CN1615424A - 气热交换装置 - Google Patents

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Abstract

一种气热交换装置，它包括至少一个基本上竖直的细长中空构件、多个间隔地位于该至少一个中空构件内的内部构件、与该至少一个中空构件流体连通的进气和排气装置、用于排放该至少一个中空构件的装置以及向该至少一个中空构件的上端添加液体的装置，其中每个内部构件具有至少一个开口。

Description

气热交换装置
技术领域
本发明涉及一种与溶液培养栽培系统一起使用的气热交换装置，尤其涉及在降低因蒸发引起的液体损失的同时增加水/营养物混合料的冷却和通风的气热交换装置。
背景技术
在溶液培养中，水/营养物通常保存在一大储存箱中并被回收。该液体经常通过传导或热辐射被太阳加热。因此，将其应用于植物上之前通常需要冷却。通常储存箱内也可能聚集有毒气体。如果储存箱是密封的，那么所述气体可被强迫溶解。该气体如果被吸收则可能对植物生命有害。
通常热交换装置是公知的。在工业生产过程中，热能通过各种不同的方法传输，包括在电阻加热器中的传导；交换器或换热器、蒸发器和冷凝器中的传导-对流；加热炉和辐射干燥器中的辐射；和特殊的方法例如电介质加热。
实际的热交换设备的设计和测试均是基于热交换的普遍原理进行的。在简单的装置中，关键数值如平均温差和热交换系数通常可以很容易地估算出来并具有相当的精确性，但是在复杂的处理装置中，估算很困难并具有相当的不确定性。根据服务要求，热交换设备的最终设计几乎总是基于工程判断给出一折衷方案，以提供最佳总体性能。
有时设计必须考虑与传热几乎无关的因素，例如该装置的可用空间或在流体流中可承受的压力下降。
热交换器如此重要并在加工或化学工业中具有如此广泛的应用，以致其设计原理已经被高度发展。由管式交换器制造协会(T.E.M.A)制定并认可的一些标准有效地覆盖了例如材料、制造方法、设计技巧和交换器尺寸等具体领域。大多数交换器是液体-液体热交换器，但是也可在其中处理气体和非冷凝蒸汽。
已知有管式交换器和板式交换器。管式交换器通常具有在一较大且流体密封壳体内的管中流动的第一液体。一第二液体在管外的壳体内流动，以冷却或加热在管中流动的液体。该加热或冷却通常主要由经过管壁从热流体到较冷流体的传导来实现。
在板式交换器中，通常具有波状表面的金属板被支撑在一框架中；热流体在交替的成对板之间通过，并通过相邻空隙中的冷流体进行热交换。该板通常相隔大约5mm。它们可很容易地分开以进行清洗；通过添加更多的板可以简单地设置附加区域。
另外，还已知加热或冷却的更多实用或便易方法。其中的一种加热方法为热辐射。在该类型的加热中，流体存储于器皿中，该器皿暴露在太阳下。来自太阳的热能加热该器皿内的液体。
与热辐射原理类似的冷却方法也是已知的。已知一种尤其用于野外或远距离货车运输中的蒸发冷却的简单例子。在该冷却方法中，一存储器皿被布包裹，然后整个器皿和布浸没在水中，并连接在运动车辆的前面。由于运动车辆的速度，经过存储器皿且现在围绕着湿布的空气发生蒸发。由于蒸发需要热能将水加热到一特定温度之上的事实，将从存储器皿内的水中吸热从而将其冷却。
上述冷却和加热方法通常不适于小规模溶液培养的操作。管式交换器和板式交换器非常昂贵并需要大量的维护。由于这些原因，它们通常仅可在大型化学工厂中看到。由于它们是高度发杂的设备部件，因而其并不易于由未经培训的操作员使用。它们需要普通使用者通常所不具备的特殊知识和培训。它们通常仅适合大生产量的场合。
气体交换的方法也是已知的。尤其是，通常所称的气体吸附和气提或解吸附的传质操作是已知的。
在气体吸附中，通过使用可或多或少地溶解所寻找气体的液体，可溶蒸汽从其与惰性气体的混合物中被吸收。通过液体水从氨气和空气的混合物中洗涤氨气是一个典型的例子。随后通过蒸馏从液体中回收该溶解气体，并且吸收液体被排出或被循环利用。有时通过将液体与惰性气体接触而将溶质从该液体中去除；这种气体吸附作用的逆作用称为解吸附作用或气提。
气体交换的方法具有与热交换器的情况类似的缺陷。它们对所需设备的操作要求特殊的技能和培训，并且不能被未经培训的使用者使用。它们通常也是具有相当庞大和复杂部件的昂贵设备，并因此超出了小规模用户的预算。
