CN109862961A - 用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备 - Google Patents

用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN109862961A
CN109862961A CN201680090341.XA CN201680090341A CN109862961A CN 109862961 A CN109862961 A CN 109862961A CN 201680090341 A CN201680090341 A CN 201680090341A CN 109862961 A CN109862961 A CN 109862961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
reaction chamber
medium
outlet
longitudinal axis
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201680090341.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109862961B (zh
Inventor
J·莱曼
O·林登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Emco Water Patent Co Ltd
Original Assignee
Emco Water Patent Co Ltd
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 Emco Water Patent Co Ltd filed Critical Emco Water Patent Co Ltd
Publication of CN109862961A publication Critical patent/CN109862961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109862961B publication Critical patent/CN109862961B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/006—Baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L12/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising contact lenses; Accessories therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/20—Gaseous substances, e.g. vapours
    • A61L2/202—Ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/265—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a vortex inducer or vortex guide, e.g. coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种设备，由用于液态或气态介质或者两者的混合物的流体动力学处理的反应器设施组成。在本发明的意义中，流体动力学处理理解为至少一个旋转的流体旋涡的能量优化的产生，伴随着至少一个流体旋涡的漩涡外翻和溶解在流体介质的、具有细胞内压(膨压)的有机组分的爆开。在此，受引导的流体旋涡在根据本发明的反应器设施中被预处理、清洁和杀菌。此外，本发明涉及一种用于在根据本发明的反应器设施中流体动力学地处理流体介质的方法。

Description

用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备
技术领域
本发明的主题是呈流体动力学反应器设施形式的用于接收流体介质的设备。根据本发明的方法的主题是在反应室中的至少一个受引导的流体旋涡的能量优化的产生和流体动力学处理。
在此，产生流体旋涡，其方式是，使反应室中的流体介质处于旋转中并且通过借助转向部的方向改变接收到出口管中，该出口管可以产生文丘里效应。在此，流体介质的受引导的体积流最晚在从反应器设施出来时形成流体旋涡。
背景技术
传统的设备和反应容器以及用于流体动力学地处理流体介质的方法例如由文件AT 272 278、DE 195 25 920 A1、DE 101 14 936或EP 1 294 474 B2已知。
在AT 272 278或DE 101 14 936A1中，将流体介质供应给反应室并且由于所述反应室的几何形状而处于旋转中。在此，旋转的流体介质的速度由于反应室的几何形状而首先降低。接着所述速度在反应室的下端部处的底部区域又增大。相对于反应室的底部区域旋转运动的流体介质在反应室的下端部处逆着到目前为止的流动方向朝着纵轴线导向并且向上转向。然后所述流体介质被收集在出口管中并且在形成空心旋涡的情况下旋转地离开反应室。沿着纵轴线的开口位于反应室的底部区域中或者紧挨着该底部区域。由此可以通过空心旋涡沉(Hohlwirbelsenke)抽吸附加的流体介质，所述空心旋涡沉在其核心产生负压。
在DE 195 25 920 A1中描述了对AT 272 278中的设备的补充，其中，要清洁的流体介质交替上升和下降地流经相互连接的进口管，并且在从反应室排出之后紧接着导入到用于增稠的废料的沉降或截获的管道迷宫中。
这些设备的缺点是反应器设施的组件或部件的复杂实施、对于有针对性的技术应用的不方便性、缺乏灵活性和可调节性以及由此产生的结果的差的可再现性。
在EP 1 294 474 B2中，反应器设施的反应室在横截面中心形或梨形地构造。伸到底部区域中并且沿着反应室的纵轴线可移位的出口管在靠近孔口的区域中构造为用于实现文丘里效应的喷嘴。
流体介质通过关于反应室的周面切向布置的至少一个供应开口输入到反应室中，并且作为流体旋涡围绕出口管沿流动方向向下加速旋转地运动。流体引导部在下壳体区域中使保持其绝对旋转方向的体积流朝着纵轴线旋转地转向，通过该流体引导部产生旋转的体积流以各自的高速度相对彼此摩擦的区域。在此达到的相对速度和高摩擦导致夹带的或溶解的物质的机械粉碎和破坏。
在此，供应开口大于喷嘴在出口管的靠近孔口的区域中的最小横截面，由此产生动压头。因此，除了形成流体旋涡(该流体旋涡在漩涡核心产生真空)之外，由于在出口管中的文丘里效应而出现沿平移方向的附加的真空效应。文丘里效应又基于伯努利方程其中，p0是静压，该静压全面地存在于流动中，是动压，该动压相应于具有流动速度c的能量的动力分量，ρgh是重力压力分量。流动速度c又由角速度ω与半径r的乘积得出，该半径在纵截面中从反应室的最外侧的点延伸至出口管的外壁(c＝ω·r)。下面角速度ω也相应于流体介质的旋转速度。
此外，通过高的离心力并且通过摩擦如下地改变流体介质的结构，使得在液态流体介质的情况下出现表面张力和粘度的改变。在该状态下流体介质旋转地进入到出口管的进入开口中。由此形成具有高速的漩涡核心的漩涡底部(Wirbelfuβ)，该漩涡底部基于流体动力学规则在其中心产生真空。在出口管的下面的靠近孔口的区域中存在的、用于实现文丘里效应的喷嘴导致，该真空区域在相应的流动速度的情况下由所产生的附加真空叠加并且由此被增强。在此产生的负压按照伯努利方程可以为绝对<10mbar。通过所述压力和负压以及与此有关的漩涡形成使流体介质中的非常高的机械力被释放。该机械力导致流体介质的结构的改变成具有较小的表面张力。
在流体介质中夹带的有机组分、如细菌和病菌由于自身的细胞内压(膨压)在喷嘴的负压区域中机械地爆开。有机残余物通过所改变的压力区域基于理想气体的热状态方程(p·V＝m·R·T)进行化学反应。夹带的负载可以根据负压区域中所需的反应焓进行反应。在此，出现流体介质借助氧化剂如氧气或通过由环境空气所抽吸的氧气的氧化。这根据系统中的能量输入也借助另外的可氧化的物质发生，但是这里按照理想气体的热状态方程在物理上设置一界限。
在EP 1 294 474 B2和DE 195 25 920 A1中，反应室在几何结构方面这样构造，使得旋转的流体介质通过反应室的变窄部而经历加速，该变窄部沿着流动方向从供应开口至流体引导部并且最后至出口管的靠近孔口的区域。
这些发明的缺点是高能量需求，以便使流体介质处于旋转中，这与反应室的构型的形状相关。随之而来的是小的经济收益以产生负压和受限的焓引入以使化合物或没有自身细胞内压(膨压)的有机负载、如酵母和真菌进行反应，尽管该受限的焓引入是以令人震惊得好的作用方式进行的。
在EP 1 294 474 B2描述的方法和配属的设施实施方案中，为了产生流体介质的旋转需要大量的流动能量，因为由于反应室中的流体摩擦而形成的不期望的漩涡会导致损失。
流动能量的损失可能超过20％。在可供使用的入口侧的泵压力例如为6bar的情况下，整个反应器设施在出口侧仅可使用2-3bar，视设施实施方案而定。此外观察到，需要至少1bar以在用于实现文丘里效应的喷嘴中产生负压，并且，由于在面上的流体摩擦同样需要压力，由于流体摩擦而产生的压力损失共计在至少20-30％的范围内。此外，通过不期望的漩涡在反应室中产生大的空穴区域。漩涡可以导致反应室的壁的不希望的磨损以及导致反应室或喷嘴的作为机械上最弱部分的区域的损坏。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种有利的设备以及用于运行该设备的有利方法，该设备减少反应室中的流动能量的损失，更确切地说通过反应室直至出口管的进入开口的流动技术上优化的几何结构方面的和旋转对称的构型来实现。此外，通过根据本发明的设备会在相同能量消耗的情况下实现流体介质在反应室中的较大加速。此外，会减少在反应室中的不期望的、由于流体摩擦所产生的漩涡的形成。
由于在反应室中基于漩涡形成而改变的压力比，应通过所提出的方法基于所存在的摩擦力和离心力更有效地引起在流体介质中溶解的杂质的有针对性的分解和机械破坏和碾碎。
由此，流体介质会更快地、成本更有利地、更节省位置地、环境更友好地并且更有效率地被清洁和净化。
此外，本发明的任务是，使用根据本发明的设备和根据本发明的方法以及用于实施所述方法的设备。
该任务通过在权利要求1和10中提到的特征解决。根据本发明的设备、根据本发明的方法和根据本发明的应用的有利构型在权利要求2至9和11至13中给出。
根据本发明，所述任务通过基于机械的、物理的和化学的过程来流体动力学地处理流体介质的反应器设施来解决。
