CN115003977A - 用于热量和/或物质传递的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热量和/或物质传递的设备，所述设备具有n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块(2)、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块(40)、带有中心轴的中心体(32)、2*n个由扁平的弹性的至少一个箔形成的区段(10a、10b)和2*n个作为用于至少一种第一可流动介质的通路的初级接口(4a、4b、78、106、108)，其中，n是整数，其中，至少一个箔的所有区段(10a、10b)的内端部固定在中心体(32)上，其中，分别在两个直接相邻的区段(10a、10b)之间提供间隙，并且总共地提供2*n个围绕中心体(32)环绕地布置的间隙，其中，沿着围绕中心体(32)的环绕方向，在至少一个箔的环绕地固定在中心体(32)上的两个直接相邻的区段(10a、10b)之间的每个第二间隙中，布置有朝向中心轴的内部初级接口(4a)和背离中心轴的外部初级接口(4b)，其中，在环绕地固定在中心体(32)上的区段(10a、10b)之间的每个间隙中分别布置有距离保持器(12、36、60)。

Description

用于热量和/或物质传递的设备
本发明涉及一种卷绕的用于热量和/或物质传递的设备、用于制造用于热量和/或物质传递的设备的方法和用于进行热量和/或物质传递的方法。
一方面已知用于热量传递的设备并且另一方面已知用于物质传递的设备。在热量传递和同时物质传递两方面甚至针对多于两种可流动介质来说也都适用的卷绕的设备迄今不是已知的。
在此背景下提出具有从属权利要求的特征的设备和方法。设备和方法的实施方式由从属权利要求和说明书得出。
按照本发明的设备设计用于热量和/或物质传递并且具有多个或者说n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块、带有中心轴的中心体、分别由扁平的弹性的至少一个箔形成了或者形成的2*n个区段或者说n对区段或者说两倍的n个区段，和用于至少一种第一可流动介质的n个初级接口或者说通路作为流入口和n个初级接口作为流出口，也就是在每个初级模块中分别具有一个流入口和一个流出口，其中，n是整数。在此规定，所述至少一个箔的所有区段的内端部或者卷绕端部固定在中心体上，其中，在围绕中心体卷绕时分别在两个直接相邻的区段之间提供间隙，并且总共地提供和/或形成2*n个围绕中心体环绕地布置的间隙。在此，沿着围绕中心体的环绕方向，只在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体上的两个直接相邻的区段之间的每个第二间隙(或者说每隔一个间隙)中，布置有这样的初级模块，所述初级模块具有朝向中心轴的内部初级接口或者说内部的初级通路和背离中心轴的外部初级接口或者说外部的初级通路。此外，在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体上的所有或者相应的两个直接相邻的区段之间的每个间隙中分别布置有距离保持器，其中，所有区段至少在一个部分圈(或者说部分转)中或者在完整的一圈中或者完整的多个圈中例如螺旋形地围绕中心体地卷绕，其中，在每个间隙中，通过布置在间隙中的距离保持器形成和/或提供例如螺旋形的流动通道。在此，在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的每个沿着围绕中心体的环绕方向的、分别布置有具有两个初级接口的初级模块的第二间隙中，分别通过距离保持器形成和/或提供设计为初级通道的例如螺旋形的通道。在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的剩余的间隙中并且因此分别在两个初级模块之间，分别通过距离保持器形成和/或提供设计为次级通道的例如螺旋形的流动通道，其中，所述至少一个箔的每个区段将直接相邻的初级通道和次级通道分隔开。
通过设置多个初级模块或者多个初级通道以及多个次级通道，实现了至少一种第一可流动的、例如流体状的介质(或者说流体介质)通过多个初级通道的并联连接并且因此并行或者说同步的传输，必要时也可以通过多个初级通道中的不同初级通道实现多个不同的第一可流动介质的并联连接并且因此并行或者说同步的传输，并且实现了至少一种第二可流动的、例如流体状的介质通过处于其间的次级通道的并联连接并且因此并行或者说同步的传输，其中，在不同的在初级通道和次级通道中流动并且通过处于其间的箔分隔开的介质之间，执行热量和/或物质或者说物质成分或者颗粒的传递，其中，在传递物质时，将至少一种化学成分从至少一种介质通过相应的箔向至少另一种介质传递。在此，至少一个第一可流动介质流动通过初级通道并且至少一种第二可流动介质同时地流动通过次级通道。在此可行的是，初级通道中的至少一种第一可流动介质和次级通道中的至少一种第二可流动介质相同地或者说沿相同方向地流动或者相反地或者说沿相反方向地流动。
所述设备具有外部护套作为外壳面，所述外部护套包围或者包络初级通道和次级通道，并且所述设备具有两个覆盖件，其中，覆盖件分别覆盖设备的相应端侧。端侧和覆盖件平行地轴向对置地布置在中心体的端部上。
因此，通过所述至少一个箔的区段，彼此分隔开的初级通道和次级通道围绕中心体或者中心轴环绕地交替。总地来说所述设备具有n个初级通道和n个次级通道并且因此具有2*n个通道或者间隙。围绕中心轴环绕地，根据定义每个第二并且因此偶数的间隙设置用于初级通道并且每个另外的奇数的间隙设置用于次级通道。卷绕的初级和次级通道的准确形状取决于中心体的形状，其可以是圆形的或者角形的或者说多边形、例如四边形、尤其是正方形的。如果中心体是圆形的，则初级通道和次级通道例如在多个卷绕的整圈中呈螺旋形。
在此，针对每个初级通道存在两个初级接口或者说通路，也就是在所述至少一个箔在中心体上的卷绕区段的内部卷绕起点或者说内部起点处和在所述至少一个箔的卷绕区段的外部卷绕终点或者说外部终点处对于至少一种第一可流动介质存在第一初级接口作为流入口和第二初级接口作为流出口，它们在浇注端侧以密封所述设备时和/或通过在至少一个端侧上提供端侧覆盖件保持打开或者在浇注之后在至少一个端侧上是打开的或者被打开。每个初级模块的相应的流入口和相应的流出口布置在对置的端侧上。
在设计方案中，存在例如柱形地卷绕的用于热量和/或物质传递的设备，所述设备由长条形的中心体、作为外壳面的外部护套以及至少一个箔的弹性的扁平的区段组成，所述区段固定在中心体上并且围绕其中心轴或者说纵轴线卷绕。所述至少一个箔的扁平区段的卷绕形成了例如螺旋形的用于至少一种第一可流动介质的初级通道，所述初级通道沿设备的径向由所述至少一个箔的扁平区段包络，其中，在初级通道之间分别附加地设计有例如螺旋形的用于至少一种第二可流动介质的次级通道。
所述可流动介质在所述至少一个箔的区段之间在初级通道和次级通道内部的流动通过合适的距离保持器确保，所述距离保持器例如设计为栅格或者通过所述至少一个箔的区段的非平坦的结构化部形成。
对于初级通道之间的相应次级通道，至少一个次级接口作为用于至少一种第二可流动介质的流入口并且至少一个次级接口作为用于至少一种第二可流动介质的流出口设置在中心体上的卷绕起点处和外部的卷绕终点处，其中，在浇注端侧以密封设备之后，中心体处的至少一个次级接口在至少一个端侧上是打开的或者被打开，并且外部的卷绕终点处的至少一个次级接口在至少一个端侧上是打开的或者被打开，和/或在外壳面处具有至少一个与次级通道相连的开口。
外部护套作为密封的外壳面可以设计为弹性的或者刚性的护套。
为了对卷绕的设备进行密封，除了用作端侧的流入口和/或流出口的接口，可以用浇注料密封端侧。
每个初级模块具有内部初级接口、外部初级接口和至少一个柔性的可弹性变形的箔，其中，至少一个外部初级接口在两个初级接口的设计方案中布置于所述至少一个箔的两个区段之间或者在制造设备时被布置在所述至少一个箔的两个区段之间，其中，设计为初级通道或者可以称为初级通道的通道处于所述至少一个箔的两个区段与两个接口之间或者布置在其间，或者在制造设备时被布置在所述至少一个箔的两个区段与两个接口之间。