很明显，在相对小业务如溶液培养初级生产中使用传统的热或气交换器是既不经济也不实用的。通常，设备的这些大规模部件具有其自身的问题，且不能满足溶液培养栽培者的需要。
发明内容
本发明涉及一种气热交换装置，其至少可以部分地克服上述缺陷或向用户提供一种有用或商业选择。
在一种形式中，本发明提供一种气热交换装置，其具有至少一个基本上竖直的细长中空构件、多个间隔分布在该至少一个中空构件中的内部构件、与该至少一个中空构件流体连通的进气和排气装置、用于排放该至少一个中空构件的装置和向该至少一个中空构件的上端添加液体的装置，每个内部构件具有至少一个开口。
优选的是，该内部构件包括插件。适宜的是，每个插件的边缘与它们所处的至少一个中空构件的内表面基本上流体密封地连接。
每个装置优选可由三个基本上竖直的细长中空构件构成。优选的是，该三个中空构件中的每一个是相同的，以与单个中空构件相比仅仅允许更多的流体被处理。
中空构件优选被布置在中空构件的每一端的连接构件连接。该连接构件优选适于以基本上流体密封的方式将三个中空构件彼此连接。
该中空构件优选为管状构件。每个中空构件的外径优选在50mm和300mm之间。该中空构件优选由刚性、坚固但轻质的材料制成。一种优选的材料为聚氯乙烯(PVC)或塑料。
位于中空构件上端的连接构件优选具有位于连接构件的每一端的肘状接头(或弯管接头)以及具有位于该肘状接头之间的第三T形接头。每个肘状接头优选分别与第一和第二中空构件相连且该T形接头的下导管与该第三中空构件相连。每个肘状接头优选通过一段连接构件与T形构件的横档的任一侧相连。
位于中空构件的下端的连接构件也优选具有位于连接构件的每一端的肘状接头以及位于该肘状接头之间的第三T形接头。上端的中空构件的连接构件和下端的中空构件的连接构件优选具有基本相似的设计。
该中空构件和连接构件的壁厚优选相同。该壁厚优选在1mm和25mm之间。该壁厚对于维持中空构件的竖直强度和通过中空构件的壁的热通量很重要。
中空构件的长度优选在1.5m和10m之间。为了维持中空构件的竖直强度，适当的长度大约为6.5到7m。这将提供用以完成气热交换的适当长度，但是又短到足以维持所需强度。
也可优选具有布置在基本竖直的中空构件内的第二构件，以提供支撑。该第二构件优选也为一细长中空构件，并优选由与中空构件相同的材料制成。它适合具有更小的直径，并以同心的方式固定在中空构件内。该第二构件优选与中空构件等长，并与中空构件一起在两端终止于一共同平面中。
该第二构件优选与中空构件间隔开并被由所述插件保持定位。该第二构件基本上布置在中空构件的中心处，从而在中空构件和第二构件之间限定出一环形部分。热和气的交换优选发生在该环形部分中。该第二构件的端部优选通过基本上流体密封的方式密封，以防止任何流体流入第二构件。这将促使流体优选流经该环形部分。
该基本上竖直的细长中空构件在竖立时的方位优选应避免所有的构件同时暴露在阳光下。这意味着通常的方位是与太阳的东-西运动方向平行。
该中空构件优选通过一与之相连的支撑架维持在基本竖直的方位上。该支撑架优选由轻金属例如钢制成。该支撑架优选将中空构件支撑在地面上方，并处于适宜的高度上，以与其它溶液培养装置结合。优选的是，该中空构件的最低部分被保持为高出地表面约1-2m。该支撑架优选足够坚固，从而即使在暴风期间也足以保持中空构件的竖直定位。
插件优选为盘形构件。其优选为平面状且呈环形，并与其所处的中空构件的内部形状匹配。该插件优选具有一中心孔，该中心孔与位于中空构件内部的第二构件的外径匹配。该中心孔优选与第二构件啮合且该插件被第二构件支撑。
该插件通常具有一个由该中心孔限定的内缘和一个外缘。每个插件的内缘优选连接在第二构件上。每个插件的外缘优选连接在它们所处的中空构件上。这些连接优选通过基本上流体密封的方式进行，以防止任何液体流经这些连接。该连接方法可以是任何常规的方法，包括胶粘方式或套环方式。
该插件被适宜地竖直隔离。该插件优选等间距地隔开。优选通过接合至第二构件上的方法实现该隔离。该插件将通过连接到第二构件上的方法保持在位。
优选的是，可以具有至少三种不同类型的插件。第一种类型的插件位于每个中空构件的上下末端。优选在中空构件的上下末端的每一个上具有一个该第一种类型的插件。该第一种类型的插件优选呈环形，并具有一个其直径与第二构件相配合的中心孔，以及具有多个位于其环形表面上的开口。该开口优选为孔，以允许流体流经插件。该第一种类型的插件优选使流体围绕中空构件的直径均匀分布。