所述任务还通过用于接收流体介质以产生至少一个受引导的流体旋涡的流体动力学反应器设施来解决。反应器设施包括壳体和出口管，其中，壳体借助接触流体侧的内壁形成围绕纵轴线旋转对称的引导流体的空心室，该空心室在下面被称为反应室。在此，反应室沿流体介质的流动方向被分成上部分和下部分。在此，反应室的上部分具有顶面、底面以及从顶面至底面的过渡区域。此外，反应室的上部分在从顶面至底面的过渡区域中具有关于出口管的外壁而言的最大半径。在从顶面至底面的过渡区域中构造有关于反应室的上部分的周面切向布置的至少一个供应开口，该供应开口具有沿流动方向紧接着的流体进入区域。顶面或底面具有相对于纵轴线的80°至115°的安置角度。反应室的下部分沿流动方向以距离z从底面的过渡部延伸至弯曲的底部区域的下限界部，在那里在几何结构方面上升地成形的流体引导部将流体介质转向到出口管的进入开口中。此外，出口管的纵轴线与旋转对称的反应室的纵轴线重合。出口管的进入开口沿流动方向相对于弯曲的底部区域的下限界部以距离a布置。
流体介质被导入到反应器设施的反应室中。流体介质或流体在本发明的意义中是液态和/或气态物质和/或由液态和/或气态物质的混合物。
优选地，流体介质是液体。在一实施方式中，将至少一种纯液体作为流体介质供应给反应器设施。在另外的实施方式中，将一种以上液体作为流体介质供应给反应器设施。特别优选地，流体介质是含水液体或含水溶液，即包含水。
在另外的实施方式中，将由至少一种液体和至少一种气体形成的混合物供应给反应器设施。在另外的实施方式中，将由至少一种液体和至少一种气体形成的一种以上混合物供应给反应器设施。
在本发明的替代实施方案中，将至少一种、也是仅一种气态物质或气态混合物作为流体介质在反应器设施中进行处理。在特别的实施方式中，将至少一种气体供应给反应器设施。
在反应室中流体动力学地处理所供应的至少一种流体介质或所形成的至少一个受引导的流体旋涡。流体介质在根据本发明的流体动力学反应器设施中的流体动力学处理理解为，流体介质作为体积流经由至少一个供应开口和沿流动方向紧接着的流体进入区域引导到反应室中。在此，所述流动方向总是与流体介质的流动方向有关。
由于反应室的几何形状和构型形成至少一个受引导的流体旋涡，伴随着至少一个流体旋涡的漩涡外翻和在流体介质中溶解的、具有细胞内压(膨压)的有机组分的爆开。因此，所产生的至少一个受引导的流体旋涡在反应器设施中流体动力学地被处理，在此被净化、清洁和杀菌。
至少一个受引导的流体旋涡的流体动力学处理通过根据本发明的反应器设施和根据本发明的用于运行该反应器设施的方法来实现。通过所产生的至少一个流体旋涡的流体动力学处理，优选发生存在于流体介质中的化学物质或微生物的转化和/或机械和物理破坏和/或激发(Radikalisierung)。
通过根据本发明的反应器设施、特别是反应室、更特别是反应室的上部分的几何形状和构型，需要有利地使用较小的能量，或节省流动能量并且需要更小的压力来使流体介质加速。另一方面，在相同能量消耗的情况下确保流体介质的较高转速并且由此确保反应器设施的较大加速和效率。由此，所改进的根据本发明的方法对例如病菌的破坏和碾碎提出依据，因为在根据本发明的反应器设施中引起流体旋涡的较大的旋转速度。
反应器设施包括多个组件或部件，如壳体和出口管，下面详细描述这些组件或部件。
壳体由稳定材料和主体组成，该主体在内部是空心的。壳体借助接触流体侧的内壁形成围绕旋转轴线旋转对称的空心室，该空心室在下面被称为反应室。反应室由此相对于旋转轴线旋转对称。反应室的旋转轴线在下面被称为纵轴线。
在下面关于反应器设施的组件或部件提到的所有说明总是涉及反应器设施在纵截面中的一个半部。而反应器设施在纵轴线的另一侧上的第二半部的构造是相同的，因为反应器设施在纵截面中镜对称地构造。
壳体的外壁可以具有任意的几何形状。优选地，壳体旋转对称地实施。
在反应器设施的纵截面中，水平地(即垂直于纵轴线地)存在有假想中间平面。在一实施方式中，中间平面延伸经过壳体和反应室的上部分。在另外的实施方式中，中间平面延伸经过壳体和反应室的上部分。在优选实施方式中，中间平面延伸经过流体进入区域的中心，该流体进入区域沿流动方向紧接着所述至少一个供应开口。
壳体在装配状态中关于该中间平面分成上部分和下部分。在装配状态中，壳体的上部分位于中间平面上方并且壳体的下部分沿流体介质的流动方向紧接着位于中间平面下方。
流体介质的流动方向理解为引导到反应器设施中的流体介质的流向。在装配状态中，流体介质向下流动并且在装配状态中在反应室的下部分的底部区域的下限界部处的流体引导部处向上(与其本来的方向相反地)转向到出口管的进入开口中。在一实施方式中，流体介质通过出口管的排出开口离开反应器设施，该排出开口在装配状态中相对于所述流体介质通过所述至少一个供应开口进入到反应器设施中时处于更高的位置。
在一实施方式中，壳体包括至少两个开口。所述至少两个开口包括用于介质流入的进口管的开口以及在壳体的上部分中沿着纵轴线居中布置的、用于介质流出的出口管的开口。在另一特别优选的实施方式中，壳体还具有用于多个进口管和介质流入的一个以上开口，例如两个、三个、四个或更多个开口。
在另一优选实施方式中，壳体包括另外的开口，其中，该开口是在装配状态中在壳体的最下面的部分中沿着纵轴线居中布置的开口以用于流体引导部的引入。
有利地，壳体具有用于出口管的至少一个开口、用于引入流体引导部的至少一个开口以及用于进口管的至少一个开口。
由此，可以将一种以上流体介质导入到反应室的上部分中并且使用较小的力以将体积流导入到反应室中。在此，体积流可以来自主流入部的管路或不同的供应管路。体积流还可以由相同的流体介质或不同的流体介质组成。
反应室可以具有不同的几何形状。在特别优选的实施方式中，反应室旋转对称地成形。
围绕纵轴线旋转对称的反应室由壳体的内壁成形。在一实施方式中，壳体的内壁与流体介质接触。下面将壳体的接触流体侧的内壁称为流体引导的反应室的壁。反应室沿流体介质的流动方向分成上部分和下部分。
反应室接收经由所述至少一个供应开口流入的流体介质。流体介质作为流量、下面也称为体积流经由所述至少一个供应开口引导到旋转对称的引导流体的反应室的上部分中的流体进入区域中并且在进一步的走向中形成流体旋涡。
流动速度的选择取决于流体介质的相应特性并且可以由次价键的强度或分子的强度求取。有利地，选择高速度以将流体介质导入到反应室的上部分中。
因为反应室通过壳体的接触流体侧的内壁形成，所述反应室类似于壳体地也具有其开口。因此，反应室包括至少两个开口(用于进口管的一个开口，该进口管在与反应室的上部分的周面的交会处形成用于介质流入的切向布置的供应开口，和用于使介质流出的出口管的一个开口，该开口在反应室的上部分中沿着纵轴线居中地布置)。在另一特别优选的实施方式中，反应室还具有一个以上供应开口，例如两个、三个、四个或更多个供应开口。
反应室和用于介质流入和介质流出的开口这样构型并且相对彼此这样布置，使得在要处理的流体介质中在从至少一个供应开口至排出开口流经反应室时产生尽可能大的、通过各个流动层彼此之间和与反应室的壁的摩擦而产生的剪切应力。
在另一优选实施方式中，反应室包括另外的开口，其中，该另外的开口是在反应室的底部区域的下限界部处的沿着纵轴线居中布置的开口以用于流体引导部的引入。
特别优选地，反应室具有用于出口管的至少一个开口、用于引入流体引导部的至少一个开口以及至少一个供应开口。
优选地，反应室具有两个供应开口。由此优选地将两个或两个以上的体积流导入到反应室中。在此，这样选择体积流的速度，使得可以在流动技术上形成湍流边界层并且体积流具有高的速度差。优选地，这样选择平移运动和同时的旋转运动的组合，使得所述体积流相接触。
在一实施方式中，反应室的所有壁与经由所述至少一个供应开口导入的流体介质接触。在替代构型中，反应室的壁的仅一部分与经由所述至少一个供应开口导入的流体介质接触。
在装配状态中，反应室沿着纵轴线在流动方向上分成上部分和下部分，所述上部分和下部分分别是旋转对称的。根据本发明，反应室的上部分理解为以下部分：流体介质经由所述至少一个供应开口引入该部分中。在此，沿着中间平面观察，反应室的上部分从用于介质流入的至少一个供应开口延伸至出口管的外壁。
在一实施方式中，反应室的上部分具有顶面和底面，其分别通过反应室的壁形成。
在此，顶面包括以下面：该面在上方的反应室的壁中从在装配状态中的所述至少一个供应开口的上方区域和紧接着的流体进入区域延伸至最后的出口管的外壁。底面由上方的反应室的壁形成并且包括以下面：该面从在装配状态中的所述至少一个供应开口的下方区域和紧接着的流体进入区域延伸至反应室的下部分。
优选地，以下距离限定为半径r1：该距离从反应室的上部分的底面沿着平行于中间平面的平面延伸至出口管的外壁。此外，规避在EP 1 294 474 B2中的不利的压力损失，其方式是，在本发明中半径r1沿流动方向保持恒定或持续地减小。在优选实施方式中，r1明显大于底面和顶面之间的距离b。
此外，反应室的上部分具有从顶面至底面的过渡区域。优选地，从顶面至底面的过渡区域在反应器设施的纵截面中显示为扇形或椭圆节段。在另外的实施方式中，从顶面至底面的过渡区域可以具有不同的几何形状。此外，从顶面至底面的过渡区域在反应器设施的纵截面中显示为反应室的距离出口管的外壁最远的点。
在反应室的上部分中从顶面至底面的过渡区域相对于出口管的外壁的沿着中间平面的距离是反应室的最大半径并且在下面被称为最大半径rmax。在此，在一实施方式中，rmax沿着中间平面地走向，即从反应室的上部分的顶面和底面之间的过渡区域经过流体进入区域的中心走向至出口管的外壁。相应于角动量定理其中，是质量流，可以通过按照伯努利方程所达到的角速度或旋转速度和涡流定律在rmax的区域中不达到流体介质的汽压。在此，对于质量流适用于其中，是体积流并且ρ是流体介质的密度。对于恒定的质量流以及恒定的角动量L的情况，在rmax减小时转速提高和由此流体介质的角速度ω显著提高。
优选地，反应室的上部分在从顶面至底面的过渡区域中具有关于反应室的上部分的周面的横截面切向进入的至少一个供应开口，流体介质通过该供应开口导入到反应室中。
在优选构型中，所述至少一个供应开口由此布置在反应室的上部分在顶面和底面之间的过渡区域与出口管的外壁之间的、沿着中间平面的明显的最大距离rmax处，由此有利地提供用于流体介质在反应室的上部分中的较长的加速路径。
沿流体介质的流动方向紧接着所述至少一个供应开口的是在反应室的上部分中的流体进入区域，该流体进入区域优选在关于反应器设施的纵截面中具有圆形面，该圆形面具有直径dz。
在优选实施方式中，反应室的上部分的顶面和底面沿流动方向自顶面至底面的过渡区域开始直至底面在反应室的下部分中的过渡部相对彼此具有尽可能恒定的距离b。在此，顶面相对于底面的尽可能恒定的距离b优选相应于流体进入区域的直径dz的一倍至三倍(b≤3dz)。如果距离b是恒定的，那么恒定的距离b在此同时相应于顶面和底面之间的最大距离bmax(在反应器设施的纵截面中看)。
特别优选地，为了流体介质的有利加速，顶面至底面的恒定距离相应于流体进入区域的直径dz的一倍(b＝dz)，由此反应室的上部分是用于流入的流体介质的相对细长和扁平的区域。在这种情况下，反应室的上部分在反应器设施的纵截面中显得如盘一样或是碟形的。