n个内部初级接口根据定义在第一内部的柱形的圆的或者说圆形的主壳或者说层中围绕中心体的中心轴地、在设计方案中也围绕外壁地布置或者被布置。n个外部初级接口根据定义在第二外部的柱形的圆的或者说圆形的主壳中围绕第一内部的主壳布置或者被布置并且与之相间隔，其中，外部的柱形的主壳被外部护套包围，其中，两个主壳彼此径向地相间隔或者被间隔，其中，在两个主壳之间布置有或者布置中间壳。
在每个初级模块中，至少一个箔的两个区段例如在中间壳中，在两个主壳之间，从第一内部主壳中的内部初级接口出发朝向第二外部主壳中的外部初级接口地，取决于中心体在径向方向上的形状地，例如阿基米德螺旋形地，从内向外地卷绕，其中，由于区段之间的距离保持器确保了用于至少一个箔的两个区段之间的初级通道的间隙的保持，其中，在两个直接相邻的初级模块的相应的至少一个箔的两个直接相邻的区段之间，在箔的卷绕期间，由于这些区段之间的距离保持器而同样形成或者提供和/或保持了设计为或者可以称为次级通道的通道，所述通道从内部主壳延伸到外部主壳。
所述设备可以具有至少一个内部次级接口和至少一个外部次级接口。至少一个内部次级接口布置在第一主壳内。n个初级模块或者初级通道之间的所有n个次级通道必须与至少一个内部次级接口连接。至少一个外部次级接口布置在第二外部主壳内，其中，至少一个外部次级接口可以布置在两个直接相邻的初级模块的两个外部初级接口之间或者布置在外部护套中并且进一步与n个初级模块之间的n个次级通道中的每个次级通道连接或者被连接，也就是n个次级通道中的每个次级通道与至少一个外部次级接口连接。至少一个内部次级接口、至少一个外部次级接口和n个次级通道形成至少一个次级模块，其中，n个初级模块设计用于传递至少一种第一介质并且至少一个次级模块设计用于传递至少一种第二介质。
在设计方案中规定，每个次级通道与至少一个内部次级接口和至少一个外部次级接口具有连接。因此，每个次级通道可以具有至少一个内部次级接口和至少一个外部次级接口，并且因此具有至少一个流入口和至少一个流出口作为通路。关于初级接口规定，相应的初级模块的每个初级接口被至少一个箔的至少一个区段完全包围并且可能还被中心体的区域完全包围。
所述至少一个箔设计为密封的、介质密封的、例如物质密封的和/或流体密封的箔。
备选地可以将至少一个箔设计或者称为物质和/或流体部分可透过的箔，例如半透的或者选择性透过的膜，其设计用于允许至少一种化学成分在初级通道和次级通道之间和/或相反地在次级通道和初级通道之间的传递。
所述至少一个箔也可以至少部分地、必要时完全地由至少一种高导热材料、例如金属、例如铜、铝和/或银形成。
所述至少一个箔可以至少部分地、必要时完全地由至少一种塑料、例如聚合物形成。所述设备具有多个或者说n个初级模块和初级通道，它们分别被至少一个箔的两个区段包络。在此，所述至少一个箔的所有区段可以由相同的材料制成。然而，也可以使用由不同材料制成的箔。因此n个初级通道中的至少一个可以被由至少一种第一材料制成的箔的两个区段包络，并且至少一个其它的初级通道可以被由至少一种第二材料制成的箔的两个区段包络。
在设计方案中，内部初级接口布置于或者被布置在中心体上，其中，初级模块的内部初级接口分别由至少一个限界壁限定，所述限界壁布置于或者被布置在中心体的外壁上，其中，至少一个限界壁定义了至少一个尤其是空心的主体，该主体具有至少一个朝向相应初级模块的初级通道的开口，其中，至少一个内部初级接口与限界壁形成封闭的、例如管状的或者角形的、尤其是空心的主体，其中，这个例如封闭的主体对于可流动介质是可透过的并且包围初级接口。
此外，中心体的外壁可以具有至少一个初级腔室，例如n个初级腔室或者至少一个初级缝隙，其中，至少一个初级腔室形成用于至少一个初级接口的第一限界壁并且平坦的、例如扁平的和/或拱曲的主体形成用于至少一个初级接口的第二限界壁，其中，初级腔室和平坦的主体包围内部初级接口。
至少一个初级模块可以只具有一个封闭的软管状箔，所述软管状箔根据定义地具有两个区段，所述区段包围两个初级接口、距离保持器和至少一个初级通道并且固定在或者被固定到中心体上。
至少一个初级模块也可以只具有一个敞开的、最初为矩形的扁平的箔，所述箔具有两个区段和两个相对置的外侧，其中，两个区段的第一外侧和第二外侧分别物质密封和/或流体密封地相互连接或者被连接，其中，箔的两个区段包围两个初级接口、距离保持器和初级通道，其中，两个外侧沿一条线、即一条共同的线固定和/或锚定于中心体处/上或者被固定和/或锚定在中心体处/上。
此外，至少一个初级模块可以只具有一个敞开的、最初为矩形的扁平的箔，所述箔具有两个区段和两个相对置的外侧，其中，各一个外侧沿着各一条线物质密封和/或流体密封地固定和/或锚定于中心体处/上或者被固定和/或锚定在中心体处/上，其中，两条线通过中心体的外壁处/上的区域彼此间隔，其中，箔的两个区段和中心体的外壁处/上的区域包围两个初级接口、距离保持器和初级通道。备选地，所述外侧可以只沿着一条线物质密封和/或流体密封地固定在中心体处/上。
还可以考虑的是，至少一个初级模块具有至少一个箔的两个敞开的区段，所述区段分别由最初为矩形的扁平的区段形成，其分别具有两个相对置的外侧，其中，两个箔各自只有第一外侧物质密封和/或流体密封地相互连接或者被连接，其中，至少一个箔的第二外侧分别沿着各一条线物质密封和/或流体密封地固定或者被固定在中心体处/上，其中，两条线通过中心体的外壁处/上的区域彼此间隔，其中，两个区段和中心体的外壁处/上的区域包围两个初级接口、距离保持器和初级通道。
至少一个箔的相应区段可以按米提供并且通常切割成一定长度，即相应于分别所需的长度被切割。所述相应区段具有基本上相应于中心体的轴向长度的轴向长度。所述相应区段的径向长度取决于这个区段围绕中心轴卷绕的次数，即需要提供多少用于热量和/或物质传递的传递面。在此，在所述设备的一个设计方案中，箔的区段和距离保持器可以只部分地或者只在一整圈的一部分上、即以一个部分圈的形式围绕中心体卷绕。在其它设计方案中，箔的区段和距离保持器可以围绕中心体卷绕至少一次、例如也可以卷绕多次，其中，卷绕的任意次数取决于至少一个箔的区段的长度。
所述设备可以只具有一个内部次级接口(或者说具有只一个内部次级接口)作为流入口和/或流出口，所述流入口和/或流出口由或者说被中心体的一个外壁或者所述外壁包围，该外壁具有朝向分别处于两个直接相邻的初级模块之间的每个次级通道的至少一个开口，其中，所述只一个内部次级接口、n个次级通道和至少一个外部次级接口则根据定义地只形成一个次级模块。
备选地，该设备可以具有布置于或者被布置在第一内部主壳内的多个或者说n个内部次级接口，其中，内部次级接口的开口分别布置于或者被布置在两个直接相邻的初级模块的两个内部初级接口之间，其中，n个内部次级接口、n个次级通道和n个外部次级接口根据定义地形成多个或者说n个次级模块，其中，至少一个内部次级接口布置于或者说被布置在中心体上，其中，相应的次级模块的至少一个内部次级接口由或者被至少一个限界壁限定，所述限界壁布置于或者被布置在中心体的外壁上，其中，至少一个限界壁具有至少一个主体，该主体具有朝向相应次级模块的次级通道的至少一个开口。因此，每个内部次级接口具有朝向相应的次级通道的至少一个开口。
在此，至少一个内部次级接口可以只由沿轴向延伸的、例如管状或者角形的主体、例如栅格管限定，所述主体形成只一个限界壁，其中，这个主体包围至少一个内部次级接口。
备选地，中心体的外壁可以具有n个次级腔室，其中，次级腔室分别形成第一限界壁并且平坦的、例如扁平的和/或拱曲的主体形成第二限界壁，其中，次级腔室和平坦主体包围次级接口。
至少一个通道、也就是用于初级模块的初级通道和/或用于至少一个次级模块的次级通道可以通过位于至少一个箔的两个直接相邻布置的例如光滑的区段之间的距离保持器形成，其中，距离保持器分别与相应模块的至少一个接口、即相应初级模块的两个初级接口和/或至少一个次级模块的至少一个内部次级接口和相应的外部次级接口连接或者被连接，其中，至少一个距离保持器形成为例如由金属或者塑料制成的栅格。在此，这种处于箔外部的距离保持器设计为至少一个箔的两个区段之间的附加部件。