第二种类型的插件优选位于上部第一种类型的插件的附近。优选具有9个第二种类型的插件，它们与上端第一种类型的插件相邻地排列。该第二种类型的插件可以呈环形，并具有一个其直径与第二构件相配合的中心孔，以及具有多个位于其环形表面上的开口。该开口优选为孔，以允许流体流经插件。该多个开口优选具有两种不同的尺寸。第二种类型的插件中的第一种尺寸的开口的优选直径约为40mm。第二种类型的插件中的第二种尺寸的开口的直径优选大约为15mm。该两种不同尺寸的开口绕插件的环形表面交替分布。
该第二种类型的插件优选被网状构件覆盖。该网状构件优选具有约为1mm2的开口，但是也可采用任何尺寸和/或形状。该网状构件优选由“蝇筛(fly screen)”网构成。该网状构件优选在上、下环形表面处与第二种类型的插件相连。该网状构件优选地辅助气体交换。
第三种类型的插件可位于最下方第二种类型的插件的附近，但位于较下方第一种类型的插件的上方。优选具有3个第三种类型的插件，它们与最下方第二种类型的插件相邻地排列。该第三种类型的插件呈环形，并具有一个直径与第二构件相配合的中心孔，以及具有多个位于其环形表面上的开口。该开口优选为孔，以允许流体流经插件。该多个开口优选具有两种不同尺寸。该第三种类型的插件中的第一种尺寸的开口的直径优选大约为40mm。该第三种类型的插件中的第二种尺寸的开口的直径优选大约为20mm。该两种不同尺寸的开口围绕插件的环形表面交替分布。
该第三种类型的插件优选被网状构件覆盖。该网状构件优选具有小于1mm2的开口。该网状构件优选由“帆布(sailing cloth)”网构成。该网状构件优选在上、下环形表面处与第三种类型的插件相连。与第三种类型的插件相连的网状构件的织纹优选比与第二种类型的插件相连的网状构件的织纹更小。该网状构件优选可进一步辅助气体交换。
该插件优选均固定在中空构件上，以使得位于插件上的开口不对准。这样适于确保流经中空构件的流体没有固定的流动路径。这样将有利地向流体提供一定程度的搅拌。
该插件优选由刚性且坚固(高强度)的材料构成。优选的是，该材料也可是轻质的，并优选为例如聚氯乙烯(PVC)或其它塑料。
进气和排气装置优选呈T形。该T形装置的竖直部分优选与位于中空构件上端的连接构件相连。这样将使进气和排气装置处于高出地平面约8m的适当位置上。
该T形装置的横档优选在其任一端具有肘状接头。该肘状接头的垂直部分优选向下延伸。在垂直部分的下末端处，优选具有一网帽构件。该网帽构件优选呈圆顶形。优选具有一个以上的T形装置，其连接到位于中空构件的上端处的连接构件上。
进气和排气装置优选由聚氯乙烯(PVC)或其它塑料管构成。包括进气和排气装置的构件的直径优选小于中空构件的直径。
进气和排气装置优选与位于中空构件的上端的连接构件流体接触，并因此也与中空构件自身流体接触。优选允许气体、尤其是空气流进和流出中空构件。
进气和排气装置与中空构件的上端的连接构件的连接优选这样进行，以使得进气和排气装置相对于中空构件的取向可以改变。优选的是，进气和排气装置位于中空构件的上方，它们也可与中空构件形成一角度地排列。该进气和排气装置优选这样定位，以避免吸入地面热和灰尘。
用于排放中空构件的装置优选为中空构件的下端的连接构件中的一孔。该孔优选与一通向储存箱或溶液培养装置的细长管状构件基本上流体密封地连接。优选的是，该孔朝向连接构件的下侧布置，以允许中空构件在重力作用下进行排放。
向中空构件的上端添加液体的装置优选为一个从储存箱或从溶液培养装置中导出的管道系统。这样将允许收集和回收添加到中空构件中的任何水/营养物。该管道优选由聚氯乙烯(PVC)或塑料构成。该管道系统优选与一泵装置可操作地相连，以将水/营养物从储存箱或溶液培养装置中泵送到中空构件的上端。在这一点上，重力优选起作用，并将液体拉下经过中空构件而到达用于排放中空构件的装置。
该管道系统优选与中空构件的外部相连。优选的是，仅具有一根管道，以将运输水/营养物到中空构件的上端。在运输管的上端为一T形接头，其允许将水/营养物流分流成分离的液流，每个液流进入其中一个中空构件中，并且液体可向下流向用于排放中空构件的装置。