在替代的优选实施方式中，顶面和底面沿流体介质的流动方向在顶面至底面的过渡区域开始直至底面在反应室的下部分中的过渡部相对彼此具有减小的距离b。优选地，距离b沿流体介质的流动方向朝着出口管的方向持续地减小。在此，顶面至底面的距离在所述至少一个供应开口和沿流动方向紧接着的流体进入区域处最大(bmax)并且优选相应于流体进入区域的直径dz的一倍至三倍(bmax≤3dz)。优选地，顶面至底面的距离在所述至少一个供应开口和沿流动方向紧接着的流体进入区域处相应于流体进入区域的直径dz的一倍(b＝dz)。在距离b减小的情况下，假想中间平面平行于反应室的上部分的顶面地延伸经过流体进入区域的中心。
通过减小的距离b，基于角动量定理有利地达到所引入的流体介质的较大加速度。此外，反应室的上部分的这种附加的变窄部导致流体介质的增大的粘度，在此，是体积流并且b是顶面和底面之间的距离。
针对体积流的连续性方程表明，在管路中的体积流总是恒定的。即使管路的横截面改变时，这也不改变。这也被称为文丘里效应并且构成用于伯努利定理的基础。基于连续性方程(是体积流，c是平均流动速度并且A是在观察部位处的横截面积)，平均流动速度随着横截面积减小而增大，由此出现角动量的增大。
如果将流体进入区域假定为流动平面b0，那么这样选择位于其下面或后面的流动平面b1，该流动平面在纵截面具有从反应室的最外侧的点至随后的该流动平面b1的出口管的外壁的半径r，使得产生的角速度ω1比在流体进入区域处的角速度ω0大至少1.5倍。
优选地，反应室的上部分在俯视图中具有圆盘或碟形的形状。
根据本发明，顶面或底面具有80°至115°的、优选90°至110°的、特别优选90°的安置角度α。
在此，安置角度涉及以下角度，在装配状态的纵截面中看，相对于反应室的纵轴线设定该角度。
安置角度α＝90°由中间平面相对于纵轴线设定，其中，在此中间平面延伸经过流体进入区域的中心。这既适用于顶面和底面之间的保持不变的距离b(中间平面平行于所述顶面和底面)，也适用于顶面和底面之间的减小的距离b。安置角度α＝90°总是涉及在装配状态设定的在中间平面下方的、即由中间平面相对于反应室的纵轴线的角度。为此，纵轴线与中间平面的相交显示为笛卡尔坐标系。因此，安置角度α＝90°总是涉及笛卡尔坐标系的第三和/或第四象限。
安置角度α>90°或α<90°由假想中间平面相对于纵轴线来设定，其中，假想中间平面经过流体进入区域的中心并且平行于反应室的上部分的顶面地走向。这既适用于在顶面和底面之间的保持不变的距离b(假想中间平面平行于所述顶面和底面地走向)，也适用于在顶面和底面之间的减小的距离b。安置角度α>90°或α<90°总是涉及在装配状态中设定的在假想中间平面下方的、即由假想中间平面相对于反应室的纵轴线的角度。在安置角度α<90°的情况下比α>90°时需要的压力稍多。在安置角度α>90°时所导入的流体介质具有沿流动方向向下落入到反应室中的流入方向。
在安置角度α＝90°的情况下，所导入的流体介质保持在一平面上，并且仅在过渡到反应室的下部分时才具有沿流动方向的下落运动。在安置角度α＝90°的情况下，距离b相应于在装配状态中的反应室的上部分的高度。
在一实施方式中，对于反应器设施的两个半部(即纵轴线的左半部和右半部)的安置角度α在纵截面中具有相同值。优选地，反应器设施在纵轴线的另一侧上的第二半部的构造是相同的，因为反应器设施在纵截面中镜对称地构造。在替代实施方式中，安置角度α在反应器设施的两个半部上的值在纵截面中是不同的。
通过反应室的上部分在反应器设施的纵截面中的根据本发明的旋转对称的碟形或杯形形状，强烈地改善用于流体介质的流体动力学处理的特性和效率，所述流体介质在反应室中具有流体介质的直至流体引导部的高摩擦。如在EP 1 294 474 B2中公开的在心形的反应器设施中的流体旋涡形成的缺点被减少或完全消除。
反应室的下部分理解为以下部分，该部分在装配状态中并且沿着流体介质的流动方向跟随反应室的上部分并且该部分由壳体的下部分的接触流体侧的内壁形成。
反应室的下部分具有底面，该底面紧接着反应室的上部分的底面。
反应室的下部分的底面从以下部位开始，在该部位处反应室的上部分的顶面和底面之间的距离b不再恒定或减小，而是变大。
下面将该部位描述为反应室的下部分的底面的过渡部。在此，反应室的下部分的底面的过渡部仅包括来自反应室的上部分的底面并且不再包括顶面，因为顶面已经在反应室的上部分中通向出口管的外壁中。
从出口管的外壁沿流动方向延伸至反应室的下部分的底面的过渡部的开端的距离相应于半径r3。在此，r3不会达到或超过反应室的上部分的半径或最大半径rmax。
在优选实施方式中，r1是流体进入区域的直径dz的至少两倍大(r1≥1/2dz)。在特别优选的实施方式中，r1至少大于流体进入区域的直径dz和从反应室的下部分的底面的过渡部至出口管的外壁的距离r3的总和(r1>dz+r3)。
在一实施方式中，反应室的下部分的底面的过渡部具有任意的轮廓。在优选实施方式中，反应室的下部分的底面的过渡部具有弯曲形状。在另外的实施方式中，反应室的下部分的底面的过渡部从反应室的上部分的底面朝着纵轴线不连续地折弯。
在一实施方式中，反应室的下部分沿流体介质的流动方向具有相对于出口管的外壁的从反应室的下部分的底面的过渡部至反应室的下部分的底部区域的减小的距离。
优选地，所述距离连续地减小。有利地，流体介质更快地加速并且在反应室中出现更小的压力损失。
在替代实施方式中，反应室的下部分沿流体介质的流动方向具有相对于出口管的外壁的从底面的过渡部至底部区域的不连续地减小的距离。
反应室的下部分沿流体介质的流动方向从反应室的下部分的底面的过渡部延伸至底部区域的下限界部。
反应室的下部分的底部区域形成在装配状态中的反应室的下部分的下界限部并且作为壁从反应室的下部分的底面的过渡部继续延伸。
在一实施方式中，底部区域沿流体介质的流动方向从反应室的下部分的底面的过渡部的弯曲部开始。
在一实施方式中，反应室的下部分的底部区域的壁具有任意的轮廓。优选地，底部区域是弯曲的。特别优选地，底部区域是凹形弯曲的。在此，凹形弯曲部理解为在纵截面中向外、即在装配状态中向下伸出的拱曲部。在替代实施方式中，底部区域构型为抛物面。在另外的替代实施方式中，底部区域具有另外的轮廓，例如角形的轮廓。
通过优选的弯曲的底部区域使反应室的下部分的壁的走向反转并且使流体介质的流动方向转向。在此，在流体介质中要处理的组分的大部分、如有机组分由于流体旋涡的转向而爆裂。
反应室的下部分的弯曲的底部区域在装配状态中包括下界限部，该底部区域沿着反应室的下部分的下部区域走向。
在此，以下距离限定为距离z，反应室的下部分以该距离从反应室的下部分的底面的过渡部、即从以下部位开始延伸至弯曲的底部区域的下限界部，在该部位处反应室的上部分的顶面和底面之间的距离b不再恒定或减小，而是变大。
在一实施方式中，距离z是可变的。在优选实施方式中，距离z至少是流体进入区域的直径dz的一半(z≥1/2dz)，以便有利地产生在流体旋涡内部的摩擦。
在一实施方式中，在反应室的下部分的底部区域的下限界部中置入几何结构方面上升地成形的流体引导部，该流体引导部的纵轴线与旋转对称的反应室的纵轴线重合。在置入流体引导部的情况下，反应室的下部分的轮廓从底部区域的下限界部继续延伸至流体引导部和其外翻部。
所述至少一个供应开口位于反应室的上部分中。因此，通过所述至少一个供应开口发生到反应室的上部分中的介质流入。
优选地，壳体具有用于进口管的至少一个开口，由此流体介质在至少一个进口管中通过关于周面的横截面切向形成并布置的至少一个供应开口导入到反应室的上部分中。有利地，通过仅一个供应开口需要使用较少的能量用于到反应室中的介质流入。
在优选实施方式中，流体介质通过关于反应室的上部分的周面切向布置的一个以上供应开口导入到反应室的上部分中，例如通过两个、三个、四个或更多个供应开口。在另一优选实施方式中，反应室的上部分具有两个供应开口，这两个供应开口关于纵截面在反应室的上部分中相对置地布置。
要处理的流体介质从位于反应器设施外部的进口管通过壳体中的开口和紧接着形成的至少一个供应开口导入到旋转对称的反应室的上部分中。用于介质流入的进口管相应于主流入部或由该主流入部分岔出的管路。
进口管穿过壳体中的开口并且在横截面中与反应室的上部分的周面相切，由此形成斜着剪切的圆柱体并且因而形成所述至少一个供应开口。因此，要处理的流体介质通过所述至少一个供应开口关于反应室的上部分的上部分的横截面切向地进入到反应室的上部分中。
在一实施方式中，进口管是供应管并且因此是长形的空心体、优选是圆管，该圆管在横截面中具有圆面。所述至少一个供应开口通过进口管与反应室的上部分的周面的交会而具有圆形的或椭圆形的面。
在反应室的上部分中沿流动方向紧接着所述至少一个供应开口的是流体进入区域，该流体进入区域接收并且传递经由所述至少一个供应开口流入到反应室中的流体介质。流体进入区域具有直径dz。在优选实施方式中，所述至少一个供应开口和沿流动方向紧接着的流体进入区域布置在从顶面至底面的过渡区域中。在特别优选的实施方式中，流体进入区域的中心沿着中间平面布置。
在一实施方式中，刚好一种流体介质通过供应开口导入到反应室的上部分的紧接着的流体进入区域中。在替代实施方式中，一种以上流体介质优选分别通过一个供应开口导入到反应室中。替代地，一种以上流体介质通过相同的供应开口导入到反应室中。在此，流体介质可以是相同的或不同的。在此，流体介质可以来源于主流入部或从该主流入部分叉出的管路或另外的进口管。
出口管是构造为贯穿的空心柱体的管并且密封地引入在壳体的上部分中在反应器设施的纵截面中沿着纵轴线居中布置的开口中。
在特别的实施方式中，出口管由多个柱形的空心部件组成。在本发明的意义中，出口管被分成上部分和下部分。
在一实施方式中，出口管相对于壳体中的居中布置的开口并且因而相对于反应室沿着纵轴线可移动和可移位并且因此有利地适配于流体介质的特性和处理。出口管的移位通过机械移位单元进行。出口管这样接收在与壳体固定连接的或相对于该壳体固定的轴向轴承中，使得沿着纵轴线的移位在运行期间也是可能的，而不改变壳体和主流入部的管路或另外的供应部之间的接口的位置。由此能够随时根据需要并且在不需要大的耗费的情况下实现运行参数的适配。
出口管的纵轴线与旋转对称的反应室的纵轴线重合。由纵轴线相对于出口管的外壁测量，出口管具有半径r2。在一实施方式中，距离r2在出口管的所有部位上是恒定的。在替代的实施方式中，距离r2在出口管的不同部位上不是恒定的。这原因在于出口管的外壁至内壁的距离的改变，该距离被称为壁厚d。
在一实施方式中，出口管的内壁与流体介质接触并且因而引导流体。
出口管的在装配状态中的上部分位于反应室的上部分中或位于壳体的外部。出口管在上部分中具有上方的靠近孔口的区域，该区域可以从壳体伸出并且实施为观察管。上方的靠近孔口的区域的端部构造为用于流体介质的排出开口并且位于壳体的外部。在这里发生流体介质从反应器设施的流出(介质流出)。
排出开口的总横截面由自由横截面和出口管的壁厚组成：dges＝2·r2＝2·(d+dfrei)。在此，排出开口的自由横截面dfrei是出口管在上方的靠近孔口的区域的端部处的两个相对置的接触流体侧的内壁之间的距离，所转向的流体介质经由该排出开口离开出口管。所述距离由排出开口的总横截面与壁厚的差计算出：dfrei＝dges-(2·d)＝(2·r2)-(2·d)。