在设计方案中，两个直接相邻布置的箔是结构化的或者被结构化，其中，箔不平坦地和/或通常不规则地成型，例如是波浪形的和/或锯齿状的，例如具有凹入部和/或凸出部，并且基于它们的形状，即使并且恰恰在它们直接并排布置的情况下，设计用于形成通道，也就是用于初级模块的初级通道或者用于至少一个次级模块的次级通道，因为至少一个箔的两个直接相邻的区段由于它们的不规则形状而在相邻区段之间形成空腔，其中，通过至少一个箔的两个区段之间的空腔形成通道。基于相应箔的这种结构，提供了箔内部的距离保持器，该距离保持器由于箔的至少一个表面上的三维结构、例如通过粒结提供，而光滑的箔根据定义只具有二维结构。
此外，至少一个外部次级接口可以形成于两个相邻布置的外部初级接口之间，其中，初级接口在设计方案中可以与外部护套或者以物质和/或流体密封的方式或者以物质和/或流体可透过的方式连接。通常，外部初级接口与外部护套相间隔。根据定义，所有次级通道可以具有设计在外部护套中的外部次级接口，其中，所述次级通道通过外部初级接口与外部护套的这种间隔而相互连接。
在此，外部护套可以由至少一个附加外部护套包围，其中，在外部护套和至少一个附加外部护套之间形成至少一个护套空间，或者在外部护套和相应的附加外部护套之间分别形成护套空间，其中，外部护套具有至少一个开口，所述开口将这种外部次级接口与所述外部护套之外的至少一个和/或相应的护套空间连接。
中心体可以具有至少一个挤出型材并且可以设计为挤出型材。在此，中心体可以由唯一的、例如设计为一件式的挤出型材形成，其具有紧凑的或者连续的主体。备选地，中心体也可以由多个挤出型材组成，其中，首先提供各个单独的挤出型材，然后将挤出型材相互连接并且因此接合成中心体。
外部护套和/或附加外部护套设计为流体密封的。
在所述设备的两个轴向端部或者端侧上并且因此也分别在初级模块和至少一个次级模块的两个轴向端部上可以布置有或者布置物质密封和/或流体密封的覆盖件、例如物质密封和/或流体密封的盖，其中，所述设备在两个轴向端部上分别具有盖，其中，覆盖件、例如盖例如是由树脂浇注的或者可以在制造所述设备时被浇注并且相应地设计或者称为浇注件。
在设计方案中，第一盖可以具有n个初级开口和n个次级开口，其中，初级开口分别配属于内部的流入口和/或流出口或者内部初级接口并且将其与环境连接，其中，次级开口分别配属于外部次级接口或者流入口和/或流出口并且将其与环境连接，其中，第二盖具有n个初级开口和至少一个次级开口，其中，初级开口分别配属于外部的流入口和/或流出口或者外部初级接口，并且将其与环境连接，其中，至少一个次级开口配属于至少一个内部次级接口并且将其与环境连接。
备选地，第一盖可以具有n个初级开口和n个次级开口，其中，初级开口分别配属于内部初级接口并且将其与环境连接，其中，次级开口分别配属于至少一个内部次级接口并且将其与环境连接，其中，第二盖具有n个初级开口和n个次级开口，其中，初级开口分别配属于外部初级接口并且将其与环境连接，并且其中，次级开口分别配属于外部次级接口并且将其与环境连接。
在此，盖的相应开口可以在制造所述设备时钻入或者被钻入所述盖中。
按照本发明的方法设置用于制造所提出的用于热量和/或物质传递的设备的实施方式。在此，提供和/或设置n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块、带有中心轴的中心体、2*n个由扁平的弹性的至少一个箔形成的区段，其中，提供和/或设置2*n个初级接口作为用于至少一种第一可流动介质的通路，其中，n是整数。在此，所述至少一个箔的所有区段的内端部固定在中心体上，其中，分别在两个直接相邻的区段之间提供间隙，并且总共地提供2*n个围绕中心体环绕地布置的间隙。在此，沿着围绕中心体的环绕方向，在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体上的两个直接相邻的区段之间的每个第二间隙中，布置有朝向中心轴的内部初级接口和背离中心轴的外部初级接口。在此，在环绕地固定在中心体上的区段之间的每个间隙中分别布置有距离保持器。在此，所有区段至少在一个部分圈中或者在至少一圈中围绕中心体地卷绕，其中，在每个间隙中，通过布置在间隙中的距离保持器提供流动通道。在此，在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的每个沿着围绕中心体的环绕方向的第二间隙中，分别通过距离保持器提供设计为初级通道的流动通道。在此，分别在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的剩余的间隙中，分别通过距离保持器提供设计为次级通道的流动通道。在此，所述至少一个箔的每个区段将直接相邻的初级通道和次级通道分隔开。
按照本发明的第二方法设置用于通过所提出的设备的实施方式进行热量和/或物质传递，其中，所述设备具有n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块、带有中心轴的中心体、2*n个由扁平的弹性的至少一个箔形成的区段和2*n个作为用于至少一种第一可流动介质的通路的初级接口，其中，n是整数。在此，所述至少一个箔的所有区段的内端部固定在中心体上，其中，分别在两个直接相邻的区段之间提供间隙，并且总共地提供2*n个围绕中心体环绕地布置的间隙。在此，沿着围绕中心体的环绕方向，在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体上的两个直接相邻的区段之间的每个第二间隙中，布置有朝向中心轴的内部初级接口和背离中心轴的外部初级接口。在此，在环绕地固定在中心体上的区段之间的每个间隙中分别布置有距离保持器。在此，所有区段至少在一个部分圈中或者在至少一圈中围绕中心体地卷绕，其中，在每个间隙中，通过布置在间隙中的距离保持器提供流动通道。在此，在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的每个沿着围绕中心体的环绕方向的第二间隙中，分别通过距离保持器提供设计为初级通道的流动通道。在此，分别在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段之间的剩余的间隙中，分别通过距离保持器提供设计为次级通道的流动通道。在此，所述至少一个箔的每个区段将直接相邻的初级通道和次级通道分隔开。
在方法的设计方案中，通过初级模块沿至少一个第一方向输送所述至少一种第一可流动介质。此外，通过至少一个次级模块沿第二方向输送所述至少一种第二可流动介质。
在其它设计方案中，通过所述设备以不同的温度输送可流动介质，其中，通过将可流动介质彼此分隔开的至少一个箔的至少一个区段传递热量。
在其它设计方案中，通过至少一个箔允许在至少一个初级通道与至少一个次级通道之间传递至少一种化学成分。
在设备运行时，至少一种可流动的、例如流体状的初级介质流动通过初级通道，并且至少一种可流动的、例如流体状的第二介质流动通过次级通道。
如果相应的初级通道内的至少一种第一可流动介质具有第一温度并且相应的次级通道中的至少一种第二可流动介质具有第二温度，其中，这两个温度不同，则分别在通过箔彼此分隔开的初级通道和次级通道之间，经由箔和/或通过箔传递热量并且因此传递热能。然而可行的是，两种介质除了它们的相应温度之外或者替代它们的相应温度地，在至少一种化学成分的浓度和/或化学势方面彼此不同，其中，在这种情况下可行的是，通过箔在至少一种第一可流动介质和至少一种第二可流动介质之间交换或者传递至少一种化学成分并且因此传递物质。在可选的设计方案中可以考虑的是，将至少一种第一可流动介质升温地或者加热地输入到初级接口并且因此输入到所述设备中，使得与至少一种第二可流动介质流经次级通道相比，至少一种第一可流动介质更暖或者更热地流经初级通道。相反地，至少一种第二可流动介质也可以在其被输入到至少一个次级接口之前被升温或者加热。在备选的可选设计方案中可以考虑的是，将至少一个第一可流动介质冷却地输入到初级接口并且因此输入到所述设备中，使得与至少一种第二可流动介质流经次级通道相比，至少一种第一可流动介质更冷或者更凉地流经初级通道。相反地，至少一种第二可流动介质也可以在其被输入到至少一个次级接口之前被冷却。
在此，相应的可流动或者流体状的介质具有至少一种液体、至少一种气体和/或至少一种固体作为化学成分。
所述设备设计用于在围绕中心体的卷绕方向上输送介质，其中，执行设备的功能时，至少一种第一可流动介质相对于中心体径向地和螺旋形地流动通过初级通道，并且至少一种第二可流动介质径向地和螺旋形地流动通过次级通道。在此，介质例如在轴向方向上被输入到并且例如轴向地提供到设备的相应次级接口，即初级通道和次级通道，因此在设备运行时，介质同时径向地、即向内和/或向外地、例如螺旋形地被输送。