水/营养物优选经过中空构件的上端的连接构件中的基本上流体密封的开口进入中空构件。然后，流体直接流到第一种类型的插件上，其可具有围绕着每个中空构件的环形部分将流体均匀分散的效果。
由于将水/营养物泵送到中空构件的上端的压力效应，空气将通过进气和排气装置从中空构件外被吸入到中空构件中。然后，该空气在其向下通过中空构件时与水/营养物混合。传质作用也可围绕任何一个插件或通常在该中空构件中发生。
附图说明
下面结合附图描述本发明的一实施例，其中：
图1为本装置的正视图。
图2A为第一种类型的插件的平面图。
图2B为第二种类型的插件的平面图。
图2C为第三种类型的插件的平面图。
具体实施方式
根据这里所描述的实施例，本发明提供一气热交换装置10，其具有至少一个基本上竖直的细长中空构件11、多个在中空构件11内垂直隔开的插件12、与中空构件11流体连接进气和排气装置14、用于排放细长中空构件的装置15以及向中空构件的上端添加液体的装置16，每个插件12的边缘与中空构件11的内表面基本上流体密封地连接，每个插件12具有多个开口13。
每个装置10由三个基本上竖直的细长中空构件11组成。三个中空构件11中的每一个在内部和外部均相同，以与单个中空构件11相比允许处理更多流体。
中空构件11被布置在中空构件11的每一端的连接构件17连接。连接构件17适于以基本上流体密封的方式将三个中空构件11彼此相连。
中空构件11为细长的管形构件。每个中空构件11的内径大约为150mm。该中空构件11由聚氯乙烯(PVC)或塑料制成。
中空构件的上端18的连接构件具有位于连接构件的每一端的肘状接头(或弯管接头)19和一个位于肘状接头19之间的第三T形接头20。每个肘状接头19与第一和第二中空构件11相连，T形接头21的下导管与第三中空构件11相连。每个肘状接头19通过一段连接构件17与T形接头的横档的每一侧相连。
位于中空构件的下端22的连接构件也具有位于连接构件的每一端的肘状接头和一个位于肘状接头之间的第三T形接头。中空构件11的上端18的连接构件和下端22的连接构件采用基本相似的设计。
中空构件11与连接构件17的壁厚相同，其大约为9.5mm。该壁厚对于维持中空构件11的竖直强度很重要。
中空构件11的长度大约为6m，以维持中空构件11的竖直强度。这将提供适当的长度，以完成气热交换，但同时也短到足以维持其强度。
在每个基本上竖直的中空构件11内部还布置了一个第二构件23，以提供支撑。该第二构件23也是一个细长的中空构件，并也由与中空构件11相同的材料构成。它具有较小的直径，并同心地安装在中空构件11的内部。第二构件23与中空构件11等长，并与中空构件11一起在两端终止于一共同的平面中。
第二构件23与中空构件11间隔开并通过插件12保持定位。第二构件23基本上布置在中空构件11的中心处，从而限定出一个环形部分24。气热交换将在该环形部分24中进行。第二构件23的端部优选用基本上流体密封的方式密封，以防止任何流体流进第二构件23。这将促使流体流经环形部分24。
基本上竖直的细长中空构件11的方位或取向应设置成避免所有的构件同时暴露在阳光下。这意味着通常的方位与太阳的东-西运动方向平行。
中空构件11通过连接在中空构件11上的支撑架被保持在基本上竖直的方位。该支撑架由轻金属例如钢制成。支撑架将中空构件11支撑在地面上方，并位于适宜的高度上，以与其它溶液培养装置结合。通常，中空构件的最低部分保持在高出地表面约1-1.5m。该支撑架优选足够坚固或具有足够的强度，以足以即使在暴风期间也可使中空构件11保竖直定位。
插件12为盘形构件。它们是平面状的环形构件并与它们所处的中空构件11的形状相匹配。插件12具有一中心孔25，该中心孔与位于中空构件11内部的第二构件23的外径匹配。中心孔25与第二构件23相配合，插件12被第二构件23支撑。
插件12具有一个被中心孔25限定的内缘26和一个外缘27。每个插件的内缘26与第二构件23相连。每个插件的外缘27与它们所处的中空构件11相连。这些连接优选用基本上流体密封的方式进行，以防止任何液体流经这些连接。该连接方法可以是任何常规的方法，包括胶粘(adhesive)方式或套环(collar)方式。
插件12被竖直地隔离。插件12以相等的间隔隔开。通过连接到第二构件23上的方法实现这种隔离。通过连接到第二构件23上的方法可将插件12保持定位。
