CN109890498A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由流体力学‑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反应装置构成的设备。流体力学和电解的处理在本发明的意义中理解为至少一个旋转的流体涡流及其涡流翻转的产生与在所述反应装置中进行的电解的组合。被导向的流体涡流通过所述组合在根据本发明的反应装置中高效地预处理、净化和消毒。此外，本发明涉及一种用于在根据本发明的反应装置中流体力学‑电解地处理流体介质的方法。

Description

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

技术领域

本发明的主题是一种呈用于接收流体介质的流体力学的反应装置形式的设备。本方法的主题是流体力学-电解地处理至少一个在反应腔中被导向的流体涡流。

背景技术

在此产生流体涡流，其方式是，反应腔中的流体介质处于旋转中并且通过借助转向改变方向而被接收到排出管中，所述排出管可以产生文丘里效应。在此，流体介质的被导向的体积流最晚在反应装置的出口中形成流体涡流。

壳体的部件和排出管的部件是导电的以及彼此流体密封地电绝缘并且可以处于所施加的电压下，从而可以在反应装置中进行电解。

传统的设备和反应容器以及用于流体力学地处理流体的方法例如由文献AT 272278、DE 195 25 920 A1、DE 101 14 936或者EP 1 294 474 B2公知。

在AT 272 278或DE 101 14 936 A1中，反应腔的流体介质被输送并且由于其几何形状而处于旋转中，其中，旋转的流体介质的速度由于反应腔的几何形状首先减小并且接着又朝向在反应腔的下端部处的底部区域增大。旋转地运动到反应腔的底部区域的流体介质在反应腔的下端部处反向于目前的流动方向相对于纵向轴线引导地向上转向，接收在排出管中并且旋转地在形成空心涡流的情况下离开反应腔。沿着纵向中轴线或者直接与其相邻地的开口位于反应腔的底部区域中，从而附加的流体介质可以通过空心涡流出口抽吸，所述空心涡流出口在其中心产生负压。

在DE 195 25 920 A1中描述了出自AT 272 278的设备的补充方案，其中，待净化的流体介质交替地上升和下降地流过彼此连接的输入管并且接着在从反应腔输出之后输送到迷宫式管路中以沉积或者吸收浓缩的废料。

这个设备的缺点是复杂的实施方案、对于有针对性的技术应用的不实用性、不够好的可调节性和由此导致的差的产品再现性。

在EP 1 294 474 B2中，反应装置的反应腔在横截面中心形地或者梨形地构造。直至沿着反应腔的纵向轴线达到并且能移动到底部区域中的排出管在邻近口部的区域中构造为用于实现文丘里效应的喷嘴。

将流体介质通过至少一个相对于反应腔的外周面的横截面切向地布置的输入开口添加到反应腔的上部分中并且加速地作为流体涡流围绕排出管沿着流动方向向下运动。流体导向装置在下部壳体区域中使保留其绝对旋转方向的体积流相对于纵向轴线旋转地转向，通过所述流体导向装置产生具有相应高的速度的彼此相对摩擦的旋转的体积流的区域。在此达到的相对速度和高摩擦导致携带的或溶解的物质的机械粉碎和破坏。

在此，输入开口大于在排出管的邻近口部的区域中的喷嘴的最小横截面，由此产生滞止压力。因此，除了在涡流中心产生真空的流体涡流形成以外出现由于在排出管中的文丘里效应导致的在平移方向上的附加的真空效应。文丘里效应又基于伯努利方程其中，p₀是静态压力，所述静态压力全面地存在于流动中，相应于动态压力，所述动态压力相应于具有流速c的动能分量，并且ρgh是重力分量。流速c又由角速度ω与半径r的乘积得出，所述半径在纵截面中从反应腔的最外点延伸到排出管的外壁(c＝ω·r)。角速度ω在下文中也相应于流体介质的旋转速度。

此外，由于高的离心力并且由于摩擦使流体介质的结构如下改变，在液态流体介质的情况中发生表面张力和粘度的改变。在这种状态中，流体介质旋转地进入到排出管的入口中。由此形成具有高速的涡流中心的涡流底部，所述涡流底部由于流体力学原理在其中心产生真空。存在于排出管的下部的邻近口部的区域中的、用于实现文丘里效应的喷嘴导致，所述真空区域在相应的流速下由产生附加的真空来叠加并且由此加强。根据伯努利公式，在此产生的负压的绝对值为＜10mbar。由于压力和负压以及与此相关的涡流形成使得在流体介质中释放非常高的机械力。所述机械力导致改变流体介质的结构，由此导致更小的表面张力。

在流体介质中携带的有机成分、例如细菌和病菌由于自身的内部细胞压力(膨压)在喷嘴的负压范围内而破裂。有机剩余物通过改变的压力范围基于理想气体的热学状态方程p·V＝m·R·T导致化学反应。携带的物料可以根据需要的反应焓在负压范围内导致反应。在此导致借助氧化剂例如氧气或者通过从外界空气吸收的氧气将流体介质氧化。这根据在系统中的能量输入也借助其他可氧化的物质实现，然而在此根据理想气体的热学状态方程物理地设置极限值。

随之出现用于产生负压的低经济用途以及尽管极其好的作用方式却受限的、用于与例如在无自身内部细胞压力的酵母菌和真菌情况中的化学化合物或有机物料反应的焓输入。用于分解或氧化高浓度的芳香烃或者分解重油的能量是不足够的。

该发明的缺点还在于高的能量需求，以使流体介质处于旋转中，所述流体介质与反应腔的形状和构型相关。

在处理含水介质时，CSB值和BSB值是重要指标。化学需氧量(CSB)作为总量参数是所有在水中存在的、能在确定条件下分解的有机化学化合物和可氧化的物质的总量的量度。所述化学需氧量表示下述的氧量(mg/l)，当氧气是氧化剂时，则需要该氧量用于氧化上述物质的总量。CSB值用作对有害物质的评估，所述有害物质排放到废水中，或者所述有害物质在一定时间间隔内被清除。生物需氧量(BSB)表示下述的氧量，需要该氧量用于在确定的条件下并且在确定时间内生物分解存在于水中的有机(有害)物质/细菌。生物需氧量特别是用作用于评估废水污染的污染物质参数。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种有利的装置以及一种有利的用于运行该装置的方法，所述方法克服了现有技术中相对少地产生能量输入的缺点，以便分解另外的在流体介质中溶解的成分，所述成分需要大的能量输入并且不具有自身的内部细胞压力。为此计算例如高浓度的芳香烃或重油。

本发明的任务在于，确保通过附加的能量输入来分解流体介质中的难于破坏的或已破碎的杂质，以便保证有利地并且完全地净化和处理流体介质。

流体介质的流体力学处理(流体介质在旋转对称的反应腔中处于旋转中，由此第一杂质已经被破碎，)与电解处理的组合应该导致在流体介质中溶解的杂质更容易分裂、破坏并且分解。

通过基于涡流形成来改变反应腔中的压力关系应该更高效地实现与此相关地分解并且机械地破坏有机内含物、例如微生物和有机物(细菌、真菌、病菌、藻类)。同样更高效地实现粉碎在流体介质中溶解的杂质、例如长链分子化合物并且通过化学反应分解无机内含物、例如重油，以及更高效地实现改变流体介质的晶格结构并且与此相关地在不可压缩的介质的情况中改变表面张力。这基于存在的摩擦力和离心力有利地结合在液态介质中的电解或者在气态介质中的等离子体形成来实现。

在此，流体介质应该快速地、成本低廉地、节省空间地、环境友好地并且高效地/有效率地被净化和处理。CSB值和BSB值应该与现有技术和其他方法和处理技术相比被提高。

此外，本发明的任务在于，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该方法的设备。

该任务通过在权利要求1和10中实施的特征来解决。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的设计方案在权利要求2至9和11至15中给出。

根据本发明，该任务通过用于基于机械的、物理的、化学的和电化学的过程来流体力学-电解地处理介质的反应装置来解决。

该任务通过一种用于接收流体介质的流体力学的反应装置来解决，所述反应装置用于产生并且流体力学-电解地处理至少一个被导向的流体涡流，所述反应装置包括壳体和排出管，其中，壳体借助流体接触侧的内壁构成围绕纵向轴线旋转对称的流体导向的空腔，所述空腔以下称为反应腔，其中，所述反应腔沿着流体介质的流动方向分成上部分和下部分，并且反应腔的上部分具有至少一个相对于反应腔的上部分的外周面切向地布置的输入开口，流体介质通过输入开口输入到反应腔中。反应腔的下部分沿着流动方向延伸直到弯曲的底部区域的下边界，在所述底部区域中几何形状突起地成型的流体导向装置使流体介质转向到排出管的入口中。此外，排出管以其纵向轴线与旋转对称的反应腔的纵向轴线重合。排出管的入口布置为以相对于弯曲的底部区域的沿流动方向处于下部的边界具有间距a。根据本发明，反应装置的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极彼此流体密封地电绝缘。

流体介质被输送到反应装置的反应腔中。流体介质或流体在本发明的意义中是液态物质和/或气态物质和/或由液态物质和/或气态物质构成的混合物。

优选地，流体介质是液体。在一个实施方式中，至少一种纯液体作为流体介质被输送到反应装置。在一个另外的实施方式中，多于一种的液体作为流体介质被输送到反应装置。特别优选地，流体介质是含水液体或者水溶液、即包含水。

在一个实施方式中，由至少一种液体和至少一种气体构成的混合物被输送到反应装置。在一个另外的实施方式中，由多于一种的液体和至少一种气体构成的混合物被输送到反应装置。

在本发明的一个替换的实施方案中，至少和仅仅一种气态物质或气态混合物作为流体介质在反应装置中被处理。在一个特别的实施方式中，至少一种气体被输送到反应装置。

在反应腔中，至少一个输入的流体介质或者至少一个形成的被导向的流体涡流被流体力学-电解地处理。

在根据本发明的流体力学的反应装置中流体力学地处理流体介质理解为，流体介质作为体积流通过至少一个输入开口和沿着流动方向紧接着的流体输入区域被引导到壳体的旋转对称的反应腔的上部分中。流动方向在此始终与流体介质有关。

通过反应腔的几何结构和构型形成至少一个被导向的流体涡流，随之出现至少一个流体涡流的涡流翻转并且在流体介质中溶解的具有内部细胞压力(膨压)的有机成分的破裂。至少一个产生的被导向的流体涡流由此在反应装置中被流体力学-电解地处理并且在此分离、净化和消毒。

至少一个被导向的流体涡流的电解处理根据本发明理解为第一电极和第二电极与作为电解液的流体介质的电解，所述电解显著地提高流体力学处理的功率和效率。

流体力学和电解的处理在本发明的意义中由此理解为导致旋转的体积流和在反应装置中(预先或者同时或者后续进行的)电解的组合以用于处理、净化并且消毒流体介质。

至少一个被导向的流体涡流的流体力学处理通过根据本发明的反应装置和根据本发明的用于运行该反应装置的方法。通过至少一个产生的流体涡流的流体力学处理和电解处理的组合优选地进行处于所述流体介质中的化学物质或微生物的转化和/或机械和物理的破坏和/或激化。优选地，反应装置的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极彼此流体密封地电绝缘，并且彼此无关地给所述第一电极和所述第二电极施加电压并且由此在流体介质中进行电解。

通过根据本发明的反应装置的几何结构和构型以及至少反应装置的构件或部件分别作为第一电极和第二电极的应用带来用于分解在流体介质中溶解的杂质的附加的能量输入。

反应装置包括多个构件或部件、例如壳体和排出管，所述构件或部件在下文中详细说明。根据本发明，反应装置的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极彼此流体密封地电绝缘。

流体密封地理解为，电绝缘体不与流体介质接触并且处于反应腔外部。所有具有低的并且由此微小的导电性的用于阻止电流的不导电的材料可以用作电绝缘体(绝缘材料)。

壳体由稳定材料和在内部空心的本体构成。壳体借助流体接触侧的内壁构成围绕旋转轴线旋转对称的空腔，所述空腔在下文中称为反应腔。反应腔由此相对于旋转轴线旋转对称。反应腔的旋转轴线在下文中称为纵向轴线。

所有在下文中关于反应装置的构件或部件进行的说明始终涉及在纵截面中反应装置的一半。然而反应装置的在纵向轴线的另一侧上的第二半部的结构是相同的，因为反应装置在纵截面中镜面对称地构造。