在设计方案中，初级模块可以设计用于在至少一个第一方向上输送至少一种第一流体介质，其中，至少一个次级模块设计用于在第二方向上输送至少一种第二流体介质，其中，在设备运行时，至少一种第一流体介质从初级模块、尤其是从初级通道沿第一方向输送，并且至少一种第二流体介质从至少一个次级模块、尤其是从次级通道沿第二方向输送。
因此，在设备运行时可行的是，将两种或者多种介质沿相同方向或者从相反方向输入到设备中并且从设备排出。相应地，在设备运行时，介质可以沿相同的径向方向、即例如沿顺时针地从内向外或者从外向内地，或者沿相反的径向方向输送，其中，两种介质中的一种沿顺时针或者沿逆时针向内输送并且两种介质中的另一种向外输送。因为初级通道由于卷绕而不只从内向外地延伸，而且还至少部分地、例如螺旋形地围绕中心体弯曲，所以介质的流动方向具有至少一个径向分量并且还具有围绕中心体环绕地定向的分量。
在此，在设备运行时，至少一种第一流体介质由n个初级模块或者在n个初级模块中输送，并且至少一种第二流体介质由至少一个次级模块或者在至少一个次级模块中输送，其中，为了向所述设备提供介质，可选地分别设计有或者使用至少一个用于施加不同介质的泵，其中，至少一种第一流体介质例如由至少一个第一泵施加并且通过初级模块输送，并且其中，至少一种第二流体介质例如由至少一个第二泵施加并且通过至少一个次级模块输送。在此，至少一个第一泵配属于两个盖中的只一个盖中的初级开口并且与这些初级开口连接。此外，至少一个第二泵配属于两个盖中的只一个盖中的至少一个次级开口并且与该至少一个次级开口连接。
所述设备还设计用于输送具有不同温度的介质，其中，至少一个将介质彼此分隔开的物质密封的箔设计用于将热量从具有较高温度的介质传递到具有较低温度的介质。
所述设备可以具有至少一个箔、例如膜，其设计用于允许至少一种介质的至少一种化学成分在至少一个初级模块到至少一个次级模块之间的、即从初级通道向次级通道或者从次级通道向初级通道的传递、例如扩散。
此外，所述设备还设计用于传输不同的化学成分，例如至少一种化学中性成分、至少一种化学酸性成分和/或至少一种化学碱性的、通常离子化的成分。
通过所提出的设备，可以在两种以上不同的介质之间进行物质和热量传递。
根据定义，用于热量和/或物质传递的新的卷绕设备的有希望的应用是具有热量和/或者物质传递的工艺，例如在热学方法技术中的工艺。在设备的一种实施方式中，通过可行的并联连接，也可以在较大的物质流中或者在可流动介质流中实现如在板式换热器中那样的工艺。然而，通过用于各个单独通道、即初级通道和次级通道的分隔开的流入口和流出口，可以在卷绕的设备中同时附加地处理多种可流动介质，这尤其实现了在一个设备中同时进行热量和物质传递。此外，也可以通过设计为膜的箔实现用于在可流动介质之间传输物质的较大面积。在需要时，可以通过特别的膜附加地实现期望的化学成分在可流动介质之间的优选物质传输。在同时传输热量和物质的情况下，也可以将加热侧或者冷却侧与膜侧之间的可流动介质的层厚选择得非常薄，从而可以轻松地以较低的层阻力实现薄层蒸发。
第一示例是由高沸点物质和低沸点物质或者说高沸点化学成分和低沸点化学成分组成的液态混合物的膜蒸馏。与传统蒸馏塔相比，所述设备在此实现了明显的节省，因为在化学成分混合物中在蒸发过程期间同时输入热量。这种膜蒸馏的示例性应用是酒精蒸发，所述酒精蒸发用于降低酒精饮料的酒精含量或者制造烈酒。在此，对于设计为膜的箔例如可以使用疏水性的多孔膜或者对乙醇具有较低传输阻力的溶液扩散膜并且可以将物质密封的箔用于传递热量。混合物在次级通道中流动。酒精和加热介质交替地流过初级通道。
通过新的卷绕的设备还可以成本低廉地实现具有同时的热量和物质传递的解吸工艺。一个有趣的应用是通过具有同时加热的部分水蒸发来实现的空气加湿，其也可以由混合物实现，例如用于例如在建筑物中调节形成期望的空气湿度。在此，对于设计为膜的箔，例如可以使用对水具有较低传输阻力的疏水性的多孔膜或者溶液扩散膜并且将物质密封的箔用于热量传递。
例如在通过蒸发水来浓缩酸、碱或者盐溶液时，通过新的设备可以实现薄层蒸发的优势。作为膜又例如可以使用对水具有较低传输阻力的疏水性的多孔膜或者溶液扩散膜并且可以将物质密封的箔用于热量传递。
另一个应用是具有从气相到液相的较高物质传输速率的吸收工艺，其中同时的冷却明显提高了清洗溶液的吸收能力。例如，一个有希望的应用是在吸收式制冷机中吸收氨水混合物中的氨。作为膜可以使用对氨具有较低传输阻力的疏水性的多孔膜或者溶液扩散膜并且可以将物质密封的箔用于热量传递。
对于不需要同时冷却的简单吸收工艺，卷绕的设备的主要优点是它可以很容易地与相应的气体和液体量适配，其中，在紧凑的空间中提供较大的相界面并且可以实现对可流动介质的对流导引。在此，作为所述设备的一个实施方式，例如从气体混合物中吸收少量有害物质是一种有希望的应用。作为膜又可以使用特别是对有害物质成分具有较低传输阻力的疏水性的多孔膜或者溶液扩散膜。
作为具有作为可流动介质的气体的膜接触器的一个有希望的应用是在具有传导H2O或者传导水的膜的膜接触器中用废气流对输入空气进行加湿或者除湿。尤其为了加湿燃料电池中的输入空气以及在此在移动应用中以更强的程度加湿，在具有良好性能的情况下要求紧凑性和较小的重量。
卷绕的设备作为与液体接触的膜接触器的一个有希望的应用是唐南透析，其具有传导离子的膜作为箔。在此绝对需要可流动介质的对流导引。通过作为箔的阴离子交换膜，可以在成套设备中通过卷绕的设备从无机混合物中选择性地回收大量的酸。此外，通过作为箔的阴离子交换膜，可以在成套设备中通过所述设备从无机混合物中选择性地回收大量的碱。作为介质的无机混合物中的盐的交换也是可行的。一个有趣(或者说有利)的应用在此例如是在具有离子传导膜作为箔的设备中通过用其它阳离子交换碱土离子、尤其是钙离子来软化水。
在热量传递中也形成针对卷绕的设备的有趣应用。尤其是针对每种可流动介质的通道、即初级通道和次级通道的可行的并联连接即使在具有所述设备的紧凑且成本低廉的成套设备中存在较大体积流量时也能实现可流动介质之间的热量传递。由于在需要时可以完全省去金属，因此在使用卷绕的设备时对于通过腐蚀性的可流动介质的热量传递的优势特别大。腐蚀性气体例如是垃圾燃烧的废气，或者腐蚀性液体例如是酸、碱或者海水。
本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。
不言而喻的是，之前提到的和以下还要阐述的特征不只可以在分别说明的组合中使用，而且也能够在其它组合中或者单独地使用，而不脱离本发明的范围。
本发明在附图中根据实施例示意性地示出并且在以下参照附图进行详细描述。
图1以示意图示出了初级输送模块的两个示例。
图2以示意图示出了按照本发明的设备的第一实施方式。
图3以示意图示出了按照本发明的设备的第二实施方式的细节。
图4以示意图示出了按照本发明的设备的第三实施方式的细节。
图5以示意图示出了按照本发明的设备的第四实施方式的细节。
图6以示意图示出了按照本发明的设备的第五实施方式的细节。
图7以示意图示出了按照本发明的设备的第六实施方式。
附图被连续和全面地描述。相同的附图标记配属于相同的部件。
在此，按照本发明的设备的实施方式的初级模块2的在图1a中示意性地显示的第一示例具有第一初级接口4a和第二初级接口4b，它们在此分别由栅格管6包围。此外，两个栅格管6并且因此两个初级接口4a、4b或者说通路被设计为环形软管的箔8包围，其中，两个接口4a、4b并且因此栅格管6在箔8内布置在相对置的端部处，其中，相应的栅格管6将箔8的相邻区段10a、10b隔开并且在此形成相应的接口4a、4b或者用于相应的接口4a、4b的空间。在此规定，箔8划分为两个相对置的区段10a、10b，其中，距离保持器12位于这两个区段10a、10b之间。
初级模块14的根据图1b示意性地示出的第二示例与图1a中的第一示例的区别在于包络或者包围两个初级接口4a、4b和距离保持器12的箔16最初是敞开的。为了制造这个初级模块14，箔16的两个相对置的区段18a、18b在它们的端部或者外棱边处相互焊接并且由密封件20密封。