具有三种不同类型的插件12。第一种类型的插件28位于中空构件11的上下端部。在中空构件11的上下端部的每一个处具有一该第一种类型的插件28。该第一种类型的插件28呈环形，并具有一其直径与第二构件23相配合的中心孔25以及具有多个位于其环形表面上的开口31。该开口31为孔，以允许液体流经插件12。该第一种类型的插件28提供流体围绕中空构件11的直径的均匀分布。
第二种类型的插件29可位于上部第一种类型的插件28的附近。具有9个第二种类型的插件29，它们与上部第一种类型的插件28相邻地布置。该第二种类型的插件29呈环形，并具有一其直径与第二构件23相配合的中心孔25，以及具有多个位于其环形表面上的开口31。该开口31为孔，以允许液体流经插件。该多个开口优选具有两种不同的尺寸。在第二种类型插件中的第一种尺寸的开口32的直径约为40mm。在第二种类型的插件中的第二种尺寸的开口33的直径大约为15mm。两种不同尺寸的孔绕插件12的环形表面交替分布。
第二种类型的插件29优选被网状构件覆盖(未示出)。该网状构件具有约为1mm2的孔。该网状构件由“蝇筛”网构成。该网状构件与第二种类型的插件29的上下部环形表面相连。该网状构件辅助气体交换。
第三种类型的插件30位于最下部的第二种类型的插件29的附近。具有3个第三种类型插件30，它们与最下部的第二种类型插件29相邻地布置。该第三种类型的插件30呈环形，并具有其直径与第二构件23相配合的中心孔25，以及具有多个位于其环形表面上的开口31。该开口31优选为孔，以允许流体流经插件30。该开口具有两种不同尺寸。在第三种类型的插件中的第一种尺寸的开口34的直径大约为40mm。在第三种类型的插件中的第二种尺寸的开口35的直径大约为20mm。两种不同尺寸的孔可以绕插件30的环形表面交替分布。
第三种类型的插件30被一网状构件覆盖。该网状构件具有小于1mm2的孔。该网状构件由“帆布(sailing cloth)”网构成。该网状构件与第三种类型的插件30的上下环形表面相连。与第三种类型的插件30相连的网状构件的织纹(weave)比与第二种类型的插件29相连的网状构件的织纹更小。该网状构件进一步辅助气体交换。
插件12优选均固定在中空构件11上，以使插件12上的开口不对准。这可以确保流体流经中空构件时没有固定的流动路径，从而向流体提供了一定程度的搅拌。
插件12由刚性并坚固的材料构成，其优选例如为聚氯乙烯(PVC)或其它塑料。进气和排气装置36优选呈T形。该T形装置36的竖直部分与位于中空构件的上端18的连接构件相连。这可以使进气和排气装置36被定位成高出地平面8m。
T形装置的横档35在其任一端具有肘状接头。该肘状接头的垂直部分向下延伸。在垂直部分的下端部，具有一网帽构件36。该网帽构件呈圆顶形。在中空构件的上端18处具有一个以上的与连接构件相连的T形装置。
进气和排气装置36由聚氯乙烯(PVC)或其它塑料管构成。该装置的直径小于中空构件11的直径。
进气和排气装置36与位于中空构件的上端18的连接构件流体接触，并因此也与中空构件自身流体接触。这允许气体(尤其是空气)流进和流出中空构件11。
以这样的方式将进气和排气装置36连接到中空构件的上端18的连接构件上，以使进气和排气装置36相对于中空构件的取向或定位是可以改变的。进气和排气装置36可以位于中空构件11的上方，它们也可以排列成与中空构件11成一角度。进气和排气装置36被布置成可避免吸入地平面的热和灰尘。
用于排放中空构件的装置39是位于中空构件的下端22处的连接构件中的一个孔。该孔39与一通向储存箱41的细长管状构件40基本上流体连接。该孔朝向连接构件22的下侧布置，以允许中空构件11在重力作用下排放。
向中空构件11的上端添加液体的装置42为一从储存箱42导出的管道系统43。这样可允许收集和回收添加到中空构件11中的任何水/营养物。该管道由聚氯乙烯(PVC)或塑料构成。管道系统43与一泵装置44可操作地相连，以将水/营养物从储存箱42泵送到中空构件11的上端。在这一点上，重力起作用并将液体拉下而经过中空构件11到达用于排放中空构件的装置39。
管道系统43与中空构件11的外部相连。仅具有一根管道将水/营养物运送到中空构件11的上端。运输管的上端为一T形接头，其允许将水/营养物流分成分离的液流，然后各液流进入其中一个中空构件11并向下流向用于排放中空构件39的装置。