壳体的外壁可以采用任意的几何形状。优选地，壳体旋转对称地构造。

假想的中间平面水平地(即垂直于纵向轴线)位于反应装置的纵截面中。在一个实施方式中，中间平面延伸通过壳体和反应腔的上部分。在一个另外的实施方式中，中间平面延伸通过流体输入区域，所述流体输入区域沿着流动方向衔接于至少一个输入开口。

壳体在装配位置中关于这个中间平面分成上部分和下部分。壳体的上部分在装配位置中位于中间平面上方，并且壳体的下部分沿着流体介质的流动方向衔接于中间平面下方。

流体介质的流动方向理解为被引导到反应装置中的流体介质的流动方向。流体介质在装配位置中向下流动并且在流体导向装置处在装配位置中的反应腔的下部分的底部区域的下边界处向上(反向于该流体介质的原始方向)改道。在一个实施方式中，流体介质在装配位置中与其通过至少一个输入开口进入到反应装置中的情况相比更高的位置处通过排出管的出口离开反应装置。

在一个实施方式中，壳体包括至少两个开口。所述至少两个开口包括用于输入介质的输入管的开口以及用于输出介质的排出管的、在壳体的上部分中沿着纵向轴线在中心布置的开口。在一个另外的特别优选的实施方式中，壳体此外也具有多于一个用于多个输入管和介质输入的开口、例如两个、三个、四个或更多个开口。

在一个另外的优选的实施方式中，壳体具有一个另外的开口，其中，该开口是用于置入流体导向装置的、在壳体的下部分中在装配位置中沿着纵向轴线在中心布置的开口。

壳体有利地具有至少一个用于排出管的开口、至少一个用于置入流体导向装置的开口以及至少一个用于输入管的开口。

由此可以将多于一种流体介质导入到反应腔的上部分中，并且这耗费用于将体积流输入到反应腔中更小的力。体积流在此可以来自主输入管的管路或不同的输入管路。体积流此外可以由相同的流体介质或者不同的流体介质构成。

在一个实施方式中，壳体是至少部分导电的。有利地，壳体的流体导向的构件是导电的。在一个另外的实施方式中，整个壳体是导电的。

反应腔可以采用不同的几何结构。在一个完全优选的实施方式中，反应腔旋转对称地成型。

围绕纵向轴线旋转对称的反应腔由壳体的内壁成型。在一个实施方式中，壳体的内壁与流体介质接触。壳体的流体接触侧的内壁在下文中称为流体导向的反应腔的壁。反应腔沿着流体介质的流动方向分成上部分和下部分。

反应腔接收通过至少一个输入开口流入的流体介质。流体介质作为在下文中也称为体积流的流体流通过至少一个输入开口被引导到旋转对称的流体导向的反应腔的上部分中的流体输入区域中并且在其他延伸部中形成流体涡流。

流速的选择与流体介质的相应的特性相关并且可以由分子的次价键或稳定性确定。有利地选择用于将流体介质导入到反应腔的上部分中的高速度。

因为反应腔由壳体的流体接触侧的内壁构成，所以所述反应腔类似于壳体也具有所述反应腔的开口。因此，反应腔包括至少两个开口(用于输入管的开口，所述输入管在截面中借助反应腔的上部分的外周面构成用于输入介质的切向地布置的输入开口；以及用于输出介质的排出管的、在反应腔的上部分中沿着纵向轴线在中心布置的开口)。在一个另外的特别优选的实施方式中，反应腔此外也具有多于一个的输入开口、例如两个、三个、四个或多个输入开口。

反应腔和用于输入介质并且输出介质的开口这样构造并且相对彼此地布置，以使得在待处理的流体介质中在从至少一个输入开口向输出开口流过反应腔时产生尽可能大的、通过各个相叠的流动层的摩擦并且借助反应腔的壁产生的扭转应力。

在一个另外的优选的实施方式中，反应腔具有一个另外的开口，其中，该开口是在用于置入流体导向装置的、在反应腔的底部区域的下边界处沿着纵向轴线在中心布置的开口。

完全优选地，反应腔具有至少一个用于输出管的开口、至少一个用于置入流体导向装置的开口以及至少一个输入开口。

优选地，反应腔具有两个输入开口。由此优选地将两个或多于两个体积流导入到反应腔中。在此这样选择这些体积流的速度，以使得可以流体技术地形成涡流边界层并且体积流具有高的速度差。优选地，平移运动和同时的旋转运动的组合这样选择，以使得这些体积流彼此接触。

在一个实施方式中，反应腔的所有壁与通过至少一个输入开口导入的流体介质接触。在一个替换的构型中，反应腔的壁的仅仅一部分与通过至少一个输入开口导入的流体介质接触。

在一个实施方式中，反应腔的流体接触侧的壁是至少部分导电的。在一个另外的实施方式中，反应腔的所有流体接触侧的壁是导电的。在一个替换的实施方式中，反应腔的所有壁是导电的。

反应腔在装配位置中沿着纵向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，反应腔的上部分理解为下述的部分，流体介质通过至少一个输入开口被导入到该部分中。在此，反应腔的上部分在反应装置的横截面中观察从至少一个用于输入介质的输入开口延伸直到排出管的外壁。

在一个实施方式中，反应腔的上部分由壳体的上部分的流体接触侧的内壁构成。

优选地，反应腔的上部分具有至少一个相对于反应腔的上部分的外周面的横截面切向地产生的输入开口，流体介质通过所述输入开口被导入到反应腔中。

在反应腔的上部分中的流体输入区域沿着流体介质的流动方向衔接于至少一个输入开口。

反应腔的下部分理解为下述的部分，所述部分在装配位置中并且沿着流体介质的流动方向紧接在反应腔的上部分之后并且由壳体的下部分的流体接触侧的内壁构成。

在一个实施方式中，反应腔沿着中间平面具有最大延伸，也就是说，相对的壁在纵截面中具有最大横截面。在一个实施方式中，反应腔的下部分沿着流体介质的流动方向具有相对于排出管的外壁减小的间距。优选地，所述减小的间距是连续的。有利地，流体介质更快地加速并且导致更少的压力损失。

在一个替换的实施方式中，反应腔的下部分沿着流体介质的流动方向具有相对于排出管的外壁不连续地减小的间距。

反应腔的下部分沿着流体介质的流动方向延伸直到底部区域的下边界。

底部区域构成在装配位置中下部的反应腔的下边界。

在一个实施方式中，底部区域沿着流体介质的流动方向从反应腔的下部分的弯曲部起始。

在一个实施方式中，反应腔的下部分的底部区域的壁采用任意的轮廓。优选地，底部区域是弯曲的。特别优选地，底部区域凹形地弯曲。在此，凹形的弯曲理解为在纵截面中向外、即在装配位置中向下突出的拱形部。在一个替换的实施方式中，底部区域构造为抛物线曲面。在一个另外的替换的实施方式中，底部区域具有另外的轮廓、例如多角轮廓。

通过优选的弯曲的底部区域使得反应腔的下部分的壁的走向反转并且使流体介质沿着其流动方向转向。在此有利地，在流体介质中待处理的成分、例如有机成分的大部分基于流体涡流的转向而破裂。

弯曲的底部区域在装配位置中包括下边界，所述下边界沿着反应腔的下部分的下部区域延伸。

在一个实施方式中，几何形状突起地成型的流体导向装置装入到反应腔的下部分的底部区域的下边界中，所述流体导向装置的纵向轴线与旋转对称的反应腔的纵向轴线重合。在装入的流体导向装置的情况中，反应腔的下部分的轮廓从底部区域的下边界继续延伸直到流体导向装置或者其外翻部。

根据本发明的反应装置的功能基于通过提供在反应腔中适合的压力关系启动物理反应、机械反应和化学反应。

根据本发明的反应装置的强度并且由此效率与压力、速度和温度相关。反应腔的旋转对称的构型在形成的流体涡流中实现这样强地加速体积流，以使得加速在流体介质中进行的生物过程、物理过程和化学过程。在此，体积流此外根据反应腔或反应腔容积的大小可变地调节。

在一个实施方式中，由壳体的流体接触侧的内壁成型的反应腔采用任意的形状。在此，然而必须始终确保，通过反应腔的形状可以使流体介质处于旋转中。在一个优选的实施方式中，反应腔在纵截面中具有在装配位置中从宽区域到窄区域的过渡部。优选地，反应腔旋转对称地成型。

在一个实施方式中，反应腔在反应装置的纵截面中心形地或者梨形地构造，所述反应腔具有从介质入口向介质出口减小的横截面。在EP 1 294 474B2中已经描述了原理结构。由具有反应腔的不同形状的广泛试验和过程参数的设定得出，在结合设定介质特定改变的参数、例如待处理的流体介质的体积流量、流压、滞止压力和负压、附加地输入的流体介质的种类和量、喷嘴的轮廓、流体导向装置的位置、介质出口相对彼此的位置以及流体介质的温度使用心形的情况中实现了最优的效果。

在纵截面中从反应腔的壁和边界延伸到排出管的外壁的反应腔半径沿着流动方向沿着排出管的外壁首先递减地增大，直至反应腔的纵截面的轮廓走向的切线平行于纵向轴线延伸。这个点大致达到反应腔的假想的纵向轴线的总长度的1/4至1/3处。反应腔的半径在这里达到其最大值。从这里开始，从反应腔的壁到排出管的外壁的反应腔半径随着沿着流动方向增大的纵坐标首先累加地减小直至相应于纵向轴线的总长度的大约2/3至3/4的纵坐标。接着，反应腔半径递减地减小，也就是说，反应腔的纵截面的轮廓走向渐进地靠近平行于纵向轴线的直线。

在一个另外的有利的替换的构型中，反应腔的上部分在纵截面中盘形地成型。通过这种形状能够实现，通过反应腔直至排出管的入口的优化的几何的和旋转对称的构型减小在流体力学-电解地处理期间的反应腔中的流动能量损失。此外，通过所述装置的这个替换的构型应该在相同的能量消耗下实现在反应腔中的流体介质的更大的加速度。此外，应该减少形成不期望的、通过流体介质的摩擦产生的在反应腔中的涡流。

反应腔的上部分具有顶面和基面以及从顶面至基面的过渡区域。在从顶面至基面的过渡区域中，反应腔的上部分具有关于排出管的外壁的最大半径r_max并且在那里也存在至少一个相对于反应腔的上部分的外周面切向地布置的输入开口以及沿着流动方向紧接着的流体输入区域。顶面或基面具有相对于纵向轴线80°至115°、优选90°至110°、完全特别优选90°的定位角度，其中，定位角度α在此设置为下述角度，该角度在纵截面中在装配位置中观察相对于反应腔的纵向轴线设定。

α＝90°的定位角度由中间平面相对于纵向轴线设定，其中，在此中间平面延伸通过流动输入区域的中心点。这不仅适用于顶面和基面之间保持恒定的间距b，也适用于顶面和基面之间减小的间距b。α＝90°的定位角度始终涉及在中间平面下在装配位置中设定的角度、即由中间平面相对于反应腔的纵向轴线设定的角度。为此，纵向轴线与中间平面相交实现笛卡尔坐标系。定位角度α＝90°由此始终涉及笛卡尔坐标系的第三象限和/或第四象限。定位角度α＞90°或α＜90°由假想的中间平面相对于纵向轴线设定，其中，假想的中间平面延伸穿过流动输入区域的中心点并且平行于反应腔的上部分的顶面。这不仅适用于顶面和基面之间保持恒定的间距b(假想的中间平面则平行于这两个面延伸)，也适用于顶面和基面之间减小的间距b。定位角度α＞90°或α＜90°始终涉及在假想的中间平面下在装配位置中设定的角度、即由假想的中间平面相对于反应腔的纵向轴线设定的角度。