为了制造按照本发明的设备的实施方式规定，多个初级模块2、14以一个端部固定在中心体上。因此，例如多个初级接口4a可以朝向中心体。此外，箔8、16或者它们的区段10a、10b、18a、18b也流体密封地固定在中心体上。此外规定，在直接相邻的初级模块2、14的箔8、16的区段10a、10b、18a、18b之间布置其它的距离保持器。然后将所有的初级模块2、14和处于它们之间的其它距离保持器围绕中心体卷绕。在此，在存在圆形中心体的情况下分别在初级模块2、14内形成螺旋形的初级通道22、24。此外，由于存在距离保持器，在两个直接相邻的初级模块2、14之间分别形成次级通道。
在相应的初级模块2、14中规定，两个接口之一4a例如用作流体的流入口，而另一个初级接口4b用作流体的流出口。因此，在设备运行时，至少一种第一流体介质可以传输通过作为流入口的第一初级接口4a并且然后通过螺旋形的初级通道22、24传输到作为用于所述至少一种流体介质的流出口的第二初级接口4b。此外，至少一种第二流体介质在两个初级通道22、24之间的相应次级通道中传输。在此，在设备运行时，在初级通道22、24和位于它们之间的次级通道之间，在分别被输送的流体介质之间传递热量和/或物质。如果箔8、16例如是流体密封的，则当设备运行时在流体介质之间传递热量。如果箔8、16例如是半透的，则在设备运行时，在初级通道22、24和次级通道之间，在相应的流体介质之间交换物质并且因此交换至少一种化学成分。
按照本发明的设备的第一实施方式在图2中示意性地简化示出。所述设备30在此包括四个初级模块2，如已经从图1a中已知的那样。在此，这四个初级模块2固定在设备30的、在此是正方形的中心体32上。在直接相邻的初级模块2的固定在中心体32上的端部之间，在此在相应的初级接口4a之间，内部次级接口34a在此也与内部初级接口4a环绕地交替地固定到中心体32上。此外，相应的内部次级接口34a配置有外部次级接口34b。此外，在这两个相互配属的次级接口34a、34b之间，但也分别在相应的初级模块2的箔8的两个直接相邻的区段10a、10b之间，布置有其它的距离保持器36。此外，所有初级模块2和所有次级模块40在此被流体密封的外部护套42包围。
为了制造设备30，所有的箔8、即它们相应的区段10a、10b与位于其间的距离保持器12以及位于直接相邻布置的初级模块2之间的距离保持器36在单个整圈的至少一部分或者部分圈中、例如至少一次或者多次地围绕中心体32卷绕，其中，形成卷绕的初级通道22，所述初级通道在卷绕初级模块2时也通过布置在相应箔8的区段10a、10b之间的距离保持器12被保持。在相应的两个直接相邻的初级模块2之间，由于在卷绕初级模块2时布置在其间的距离保持器12和布置在其间的距离保持器36，分别形成次级通道38，所述次级通道通过直接相邻的初级模块2的箔8的区段10a、10b限定并且在卷绕时通过相应的距离保持器36保持。在此规定，相应的次级通道38和两个次级接口34a、34b形成次级模块40，其中，设备30在此具有四个这样的次级模块40。
与初级模块2和次级模块40的具体设计方案无关地，这样的设备30总是具有相同数量的初级通道22和次级通道38。对于在此提出的实施方式，布置在中心体32上的内部初级接口4a分别用作用于至少一种第一流体介质的流入口，并且在中心体32之外或者背离中心体32布置的初级接口4b用作用于至少一种第一流体介质的流出口。在此，至少一种第一流体介质在相应的初级模块2内沿在此所示的可选流动方向、从设计为流入口的初级接口4a出发、沿所示的箭头通过相应的初级通道22向外传输到更靠外的设计为流出口的初级接口4b。
此外，在设备30运行时规定，至少一种第二流体介质在相应的次级模块40内传递，其中，所述至少一种第二流体介质从相应次级模块40的、在此设计为流入口的外部次级接口34b出发，沿在此所示的可选流动方向根据所示的箭头通过相应的次级通道38向内传输到靠内布置的次级接口34a，所述次级接口在此设计为至少一种第二流体介质的流出口。
因此，在设备30内，至少一种第一流体介质和至少一种第二流体介质同时被输送或者传输，其中，所传输的流体介质通过初级模块2的箔8的区段10a、10b彼此分隔开，其中，至少一种第一流体介质在初级通道22内从内向外地并且至少一种第二流体介质在次级通道38内同时地从外向内地输送或者传输，其中，可以在相应的流体介质之间经由或者通过箔8的区段10a、10b传递热量和/或物质。在这种情况下，至少一种第一流体介质在四个初级通道22中沿箭头方向径向地从内向外平行地流动，与之对流地或者说方向相反地，至少一种第二流体介质在四个次级通道38中从外向内平行地流动。
按照本发明的设备44的第二实施方式的中心体46在图3a中示出，根据图1a的总共八个初级模块2的端部在此固定在所述中心体46上。此外，距离保持器36分别布置在两个直接相邻的初级模块2之间、即其箔8的区段10a、10b之间并且固定到中心体46上。在此为圆形的具有中心轴的中心体46只具有一个次级接口48和初级腔室33、例如缝隙和开口35，它们将中心体46的次级接口48与中心体46的环境连接。在此，距离保持器36布置、例如固定在开口35中。导引通过两个直接相邻的开口35的两个直接相邻的距离保持器36可以在中心体46中的次级接口48内相互连接。为了制造设备44，初级模块2的外部护套10a、10b和布置在其间的距离保持器12以及位于初级模块2之间的距离保持器36螺旋形地、通常多次地围绕在此为圆形的中心体46卷绕。在此，通过在此为八个的初级模块2提供总共八个螺旋形的初级通道22，其中，每个初级通道22在内侧配置有在此设计为流入口的初级接口4a并且在外侧配置有设计为流出口的初级接口4b。在此，初级接口4a分别被箔的区段10a、10b包络。由于直接相邻的初级模块2的箔8的区段10a、10b之间存在距离保持器36，在卷绕时分别在两个初级模块2之间分别形成螺旋形的次级通道38，其中，在此规定，设备44具有八个次级通道38，其中，初级通道22的数量和次级通道38的数量在此也是相同的。然而，除了总共八个初级模块2之外，设备44的这个第二实施方式只具有一个次级模块，所述次级模块具有总共八个次级通道38，所述次级模块针对所有次级通道38在中心体46中具有共同的内部次级接口48。在八个次级通道38的靠外的端部处，在此分别布置有外部次级接口作为流入口。相应地，在相应的初级模块2内靠外地同样布置有第二初级接口4b作为流出口。
设备44的第二实施方式的其它细节在图3b中作为平行于中心体46的纵轴线剖切中心体46得到的剖视图示出。在此，图3b显示了，用于初级接口4a的初级腔室33和用于距离保持器36的开口35如何交替地或者轮流地布置在中心体46的外侧上。在此，初级腔室33沿着中心体46的整个轴向长度地沿着中心体46、例如沿着中心体46的外壁延伸。与之不同，开口35只部分地沿着中心体46或者它的外壁延伸。在此，开口35分别开始于中心体46的第一轴向端侧，但在沿着中心体46的处于中心体46的相对置的第二轴向端侧之前的位置上就终止了，因此相应的开口35只部分地或者不完全地沿中心体46轴向地延伸，由此保证中心体46的稳定性。
在设备44运行时在此规定，至少一种第一流体介质在一个端侧经由设计为流入口的内部初级接口4a并且穿过初级模块2的初级通道22输送到其外部初级接口4b并且从轴向对置的端侧从设备44导出。同时，在设备44的端侧上将至少一种第二流体介质提供到靠外布置的、在此用作流入口的次级接口中，通过相应的次级通道38和开口35朝共同的中央的内部次级接口48向内地输送并且通过这个设计为流出口的次级接口48在设备44的轴向对置的端侧上从这个设备导出，其中，在此也在从内向外地输送通过初级通道22的至少一种流体与同步地从外向内地输送通过次级通道38的至少一种第二流体之间传递热量和/或至少一种化学成分。
在图4中示出了按照本发明的设备50的第三实施方式的圆形的中心体52，其具有中心轴，在所述中心体的外壁54上布置和/或开设有总共16个腔室，即八个初级腔室56和八个次级腔室58。在此，每个腔室、即每个初级腔室56和每个次级腔室58具有通向其环境的开口，其中，距离保持器60从由初级腔室56包围的内部空间出发通过所述开口向外导引。相应地，从被相应的次级腔室58包围的内部空间出发，距离保持器62通过相应的次级腔室58的开口向外导引。此外，弹性箔的区段64布置在相应的初级腔室56和次级腔室58之间。在设备44的这个第三实施方式中规定，所述设备总共具有八个初级模块66和同样八个次级模块68。
