120。在此处应理解,图9中所示出的组件可例如具有通过联接片件130彼此连接的两个分开的体积。替代地,图9中所示出的实施例亦可具有四个分开的内部体积,所述内部体积在端部处通过对应联接片件130彼此连接,使得两个通道充当外流通道且两个通道充当回流通道。
图10示出了图9中所示的组件100的端视图,其具有温度控制流体入口110及温度控制流体出口120。
图11在温度控制流体入口110及温度控制流体出口120的区中示出图9中所示的组件。如图11可见,经由温度控制流体入口110流入的温度控制流体流动至对应中空本体板10及20中,以便随后经由插入件或组件流动返回,亦即(未进一步详细展示)以便接着自中空本体板11、21到达温度控制流体出口120。
图12示出了图8中所示的组件的部分截面视图,其中图示了四通道组件100的空间表示,四通道组件100被发现于混合器热交换器插入件组件200的流体携载体积230中。
图13示出了倾斜方向R1及R2相对于第一组中的在这里为肋状中空本体板10、11及第二组中的在这里为肋状中空本体板20、21的例示性图解视图。如自图13可见,第一组中的中空本体板10、11的倾斜方向R1一致,正如第二组中的中空本体板20、21的倾斜方向R2一致。在此状况下,倾斜方向是相反的,且相对于纵向范围的轴线L的对应倾角α(alpha)对于倾斜方向R1及R2两者相同。
图14示出了提供第一组中的中空本体板、第二组中的中空本体板及第三组中的中空本体板的替代实施例。在此状况下,相对于第二组中的中空本体板20且同样地相对于第三组中的中空本体板30,第一组中的中空本体板10以120°偏置且以倾斜方式配置,以使得螺旋桨状配置由于在此处所说明的三个中空本体板10、20、30而随之产生,且导致待混合且待控温的液体彻底混合。应理解,中空本体板10或20或30中的若干者可彼此前后布置,此无法自图14可见。
图15展示混合器热交换器插入件1a内部的通道路线的图解视图。举例而言,在此状况下,温度控制流体流动通过温度控制流体入口110a,且在工艺中分布于两个通道区段(其由字母a及b标识)之间。在此处,在上部通道a中,第一组中的具有内部体积13a的中空本体板及第二组中的具有内部体积23a的中空本体板以交替方式被流动通过。类似地,在第二下部通道配置中,第一组中的具有内部体积13b的中空本体板及第二组中的具有内部体积23b的中空本体板以交替方式被流动通过。在图15中所示的组件中以平行方式流动通过两个通道,以使得温度控制流体入口110a与温度控制流体出口120a配置于相对侧上。替代地,若温度控制流体入口与温度控制流体出口配置于相同侧上,则两个通道的联接片件(在此处未展示)可设置于远离入口/出口的侧上,该联接片件将两个通道彼此连接,其方式系使得彼此前后而非以平行方式流动通过此等通道。
图16示出了在此处具有彼此前后布置的多个混合器热交换器插入件1a、1b的混合器热交换器插入件组件的一个示例性实施例。类似于图15中的通道路线,在图16中示出具有四个平行通道的通道路线,这些通道在这里由小写字母a、b、c及d标识。在图16中,温度控制流体的对应流动方向由箭头表示。完整组件100由联接片件130封闭,联接片件130提供第一或第二通道与第三或第四通道或总体积的联接。以此方式,在图16中所示的实施例中,具有内部体积13a、23a及13c、23c的通道自左至右被流动通过,且在端部处,温度控制流体通过联接片件130经携载回至具有内部体积13b及23b及13d及23d的对应通道中。
应注意,术语“包含/包括”不排除其它元件或处理步骤,正如术语“一个”或“一”不排除多个元件及步骤。
所使用的附图标记仅用以增加理解,且决不应被被视为限制性的,其中本发明的保护范围由申请专利范围显现。
附图标记一览表
1,1a,1b 混合器热交换器插入件
10,10a,10b 第一组的(肋状)中空本体板
11,11a,11b 第一组的(肋状)中空本体板
13 第一群组的中空本体板的内部体积
113a,b,c,d 第一/第二/第三/第四(总)体积