反应腔的下部分沿着流动方向以间距z从反应腔的下部分的基面的过渡部延伸直到反应腔的下部分的弯曲的底部区域的下边界，在那里几何形状突起地成型的流体导向装置使流动介质转向到排出管的入口。流体输入区域具有直径d_z。反应腔的上部分的顶面和基面彼此具有沿着流动方向直至反应腔的下部分中的基面的过渡部的很大程度上恒定的或者减小的间距b，其中，间距b相应于流体输入区域的直径d_z的一倍至三倍(b≤3d_z)。此外，排出管的入口和弯曲的底部区域的沿着流动方向的下边界之间的间距a小于流体输入区域的直径d_z(a＜d_z)。此外，间距z为流体输入区域的直径d_z的至少一半(z≥1/2d_z)。此外，半径r₁定义为下述的间距，该间距沿着平行于中间平面的平面从反应腔的上部分的基面延伸直到排出管的外壁。半径r₃定义为下述的间距，该间距从反应腔的下部分的基面的过渡部的起始端延伸直到排出管的外壁。在此，r₁至少大于流体输入区域的直径d_z与间距r₃之和(r₁≥d_z+r₃)。

有利地，通过反应腔的上部分的替换的构型减小流动能量损失或者在相同的能量消耗下实现在反应腔中的流体介质的更大的加速度。结合电解由此有利地提高反应装置的效率。

至少一个输入开口位于反应腔的上部分中。通过至少一个输入开口实现将介质输入到反应腔的上部分中。

优选地，壳体具有用于输入管的至少一个开口，由此，输入管中的流体介质通过至少一个相对于外周面切向地构造和布置的输入开口输送到反应腔的上部分中。有利地，通过仅仅一个输入开口仅须消耗用于将介质输入到反应腔中更少的能量。

通过布置至少一个输入开口和沿着流动方向紧接着的流体输入区域使得被输入的流体介质的体积流具有向下落入到反应腔的流入方向。在一个优选的实施方式中，流体介质通过多于一个的相对于反应腔的上部分的外周面切向地布置的输入开口、例如通过两个、三个、四个或更多个输入开口输入到反应腔的上部分中。在一个另外的优选的实施方式中，反应腔的上部分具有两个输入开口，所述输入开口相对于纵截面对置地布置在反应腔的上部分中。

待处理的流体介质从位于反应装置外部的输入管通过壳体中的开口并且紧接着构造的至少一个输入开口导入到旋转对称的反应腔的上部分中。用于输入介质的输入管相应于主输入管或者从该主输入管分支的管路。

输入管引导通过壳体中的开口并且相对于横截面中的反应腔的上部分的外周面切向地相交，因此构成倾斜地切割的圆柱体并且由此构成至少一个输入开口。待处理的流体介质由此相对于反应腔的上部分的外周面的横截面切向地通过至少一个输入开口进入到反应腔的上部分中。

在一个实施方式中，输入管是输入管路并且由此是狭长的空心体、优选地具有在横截面中的圆面的圆管。至少一个输入开口通过与输入管和反应腔的上部分的外周面相交而具有圆形的或者椭圆形的面。

流体输入区域沿着流动方向在反应腔的上部分中衔接于至少一个输入开口，所述流体输入区域接收通过至少一个输入开口流入到反应腔中的流体介质并且继续输送。在一个完全特别优选的实施方式中，流体输入区域沿着中间平面布置。

在一个实施方式中，将恰好一种流体介质通过输入开口导入到反应腔的上部分的紧接着的流体输入区域中。在一个替换的实施方式中，将多于一种流体介质优选地分别通过输入开口导入到反应腔中。替换地，将多于一种流体介质通过相同的输入开口导入到反应腔中。流体介质在此可以是相同的或者不同的。流体介质在此可以来自主输入管或者从该主输入管分支的管路或者另外的输入管。

排出管是构造为连续的空心体的管并且密封地通入到在壳体的上部分中在反应装置的纵向截面中沿着纵向轴线中心地布置的开口。在一个实施方式中，输入管的至少一部分与壳体并且由此与反应腔流体密封地电绝缘。

在一个特别的实施方式中，排出管由多个柱形的空心部件构成。在本发明的意义中，排出管分成上部分和下部分。

在一个实施方式中，排出管优选地能够相对于在壳体中的中心地布置的开口并且由此相对于反应腔沿着纵向轴线移动和调节并且由此有利地与流体介质的特性和处理相匹配。排出管的调节通过机械的调节单元进行。排出管这样被接收在固定地与壳体连接的或者相对于该壳体固定的轴向支承件中，以使得沿着纵向轴线的调节也在运行期间实现，而不改变壳体和主输入管的管路或另外的输入管路之间的接口的位置。由此随时可以符合要求地并且无大的耗费地实现调整运行参数。

排出管以其纵向轴线与旋转对称的反应腔的纵向轴线重合。排出管具有从纵向轴线相对于排出管的外壁测量出的半径r₂。在一个实施方式中，间距r₂在排出管的所有部位上是恒定的。在一个替换的实施方式中，间距r₂在排出管的不同的部位上是不恒定的。其原因在于从排出管的外壁至内壁的改变的间距，该间距称为壁厚d。

在一个实施方式中，排出管的内壁与流体介质接触并且引导流体。

排出管的在装配位置中的上部分位于反应腔的上部分中或者在壳体外部。排出管在上部分中具有邻近口部的上部区域，所述上部区域从壳体突出并且可以构造为软管。邻近口部的上部区域的端部构造为流体介质的出口并且位于壳体外部。在此进行将流体介质从反应装置排出(介质排出)。

出口的总横截面由排出管的自由横截面和壁厚组成：d_ges＝2·r₂＝2·(d+d_frei)。转向的流体介质通过所述出口从排出管离开，所述出口的自由横截面d_frei在此是在邻近口部的上部区域的端部上的、在排出管的两个对置的流体接触侧的内壁之间的间距并且由出口的总横截面与壁厚之差算出：d_frei＝d_ges-(2·d)＝(2·r₂)-(2·d)。

排出管的在装配位置中的下部分大部分地位于反应腔的下部分中或者位于反应腔的下部分的底部区域中。排出管在下部分中具有邻近口部的下部区域，所述下部区域沿着流体介质的流动方向衔接于排出管的入口。排出管的下部分的邻近口部的区域沿着其纵向轴线延伸几乎直到反应腔的下部分的底部区域的下边界上。邻近口部的下部区域的端部构造为用于在底部区域处转向的流体介质的垂直于纵向轴线平坦地布置的入口。

入口的总横截面由排出管的自由横截面和壁厚组成：d_ges＝2·r₂＝2·(d+d_frei)。转向的流体介质通过所述入口进入到排出管中，所述入口的自由横截面d_frei在此是在邻近口部的下部区域的端部上的、在排出管的两个对置的流体接触侧的内壁之间的间距并且由入口的总横截面与壁厚之差算出：d_frei＝d_ges-(2·d)＝(2·r₂)-(2·d)。优选地，入口和出口具有相等值的自由横截面d_frei。此外优选地，自由横截面d_frei仅仅在用于实现文丘里效应的喷嘴的区域中减小。

排出管的入口根据本发明以沿着流动方向与反应腔的下部分的弯曲的底部区域的下边界的间距a布置。在一个实施方式中，入口以与弯曲的底部区域的下边界的小的间距a布置。

排出管的邻近口部的区域沿着流体介质的流动方向衔接于所述入口。在一个实施方式中，排出管在内部构造为空心管，所述空心管具有两个对置的流体接触侧的内壁之间的保持恒定的间距。优选地，保持恒定的间距相应于自由横截面d_frei。特别优选地，入口、出口以及二者之间的区域(即邻近口部的下部区域和邻近口部的上部区域之间)具有相等值的自由横截面d_frei。

在一个优选的实施方式中，排出管的邻近口部的区域构造为用于实现文丘里效应的喷嘴，在下文中也仅仅称为喷嘴。为了实现文丘里效应，排出管的流体接触侧的内壁具有最窄部位，所述最窄部位成型为喷嘴。这通常是具有排出管的流体接触侧的内壁的最小的自由横截面。这又导致增大排出管的壁厚d。

当排出管的入口的总横截面d_ges小于流体输入区域的直径时，则基于伯努利方程在排出管的入口处的压力下降。如果排出口管的邻近口部的下部区域构造为具有最小自由横截面的喷嘴，则压力这样设定，以使得在用于实现文丘里效应的喷嘴中设定负压。

有利地，用于实现文丘里效应的喷嘴能够在净化、损坏或故障的情况中被更换。在一个优选的实施方式中，所述喷嘴构造为文丘里喷嘴。在一个另外的优选的实施方式中，所述喷嘴构造为拉瓦尔喷嘴。

在一个实施方式中，排出管是至少部分地导电的。在一个另外的实施方式中，整个排出管是导电的。

流体导向装置由(实心)体构成。在一个另外的实施方式中，流体导向装置由多个部件构成。如果在下文中提及流体导向装置，则这始终涉及整个流体导向部件的在装配位置中的上部分，该上部分置入到反应腔的下部分中。

在一个实施方式中，流体导向装置通过中心地布置在壳体的装配位置中的最下部分中的开口密封地置入到反应前的下部分的底部区域的下边界中。在一个替换的实施方式中，流体导向装置是壳体的一部分并且已经固定地集成到该壳体的最下部分中。在一个实施方式中，流体导向装置的纵向轴线与旋转对称的反应腔的纵向轴线重合。

在一个实施方式中，流体导向装置与壳体导电地连接。在一个另外的实施方式中，流体导向装置是导电的并且与其余的壳体流体密封地电绝缘。在一个替换的实施方式中，流体导向装置的部件与壳体导电地连接。在一个另外的替换的实施方式中，至少流体导向装置的部件是导电的并且与其余的壳体流体密封地电绝缘。

流体导向装置沿着流体介质的流动方向被放在排出管前。在一个实施方式中，流体导向装置相对于反应腔的纵向轴线几何形状对称地成型。

在一个实施方式中，流体导向装置相对于反应腔的纵向轴线几何形状平坦地成型。

在一个优选的实施方式中，流体导向装置相对于反应腔的纵向轴线几何形状突起地、优选狭长地成型并且具有管状的端头，该端头在下文中称为流体导向装置的外翻部、简称外翻部。

外翻部的长度能够可变地设计。优选地，外翻部伸入到反应腔的下部分的底部区域中。排出管的入口与流体导向装置的外翻部一起中心地位于反应腔的纵向轴线上。在一个实施方式中，外翻部延伸直至排出管的入口处。

在一个特别优选的实施方式中，外翻部的长度有利这样设计，以使得外翻部终止于喷嘴的最窄部分中、即终止于喷嘴中的具有排出管的流体接触侧的内壁的最小自由横截面的部位并且由此终止于用于实现文丘里效应的喷嘴中。有利地优化通过该位置的流体介质的流体力学处理。

在一个优选的实施方式中，流体导向装置能够相对于壳体的底部区域并且由此相对于反应腔的底部区域沿着纵向轴线移动和调节并且由此有利地与流体介质的特性和处理相匹配。

此外，流体导向装置和排出管的入口之间的间距能够中心地沿着纵向轴线可变地设定，从而流体导向装置可以在排出管的位置改变时有利地沿着纵向轴线随之被引导。因为排出管也能够沿着纵向轴线可变地调节，所以反过来，排出管可以在流体导向装置的位置改变时有利地沿着纵向轴线随之被调整。

流体导向装置能够优选地以与排出管相同的方式相对于壳体中的开口沿着反应腔的纵向轴线调节并且移动，由此有利地优化反应腔中的压力关系和流动关系。为此，流体导向装置的调节机构这样构造，以使得实现将所述流体导向装置调整或者调节到对于使通过根据本发明的反应装置产生的流体涡流转向进入到排出管中最优的负压范围内。

根据本发明，在流体导向装置处产生的流体涡流在与在装配位置中向下定向的平移运动和旋转运动相反的沿着纵向轴线的上升运动中通过改变方向而转向到排出管的入口中。

通过流体导向的旋转对称的反应腔的形状导致沿着纵向轴线产生流体介质的至少一个输入的体积流的平移运动和旋转运动，所述体积流形成流体涡流。在装配位置中，流体涡流在此沿着流动方向围绕排出管被引导到反应腔的下端部并且沿着流动方向具有向下定向的螺旋线。这导致形成流体涡流，所述流体涡流旋转地被引导到反应腔的下部分中并且获得加速。

此外，反应腔的下部分在反应装置的纵截面中沿着流体方向逐渐变细，流体涡流被极强地加速。流体涡流中的基本粒子的动能由于反应腔的下部分逐渐变细而增大并且导致流体介质的反应能力增大。

有利地，这导致平移运动和旋转运动叠加。至少一个流体介质的流入速度这样选择，以使得可以流动技术上形成涡流边界层，所述涡流边界层将至少一个产生的流体涡流加速并且产生高的速度差。