水/营养物优选经过在中空构件的上端18的连接构件中的基本流体型开口进入中空构件11。然后，流体直接流到第一种类型的插件28上，其具有围绕着各中空构件11的环形部分24均匀分配流体的效果。
由于将水/营养物泵送入中空构件11的上端产生的压力效应，通过进气和排气装置36会将空气从中空构件11外吸入到中空构件11内。然后，该空气在其向下通过中空构件11时与水/营养物混合。
该装置的操作如下：水/营养物通过添加液体的装置16从储存箱41泵送到中空构件11的上端。然后，该流体在重力作用下下落经过细长的中空构件11，同时与从进气和排气装置14进入的空气混合。由于添加流体时的抽吸作用，空气实际上被吸取到进气和排气14装置中，且该空气在下落的同时与液体混合。
由于进入到中空构件11中的空气通常相对于储存箱41中的热液体较冷，该液体也被冷却。插件12起到增加流体的表面积并促进空气与液体混合的作用。装置底部的液体基本上比装置顶部的液体更冷并具有更高的溶解氧含量。然后该液体被排入储存箱41中。
系统10是基本上流体密封的并在防止通过蒸发作用引起损失的同时也起到回收液体的作用。该系统也起到去除水/营养物流体中任何可能危害植物生命的有毒气体的作用。
本发明已经用文字或多或少地描述了结构或方法特征的细节。但是，应当理解的是，本发明并不限制于这里所述或特定特征，因为这里所描述的装置仅仅给出了一些实施本发明的优选形式。因此，本发明请求保护其任何形式或变型。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1、一种气热交换装置，它包括：至少一个基本上竖直的细长中空构件、多个间隔地位于该至少一个中空构件内部的内部构件、与该至少一个中空构件流体连通的进气和排气装置、用于排放该至少一个中空构件的装置以及向该至少一个中空构件的上端添加液体的装置，每个内部构件具有至少一个开口，至少一种流体可通过该开口流动，其中，每个内部构件基本上呈盘形，并具有一个外缘，每个内部构件的外缘与它们所处的至少一个中空构件的内表面基本上流体密封地相连。
2、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，包括一个以上的基本上竖直、细长、管状、中空构件。
3、根据权利要求2所述的气热交换装置，其特征在于，该中空构件通过布置在中空管状构件的每一端的连接构件相连，该连接构件适于以基本上流体密封的方式将三个中空构件彼此相连。
4、根据权利要求3所述的气热交换装置，其特征在于，位于中空构件的上端的连接构件在该连接构件的每一端具有一肘状接头以及具有一个位于该肘状接头之间的第三T形接头，该T形接头具有一个横档和一个下导管，每个肘状接头分别与一第一和第二中空构件相连并且该T形接头的下导管与一第三中空构件相连，每个肘状接头通过一段连接构件与T形构件的横档的任一侧相连。
5、根据权利要求4所述的气热交换装置，其特征在于，位于中空构件的下端的连接构件与位于上端的连接构件采用基本类似的设计。
6、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，一第二、刚性细长构件布置在该至少一个基本竖直的中空构件的内部，以提供支撑，该第二构件以同心的方式固定在该中空构件内。
7、根据权利要求6所述的气热交换装置，其特征在于，该第二构件基本上布置在中空构件的中心处，以使得在该中空构件和第二构件之间限定出一环形部分，并且该第二构件通过该内部构件保持定位。
8、根据权利要求1所述的气体交换装置，其特征在于，该至少一个中空构件通过一支撑架保持基本竖直的取向。
9、根据权利要求6所述的气体交换装置，其特征在于，该内部构件具有一中心孔，每个内部构件的中心孔在每个中空构件内与该第二构件接合，以支撑该内部构件。
10、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该内部构件沿每个中空构件的长度等间距地分布。
11、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，每个中空构件具有至少三种不同类型的插件，每个插件呈盘形，