出口管在装配状态中的下部分大部分位于反应室的下部分中或反应室的下部分的底部区域中。出口管在下部分中具有下方的靠近孔口的区域，该区域沿流体介质的流动方向紧接着出口管的进入开口。出口管的下部分的靠近孔口的区域沿着其纵轴线将近达到反应室的下部分的底部区域的下界限部。下方的靠近孔口的区域的端部构型为垂直于纵轴线地平面布置的进入开口，该进入开口用于在底部区域处转向的流体介质。
进入开口的总横截面由自由横截面和出口管的壁厚组成：dges＝2·r2＝2·(d+dfrei)。在此，进入开口的自由横截面dfrei是出口管在下方的靠近孔口的区域的端部处的在两个相对置的接触流体侧的内壁之间的距离，所转向的流体介质经由该进入开口达到出口管中。所述距离由进入开口的总横截面与壁厚的差计算出：dfrei＝dges-(2·d)＝(2·r2)-(2·d)。优选地，进入开口和排出开口具有自由横截面dfrei的相同值。此外优选地，自由横截面dfrei仅在用于实现文丘里效应的喷嘴的区域中减小。
根据本发明，出口管的进入开口相对于反应室的下部分的弯曲的底部区域的沿流动方向的下限界部以距离a布置。在一实施方式中，进入开口以可变的距离a相对于弯曲的底部区域的下限界部布置。在另外的实施方式中，进入开口以小的距离a相对于弯曲的底部区域的下限界部布置。优选地，在出口管的进入开口和弯曲的底部区域的沿流动方向的下限界部之间的距离a小于流体进入区域的直径dz(a<dz)。
在一实施方式中，在进入开口和反应室的沿流动方向的下部分的最下面的限界部之间的距离a等于或小于进入开口的总横截面dges。
沿流体介质的流动方向紧接着出口管的进入开口的是出口管的下方的靠近孔口的区域。在一实施方式中，出口管在该区域中在内部构型为空心管，其具有两个相对置的接触流体侧的内壁之间的保持不变的距离。优选地，保持不变的距离相应于自由横截面dfrei。特别优选地，进入开口、排出开口和它们之间(即在上方的和下方的靠近孔口的区域之间)的区域具有自由横截面dfrei的相同值。
在优选实施方式中，出口管的靠近孔口的区域构造为用于实现文丘里效应的喷嘴，下面也仅称为喷嘴。为了实现文丘里效应，出口管的接触流体侧的内壁具有一最狭窄的部位，该部位成形为喷嘴。这通常是出口管的接触流体侧的内壁的具有最小自由横截面的部位。这又导致出口管的壁厚d的增大。
当出口管的进入开口的总横截面dges小于流体进入区域的直径(dges<dz)时，基于伯努利方程，在出口管的进入开口处的压力降低。如果出口管的下方的靠近孔口的区域构造为具有最小自由横截面的喷嘴，那么这样设定压力，使得在用于实现文丘里效应的喷嘴中出现负压。
有利地，用于实现文丘里效应的喷嘴在清洁、受损或故障的情况下可以更换。在优选实施方式中，喷嘴构型为文丘里喷嘴。在另一优选实施方式中，喷嘴构型为拉瓦尔喷嘴。
流体引导部由(实心)主体组成。在替代实施方式中，流体引导部由多个组件组成。如果下面描述流体引导部，这总是涉及整个流体引导组件在装配状态中的上部分，该上部分插入到反应室的下部分中。
在一实施方式中，流体引导部通过壳体在装配状态中的最下面部分中居中布置的开口密封地插入到反应室的下部分的底部区域的下界限部中。在替代实施方式中，流体引导部是壳体的部件并且因此已经固定地集成到该壳体的最下面的部分中。在一实施方式中，流体引导部的纵轴线与旋转对称的反应室的纵轴线重合。
流体引导部沿流体介质的流动方向放置在出口管前面。在一实施方式中，流体引导部关于反应室的纵轴线几何地并且镜对称地成形。
在一实施方式中，流体引导部在几何结构上关于反应室的纵轴线扁平地成形。
在优选实施方式中，流体引导部关于反应室的纵轴线在几何结构方面上升地、优选长形地成形并且具有管形的栓，下面称为流体引导部的外翻部，简称为外翻部。
外翻部的长度可变地构型。优选地，外翻部伸到反应室的下部分的底部区域中。出口管的进入开口与流体引导部的外翻部居中地位于反应室的纵轴线上。在一实施方式中，外翻部延伸至出口管的进入开口。
在特别优选的实施方式中，外翻部的长度有利地如此构型，使得该外翻部终止在喷嘴的最狭窄的部分中、即在具有出口管的接触流体侧的内壁的最小自由横截面的喷嘴和由此用于实现文丘里效应的喷嘴中的部位处。有利地，流体介质的流体动力学处理通过该位置进行优化。
在优选实施方式中，流体引导部相对于壳体的底部区域并且因此相对于反应室的底部区域沿着纵轴线可移动和可移位并且因此有利地适配于流体介质的特性和处理。
此外，在流体引导部和出口管的进入开口之间的距离居中沿着纵轴线可变地调节，使得可以在出口管位置改变时有利地沿着纵轴线重新调整流体引导部。因为出口管也可以沿着纵轴线可变地调节，可以相反地在流体引导部位置改变时沿着纵轴线重新调整出口管。
流体引导部优选以与出口管相同的方式相对于其在壳体中的开口沿着反应室的纵轴线可移动和可移位，由此有利地优化反应室中的压力和流动关系。为此，这样构型流体引导部的移位机构，使得能够实现该流体引导部伸到优化的负压区域中的重新调整或调节，该负压区域用于将通过根据本发明的反应器设施产生的流体旋涡转向到出口管中。
根据本发明，所产生的流体旋涡在流体引导部处以与在装配状态中向下指向的平移运动和旋转运动相反的、沿着纵轴线的上升运动通过方向改变转向到出口管的进入开口中。
在安置角度α＝90°的情况下，流体介质在反应室的上部分中处于旋转中并且沿着中间平面朝着出口管旋转。流体介质的角动量在反应室的上部分的整个区域上保持恒定并且有利地在流体介质过渡到反应室的下部分中时才由于流体介质沿流动方向的下落运动而减小。
根据本发明的反应器设施的功能以物理、机械和化学反应通过在反应室中建立合适的压力比的开始为基础。
根据本发明的反应器设施的强度和由此的效力与压力、速度和温度有关。反应室的旋转对称的构型在形成的流体旋涡中引起体积流的剧烈加速，使得在流体介质中进行的生物、物理和化学过程加速。在此，体积流还根据反应室的大小或反应室容积可变地调节。
通过流体引导的旋转对称的反应室的形状沿着纵轴线出现流体介质的导入的至少一个体积流的平移运动和旋转运动的建立，该体积流形成流体旋涡。在此，流体旋涡在装配状态中沿流动方向朝着反应室的下端部围绕出口管受引导并且(在α>90°的情况下)具有下落的和沿流动方向向下指向的螺旋线运动。出现流体旋涡的形成，该流体漩涡旋转地引导到反应室的下部分中并且获得加速度。在此，加速度主要取决于参数r1、b、r3、z和a。
通过反应室的下部分在反应器设施的纵截面中沿流体介质的流动方向逐渐变窄，使流体旋涡剧烈地加速。在流体旋涡中的基本粒子的动能由于反应室的下部分的逐渐变窄而提高并且导致流体介质的反应能力的提升。
有利地，出现平移运动和旋转运动的叠加。这样选择所述至少一个流体介质的流入速度，使得可以在流动技术上形成湍流边界层，使所产生的至少一个流体旋涡加速并且产生高的速度差。
优选地，这样选择平移运动和同时的旋转运动的组合，使得在多个体积流的情况下这些体积流相接触。
这样选择本发明的结构构型，使得在流体介质在限定动压下流经反应室时给予该流体介质具有尽可能高的最大值和沿径向方向的尽可能大的梯度的速度。
为了在要处理的流体旋涡中产生尽可能有利的剧烈摩擦和离心作用和尽可能大的剪切应力所需的流动关系通过反应器设施的结构构型实现。通过反应室的形状这样引导要处理的流体介质的流体旋涡，使得在流动走向的下行的分支中、即在具有随后的流体进入区域的所述至少一个供应开口和出口管的进入开口之间形成流体旋涡。流体旋涡的流动速度在该流体漩涡的横截面上沿径向方向具有大的梯度。
通过反应室的下部分在反应器设施的纵截面中沿流体介质的流动方向的逐渐变窄并且通过所述至少一个供应开口和出口管的进入开口的布置，一方面产生在流体旋涡的各个流动层之间的剪切应力，但也产生在反应室的壁、固定在反应室中的出口管的外壁和流体旋涡之间的剪切应力。在流体旋涡内部的通过剪切应力所产生的并且对抗该剪切应力的摩擦力由于要处理的流体介质的分子之间的键合的重新布置而导致流体介质的表面张力的改变和粘度的改变。
可以有利地基于存在于流体介质中的物质的不同比重实现物质分离，该物质分离通过平移运动和旋转运动的叠加而强化。
此外，实现研磨作用。在流体旋涡的各个层之间的以物理方式产生的高速度差导致固体的有机组分、如细菌、水藻和其他微生物以及无机内部物质的机械破碎。产生的碎块以机械的和化学的途径的顺序来消除。有机的和无机的内部物质的这种机械消除由于反应室的几何形状在所形成的流体旋涡在流体引导部处的转向之前已经以小的程度发生。
在反应室的上部分和下部分之间出现压力差，该压力差有利地有助于产生流体旋涡。在反应室中出现的压力还与反应室的构型和形状或喷嘴的形状有关。在出口管的进入开口之前的底部区域中存在优选>约3-4bar的预压力、沿流动方向增大的动压以及由此引起的负压或真空。
相比于EP 1 294 474 B2，由于反应室的上部分的有利形状需要较小的压力和由此较小的能量，以便使经由所述至少一个供应开口流入的流体介质处于旋转中。另一方面，相比于EP 1 294 474 B2，由于反应室的上部分的有利形状，在需要的压力或能量相同的情况下可以实现流体旋涡的较高转速和旋转速度。
这样加工反应室的壁，使得所述壁具有比加工前小的摩擦系数并且因此可以有利地加速反应室中的流体介质。在此，摩擦系数取决于反应室的相应使用的材料。
通过根据本发明的反应器设施的构型，将旋转对称的反应室的上部分中的流体介质基于角动量定理以受引导的流体旋涡的形式沿着纵轴线沿流动方向导入到反应室的下部分中，其中，相比于EP 1 294 474 B2，有利地仅出现小的流动能量损失并且流体介质的角动量仅稍微地改变。
在反应室的下部分中，旋转的流体旋涡转向至流体引导部处的流动中心并且在那里沿相反的上升方向沿着反应室的纵轴线转向，优选转向到出口管的喷嘴中。优选地，来自上方的旋转的流体旋涡在流体引导部处逆着其原始方向转向。在此，流体旋涡碰到流体引导部上并且出现漩涡内翻。特别优选地，流体旋涡碰到流体引导部的外翻部。
离心力和向心力和由于在不同速度的流动层之间的剪切应力而引起的摩擦力不同强度地作用在反应室的下部分的底部区域中以及不同强度地作用到包含在流体介质中的不同重量的组分上。
在底部区域中出现强烈的离心作用，因为作为悬浮粒子夹带的无机的和/或有机的污物由于其较大的重量从流体旋涡的中心驱动至该流体漩涡的边缘，而溶解的气态组分由于其较小的重量从流体旋涡的边缘驱动至该流体旋涡的中心。
在流体旋涡通过在底部区域中的转向而发生方向改变的情况下，已经分开的不同重量的污物和介质沿相反的方向重新运动经过流体旋涡的横截面。
因此，在反应室的下方区域中，在出口管的进入开口前面的区域中，至少两个体积流(在装配状态中来自上方的流体旋涡的体积流和转向的流体旋涡的体积流)相对彼此工作。在出口管的进入开口前面形成比在反应室的剩余部分中低的压力。
通过在反应室的底部区域中以及在出口管的进入开口前面形成的压力比，使包含在流体介质中的有机组分的细胞壁爆开。此外，通过溶解在流体介质中的杂质的碰撞和摩擦出现这些杂质的机械和物理的破坏和碾碎。有机的和/或无机的物质、化合物、微生物以及植物的和/或有机的生物如病菌、细菌、真菌或水藻属于溶解在流体介质中的杂质以及流体介质的各个微粒、原子和原子团以及分子。