优选地，由平移运动和同时的旋转运动构成的组合这样选择，以使得在多个体积流的情况中使所述多个体积流彼此接触。

本发明的结构构型这样选择，以使得流体介质在确定的滞止压力下流过反应腔时被给予具有尽可能高的最大值和沿着径向方向尽可能大的梯度的速度。

用于在待处理的流体涡流中产生有利地尽可能强的摩擦和离心分离作用以及尽可能大的剪切应力所需的流动关系通过反应装置的结构构型实现。通过反应腔的形状使得待处理的流体介质的流体涡流这样转向，以使得在流动走向的下降的支路中、即在至少一个输入开口连同紧接着的流体输入区域和排出管的入口之间形成流体涡流。流体涡流的流速在其横截面上沿着径向方向具有极强的梯度。

此外，反应腔的横截面在反应腔的下部分中或者在反应腔的底部区域中在反应装置的纵截面中沿着流体介质的流动方向逐渐变小，并且通过布置至少一个输入开口和排出管的入口一方面产生在流体涡流的各个流动层之间的剪切应力，然而也产生在反应腔的壁、固定在反应腔中的排出管的外壁和流体涡流之间的剪切应力。通过剪切应力产生的并且抵抗该剪切应力的在流体涡流中的摩擦力由于待处理的流体介质的分子之间的化合键的重组而导致流体介质的表面张力改变和粘度改变。

基于处于流体介质中的物质的不同的特定重量可以有利地实现物质分离，所述物质分离通过平移运动和旋转运动的叠加而加强。

此外实现粉碎作用。物理产生的、流体涡流的各个层之间的高速度差导致机械地打碎固体的有机成分、例如细菌、藻类和其他微生物以及无机内含物。产生的碎片随后通过机械方法、化学方法以及在电解情况中的电化学方法分解。有机和无机内含物的所述机械分解较小程度地基于反应腔的几何结构已经在所形成的流体涡流在立体导向装置处转向前实现。

在反应腔的上部分和下部分之间产生压力差，所述压力差有利地有助于产生流体涡流。反应腔中设定的压力此外与反应腔的构型和形状或者喷嘴的形状相关。在底部区域中在排出管的入口前产生优选地处于＞大约3-4bar的初压力、沿着流动方向增大的滞止压力以及由此引起的负压或真空。

通过反应腔的上部分的有利的形状而需要与EP 1 294 474 B2相比更低的压力并且由此更低的能量，以便使通过至少一个输入开口流入的立体介质处于旋转中。此外，通过反应腔的上部分的有利的形状与EP 1 294 474 B2相比在需要相同的压力或能量的情况中实现流体涡流的更高的转数和转速。

反应腔的壁这样加工，以使得该壁具有比加工前低的摩擦系数并且可以非常有利地将流体介质在反应腔中加速。摩擦系数在此与反应腔的相应使用的材料相关。

通过根据本发明的反应装置的构型，流体介质在旋转对称的反应腔的上部分中基于旋转脉率以被导向的流体涡流沿着纵向轴线沿着流动方向被引导到反应腔的下部分中，其中，有利地并且与EP 1 294 474 B2相比仅仅导致低的流动能量损失并且流体介质的旋转脉冲仅仅极小地改变。

在反应腔的下部分中旋转的流体涡流在为了流动到中心而在流体导向装置处并且在那里沿着相反的上升的方向沿着反应腔的纵向轴线优选地转向到排出管的喷嘴中。优选地，来自上方的旋转的流体涡流在流体导向装置处反向于原方向地转向。在此，流体涡流在流体导向装置处碰撞并且这导致涡流翻转。完全特别优选地，流体涡流在流体导向装置的外翻部处碰撞。

离心力和向心力以及通过不同速度的流动层之间的剪切应力引起的摩擦力在反应腔的下部分的底部区域中作用以及不同强度地作用于包含在流体介质中的不同重量的成分。

在底部区域中导致极强的离心分离作用，因为作为悬浮物携带的无机污染物和/或有机污染物由于其大的重量而从流体涡流的中心被推向所述流体涡流的边缘，而溶解的气态成分由于其小的重量而从流体涡流的边缘被推向流体涡流的中心。

在通过在底部区域中转向进行流体涡流的方向改变时，已经分离的污染物和不同重量的介质又沿着相反方向运动通过涡流的横截面。

由此至少两个体积流(在装配位置中来自上方的流体涡流和已转向的流体涡流的体积流)在反应腔的下部区域中、在排出管的入口前的区域中相对彼此做功。这在排出管的入口前与在反应腔的其余部分中相比产生更低的压力。

通过在反应腔的底部区域中以及在排出管的入口前形成的压力关系使得包含在流体介质中的有机成分的细胞壁破裂。此外，通过溶解在流体介质中的杂质的碰撞和摩擦导致机械地和物理地破坏并且粉碎这些杂质。有机物和/或无机物、化合物微生物以及植物和/或有机生物、例如病菌、细菌、真菌或藻类彼此属于溶解在流体介质中的杂质，以及流体介质的原子和原子团及分子属于各种微粒。

高的运动能量、通过至少一个流体涡流中的各个层的摩擦导致的能量输入、与此相关的高的离心力和/或平移力通过存在的次价键基于其不同的原子质量和由此不同的惯性而导致的分裂和重组来实现，以及通过各个微粒、即原子和原子团以及分子彼此的碰撞实现分子结构或晶格结构的重组成能量稳定的且平衡的、最优的状态和化合物并且由此实现改变在正常情况中存在的表面张力和粘度。

根据本发明处理的流体介质在较长时间内保持其表面松弛的状态。

通过由此达到的分子结构重组释放溶解在流体介质中的气体或逃逸的杂质，从而附加地对流体介质进行去气。通过所述去气附加地减小或者防止待处理的流体介质中的这些携带的物质自身不期望地反应成另外的携带的物质或者反应成与流体介质接触的物质、例如探测器或管壁。

在此，离心力和/或平移力这样选择，以使得溶解在流体介质中的杂质的化合物和分子进行分解并且所述杂质被机械地破坏或者粉碎和/或存在的杂质或者流体介质的原子、分子或分子化合物至少部分地电离或者激化。

通过旋转对称的反应腔的几何构型产生需要的在流体介质中高的并且具有极强梯度的速度。所述速度需要用于实现物理效应、即固体成分的粉碎和分子化合物的重组以及通过输入能量触发并且加速化学过程。机械的破坏和粉碎的数量和质量可以通过根据存在的流体介质以及溶解在其中的杂质改变速度来调节。所述速度与抵抗杂质的机械载荷的电阻力相关。

携带的物质从流体介质的结构溶解和/或通过离心力基于不同的特定物质重量与流体介质分离并且可以接着在从反应腔排出时通过排出管过滤、沉淀或者其他方式地结合。通过物质的粉碎可以提高流体介质的导电性。

通过排出管在邻接口部的下部区域中构造为用于实现与输送到反应腔的流体介质相关的文丘里效应的喷嘴使得形成为空心涡流的流体涡流在排出管中极强地加速并且消除内应力，由此在液态流体介质的情况中达到或者低于核心区域中的蒸发压力，并且产生具有在核心区域和边缘区域中极大不同的速度的流动。

这实现空心涡流，在所述空心涡流的中心形成与在其余流动区域中相比由更轻的流体介质构成的核心。在增大的速度下，涡流流动通过涡丝和涡流管或者根据流体介质的种类产生具有涡核的没有涡动的流体涡流，该流体涡流也称为势涡。在此，再次达到流动的流体介质中的剪切应力，所述剪切应力进一步促进物理过程和化学过程。

所述具有涡核的形成真空的空心涡流基于文丘里效应与在具有文丘里效应的喷嘴中实现的真空形成叠加。

通过在喷嘴区域中叠加的和加强的真空形成可以使具有内部细胞压力(膨压)的病菌和细菌破裂并且氧化。在真空区域中，溶解在液态流体介质中的气体基于存在的流体涡流而分离并且排出。

流体导向装置在中心沿着纵向轴线可以具有能调节流量的通孔，如果在通过该流体导向装置的反拉力中将气体作为附加的流体介质输送到反应腔，则所述气体与流体涡流混合并且基于流体介质的改变的分子结构而明显更好地溶解在流体介质中。

根据本发明的设备和根据本发明的方法的特别的优点在于，由此在低的空间耗费和成本花费下在不添加对环境有害的化学物质的情况下并且在不辐射流体介质的情况下或者在无其他潜在的危险措施的情况下可以实施高效的成本低廉的过程，结果可以根据应用目的将废水消毒并且除菌并且进行再利用，贮水池可以保持无菌，在水紧缺的地区中可以确保供应新鲜水，可以增大不同液体的润湿能力，显著地减少使用用于在家用和工业中不同的清洗目的的去污性能好的化学物质并且由此可以减小环境负荷或者能够以纯机械方法在无化学改变的情况下稀释粘稠的介质。

在一个优选的构型中，流体导向装置沿着纵向轴线具有至少一个通孔，其中，通孔的纵向轴线与旋转对称的反应腔的纵向轴线重合。

通过沿着流体导向装置的纵向轴线的通孔可以有利地将至少一种附加的流体介质输送到反应腔，所述附加的流体介质通过在反应腔的底部区域中产生的负压在需求下直接并且自主地被吸入到反应腔的下部分中。有利地，流体涡流由此在流体导向装置处转向并且可以附加地掺入附加的流体介质。

在一个实施方式中，流体导向装置相对于反应腔的纵向轴线几何形状平坦地成型并且具有通孔。在一个优选的实施方式中，流体导向装置相对于反应腔的纵向轴线几何形状突起地、优选狭长地成型并且具有管状的端头，该端头在下文中称为流体导向装置的外翻部、简称外翻部，该外翻部具有通孔。

如果流体导向装置的外翻部的长度这样形成，以使得所述流体导向装置直接终止于用于实现文丘里效应的喷嘴中，则通过通孔附加地吸入的流体介质由此直接被吸入到排出管的在装配位置中的邻近口部的下部区域的内部中。

有利地，在具有沿着纵向轴线的通孔的流体导向装置的狭长的构型上，将附加的流体介质直接通过排出管的输入开口有针对性地输送或吸入到所述排出管的邻近口部的下部区域中。优选地，排出管的邻近口部的下部区域构造为用于实现文丘里效应的喷嘴，由此，附加的流体介质直接被吸入到用于实现文丘里效应的喷嘴中。

在此，外翻部的长度能够可变地设计。在一个特别优选的实施方式中并且为了最高效率地反应，外翻部的长度有利地这样设计，以使得所述外翻部终止于喷嘴的最窄部分、即在喷嘴中具有排出管的流体接触侧的内壁的最小自由横截面的部位中。有利地，在这个位置上优化对流体介质的流体力学和电解的处理。

用于化学再反应在排出管中的介质添加通过压力或者有利地通过利用在用于实现文丘里效应的喷嘴中的负压进行。

在一个实施方式中，将一种附加的流体介质输送到反应腔。这种附加的流体介质可以通过流体导向装置的通孔吸入或者也通过主输入管或者另外的输入管路通过至少一个输入开口进入到反应腔的紧接着的流体输入区域中。在一个实施方式中，将多种附加的流体介质输送到反应腔。所述多种附加的流体介质都可以通过流体导向装置的通孔吸入或者也通过主输入管或者另外的输入管路通过至少一个输入开口进入到反应腔中。在一个另外的实施方式中，流体介质通过流体导向装置以及通过主输入管路或者另外的输入管路通过至少一个输入开口进入到反应腔中。在附加的流体介质中溶解的固体物质可以通过通孔和/或至少一个输入开口吸入到反应腔中。

在一个实施方式中，至少一种附加的流体介质可以是与为反应装置通过至少一个输入开口输送到反应腔的上部分中的介质相同的介质。在一个替换的实施方式中，至少一种附加的流体介质是与为反应装置通过至少一个输入开口输送到反应腔的上部分中的流体介质不同的流体介质。由此可以有针对性地配量另外的附加的流体介质。

通过附加地输送流体介质可以优选地改善或者加速化学反应或生物反应，其方式是，引入影响化学反应或生物反应的物质、例如用于反应的氧化剂或沉淀剂。作为附加地输送的流体介质可以考虑例如氧化剂、例如臭氧、过氧化氢或氧气或者其他用作反应对和催化剂的附加的流体介质，将所述附加的流体介质从储存容器输送到反应腔。