至少一个第一种类型的插件位于该中空构件的上下端部，该第一种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口使流体围绕该中空构件的直径均匀分布，
至少一个第二种类型的内部构件与该上端第一种类型的内部构件间隔开，该每个第二种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口具有两种不同尺寸，在第二种类型的内部构件中的第一种尺寸的开口的直径大约为40mm，在第二种类型的内部构件中的第二种尺寸的开口的直径大约为15mm，该两种不同尺寸的开口围绕该内部构件的环形表面交替分布，以及
至少一个第三种类型的内部构件与该最下方的第二种类型的内部构件间隔开并位于该较低第一种类型插件的上方，每个第三种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口具有两种不同的尺寸，该第二种类型的内部构件中的第一种尺寸的开口的直径大约为40mm，该第二种类型的内部构件中的第二种尺寸的开口的直径大约为20mm，该两种不同尺寸的开口围绕该内部构件的环形表面交替分布。
12、根据权利要求11所述的气热交换装置，其特征在于，每个第二种类型的内部构件与一其上具有多个宽度大约为1mm的开口的网状构件相连。
13、根据权利要求12所述的气热交换装置，其特征在于，每个第三种类型的内部构件与一其上具有多个开口的网状构件相连，该开口小于与第二种类型的插件相连的网状构件的开口。
14、根据权利要求11所述的气热交换装置，其特征在于，该内部构件与中空构件相连，以使内部构件上的开口不对准。
15、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该进气和排气装置与该至少一个中空构件的上端流体接触，以允许气体、尤其是空气流进和流出该至少一个中空构件。
16、根据权利要求15所述的气热交换装置，其特征在于，该进气和排气装置呈T形，该T形装置的竖直部分与该至少一个中空构件的上端相连。
17、根据权利要求16所述的气热交换装置，其特征在于，该T形装置的横档在其任一端具有肘状接头，该肘状接头与一过滤器帽构件相连。
18、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该用于排放中空构件的装置为一位于该至少一个中空构件的下端的开口，该开口与一细长管状构件基本上流体密封地连接，该细长管状构件与一溶液培养装置相连。
19、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该向中空构件的上端添加液体的装置为一从储存箱或溶液培养装置导出的管道系统，该管道系统与一泵装置可操作地相连，以将水/营养物从储存箱或溶液培养装置中泵送到该至少一个中空构件的上端。
20、根据权利要求19所述的气热交换装置，其特征在于，该管道系统与该至少一个中空构件的外部相连。

Claims (21)

1、一种气热交换装置，它包括：至少一个基本上竖直的细长中空构件、多个间隔地位于该至少一个中空构件内部的内部构件、与该至少一个中空构件流体连通的进气和排气装置、用于排放该至少一个中空构件的装置以及向该至少一个中空构件的上端添加液体的装置，每个内部构件具有至少一个开口。
2、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，每个内部构件基本上呈盘形，并具有一个外缘，每个内部构件的外缘与它们所处的至少一个中空构件的内表面基本上流体密封地相连。
3、根据权利要求2所述的气热交换装置，其特征在于，包括一个以上的基本上竖直、细长、管状、中空构件。
4、根据权利要求3所述的气热交换装置，其特征在于，该中空构件通过布置在中空管状构件的每一端的连接构件相连，该连接构件适于以基本上流体密封的方式将三个中空构件彼此相连。
5、根据权利要求4所述的气热交换装置，其特征在于，位于中空构件的上端的连接构件在该连接构件的每一端具有一肘状接头以及具有一个位于该肘状接头之间的第三T形接头，该T形接头具有一个横档和一个下导管，每个肘状接头分别与一第一和第二中空构件相连并且该T形接头的下导管与一第三中空构件相连，每个肘状接头通过一段连接构件与T形构件的横档的任一侧相连。