在此规定，初级模块66分别具有在此由相应的初级腔室56提供的内部初级接口、距离保持器60和在此未示出的外部初级接口。在两个箔的两个区段64之间，在相应的初级模块66内设置初级通道70。此外，对于每个次级模块68规定，除了提供和/或形成相应的内部次级接口的次级腔室58和距离保持器62之外，次级模块还具有外部次级接口，其中，分别在所述箔的两个直接相邻的区段64之间，针对相应的次级模块68形成次级通道72。为了制造设备50，在设计方案中，箔的所有区段64和布置在其间的距离保持器60、62例如多次地围绕中心体52螺旋形地卷绕，其中，由于存在距离保持器60、62，围绕中心体52环绕交替地形成螺旋形的初级通道70和同样螺旋形的次级通道72。
在所述设备50运行时规定，通过设备50的端侧为次级腔室58并且因此为次级模块68的内部次级接口提供至少一种第二流体介质，所述至少一种第二流体介质进一步地通过相应的次级通道72向相应的次级模块68的相应的布置在外侧的次级接口传输并且通过轴向相对的端侧从设备50排出。同时，通过设备50的端侧分别为初级模块66的分别布置在外侧的初级接口提供至少一种第一流体介质，并且通过相应的初级通道70向内地朝相应的初级腔室56内的内部初级接口传输，并且在相对置的端侧上通过接口从设备50排出。在此也可行的是，在通过所述箔的区段64彼此分隔开的不同介质之间，经由和/或通过这些区段64传递热量和/或物质、例如至少一种化学成分。
在图5中示出按照本发明的设备74的第四实施方式的总共八个初级模块80的外部初级接口78和外部护套76，其中，每个初级模块80还具有由两个流体密封地相互连接的区段82a、82b组成的箔和布置在区段82a、82b之间的距离保持器84。此外，每个初级模块80在内部具有其它在此未示出的初级接口，所述初级接口固定在设备74的同样在此未示出的圆形中心体上。在此规定，相应的初级模块80的两个初级接口78被箔的两个区段82a、82b完全包围，其中，两个区段82a、82b通过布置在其间的距离保持器84相间隔。
此外，图5还示出了总共八个次级模块90的外部次级接口86，其中，这种次级模块90的次级接口86分别布置在直接相邻的初级模块80的箔的两个区段82a、82b之间。除了外部次级接口86之外，每个次级模块90还具有距离保持器88和其它的在此未进一步示出的次级接口，该次级接口也如相应的初级模块80的相应的内部初级接口那样布置在设备74的中心体上并且在图5中未进一步示出。
在所提出的设备74的实施方式中规定，初级模块80和次级模块90的在此未示出的内部的初级或者次级接口交替地环绕地布置在中心体上，其中，初级模块80的内部初级接口由相应箔的两个区段82a、82b流体密封地包围。在此规定的是，既设计有初级模块80的内部初级接口也设计有次级模块90的内部次级接口。相应地，初级模块80和次级模块90的相应的外部初级接口78、86在此设计为栅格管和/或被栅格管包围。
为了制造设备74，箔的区段82a、82b和布置在其间的距离保持器84以及次级模块90的布置在相邻初级模块80的箔的区段82a、82b之间的距离保持器88例如多次地围绕中心体螺旋形地卷绕，其中，针对外部的初级和次级接口78、86产生根据图5所示的布置。在此，通过距离保持器84在相应初级模块80的箔的两个区段82a、82b之间分别形成螺旋形的、在此未示出的初级通道。此外，在相邻的初级模块80的箔的区段82a、82b之间同样分别形成在此未示出的次级通道。
在设备74运行时，初级模块80的内部初级接口可以用作用于至少一种第一流体介质的流入口，该第一流体介质通过初级通道螺旋形地向外部初级接口78输送并且通过这些用作流出口的初级接口78从设备74输送出。相应地，至少一种第二流体介质通过次级模块90的在此用作流入口的外部次级接口86、通过两个相邻的初级模块80之间的次级通道向次级模块90的内部次级接口螺旋形地传输，其中，在此将内部次级接口用作用于至少一种第二流体介质的流出口。
在图6中示出按照本发明的设备92的第五实施方式的总共八个初级模块80的外部初级接口78和外部护套94，其中，每个初级模块80还具有由两个相互连接的区段82a、82b组成的箔和布置在区段82a、82b之间的距离保持器84。此外，每个初级模块80在内部具有其它在此未示出的内部初级接口，所述初级接口固定在设备92的同样在此未示出的中心体上。在此规定，相应的初级模块80的两个初级接口78被箔的两个区段82a、82b完全包围，其中，两个区段82a、82b通过布置在其间的距离保持器84相间隔。此外，由箔的区段82a、82b包络的外部初级接口78也与外部护套94、在此与外部护套94的内壁分隔开并且因此是相间隔的。为此，在每个外部初级接口78和外部护套94之间布置有至少一个距离保持器95，其中，在此将共同的距离保持器95用于所有初级接口78。
此外，图6还示出了布置在设备92的中心体上的八个距离保持器88和处于初级模块80的端部之间的间隙，所述间隙在此设置用于一个共同的次级模块。此外，外部护套94具有两个在此沿对角线布置的开口96，处于初级模块80的端部之间的次级模块的间隙通过所述开口96与外部护套94的环境连接。在设备74的所提出的实施方式中规定，初级模块80的在此未示出的内部初级接口和次级模块的内部次级接口交替地环绕地布置在中心体上，其中，初级模块80的内部初级接口由相应箔的两个区段82a、82b流体密封地包围。在此规定，初级模块80的内部初级接口和次级模块90的内部次级接口在此例如设计为栅格管。相应地，初级模块80的相应的外部初级接口78也设计为栅格管和/或被栅格管包围。相反地，初级模块80的端部和外部护套94之间的间隙与开口96共同形成所述一个次级模块的外部次级接口。
为了制造设备74，箔的区段82a、82b和布置在其间的距离保持器84以及次级模块的布置在相邻初级模块80的箔的区段82a、82b之间的距离保持器88例如多次地围绕中心体螺旋形地卷绕，其中，针对外部的初级接口78和次级接口产生根据图6所示的布置。在此，通过距离保持器84在相应初级模块80的箔的两个区段82a、82b之间分别形成螺旋形的初级通道。此外，在相邻的初级模块80的箔的区段82a、82b之间同样分别形成次级通道。
在设备92运行时，初级模块80的内部初级接口可以用作用于至少一种第一流体介质的流入口，该第一流体介质通过初级通道螺旋形地向外部初级接口78输送并且通过这些用作流出口的初级接口78从设备92输送出。相应地，至少一种第二流体介质从外部护套94之外的环境中穿过开口96通过次级模块的在此用作流入口的外部次级接口、通过两个相邻的初级模块80之间的次级通道向次级模块的内部次级接口螺旋形地传输，其中，在此将内部次级接口用作用于至少一种第二流体介质的流出口。由于至少一个距离保持器95，在所有次级通道和外部护套94的开口96之间提供了用于第二流体介质的通路，所述第二流体介质因此能够从环境中流动通过开口96和流动通过外部护套94的内壁与初级接口78之间的通路。
在图7中示意性示出的按照本发明的设备100的第六实施方式具有圆形中心体102和三个初级模块104。在此，每个初级模块104具有内部初级接口106或者说内部初级通路、外部初级接口108或者说外部初级通路、距离保持器110和划分成两个区段112a、112b的闭合的箔。在此，两个初级接口106、108和布置在其间的距离保持器110被箔的两个区段112a、112b完全包围。此外规定，箔的分别包围内部初级接口的两个区段112a、112b的端部固定在中心体102上。
此外，针对设备100的这个实施方式设置三个次级模块114，其中，相应的次级模块114具有内部次级接口116或者说内部次级流入口、外部次级接口118或者说外部次级通路和布置在其间的距离保持器120。在此，初级模块104和次级模块114围绕中心体102环绕地交替布置，其中，沿旋转方向根据定义地，在区段112a、112b之间的每个第二或者说偶数的区域中设置有或者设置初级模块104，并且在其间地沿旋转方向在区段112a、112b之间的每个奇数区域中设置有或者设置次级模块114。