如果附加的输送的流体介质是气态的并且是氧化剂、例如延期或者来自(周围环境)空气的氧气，则为了改善氧化特性，所述附加的输送的流体介质可以通过连接在上游的预处理装置电离以或者转换成激化物质、例如臭氧。由此可以将碳氢化合物和/或其他有机化合物、例如病菌、细菌和微生物氧化。在此还产生水和二氧化碳，也就是说，在有机物质中进行变性化。

通过配量的输入氧化剂或者其他用作反应对的附加的流体介质导致显著地提高反应速度。通过电解将流体介质中的可氧化的物质氧化。通过将直流电压和/或交流电压施加到第一电极和第二电极上对在流体介质中溶解的物质在反应腔中进行电解，该物质立即被转换、分解和氧化。电解优选地是技术电解。如果使用含水的流体介质，则发生作为副反应的水电解。

在反应腔的下部分中、特别在排出管的邻近出口的区域中，病菌和细菌的细胞壁通过其自身的内部细胞压力(膨压)由于真空而破裂并且作为碳氢化合物存在于流体介质中。

根据本发明的反应装置构造为使得可以通过两个电极实现单腔电解。所述电极在此由反应装置的流体导向的部件构成。

根据本发明的反应装置优选地具有两个电极，所述电极伸入到反应腔中或者是反应腔的部件并且与流体介质接触，或者反应腔与所述电极电接触并且此外经受改变的压力关系。在一个实施方式中，根据本发明的反应装置的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极。

在此，至少一个输入开口、反应腔的流体导向的壁、排出管或流体导向装置完全地或者部分地构造为第一电极。优选地，至少排出管部分地构造为第一电极。

此外，至少一个输入开口、反应腔的流体导向的壁、排出管或流体导向装置完全地或者部分地构造为第二电极。优选地，壳体的流体接触侧的内壁的至少一部分并且由此反应腔的流体导向的壁的一部分和/或流体导向装置构造为第二电极。

在一个另外的实施方式中，反应装置的构件或部件作为第一电极和第二电极的构型反过来也是可能的，从而亦即例如排出管至少部分地构造为第二电极，并且壳体的流体接触侧的内壁的至少一部分和/或流体导向装置构造为第一电极。

在一个实施方式中，排出管至少部分地构造为第一电极。优选地，排出管的仅仅一部分构造为第一电极。特别优选地，排出管的下部分构造为第一电极。完全特别优选地，排出管的邻近口部的下部区域的内部、即具有最小自由横截面的部位和由此用于实现文丘里效应的喷嘴构造为第一电极。在一个替换的实施方式中，整个排出管构造为电极。

反应腔的至少一部分、优选地反应腔的流体导向的和流体接触侧的壁构造为第二电极。优选地，流体导向装置构造为第二电极，所述流体导向装置与其余壳体流体密封地电绝缘。有利地则可以调整壳体。在一个替换的实施方式中，整个反应腔、即反应腔的整个流体接触侧的壁构造为第二电极。在一个另外的替换的实施方式中，整个流体导向装置构造为第二电极。在一个另外的替换的实施方式中，包括流体导向装置的整个壳体构造为第一电极。

在一个特别的实施方式中并且为了确保高效地进行反应，第一电极和第二电极相对彼此以彼此尽可能小的间距布置。这涉及下述情况，用于实现文丘里效应的喷嘴构造为第一电极，并且具有狭长的外翻部的流体导向装置构造为第二电极，其中，流体导向装置的狭长的外翻部终止于最窄部位(即在喷嘴中的具有最小自由横截面的部位)上。

在一个特别的实施方式中，其中，有利地优化对立体介质的流体力学和电解的处理，用于实现文丘里效应的喷嘴构造为第一电极，并且具有狭长的外翻部的流体导向装置构造为第二电极，其中，流体导向装置的狭长的外翻部布置在排出管的邻近口部的下部区域、即用于实现文丘里效应的喷嘴的最窄部位(即最小自由横截面)上。在这种情况中，电解由此在体积流在喷嘴的(具有最小自由横截面的)部位上、亦即在第一电极和第二电极彼此具有最小间距的部位上转向之后进行。

同样，在这个部位上用于电解所需的用于高效地运行的根据本发明的设备的电极表面是非常小的。有利地，在反应腔的下部分中在这个部位上可以进行电解，其中，通过电解将仅能困难地分解的化合物分解，所述化合物还不能通过在流体导向装置处的涡流翻转单独地(并且由此通过纯流体力学的处理)分解。

在一个替换的实施方式中，反应腔的流体导向的壁构造为第一电极和第二电极并且彼此流体密封地电绝缘并且相对彼此以一定间距布置。有利地，在形成涡流之前通过利用第一电极和第二电极的电解使化学化合物分解，从而接着通过在反应腔的下部区域中或者在排出管的喷嘴中流体力学地处理流体涡流将分解的化学化合物进一步混合和/或氧化。

此外，通过电解已经可以在至少一个输入开口处释放臭氧，并且流体介质接着在到达流体导向装置之后通过附加地导入到反应腔中的氧气进一步处理。

第一电极和第二电极彼此流体密封地电绝缘。绝缘体通过绝缘层实现，所述绝缘层优选地由塑料构成。绝缘体包围第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极的绝缘层彼此不实体地接触。

在一个实施方式中，绝缘体包围排出管和/或流体导向装置。在一个实施方式中，排出管在其上部分处在出口附近和/或流体导向装置由绝缘体包围。在一个特别的实施方式中，绝缘层包围流体导向装置和排出管。在一个替换的实施方式中不存在绝缘层。

有利地，第一电极和/或第二电极能够为了净化或者在反应腔的故障或净化中更换。在一个特别的实施方式中，第一电极和/或第二电极的部件是可更换的。电极材料及其特性、例如导电性或者耐腐蚀性明显地影响在反应装置中进行的过程。用于电解所需的第一电极和第二电极由导电金属、导电合金或者其他导电材料构成。

铂证明特别适合作为金属电极材料。其他适合用作第一电极和第二电极的金属是钇、铝、钛、铜、银、金或者其他金属。例如不锈钢用作导电合金。例如考虑石墨烯、石墨或碳作为导电材料。硼掺杂的金刚石表明是特别适合的具有高的长期稳定性的电极材料。

优选地，第一电极和第二电极由相同的材料构成或者以相同的材料涂覆。这两个电极也可以分别由不同的材料构成。

此外，第一电极和第二电极在核心中可以由绝缘材料、例如塑料构成，所述绝缘材料具有由导电金属、导电合金或者导电材料构成的导电涂层构成。铂证明特别适合作为金属电极涂层。其他适合的金属涂层是铝、钛、铜、银、金或者其他金属。例如不锈钢用作导电合金涂层。例如考虑石墨烯、石墨或碳作为导电材料涂层。优选地，两个电极具有相同的电极。电极也能够以不同的材料涂覆。

在一个实施方式中，电极的表面是导电的。在一个另外的实施方式中，仅仅反应腔的流体接触侧的壁作为电极是导电的。在一个替换的实施方式中，反应腔的流体接触侧的壁的仅仅一部分作为电极是导电的。

至少一个调节或控制单元或者功率部件用于运行反应装置，所述调节或控制单元与反应装置连接并且进行电解。调节或控制单元通过调节或控制算法基于测量的过程相关的特征参数适配于瞬间需要。此外，功率部件与反应装置连接。

在一个优选的实施方式中，电极具有电导线和接头，所述电极通过所述电导线和接头与至少一个调节或控制单元和功率部件连接。在此，第一电接头与第一电极连接，并且第二电接头与第二电极连接。

此外，调节或控制单元和功率部件构造为使得可以实现在反应装置中的电解，其方式是，将直流电压和/或交流电压施加到第一电极和第二电极之间并且测量电流。在一个特别的实施方式中，电压源和电流测量仪用作调节或控制单元。在一个另外的实施方式中，稳压器作为调节或控制单元与反应装置连接。

电解通过如下方式实现，即由调节或控制单元和功率部件将相反极性的电压通过相应的第一电接头和第二电接头以及相应的在第一电接头和第二电接头之间的电导线彼此无关地施加到第一电极和第二电极上。由此导致形成这两个电极之间的电场并且同通过调节或控制单元测量出的电流流过第一电极和第二电极之间。所施加的电压或者是直流电压或者是交流电压。

通过调节或控制单元和功率部件可以将直流电压和/或交流电压施加到第一电极和第二电极上。根据电极性或者所施加的(直流)电压，第一电极用作阴极，并且第二电极用作阳极，或者反过来。在导电的流体介质中，施加到第一电极和第二电极上的(直流)电压为大约4至5V。在此，大约30至120A的电流流过第一电极和第二电极之间。也可以将另外的电压值施加到电极上，这又导致第一电极和第二电极之间另外的电流。

如果将负直流电压施加在第一电极上，则所述第一电极用作阴极，而将正直流电压施加在第二电极上，则所述第二电极用作阳极。如果将负直流电压施加在第二电极上，则所述第二电极用作阴极，而将正直流电压施加在第一电极上，则所述第一电极用作阳极。

在一个实施方式中，施加到第一电极和第二电极上的直流电压通过调节或控制单元变换极性。由此在测量通道期间，第一电极用作阳极或阴极，而且第二电极用作阳极或阴极。

在一个优选的实施方式中，调节或控制单元分别将相反极性的能变换极性的直流电压施加到第一电极和第二电极上，其中，所施加的电压在其强度上能够改变。

有利地，电极通过这种直流电压极性变换来保护，其方式是，避免电镀技术过程、即金属沉淀物的电化学沉积并且可以使电解较少地分解。因为根据本发明的设备是单腔系统，所以通过直流电压极性变换还有利地避免金属累积到电极上，由此确保反应装置的保持恒定的功率和效率。直流电压在此在一定时间之后在一定时间内变换极性。所述变换极性与待处理的流体介质相关。在一个替换的实施方式中，直到下一次极性变换的持续时长以及在相反极性下的电解的持续时长能够可变地调节。

在一个另外的实施方式中，首先将直流电压施加到第一电极和第二电极上，并且接着将交流电压施加到第一电极和第二电极上，或者反过来。在一个另外的实施方式中，施加到第一电极和第二电极之间的直流电压同时与交流电压叠加。

在一个替换的实施方式中，根据本发明的反应装置以施加第一电极和第二电极之间的、优选1-5Hz、完全优选1-2Hz的交流电压运行。交流电压在此在其强度上能够改变。

施加到第一电极和第二电极上的电压的类型和强度影响在反应装置中进行的过程。有利地，通过所施加的直流电压与被叠加的交流电压的组合提高电解的功率、效率和转换率。

根据流体介质的特性(例如污染程度、表面张力或粘度)改变用于电解所需的施加到第一电极和第二电极之间的电压。结构上对用于反应装置的控制部件的选择、例如电源的选择的区别在于所施加的直流电压和/或交流电压。

有利地，在反应装置中进行的电解用于更快地并且更高效地处理流体介质。前提是，用于电解处理的流体介质能够被极化。电解的前提是存在第一电极和第二电极以及导电的电解液，所述电解液通过待处理的流体介质给出。

反应腔是电解室。如果导电的流体介质被引导通过反应腔，则在反应腔的底部区域中在排出管的邻近口部的区域中发生流体力学-电解地处理流体介质。通过根据本发明的设备和根据本发明的方法结合化学化合物的分解将输送到反应装置的流体介质有利地除菌并且生物净化。

流体介质的流体力学处理与电解处理的组合有利地导致更容易地分裂、破坏和分解在流体介质中溶解的杂质，在所述流体力学处理中所述流体介质在旋转对称的反应腔中处于旋转中，由此已经将第一杂质粉碎。通过流体介质的附加的电解处理，与纯流体力学处理相比有利地将反应速度提高10至100倍。

必要时已经流体力学地处理的流体介质的有机成分通过电解立即电解地转化并且引起有利的化学吸热反应并且通过电解加速所述化学吸热反应。通过电解在此有利地提高在反应装置中的化学转化的效率和效益。有利地，通过附加的电解处理与流体介质的纯流体力学处理相比将效率提高10至100倍。