20 第二组的(肋状)中空本体板
21 第二组的(肋状)中空本体板
23 第二组的中空本体板的内部体积
23a,b,c,d 第一/第二/第三/第四(总)体积
100 混合器热交换器插入件组件
110 插入件组件的温度控制流体入口或出口
110a,b 插入件的温度控制流体入口或出口
120 插入件组件的温度控制流体入口或出口
120a,b 插入件的温度控制流体入口或出口
130 第一/第二总体积与第三/第四总体积的联接件
200 混合器热交换器
210 (混合)流体入口或出口
220 (混合)流体出口或入口
230 (混合)流体携载体积
L 混合器热交换器插入件或混合器热交换器插入件组件的纵向延伸方向
R1 第一组的中空本体板的倾斜方向
R2 第二组的中空本体板的倾斜方向
R3 第三组的中空本体板的倾斜方向
α 中空本体板相对于纵向延伸方向L的倾角
Claims (16)
1.一种混合器热交换器插入件,包含:
具有内部体积(13)的中空本体板(10、11)的第一组,及
具有内部体积(23)的中空本体板(20、21)的第二组,
该第一组中的所述中空本体板(10、11)相对于该混合器热交换器插入件(1)的纵向延伸方向(L)在第一方向(R1)上倾斜,
该第二组中的所述中空本体板(20、21)相对于该混合器热交换器插入件(1)的纵向延伸方向(L)在第二方向(R2)上倾斜,
该第一组中的所述中空本体板(10、11)与该第二组中的所述中空本体板(20、21)侧向地对接,且所述第一中空本体板(10、11)的内部体积(13)连接至所述第二中空本体板(20、21)的内部体积(23),以使得该第一组的所述内部体积(13)及该第二组的所述内部体积(23)为设计成携载温度控制流体的连接式总内部体积(13、23)的一部分。
2.如权利要求1所述的混合器热交换器,该第一方向(R1)与该第二方向(R2)在径向上彼此相对。
3.如权利要求1或2所述的混合器热交换器插入件,还包含温度控制流体入口(110a)及温度控制流体出口(120a),该第二组中的一中空本体板(20、21)与该第一组中的至少两个中空本体板(10、11)侧向地对接,且在两个对接点处,该第二组中的所述中空本体板(20、21)的该内部体积(23)连接至该第一组中的所述两个中空本体板(10、11)的该体积(13),使得温度控制流体经由该第一组中的第一中空本体板(10a、11a)的内部体积(13)自该温度控制流体入口(110a)流动至该第二组中的该中空本体板(20)的内部体积(23)中,且接着经由该第一组中的第二中空本体板(10b、11b)的内部体积(13)流动至该温度控制流体出口(120a)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的混合器热交换器插入件,该第一组中的所述中空本体板(10、11)及该第二组中的所述中空本体板(20、21)具有肋状设计,该第一组中的多个肋状中空本体板(10、11)在该纵向延伸方向(L)上以平行方式接近彼此按间隔配置,且该第二组中的多个肋状中空本体板(10、11)在该纵向延伸方向(L)上以平行方式接近彼此以间隔配置,该第一组中的以平行方式接近彼此配置的所述肋状中空本体板(10、11)与该第二组中的以平行方式接近彼此配置的所述肋状中空本体板(20、21)以相互对接且交替的方式(11、20、10、21)接近彼此配置,且相应的肋状中空本体板的内部体积(13、23)在对接点处彼此连接。
5.如权利要求1至3中任一项所述的混合器热交换器插入件,还包括包含中空本体板(30)的第三组,该第三组中的所述中空本体板(30)相对于该混合器热交换器插入件的纵向延伸方向(L)在第三方向(R3)上倾斜,其中该第一方向(R1)、该第二方向(R2)与该第三方向(R3)相对于彼此以120°的角度配置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的混合器热交换器插入件,该第一组中的所述中空本体板(10、11)相对于该纵向延伸方向(L)的倾角(α)与该第二组中的所述中空本体板(20、21)相对于该纵向延伸方向(L)的倾角(α)相等。