为了制造设备100的这个实施方式，将初级模块104的箔的区段112a、112b和布置在其间的距离保持器110、以及用于次级模块114的距离保持器120从中心体102出发、即从相应的内部的初级和次级接口106、116出发围绕中心体102卷绕。在此，由于相应的初级模块104的箔的区段112a、112b之间的距离保持器110，提供了螺旋形的初级通道122，所述初级通道连接相应的初级接口106、108或者相应初级模块104的相应通路。此外，由于直接相邻的初级模块104的箔的区段112a、112b之间的距离保持器120，在卷绕时提供了相应螺旋形的次级通道124，所述次级通道将相应的内部次级接口116与外部次级接口118连接。此外，所有的初级模块104和次级模块114被设备100的外部护套126包围。在此，箔的区段112a、112b和距离保持器110、120至少在整圈的一部分上围绕中心体102卷绕，其中，形成在图7中示意性示出的结构。如果箔的区段112a、112b和距离保持器110、120多次地、即多圈地围绕中心体102卷绕，则产生多次卷绕的螺旋形结构。
在所述设备100运行时，将两个接口106、108之一或者相应初级模块104的两个通路之一用作用于至少一种第一可流动的或者流体状的介质的流入口，所述介质还通过初级通道122向相应的另一个初级接口106、108或者向另一个初级通路传输，其中，将相应的另一个初级接口106、108或者相应的另一个初级通路用作用于至少一种第一流体介质的流出口。与之同步地，将两个次级接口116、118之一或者两个次级通路之一用作用于至少一种第二可流动的或者流体状的介质的流入口，该介质通过相应的次级通道124向相应的另一个次级接口116、118或者向相应的另一个次级通路传输或者输送，所述另一个次级通路用作用于至少一种第二流体介质的流出口。
在此可行的是，以顺流或者对流的方式输送不同的待输送或者待传输的可流动的、例如流体状的介质。在顺流输送的情况下，至少一种第一流体介质从内向外或者从外流向内地流动通过初级通道122。相应地，至少一种第二流体介质从内向外或者从外向内地流动通过次级通道124。在对流地输送流体介质以时，至少一种第一流体介质从内向外或者从外向内地流动通过相应的初级通道122，而至少一种第二流体介质从外向内或者从内向外地流动。在相应地顺流或者对流地输送介质时，在相应的初级通道122和次级通道124内，在通过初级模块104的箔的区段112a、112b彼此分隔开的可流动或者流体状的介质之间，经由或者通过区段112a、112b传递物质和/或热量。因为初级通道122和次级通道124至少部分地围绕中心体102弯曲并且因此至少部分地是螺旋形的，所以介质的流动方向除了径向定向的分量之外还具有环绕定向的分量。
附图标记清单
2初级模块
4a、4b接口
6栅格管
8箔
10a、10b区段
12距离保持器
14初级模块
16箔
18a、18b区段
20密封件
22、24初级通道
30设备
32中心体
33初级腔室
34a、34b接口
35缝隙
36距离保持器
38次级通道
40次级模块
42外部护套
44设备
46中心体
48接口
50设备
52中心体
54外壁
56初级腔室
58次级腔室
60距离保持器
62距离保持器
64区段
66初级模块
68次级模块
70初级通道
72次级通道
74设备
76外部护套
78接口
80初级模块
82a、82b区段
84距离保持器
86接口
88距离保持器
90次级模块
92设备
94外部护套
95距离保持器
96开口
100设备
102中心体
104初级模块
106、108接口
110距离保持器
112a、112b区段
114次级模块
116、118接口
120距离保持器
122初级通道
124次级通道
126外部护套

Claims (15)

1.一种用于热量和/或物质传递的设备，所述设备具有n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块(2、14、66、80、104)、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块(40、68、90、114)，带有中心轴的中心体(32、46、52、102)、2*n个由扁平的弹性的至少一个箔形成的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)和2*n个作为用于至少一种第一可流动介质的通路的初级接口(4a、4b、78、106、108)，其中，n是整数，
其中，所述至少一个箔的所有区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)的内端部固定在中心体(32、46、52、102)上，其中，分别在两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间提供间隙，并且总共地提供2*n个围绕中心体(32、46、52、102)环绕地布置的间隙，
其中，沿着围绕中心体(32、46、52、102)的环绕方向，在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体(32、46、52、102)上的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个第二间隙中，布置有朝向中心轴的内部初级接口(4a、106)和背离中心轴的外部初级接口(4b、78、108)，
其中，在环绕地固定在中心体(32、46、52、102)上的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个间隙中分别布置有距离保持器(12、36、60、62、84、88、110、120)，
其中，所有区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)至少在一个部分圈中或者在至少一圈中围绕中心体(32、46、52、102)地卷绕，其中，在每个间隙中，通过布置在所述间隙中的距离保持器(12、36、60、62、84、88、110、120)提供流动通道，
其中，在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个沿着围绕中心体(32、46、52、102)的环绕方向的第二间隙中，分别通过距离保持器(12、60、84、110)提供设计为初级通道(22、24、70、122)的流动通道，
其中，分别在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的剩余的间隙中，分别通过距离保持器(36、62、88、120)提供设计为次级通道(38、72、124)的流动通道，
其中，所述至少一个箔的每个区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)将直接相邻的初级通道(22、24、70、122)和次级通道(38、72、124)分隔开。
2.按权利要求1所述的设备，在所述设备中，至少一个箔设计为密封的、尤其是物质密封和/或流体密封的箔和/或设计为半透箔，尤其设计为膜，和/或在所述设备中，至少一个箔至少部分地由至少一种导热材料、尤其是金属形成，和/或在所述设备中，至少一个箔至少部分地由至少一种塑料形成。
3.按权利要求1或2所述的设备，在所述设备中，内部初级接口(4a、106)布置在中心体(32、46、52、102)上，其中，所述初级模块(2、14、66、80、104)的内部初级接口(4a、106)分别由至少一个限界壁限定，所述至少一个限界壁布置在中心体(32、46、52、102)上，其中，所述至少一个限界壁具有至少一个主体，所述主体具有至少一个朝向相应的初级模块(2、14、66、80、104)的初级通道(22、24、70、122)的开口，其中，至少一个内部初级接口(4a、106)只由一个主体限定，其中，这个封闭的主体包围初级接口(4a、106)，和/或其中，中心体(52)的外壁具有至少一个初级腔室(56)，其中，至少一个初级腔室(56)形成用于所述至少一个内部初级接口(4a、106)的至少一个限界壁。