通过流体介质的附加的电解处理可以有利地将流体介质中的全部化学化合物粉碎并且分解直至原子和分子水平。

此外，通过流体介质的附加的电解处理使得较稳定的化学化合物、例如具有双键的化合物与在该化合物仅仅被流体力学地处理时相比以更高的反应速度并且由此更高效地分解。

电解可以分成技术电解和作为副反应进行的过程。作为副反应进行的过程与待处理的流体介质相关。

在技术电解中，流体介质中的有机内含物和无机内含物电化学地裂解和分解。特别是微生物和有机物质、例如细菌、真菌和藻类、然而蛋白质也被裂解和分解，并且流体介质通过化学氧化或者减少所携带的物质和化合物来净化或者除菌。由此高效地处理流体介质中的微生物污染物并且防止流体介质重新被病菌污染。

通过技术电解除了将有机污染物分解以外也将仅能困难地分解的化学化合物分解。在此，优选地在含水介质的情况中除了流体力学处理以外还可通过技术电解释放作为氧化剂的氧气或臭氧，所述氧化剂用于激化所述成分。

通过施加直流电压将流体介质的成分分解。臭氧通过以电解方法从一定电流强度起分解流体介质而产生。在技术水电解中，有利地通过将施加在第一电极和第二电极之间的直流电压和与电极材料(例如石墨或碳材料)相关的交流电压叠加而实现产生最大37％的臭氧。在此实现自由地激化。附加地实现提高设备的效率，其方式是，通过流体导向装置的通孔将氧化剂作为附加的流体介质从外部输送到反应腔中。

在流体介质中的电解反应是这样强的，以使得所述电解反应自身作用于在所述流体介质中溶解的无机物，所述无机物通过纯流体力学的处理还不能被分解，从而所述无机物按顺序通过变为自由的氧化剂(变为自由的氧气和/或已经通过流体力学处理产生的氧气)导致快速地化学反应、优选地氧化。

通过由电解导致的附加的能量输入可能的是，将有机化学化合物例如高浓缩的例如包含在汽油中的芳香族碳氢化合物、具有双键的化学化合物以及无机石油氧化或者分解。在此，重油的分解经过比轻油的分解长的时长。酸例如硫酸、琥珀酸或者氯化碳氢化合物例如氯仿可以有利地在反应腔中电解地处理和分解。

此外，通过技术电解可以净化在待处理的流体介质中溶解的有毒重金属。所述有毒重金属变成无毒的盐化合物、例如镉盐并且与已处理的流体介质通过排出管的出口从反应装置输出。接着可以过滤所形成的重金属盐。在一个另外的实施方式中，也可以分解溴化合物。

通过将直流电压和/或交流电压施加到第一电极和第二电极上使溶解的物质在反应腔中进行(技术)电解，所述溶解的物质立即被转化、分解和氧化。不具有自身细胞压力的有机化合物或生物(霉菌、真菌、酵母菌)自身通过电解来分解并且有利地在用于实现文丘里效应的喷嘴中氧化。接着发生流体介质的表面张力改变效应，这在排出管和紧接着的管路中在反应装置外部导致分离粘附的有机化合物和无机化合物，所述有机化合物和无机化合物由被输送到反应装置。此外，通过电解产生的溶于水的剩余物(大多为来自电化学反应的盐类)可以在流体介质中更好地沉淀并且例如通过过滤器收集，因为水由于表面张力下降和粘度的改变而是“更稀的”。

在溶解于流体介质中的碳氢化合物的情况中，碳氢化合物分解成水和二氧化碳。溶解于流体介质中的气态二氧化碳与流体介质一起通过排出管的上部分从反应腔排出。由此，已流体力学-电解地处理的体积流几乎无残留物地离开反应装置(“几乎”，这是因为在自然中不存在可摆脱化学平衡状态actio＝reactio的过程)。

如果待处理的流体介质是水性的、即含水的溶液，则水电解作为进行的电解的副反应进行，其中，气态的氢气从阴极放出，并且气态的氧气从阳极放出。

水电解的总反应方程如下：

2H₂O→2H₂+O₂。

气态的氢气从阴极放出，在所述阴极上进行还原反应并且电子在氧化数减小的情况下释放到流体介质(电解液)中以便还原质子：

2H₂O+2e^-→2OH^-(aq)+H₂(g)。

气态的氧气从阳极放出，在所述阳极上进行氧化反应并且电子在氧化数增大的情况下由电极吸收：

2H₂O→4H⁺(aq)+4e^-+O²(g)。

在本发明的一个替换的实施方案中，至少一种气态物质或者气态混合物作为流体介质在反应装置中被处理。气体不具有液体的导电性。因此，施加在第一电极和第二电极之间的(直流)电压与在液体的情况中相比高数倍。

所有气态的流体介质通过至少一个输入开口流到反应腔中。在一个特别的实施方式中，至少一种气体通过至少一个输入开口被引导到反应腔中。并且形成气流。

在一个特别的实施方式中，狭长地构造的流体导向装置是第二电极并且终止于排出管的邻近口部的下部区域的内部的、用于实现文丘里效应的喷嘴的最窄部位(最小自由横截面)中，所述喷嘴构造为第一电极。有利地优化通过该位置的气体的流体力学和电解处理。

在这个位置上、在用于实现文丘里效应的喷嘴中，等离子体、优选地低温等离子体被激发。这在由于空气的高阻抗而施加的高的处于从3000至60000V、优选3600至55000V的范围内的电压下实现。在此流过相对小的大约1A至20A的电流。如果电流足够大，则电极被加热并且产生电弧。有利地，通过在实现文丘里效应的喷嘴中产生的低温等离子体可以用于氧化气体成分。等离子体的产生的温度处于大约120至180℃的范围内。

在一个替换的构型中，电解根据电极的位置的定义不同时与流体力学处理的效应进行，而是已经在流体介质在用于实现文丘里效应的喷嘴中发生涡流翻转之前进行。这例如是下述情况，即整个排出管构造为第一电极，并且整个壳体构造为第二电极。

在一个另外的实施方式中，反应装置的多个流体导向的部件构造为第一电极和第二电极。所述第一电极和第二电极则分别具有相应数量的至一个或多个调节或控制单元和功率部件的电接头和电导线。

在一个优选的实施方式中，同时设置多个在其中进行电解的区域。电解由此优选地同时在反应腔中的不同部位上进行，由此有利地实现提高化学反应的效率。

如果待处理的流体介质是液体，则该流体介质必须是导电的，以便通过优选地低的施加到第一电极和第二电极之间的电压进行高效的节省能量的电解。这已经通过具有有机成分和无机成分的液体的污染产生。为了在含水的流体介质的情况中保证用于高效的节省能量的电解的保持恒定的导电性，待处理的含水的流体介质有利地掺入导电盐。导电盐有利地例如是商品交易的食盐。导电盐在此通过流体导向装置的通孔沿着纵向轴线被导入到反应腔中。在一个优选的实施方式中，导电盐已经在主输入管或另外的输入管路中进入到反应腔中并且被加入到待处理的含水的流体介质中。

原则上，电解反应此外与所用的电解液(即流体介质)、所施加的电压和电极的材料相关。

在一个替换的实施方式中，反应装置作为伽凡尼电池运行，由此通过自由运行的化学反应释放电能，所述电能分接在第一电极和第二电极的电接头上。

要注意的是，输送到反应腔中的流体介质在其特性、例如表面张力或粘度方面是不同的并且由此分别导致在根据本发明的反应装置中不同的化学反应和测量参数。测量参数由此根据加入的流体介质改变。此外，反应装置的产生的效率以及测量参数与电极材料和施加到电极上的电压相关。

有利地，将用于加速化学反应的催化剂添加到反应装置中。在一个优选的实施方案中，反应腔的流体导向的壁的至少一部分在流体介质的流动方向上被施加催化涂层，或者反应腔的流体导向的壁完全由催化材料构成。

此外，化学反应可以相应于理想气体的热状态方程通过增高流体介质的温度来加速。有利地，反应速度通过由于增高温度导致更大的能量输入而更快。为此，可以将已经加热的流体介质、例如温的或热的废水输送到反应装置并且流体力学-电解地处理。在一个替换的实施方案中，反应装置与用于加热流体介质的加热装置、例如加热板和对应的加热控制装置连接。此外，用于输送流体介质的外部构件例如软管或管路、压力阀例如过压阀、分流器和预处理单元能够与根据本发明的反应装置连接。泵和/或压缩机的使用结合排出管以及排出管的入口的自由横截面的可调节性产生所需的滞止压力。

在一个实施方式中，用于测量pH值的装置与反应装置连接。在一个实施方式中，反应装置使用在开放的管路系统中。由此可以在流体力学-电解地处理之后有利地测量流体介质的pH值。

在流体力学-电解地处理流体介质期间产生的气体例如H₂和O₂与流体介质一起通过旋转运动从排出管的出口从反应装置排出并且被中和。

在一个替换的实施方案中，反应装置使用在闭合的循环系统中。在流体力学-电解地处理流体介质期间产生的气体、例如H₂和O₂与流体介质一起通过旋转运动从排出管的出口排出并且被中和。在一个实施方式中，所产生的排出的气体被收集在用于单独收集的装置中。优选地，该装置是用于气体的特定的收集容器。有利地可以通过单独地收集以及接着中和避免氧氢爆鸣气反应。

在一个特别的实施方式中，所收集的气体被继续使用并且例如有利地被继续利用用于燃料或者加热材料、例如甲烷、甲醇或苯。

根据本发明的方法或者通过根据本发明的设备处理的流体介质的最重要的应用领域是工业、商业、私人家用、食品制造、农业和林业、废料工业和垃圾清运业、净化技术、除菌、防腐、机器制造、电子、医药和治疗、建筑工业以及能源技术。

根据本发明的设备和根据本发明的方法优选地用于预处理、制备、除菌、消毒和/或启动流体介质的和流体介质中的机械反应、物理反应和化学反应。流体介质在此优选地是含水的流体介质。

根据本发明，预处理、制备、除菌、消毒和/或启动流体介质的和流体介质中的机械反应、物理反应和化学反应理解为流体介质的净化和清洁，其中，减小有害物质含量。有害物质是在流体介质中溶解的有机成分或无机成分或者微生物，其可以是有毒的。

因此，例如处于含水溶液中的碳氢化合物、病菌、真菌、藻类和细菌被破坏，其方式是，使有机成分破裂并且在此将难于溶解的和有毒的无机成分在此破坏。特别优选地将饮用水、工业用水、过程用水、废水或灰水预处理、制备和/或消毒。长链分子化合物也可以被分解。

例如由此将游泳池中的水消毒。有利地，根据本发明的设备和根据本发明的方法可以用于饮用水的自给自足的供应中，然而也可以用于大型宿营式旅游车的废水的(灵活)处理中以及用于边远山村或自给自足的度假居住点中的废水处理中。

根据本发明的设备和根据本发明的方法优选地用于处理废水、优选地私人废水、工业废水或地区废水。例如在其中溶解的碳氢化合物至少被粉碎并且接着由其他细菌吞噬。此外，利用根据本发明的设备和根据本发明的方法可以净化化学污染的水域。因此也净化工业产生的肥皂水。

根据本发明的设备利用根据本发明的方法也在屠宰场中用于处理含蛋白质和污染的屠宰废水。有利地，CSB值和BSB值在此下降80-90％。

含矿物油的废水、例如在加油站、(汽车)洗涤设备、工业洗涤设备以及由有机物极大污染的废水例如在沼气设备中产生的废水也利用根据本发明的设备和根据本发明的方法有利地净化。此外，可以由此将存在于废水中的表面活性剂清洁和处理。

此外，利用根据本发明的设备和根据本发明的方法也可以净化润滑油乳浊液以及重油。

如果汽车车身的部分被成型，则涂油的板材在喷漆之前必须通过热水清洁。清洁水必须同时清洁掉油和表面活性剂。在汽车车身成型时在洗涤金属之后产生的残留物的所述处理可以同样通过根据本发明的设备和根据本发明的方法实现。

此外可以处理优选地基于植物油的气态或液态的燃料。

根据本发明的设备和根据本发明的方法的特别的优点在于，由此在低的空间耗费和成本花费下在不添加对环境有害的化学物质的情况下并且在不辐射流体介质的情况下或者在无其他潜在的危险措施的情况下可以实施高效的成本低廉的过程，结果可以根据应用目的将废水消毒并且除菌并且进行再利用，贮水池可以保持无菌，在水紧缺的地区中可以确保供应新鲜水，可以增大不同液体的润湿能力，显著地减少使用用于在家用和工业中不同的清洗目的的去污性能好的化学物质并且由此可以减小环境负荷或者能够以纯机械方法在无化学改变的情况下稀释粘稠的介质。