6、根据权利要求5所述的气热交换装置，其特征在于，位于中空构件的下端的连接构件与位于上端的连接构件采用基本类似的设计。
7、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，一第二、刚性细长构件布置在该至少一个基本竖直的中空构件的内部，以提供支撑，该第二构件以同心的方式固定在该中空构件内。
8、根据权利要求7所述的气热交换装置，其特征在于，该第二构件基本上布置在中空构件的中心处，以使得在该中空构件和第二构件之间限定出一环形部分，并且该第二构件通过该内部构件保持定位。
9、根据权利要求1所述的气体交换装置，其特征在于，该至少一个中空构件通过一支撑架保持基本竖直的取向。
10、根据权利要求7所述的气体交换装置，其特征在于，该内部构件具有一中心孔，每个内部构件的中心孔在每个中空构件内与该第二构件接合，以支撑该内部构件。
11、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该内部构件沿每个中空构件的长度等间距地分布。
12、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，每个中空构件具有至少三种不同类型的插件，每个插件呈盘形，
至少一个第一种类型的插件位于该中空构件的上下端部，该第一种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口使流体围绕该中空构件的直径均匀分布，
至少一个第二种类型的内部构件与该上端第一种类型的内部构件间隔开，该每个第二种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口具有两种不同尺寸，在第二种类型的内部构件中的第一种尺寸的开口的直径大约为40mm，在第二种类型的内部构件中的第二种尺寸的开口的直径大约为15mm，该两种不同尺寸的开口围绕该内部构件的环形表面交替分布，以及
至少一个第三种类型的内部构件与该最下方的第二种类型的内部构件间隔开并位于该较低第一种类型插件的上方，每个第三种类型的内部构件在其环形表面上具有多个开口，该开口具有两种不同的尺寸，该第二种类型的内部构件中的第一种尺寸的开口的直径大约为40mm，该第二种类型的内部构件中的第二种尺寸的开口的直径大约为20mm，该两种不同尺寸的开口围绕该内部构件的环形表面交替分布。
13、根据权利要求12所述的气热交换装置，其特征在于，每个第二种类型的内部构件与一其上具有多个宽度大约为1mm的开口的网状构件相连。
14、根据权利要求13所述的气热交换装置，其特征在于，每个第三种类型的内部构件与一其上具有多个开口的网状构件相连，该开口小于与第二种类型的插件相连的网状构件的开口。
15、根据权利要求12所述的气热交换装置，其特征在于，该内部构件与中空构件相连，以使内部构件上的开口不对准。
16、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该进气和排气装置与该至少一个中空构件的上端流体接触，以允许气体、尤其是空气流进和流出该至少一个中空构件。
17、根据权利要求16所述的气热交换装置，其特征在于，该进气和排气装置呈T形，该T形装置的竖直部分与该至少一个中空构件的上端相连。
18、根据权利要求17所述的气热交换装置，其特征在于，该T形装置的横档在其任一端具有肘状接头，该肘状接头与一过滤器帽构件相连。
19、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该用于排放中空构件的装置为一位于该至少一个中空构件的下端的开口，该开口与一细长管状构件基本上流体密封地连接，该细长管状构件与一溶液培养装置相连。
20、根据权利要求1所述的气热交换装置，其特征在于，该向中空构件的上端添加液体的装置为一从储存箱或溶液培养装置导出的管道系统，该管道系统与一泵装置可操作地相连，以将水/营养物从储存箱或溶液培养装置中泵送到该至少一个中空构件的上端。
21、根据权利要求20所述的气热交换装置，其特征在于，该管道系统与该至少一个中空构件的外部相连。
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