高运动能量、由于在至少一个流体旋涡中的各个层的摩擦的能量引入、与此有关的高离心力和/或平移力通过存在的次价化合物由于其不同的原子质量和由此不同的惯性而产生的断开和重新形成以及通过各个微粒、原子、原子团和以及分子相对彼此的碰撞引起分子结构或晶格结构的重新布置以实现能量稳定和平衡的、优化的状态和化合物并且因此引起在正常情况下存在的表面张力和粘度的改变。
根据本发明，所处理的流体介质在较长时间内保持其表面消除应力的状态。
通过由此实现的分子结构的重新布置释放溶解在流体介质中的气体或挥发性杂质，使得附加地发生流体介质的脱气。通过该脱气附加地减少或防止在要处理的流体介质中夹带的物质本身的、与另外的夹带物质或与和流体介质接触的物质、如探测器或管壁的不期望的反应。
在此，这样选择离心力和/或平移力，使得发生溶解在流体介质中的杂质的化合物和分子链的断裂并且机械地破坏或碾碎所述化合物和分子链，和/或流体介质的存在的杂质或原子、分子或分子化合物至少部分地离子化或激发。
通过旋转对称的反应室的几何构型，产生在流体介质中的所需要的高的和受梯度的强烈影响的速度。该速度用于实现物理效果，即用于固体组分的破碎和分子键合的重新布置，并且用于通过输入能量来实现化学过程的触发和加速。机械破坏和碾碎的数量和质量可以根据存在的流体介质和在其中溶解的杂质而定地通过速度的改变来调节。这取决于针对杂质的机械负载的抵抗能力。
夹带的物质从流体介质的晶格结构中释放和/或通过离心力基于不同的物质比重与流体介质分开并且可以随后在从反应室经由出口管导出时被过滤掉、沉降或以另外的形式束缚住。通过物质的碾碎可以提高流体介质的导电能力。
通过出口管在下方的靠近孔口的区域中作为用于实现文丘里效应的喷嘴的构型，结合供应给反应室的流体介质，使构造为空心旋涡的流体旋涡在出口管中强烈加速并且消除应力，由此在液态的流体介质中可以达到或低于核心区域中的汽压，并且产生在核心区域和边缘区域中的速度强烈不同的流动。
产生空心旋涡，在该空心漩涡的中心形成由比剩余的流动区更轻的流体介质形成的核心。在速度增大时产生具有涡丝或涡管的漩涡流动，视流动介质的类型而定，或者产生具有漩涡核心的无旋转的流体旋涡，也作为势涡已知。在此，在流动的流体介质中再次实现剪切应力，该剪切应力进一步促进物理的和化学的过程。
具有形成真空的漩涡核心的该空心旋涡与在具有文丘里效应的喷嘴中基于文丘里效应所产生的真空叠加。
通过在喷嘴区域中叠加的和强化的真空形成使具有细胞内压(膨压)的病菌和细菌裂开并且氧化。在真空区域中，在液态的流体介质中所释放的气体由于当前的流体旋涡而释放并且脱气。
如果在对流中通过流体引导部将气体作为附加的流体介质供应给反应室，该流体引导部可以在中心沿着纵轴线具有在通流中可调节的贯通孔，那么所述气体与流体旋涡混合并且基于流体介质的改变的分子结构明显更好地释放在流体介质中。
根据本发明的设备和根据本发明的方法的特殊优点在于，由此可以在小的位置和费用消耗的情况下在不需要添加环境有害的化学物质和不需要照射流体介质或其他的潜在危险的措施的情况下实施有效的、成本有利的过程，其结果是，根据应用目的可以将消毒和除菌的废水重新供应使用，可以使水库保持无菌，在缺乏水的地区可以确保新鲜水的供给，可以提高不同液体的润湿能力，可以显著地减少为了家政和工业中的不同的清洁目的的化学物质的使用并且减小环境负荷，或者可以将粘稠的介质在没有化学变化的情况下以纯机械途径稀释。
通过反应器设施或反应室的上部分的根据本发明的构型，流体旋涡达到升高的旋转速度，由此杂质的破坏和碾碎的效率显著地并且有利地提升。在此，通过反应室的、特别是反应室的上部分的根据本发明的构型，直至所产生的流体旋涡通过在流体引导部处沿着纵轴线由于旋转速度引起的转向来改变方向时还不达到气相扩散压力。由此能够有利地通过直至50％、优选20-40％、特别优选20-30％的压力减小实现能量节省。
要注意，供应给反应室的流体介质在它的特性如表面张力或粘度方面不同并且因而分别在根据本发明的反应器设施中引起另外的化学反应和测量参数。因此，测量参数按照所使用的流体介质而改变。
有利地，可以在反应器设施中添加用于使化学反应加速的催化剂。在特殊的实施方案中，反应室的流体引导壁的至少一部分涂覆有催化剂或者反应室的流体引导壁完全由催化材料组成。
此外，可以通过流体介质的温度提升相应于理想气体的热状态方程来加速化学反应。有利地，反应速度由于通过温度提升而产生的更高的能量引入变得更高。为此，可以将已经加热的流体介质如温热的或热的废水供应给反应器设施并且进行流体动力学处理。在替代的实施方案中，反应器设施与用于加热流体介质的加热装置或加热板和与此配属的加热控制装置连接。
此外，外围构件如用于输送流体介质的软管或管、压力阀如高压阀、流动分配器和预处理单元可以连接到根据本发明的反应器设施上。泵和/或压缩机的使用与出口管以及出口管的进入开口的自由横截面的可移位性有关地产生所需的动压。
在一实施方式中，将用于测量pH值的装置连接到反应器设施上。在一实施方式中，反应器设施使用在敞开的管路系统中。因此，能够在流体动力学处理之后有利地测量流体介质的pH值。
此外，将在流体介质的流体动力学处理期间产生的气体随着流体介质通过旋转运动从反应器设施中的出口管的排出开口输送走并且中和。
在替代实施方式中，反应器设施使用在闭合的循环系统中。在流体动力学处理期间产生的气体随着流体介质通过旋转运动从出口管的排出开口输送走并且中和。在一实施方式中，产生的排出的气体被收集在用于分选接收的装置中。优选地，这是用于气体的特定的接收容器。有利地，能够通过分开接收以及随后的中和避免氢氧气反应。
在特别的实施方式中，继续使用所接收的气体并且例如有利地继续用于燃料或加热物质如甲烷、甲醇或苯。
在优选构型中，流体引导部具有沿着纵轴线的至少一个贯通孔，其中，贯通孔的纵轴线与旋转对称的反应室的纵轴线重合。
通过流体引导部的沿着纵轴线的贯通孔，可以有利地优选将至少一种附加的流体介质供应给反应室，该附加的流体介质通过在反应室的底部区域中存在的负压在需要时直接地并且自动地抽吸到反应室的下部分中。因此有利地，流体旋涡在流体引导部处转向并且可以附加地渗入附加的流体介质。
在一实施方式中，流体引导部关于反应室的纵轴线扁平地成形并且具有贯通孔。在优选实施方式中，流体引导部关于反应室的纵轴线在几何结构方面上升地、优选长形地成形并且具有管形的栓，下面称为流体引导部的外翻部，简称为外翻部，该栓具有贯通孔。
如果流体引导部的外翻部的长度这样成形，使得所述外翻部直接终止在用于实现文丘里效应的喷嘴中，那么通过贯通孔附加地抽吸的流体介质由此直接抽吸到出口管的在装配状态中的下方的靠近孔口的区域的内部中。
有利地，在具有沿着纵轴线的贯通孔的流体引导部的长形构型处，附加的流体介质能够直接通过出口管的进入开口有针对性地供应或抽吸到该出口管的下方的靠近孔口的区域中。优选地，出口管的下方的靠近孔口的区域构造为用于实现文丘里效应的喷嘴，由此附加的流体介质被直接抽吸到用于实现文丘里效应的喷嘴中。
在此，外翻部的长度可以可变地构型。在特别优选的实施方式中，为了反应的最高效率，外翻部的长度这样有利地构型，使得该外翻部终止在喷嘴的最狭窄的部分中、即喷嘴中的具有出口管的接触流体侧的内壁的最小自由横截面的部位处。有利地，流体介质的流体动力学处理在该位置处被优化。
用于在出口管中的化学再反应的介质输入通过在用于实现文丘里效应的喷嘴中的压力或有利的负压的使用来实现。
在一实施方式中，将附加的流体介质供应给反应室。该附加的流体介质可以通过流体引导部的贯通孔被抽吸或者也通过主流入部或另外的管路经由所述至少一个供应开口达到反应室的上部分的随后的流体进入区域中。
在一实施方式中，将多种附加的流体介质供应给反应室。这些附加的流体介质可以全部通过流体引导部的贯通孔被抽吸或者也通过主流入部或另外的管路经由所述至少一个供应开口达到反应室中。在另外的实施方式中，流体介质通过流体引导部以及通过主流入部或另外的管路经由所述至少一个供应开口达到反应室中。在附加的流体介质中溶解的固态物质也可以通过贯通孔和/或所述至少一个供应开口抽吸到反应室中。
在一实施方式中，至少一种附加的流体介质可以是同样的介质，其经由反应室的上部分中的所述至少一个供应开口供应给反应器设施。在替代实施方式中，所述至少一种附加的流体介质是与经由反应室的上部分中的所述至少一个供应开口供应给反应器设施的那个流体介质不同的流体介质。由此能够实现另外的附加的流体介质的有针对性的掺杂。
通过附加供应的流体介质优选能够改进或加速化学的或生物的反应，其方式是，使影响化学的或生物的反应的物质如氧化剂或沉淀剂参加反应。作为附加供应的流体介质例如考虑氧化剂如臭氧、过氧化氢或氧气或另外的用作为反应物和催化剂的附加流体介质，所述附加流体介质从储存装置供应给反应室。
如果附加供应的流体介质是气态的并且是氧化剂如氧气或者或(环境)空气中的氧气，那么该流体介质可以为了改进氧化特性而通过前置的预处理装置离子化或转化成自由基如臭氧。由此可以使碳氢化合物和/或另外的有机化合物如病菌、细菌和极小的生物氧化。在此，还产生水和二氧化碳，即在有机物中发生变性。
通过氧化剂或另外的用作为反应物的附加流体介质的掺杂供应，引起反应速度的显著增加。
根据本发明的方法或借助根据本发明的设备所处理的流体介质的最重要的应用领域是工业、商业、私人家政、食品制造、农林业、废物和垃圾管理、清洁技术、杀菌、防腐、机械制造、电子技术、药物治疗、建筑工业以及能量技术。
根据本发明的设备和根据本发明的方法优选用于流体介质的预处理、净化、杀菌、消毒和/或机械的、物理的和化学的反应的开始。在此优选涉及含水的流体介质。
根据本发明，流体介质的预处理、净化、杀菌、消毒和/或机械的、物理的和化学的反应的开始理解为流体介质的清洁和清洗，其中，减小有害物质的含量。有害物质是在流体介质中溶解的有机的或无机的组分或微生物，其也可能是有毒的。
这样例如破坏存在于含水的溶剂中的碳氢化合物、病菌、真菌、水藻和细菌，其方式是，使有机组分爆开并且使难以溶解的和有毒的无机组分在此破坏。特别优选地，对饮用水、使用水、过程用水、废水或灰水进行预处理、净化和/或杀菌。也可以使长链的分子化合物破碎。
由此例如使游泳池中的水杀菌。有利地，根据本发明的设备和根据本发明的方法可以应用在饮用水的自给自足的供应中，但也应用在房车中的废水的(移动)净化以及在遥远山村中的废水的净化中或应用在自给自足的度假营中。
根据本发明的设备和根据本发明的方法优选用于处理废水，优选私人的、工业的或地区的废水。例如在那里溶解的碳氢化合物至少破裂并且随后被另外的细菌吃掉。此外，可以借助根据本发明的设备和根据本发明的方法清洁受化学负担的水域。工业制造的肥皂水也这样被清洁。
如在加油站、(自动)洗涤设施、工业洗涤设施中的含矿物油的废水以及如在沼气发生设施中积压的有机的高负荷的废水也借助根据本发明的设备和根据本发明的方法有利地清洁。此外，可以由此清洁和净化在废水中出现的表面活性剂。