附图说明

下面应根据一个实施例详细地说明本发明。该实施例在此应该在不限制本发明的情况下说明本发明。

根据附图详细地说明本发明。附图中：

图1示出在沿着截面平面A-A的横截面中的、根据本发明的反应装置的俯视图，

图2示出在沿着截面平面B-B的纵截面中的、根据本发明的具有作为第一电极的排出管和作为第二电极的流体导向装置的反应装置的分解图，

图3示出在沿着截面平面D-D的横截面中的、根据本发明的反应装置的另外的俯视图，

图4以沿着截面平面C-C的反应装置的纵截面图示出根据本发明的具有作为第一电极的排出管和作为第二电极的流体导向装置的反应装置，

图5以沿着截面平面C-C的反应装置的纵截面图示出根据本发明的具有作为第一电极的排出管和作为第二电极的壳体的反应装置，

图6以沿着截面平面C-C的反应装置的纵截面图示出根据本发明的具有无用于实现文丘里效应的喷嘴的排出管的反应装置，

图7以沿着截面平面C-C的反应装置的纵截面图示出根据本发明的具有无用于实现文丘里效应的喷嘴的排出管且具有作为第一电极的排出管和作为第二电极的流体导向装置的反应装置，

图8示出根据本发明的具有两个输入管路和作为第一电极的排出管和作为第二电极的流体导向装置的反应装置的一个另外的纵截面图，

图9示出在沿着截面平面C-C的横截面图的、根据本发明的反应装置的俯视图，

图10以沿着截面平面D-D的反应装置的纵截面图示出根据本发明的在一个替换的实施方式中具有反应腔的替换地构造的上部分且具有作为第一电极的排出管和作为第二电极的壳体的反应装置，

图11示出根据本发明的接入闭合的循环系统中的反应装置，所述循环系统具有调节单元、功率部件、排气装置以及用于测量氧化还原值的传感器和带有布置在上游的砾石过滤器和催化器和臭氧自吸装置的变体，

图12示出根据本发明的接入开放的循环系统中的反应装置。

具体实施方式

图1以俯视图示出在沿着平面A-A的横截面中的根据本发明的反应装置1，其具有壳体3的上部分和排出管7。两个在沿着平面B-B的反应装置1的纵截面中对置的输入管33在沿着平面A-A的视图中相对于反应腔的上部分15的外周面切向地延伸并且形成两个输入开口6，该输入开口在具有外周面的截面中具有椭圆面。在相应的输入开口6前的两个箭头表示流体介质的流动方向。流体输入区域45分别衔接于输入开口6。

图2以分解图示出了出自图1的沿着平面A-A的横截面图的根据本发明的反应装置1的构件或部件，所述构件或部件都沿着纵向轴线2布置。在装配位置中沿着平面B-B的反应装置1的纵截面中示出排出管7、具有反应腔上部分15的壳体上部分3、具有反应腔下部分16的壳体下部分4和具有底部区域的下边界18的反应腔下部分的底部区域17以及具有外翻部13的流体导向装置12。此外，在壳体的上部分3中可以看到用于排出管7的开口24，该开口具有与排出管7的入口8相同的总横截面并且能沿着纵向轴线2调节地布置。此外，在壳体的下部分4中可以看到用于流体导向装置的开口25，该开口沿着纵向轴线2布置。此外示出输入开口6。除了入口8以外，排出管7还具有出口9以及用于实现文丘里效应的喷嘴14，所述排出管还具有从纵向轴线2至排出管7的外壁的、排出管7的半径r₂ 10和壁厚d 11。以分解图也示出排出管的流体密封的电绝缘体20以及流体导向装置的流体密封的电绝缘体21。

图3以另外的俯视图示出在沿着平面D-D的横截面中的、根据本发明的反应装置1，其具有壳体的上部分3和排出管7。两个在沿着平面C-C的反应装置1的纵截面中对置的输入开口6在沿着平面D-D的视图中延伸。对置的输入管33沿着平面D-D的视图中相对于反应腔的上部分15的外周面切向地延伸并且形成两个输入开口6，该输入开口在具有外周面的截面中具有椭圆面。在相应的输入开口6前的两个箭头表示流体介质的流动方向。流体输入区域45分别衔接于输入开口6。

图4示出了出自图3的沿着平面D-D的横截面图的、在沿着平面C-C的反应装置1的纵截面中的、根据本发明的反应装置1的结构，其中，所述构件或部件沿着纵向轴线2布置。反应装置1的纵截面沿着平面C-C这样延伸，以使得导入的流体介质在截面平面D-D上在安装位置中从左侧流出。所有特征或附图标记涉及在纵截面中的反应装置1的一半。然而在纵向轴线2的另一侧的、反应装置1的第二半部的结构是相同的，因为反应装置1在纵截面中镜面对称地构造。

反应装置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的流体接触侧的内壁形成心形的旋转对称的并且在流体导向的部分中导电的反应腔15，16，所述反应腔同样具有上部分15和下部分16。纵向轴线2相应于旋转对称的反应腔15，16的旋转轴线。此外，排出管7位于反应装置1中。

流体介质通过输入管33通过壳体34中的开口通过输入开口6导入到反应腔的上部分15中并且具有由反应腔15，16的形状决定的朝向反应腔的下部分16的底部区域17的下边界18的流动方向，所述输入开口在横截面中相对于反应腔15，16的外周面切向地布置。反应腔15，16的流体导向的壁构造为使得所述壁在其几何结构和表面方面产生低的摩擦阻力和摩擦系数。

流体介质在反应腔的上部分15中处于旋转中并且形成流体涡流，所述流体涡流沿着流动方向沿着纵向轴线2下降到反应腔的下部分16。所述反应腔的下部分从中间平面5延伸直到具有底部区域的下边界18的弯曲的底部区域17。在壳体的下部分4中布置几何形状突起地成型的流体导向装置12，所述流体导向装置的纵向轴线与反应腔15，16的纵向轴线2重合。流体导向装置具有带有通孔的外翻部13，所述外翻部伸入到排出管7的内壁的具有最小自由横截面的部位中。附加的流体介质在需要时可以通过通孔被吸入到反应腔的下部分16的底部区域17中。排出管7的流体接触侧的内壁的具有最小自由横截面的部位构造为用于实现文丘里效应的喷嘴14。

排出管7是第一电极并且具有流体密封的电绝缘体20以及第一电接头22。流体导向装置12是第二电极并且具有流体密封的电绝缘体21以及第二电接头23。这两个电极与调节或控制单元和功率部件连接(在图中未示出)。将直流电压施加到第一电极和第二电极的电接头22，23上，所述直流电压或者具有在第一电极上的正极性(+)和在第二电极上的负极性(-)，或者具有在第一电极上的负极性(-)和在第二电极上的正极性(+)。

旋转的流体涡流在保持其速度的情况下在流体导向装置12处转向并且通过排出管7的入口8进入到排出管7中。入口8布置在反应腔的下部分16中并且以可变的间距a 19与反应腔的下部分16的弯曲的底部区域17的下边界18间隔开。此外，排出管具有从纵向轴线2至排出管7的外壁的半径r₂ 10以及壁厚d 11。流体介质由排出管7的出口9从反应装置1导出。

图5示出了出自图3的沿着平面D-D的横截面图的、在沿着平面C-C的反应装置1的纵截面中的、根据本发明的反应装置1的另外的实施方式，其中，所述构件或部件沿着纵向轴线2布置。反应装置1的纵截面沿着平面C-C这样延伸，以使得导入的流体介质在截面平面D-D上在安装位置中从左侧流出。该结构的大部分特征相应于出自图4的特征，因此对其不再详述。

流体介质通过输入管33通过壳体34中的开口通过输入开口6导入到反应腔的上部分15中并且具有由反应腔15，16的形状决定的朝向反应腔的下部分16的底部区域17的下边界18的流动方向，所述输入开口在横截面中相对于反应腔15，16的外周面切向地布置。

排出管7是第一电极并且具有流体密封的电绝缘体20以及第一电接头22。壳体的下部分4是第二电极并且具有第二电接头23。这两个电极与调节或控制单元和功率部件连接(在图中未示出)。将交流电压(AC)和/或分别具有正极性和负极性的直流电压(DC)施加到第一电极和第二电极的电接头22，23上。

图6示出了出自图3的沿着平面D-D的横截面图的、在沿着平面C-C的反应装置1的纵截面中的、根据本发明的反应装置1的结构，其中，所述构件或部件沿着纵向轴线2布置。反应装置1的纵截面沿着平面C-C这样延伸，以使得导入的流体介质在截面平面D-D上在安装位置中从左侧流出。该结构的大部分特征相应于出自图4的特征，因此对其不再详述。

然而排出管7不具有内壁的最小自由横截面并且由此不具有用于实现文丘里效应的喷嘴14。确切地说，排出管7的对置的流体接触侧的内壁相对彼此具有保持相等的间距，由此排出管7在内部是空心管，所述空心管衔接于入口8并且具有相同的自由横截面。

图7示出了出自图3的沿着平面D-D的横截面图的、在沿着平面C-C的反应装置1的纵截面中的、根据本发明的反应装置1的结构，其中，所述构件或部件沿着纵向轴线2布置。反应装置1的纵截面沿着平面C-C这样延伸，以使得导入的流体介质在截面平面D-D上在安装位置中从左侧流出。该结构的大部分特征相应于出自图4的特征，因此对其不再详述。

类似于图6，排出管7不具有内壁的最小自由横截面并且由此不具有用于实现文丘里效应的喷嘴14。确切地说，排出管7的对置的流体接触侧的内壁相对彼此具有保持相等的间距，由此排出管7在内部是空心管，所述空心管衔接于入口8并且具有相同的自由横截面。

排出管7是第一电极并且具有流体密封的电绝缘体20以及第一电接头22。流体导向装置12是第二电极并且具有第二电接头23。这两个电极与调节或控制单元和功率部件连接(在图中未示出)。将交流电压(AC)和/或直流电压(DC)施加到第一电极和第二电极的电接头22，23上。

图8示出根据本发明的反应装置1的一个另外的实施方式，所述反应装置的构件或部件沿着纵向轴线2布置。该结构的大部分特征相应于出自图3的俯视图的特征，因此对其不再详述。反应装置1的纵截面这样延伸，以使得导入的流体介质在安装位置中在反应装置1的纵截面中上在左侧从平面流出并且在右侧流入平面中。

然而流体介质这次通过两个壳体中的开口34、两个输入管33和两个输入开口6导入到反应腔的上部分15中并且具有由反应腔15，16的形状决定的分别朝向反应腔的下部分16的底部区域17的下边界18的流动方向，所述输入开口在横截面中相对于反应腔15，16的外周面切向地布置。

排出管7是第一电极并且具有流体密封的电绝缘体20以及第一电接头22。流体导向装置12是第二电极并且具有流体密封的电绝缘体21以及第二电接头23。这两个电极与调节或控制单元和功率部件连接(在图中未示出)。将直流电压施加到第一电极和第二电极的电接头22，23上，所述直流电压或者具有在第一电极上的正极性(+)和在第二电极上的负极性(-)，或者具有在第一电极上的负极性(-)和在第二电极上的正极性(+)。

图9以俯视图示出在沿着平面C-C的横截面中的、根据本发明的反应装置1，其具有壳体的上部分3和排出管10。两个在沿着平面D-D的反应装置1的纵截面中对置的输入管(未示出)在沿着平面C-C的视图中相对于反应腔的上部分的外周面18切向地延伸并且形成两个输入开口6，该输入开口在具有外周面的截面中具有椭圆面。在相应的输入开口6前的两个箭头表示流体介质的流动方向。流体输入区域45沿着流动方向分别衔接于输入开口6，所述流体输入区域分别在反应装置1的纵截面中具有带有直径d_z 35的圆形面。