7.如权利要求1至6中任一项所述的混合器热交换器插入件,所述中空本体板(10、11、20、21)在该纵向延伸方向上方形成至少两个流体上分开的、平行的总体积(13a、23a;13b、23b)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的混合器热交换器插入件,该第一组中的在彼此上下定位的所述中空本体板(10、11)与该第二组中的在彼此上下定位的所述中空本体板(20、21)在该混合器热交换器插入件(1)的纵向延伸方向(L)上具有一匹配间隔。
9.如权利要求1至8中任一项所述的混合器热交换器插入件,该第一组中的所述中空本体板(10、11)与该第二组中的所述中空本体板(20、21)相对于该纵向延伸方向(L)以30°至60°的角度(α),特别是以介于40°与50°之间的角度(α)倾斜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的混合器热交换器插入件,该混合器热交换器插入件(1)通过3D印刷工艺,特别是通过添加剂生产工艺,特别是通过直接金属熔化激光工艺(DMLS)制造。
11.一种混合器热交换器插入件组件,其具有如权利要求1至10中任一项所述的多个混合器热交换器插入件(1、1a、1b),所述多个混合器热交换器插入件(1、1a、1b)相对于纵向延伸方向(L)彼此前后布置,且一混合器热交换器插入件(1a)的温度控制流体出口(120a)连接至一相邻的混合器热交换器插入件(1b)的温度控制流体入口(110b),使得所述内部体积(13、23)在两个相邻混合器热交换器插入件(1a、1b)之间的边界处连接,使温度控制流体可自混合器热交换器插入件(1a)流动至一相邻的混合器热交换器插入件(1b)。
12.如权利要求11所述的混合器热交换器插入件组件,彼此前后布置的所述混合器热交换器插入件(1、1a、1b)相对于该纵向延伸方向(L)以旋转偏置方式,特别是以90°偏置布置。
13.如权利要求11或12所述的混合器热交换器插入件组件,所述中空本体板(10、11、20、21)在该纵向延伸方向上形成四个流体上分开的、平行的总体积(13a、23a;13b、23b;13c、23c;13d、23d),所述平行的总体积在该混合器热交换器插入件组件的一个端部处连接,使得所述总体积(13a、23a;13b、23b)中的第一者与第二者相对于彼此由温度控制液体以平行方式流动通过,且随后所述总体积(13c、23c;13d、23d)中的第三者与第四者相对于彼此以平行方式且相对于该第一总体积及该第二总体积(13a、23a;13b、23b)以反向平行方式被流动通过。
14.一种混合器热交换器,其包含:
流体携载体积(230),其具有流体入口(210)及流体出口(220),及
如权利要求1至10中任一项所述的混合器热交换器插入件(1)或如权利要求11至13中任一项所述的混合器热交换器插入件组件(100),该混合器热交换器插入件(1)或该混合器热交换器插入件组件(100)延伸至该流体携载体积(230)中,以使得流动通过该流体入口(210)且至该流体携载体积(230)中的流体由于该混合器热交换器插入件(1)的或该混合器热交换器插入件组件(100)的几何形状而经历剪切应力,随后已流入的流体通过该流体出口(220)离开该流体携载体积(230)。
15.如权利要求14所述的混合器热交换器,该流体携载体积(230)在该纵向延伸方向(L)上具有一恒定内部横截面积。
16.如权利要求14或15所述的混合器热交换器,如权利要求1至9中任一所述的混合器热交换器插入件(1)的封壳具有对应于该混合器热交换器(200)的该流体携载体积(230)的该恒定内部横截面积的横截面积,该混合器热交换器插入件(1)将引入至该体积中。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180904 |