此外，也可以借助根据本发明的设备和根据本发明的方法清洁润滑油乳剂以及重油。
如果成形汽车车身的部分，那么必须在喷漆之前又以热水清洁涂抹有润滑脂的板件。清洁水同样必须清洁掉润滑脂和表面活性剂。在金属车身成形时在清洗金属之后产生的渣水的这种净化同样可以通过根据本发明的设备和根据本发明的方法来实现。
此外，可以处理气态的或液态的燃料，所述材料优选基于植物油。
根据本发明的设备和根据本发明的方法的特殊优点在于，由此可以在小的位置和费用消耗的情况下在不需要添加环境有害的化学物质和不需要照射流体介质或其他的潜在危险的措施的情况下实施有效的、成本有利的过程，其结果是，根据应用目的可以将消毒和除菌的废水重新供应使用，可以使水库保持无菌，在缺乏水的地区可以确保新鲜水的供给，可以提高不同液体的润湿能力，可以显著地减少为了家政和工业中的不同的清洁目的的化学物质的使用并且减小环境负荷，或者可以将粘稠的介质在没有化学变化的情况下以纯机械途径稀释。
附图说明
下面要参照一些实施例更深入地阐释本发明。在此，实施例在不限制本发明的情况下描述本发明。
参照附图详细阐释本发明。在此示出：
图1根据本发明的反应器设施的在沿着截平面C-C的横截面中的俯视图，
图2根据本发明的反应器设施在安置角度α＝90°的情况下的反应器设施沿着截平面D-D的纵截面，
图3根据本发明的反应器设施在安置角度α＝90°并且在反应室的上部分的顶面和底面之间的距离减小的情况下的反应器设施的纵截面，
图4根据本发明的反应器设施的沿着截平面B-B的横截面的另一俯视图，
图5根据本发明的反应器设施在安置角度α＝90°的情况下的反应器设施沿着截平面A-A的纵截面中的爆炸图，
图6根据本发明的反应器设施在安置角度α＝90°并且在反应室的上部分的顶面和底面之间的距离减小的情况下的反应器设施的纵截面，
图7根据本发明的反应器设施在安置角度α＝110°的情况下的反应器设施的纵截面。
具体实施方式
图1以沿着平面C-C的横截面中的俯视图示出根据本发明的反应器设施1，其具有壳体3的上部分和出口管10。在反应器设施1的沿着平面D-D的纵截面中的两个相对置的进口管(未示出)在沿着平面C-C的视图中切向地通向反应室的上部分18的周面并且形成两个供应开口6，所述供应开口在与周面交会处具有椭圆面。在相应供应开口6前面的两个箭头表示流体介质的流动方向。沿着流动方向紧接着供应开口6的是流体进入区域34，所述流体进入区域分别在关于反应器设施1的纵截面中具有圆形面，其具有直径dz7。
图2以反应器设施1的沿着平面D-D的纵截面示出图1的沿着平面C-C的横截面中的根据本发明的反应器设施1的构造，其中，反应器设施1的组件或者说部件沿着纵轴线2布置。反应器设施1的沿着平面D-D的纵截面这样走向，使得流体进入区域34在装配状态的截面示图中在左侧和右侧上示出。所导入的流体介质在左侧从截平面D-D流出。所导入的流体介质又在截面示图的右侧上的流体进入区域34处流入到截平面D-D中。所有特征或附图标记涉及反应器设施1在纵截面中的一个半部。但是反应器设施1在纵轴线2的另一侧上的第二半部的构造是相同的，因为反应器设施1在纵截面中镜对称地构造。
反应器设施1沿着中间平面5分成壳体的上部分3和下部分4，其中，壳体3、4的接触流体侧的内壁形成旋转对称的反应室18、19，所述反应室同样具有上部分18和下部分19。反应室的上部分18具有顶面20和底面21以及从顶面至底面的过渡区域22。纵轴线2相应于旋转对称的反应室18、19的旋转轴线。此外，出口管10位于反应器设施1中。
流体介质通过供应开口(在纵截面中未示出)导入到反应室的上部分18中，所述供应开口在横截面中关于反应室的上部分18的周面切向地布置。沿流动方向紧接着供应开口(在纵截面中未示出)的是流体进入区域34，该流体进入区域在关于反应器设施1的纵截面中在纵截面边缘处具有带着直径dz 7的圆形面并且具有配属的中心31。中间平面5延伸经过流体进入区域34的中心31。在顶面20和底面21之间的距离b 23是恒定的。安置角度α27为90°并且涉及以下角度，在装配状态的纵截面中看，由经过流体进入区域34的中心31的中间平面5相对于纵轴线2来确定该角度。在此，安置角度27在α＝90°的情况下涉及在装配状态中设定的、在中间平面5下方的角度，即由中间平面5相对于反应室18、19的纵轴线2。为此，纵轴线2和中间平面5的相交显示出笛卡尔坐标系。因此，安置角度α27＝90°总是涉及笛卡尔坐标系的第三和第四象限。在安置角度α27＝90°的情况下距离b 23等于流体进入区域34的直径dz 7并且由此相当于反应室的上部分18的高度。
从顶面至底面的过渡区域22在反应室的上部分18中相对于出口管10的外壁的距离相应于反应室的上部分18的最大距离rmax 9。反应室18、19的流体引导壁这样建立，使得所述流体引导壁鉴于其几何形状和表面而言产生小的摩擦阻力和摩擦系数。
流体介质在反应室的上部分18中处于旋转中并且形成流体旋涡，该流体旋涡在沿着纵轴线2的流动方向中转向到反应室的下部分19中。反应室的下部分19从底面的过渡部24延伸至弯曲的底部区域25，其具有底部区域的下限界部26。在此，半径r328相应于从反应室的下部分19的底面的过渡部24相对于的出口管10的外壁的距离。此外，z 30相应于反应室的下部分19从以下部位开始的距离，在该部位上反应室的上部分18的顶面20和底面21相对彼此不再具有恒定的距离b 23，其中，z 30延伸直至反应室的下部分19的底部区域25的下限界部26。在壳体的下部分4中布置有在几何结构方面上升地成形的流体引导部15，该流体引导部的纵轴线与反应室18、19的纵轴线2重合。流体引导部具有带着贯通孔的外翻部16，该外翻部伸到出口管10的接触流体侧的内壁的具有最小自由横截面的部位中。通过贯通孔可以在需要时将附加的流体介质抽吸到反应室的下部分19的底部区域25中。出口管10的接触流体侧的内壁的具有最小自由横截面的部位构型为用于实现文丘里效应17的喷嘴。旋转的流体旋涡在保持其速度的情况下在流体引导部15处转向并且经由出口管10的进入开口11进入到出口管10中。进入开口11布置在反应室的下部分19中并且以可变的距离a 29与反应室的下部分19的弯曲的底部区域25的下限界部26间隔开。此外，出口管具有从纵轴线2相对于出口管10的外壁的半径r2 13以及壁厚d 14。流体介质由出口管10的排出开口12从反应器设施1导出。
反应室18、19的流体引导壁这样建立，使得所述流体引导壁鉴于其几何形状和表面而言产生小的摩擦阻力和摩擦系数。用于产生流体旋涡并且用于在叠加以大约-0.99bar的负压的情况下实现在喷嘴17中的文丘里效应所需的压力由于根据本发明的反应室18、19中的较小的流体摩擦而为3.5bar，这比EP 1 294 474(其在相同反应室容积的情况下需要6.0bar的压力)有利地小约42％。
图3以示出反应器设施1沿着平面D-D的纵截面示出图1的沿着平面C-C的横截面中的根据本发明的反应器设施1的构造，其中，反应器设施1的组件或部件沿着纵轴线2布置。所述构造的大部分特征相应于图1或3中的横截面的俯视图的那些特征，因此不再详细探讨这些特征。
相对于纵轴线2的安置角度α27又为α＝90°并且涉及以下角度，在装配状态的纵截面中看，由经过流体进入区域34的中心31的中间平面5相对于纵轴线2来确定该角度。在顶面20和底面21之间的距离b 23在供应开口(在纵截面中未示出)和流体进入区域34的区域中最大(bmax)并且相应于流体进入区域34的圆形直径dz7。在顶面20和底面21之间的距离b23沿流体介质的流动方向朝着出口管10的外壁减小，由此有利地实现流体介质的附加加速。
图4以沿着平面B-B的横截面的俯视图示出根据本发明的反应器设施1，其具有壳体的上部分3和出口管10。在反应器设施1沿着平面A-A的纵截面中的两个相对置的进口管(未示出)在沿着平面B-B的视图中切向地通向反应室的上部分18的周面并且形成两个供应开口6，所述供应开口在与周面交会处具有椭圆面。在相应供应开口6前面的两个箭头表示流体介质的流动方向。沿流动方向紧接着供应开口6的分别是流体进入区域34，所述流体进入区域分别在关于反应器设施1的纵截面中具有圆形面，其具有直径dz7。
图5以爆炸图示出图3的沿着平面B-B的横截面中的根据本发明的反应器设施1的组件或部件，其全部沿着纵轴线2布置。在装配状态中，在反应器设施1的沿着平面A-A的纵截面中示出出口管10、具有反应室的上部分18的壳体的上部分3、具有反应室的下部分19的壳体的下部分4和具有外翻部16的流体引导部15。此外，在壳体的上部分3中可看出用于出口管10的开口32，所述开口具有与出口管10的进入开口11相同的总横截面并且沿着纵轴线2可移位地布置。此外，在壳体的下部分4中可看出用于流体引导部33的开口，所述开口沿着纵轴线2布置。
出口管10具有进入开口11和排出开口12以及从纵轴线2相对于出口管10的外壁的半径r213、壁厚d 14和用于实现文丘里效应的喷嘴17。对于反应室的上部分18还画出顶面20和底面21以及从顶面至底面的过渡区域22。对于反应室的下部分19画出底面24的过渡部、底部区域25、底部区域25的下限界部26以及距离z 30。
图6示出根据本发明的反应器设施1的另一有利实施方案。该构造的大部分特征相应于图1或3中的横截面的俯视图中的那些特征，因此不再探讨这些特征。反应器设施1的纵截面这样走向，使得流体进入区域34在装配状态的截面示图中在左侧和右侧上示出。所导入的流体介质在左侧上从截平面流出。所导入的流体介质又在截面示图的右侧上的流体进入区域34中流入到截平面中。
相对于纵轴线2的安置角度α27又为α＝90°并且涉及以下角度，在装配状态的纵截面中看，由经过流体进入区域34的中心31的中间平面5相对于纵轴线2来确定所述角度。在顶面20和底面21之间的距离b 23在供应开口(在纵截面中未示出)和流体进入区域34的区域中最大(bmax)并且相应于流体进入区域34的圆形直径dz7。在顶面20和底面21之间的距离b 23沿着流体介质的流动方向朝着出口管10的外壁减小，由此有利地实现流体介质的附加加速。
用于产生流体旋涡并且用于在叠加以大约-0.99bar的负压的情况下实现在喷嘴17中的文丘里效应所需的压力由于根据本发明的反应室18、19中的较小的流体摩擦而为5.0bar，这比EP 1 294 474(其在相同反应室容积的情况下需要6.0bar的压力)有利地小约17％。
图7示出根据本发明的反应器设施1的另一有利实施方案。该构造的大部分特征相应于图1或3中的横截面的俯视图中的那些特征，因此不再探讨这些特征。反应器设施1的纵截面这样走向，使得流体进入区域34在装配状态的截面示图中在左侧和右侧上示出。所导入的流体介质在左侧上从截平面流出。所导入的流体介质又在截面示图的右侧上的流体进入区域34中流入到截平面中。
在顶面20和底面21之间的距离b 23是恒定的并且相应于流体进入区域34的圆形直径dz7。相对于纵轴线2的安置角度α27为110°。在此，安置角度α27涉及以下角度，在装配状态的纵截面中看，由假想中间平面35相对于纵轴线2来设定所述角度，该假想中间平面相应地延伸经过流体进入区域34的中心31并且平行于反应室的上部分18的顶面20。在此，安置角度α27＝110°涉及在装配状态中设定的、在假想中间平面35下方的角度，即由假想中间平面35相对于反应室18、19的纵轴线。