图10示出了出自图9的沿着平面C-C的横截面图的、在沿着平面D-D的反应装置1的纵截面中的、根据本发明的反应装置1的一个另外的实施方式，其中，反应装置1的构件或部件沿着纵向轴线2布置。流体输入区域45在装配位置中在截面图中的左侧和右侧示出。导入的流体介质在左侧从截面平面D-D流出。在流体输入区域45中，导入的流体介质又在截面图中的右侧流入到截面平面D-D中。反应装置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的流体接触侧的内壁形成旋转对称的反应腔15，16，所述反应腔同样具有上部分15和下部分16。反应腔的上部分15具有顶面37和基面38以及从顶面至基面的过渡区域39。纵向轴线2相应于旋转对称的反应腔15，16的旋转轴线。此外，排出管7位于反应装置1中。

流体介质通过输入开口(在纵截面中未示出)导入到反应腔的上部分15中，所述输入开口在横截面中相对于反应腔的上部分15的外周面切向地布置。流体输入区域45沿着流动方向分别衔接于输入开口(在纵截面中未示出)，所述流体输入区域在反应装置1的纵截面中在纵截面棱边上具有带有直径d_z 35的圆形面和对应的中心点46。中间平面5延伸通过流体输入区域45的中心点46。顶面37和基面38之间的间距b 40是恒定的。定位角度α42涉及下述角度，该角度在纵截面中在装配装置中观察由中间平面5相对于纵向轴线2设定，该中间平面延伸穿过流体输入区域45的中心点46。α＝90°的定位角度42在此涉及在中间平面5下在装配位置中设定的角度、即由中间平面5相对于反应腔15，16的纵向轴线2设定的角度。为此，纵向轴线2与中间平面5相交实现笛卡尔坐标系。定位角度α42＝90°由此始终涉及笛卡尔坐标系的第三象限和第四象限。在定位角度α42＝90°下，间距b 40等于流体输入区域45的直径dz 35并且由此相应于反应腔的上部分15的高度。在反应腔的上部分15中的从顶面至基面的过渡区域39与排出管7的外壁的间距相应于反应腔的上部分15的最大间距r_max36。反应腔15，16的流体导向的壁构造为使得所述壁在其几何结构和表面方面产生低的摩擦阻力和摩擦系数。

流体介质在反应腔的上部分15中处于旋转中并且形成流体涡流，所述流体涡流沿着流动方向沿着纵向轴线2下降到反应腔的下部分16。所述反应腔的下部分16从基面的过渡部39延伸直到具有底部区域的下边界18的弯曲的底部区域17。在此，半径r₃ 43相应于反应腔的下部分16的基面的过渡部41与排出管7的外壁的间距。此外，z 44相应于反应腔的下部分16的从下述部位起的间距，反应腔的上部分15的顶面37和基面38在该部位上彼此不再具有恒定的间距b 40，其中，z 44延伸直至反应腔的下部分16的底部区域17的下边界18。

在壳体的下部分4中布置几何形状突起地成型的流体导向装置12，所述流体导向装置的纵向轴线与反应腔15，16的纵向轴线2重合。流体导向装置具有带有通孔的外翻部13，所述外翻部伸入到排出管7的内壁的具有最小自由横截面的部位中。附加的流体介质在需要时可以通过通孔被吸入到反应腔的下部分16的底部区域17中。排出管7的流体接触侧的内壁的具有最小自由横截面的部位构造为用于实现文丘里效应的喷嘴14。旋转的流体涡流在保持其速度的情况下在流体导向装置12处转向并且通过入口8进入到排出管7中。入口8布置在反应腔的下部分16中并且以可变的间距a 19与反应腔的下部分16的弯曲的底部区域17的下边界18间隔开。此外，排出管具有从纵向轴线2至排出管7的外壁的半径r₂ 10以及壁厚d 11。流体介质由排出管7的出口9从反应装置1导出。

反应腔15，16的流体导向的壁构造为使得所述壁在其几何结构和表面方面产生低的摩擦阻力和摩擦系数。用于产生流体涡流并且在具有-0.99bar的叠加的负压的喷嘴14中实现文丘里效应所需的具有3.5bar的压力由于在根据本发明的反应腔15，16中更低的摩擦力而比EP 1 294 474中在相同的反应腔容积下所需的6.0bar的压力低大约42％。

排出管7是第一电极并且具有流体密封的电绝缘体20以及第一电接头22。流体导向装置12是第二电极并且具有流体密封的电绝缘体21以及第二电接头23。这两个电极与调节或控制单元和功率部件连接(在图中未示出)。将交流电压和/或直流电压施加到第一电极和第二电极的电接头22，23上。

图11示出根据本发明的接入闭合的循环系统中的反应装置1，该反应装置与调节单元26和功率部件27连接。此外，用于测量氧化还原值的传感器29和催化器31位于闭合的循环系统中。此外，反应箱30、存储容器32和臭氧储存容器28接入闭合的循环系统中。作为附加的流体介质的臭氧可以被输入反应装置1中。

图12示出根据本发明的接入开放的循环系统中的反应装置1，该反应装置与调节单元26和功率部件27连接。此外，存储容器32接入开放的循环系统中。

屠宰废水处理的实施例：

根据本发明的设备可以例如在屠宰场或大批屠宰加工的收集的清洗水和废水中被使用。这种水由于高的血含量而极大地含有蛋白质。利用根据本发明的设备和根据本发明的方法可以在电解屠宰废水时极大地并且在短时间内改善BSB值和CSB值。屠宰废水在此一方面纯流体力学地在不通过流体导向装置的通孔添加空气的情况下处理并且另一方面通过附加的电解在通过流体导向装置的通孔添加空气的情况下处理。

在纯流体力学的处理中可以测量出CSB值为4300mg/l并且BSB值为2070mg/l，而在附加的在输入空气下进行的电解中可以测量出CSB值为3300mg/l并且BSB值为1790mg/l。对于纯流体力学地处理屠宰废水的另外的测量得出CSB值为2800mg/l并且BSB值为1250mg/l，而在附加的在输入空气下进行的电解中可以测量出CSB值为1600mg/l并且BSB值为670mg/l。由此明确地看出，CSB值和BSB值通过附加地电解处理屠宰废水与通过纯流体力学地处理相比明显更低地下降。

附图标记列表

1 反应装置

2 反应腔的纵向轴线

3 壳体、上部分

4 壳体、下部分

5 中间平面

6 输入开口

7 排出管

8 排出管的入口(总横截面)

9 排出管的出口(总横截面)

10 排出管的半径r₂(从纵向轴线至外壁)

11 排出管的壁厚d

12 流体导向装置

13 流体导向装置的外翻部

14 用于实现文丘里效应的喷嘴

15 反应腔、上部分

16 反应腔、下部分

17 反应腔的下部分的底部区域

18 反应腔的下部分的底部区域的下边界

19 排出管的入口和反应腔的下部分的底部区域的下边界之间的间距a

20 排出管的电绝缘体

21 流体导向装置的电绝缘体

22 第一电极的第一电接头

23 第二电极的第二电接头

24 用于排出管的在壳体的上部分中的开口

25 用于流体导向装置的在壳体的下部分中的开口

26 调节或控制单元

27 功率部件

28 臭氧储存容器

29 传感器

30 反应箱

31 催化器

32 存储容器

33 输入管

34 用于输入管的在壳体中的开口

35 流体输入区域的直径d_z，所述流体输入区域沿着流动方向分别衔接于相对于反应腔的上部分切向地布置的输入开口。

36 半径r_max(在反应腔的上部分中的从顶面至基面的过渡区域与排出管的外壁的间距)

37 反应腔的上部分的顶面

38 反应腔的上部分的基面

39 在反应腔的上部分中的从顶面至基面的过渡区域

40 顶面和基面之间的间距b

41 反应腔的下部分的基面的过渡部

42 相对于纵向轴线的定位角度α

43 半径r₃(反应腔的下部分的基面的过渡部与排出管的外壁的间距)

44 反应腔的下部分16的从下述部位起至反应腔的下部分的底部区域的下边界的间距z，顶面和基面在该部位上彼此不再具有恒定的或者减小的间距b

45 流体输入区域

46 流体输入区域的中心点。

Claims (15)

1.一种呈用于接收流体介质的流体力学的反应装置(1)形式的设备，用于产生并且流体力学-电解地处理至少一个被导向的流体涡流，该设备包括壳体(3，4)和排出管(7)，其中，

-所述壳体(3，4)

●借助流体接触侧的内壁构成围绕纵向轴线(2)旋转对称的流体导向空腔，所述空腔以下称为反应腔(15，16)，

●其中，所述反应腔(15，16)

■沿着所述流体介质的流动方向分成上部分(15)和下部分(16)，

○并且所述反应腔的上部分(15)具有至少一个相对于所述反应腔的上部分(15)的外周面切向地布置的输入开口(6)，所述流体介质通过所述输入开口输入到所述反应腔(15，16)中，

○并且所述反应腔的下部分(16)沿着流动方向延伸直到弯曲的底部区域(17)的下边界(18)，在所述底部区域中，几何形状突起地成型的流体导向装置(12)使所述流体介质转向到所述排出管(7)的入口(8)中，并且

-所述排出管(7)以其纵向轴线与旋转对称的反应腔(15，16)的纵向轴线(2)重合，并且所述排出管(7)的入口(8)布置为相对于所述弯曲的底部区域(17)的沿流动方向处于下部的边界(18)具有间距a(19)，其特征在于，所述反应装置(1)的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极(20，21)彼此流体密封地电绝缘。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述排出管(7)至少部分地构造为第一电极，并且所述壳体的流体接触侧的内壁的至少一部分(3，4)和/或所述流体导向装置(12)构造为第二电极，或者反过来。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述排出管(7)和/或所述流体导向装置(12)能够沿着所述纵向轴线(2)调节和移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述排出管(7)在邻近口部的衔接于所述入口(8)的区域中构造为用于实现文丘里效应的喷嘴(14)，其中，所述用于实现文丘里效应的喷嘴(14)构造为文丘里喷嘴或拉瓦尔喷嘴，并且所述流体导向装置(12)的外翻部(13)终止于所述用于实现文丘里效应的喷嘴(14)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述流体导向装置(12)沿着所述纵向轴线(2)具有通孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极通过电导线和接头(22，23)与调节或控制单元(26)和功率部件(27)连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述反应腔的上部分(15)具有多于一个相对于所述反应腔的上部分(15)的外周面切向地布置的输入开口(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，流体导向部分在流体介质的流动方向上被施加催化涂层或者完全由催化材料构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，同时设置多个在其中进行电解的区域。

10.一种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，待处理的流体介质以至少一个体积流通过至少一个输入开口(6)被引导到所述壳体(3，4)的旋转对称的反应腔的上部分(15)中，以使得所述至少一个体积流处于沿着流动方向朝向所述反应腔的下部分(16)定向的沿着所述纵向轴线(2)的平移和旋转运动中，并且所述至少一个体积流形成旋转的流体涡流，所述流体涡流流动技术地形成涡流边界层，从而在所述流体涡流中产生高的离心力，并且所述流体涡流在所述流体导向装置(12)处以与在装配位置中向下定向的平移和旋转运动相反的沿着所述纵向轴线(2)的上升运动转向到所述排出管(7)的入口(8)中，其特征在于，所述反应装置(1)的流体导向构件的部分构造为第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极(20，21)彼此流体密封地电绝缘，并且将电压彼此无关地施加到所述第一电极和所述第二电极上并由此在流体介质中进行电解，通过所述至少一个流体涡流的流体力学处理和电解处理的组合进行处于所述流体介质中的化学物质或微生物的转化和/或机械和物理的破坏和/或激化。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述排出管(7)至少部分地构造为第一电极，并且所述壳体(3，4)的流体接触侧的内壁的至少一部分和/或所述流体导向装置(12)构造为第二电极。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，至少一个附加的流体介质能够通过在所述流体导向装置(12)中沿着所述纵向轴线(2)的通孔抽入到所述排出管(7)的入口(8)中，其中，所述附加的流体介质与输入到所述输入开口(6)中的流体介质相同和/或不同。

13.根据权利要求10至12所述的方法，其特征在于，所述调节或控制单元(26)将相反极性的能变换极性的直流电压和/或将交流电压施加到所述第一电极和所述第二电极上，其中，所施加的电压能够在其强度方面改变。

14.一种根据权利要求1至9中任一项所述的设备的应用，其用于流动介质的和流动介质中的预处理、制备、除菌、消毒和/或启动化学反应。

15.一种根据权利要求1至9中任一项所述的设备的应用，用于实施根据权利要求10至13所述的方法。