4.按前述权利要求之一所述的设备，在所述设备中，至少一个初级模块(2、14、66、80、104)只具有一个封闭的箔，所述箔包围两个初级接口(4a、4b、78、106、108)和至少一个初级通道(22、24、70、122)并且固定在中心体(32、46、52、102)上，和/或在所述设备中，至少一个初级模块(2、14、66、80、104)只具有一个敞开的箔，所述箔具有两个相对置的相互连接的外侧，其中，这一个箔包围两个初级接口(4a、4b、78、106、108)和初级通道(22、24、70、122)，其中，两个外侧沿着一条线固定在中心体(32、46、52、102)上，和/或在所述设备中，至少一个初级模块(2、14、66、80、104)只具有一个敞开的箔，所述箔具有两个相对置的外侧，其中，各一个外侧沿着各一条线固定在中心体(32、46、52、102)上，其中，两条线通过中心体(32、46、52、102)上的区域相互间隔，其中，所述箔和中心体(32、46、52、102)上的所述区域包围两个初级接口(4a、4b、78、106、108)和初级通道(22、24、70、122)，和/或在所述设备中，至少一个初级模块(2、14、66、80、104)具有两个敞开的箔，所述箔分别具有两个相对置的外侧，其中，两个箔的相应的第一外侧和相应的第二外侧相互连接，其中，两个箔包围两个初级接口(4a、4b、78、106、108)和初级通道(22、24、70、122)，其中，至少一个箔只沿着一条线固定在中心体上，和/或在所述设备中，至少一个初级模块具有两个敞开的箔，所述箔分别具有两个相对置的外侧，其中，分别只有两个箔的第一外侧相互连接，其中，各一个箔的各一个第二外侧沿着各一条线固定在中心体上，其中，两条线通过中心体(32、46、52、102)上的区域相互间隔，其中，两个箔和中心体(32、46、52、102)上的所述区域包围两个初级接口(4a、4b、78、106、108)和初级通道(22、24、70、122)。
5.按前述权利要求之一所述的设备，所述设备只具有一个内部次级接口(48)，所述内部次级接口由中心体(46)包围，所述内部次级接口具有至少一个朝向两个直接相邻的初级模块(66)之间的次级通道(38)的开口。
6.按权利要求1至4之一所述的设备，所述设备具有n个内部次级接口(34a、106)，其中，内部次级接口(34a、106)分别布置在两个直接相邻的初级模块(2、104)的两个内部初级接口(4a、106)之间，其中，至少一个内部次级接口(34a、106)布置在中心体(32、102)上，其中，相应的次级模块(40、114)的至少一个内部次级接口(34a、106)由至少一个限界壁限定，所述至少一个限界壁布置在中心体(32、102)上，其中，所述至少一个限界壁具有至少一个主体，所述主体具有至少一个朝向相应的次级模块(40、104)的次级通道(38、124)的开口，其中，至少一个内部次级接口(34a、106)只由一个主体限定，所述主体只形成一个限界壁，其中，这个主体包围内部次级接口(34a、106)，和/或其中，中心体(52)的外壁具有n个次级腔室(58)，其中，次级腔室(58)分别形成用于内部次级接口(34a、106)的至少一个限界壁。
7.按前述权利要求之一所述的设备，在所述设备中，至少一个通道、也就是初级通道(22、24、70、122)和/或次级通道(38、72、124)通过所述至少一个箔的两个直接相邻地布置的区段之间的距离保持器(12、36、60、62、84、88、110、120)形成，其中，所述至少一个箔的两个直接相邻地布置的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)是结构化的并且形成箔内部的距离保持器。
8.按前述权利要求之一所述的设备，在所述设备中，至少一个外部次级接口(34b、118)在两个相邻布置的外部初级接口(4b、78、108)之间由主体包围，其中，所述主体具有至少一个朝向相应的次级模块(40、90、114)的次级通道(38、124)的开口。
9.按前述权利要求之一所述的设备，在所述设备中，中心体具有至少一个挤出型材。
10.按前述权利要求之一所述的设备，在所述设备中，在初级模块(2、14、66、80、104)和至少一个次级模块(40、68、90、114)的轴向端部上布置有覆盖件，其中，所述覆盖件是浇注的，其中，至少一个盖子具有用于至少一个初级接口(4a、4b、78、106、108)的至少一个初级开口和用于至少一个次级接口(34a、34b、48、86、118)的至少一个次级接口。
11.一种用于制造按前述权利要求之一所述的用于热量和/或物质传递的设备的方法，在所述设备中，提供n个用于至少一种第一可流动介质的初级模块(2、14、66、80、104)、至少一个用于至少一种第二可流动介质的次级模块(40、68、90、114)、带有中心轴的中心体(32、46、52、102)、2*n个由扁平的弹性的至少一个箔形成的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)，其中，提供2*n个初级接口(4a、4b、78、106、108)作为用于至少一种第一可流动介质的通路，其中，n是整数，其中，所述至少一个箔的所有区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)的内端部固定在中心体(32、46、52、102)上，其中，分别在两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间提供间隙，并且总共地提供2*n个围绕中心体(32、46、52、102)环绕地布置的间隙，
其中，沿着围绕中心体(32、46、52、102)的环绕方向，在所述至少一个箔的环绕地固定在中心体(32、46、52、102)上的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个第二间隙中，布置有朝向中心轴的内部初级接口(4a、106)和背离中心轴的外部初级接口(4b、78、108)，
其中，在环绕地固定在中心体(32、46、52、102)上的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个间隙中分别布置有距离保持器(12、36、60、62、84、88、110、120)，
其中，所有区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)至少在一个部分圈中或者在至少一圈中围绕中心体(32、46、52、102)地卷绕，其中，在每个间隙中，通过布置在间隙中的距离保持器(12、36、60、62、84、88、110、120)提供流动通道，
其中，在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的每个沿着围绕中心体(32、46、52、102)的环绕方向的第二间隙中，分别通过距离保持器(12、60、84、110)提供设计为初级通道(22、24、70、122)的流动通道，
其中，分别在所述至少一个箔的两个直接相邻的区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)之间的剩余的间隙中，分别通过距离保持器(36、62、88、120)提供设计为次级通道(38、72、124)的流动通道，
其中，所述至少一个箔的每个区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)将直接相邻的初级通道(22、24、70、122)和次级通道(38、72、124)分隔开。
12.一种用于通过按权利要求1至10之一所述的设备进行热量和/或物质传递的方法。
13.按权利要求12所述的方法，在所述方法中，通过初级模块(2、14、66、80、104)沿至少一个第一方向输送所述至少一种第一可流动介质，并且在所述方法中，通过至少一个次级模块(40、68、90、114)沿第二方向输送所述至少一种第二可流动介质。
14.按权利要求12或13所述的方法，在所述方法中，通过所述设备以不同的温度输送可流动介质，其中，通过将可流动介质彼此分隔开的至少一个箔的至少一个区段(10a、10b、18a、18b、64、82a、82b、112a、112b)传递热量。
15.按权利要求12至14之一所述的方法，在所述方法中，通过至少一个箔允许在至少一个初级通道(22、24、70、122)与至少一个次级通道(38、72、124)之间传递至少一种化学成分。
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