r18相应于反应室的上部分18的底面21相对于出口管10的外壁的距离。在α＝110°的情况下，r18在反应室的上部分18中直至反应室的下部分19的底面的过渡部24持续地减小。
用于产生流体旋涡并且用于在叠加以大约-0.99bar的负压的情况下实现在喷嘴17中的文丘里效应所需的压力由于根据本发明的反应室18、19中的较小的流体摩擦而为4.8bar，这比EP 1 294 474(其在相同反应室容积的情况下需要6.0bar的压力)有利地小约20％。
附图标记列表
1 反应器设施
2 反应室的纵轴线
3 壳体的上部分
4 壳体的下部分
5 中间平面
6 供应开口
7 流体进入区域的直径dz，该流体进入区域沿流动方向紧接着与反应室的上部分相切地布置的供应开口
8 半径r1(从反应室的上部分的底面至出口管的外壁的距离)
9 半径rmax(从反应室的上部分中的顶面至底面的过渡区域至出口管的外壁的距离)
10 出口管
11 出口管的进入开口(总横截面)
12 出口管的排出开口(总横截面)
13 出口管的半径r2(从纵轴线至外壁)
14 出口管的壁厚d
15 流体引导部
16 流体引导部的外翻部
17 用于实现文丘里效应的喷嘴
18 反应室的上部分
19 反应室的下部分
20 反应室的上部分的顶面
21 反应室的上部分的底面
22 反应室的上部分中的顶面至底面的过渡区域
23 在顶面和底面之间的距离b
24 反应室的下部分的底面的过渡部
25 反应室的下部分的底部区域
26 反应室的下部分的底部区域的下界限部
27 相对于纵轴线的安置角度α
28 半径r3(从反应室的下部分的底面的过渡部至出口管的外壁的距离)
29 在出口管的进入开口和反应室的下部分的下限界部之间的距离a
30 反应室的下部分的底面从以下部位开始相对于反应室的下部分的底部区域的下限界部的距离z，在该部位上顶面和底面相对彼此不再具有恒定的或减小的距离
31 流体进入区域的中心
32 在壳体的上部分中的用于出口管的开口
33 在壳体的下部分中的用于流体引导部的开口
34 流体进入区域
35 假想中间平面

Claims (13)

1.一种呈流体动力学反应器设施(1)形式的设备，用于接收流体介质以产生至少一个受引导的流体旋涡，该设备包括壳体(3、4)和出口管(10)，其中，
-所述壳体(3、4)
·借助接触流体侧的内壁形成围绕纵轴线(2)旋转对称的引导流体的空心室，下面称为反应室(18、19)，
·其中，所述反应室(18、19)
·沿流体介质的流动方向分成上部分(18)和下部分(19)
并且反应室的上部分(18)
ο具有顶面(20)和底面(21)，其中，所述顶面(20)或所述底面(21)具有相对于纵轴线(27)的、80°至115°的安置角度，
ο具有从顶面至底面的过渡区域(22)，
ο在从顶面至底面的过渡区域(22)中具有相对于所述出口管(10)的外壁的最大半径(9)，
ο在从顶面至底面的过渡区域(22)中具有关于反应室的上部分(18)的周面切向布置的至少一个供应开口(6)，该供应开口具有沿流动方向紧接着的流体进入区域(34)，并且
·反应室的下部分(19)
ο沿流动方向以距离z(30)从底面(24)的过渡部延伸至弯曲的底部区域(25)的下限界部，在那里在几何结构方面上升地成形的流体引导部(15)使流体介质转向到所述出口管(10)的进入开口(11)中，并且
-所述出口管(10)的纵轴线与旋转对称的反应室(18、19)的纵轴线(2)重合，并且，所述出口管(10)的所述进入开口(11)相对于所述弯曲的底部区域(25)的沿流动方向的下限界部(26)以距离a(29)布置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述出口管(10)在紧接着所述进入开口(11)的靠近孔口的区域中构造为用于实现文丘里效应的喷嘴(17)，其中，所述用于实现文丘里效应的喷嘴(17)构型为文丘里喷嘴或拉瓦尔喷嘴，并且所述流体引导部(15)的外翻部(16)终止在所述用于所述实现文丘里效应的喷嘴(17)中。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述流体进入区域(34)具有直径dz(7)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，反应室的上部分(18)的顶面(20)和底面(21)沿流动方向直至所述底面(21)在反应室的下部分(19)中的过渡部相对彼此具有尽可能恒定的或减小的距离b(23)，其中，所述距离b(23)相应于所述流体进入区域(34)的直径dz(7)的一倍至三倍(b≤3dz)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，距离z(30)至少是所述流体进入区域的直径dz(7)的一半(z≥1/2dz)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，半径r1(8)限定从反应室的上部分(18)的底面(21)沿着平行于中间平面(5)的平面延伸至所述出口管(10)的外壁的距离，并且，半径r3(28)限定从反应室的下部分(19)的底面(24)的过渡部的开端延伸至所述出口管(10)的外壁的距离，其中，r1(8)至少大于所述流体进入区域的直径dz(7)和距离r3(28)的总和(r1≥dz+r3)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，反应室的上部分(18)具有关于反应室的上部分(18)的周面切向布置的一个以上供应开口(6)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述出口管(10)和/或所述流体引导部(15)沿着纵轴线(2)能移位和移动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述流体引导部(15)沿着所述纵轴线(2)具有贯通孔。
10.用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的设备的方法，其中，使要处理的流体介质以至少一个体积流经由所述至少一个供应开口(6)引导到所述壳体(3、4)的旋转对称的反应室的上部分(18)中，使得所述至少一个体积流处于沿流动方向指向反应室的下部分(19)的、沿着纵轴线(2)的平移运动和旋转运动中，并且所述至少一个体积流形成旋转的流体旋涡，该流体漩涡在流动技术上形成湍流边界层，使得在所述流体旋涡中产生高离心力并且所述流体旋涡在所述流体引导部(15)处以与在装配状态中向下指向的平移运动和旋转运动反向的、沿着纵轴线(2)上升的运动转向到所述出口管(10)的所述进入开口(11)中，其特征在于，通过至少一个流体旋涡的流体动力学处理发生处于流体介质中的化学物质或微生物的转化和/或机械的和物理的破坏和/或激发。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述流体引导部(15)中的沿着纵轴线(2)的贯通孔能够将至少一种附加的流体介质抽吸到所述出口管(10)的所述进入开口(11)中，其中，所述附加的流体介质是与导入到所述至少一个供应开口(6)中的流体介质相同和/或不同的附加的流体介质。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的设备的使用，用于流体介质的和在流体介质中的预处理、净化、杀菌、消毒和/或化学反应的开始。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的设备的使用，用于实施根据权利要求10或11所述的方法，所述设备具有以下特征：壳体(3、4)和出口管(10)，其中，
-所述壳体(3、4)
·借助接触流体侧的内壁形成围绕纵轴线(2)旋转对称的引导流体的空心室，下面称为反应室(18、19)，
·其中，所述反应室(18、19)
·沿流体介质的流动方向分成上部分(18)和下部分(19)
并且反应室的上部分(18)
ο具有顶面(20)和底面(21)，其中，所述顶面(20)或所述底面(21)具有相对于纵轴线(27)的、80°至115°的安置角度，
ο具有从顶面至底面的过渡区域(22)，
ο在从顶面至底面的过渡区域(22)中具有相对于所述出口管(10)的外壁的最大半径(9)，
ο在从顶面至底面的过渡区域(22)中具有关于反应室的上部分(18)的周面切向布置的至少一个供应开口(6)，该供应开口具有沿流动方向紧接着的流体进入区域(34)，并且
·反应室的下部分(19)
ο沿流动方向以距离z(30)从底面(24)的过渡部延伸至弯曲的底部区域(25)的下限界部，在那里在几何结构方面上升地成形的流体引导部(15)使流体介质转向到所述出口管(10)的进入开口(11)中，并且
-所述出口管(10)的纵轴线与旋转对称的反应室(18、19)的纵轴线(2)重合，并且，所述出口管(10)的所述进入开口(11)相对于所述弯曲的底部区域(25)的沿流动方向的下限界部(26)以距离a(29)布置。
CN201680090341.XA 2016-08-24 2016-08-24 用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备 Active CN109862961B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/069983 WO2018036623A1 (de) 2016-08-24 2016-08-24 Vorrichtung zur energie-optimierten erzeugung von fluidwirbeln in einer reaktionskammer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109862961A true CN109862961A (zh) 2019-06-07
CN109862961B CN109862961B (zh) 2021-07-09

Family

ID=56853597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680090341.XA Active CN109862961B (zh) 2016-08-24 2016-08-24 用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备

Country Status (22)

Country Link
US (1) US11498047B2 (zh)
EP (1) EP3503995B1 (zh)
JP (1) JP6869332B2 (zh)
KR (1) KR102657285B1 (zh)
CN (1) CN109862961B (zh)
AU (1) AU2016421105B2 (zh)
BR (1) BR112019003790B1 (zh)
CA (1) CA3034851C (zh)
DK (1) DK3503995T3 (zh)
EA (1) EA201900119A1 (zh)
ES (1) ES2861099T3 (zh)
HR (1) HRP20210105T1 (zh)
IL (1) IL264958B (zh)
LT (1) LT3503995T (zh)
MX (1) MX2019002158A (zh)
PH (1) PH12019550025A1 (zh)
PL (1) PL3503995T3 (zh)
PT (1) PT3503995T (zh)
RS (1) RS61328B1 (zh)
SI (1) SI3503995T1 (zh)
WO (1) WO2018036623A1 (zh)
ZA (1) ZA201901777B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146359A (en) * 1976-06-25 1979-03-27 Occidental Petroleum Corporation Method for reacting nongaseous material with a gaseous reactant
JPS54128060A (en) * 1978-03-28 1979-10-04 Ereko Kk Method of separating solid heavy minute foreign matter and light minute foreign matter from liquid and its device
US20040099614A1 (en) * 2000-05-14 2004-05-27 Jorg Lehmann Method and device for the physicochemical treatment of fluid media
CN101516784A (zh) * 2006-09-28 2009-08-26 沃雷科有限责任公司 旋涡发生器
CN101939087A (zh) * 2008-02-08 2011-01-05 普拉克生化公司 涡流混合器和获得过饱和溶液或浆液的方法
JP4903292B1 (ja) * 2011-05-17 2012-03-28 修一 石川 旋回式微細気泡発生装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1306873C (en) * 1987-04-27 1992-09-01 Jack R. Taylor Low coke fuel injector for a gas turbine engine
DE3814723A1 (de) * 1987-05-06 1988-11-17 Bbc Brown Boveri & Cie Pyrolysereaktor
DE3912344A1 (de) * 1989-04-14 1990-10-18 Harrier Gmbh Einrichtung zum herstellen einer oel-wasser-emulsion
DE19525920C2 (de) * 1995-07-04 1997-05-07 Spectre Gmbh Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Gasen und Flüssigkeiten
AU6731101A (en) * 2000-05-14 2001-11-26 Jorg Lehmann Method and device for the physicochemical treatment of fluid media
DE102004045823A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-23 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren zum Fraktionieren einer wässrigen Papierfasersuspension sowie Hydrozyklon zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146359A (en) * 1976-06-25 1979-03-27 Occidental Petroleum Corporation Method for reacting nongaseous material with a gaseous reactant
JPS54128060A (en) * 1978-03-28 1979-10-04 Ereko Kk Method of separating solid heavy minute foreign matter and light minute foreign matter from liquid and its device
US20040099614A1 (en) * 2000-05-14 2004-05-27 Jorg Lehmann Method and device for the physicochemical treatment of fluid media
CN101516784A (zh) * 2006-09-28 2009-08-26 沃雷科有限责任公司 旋涡发生器
CN101939087A (zh) * 2008-02-08 2011-01-05 普拉克生化公司 涡流混合器和获得过饱和溶液或浆液的方法
JP4903292B1 (ja) * 2011-05-17 2012-03-28 修一 石川 旋回式微細気泡発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
PL3503995T3 (pl) 2021-06-28
RS61328B1 (sr) 2021-02-26
AU2016421105B2 (en) 2021-05-27
DK3503995T3 (da) 2021-01-25
US11498047B2 (en) 2022-11-15
AU2016421105A1 (en) 2019-03-21
ES2861099T3 (es) 2021-10-05
EA201900119A1 (ru) 2019-07-31
HRP20210105T1 (hr) 2021-03-19
EP3503995B1 (de) 2020-10-21
MX2019002158A (es) 2019-07-01
WO2018036623A1 (de) 2018-03-01
IL264958B (en) 2022-08-01
SI3503995T1 (sl) 2021-04-30
CN109862961B (zh) 2021-07-09
PT3503995T (pt) 2021-01-27
JP6869332B2 (ja) 2021-05-12
BR112019003790A2 (pt) 2019-05-21
LT3503995T (lt) 2021-01-25
CA3034851C (en) 2023-09-12
ZA201901777B (en) 2019-12-18
BR112019003790B1 (pt) 2021-11-09
PH12019550025A1 (en) 2019-12-02
KR102657285B1 (ko) 2024-04-12
EP3503995A1 (de) 2019-07-03
CA3034851A1 (en) 2018-03-01
US20190193046A1 (en) 2019-06-27
KR20190040314A (ko) 2019-04-17
IL264958A (zh) 2019-04-30
JP2019531183A (ja) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5028637B2 (ja) 微細気泡発生装置
JP4118939B1 (ja) 微細気泡発生装置
EP3058111B1 (en) Fluid treatment apparatus and process
JP2006503227A (ja) ジェットポンプ
WO2014119775A1 (ja) 気液溶解タンク及び微細気泡発生装置
JP2009082903A (ja) マイクロバブル生成装置。
CN101516784A (zh) 旋涡发生器
SE504247C2 (sv) Kärl för behandling av vätska
JP2007268376A (ja) 微細気泡発生装置
WO2010128915A1 (en) Vortex generator with vortex chamber
JP2003117368A (ja) 気−液または液−液の混合器、混合装置、混合液製造法および微細気泡含有液製造法
CN109862961A (zh) 用于在反应室中能量优化地产生流体旋涡的设备
JP5840277B2 (ja) 活性汚泥の処理方法及び排水の処理方法
RU2576056C2 (ru) Массообменный аппарат
JP2018202375A (ja) 気液混合ノズル
CN109890498A (zh) 具有反应装置的设备以及用于在反应装置中流体力学-电解地处理液态介质或气态介质或由二者构成的混合物的方法以及该设备和该方法的应用
US20100230367A1 (en) Liquid medium treatment method
EA040181B1 (ru) Способ и устройство энергоэффективного генерирования завихрений текучей среды в реакционной камере
KR102270079B1 (ko) 미세기포 생성장치
KR102195918B1 (ko) 나노버블발생장치
JP5715220B2 (ja) 微細化物含有水の使用方法
JP5291302B2 (ja) 微細化物含有水の製造方法
WO2020245811A1 (es) Sistema de tratamiento de aguas residuales
JP2012213775A (ja) 微細化物含有水の製造装置及び製造した微細化物含有水の使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40008906

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant