ES2937639T3

ES2937639T3 - Aparato de flujo para guiar el flujo de un fluido

Info

Publication number: ES2937639T3
Application number: ES15703755T
Authority: ES
Inventors: Frank Eckert; Fabian Trefz; Timm Greschner
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: WO2015114105A2; DE102014201908A1; CN105992927A; CN105992927B; KR20160117423A; EP3102899A2; US20160334175A1; US10386130B2; PT3102899T; KR102301068B1; WO2015114105A3; EP3102899B1

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de flujo (50) que comprende un sistema de primera línea (60) a través del cual se conduce un primer flujo de fluido (100), teniendo dicho sistema de primera línea (60) un tubo guía (21) y al menos un medio de guía (20, 22) que influye en una dirección de flujo de dicho flujo de fluido (100) de manera que, entre una región de entrada (61b) y una región de salida (62b) de dicho sistema de primera línea (60), el flujo de fluido (100) circula de manera radialmente circunferencial alrededor de un eje de flujo de entrada y/o salida (102, 103), en una región de flujo circulante (105) en un ángulo circunferencial UW. La invención también se refiere a un método para conducir un flujo de fluido (10), que comprende una entrada y una sección de salida (12, 13) que tienen un eje de entrada y salida (14, 15) sustancialmente paralelo, preferiblemente coaxial. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de flujo para guiar el flujo de un fluido

La invención se refiere a un aparato de flujo para llevar a cabo un procedimiento para guiar un flujo de fluido, que presenta una sección de entrada y de salida con un eje de entrada y de salida esencialmente paralelo, preferentemente coaxial.

A este respecto, bajo sección de entrada o de salida de una corriente de fluido se entiende en particular la parte de un recorrido de flujo que se encuentra en la dirección de flujo delante o detrás de una sección efectiva de todo el recorrido de flujo del procedimiento considerado. A este respecto, como sección eficaz se entiende la parte del recorrido de flujo en la que el procedimiento actúa sobre la corriente de fluido o en la que la corriente de fluido se trata según el procedimiento. Bajo un eje de entrada o de salida se entiende, en particular, un eje - imaginario - en paralelo a una dirección de flujo en la sección de entrada o de salida. A este respecto, preferentemente, el eje de entrada y salida es esencialmente perpendicular a una superficie de sección transversal de la sección de entrada y salida del recorrido de flujo. A este respecto, estos ejes de flujo están orientados o dispuestos preferentemente en paralelo a una normal a la superficie de las superficies de sección transversal mencionadas.

Ya se conocen una pluralidad de procedimientos para guiar una corriente de fluido. Así, por el documento EP 1486 126 A2 se conoce un intercambiador de calor de haz de tubos, en el que una de corrientes de fluido se conduce por espirales deflectoras de forma circular alrededor del haz de tubos, en el que se guía la segunda corriente de fluido. La espiral deflectora proporciona a este respecto a la corriente de fluido una superficie relativamente grande, que a su vez absorbe energía térmica que luego no está disponible para el intercambio de calor con la corriente de fluido en el haz de tubos. El documento EP-A-1486126 da a conocer además un aparato de flujo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Por ejemplo, otra realización se conoce por el documento DE 3528426 A1, donde en esta realización la corriente de fluido que fluye alrededor del haz de tubos circula de forma serpenteante a través de deflectores escalonados, dispuestos transversalmente a la dirección de flujo alrededor del haz de tubos. A este respecto, este flujo serpenteante da como resultado una elevada resistencia al flujo debido a la múltiple inversión de dirección de 180° del flujo. El objetivo de la invención es ahora encontrar una variante de dichos procedimientos que permita una implementación especialmente compacta en un aparato de flujo, donde la corriente de fluido o un flujo de fluido se puede exponer a una gran longitud efectiva en la longitud constructiva más corta posible del aparato de flujo A este respecto, bajo longitud eficaz se entiende en particular una sección de la corriente de fluido o un recorrido de flujo del flujo de fluido en el que este se puede exponer, someter o suministrar a una interacción. A este respecto, la interacción puede ser en particular una interacción química, térmica, mecánica y/o electromagnética con al menos un compañero de interacción adecuado. A este respecto, el compañero de interacción es otra corriente de fluido.

Este objeto se consigue según la invención mediante un aparato de flujo según la reivindicación 1.

A este respecto, el medio de guiado del aparato de flujo según la invención es una pared de separación en un tubo de guiado y/o una combinación de tales elementos, que desvía adecuadamente la corriente de fluido o un flujo de fluido de la corriente de fluido. En una realización especialmente preferida de un medio de guiado, este comprende un tubo de guiado con conexiones de entrada o de salida dispuestas en el extremo, al que se puede conectar una región de entrada y salida en el lado del tubo o la sección de entrada y salida de la corriente de fluido se puede conectar. A este respecto, el tubo de guiado puede estar configurado en particular de forma rectilínea, de modo que la conexión de entrada o salida y las regiones de entrada y salida asociadas del sistema de líneas o la sección de entrada y salida de la corriente de fluido obliguen o provoquen, al menos alienten un desarrollo de flujo esencialmente rectilíneo del flujo de fluido a lo largo de un eje de entrada y salida. A este respecto, el eje de entrada y salida están orientados preferentemente coaxialmente entre sí. La pared de separación está dispuesta a este respecto en el tubo de guiado entre la región de entrada y salida, que confiere un componente direccional transversal al flujo de fluido que fluye a lo largo del eje de entrada. A este respecto, el flujo de fluido se descompone preferiblemente en flujos parciales con direcciones de flujo radiales a lo largo de esta sección de flujo alrededor. Los flujos radiales resultantes se desvían en dirección circunferencial alrededor del eje de entrada y de salida por otros componentes de desviación del medio de guiado antes de que se desvíen finalmente de nuevo en dirección al eje de salida por otros componentes de desviación según un ángulo circunferencial UW. Mediante las medidas enumeradas en las reivindicaciones dependientes se producen perfeccionamientos y mejoras ventajosos de las características especificadas en la reivindicación principal.

Se logra una implementación especialmente bien escalable del procedimiento en un aparato de flujo cuando el ángulo ^{circunferencial}U^{w es esencialmente un múltiplo entero de 30°, 45°, 60°, 90°, 180° o 360°.}

Una configuración preferida se logra porque la corriente de fluido entra en un tubo de guiado a través de una conexión de entrada y se propaga a lo largo de una dirección de flujo en el tubo de guiado, donde la corriente de fluido se desvía sobre una sección de tubo por una pared de separación, en particular sección por sección, preferentemente constantemente progresivamente, en una corriente radial. La corriente radial puede salir a través de al menos un paso radial en el tubo de guiado de este y entrar en un espacio intermedio formado por una envolvente de tubo preferentemente esencialmente cerrada que se extiende alrededor del tubo de guiado. A este respecto, la envolvente de tubo desvía la corriente radial en una dirección circunferencial alrededor del tubo de guiado, de modo que la corriente de fluido ahora se convierte en la sección de flujo de circulación antes de ingresar nuevamente en el tubo de guiado a través de otro paso radial y se desvía de nuevo a través del tubo de guiado en la dirección de salida y se guía a una conexión de salida.

Debido a que la corriente de fluido en la región de flujo de circulación interactúa o al menos puede interactuar con otra corriente de fluido, con el procedimiento según la invención se puede lograr una implementación especialmente compacta en un aparato de flujo para la interacción entre la primera y otra corriente de fluido. Preferentemente, a este respecto, al menos una corriente de fluido experimenta un cambio de estado, donde bajo un cambio de estado se debe entender aquí en particular un cambio de un estado termodinámico, en particular la temperatura, presión, volumen y/o estado de agregación, y/o un estado químico , en particular una composición química y/o un estado físico diferente.

Una interacción especialmente buena entre la primera y otra corriente de fluido se logra porque la otra corriente de fluido en la región de flujo se afluye esencialmente transversalmente por la primera corriente de fluido. A este respecto, bajo una "afluencia transversal" se entiende en particular un desarrollo de flujo en el que, en la región de interacción de las dos corrientes de fluido, el vector de dirección de la primera corriente de fluido está aproximadamente vertical, pero al menos bajo un ángulo de al menos 30°, en particular de 45°, pero preferiblemente al menos 0° respecto al vector de dirección del otro flujo de fluido. Bajo "vector de dirección" de un flujo se entiende a este respecto en particular la flecha de dirección local o la indicación local de la dirección espacial de una sección de flujo respectiva o una celda de flujo o una celda de volumen del flujo.

Para impedir, evitar o al menos limitar un contacto directo entre las dos corrientes de fluido, es ventajoso que la otra corriente de fluido se guía a través de la primera corriente de fluido en un sistema de líneas, en particular un sistema de haz de tubos.

Según la invención, el objetivo se logra mediante un aparato de flujo con un primer sistema de líneas para conducir un primer flujo de fluido, donde el primer sistema de líneas comprende un tubo de guiado y al menos un medio de guiado que influye en la dirección de flujo del flujo de fluido y/o al menos un cuerpo de flujo. A este respecto, según la invención, el medio de guiado y/o el cuerpo de flujo están previstos y configurados para optimizar un desarrollo de flujo con el fin de aumentar la eficiencia del aparato de flujo. A este respecto, bajo "optimización de un desarrollo de flujo" se entiende en particular el ajuste de un tiempo de permanencia dentro de ciertas secciones del aparato de flujo, la supresión o la inducción específica de turbulencias en ciertas secciones de flujo del flujo de fluido y/o la orientación de las direcciones de flujo en ciertas secciones del aparato de flujo y/o ciertas secciones de flujo del flujo de fluido.

A este respecto, el aparato de flujo según la invención está configurado para una interacción de al menos dos flujos de fluido, donde uno de los flujos de fluido se guía en particular según el procedimiento mencionado anteriormente. El aparato de flujo presenta a este respecto un primer sistema de líneas para conducir un primer flujo de fluido y preferiblemente al menos otro sistema de líneas para conducir otro flujo de fluido. Cada uno de los sistemas de líneas presenta respectivamente al menos una conexión de entrada y al menos una de salida para el suministro y evacuación del respectivo flujo de fluido. A este respecto, bajo una conexión, en particular una conexión de entrada o de salida, también se debería entender una sección de línea del sistema de líneas en la dirección de flujo antes o después de una sección de procedimiento de la corriente de fluido o el flujo de fluido respectivo, pero también una brida correspondiente o brida de conexión dispuesta correspondientemente en el respectivo sistema de líneas y/o también una tubuladura dispuesta allí en el respectivo sistema de líneas, que se utiliza para el suministro o evacuación del respectivo flujo de fluido.

Los aparatos de flujo de este tipo se usan frecuentemente como calderas, intercambiadores de calor y/o evaporadores, donde básicamente se debe lograr un uso lo mejor posible del espacio, es decir, una superficie de contacto o transferencia lo mayor posible entre los flujos de fluido. Esto se puede lograr gracias a una orientación de un eje de flujo principal del otro flujo de fluido esencialmente en paralelo al eje de flujo de entrada y/o salida del primer flujo de fluido. Los ejes de entrada y salida del primer flujo de fluido están orientados preferentemente coaxialmente entre sí. A este respecto, bajo un eje de flujo principal se entiende en particular un eje a lo largo del cual o en paralelo al cual se propaga una corriente por al menos el 50% de una longitud de recorrido total referido a un sistema de líneas.

En una configuración preferida, un eje de flujo de al menos una de las dos conexiones del otro sistema de líneas no está orientado en paralelo, preferentemente en un ángulo superior a 45°, de forma especialmente preferible casi en ángulo recto con al menos un eje de flujo de una de las dos conexiones del primer sistema de líneas. Tal disposición puede ser ventajosa en particular cuando se usa el aparato de flujo como evaporador o intercambiador de calor entre flujos de fluido gaseosos y líquidos.

Sin embargo, también puede ser ventajoso si un eje de flujo de al menos una de las dos conexiones, preferentemente ambas conexiones, del otro sistema de líneas está orientado en paralelo a un eje de flujo de una de las dos conexiones del primer sistema de líneas. En particular, cuando el aparato de flujo se utiliza como intercambiador de calor entre dos flujos de fluido líquido, la variante mencionada en segundo lugar puede conducir a una compactación ventajosa del aparato de flujo o su instalación en un sistema de tuberías o una instalación.

Si las conexiones de entrada y salida, en particular los ejes de flujo de la conexión de entrada y salida, de al menos uno de los sistemas de líneas se encuentran en un plano, preferentemente están orientadas en paralelo entre sí, de manera especialmente preferible orientadas coaxialmente entre sí, se puede obtener un aparato de flujo fácilmente integrable en las instalaciones existentes. En particular, una disposición coaxial de la conexión de entrada y salida del primer sistema de líneas permite una fácil integración del aparato de flujo en los sistemas de líneas existentes del primer flujo de fluido. Así, por ejemplo, el aparato de flujo para utilizar el calor residual de un primer flujo de fluido se podría integrar como un intercambiador de calor directamente en una red de líneas existente para conducir el primer flujo de fluido, en el que se reemplaza una sección de línea rectilínea por el aparato de flujo.

Para poder proporcionar el otro flujo de fluido a partir del otro sistema de líneas del aparato de flujo de una manera fácilmente manejable, puede ser ventajoso si las conexiones de entrada y salida, en particular los ejes de flujo de la conexión de entrada y salida, de al menos uno, preferentemente cada sistema de líneas del aparato de flujo se encuentran en respectivamente un plano, preferentemente están orientadas respectivamente en paralelo entre sí, respectivamente preferentemente están orientadas coaxialmente entre sí, donde los planos respectivos encerrando preferentemente un ángulo de entre 45 y 90°.

Sin embargo, también puede ser ventajoso que las conexiones de entrada y salida del otro sistema de líneas estén dispuestas en regiones finales opuestas entre sí de la envolvente de tubo a lo largo de una extensión longitudinal del tubo de guiado. Preferentemente, las conexiones de entrada y salida pueden estar orientada a este respecto esencialmente en dirección radial que se aleja del tubo de guiado y, en particular, pueden estar dispuesta apuntando entre sí en direcciones esencialmente diametralmente opuestas. Una configuración de este tipo se puede utilizar en particular en otros sistemas de líneas que están construidas esencialmente de secciones de tubo o tramos de tubo rectilíneos.

En una configuración preferida, el aparato de flujo según la invención presenta una forma cilíndrica que se extiende a lo largo de un eje principal, donde el eje de flujo de la conexión de entrada y/o salida del primer sistema de líneas está orientado en paralelo, preferentemente coaxialmente, a este eje principal.

En un perfeccionamiento preferido de esta realización del aparato de flujo según la invención, la conexión de entrada y/o salida del otro sistema de líneas está dispuesta en la proximidad de la conexión de entrada o salida del primer sistema de líneas, donde el eje de flujo de la conexión de entrada y/o salida del otro sistema de líneas está orientado esencialmente verticalmente o alternativamente en paralela al eje principal.

Alternativamente, también puede ser ventajoso que la conexión de entrada del otro sistema de líneas esté prevista cerca de la conexión de entrada del primer sistema de líneas, mientras que la conexión de salida del otro sistema de líneas está dispuesta cerca de la conexión de salida del primer sistema de líneas, o viceversa. Esta realización puede ser ventajosa en particular en el caso de aparatos de flujo con otros sistemas de líneas que están construidos esencialmente de secciones de tubo o tramos de tubo rectilíneos.

Si el primer sistema de líneas está formado esencialmente por un tubo de guiado y una envolvente de tubo que encierra el tubo de guiado, donde la envolvente de tubo encierra o forma un espacio intermedio que se extiende entre el tubo de guiado y la envolvente de tubo, y donde las conexiones de entrada y salida del primer sistema de líneas están dispuestas en los dos extremos esencialmente opuestos del tubo de guiado, entonces se puede obtener un aparato de flujo según la invención o un aparato de flujo para llevar a cabo el procedimiento según la invención de una manera especialmente sencilla.

Se obtiene una realización especialmente ventajosa y fácil de montar cuando la envolvente del tubo está configurada de tipo capucha y, a este respecto, presenta una estructura de envolvente esencialmente cilíndrica y un fondo o una sección de montaje en cada lado frontal, donde el fondo es adyacente a una sección de conexión del tubo de guiado. A este respecto, la sección de montaje puede estar configurada, por ejemplo, como resalte de montaje y/o superficie de contacto y/o anillo de contacto. En particular, la sección de montaje está prevista para disponer la envolvente del tubo en otro componente u otro grupo constructivo del aparato de flujo, en particular para fijar allí la envolvente del tubo.

En otra configurada preferida del aparato de flujo según la invención o de un aparato de flujo para llevar a cabo el procedimiento según la invención, como medio de guiado está dispuesto una pared de separación que discurre oblicuamente a través de una sección transversal longitudinal del tubo de guiado, en el tubo de guiado, en particular entre la conexión de entrada y la conexión de salida. Una sección de flujo en la región de la conexión de entrada o salida forma a este respecto la sección de entrada o salida de la corriente de fluido. En la región rodeada por la envolvente de tubo, el tubo de guiado presenta respectivamente al menos uno, preferentemente varios, pasos radiales en su superficie envolvente para el pasaje del primer flujo de fluido desde el tubo de guiado al espacio intermedio o para el pasaje desde el espacio intermedio al tubo de guiado a lo largo de una dirección de flujo del primer flujo de fluido. Preferentemente, la sección de flujo de circulación de la primera corriente de fluido está dispuesta o localizada esencialmente en este espacio intermedio. La pared de separación, junto con los pasos radiales en el tubo de guiado, permite ventajosamente la primera desviación y, si es necesario, la división del primer flujo de fluido en flujos parciales dirigidos radialmente, mientras que la envolvente del tubo asegura una desviación en la dirección circunferencial.

Si en la dirección de flujo del primer flujo de fluido, al menos en una parte del tubo de guiado que apunta desde la conexión de entrada en dirección a la pared de separación en la región de al menos un paso radial está previsto al menos un cuerpo conductor de flujo, que preferentemente se extiende en el tubo de guiado, se puede promover ventajosamente la implementación del procedimiento según la invención en el aparato de flujo. Alternativa o complementariamente, el cuerpo conductor de flujo también puede presentar una extensión radial en el espacio intermedio. A este respecto, bajo “disposición en la región de un paso radial” se entiende en particular que el cuerpo conductor de flujo puede estar previsto o dispuesto en la dirección de flujo delante del paso radial, al nivel del paso radial y/o aguas abajo del respectivo paso radial. A este respecto, el cuerpo conductor de flujo presenta ventajosamente un efecto compensador y/o supresor de turbulencias en la primera corriente de fluido, el primer flujo de fluido o el respectivo flujo parcial.

En otro aspecto, el aparato de flujo según la invención se puede mejorar porque una primera sección transversal de flujo QE de una parte del tubo de guiado dirigida hacia la conexión de entrada a lo largo de la dirección de flujo del primer flujo de fluido disminuye esencialmente en la misma medida que una segunda sección transversal de flujo QA de una parte del tubo de guiado dirigida hacia la conexión de salida aumenta a lo largo de la dirección de flujo del primer flujo de fluido. La suma de QE y QA preferentemente no es mayor que una sección transversal de flujo en la conexión de entrada, donde en aplicaciones especiales del aparato de flujo puede ser ventajosa una configuración diferente de la sección transversal total de QE y QA referido a la sección transversal de entrada o salida de las conexiones. Gracias a esta configuración se logra que el primer flujo de fluido que afluye desde la conexión de entrada y el primer flujo de fluido que sale en la dirección de la conexión de salida se distribuyen lo más uniformemente posible sobre una longitud axial del espacio intermedio o la región o sección de flujo de circulación o en al menos una sección axial del espacio intermedio o se pueden unir de nuevo desde este espacio. De esta manera, se apoya el efecto ventajoso de reducción de pérdida de presión y/o de supresión de turbulencias de la estructura según la invención. A este respecto, ventajosamente se puede describir o está configurada una modificación continua, monotónica o estrictamente monotónica de las secciones transversales QE, QA como función de la posición axial a lo largo del espacio intermedio, de la sección de flujo de circulación o la región de flujo de circulación. En la configuración más sencilla, el desarrollo de la primera sección transversal de flujo QE es rectilíneo, decreciente linealmente, mientras que el trazado de la segunda sección transversal de flujo es rectilíneo, aumentando linealmente en la misma medida. Sin embargo, los desarrollos de curvas más complejos también pueden ser ventajosos. Por ejemplo, dependiendo de la naturaleza del primer flujo de fluido, un desarrollo de curva hiperbólico, parabólico, exponencial y/u otro adecuado podría ser ventajoso, en particular en función de la posición axial a lo largo del espacio intermedio de la sección de flujo de circulación o región de flujo de circulación.

En otro perfeccionamiento, el o los pasos radiales está(n) configurado(s) de tipo ranura en relación con la circunferencia. En este contexto, a este respecto, se entiende bajo pasos de tipo ranura junto a cavidades, aberturas o pasos esencialmente alargados de una sola pieza, también un número de pequeños pasos como perforaciones, rejillas o similares, que presentan un efecto de ranura en la circunferencia, dispuestos y/o agrupados a lo largo de la extensión longitudinal. Alternativa o complementariamente, los pasos radiales también pueden estar configurados como cavidades, orificios o aberturas planos. En una realización preferida, los pasos radiales o el paso radial efectivo que resulta de pequeños pasos presentan un ancho de paso efectivo que es preferentemente menor o esencialmente igual a una longitud de paso de los pasos radiales o del pasaje radial efectivo que resulta de pequeños pasos en relación con una extensión longitudinal del tubo de guiado. A este respecto, los pasos radiales o los pequeños pasos se pueden introducir en la envolvente del tubo de guiado mediante mecanizado de corte, punzonado, arranque de viruta y/o conformado. Además, la superficie de sección transversal del paso radial o una superficie total de las secciones transversales de los pasos radiales se encuentra preferentemente entre 25 % y 400 %, en particular entre 90 % y 300 %, de manera especialmente preferida entre 140 % y 270 % de la sección transversal de flujo en la conexión de entrada.

En otro perfeccionamiento ventajoso del aparato de flujo, el otro sistema de líneas comprende una cabeza distribuidora y un sistema de haz de tubos, donde al menos la conexión de entrada del otro sistema de líneas está dispuesta en la cabeza distribuidora y desemboca en un espacio de distribución previsto en la cabeza distribuidora. La envolvente de tubo puede estar dispuesta preferentemente en una superficie lateral de la cabeza distribuidora, en particular una superficie de brida. En un perfeccionamiento, la conexión de salida del segundo sistema de líneas también está dispuesta en la cabeza distribuidora y, a este respecto, desemboca igualmente en el espacio de distribución, que también se puede entender como un espacio colector con respecto a la conexión de salida. Gracias a esta configuración se puede lograr ventajosamente entre otras cosas que la envolvente del tubo que delimita radialmente el espacio intermedio, la sección de flujo de circulación o una región de interacción se pueda desplazar axialmente sobre el sistema de haz de tubos como un componente general durante el montaje o desmontaje, sin que se mueva el segundo sistema de líneas o deba ser manipulado de otro modo. De este modo, en particular, la envolvente del tubo se puede configurar de manera especialmente sencilla como una caperuza que se puede montar axialmente y colocar o empujar sobre el tubo de guiado del primer sistema de líneas. Gracias a esta configuración, el aparato de flujo según la invención se vuelve especialmente fácil de montar y mantener, ya que las subunidades más grandes del aparato de flujo se pueden premontar independientemente unas de otras, abrirse fácilmente en el estado ensamblado o separarse unas de otras.

A este respecto, en una configuración especialmente preferida, el espacio de distribución está subdividido por al menos un elemento de separación en al menos una cámara de entrada y una cámara de salida, donde la conexión de entrada desemboca en la cámara de entrada y la conexión de salida en la cámara de salida.

En otra configuración preferida, el sistema de haz de tubos comprende al menos uno, preferentemente varios bucles de tubo, donde cada bucle de tubo se extiende en el espacio intermedio entre el tubo de guiado y la envolvente de tubo y preferentemente está en una relación operativa en el lado de entrada con la conexión de entrada o la cámara de entrada y en el lado de salida con la conexión de salida o la cámara de salida, de tal manera que el otro flujo de fluido que afluye a través de la conexión de entrada puede fluir al menos parcialmente a través del respectivo bucle de tubo hacia la conexión de salida o la cámara de salida. A este respecto, la configuración como bucles de tubo favorece igualmente la estructura de montaje axial preferida en subunidades premontadas del aparato de flujo según la invención. Una configuración de este tipo del sistema de haz de tubos es adecuada en particular para la combinación con una cabeza distribuidora, en la que están previstas tanto la conexión de entrada como también la de salida del otro sistema de líneas.

En una realización alternativa o complementaria, el sistema de haz de tubos también puede comprender secciones de tubo o tramos de tubo esencialmente rectos o al menos parcialmente puede estar construido por estos en lugar de bucles de tubo. En particular, las secciones de tubo o tramos de tubo conectan a este respecto el espacio de distribución de la cabeza distribuidora con un espacio colector, que está previsto preferentemente en un extremo de los tramos de tubo alejado de la cabeza distribuidora. A este respecto, las secciones de tubo o tramos de tubo se extienden preferentemente en su dirección longitudinal, pero al menos por secciones, simplemente en o a través del espacio intermedio, en particular perforan o atraviesan la sección de interacción o la sección de flujo de circulación en el espacio intermedio exactamente una vez. Preferentemente, el espacio colector también está conectado con la conexión de salida del otro sistema de líneas, en particular, la conexión de salida puede estar prevista en una cabeza colectora que forma o encierra esencialmente el espacio colector y es similar a la cabeza distribuidora.

En un perfeccionamiento preferido están previstos otros elementos de separación en el espacio de distribución para formar cámaras intermedias entre la cámara de entrada y de salida, donde está previsto al menos un bucle de tubo adicional para cada cámara intermedia y donde los bucles de tubo no conectan la cámara de salida directamente con la cámara de entrada, sino que el otro flujo de fluido solo puede llegar secuencialmente desde la cámara de entrada a la cámara de salida a través de al menos una cámara intermedia, donde fluye a través de al menos dos bucles de tubo. Gracias a esta estructura se puede configurar de manera sencilla el sistema de haz de tubos con varias pasadas, donde bajo ajuste o número de ajuste de un sistema de haz de tubos se entiende en particular el número de tuberías sencillas o el doble del número de bucles de tubo, que atraviesa al menos un flujo parcial de un flujo de fluido que fluye a través de un sistema de líneas que comprende un sistema de haz de tubos entre una sección de entrada y una sección de salida.

En otro aspecto del perfeccionamiento del aparato de flujo según la invención, un cuerpo de flujo está dispuesto en al menos un sistema de líneas, en particular en transiciones de sección transversal o desviaciones de la dirección de flujo. A este respecto, el cuerpo de flujo presenta la tarea de minimizar una pérdida de presión del flujo de fluido que fluye a través del sistema de líneas, en particular en transiciones de sección transversal o desviaciones de la dirección de flujo, mediante una desviación y/o homogeneización adecuadas. La homogeneización del flujo a través del cuerpo de flujo también presenta la ventaja de que se reduce o disminuye una precipitación, adherencia y/o acumulación de suciedad transportada junto con la corriente de fluido, en particular partículas de suciedad como ceniza, escoria o similares, en el sistema de líneas, en particular en transiciones de sección transversal o desviaciones de la dirección de flujo funcionalmente necesarias. Este efecto se basa en una reducción del espesor de la capa límite en la región de flujo correspondiente. Esto tiene la consecuencia de que mediante la previsión de cuerpos de flujo adecuados en el o en los sistema(s) de líneas del aparato de flujo se puede prolongar ventajosamente un intervalo de limpieza y, por lo tanto, un tiempo operativo neto del aparato de flujo. Esto puede tener un efecto ventajoso en particular en el caso de intercambiadores de calor o instalaciones de tubos para gases de combustión de hornos de biomasa y combustión.

Una realización especialmente preferida de un cuerpo de flujo está configurada de tipo manguito, donde presenta al menos un cuerpo de desviación para influir en una dirección de flujo de una corriente de fluido que rodea el cuerpo de flujo durante el funcionamiento. A este respecto, el cuerpo de flujo se puede usar o se usa como un elemento preferentemente intercambiable en la respectiva posición del sistema de tuberías del sistema de líneas del aparato de flujo. A este respecto, dichos cuerpos de flujo también pueden estar realizados y configurados como soluciones de reequipamiento, que se pueden usar posteriormente en aparatos de flujo ya existentes, tal como, por ejemplo, intercambiadores de calor, evaporadores, calderas y/o sistemas de líneas para el transporte de fluidos (por ejemplo, sistemas de calefacción, sistemas de suministro de fluidos, sistemas de tanques, etc.). Los cuerpos de flujo de este tipo se pueden introducir o intercambiar de forma especialmente sencilla en los puntos de conexión existentes en tales estructuras de líneas soltando la conexión, insertando/cambiando el cuerpo de flujo y luego restableciendo la conexión, sin que a este respecto se modifique negativamente el número de puntos de sellado en el sistema, por ejemplo. Dichos reequipamientos se pueden introducir de forma especialmente ventajosa en secciones de línea cuya sección transversal efectiva no es la sección transversal efectiva límite del sistema o aparato afectado, donde, bajo ciertas circunstancias, incluso una sección transversal límite se puede compensar al menos o incluso ampliarse ventajosamente mediante homogeneización del flujo.

Si el aparato de flujo según la invención se usa con corrientes de fluido al menos temporalmente muy cargadas con partículas, puede ser ventajoso si está previsto un dispositivo para separar y descargar partículas en la envolvente de tubo, dicho dispositivo comprende un separador, una región colectora y una unidad de transporte, en particular un tornillo sin fin de descarga. Un dispositivo de este tipo se puede disponer en particular bien en la envolvente de tubo según la invención, preferentemente como un dispositivo premontado con la envolvente de tubo o integrado en la envolvente de tubo, por lo que la capacidad de montaje y/o mantenimiento ventajosamente sencilla del aparato de flujo según la invención se conserva de forma ventajosa.

El dispositivo de flujo según la invención también se puede perfeccionar ventajosamente mediante un separador de gotas dispuesto a continuación de la cámara de salida o en la conexión de salida. Preferentemente, el separador de gotas está fijado a la cabeza distribuidora, recibido en la cabeza distribuidora o integrado en ella. En particular, el condensado recogido en un espacio de separación del separador de gotas se puede suministrar fácilmente a través de al menos una línea de retorno a la cámara de entrada o al menos a una cámara intermedia en la cabeza distribuidora. Esta realización de un aparato de flujo según la invención es ventajosa en particular para su uso como evaporador, donde la corriente de fluido en el primer sistema de líneas sirve esencialmente como una fuente de calor para la evaporación de la otra corriente de fluido en el segundo sistema de líneas. De esta manera, las proporciones no evaporadas de la segunda u otra corriente de fluido se pueden realimentar fácilmente o suministrarse de nuevo al proceso de evaporación en el aparato de flujo, en particular al sistema de haz de tubos que guía la otra corriente de fluido.

En otro perfeccionamiento preferido, el aparato de flujo según la invención presenta un dispositivo de bypass, mediante el cual el primer flujo de fluido al menos parcialmente y/o una proporción ajustable, preferentemente regulable de entre 0 y 100% del flujo de fluido se puede pasar por delante del primer sistema de líneas, en particular en la sección de flujo de circulación del primer sistema de líneas del aparato de flujo. El dispositivo de bypass está previsto a este respecto para pasar la proporción correspondiente del primer flujo de fluido por delante de la desviación por los medios de guiado en el primer sistema de líneas. De esta manera, la proporción del primer flujo de fluido, que se desvía a través de los medios de guiado y, por lo tanto, se suministra a una región de flujo de circulación, se puede configurar ventajosamente de forma ajustable a través del dispositivo de bypass. Así, en una aplicación a modo de ejemplo del aparato de flujo según la invención como intercambiador de calor entre un primer fluido caloportador que fluye en el primer sistema de líneas y un segundo fluido absorbente de calor, que puede interactuar con el primer fluido con transferencia de calor en la región de flujo de circulación, la cantidad de calor transferible al segundo fluido a través del dispositivo de bypass se puede establecer y/o regular, ya que la proporción de primer fluido que ingresa en la región de flujo de circulación se puede estrangular a través del dispositivo de bypass.

A este respecto, el dispositivo de bypass presenta al menos una línea de bypass y un actuador de bypass, donde la línea de bypass está dispuesta preferentemente entre la conexión de entrada y la de salida del primer sistema de líneas del aparato de flujo.

A este respecto, la línea de bypass puede estar configurada como un tubo interior dispuesto en el tubo de guiado del primer sistema de líneas, que discurre preferentemente en el centro a lo largo del eje principal del flujo a través del tubo de guiado. Alternativa o complementariamente, también puede estar previsto que la línea de bypass esté compuesta por una o varias líneas parciales, que se extienden a lo largo del tubo de guiado a través del primer sistema de líneas. En un ejemplo preferido, a este respecto, el tubo de derivación perfora la pared de separación dispuesta en el tubo de guiado, de modo que la proporción del primer flujo de fluido que se propaga a través de la línea de bypass no se desvía en la región de flujo de circulación o no presenta una sección de flujo de circulación.

Alternativa o complementariamente, la línea de bypass también puede estar configurada como una línea dispuesta en el aparato de flujo en una pared exterior, en particular en una pared exterior de la envolvente de tubo. A este respecto, preferiblemente, la línea de bypass puede estar configurada como una envolvente de bypass que encierra la envolvente de tubo. La envolvente de bypass configura a este respecto la línea de bypass o un canal de bypass entre la pared exterior, en particular la pared exterior de la envolvente de tubo, y una superficie de pared interior de la envolvente de bypass.

El actuador de bypass presenta al menos un regulador de flujo, en particular una válvula y/o una válvula de mariposa y/u otro elemento de control de fluido adecuado para la estrangulación y/o división y/o desviación seleccionables. Por ejemplo, así el actuador de bypass puede estar construido como un divisor de flujo, en particular un divisor de flujo en forma de embudo con una válvula de mariposa ajustable. A este respecto, la válvula de mariposa está dispuesta en la línea de bypass o el primer sistema de líneas, en particular el tubo de guiado, de modo que, en función de la posición de conmutación de la válvula de mariposa, la primera corriente de fluido entrante puede fluir a través del divisor de flujo al primer sistema de líneas y/o a la línea de bypass. Alternativamente, el actuador de bypass también puede estar configurado como rejilla de descarga cerrable, que está dispuesta en la línea de bypass o en el primer sistema de líneas, en particular el tubo de guiado, y los pone en comunicación selectivamente entre sí. A este respecto, la rejilla de descarga actúa como un divisor de flujo y se puede abrir y/o cerrar selectivamente, por ejemplo, a través de una válvula de corredera giratoria y/o axial. Alternativamente, es concebible que la rejilla de descarga esté dispuesta en la dirección de flujo, en particular en la dirección de flujo principal, delante de una válvula de mariposa, de tal manera que la válvula de mariposa pueda abrir y/o cerrar selectivamente el paso hacia la línea de bypass.

En otro aspecto, la invención se refiere a un uso o la configuración de un aparato de flujo según la invención como intercambiador de calor, en particular como un intercambiador de calor a contracorriente cruzada o a la misma corriente cruzada gas-gas, gas-líquido, líquido-gas, líquido-vapor, vapor-líquido, gas-vapor, vapor-gas o líquido-líquido, entre dos flujos de fluido al menos parcialmente gaseosos, uno al menos parcialmente líquido y uno al menos parcialmente gaseoso, o dos flujos de vapor al menos parcialmente líquidos. A este respecto, bajo fluidos gaseosos también se entienden en particular fluidos en forma de vapor o parcialmente en forma de vapor. En un uso especialmente preferido, el aparato de flujo según la invención también se puede usar según la invención como evaporador de otro flujo de fluido líquido en el lado de entrada por transferencia de calor desde un primer flujo de fluido.

Los usos antes mencionados según la invención son importantes en particular en relación con centrales térmicas, preferiblemente con instalaciones según el ciclo de Rankine, especialmente preferiblemente con instalaciones para llevar a cabo un ciclo de Rankine con un fluido de trabajo orgánico. En particular, el fluido de trabajo orgánico como otro flujo de fluido que fluye a través del otro sistema de líneas del aparato de flujo según la invención se puede calentar por transferencia de calor por el primer flujo de fluido que fluye en el primer sistema de líneas, de tal manera que al menos parcialmente se convierte de una fase líquida a una fase de vapor. Los flujos de fluido permanecen a este respecto separadas entre sí en el aparato de flujo según la invención, de modo que una amplia variedad de tipos de fluidos caloportadores (por ejemplo, gases de combustión, gases de escape, agua caliente, agua caldeada, en particular de una fuente solar térmica y/o geotérmica, líquidos de proceso a enfriar de procesos industriales, etc.) se utilizan como los primeros flujos de fluido como fuente de energía del ciclo de Rankine. Cuando se usa en un ciclo de Rankine, puede estar previsto preferentemente que el otro flujo de fluido que actúa como medio de trabajo en el ciclo de Rankine en el sistema de líneas asociado del aparato de flujo se convierta al menos parcialmente, en particular al menos al 60%, preferentemente casi completamente de una fase líquida en una fase de vapor mediante transferencia de calor desde el primer flujo de fluido. Bajo funcionamiento de evaporación directa del ciclo de Rankine se entiende a este respecto un modo de funcionamiento en el que el medio de trabajo del ciclo de Rankine, que fluye en un aparato de flujo como otro flujo de fluido, se convierta directamente al menos parcialmente de su fase líquida a una fase de vapor mediante transferencia de calor desde el primer flujo de fluido, que se suministra a el aparato de flujo como aire de escape/gas de escape de un proceso preliminar que transporta calor residual. Alternativamente, entre el aire de escape/gas de escape que transporta el calor residual puede estar prevista una etapa de transferencia de calor adicional, en la que la energía térmica se transfiere desde el aire de escape/gas de escape a un medio intermedio, por ejemplo, aceite térmico, y de éste al medio de trabajo en una siguiente etapa de transferencia de calor.

En otro aspecto, la invención se refiere a un sistema de al menos dos aparatos de flujo del tipo mencionado anteriormente. Los dos aparatos de flujo están conectados secuencialmente entre sí, donde la conexión de salida del primer sistema de líneas del primer aparato de flujo está conectado esencialmente directamente a la conexión de entrada del primer sistema de líneas del segundo aparato de flujo, y donde la conexión de salida del segundo sistema de líneas del primer aparato de flujo está conectada a la conexión de entrada del segundo sistema de líneas del segundo aparato de flujo a través de una línea de conexión. Con un sistema de este tipo, por ejemplo, se puede duplicar una longitud de interacción efectiva entre el primer y el segundo flujo de fluido, donde ventajosamente se puede recurrir a unidades más pequeñas de aparatos de flujo sin tener que realizar un rediseño de un aparato de flujo de mayor tamaño. También puede ser ventajoso si al sistema se acoplan como sistema dos aparatos de flujo del tipo mencionado al principio que están diseñados de manera diferente o divergente, en particular con respecto al segundo sistema de líneas y están dimensionados de manera diferente o divergente. A este respecto, bajo un dimensionamiento divergente de los aparatos de flujo se entiende en particular una configuración divergente entre sí con respecto a tipos de línea y/o secciones transversales de línea y/o números de paso y/o configuración de la cabeza distribuidora, en particular la cámara de entrada, intermedio y/o de salida, y/o configuración de los medios de guiado, en particular número y/o configuración de pasos radiales y/o configuración de la pared de separación.

En otro aspecto, la invención se refiere a una central térmica, en particular una instalación para generar energía mecánica y/o eléctrica según un ciclo de Rankine, con al menos un aparato de flujo del tipo mencionado anteriormente. A este respecto, el otro flujo de fluido del aparato de flujo está formado preferiblemente por un medio de trabajo, en particular un fluido de trabajo orgánico, donde el medio de trabajo se puede evaporar al menos parcialmente por transferencia de calor desde un primer flujo de fluido en el aparato de flujo según la invención.

Ejemplos de realización ventajosos de la invención están representados esquemáticamente en los dibujos y se explican con más detalle en la siguiente descripción.

Muestran:

Fig. 1 un desarrollo de flujo esquemático de una corriente de fluido para la ilustración básica del modo de operación del objeto de la invención;

Fig. 2 una corriente de fluido según la fig. 1 en interacción con otra corriente de fluido para una explicación más detallada del procedimiento implementado en el objeto de la invención;

Fig. 3 una vista longitudinal esquemática de un ejemplo de realización de un aparato de flujo según la invención;

Fig. 4a un primer ejemplo de realización de un cuerpo de flujo;

Fig. 4b un segundo ejemplo de realización de un cuerpo de flujo;

Fig. 4c un tercer ejemplo de realización de un cuerpo de flujo;

Fig. 5 dos vistas del primer ejemplo de realización de un cuerpo de flujo según la fig. 9a;

Fig. 6 una sección transversal del ejemplo de la fig. 3 a lo largo de la línea A - A;

Fig. 7a una vista en sección transversal de un primer ejemplo de una cabeza distribuidora de un aparato de flujo similar a la fig. 3;

Fig. 7b una vista en sección transversal de un segundo ejemplo de una cabeza distribuidora de un aparato de flujo similar a la fig. 3;

Fig. 8 una cabeza distribuidora según la fig. 7a con un separador de gotas;

Fig. 9 una vista longitudinal esquemática de otro ejemplo de realización de un aparato de flujo con un dispositivo para separar y descargar partículas;

Fig. 10 una vista longitudinal esquemática de un sistema de dos aparatos de flujo según la invención;

Fig. 11 un esquema de una instalación ORC con aparato de flujo según la fig. 3;

Fig. 12a una vista esquemática de una pieza en bruto de un tubo de guiado para un aparato de flujo similar a la fig. 3;

Fig. 12b una sección a través de la pared de separación en el tubo de guiado después del montaje.

Fig. 13a una sección longitudinal esquemática de un ejemplo de realización perfeccionado según la fig. 3 con un primer ejemplo de un dispositivo de bypass dispuesto en el centro

Fig. 13b una sección longitudinal esquemática de un ejemplo de realización perfeccionado según la fig. 3 con un segundo ejemplo de un dispositivo de bypass dispuesto en el centro

Fig. 13c una sección longitudinal esquemática de un ejemplo de realización perfeccionado según la fig. 3 con un tercer ejemplo de un dispositivo de bypass dispuesto en el centro

Fig. 14 una sección longitudinal esquemática de otro ejemplo de realización perfeccionado según la fig. 3 con un ejemplo de un dispositivo de bypass dispuesto en el exterior.

La Fig. 1 da una primera impresión esquemática del procedimiento para guiar una corriente de fluido implementado en el objeto de la invención. A este respecto, una corriente de fluido 10 sigue un recorrido de flujo 11 entre una sección de entrada 12 y una sección de salida 13. A este respecto, en la sección de entrada 12 , la corriente de fluido sigue esencialmente un eje de entrada lineal 14, en la sección de salida 13 sigue esencialmente también un eje de salida lineal 15. A este respecto, el eje de entrada 14 y el eje de salida 15 están orientados en paralelo entre sí según la invención. En la realización según la fig. 1 se muestran en particular en una orientación coaxial preferida entre sí. A este respecto, según la figura 1, una sección intermedia del recorrido de flujo 11 de la corriente de fluido 10 que se encuentra entre la sección de entrada 12 y la sección de salida 13 se puede denominar como sección de procedimiento 16. Entre la sección de entrada 12 y la sección de salida 13 está dispuesta al menos un medio de guiado 20 para guiar el recorrido de flujo 11 . Los medios de guiado 20 actúan a este respecto sobre la corriente de fluido 10 en particular en la sección de procedimiento 16 del mismo. La corriente de fluido 10 en la sección de procedimiento 16 se desvía por los medios de guiado 20, de tal manera que según la invención puede circundar radialmente los ejes de entrada y de salida 14, 15 en una sección de flujo de circulación 17 de la sección de procedimiento 16. La sección de flujo de circulación 17 de la corriente de fluido 10 se puede caracterizar a este respecto esencialmente por un ángulo circunferencial UW.

A este respecto, bajo el ángulo de circunferencia UW se entiende en particular una dimensión angular para la extensión de la sección de flujo o de una parte del recorrido de flujo 11 a lo largo de una línea circunferencial 18 alrededor del eje de entrada o de salida 14, 15. A este respecto, la corriente de fluido 10 se extiende en la sección de flujo de circulación 16 esencialmente a lo largo de esta línea circunferencial 18 o, a este respecto, se mueve en la sección de flujo de conducción 17 esencialmente a lo largo de esta línea circunferencial 18. A este respecto, la línea circunferencial 18 discurre preferentemente en una espiral alrededor de los ejes de entrada o de salida 14, 15, de manera especialmente preferida esencialmente en un plano EV. A este respecto, el plano EV forma un ángulo diferente de cero con el eje de entrada o de salida 14, 15, preferentemente los ejes de entrada y salida 14, 15 corta el plano EV en un ángulo de al menos 45°, de manera especialmente preferida el eje de entrada o de salida 14, 15 corta el plano EV casi verticalmente, donde a este respecto una desviación angular de hasta ±10° todavía se debe entender como casi verticalmente.

Además, a este respecto, la fig. 1 muestra una realización preferida, fácil de fabricar del al menos un medio de guiado 20. El medio de guiado 20 comprende un tubo de guiado 21 que preferentemente rodea esencialmente coaxialmente los ejes de entrada y de salida 14, 15 del recorrido de flujo 11. En el tubo de guiado 21 está dispuesta una pared de separación 22 como medio de desviación 23. La pared de separación 22 divide un espacio interior del tubo de guiado 21 que recibe la corriente de fluido 10 en dos segmentos, preferentemente esencialmente separados, una sección de tubo 24 en el lado de entrada y una sección de tubo 25 en el lado de salida. A este respecto, la pared de separación 22 está dispuesta o configurada como parte del medio de guiado 20, de modo que la corriente de fluido 10 se desvía sobre la sección de tubo 24, en particular por secciones, preferentemente de forma continua progresando en una corriente radial. A este respecto, bajo una corriente radial se entiende en particular una corriente que discurre esencialmente en dirección radial hacia el eje de entrada o de salida 14, 15. A este respecto, según la figura 1, la corriente radial 26 sale a través de al menos un paso radial 27 en el tubo de guiado 21.

Al menos en una sección de tubo 28 alrededor del al menos un paso radial 27 del tubo de guiado 21, este último está rodeado por una envolvente de tubo 29. A este respecto, la envolvente de tubo 29 configura un espacio intermedio 30 con el tubo de guiado 21. La corriente radial 26 entra en este espacio intermedio 30 a través del paso radial 27 y la corriente radial 26 se convierte a este respecto en la sección de flujo de circulación 17. Para ello, la corriente radial 26 se desvía a lo largo de una pared interior de la envolvente de tubo 29 en una corriente circunferencial 31. A este respecto, bajo la corriente circunferencial 31 se entiende en particular una corriente a lo largo de la línea circunferencial 18.

La corriente circunferencial 31 ahora se extiende sobre el ángulo circunferencial UW alrededor del tubo de guiado 21, donde en el tubo de guiado a una distancia angular que corresponde esencialmente al ángulo circunferencial UW está previsto al menos otro paso radial 32, a través del cual la corriente de fluido 10 puede entrar en la sección de tubo del lado de salida 25 del tubo de guiado 21. Los pasos radiales 27 y 32 presentan a este respecto preferentemente una distancia axial a lo largo del tubo de guiado 21 que corresponde de una desviación de la orientación del plano EV de una perpendicular a los ejes de entrada y de salida 14, 15 o resulta de esto. Una vez que la corriente de fluido 10 ha recorrido el ángulo circunferencial UW en la sección de flujo de circulación 17, se desvía en la región del paso radial 32, en particular por las condiciones de presión que se ajustan, en una corriente radial 33, que entra en la sección de tubo del lado de salida 25 a través del paso radial 32.

En un último paso del procedimiento según la invención, esta corriente radial 33 experimenta ahora una desviación en dirección axial, después de lo cual su dirección de flujo como dirección de salida discurre ahora nuevamente esencialmente en paralelo al eje de salida 15.

A este respecto, la fig. 1 muestra solo una variante del procedimiento con una corriente circunferencial 31 en un primer sentido de circulación, es decir, un primer sentido de giro a lo largo de la línea circunferencial 18. Sin embargo, también son posibles variantes con un segundo sentido de circulación esencialmente opuesto al primero. En particular, también pueden ser ventajosas las variantes con al menos dos flujos parciales con sentido de circulación opuesto, como se muestran más adelante en relación con la fig. 3 y fig. 6. En una realización preferida, a este respecto, también se pueden usar medios para el ajuste de una dirección de circulación determinada al menos por secciones, que conduce la corriente de fluido en el recorrido de flujo 11 entre la sección de entrada 12 y la sección de salida 13 en una dirección de circulación seleccionada.

En particular, se puede lograr un perfeccionamiento del procedimiento no representado aquí si están previstos dos, tres o más pasos radiales 27, 32 en el lado de entrada y/o de salida, por lo cual la corriente de fluido 10 se convierte en corrientes parciales a lo largo de la pared de separación 22. Estas corrientes parciales presentan entonces cada uno su propia sección de procedimiento 16, que preferentemente pueden estar orientadas esencialmente en paralelo entre sí.

Basándose en la fig. 1, la fig. 2 muestra el perfeccionamiento del procedimiento según la fig. 1 ventajoso en el sentido del objeto de la invención, donde las referencias asumen características idénticas o de igual efecto. En el espacio intermedio 30 está prevista a este respecto otra corriente de fluido 34, que al menos en la región de la sección de tubo 28 se propaga preferentemente esencialmente en paralelo al tubo de guiado 21 o en paralelo a los ejes de entrada y de salida 14 , 15 de la corriente de fluido 10.

A este respecto, en función del uso previsto del procedimiento, al menos a lo largo de la sección de tubo 28 en el espacio intermedio 30 puede estar prevista una propagación libre, parcialmente conducida y/o guiada de la otra corriente de fluido 34. A este respecto, bajo una propagación libre se entiende en particular una propagación en el espacio intermedio 30 que está limitada únicamente por la envolvente de tubo 29 y el tubo de guiado 21. Bajo una propagación parcialmente conducida se entiende en particular una conducción al menos por secciones de la otra corriente de fluido 34 o al menos una corriente parcial derivada de este por medio de medios de conducción (por ejemplo, segmentos de tubo, elementos conductores, cuerpos de flujo o similar). Bajo una propagación guiada se entiende en particular una conducción de la otra corriente de fluido 34 como corrientes totales o también parciales por medio de medios de conducción (por ejemplo, segmentos de tubo, elementos conductores, cuerpos de flujo o similares) esencialmente cerrados con respecto al espacio intermedio 30 .

Bajo el caso de una propagación guiada cae la conducción de la otra corriente de fluido 34 representada como ejemplo de realización en la fig. 2 o corrientes parciales derivadas de esta en tuberías 35 que discurren a través del espacio intermedio 30. A este respecto, las tuberías 35 están dispuestas preferiblemente al menos en una sección 36 del espacio intermedio 30 que cubre o comprende la sección de procedimiento 16 de la corriente de fluido 10 esencialmente en paralela al tubo de guiado 21 o a la envolvente de tubo 29. A este respecto, una interacción entre la corriente de fluido 10 y la otra corriente de fluido 34 que fluye en las tuberías 35 se produce esencialmente en la sección de flujo de circulación 17 de la corriente de fluido 10. A este respecto, las tuberías 35 o la otra corriente de fluido 34 se afluyen esencialmente transversalmente, es decir, a este respecto, ventajosamente las respectivas direcciones de flujo son esencialmente perpendiculares entre sí. Además, puede ser especialmente ventajoso que las tuberías 35 estén dispuestas en la sección 36 del espacio intermedio 30 con una separación al menos aproximadamente uniforme, preferentemente casi homogénea. Por un lado, esto tiene la ventaja de que la corriente de fluido 10 en la sección de flujo de circulación 17 se desvía lo menos posible por las tuberías 35 de su propagación casi circular a lo largo de la línea circunferencial 18 y, por otro lado, que una zona de interacción entre las dos corrientes de fluido 10, 34 se puede usar de la forma más homogénea posible para la interacción entre estas, donde bajo una interacción homogénea se entiende en particular como una interacción global que presenta las diferencias más pequeñas posibles entre las interacciones de corrientes parciales adyacentes. Además, puede ser ventajoso para la aplicación del procedimiento si las tuberías 35 son al menos parte de un sistema de haz de tubos, de modo que la otra corriente de fluido 34 se guía a través de un sistema de haz de tubos como un sistema de conducción.

Por lo tanto, la variante del procedimiento según la figura 1 mostrada aquí como ejemplo es adecuada en particular para una interacción térmica entre la corriente de fluido 10 y la otra corriente de fluido 34, ya que las tuberías 35 impiden al menos ampliamente un contacto directo de las corrientes de fluido 10, 34. El procedimiento realizado de esta manera es adecuado en particular para su uso en aparatos de flujo realizados como intercambiadores de calor y/o evaporadores. En principio, sin embargo, también sería concebible que las tuberías 35 pudieran estar configuradas de forma permeable o parcialmente permeable al menos por secciones, donde bajo de forma parcialmente permeable se entiende en particular una permeabilidad filtrante, en particular una permeabilidad filtrante mecánica y/o una permeabilidad selectiva en el sentido de un efecto de membrana, en particular una membrana semi-osmótica. De esta manera, el procedimiento según la invención se puede usar ventajosamente para reactores, en particular aparatos de procesamiento químico, bioquímico u otro, en los que es importante la reacción de al menos componentes parciales de una de las corrientes de fluido 10, 34 con al menos componentes parciales de la respectiva otra corriente de fluido 34, 10. La corriente transversal ventajosa descrita anteriormente puede contribuir aquí ventajosamente al hecho de que una zona de reacción, un tiempo de reacción, un intervalo de reacción, una energía o densidad de reacción y/u otros parámetros de reacción en el reactor o el aparato de proceso se pueden establecer o definir con una tolerancia reducida en comparación con el estado de la técnica o el reactor o el aparato de procedimiento se puede diseñar correspondientemente.

La fig. 3 muestra una sección longitudinal esquemática a través de un aparato de flujo 50 según la invención. Las características idénticas o de igual efecto del procedimiento descrito anteriormente conservan a este respecto sus números de referencia, mientras que las modificaciones o detalles de estas características reciben un número de referencia caracterizado por una cifra pospuesta. El aparato de flujo 50 según la fig. 3 está configurado a este respecto como un intercambiador de calor 51 a modo de ejemplo, es decir, el aparato de flujo 50, 51 sirve esencialmente para intercambiar o transferir esencialmente energía térmica de un primer flujo de fluido 100 a un segundo u otro flujo de fluido 340 o viceversa. A este respecto, el primer flujo de fluido 100 corresponde en particular a la corriente de fluido 10 que fluye en el procedimiento, mientras que el segundo u otro flujo de fluido 340 se puede asignar a la otra corriente de fluido 34 del procedimiento descrito anteriormente.

El aparato de flujo 50, 51 según la fig. 3 comprende un primer sistema de líneas 60 para conducir el primer flujo de fluido 100 y otro sistema de líneas 70 para conducir el otro flujo de fluido 340. Cada uno de los sistemas de líneas 60, 70 presenta a este respecto una conexión de entrada 61,71 en el lado de entrada y una conexión de salida 62, 72 en el lado de salida. A este respecto, las conexiones de entrada 61, 71 con respecto a los flujos de fluido 100, 340 comprenden regiones de entrada 61b, 71b. Las conexiones de salida 62, 72 comprenden igualmente regiones de salida 62b, 72b de los flujos de fluido 100, 340. A este respecto, en la realización a modo de ejemplo según la fig. 3, en la conexión de entrada 61 del primer sistema de líneas 60 está indicada una brida de entrada 61 a, así como en la conexión de salida 62 una brida de salida 62a. Las conexiones 71,72 del segundo sistema de líneas 70, por otro lado, están representadas como tubuladuras 71a, 72a. Por supuesto, en las modificaciones también pueden estar previstos otros puntos de conexión de líneas bien conocidos por el experto en la materia (p. ej., conexiones a presión, roscadas, soldadas blandas y/o soldadas) o sistemas de conexión de líneas con sus interfaces (p. ej., sistemas de bayoneta, bridas perfiladas, etc.). en la región de las conexiones 61,62, 71,72.

El primer sistema de líneas 60 según el ejemplo de la fig. 3 también incluye un tubo de guiado 21 que se conecta con la conexión de entrada 61 y continúa esencialmente de forma rectilínea hasta la conexión de salida 62. El tubo de guiado 21 consiste a este respecto en un cuerpo hueco alargado 210, cuya envolvente 211 con su superficie interior 212 encierra el primer flujo de fluido 100 esencialmente radialmente y lo guía axialmente. A este respecto, el cuerpo hueco 210 es preferentemente un cilindro hueco, pero también puede ser un cono hueco, una pirámide hueca u otro cuerpo hueco, que preferentemente presenta una dirección principal de expansión, es decir, una elongación, que es al mismo tiempo un eje principal 213 de la cavidad interna, en cuyos ambos extremos están dispuestas las conexiones de entrada y de salida 61,62. Además, el eje de entrada 102 y el eje de salida 103 están orientados preferentemente en paralelo, en particular coaxialmente al eje principal 213 de la cavidad 210. Gracias a esta configuración del primer sistema de líneas 60, un eje de entrada 102 y un eje de salida 103 del primer flujo de fluido 100 están orientados en paralelo entre sí, en particular coaxialmente entre sí. A este respecto, corresponden al eje de entrada y de salida 14, 15 con respecto a la corriente de fluido 10 del procedimiento según la fig. 1. Esta disposición permite la instalación especialmente sencilla del aparato de flujo 50 en una sección rectilínea de un sistema de tubos presente, que guía el primer flujo de fluido 100 como tal (por ejemplo, sistema de gases de combustión o de gases de escape, líneas de suministro y/o líneas de eliminación) sin tener que realizar cambios o conversiones importantes en el sistema existente.

El segundo sistema de líneas 70 presenta a su vez una cabeza distribuidora 73 entre la conexión de entrada y de salida 71,72 así como un sistema de haz de tubos 74 que se conecta a la cabeza distribuidora 73 y que se comunica con su espacio interior. A este respecto, según la fig. 3, la cabeza distribuidora 73 está dispuesta radialmente alrededor de la conexión de salida 62 del primer sistema de líneas 60. Sin embargo, también puede estar previsto disponer la cabeza distribuidora 73 en la proximidad de la conexión de entrada 61, en particular radialmente a su alrededor. Alternativamente, la cabeza distribuidora 73 también puede estar dispuesta como componente adicional axial, en particular en la envolvente de tubo 29. En la realización según la fig. 3, la cabeza distribuidora 73 presenta una superficie de brida 73b sobre la que está dispuesta la envolvente de tubo 29 a través de una sección de montaje 295 en estado montado y está fijada preferentemente. A este respecto, la sección de montaje 295 de la envolvente de tubo 29 está configurada preferentemente como una superficie de contacto adaptada a la superficie de brida 73b. A este respecto, en particular, puede estar previsto que la envolvente de tubo 29 esté atornillada y/o sujeta y/o acuñada y/o soldada blanda y/o soldada y/o pegada a la superficie de la brida 73b para proporcionar la envolvente de tubo 29 para un estado listo para el funcionamiento del aparato de flujo 50, 51.

La cabeza distribuidora 73 también comprende un espacio de distribución 73c, en el que desembocan las conexiones de entrada y de salida 71,72. En la realización según la fig. 3, en el espacio de distribución 73c están previstas a este respecto al menos una cámara de entrada 730 y al menos una cámara de salida 731. A este respecto, puede estar previsto que las dos cámaras 730, 731 estén previstas cada una en un lado de la conexión de salida 62, como se representa en la sección. Pero, alternativamente, la cabeza distribuidora 73 en el ejemplo según la fig. 3 también puede estar configurada como sistema anular de al menos dos cámaras 730, 731 separadas entre sí en la cabeza distribuidora 73.

A este respecto, en el estado listo para funcionar del aparato de flujo 50, el sistema de haz de tubos 74 presenta una extensión principal axial en la dirección 101 de los ejes de entrada y de salida 102, 103 del primer flujo de fluido 100 o en la dirección de la dirección de extensión principal del tubo de guiado 21. Después de su ingreso en el otro sistema de líneas 70, el otro flujo de fluido 340 fluye hacia la cámara de entrada 730 de la cabeza distribuidora 73. El flujo de fluido 340 ingresa en el sistema de haz de tubos 74 desde la cámara de entrada 730, donde preferentemente puede estar previsto un flujo de fluido 340 mediante los haces de tubos 740 o los bucles de tubos 741, que actúan de manera análoga y que se comunican en paralelo con la cámara de entrada 730, en flujos parciales. En el ejemplo según la fig.

3 está representada una disposición paralela efectiva de dos bucles de tubo en la cabeza distribuidora. Según la aplicación, a este respecto, puede variar el número de bucles de tubo. En particular, se puede hacer una elección ventajosa en función de las tasas de flujo a superar en el aparato de flujo y/o las velocidades de flujo requeridas o parámetros de flujo o de interacción en relación con otras variables de diseño de los bucles de tubo (por ejemplo, diámetro interior, espesor de pared, distancias necesarias entre bucles de tubo adyacentes, longitud de los bucles de tubo, etc.). En el presente ejemplo según la fig. 3, los bucles de tubo 741 conectan la cámara de entrada 730 con la cámara de salida 731, de modo que el otro flujo de fluido 340 puede fluir desde la cámara de entrada 730 a la cámara de salida 731 a través de flujos parciales respectivos a través de un respectivo bucle de tubo 741.

Según la fig. 3, los bucles de tubo 741 presentan dos brazos 742 esencialmente rectilíneos y una sección de giro 743. Una suma de las longitudes de los brazos 742 es preferentemente mayor que la sección de giro 743, en particular al menos dos veces, preferentemente al menos tres veces, de manera especialmente preferida al menos cuatro veces más larga. En el estado de funcionamiento del aparato de flujo 50, las patas 742 según la fig. 3 están orientadas a este respecto esencialmente en paralelo al eje principal 213, por lo que un eje de flujo principal 341 del otro flujo de fluido 340 o de sus flujos parciales en el segundo sistema de líneas 70 está orientado en paralelo al eje de entrada y de salida 102, 103 del primer flujo de fluido 100. Complementariamente a la realización rectilínea, aquí mostrada en paralelo de los bucles de tubo 741 según la fig. 3, puede ser ventajoso que los bucles de tubo 741 estén realizados de forma girada o torsionada, por ejemplo, a lo largo del eje de flujo principal 341.

En la realización preferida según la fig. 3, la conexión de entrada 71 ,71a y la conexión de salida 72, 72a del segundo sistema de líneas 70 están dispuestas en superficies laterales opuestas de la cabeza distribuidora 73. Las conexiones 71,72 están previstas a este respecto preferiblemente en un mismo plano tendido en la cabeza distribuidora 73, donde están orientadas en particular en paralelo entre sí, de forma especialmente preferente coaxialmente entre sí. A este respecto, los ejes de flujo resultantes de las conexiones 71,72 son preferentemente también paralelos, preferiblemente coaxiales. A este respecto, en la realización según la fig. 3, estos ejes de flujo de las conexiones 71, 72 son esencialmente perpendiculares al eje de salida 103 del primer flujo de fluido 100 o la conexión de salida 62. Sin embargo, dependiendo del caso de aplicación, también puede ser ventajoso si las conexiones 61 o 62 están orientadas en otro ángulo distinto de cero respecto a las conexiones 71,72.

En la realización a modo de ejemplo de un aparato de flujo 50, 51 según la invención según la fig. 3, tanto en la región de flujo de la conexión de entrada 71 como también en la región de flujo de la conexión de salida 72 del segundo sistema de líneas 70 está previsto cada vez un cuerpo de flujo 80 opcional. Los cuerpos de flujo 80 tienen a este respecto la tarea de reducir ventajosamente una tendencia a la turbulencia en el flujo de fluido entrante o saliente 340 por medio de una guía de flujo adecuada. El cuerpo de flujo del lado de entrada 80a promueve a este respecto la transferencia del fluido entrante 340 desde la sección transversal de la línea de la conexión de entrada 71 hacia la cámara de entrada 730, mientras que el cuerpo de flujo del lado de salida 80b soporta la salida del flujo de fluido 340 desde el cámara de salida 731 en la sección transversal de la línea de la conexión de salida 72.

Como ya se ha indicado en la fig. 3, los cuerpos de flujo 80, 80a, 80b presentan para ello al menos una sección de conducción 81 que desvía al menos parcialmente el flujo de fluido 340. A este respecto, como se muestra en la fig. 3, la sección de conducción 81 puede estar configurada en particular de forma simétrica especular o en rotación respecto al eje de flujo principal 341, en particular un eje de entrada o de salida 342, 343. Sin embargo, en función de las características de flujo que se presenten localmente, también puede ser ventajoso que la sección de conducción 81 presente una forma asimétrica. En el ejemplo según la fig. 3, los cuerpos de flujo 80a, 80b también están realizados esencialmente idénticos, al menos en lo que respecta al diseño de sus secciones de conducción 81, lo que reduce ventajosamente en particular el número de diferentes elementos de montaje durante el ensamblaje o mantenimiento. Sin embargo, si existen diferencias en los desarrollos de flujo entre las cámaras de entrada y de salida 730, 731, también puede ser ventajoso o incluso aconsejable prever cuerpos de flujo 80, 80a, 80b con formas divergentes entre sí, en particular secciones de conducción 81 divergentes entre sí.

Para la disposición en las secciones de conducción del sistema de líneas 70 previsto para este propósito, el cuerpo de flujo 80, 80a, 80b presenta preferentemente una sección de disposición 82. A este respecto, esta puede estar configurada, por ejemplo, como una sección de presión, en particular un cono de presión, o una sección de sujeción, en particular un cono de sujeción, adaptada a la sección transversal de la línea presente en el lugar de montaje de la sección de línea afectada. La conexión a presión o de sujeción se puede usar fácilmente en particular cuando la geometría de la sección transversal de la línea en el lugar de montaje previsto no se vuelve demasiado compleja, en particular sigue una geometría bastante simple (por ejemplo, círculo, elipse, triángulo, cuadrado). Alternativa o complementariamente, se podría usar otra técnica de conexión de arrastre en forma en la sección de disposición 82, tal como, por ejemplo, una conexión de clip en estructuras superficiales presentes en la región del lugar de montaje en el sistema de líneas 70 o también que se pueda colocar o se pueda introducir posteriormente, tal como salientes, muescas o similares. Alternativa o complementariamente, también sería concebible para el montaje del cuerpo de flujo 80 en el sistema de líneas 70 una conexión por adherencia de materiales, en particular por adherencia de materiales separable por medio de pegado, soldadura blanda y/o soldadura.

Algunas variantes posibles de los cuerpos de flujo 80 se muestran respectivamente en sección transversal en las fig.

4a a 4c.

En la fig. 4a se muestra un primer ejemplo de realización de un cuerpo de flujo 80. El cuerpo de flujo 80 está configurado a este respecto de tipo manguito, donde la sección de conducción 81 se convierte en la sección de disposición 82, en particular está realizado esencialmente en una sola pieza con esta última, donde las secciones 81, 82 tengan que consistir necesariamente a este respecto en uno y el mismo material. Más bien, es concebible que se puedan seleccionar diferentes materiales dependiendo de su tarea. Así, la sección de disposición 82 puede estar hecha de un material especialmente adecuado para establecer una conexión (por ejemplo, un metal y/o una aleación de metal y/o un plástico y/o un material compuesto), mientras que la sección de conducción 81 puede estar hecha de un material especialmente adecuado para la entrada con un flujo de fluido y/o una maleabilidad o forma para la fabricación de una geometría de conducción (por ejemplo, un metal y/o una aleación de metal y/o un plástico y/o un material compuesto y/o una cerámica), donde en la elección de los materiales se pueden tener en cuenta las propiedades del flujo de fluido que actúa sobre el cuerpo de flujo durante el funcionamiento y los parámetros ambientales. Si las dos secciones 81,82 están hechas de diferentes materiales, estas se conectan entre sí para una realización según la fig. 4a, donde el experto seleccionará una técnica de conexión conocida por él, adecuada para los materiales utilizados. Un cuerpo de flujo 80 según la fig. 4a se puede fabricar a este respecto de forma especialmente sencilla a partir de un material continuo. Así, el cuerpo de flujo 80 según la fig. 4a se podría fabricar mediante conformado, en particular de una chapa, sinterización, moldeo por inyección de metal o plástico o por un procedimiento similar. En el caso del conformado de chapas, también es concebible una realización de dos componentes para las dos secciones 81,82 utilizando una chapa bimetálica como material de partida.

En la forma mostrada en la fig. 4a, la sección de disposición 82 está realizada como un cuerpo de manguito esencialmente cilíndrico, que se inserta en la sección transversal de la línea del sistema de líneas en el punto de montaje. A este respecto, es posible un montaje especialmente sencillo mediante una conexión de sujeción o presión entre una superficie envolvente exterior 820 de la sección de disposición 82 y una pared interior del sistema de líneas en el punto de montaje. Si los cuerpos de flujo 80 están dispuestos de manera desmontable en sus lugares de montaje en el aparato de flujo 50, también se pueden quitar, limpiar y/o reemplazar fácilmente en el marco de las medidas de mantenimiento. A este respecto, la sección de conducción 81 también de tipo manguito está configurada, por ejemplo, como un cono difusor 810 que se abre alejándose de la sección de disposición 82. En la realización mostrada, el cono difusor 810 presenta a este respecto un radio de curvatura KR esencialmente constante sobre una longitud de curvatura y simétrico con respecto a un eje central 83. Sin embargo, también puede ser ventajoso que el radio de curvatura KR no esté configurado de forma constante y/o no simétrica.

En particular, un cuerpo de flujo 80 según la fig. 4a también se puede utilizar en particular ventajosamente para realizar posteriormente un borde de transición redondeado en saltos de sección transversal en sistemas de líneas. Esto es ventajoso en particular cuando un redondeo directo en las líneas en la región del salto de sección transversal no es posible o solo es posible con dificultad y/o cuando no se conoce ni se puede determinar un desarrollo de redondeo óptimo durante el funcionamiento del sistema de líneas en cuestión desde el comienzo.

La fig. 4b muestra una realización ampliada de un cuerpo de flujo 80, en el que la sección de conducción 81 está conectada a la sección de disposición 82 a través de una estructura de soporte 84, en particular está sujeta en ella. A este respecto, análogamente a la realización según la 4a, la sección de disposición 82 está realizada como un cuerpo de manguito esencialmente cilíndrico, que permite de manera sencilla una conexión de sujeción o presión entre una superficie lateral exterior 820 de la sección de disposición 82 y una pared interior del sistema de líneas en el punto de montaje.

La sección de conducción 81 se conecta con la sección de disposición a través de conexiones en forma de puente de la estructura de soporte 84, en particular dispuesta orientada respecto a esta. La disposición de los puentes de conexión 840 de la estructura de soporte 84 en la sección de disposición 82 se realiza preferentemente en una superficie envolvente interior 821, pero también puede estar prevista, por ejemplo, en al menos un lado frontal 822 de la sección de disposición 82. La disposición de los puentes de conexión 840 de la estructura de soporte 84 en la sección de conducción 81 se realiza preferentemente en una pared exterior 811.

A este respecto, la propia sección de conducción 81 está configurada a su vez de tipo manguito, donde la realización separada de la sección de disposición 82 le confiere al experto en la materia una libertad de diseño ventajosamente mayor en comparación con la realización según la fig. 4a (por ejemplo, selección de un espesor de pared y/o forma más compleja y/o mayor grado de libertad en la elección del material, ya que está menos restringido por la técnica de conexión). En particular, también se podría considerar una realización en la que las propiedades de conducción de flujo de la sección de conducción 81 cambien en función de los parámetros de flujo (por ejemplo, presión, temperatura y/o velocidad de flujo, composición, etc.). Así, por ejemplo, una realización de bimetal de una sección de conducción 81 podría cambiar el radio de curvatura en función de la temperatura. También puede ser ventajosa la configuración de estructuras superficiales deformables, sensibles a la presión. En la realización según la fig. 4b, por ejemplo, un espesor de pared de la sección de conducción 81 se reduce significativamente en comparación con el de la sección de disposición 82. La fig. 5 muestra dos vistas en proyección de una realización a modo de ejemplo, simétrica en rotación de una sección de conducción 81 según la fig. 4b desde dos direcciones de observación.

En una modificación de un cuerpo de flujo 80 según la fig. 4b, por ejemplo, la sección de conducción 81 también puede estar configurada como una estructura en forma de rejilla de paletas de conducción. También sería concebible un anidamiento que discurre hacia el eje central 83 de varias secciones de conducción 81 conectadas con la sección de disposición 82 a través de la estructura de soporte 84, donde las secciones de conducción 81 anidadas de esta manera se pueden diferenciar en particular en términos de su posición axial con respecto al manguito de la sección de disposición 82 y/o su geometría, estructura y/o materiales. Debido a esta variedad de parámetros de diseño se pueden generar cuerpos de flujo 80 especialmente efectivos en términos de su influencia en el flujo, que se puede utilizar en particular en el caso de fuerte tendencia a turbulencias de un sistema de líneas en el estado de partida, es decir, sin esta medida adicional.

La fig. 4c muestra una tercera variante de realización de un cuerpo de flujo 80, en la que se prescinde de una estructura de soporte 84, como se conoce del ejemplo anterior. Más bien, una sección de conducción 81 de tipo manguito, configurada de forma análoga al ejemplo anterior está dispuesta en o conectada directamente con la superficie envolvente interior 821 de la sección de disposición 82. Aquí, en particular puede estar prevista una conexión de sujeción o presión entre la pared exterior 811 de la sección de conducción 81 y la superficie envolvente interior 821 de la sección de disposición 82. Sin embargo, alternativa o complementariamente, también se pueden utilizar otras técnicas de unión como pegado, soldadura blanda, soldadura, clipado o enganche, pero también atornillado o clavado.

A este respecto, las formas de realización de los cuerpos de flujo 80 mostradas en las fig. 4a - 4c representan solo ejemplos ejemplares de estos medios para optimizar los desarrollos de flujo. El experto en la materia puede llegar fácilmente mediante combinación de las características individuales dadas a conocer en los ejemplos a realizaciones modificadas, pero equivalentes en última instancia de cuerpos de flujos 80 con una sección de conducción adecuada 81.

Además de los dos cuerpos de flujo 80, 80a, 80b previstos concretamente en la fig. 3, también puede ser ventajoso para el funcionamiento de un aparato de flujo si cuerpos de flujo 80 análogos también se disponen en otras regiones de línea de un sistema de líneas, que presentan en particular un cambio de sección transversal y/o una desviación de flujo. En el aparato de flujo 50, 51 según la fig. 3, los cuerpos de flujo 80 solo se encuentran en la región de la conexión de entrada 71 y la conexión de salida 72. Sin embargo, alternativa o complementariamente, también pueden estar previstos o dispuestos cuerpos de flujo 80 similares en otros puntos adecuados de los sistemas de líneas 60, 70 del aparato de flujo 50, 51. Así, por ejemplo, las transiciones entre las cámaras de entrada o de salida 730, 731 y el sistema de haz de tubos 74 se pueden optimizar en términos de tecnología de flujo mediante la disposición correspondiente de los cuerpos de flujo 80.

La configuración de los cuerpos de flujo 80 como un grupo constructivo inicialmente independiente del sistema de líneas objetivo también permite optimizar aún más los aparatos de flujo ya instalados (tal como, por ejemplo, intercambiadores de calor, evaporadores, calderas, etc.) y/o sistemas de líneas por reequipamiento de cuerpos de flujo 80 en términos de tecnología de flujo. Así, dichos cuerpos de flujo de reequipamiento 80 se podrían proporcionar como unidades prefabricadas, en particular para tamaños de línea estandarizados, y también se podrían usar ventajosamente independientemente del aparato de flujo según la invención.

Después de esta inserción de los detalles de los cuerpos de flujo 80, 80a, 80b, se debe volver a la construcción adicional del aparato de flujo según la fig. 3.

En el aparato de flujo según la fig. 3, junto a la cabeza distribuidora 73 está dispuesta una envolvente de tubo 29 en forma de capucha. La envolvente de tubo 29 se extiende a este respecto al menos a lo largo del eje principal 213 del primer sistema de líneas 60 y, a este respecto, cubre o se extiende al menos el sistema de haz de tubos 74 del segundo sistema de líneas 70. El espacio intermedio 30 resultante así entre el tubo de guiado 21 y la envolvente de tubo 29 se termina en un extremo alejado de la cabeza distribuidora 73 mediante un fondo 290. Mediante esta realización, los bucles de tubo 741 se extienden en el espacio intermedio 30. Para poder someter los bucles de tubo 741 al menos a un limitado guiado y/o estabilizaciones de posición cuando se extienden a través del espacio intermedio o interior 30, en la envolvente de tubo 29 está previsto al menos uno, preferentemente varios, estabilizadores 294. A este respecto, el estabilizador 294 puede estar configurado como una estructura de rejilla y/o de soporte, a través de la cual pueden pasar los bucles de tubo 741, en particular las tuberías individuales del sistema de haz de tubos 74 y, a este respecto, son guiados, soportados o asegurados contra desplazamiento desde su posición de reposo en al menos una dirección espacial.

Según la fig. 3, en el interior de una sección del tubo de guiado 21 rodeada por la envolvente de tubo 29 está dispuesta una pared de separación 22. A este respecto, la pared de separación 22 separa una región del lado de entrada 214 del tubo de guiado 21 que viene de la conexión de entrada 61 de una región del lado de salida 215 que se aproxima a la conexión de salida 62. A este respecto, en el ejemplo según la fig. 3, la pared de separación 22 está realizada esencialmente como pared rectilínea, plana, que está dispuesta en el interior, de tal manera que una superficie de sección transversal del espacio interior de la región del lado de entrada 214 del tubo de guiado 21 disminuye al aumentar la distancia desde el puerto de entrada 61 en casi la misma medida que aumenta la sección transversal de la región del lado de salida 215. Como se representa en la fig. 3, esto se puede lograr de forma especialmente sencilla basculando la pared de separación 22 en al menos un eje perpendicular al eje principal 213. A diferencia de la realización según la fig. 3, también puede ser ventajoso si la pared de separación 22 también está inclinada en un segundo eje perpendicular al eje principal 213 y/o si la pared de separación 22 no está configurada o formada de forma rectilínea plana, sino que sigue un perfil de superficie (por ejemplo, plano escalonado, angular escalonado, parabólico, hiperbólico o similares), en particular siguiendo un perfil de superficie que depende de la posición axial a lo largo del eje principal 213, de modo que la sección transversal en la región en el lado de entrada y/o de salida 214, 215 puede ser una función más compleja de la posición a lo largo del eje principal 213.

En el ejemplo según la fig. 3, la pared de separación 22 como parte del medio de guiado 20 está realizada de doble pared. A este respecto, ventajosamente, un primer segmento de pared 220 está conectado en particular con la región en el lado de entrada 214 de la envolvente 211 o del tubo de guiado 21, mientras que un segundo segmento de pared 221 está conectado con la región en el lado de salida 215. En un espacio intermedio 222 entre los segmentos de pared 220, 221 se puede prever adicionalmente un aislamiento 223. De este modo se puede garantizar ventajosamente que una sección de entrada 120 del primer flujo de fluido 100 pueda interactuar lo menos posible con una sección de salida 130 de la misma. Esto podría tener un efecto desventajoso en particular en una configuración como intercambiador de calor 51 del aparato de flujo 50, ya que la pared de separación 22 sin aislamiento podría actuar como un cortocircuito térmico entre una entrada y una salida del primer flujo de fluido 100. A este respecto, el aislamiento 223 se puede lograr mediante un material aislante o amortiguador adecuado con la conductividad térmica más baja posible y/o una tira de sellado y/o un cerramiento de una región evacuada en el espacio intermedio 222.

En su sección rodeada por la envolvente de tubo 29, el tubo de guiado 21, en particular la envolvente 211, presenta respectivamente al menos un paso radial 27, 32 tanto en la región del lado de entrada 214 como en la región del lado de salida 215. A este respecto, en el ejemplo según la fig. 3, a lo largo de la región del lado de entrada están previstos tres pasos radiales 27. Análogamente, según la figura 3, en la región del lado de salida 215 también están previstos tres pasos radiales 32. Sin embargo, también puede traer ventajas al prever más o menos pasos radiales 27, 32 y/o un número diferente de pasos radiales 27, 32.

Según la fig. 3, los dos primeros pasos radiales 27 a lo largo del eje de entrada 102 están provistos cada uno adicionalmente de un cuerpo conductor de flujo 64. A este respecto, en la realización según la fig. 3, estos están dispuestos axialmente detrás de los respectivos pasos radiales a lo largo del eje de entrada 102 y se extienden esencialmente en el espacio interior del tubo de guiado 21. La tarea de estos cuerpos conductores de flujo 64 es favorecer una división del primer flujo de fluido 100 en flujos parciales radiales 260 a través de los respectivos pasos radiales 27 por la disposición según la invención de la pared de separación 22, en particular homogeneizar los flujos parciales 260 entre sí. Sin embargo, a este respecto, la representación de la fig. 3 sólo se debe entender como una realización a modo de ejemplo. La previsión de cuerpos conductores de flujo 64 puede tener efectos ventajosos, bajo ciertas circunstancias, en todos o al menos una selección diferente de pasos radiales 27, 32. Además, la disposición del cuerpo conductor de flujo 64 en relación con el paso radial 27, 32 asignado respectivamente se puede desviar de la representación según la fig. 3, donde en particular la posición axial a lo largo del paso radial 27, 32 y/o la extensión radial, en particular la dirección de extensión, del cuerpo conductor de flujo 64 y/o la forma geométrica y/o también una extensión axial (por ejemplo, en forma de rejilla) ofrecen posibilidades de optimización en el caso de aplicación respectivo de un aparato de flujo 50 según la invención.

Alternativa o adicionalmente, estos cuerpos conductores de flujo 64 también pueden servir como medio para ajustar el sentido de circulación de los flujos parciales 260 en la sección de flujo de circulación 17. Alternativa o complementariamente, los propios pasos radiales 27 también pueden estar realizados de tal manera que los flujos parciales 260 que los atraviesan estén orientados de tal manera que sigan un sentido de circulación seleccionado fijo en la sección de flujo de circulación 17. De esta manera, los pasos radiales 27 también pueden actuar como medios para ajustar el sentido de circulación. Complementaria o alternativamente, en un lado interior de la envolvente de tubo 29 esencialmente opuesto a los pasos radiales 27 también pueden estar previstos como medios de este tipo cuerpos de desviación adecuados para ajustar el sentido de circulación de los flujos parciales 260, no mostrados aquí gráficamente.

El modo de funcionamiento de un aparato de flujo 50 según la invención se explicará ahora en un ejemplo de aplicación especialmente ventajoso como intercambiador de calor 51 para el intercambio de energía térmica entre un primer flujo de fluido 100 que transporta energía térmica y otro flujo de fluido 340 que absorbe calor. Una realización según la fig.

3 es especialmente adecuada para un primer flujo de fluido 100 de gran volumen cuando se transfiere calor a otro flujo de fluido 340 con un flujo de volumen menor. Tales aplicaciones se pueden encontrar, por ejemplo, en forma de precalentadores y/o evaporadores en centrales térmicas basadas en el ciclo de Rankine, es decir, en particular instalaciones para la recuperación y conversión de energía de flujos de fluido portadores de calor 100 (por ejemplo, gases de combustión o gases de escape de, por ejemplo, procesos industriales, flujos de fluidos calentados de forma geotérmica o solar térmica, etc.).

El flujo de fluido absorbente de calor 340 (por ejemplo, un fluido de trabajo de una central térmica, en particular un fluido de trabajo orgánico de una instalación ORC) se suministra a este respecto a través de la conexión de entrada 71 del segundo sistema de líneas 70 al aparato de flujo 50 y fluye fuera de la cámara de entrada 730, a través del sistema de haz de tubos 74 que se extiende en el espacio intermedio 30 a la cámara de salida 731.

El flujo de fluido caloportador 100 (por ejemplo, gas de combustión y/o de escape caliente) se suministra a su vez al primer sistema de líneas 60 del aparato de flujo 50 a través de la conexión de entrada 61 en la región de entrada 61 b. El flujo de fluido 100 se propaga ahora a lo largo del eje de entrada 102 en la región del lado de entrada 214 del tubo de guiado 21 y se desvía y divide en flujos parciales radiales 104 en interacción con la pared de separación 22. Estos flujos parciales 104 entran en el espacio intermedio 30 a través de los pasos radiales del lado de entrada. Allí, los flujos parciales 104 se desvían cada uno en un flujo circunferencial a lo largo de la línea circunferencial 18 o a lo largo de las líneas circunferenciales 18 que discurren esencialmente en paralelo, donde cada flujo parcial 104 presenta así una sección de flujo de circulación 17. La región completa de los flujos parciales circulantes 104 también se puede denominar a este respecto como región de flujo de circulación 105.

A este respecto, los flujos parciales 104 fluyen alrededor del haz de tubos 740 o bucles de tubos 741 del sistema de haz de tubos 74 en una dirección transversalmente a la dirección del desarrollo del sistema de haz de tubos 74, en particular transversalmente a los brazos 742 de los bucles de tubos 741. De este modo, la otra corriente de fluido 340 o sus proporciones que fluyen a través de los bucles de tubo 741 se afluyen esencialmente transversalmente desde los flujos parciales 104, de modo que una transferencia de calor se optimiza localmente en las zonas de contacto que se forman a este respecto.

En un uso preferido del aparato de flujo 50 según la invención como evaporador de una instalación de convertidor de energía basado en el ciclo de Rankine, en particular una instalación ORC, el medio de trabajo se conduce a través del sistema de haz de tubos 74, de tal manera que los flujos parciales 104 del flujo de fluido caloportador 100 pueden transferir tanto calor como sea posible al medio de trabajo que el medio de trabajo se puede convertir, preferentemente casi por completo, de una fase líquida a una fase de vapor o gas.

Para ilustrar este proceso, la fig. 6 muestra una sección a lo largo de la línea AA a través del aparato de flujo 50 según la fig. 3. Como ya se puede reconocer en cierta medida en la fig. 3, en el presente ejemplo, los pasos radiales 27 y los pasos radiales 32 están dispuestos esencialmente en lados opuestos entre sí del tubo de guiado. Esto vuelve a quedar más claro en la fig. 6. Gracias a esta realización, cada flujo parcial 104 circunda o rodea el tubo de guiado 21 y por lo tanto el eje de flujo de entrada y de salida 102, 103 del flujo de fluido caloportador 100 en un ángulo circunferencial UW de aprox. 360°.

Después de cubrir o recorrer este ángulo circunferencial, los flujos parciales 104 pasan por los pasos radiales 32 a la región del lado de salida 215 del tubo de guiado 21. Allí, los flujos parciales 104 según la figura 3 se desvían de nuevo en dirección axial y se reúnen. El flujo de fluido 100 reunido de esta manera y "enfriado" por transferencia de calor al otro flujo de fluido 340 abandona el aparato de flujo 50 a través de la conexión de salida 62. Ahora se puede someter opcionalmente a un proceso posterior (por ejemplo, filtración y/o limpieza aguas abajo y/u otro intercambio de calor y/o tratamiento) o se suministra a un aparato correspondiente (por ejemplo, intercambiador de calor y/o dispositivo de limpieza y/o filtrado y/o lavado y/o una chimenea).

Como ya se ha esbozado brevemente anteriormente, un perfeccionamiento preferido del aparato de flujo 50, 51 según la fig. 3 consiste en una estructura varias veces segmentada de la cabeza distribuidora 73, de modo que se posibilita una conducción de varios pasos del otro flujo de fluido 340 a través del espacio intermedio 30. Las figuras 7a y 7b muestran dos variantes preferidas de la cabeza distribuidora 73 según la fig. 3 como proyección frontal.

Según la fig. 3, la cabeza distribuidora 73 está configurada como canal anular 732 que se extiende alrededor del primer sistema de líneas 60, en particular la conexión de salida 62. Alternativamente, la cabeza distribuidora 73 también puede estar dispuesta alrededor de la conexión de entrada 61 del primer sistema de líneas 60. La cámara de entrada 730 y la cámara de salida 731 están dispuestas en lados opuestos entre sí, mediante paredes de separación 733 separadas entre sí. Tanto la cámara de entrada 730 como también la cámara de salida 731 están formadas a este respecto en el canal anular 732 en la dirección circunferencial alrededor de la conexión de salida 62 por cada vez dos paredes de separación 733 espaciadas entre sí en una distancia angular. A este respecto, en este ejemplo, las cámaras de entrada y de salida 730, 731 presentan una sección transversal esencialmente idéntica en el plano de proyección mostrado. Un volumen interior de la cámara de entrada y de salida 730, 731 es esencialmente el mismo de manera especialmente preferible.

Sin embargo, a diferencia de las realizaciones mostradas aquí, también puede ser ventajoso que las secciones transversales y/o los volúmenes interiores de la cámara de entrada 730 y de la cámara de salida 731 estén realizados de forma diferente entre sí. Si el aparato de flujo 50 se usa como un evaporador, por ejemplo, típicamente aumenta un flujo volumétrico del otro flujo de fluido 340 entre la cámara de entrada y de salida 730, 731. Para, por ejemplo, no influir negativamente en las condiciones de presión en el aparato de flujo 50, en particular en el segundo sistema de líneas 70, la cámara de salida 731 puede presentar un volumen interior aumentado en comparación con la cámara de entrada 730. Si el aparato de flujo 50 se utiliza alternativamente como condensador, a la inversa puede ser ventajoso que el volumen interior de la cámara de salida 731 se reduzca en comparación con el volumen interior de la cámara de entrada 730. El experto en la materia también conoce otras aplicaciones o usos del aparato de flujo 50 según la invención que favorecen o requieren diferentes secciones transversales y/o volúmenes de la cámara de entrada 730 y de la cámara de salida 731.

En la realización según la fig. 7a, alrededor de la conexión de salida 62 entre la cámara de entrada 730 y la cámara de salida 731 está dispuesta en ambas direcciones de circulación respectivamente otra pared de separación 733, de tal manera que se forman respectivamente dos cámaras intermedias 734, 734a - 734d adicionales en el canal anular. A este respecto, las cámaras intermedias 734a - 734d presentan preferentemente una sección transversal esencialmente idéntica en el plano de proyección mostrado en la figura 7a. Un volumen interior de las cámaras intermedias 734, 734a - 734d es esencialmente el mismo de manera especialmente preferible.

Gracias a la estructura de la cabeza distribuidora 73 mostrada en la fig. 7a se puede implementar de manera sencilla una estructura de seis pasos del segundo sistema de líneas 70. Para este propósito, la cámara de entrada 730 está conectada a una de las dos cámaras intermedias 734a, 734b a través de un primer conjunto de bucles de tubo 741, 741a no mostrados aquí, de modo que los flujos parciales del otro flujo de fluido 340 suministrado a través de la conexión de entrada 71 puede fluir a través de este primer conjunto de bucles de tubo 741a hacia una de las dos cámaras intermedias 734a, 734b. A este respecto, los flujos parciales según la fig. 3 ya discurren dos veces en esta primera etapa a través el espacio intermedio 30. Cada una de las cámaras intermedias 734a, 734b también está conectada a cada vez una de las cámaras intermedias 734c, 734d a través de cada vez un conjunto parcial de bucles de tubo 741b, de modo que los flujos parciales recorren ahora en esta etapa el espacio 30 de nuevo dos veces. Finalmente, cada una de las cámaras intermedias 734c, 734d está conectada con la cámara de salida 731 a través de otro conjunto parcial de bucles de tubo 741c, como resultado de lo cual los flujos parciales fluyen a través del espacio intermedio 30 dos veces por última vez. En total, cada flujo parcial del flujo de fluido 340 recorre el espacio interior 30 entre la cámara de entrada 730 y el de la cámara de salida 731 un total de seis veces, es decir, tienen lugar seis pasos de la corriente de fluido 340 a través del espacio interior 30.

En la realización según la fig. 7b, entre la cámara de entrada 730 y la cámara de salida 731 están dispuestas en total tres paredes de separación alrededor de la conexión de salida 72 en cada dirección circunferencial. Como resultado, se forman un total de cuatro pares de cámaras intermedias 734a - 734h de manera análoga a la fig. 7a, por ejemplo. En esta realización también está previsto que las cámaras adyacentes 730, 734a, 734c, 734e, 734g, 731 estén conectadas una tras otra a través de conjuntos o conjuntos parciales de bucles de tubo 741a, 741b, 741c, 741d y 741e. De esta manera, las corrientes parciales del flujo de fluido 340 pasan a través del espacio 30 un total de diez veces, es decir, tienen lugar diez pasos del flujo de fluido 340 a través del espacio interior 30.

Las realizaciones de interconexiones del segundo sistema de líneas 70 a través de la cabeza distribuidora 73 mostradas en las fig. 7a y 7b y descritas anteriormente solo deben entenderse a este respecto a modo de ejemplo como realizaciones preferidas. Sin embargo, otras interconexiones de la cámara de entrada 730, cámaras intermedias 734 y/o cámara de salida 731 pueden resultar en disposiciones ventajosas. El número de cámaras intermedias 734 también puede diferir de los ejemplos aquí mostrados, en particular, también sería concebible que el número y/o la realización de las cámaras intermedias 734 se desvíen entre sí a lo largo de las dos direcciones circunferenciales alrededor de la conexión 62 o 61 para permitir una configuración ventajosa.

Además de la variante del segundo sistema de líneas 70 como sistema de haz de tubos 74 con bucles de tubos 741 descrita en el ejemplo según la fig. 3, el aparato de flujo 50 según la invención se puede implementar en una variante no mostrada aquí gráficamente con tramos de tubo esencialmente rectilíneos. A este respecto, los tramos de tubo así como los bucles de tubo 741 están conectados con la cabeza distribuidora 73, en particular con su canal anular 732, y se extienden en el espacio intermedio 30. Los tramos de tubo atraviesan preferentemente el espacio intermedio 30 de tal manera que desembocan en un canal colector en un extremo alejado del canal anular 732. Para permitir que fluya el flujo de fluido 340 que afluye en el canal colector, el canal colector puede estar conectado con la cámara de salida 731 y también presentar al menos una conexión de salida propia, que entonces forma preferentemente la conexión de salida 72 del segundo sistema de líneas 70. En el caso de un segundo sistema de líneas 70 constituido por tales tramos de tubo, se puede ofrecer un perfeccionamiento especialmente preferido de una cabeza distribuidora 73. A este respecto, esta presenta, por ejemplo, una tapa de cierre 73a, no mostrada aquí en detalle, que cierra de forma separable el canal anular 732 en un lado frontal, por lo que el canal anular 732 se puede abrir y cerrar de nuevo de forma distribuida para fines de mantenimiento y/o para adaptaciones. A este respecto, la tapa de cierre 73a puede estar realizada como tapa roscada y/o con otro mecanismo de cierre, tal como, por ejemplo, una conexión roscada, un mecanismo de sujeción o de cuña o similares. Una tapa de cierre separable 73a permite realizar, por un lado, las paredes de separación 733 de forma intercambiable y/o desplazable en la dirección circunferencial en el canal anular. Si las paredes de separación 733 se pueden desplazar y/o variar en su número entre la cámara de entrada 730 y la cámara de salida 731, se puede variar la configuración y/o el número de cámaras intermedias 734. Como resultado, se puede adaptar ventajosamente un número de pasos o número de pasajes del otro flujo de fluido 340 a través del espacio intermedio 30 en el segundo sistema de líneas 70 del aparato de flujo 50, 51. Sin embargo, una tapa de cierre 73a separable para fines de mantenimiento también puede ser ventajosa en el caso de cabezas distribuidoras 73, como se muestra en el aparato de flujo 50 a modo de ejemplo según la fig. 3.

En la fig. 8 está esbozado someramente un perfeccionamiento ventajoso de un aparato de flujo 50, 51 según la invención según la fig. 3. A este respecto, en la conexión de salida 72 del segundo sistema de líneas 70 está dispuesto un dispositivo de separación 90, en particular en una sección de salida 735 que se conecta a la cámara de salida 731. En una realización preferida, el dispositivo de separación 90 está diseñado a este respecto como un separador de gotas. Un separador de gotas 90 dispuesto en la cabeza distribuidora 73, integrado o al menos conectado operativamente con la cámara de salida 731 puede ser ventajoso en particular cuando el aparato de flujo 50, 51 se usa como evaporador para el otro flujo de fluido 340. A este respecto, puede suceder que el segundo flujo de fluido 340 esencialmente líquido en la cámara de entrada 730 se convierta solo parcialmente, en particular no completamente, de una fase líquida a una fase de vapor durante su paso a través del segundo sistema de líneas 70, en particular a través del espacio intermedio 30. En particular, puede suceder que otro flujo de fluido 340 que abandona la cámara de salida 731 lleve consigo al menos proporciones líquidas (por ejemplo, en forma de gotas), que pueden tener un efecto perjudicial en los procesos o dispositivos posteriores. Si la cabeza distribuidora 73 del aparato de flujo 50, 51 está realizada según la figura 8, se pueden prevenir estos efectos.

La disposición o integración del dispositivo de separación 90 en la cabeza distribuidora 73 permite un retorno ventajosamente sencillo del material separado, en particular del condensado o del líquido residual, a al menos una de las cámaras 730, 734. Así, una cámara de separación 900 puede estar conectada a la cámara de entrada 730 y/o una cámara intermedia 734 a través de al menos una línea de retorno 901. A este respecto, el retorno se puede efectuar mediante aprovechamiento sencillo de la fuerza de gravedad y/o una configuración especial de la línea de retorno 901. A este respecto, la cámara de separación 901 está conectada con la cámara 730, 734 a través de la línea de retorno 901, de tal manera que el material separado, en particular el condensado o el líquido residual separado, puede fluir de regreso a esta. La línea de retorno puede estar configurada preferentemente de tal manera que el material separado, en particular el condensado o el líquido residual separado, se presione o aspire en la cámara 730, 734 conectada a través de la línea de retorno por la corriente del flujo de fluido 340 en o a través de las cámaras 730, 734. Alternativa o complementariamente, el dispositivo de separación 90 puede comprender un dispositivo de retorno (por ejemplo, una bomba o similares) que pone a disposi9ción el material separado desde el espacio de separación 900 a través de la línea de retorno 901.

La fig. 9 muestra otro perfeccionamiento ventajoso del aparato de flujo 50, 51 según la invención según la fig. 3. Este perfeccionamiento se destaca por un dispositivo 91 dispuesto sobre o en la envolvente de tubo 29 para separar y descargar partículas. A este respecto, el dispositivo 91 está dispuesto al menos en un lado a lo largo del tubo de guiado 21. A este respecto, el dispositivo 91 está integrado preferentemente en el aparato de flujo 50 o unido a este, de tal manera que el dispositivo 91 se extiende en una región radial 291 que linda radialmente con la región del sistema de haz de tubos 74 cuando el aparato de flujo 50, 51 está montado listo para el funcionamiento. A este respecto, el dispositivo 91 está dispuesto de manera especialmente preferida sobre o en la envolvente de tubo 29, de tal manera que los sólidos, en particular partículas, arrastrados en las corrientes radiales 26 y/o las corrientes circunferenciales 31 del flujo de fluido 100 llegan a la región radial 291.

En la región radial 291 están previstos a este respecto un separador 910, una región colectora 911 y preferentemente una unidad de transporte 912, en particular un tornillo sin fin de descarga, del dispositivo 91.

El separador 910 puede diseñarse a este respecto como una simple abertura de separación o ranura de separación y/o como una rejilla, tamiz y/o filtro de separación que es capaz de separar los sólidos, en particular partículas (p. ej., hollín, cristalitos o similares), arrastrados en el flujo de fluido 100 o en su flujo parcial del fluido que fluye. Alternativa o complementariamente a los separadores mecánicos recién mencionados, el separador 910 también puede ser un separador basado en un campo eléctrico, magnético o electromagnético, que es adecuado para separar los sólidos arrastrados en el flujo de fluido 100 o en su flujo parcial.

Los sólidos o partículas separados del flujo de fluido 100 por el separador 910 se recogen en la región colectora 911 y se almacenan temporalmente, si es necesario. En la forma más simple, la región colectora 911 puede estar configurada a este respecto como un volumen, contenedor o espacio de recolección. Sin embargo, también es concebible que la región colectora 911 presente elementos de recogida o almacenamiento adecuados para recibir los sólidos o partículas separados en el separador 910.

Un dispositivo especialmente preferido 91 también comprende una unidad de transporte 912, que engrana en la región colectora 911, para la descarga constante, cíclica u ocasional de sólidos o partículas recogidas en la región colectora 911, de modo que preferentemente se posibilita un funcionamiento continuo del aparato de flujo 50, 51 también con un flujo de fluido 100 al menos temporalmente contaminado con sólidos.

La fig. 9 muestra para ello una primera realización preferida de un aparato de flujo 50, 51 con un dispositivo 91. El separador 910 está configurado a este respecto como al menos una abertura radial 910a, que está prevista en una pared intermedia 292 o una pared lateral 293 de la envolvente de tubo 29. Si el separador 910 está dispuesto en la pared intermedia 292, la región colectora 911 y la unidad de transporte 912 pueden estar integradas en el espacio intermedio 30 en la envolvente de tubo 29. En la realización según la fig. 9, el separador 910 está integrado en la pared lateral 293 de la envolvente de tubo 29, en particular introducido en la pared lateral 293 de la envolvente de tubo 29 como abertura radial 910a. La región colectora 911 se forma a este respecto por un contenedor colector adicional 911 a, que cubre al menos la región del separador 910, 910a en la pared lateral 293. Cuando el fluido 100 cargado con sólidos o partículas pasa a través del separador 910, 910a en la sección con la corriente radial 26 o en la sección de flujo de circulación 17, las partículas se separan al menos parcialmente y se dejan en el contenedor colector adicional. El contenedor colector adicional 911a puede estar configurado a este respecto como contenedor colector, en particular como contenedor colector reemplazable, que se puede mantener y/o vaciar. En la forma de realización preferida mostrada en la fig. 9, un tornillo sin fin de descarga 912a está dispuesto en el contenedor colector adicional 911a. Si se rota el tornillo sin fin de descarga 912a, este transporta las partículas ubicadas en la región colectora 911,911a en la dirección de una abertura de descarga 911b en el contenedor colector adicional 911a. Las partículas recogidas se eliminan ahora del aparato de flujo 50, 51 y de su circuito activo a través de esta abertura de descarga 911b. En un perfeccionamiento, también puede estar previsto un dispositivo de cierre 913, tal como, por ejemplo, una válvula de mariposa, una válvula, una válvula rotativa o similar, en la abertura de descarga 911b. A este respecto, este dispositivo de cierre 913 sirve en particular durante un funcionamiento normal del aparato de flujo 50, 51, para evitar una fuga de cantidades parciales del flujo de fluido 100 a través de la abertura de descarga 911b. Complementaria o alternativamente, también puede estar previsto que el separador 910 presente un dispositivo para el control del engranaje y/o para evitar una fuga de fluido, en particular cuando la unidad de transporte 912 está activada. En un perfeccionamiento, el separador 910 también puede estar realizado de forma cerrable, para lo cual pueden estar previstas tapas de cierre, por ejemplo.

A este respecto, el tornillo sin fin de descarga 912a se puede accionar preferiblemente a través de un motor de accionamiento 912b. Si el motor de accionamiento 912b se conmuta y/o regula a través de un control adecuado, no mostrado aquí, la descarga de partículas recogidas se puede automatizar ventajosamente. Así, por ejemplo, la región colectora 911 se puede supervisar por un sensor de carga para supervisar un nivel de llenado y, si es necesario, para evitar una sobrecarga. También sería concebible un inicio cíclico del proceso de descarga para poder suministrar el material descargado a un proceso posterior (por ejemplo, tratamiento, limpieza, etc.) de manera controlada incluso con cargas cambiantes del flujo de fluido 100.

La realización con un recipiente colector adicional 911a o la disposición del dispositivo 91 en un recipiente colector adicional 911a, como se muestra en la fig. 9 como realización especialmente preferida, se puede lograr además un reequipamiento ventajoso y sencillo de aparatos de flujo 50, 51 ya presentes con una envolvente de tubo 29 atravesada por un flujo de líquido cargado con partículas. Para ello solo se requiere que la envolvente de tubo 29 esté provista en una pared lateral 293 con al menos un separador 910, en particular un tamiz o filtro radial 910a. Como se muestra en la fig. 10, la unidad de transporte 912 se puede disponer en un recipiente colector adicional 911a y este se puede colocar posteriormente en la envolvente de tubo 29 alrededor del separador 910. Por lo tanto, no se requiere ninguna modificación importante en el propio aparato de flujo 50, 51.

En la fig. 10 se muestra un sistema 52 compuesto por dos aparatos de flujo 50.1,50.2 según la fig. 3 y la descripción anterior. A este respecto, los aparatos de flujo 50.1, 50.2 están dispuestos secuencialmente uno detrás de otro con respecto al primer sistema de líneas 60.1, 60.2, donde los dos aparatos de flujo 50.1, 50.2 están dispuestos preferentemente de forma simétrica, en particular en un plano perpendicularmente a los ejes de entrada y salida 102.1, 103.1; 102.2, 103.2 entre sí. A este respecto, la conexión de salida 62.1 del primer aparato de flujo 50.1 está dispuesta preferentemente coaxialmente a la conexión de entrada 61.2 del segundo aparato de flujo 50.2. En particular, la conexión de salida 62.1 y la conexión de entrada 61.2 están conectadas a este respecto directamente entre sí, de modo que un flujo de fluido 100 que sale de la conexión de salida 62.1 se suministra a la conexión de entrada 61.2. En comparación con la realización según la figura 3, en el segundo aparato de flujo 50.2 según la figura 10, las conexiones de entrada y de salida 61.2, 62.2 del primer sistema de líneas 60.2 intercambian su función, de modo que la designación en la descripción del sistema 52 se ha adaptado a este intercambio de funciones. Los segundos sistemas de líneas 70.1, 70.2 están conectados entre sí en el sistema 52 a modo de ejemplo según la figura 10 a través de una línea de conexión 75, de tal manera que el fluido del flujo de fluido 340 que sale de la conexión de salida 72.2 del aparato de flujo 50.2 se suministra a la conexión de entrada 71.1 del aparato de flujo 50.1. La conexión de entrada 71.2 sirve a este respecto como conexión de entrada del segundo sistema de líneas 70 del sistema 52, mientras que la conexión de salida 72.1 actúa como conexión de salida del segundo sistema de líneas 70 del sistema 52.

51 se utiliza un sistema 52 según la fig. 10 como intercambiador de calor, la transferencia de calor desde el primer flujo de fluido 100 al otro flujo de fluido 340 o viceversa tiene lugar en dos etapas: primero, el primer flujo de fluido 100 ya preenfriado en el primer aparato de flujo 50.1 actúa en el segundo aparato de flujo 50.2 para precalentar el otro flujo de fluido 340 recién suministrado a través de la conexión de entrada 71.2. El fluido 340 precalentado de esta manera en el segundo aparato de flujo 50.2 luego experimenta un calentamiento principal en la segunda etapa de calentamiento en el primer aparato de flujo 50.1 por contacto de transferencia de calor con el primer fluido 100 recién suministrado a través de la conexión de entrada 61.1, antes de que se ponga a disposición a través de la conexión de salida 72.1 del sistema 52. En el curso del calentamiento principal, el primer fluido 100 recién suministrado se convierte en un estado como fluido 100 preenfriado, que aún sirve como fuente de calor en el proceso de precalentamiento.

A este respecto, el sistema 52 según la fig. 10 es adecuado en particular como combinación compacta y altamente eficiente de precalentador y evaporador para una central térmica, en particular una instalación RC u ORC basada en el ciclo Rankine, donde un flujo de fluido 100 que guía el calor residual puede transferir su energía térmica en una alta proporción a través de las dos etapas mencionadas (precalentamiento y calentamiento principal/evaporación) a un flujo de fluido 100 de un medio de trabajo, en particular un medio de trabajo orgánico.

Un esquema básico de tal central térmica, en particular la instalación ORC 95, se muestra en la fig. 11. Un experto en la materia conoce a este respecto una pluralidad de esquemas ampliados de una central térmica según la fig. 11, que, sin embargo, pueden beneficiarse ventajosamente en una medida similar de un aparato de flujo 50 según la invención o un sistema 52 según la fig. 10. Además de un sistema 52 de dos aparatos de flujo acoplados 50.1,50.2, la instalación 95 comprende al menos una turbina 950, un condensador 951 y una bomba de medio de trabajo 952. a este respecto, la turbina 950 acciona preferentemente un generador 953 para proporcionar corriente eléctrica a partir de la energía térmica recuperada de un flujo de fluido 100.

La turbina 950 está conectada en el lado de entrada a una línea de alimentación 954 de un circuito de medio de trabajo, que sale en la conexión de salida 72.1 del sistema 52. Durante el funcionamiento de la instalación 95 en el sistema 52, el medio de trabajo calentado, preferentemente evaporado, fluye a través de la línea de alimentación 954 como flujo de fluido 340 a la turbina 950. A este respecto, el medio de trabajo del flujo de fluido 340 se evapora preferentemente casi por completo en el sistema 52, al menos en uno de los aparatos de flujo 50.1,50.2 del sistema 52 o se convertido en una fase de vapor o gas. En la turbina 950, el medio de trabajo entrante del flujo de fluido 340 se expande al menos parcialmente, preferentemente se expande esencialmente, como resultado de lo cual se acciona la turbina 950. El medio de trabajo expandido fluye ahora a través de un tubo de retorno 955 al condensador 951, en el que el medio de trabajo se enfría al menos hasta un punto de condensación y preferentemente se condensa. Sin embargo, también puede estar previsto, por ejemplo, que el medio de trabajo expandido se suministre a un recuperador, no representado en la fig. 11, antes de la introducción en el condensador 951, para aprovechar de otra manera la energía térmica residual presente eventualmente. El medio de trabajo condensado en el condensador 951 se le suministra de nuevo al sistema 52 por medio de la bomba de medio de trabajo 952 a través de una línea de abastecimiento 956 y la conexión de entrada 71.2, por lo que el circuito de medio de trabajo se cierra esencialmente.

El flujo de fluido 100 se le suministra a la instalación 95 a través de una conexión de entrada 957, que preferentemente está conectada directamente a la conexión de entrada 61.1 del primer aparato de flujo 50.1 del sistema 52. Como ya se describió en la descripción del sistema 52 según la fig. 10, el fluido recién suministrado 100 se suministra primero a la etapa de calentamiento principal del sistema 52 (aparato de flujo 50.1) para maximizar una transferencia de calor a un medio de trabajo del flujo de fluido 340 precalentado en la etapa de precalentamiento (aparato de flujo 50.2). El fluido 100 enfriado de esta manera se usa luego en el sistema 52 para el aparato de flujo 50.2 como fuente de calor para precalentar el medio de trabajo fresco del flujo de fluido 340 proporcionado a través de la línea de abastecimiento 956. Una vez que ha tenido lugar la segunda transferencia de calor durante el precalentamiento, el fluido 100 se evacúa de nuevo de la instalación a través de una conexión de salida 958.

El aparato de flujo 50, 51 según la invención o el sistema 52 de dos aparatos de flujo 50.1, 50.2, 51.1, 51.2 de este tipo permite así una realización especialmente compacta de una central térmica 95, que al mismo tiempo se puede adaptar a los requisitos especiales (p. ej., flujos de fluido cargados de sólidos, prestaciones de calor variables, etc.) mediante medidas a integrar fácilmente, sin tener que abandonar el concepto básico de la figura 11. Así, por ejemplo, los dispositivos 91 se pueden reequipar o convertir en cualquier momento sin tener que desmontar completamente el sistema 52 . También sería posible una adaptación del número de pasos de los segundos sistemas de líneas 70.1, 70.2 sin grandes gastos, en particular si las cabezas distribuidoras 73.1, 73.2 presentan tapas de cierre correspondientes.

Los aparatos de flujo 50, 51 del tipo según la invención o los sistemas 52 de aparatos de flujo según la invención son especialmente adecuados a este respecto para el desarrollo de flujos de fluido 100 portadoras de calor residual de instalaciones de combustión (por ejemplo, instalaciones térmicas de limpieza u oxidación, secadores, instalaciones térmicas de proceso, hornos o similares), pilas de combustible y sistemas de pilas de combustible, en particular flujos de refrigerante de pilas de combustible de alta temperatura y otros flujos de calor residual industrial en instalaciones RC u ORC del tipo que se muestra a modo de ejemplo en la figura 11. Junto al ejemplo aquí mostrado de una central térmica, en particular una instalación ORC 95, el aparato de flujo 50 según la invención o un sistema 52 también se puede usar ventajosamente en ingeniería de procesos químicos, tecnología de calefacción y aplicaciones similares.

Finalmente, una estructura preferida de uno de los corazones del aparato de flujo 50 según la invención según la fig.

3 debe ser discutida ahora brevemente. A este respecto, se esbozará un procedimiento de fabricación preferido para un tubo de guiado 21. La fig. 12a muestra una forma tubular del tubo de guiado 21. En una realización preferida, el tubo de guiado 21 presenta una pared de separación 22 formada por dos segmentos de pared 220, 221, en particular dos chapas de separación, que están destinadas a dividir el espacio interior del tubo de guiado 21 en diagonal en dos regiones 214, 215. La realización doble de los segmentos de pared 220, 221 o chapas de separación sirve a este respecto para un aislamiento térmico adicional entre una entrada de fluido y una salida de fluido. El espacio 222 entre los segmentos de pared 220, 221 o las chapas de separación puede estar hueco o relleno con material aislante adicional. Para mantener tan bajos como sea posible las tensiones térmicas entre los segmentos de pared 220, 221 o chapas de separación y la envolvente 211 del tubo de guiado 21, por un lado, y el trabajo de montaje, por otro lado, los segmentos de pared 220, 221 o las chapas de separación solo se suelda a la envolvente en un lado. A este respecto, preferentemente, la soldadura se prevé en lados opuestos del tubo de guiado 21 en el estado montado. Para introducir los segmentos de pared 220, 221 o las chapas de separación en la pieza bruta del tubo, el tubo de guiado 21 está separado preferentemente centralmente en dirección longitudinal en dos mitades de tubo 21a, 21b. La forma de los segmentos de pared prefabricados 220, 221 o chapas de separación se parece a este respecto preferentemente a una elipse, donde una dimensión de la elipse corresponde en particular a la integral de la superficie de corte, si la pieza bruta del tubo se dividiera por la mitad en la dirección diagonal en toda su longitud. En cada una de las mitades de tubo 21a, 21b, está fijada diagonalmente respectivamente un segmento de pared 220, 221 o una chapa de separación, preferentemente soldada, de modo que los segmentos de pared 220, 221 o las chapas de separación no se toquen durante un ensamblaje siguiente de las mitades de tubo 21a, 21b. Antes del ensamblaje final de las mitades de tubo 21 a, 21 b se aplica preferentemente una tira de sellado 224, en particular soldada, sobre al menos uno de los segmentos de pared o las chapas de separación, en particular en toda su longitud. A este respecto, la tira de sellado 224 se realiza preferentemente como una tira de chapa doblada en forma de V, pero también puede presentar otra forma adecuada. Después del ensamblaje de las mitades de tubo 21a, 21b, en el tubo de guiado 21 se practican aberturas con forma redonda o ranurada en una disposición radial, verticalmente opuesta. Estas sirven como pasos radiales 27, 32 durante el funcionamiento posterior en el aparato de flujo 50 según la invención. Sin embargo, también puede estar previsto que las aberturas en forma de escotaduras ya se incorporan en las mitades de tubo 21a, 21b, que forman las aberturas durante su ensamblaje. A este respecto, las aberturas o escotaduras se pueden troquelar, cortar o aserrar preferentemente en la parte tubular. En el estado montado, los segmentos de pared o las chapas de separación y las aberturas están dispuestos en particular en el tubo de guiado 21, de tal manera que el fluido entrante abandona el tubo de guiado 21 dirigido radialmente hacia afuera y, después de fluir a través del espacio intermedio del haz de tubos 30, puede fluir en el tubo de guiado 21 dirigido radialmente hacia adentro. Además, en las aberturas pueden estar dispuestos cuerpos conductores de flujo, en particular chapas deflectoras, en particular soldadas. El tubo de guiado construido de esta manera ahora se puede proporcionar para el montaje posterior del aparato de flujo según la invención.

En resumen, se pueden indicar en particular las siguientes características preferidas de la invención: la invención se refiere a un procedimiento para guiar una corriente de fluido 10 que presenta una sección de entrada y una de salida 12, 13 con un eje de entrada y de salida 14, 15 esencialmente paralelo, preferentemente coaxial. A este respecto, se propone que la corriente de fluido 10 se conduzca radialmente alrededor del eje de entrada y de salida 14, 15 por al menos un medio de guiado 20 dispuesto entre la sección de entrada 12 y la sección de salida 13 en una sección de flujo de circulación 17 en un ángulo circunferencial UW, donde el ángulo circunferencial UW es mayor que 0°. La invención también se refiere a un aparato de flujo 50 para llevar a cabo un procedimiento, que comprende un primer sistema de líneas 60 para conducir un primer flujo de fluido 100, donde el primer sistema de líneas 60 comprende un tubo de guiado 21 y al menos un medio de guiado 20, 22 que influye en un dirección de flujo del flujo de fluido 100, de modo que el flujo de fluido 100 entre un región de entrada 61b y un región de salida 62b del primer sistema de líneas 60 fluye radialmente alrededor de un eje de entrada y/o de salida 102, 103 en una región de flujo de circulación 105 en un ángulo circunferencial UW.

Las fig. 13a-13c y 14 muestran variantes de un perfeccionamiento del aparato de flujo 50 según la fig. 3, que presentan respectivamente adicionalmente un dispositivo de bypass 92. Las características idénticas o de igual efecto a las descritas anteriormente se identifican en estas figuras con los mismos números de referencia.

Según la fig. 13a, el dispositivo de bypass 92 presenta una línea de bypass 921 que a modo de ejemplo se extiende como tubo cilíndrico a lo largo del eje principal 213 a través del tubo de guiado 21 del primer sistema de líneas 60. A este respecto, la línea de bypass 921 está orientada preferentemente coaxialmente al eje principal 213 y en particular está configurada concéntricamente a este. A este respecto, la línea de bypass 921 perfora o atraviesa la pared de separación 22 dispuesta en el tubo de guiado 21, de modo que el primer flujo de fluido 100 que entra a través de la conexión de entrada 61 puede salir a través de la línea de bypass 921 en dirección a la conexión de salida 62 sin llegar a la región de flujo de circulación 105 a través de los medios de guiado 20, 22. En una realización preferida, la línea de bypass 921 está configurada como una línea aislada, en particular de doble pared, o como un tubo aislado, en particular de doble pared, para impedir, o al menos reducir, un acoplamiento térmico entre la proporción A^bpdel primer flujo de fluido 100, que fluye en la línea de bypass 921, y la proporción 1 - A^bpque se propaga en el tubo de guiado 21.

Además de la línea de bypass 921, el dispositivo de bypass 92 según la figura 13a presenta un actuador de bypass 922. A este respecto, la tarea del actuador de bypass 922 en particular es realizar o configurar de forma seleccionable, ajustable, en particular regulable, una proporción A^bpdel flujo de fluido 100 que sale a través de la línea de bypass 921 del primer flujo de fluido 100 que entra a través de la conexión de entrada 61. La proporción A^bppuede presentar a este respecto un valor entre 0% y 100%, en particular entre 20% y 80%, preferentemente entre aprox. 30% y 70%. El actuador de bypass 922 según la fig. 13a comprende a este respecto al menos una válvula de mariposa 923 y un divisor de flujo 924 aguas arriba de la válvula de mariposa 923 contra la dirección de flujo. En el ejemplo según la fig.

13a, la conexión de entrada 61 del aparato de lujo 50 está dispuesta directamente en el repartidor de flujo 924, mientras que la válvula de mariposa 923 está dispuesta sobre o en la línea de bypass 921. La válvula de mariposa 923 está dispuesta preferentemente en la región final de la línea de bypass 921 dirigida hacia la conexión de entrada 61 .

Si la válvula de mariposa 923 se sitúa en la posición abierta o, como se muestra en la fig. 13a, en una posición parcialmente abierta, al menos una parte correspondiente a la proporción A^bpdel flujo de fluido entrante 100 se evacúa a través de la línea de bypass 921, donde la línea de bypass 921 presenta preferentemente una diferencia de presión más baja o una resistencia al flujo más baja respecto al primer sistema de líneas 60. Como resultado, está a disposición una proporción 1 - A^bpcorrespondientemente reducida en la región de flujo de circulación 105 para la interacción con el otro flujo de fluido 340. Si la válvula de mariposa 923 se cierra, el flujo de fluido entrante 100 fluye completamente a través del primer sistema de líneas 60 y, por lo tanto, está completamente presente en la región de flujo de circulación 105.

Según la realización según la fig. 13a, la línea de bypass 921 desemboca en un colector de flujo 925 en forma de embudo, que reúne de nuevo las proporciones 1 - A^bp, que fluyen a través del primer sistema de líneas 60, y las proporciones A^bp, que fluyen a través de la línea de bypass 921, del primer flujo de fluido 100 a continuación en la región de flujo de circulación 105 y lo alimenta a la conexión de salida 62 .

Opcionalmente, como se indica en la fig. 13a mediante las inserciones discontinuas en la región del divisor de flujo 924 o el colector de flujo 925, los cuerpos de flujo 93 pueden disponerse para optimizar un desarrollo de flujo local, en particular para reducir o suprimir la formación de turbulencia y/o reducir la resistencia del flujo local. A diferencia de la representación a modo de ejemplo según la figura 13a, los cuerpos de flujo 93 están configurados a este respecto de forma simétrica, en particular adaptada a la forma espacial del tubo de guiado 21 y/o de la línea de bypass 921, preferentemente adaptada simétricamente. En el caso de la configuración a modo de ejemplo del tubo de guiado 21 como cilindro hueco que se extiende a lo largo del eje principal 213, los cuerpos de flujo 93 están configurados a este respecto por sí mismos de forma cilíndrica simétrica y presentan una superficie de desviación 931 dirigida hacia el flujo. La superficie de desviación 931 puede presentar a este respecto un perfil de sección transversal constante en la dirección circunferencial. Sin embargo, también puede ser ventajoso si la superficie de desviación 931 presenta un perfil de sección transversal que varía con el ángulo circunferencial. Esto puede ser especialmente ventajoso cuando los flujos parciales 104 que salen de la región de flujo de circulación 105 no se distribuyen uniformemente sobre el ángulo circunferencial, sino que presentan regiones preferidas en particular sobre la línea circunferencial.

La fig. 13b muestra una segunda variante de un aparato de flujo 50 con un dispositivo de bypass 92 dispuesto de manera análoga a la fig. 13a. A diferencia del ejemplo anterior según la fig. 13a, la línea de bypass 921 se extiende hasta directamente en la conexión de entrada 61. A este respecto, el divisor de flujo 924 se forma por pasos, en particular ranuras en la sección final de la línea de bypass 921 que se conecta a la conexión de entrada 61. A través de estos pasos, una proporción 1 - A^bpdel flujo de fluido 100 que fluye a través de la conexión de entrada 61 llega al primer sistema de líneas 60, en particular al región de flujo de circulación 105.

Para ajustar la proporción ABP que fluye a través de la línea de bypass 921, el actuador de bypass 922 presenta dos válvulas de mariposa 923, 923a, en el ejemplo según la fig. 13b, donde la válvula de mariposa 923 se conecta a la sección final de la línea de bypass 921 con los pasos. La segunda válvula de mariposa 923a está prevista en una región final del tubo de derivación 921 orientada hacia la conexión de salida 62 . La segunda válvula de mariposa 923a sirve para impedir un posible reflujo del colector de flujo 925 a través de la línea de bypass 921. El colector de flujo 925 está configurado a este respecto de manera análoga al ejemplo según la fig. 13a. Sin embargo, también puede estar previsto que la línea de bypass 921 esté construida o configurada simétricamente con respecto a sus dos regiones finales, de modo que el divisor de flujo 924 y el colector de flujo 925 estén construidos de forma análoga entre sí.

Alternativamente, también es concebible que no esté prevista una segunda válvula de mariposa 923a en la línea de bypass 921, como en el ejemplo según la figura 13a. Por el contrario, el ejemplo según la figura 13a se puede modificar de modo que en la línea de bypass 921 se prevea una segunda válvula de mariposa 923a de manera análoga al ejemplo según la fig. 13b.

En el modo de actuación sobre el ajuste de proporciones A^bp, 1 - A^bp, el ejemplo según la fig. 13b corresponde a la realización según la fig. 13a. Si está prevista una segunda válvula de mariposa 923a, como se muestra en la fig. 13b, es ventajoso que las dos válvulas de mariposa 923, 923a se muevan de manera sincronizada con respecto a la conmutación entre una posición cerrada y una abierta. Sin embargo, también pueden existir aplicaciones o estados de funcionamiento del aparato de flujo 50 en los que es favorable mover o ajustar las válvulas de mariposa 923, 923a independientemente entre sí.

La fig. 13c muestra una tercera variante de un aparato de flujo 50 con un dispositivo de bypass 92 dispuesto de manera análoga a la fig. 13a. A este respecto, esta variante retoma la configuración del divisor de flujo 924 según la fig. 13b que presenta pasos en la línea de bypass 921, donde la válvula de mariposa 923 del actuador de bypass 922 se ha reemplazado por una disposición deslizante 926.

La disposición deslizante 926 presenta a este respecto un manguito deslizante 926a que cierra los pasos en al menos una posición, donde el manguito deslizante 926a se desplaza axial y/o radialmente y/o se gira para conmutar de una posición abierta a una posición cerrada. Una característica de conmutación para controlar o ajustar la proporción 1 -A^bpse puede determinar a este respecto, entre otras cosas, mediante el número, forma y/o ubicación de los pasos en la línea de bypass 921. En principio, también es concebible prever diferentes pasos, en particular pasos dispuestos de manera diferente, por medio de una pluralidad de casquillos deslizantes 926a u otros elementos de cierre adecuados para cerrar pasos planos.

Resultan otras variantes de un aparato de flujo según las fig. 13a a 13c, mediante combinación de las características mostradas individualmente en los ejemplos.

A diferencia de las realizaciones mostradas a modo de ejemplo en las fig. 13a a 13c de un aparato de flujo 50 con dispositivo de bypass 92, la fig. 14 muestra un aparato de flujo alternativo 50 con dispositivo de bypass 92, que presenta una línea de bypass 921 dispuesta en el exterior. En el ejemplo según la fig. 14a, el actuador de bypass 922 comprende una válvula de mariposa 923 que está dispuesta en una sección en el lado de entrada del tubo de guiado 21.

A este respecto, la línea de bypass 921 está configurada o realizada preferentemente como un cuerpo hueco tubular 927 que recibe y/o encierra el primer sistema de líneas 60, en particular la envolvente de tubo 29, al menos parcialmente, preferentemente casi por completo. En el ejemplo según la Fig. 14a, el cuerpo hueco 927 se extiende a lo largo del eje principal 213 en paralelo al tubo de guiado 21. A este respecto, puede estar previsto en particular que el cuerpo hueco 927 reciba o encierre el tubo de guiado, de tal manera que las conexiones de entrada y de salida 61, 62 del primer sistema de líneas 60 estén configuradas como bridas dispuestas en particular frontalmente en el cuerpo hueco 927.

Una sección en forma de embudo o de abanico del cuerpo hueco 927 que se conecta a la conexión de entrada 61 forma a este respecto el divisor de flujo 924 del actuador de bypass 922 en el presente ejemplo. Las conexiones de entrada y de salida 71,72 del segundo sistema de líneas 70, que están dispuestas análogamente al aparato de flujo 50 a modo de ejemplo según la fig. 3 en la cabeza distribuidora 73, a este respecto, se guían a través del cuerpo hueco 927 de modo que sobresalgan de la pared del cuerpo hueco 927 y se pueda fluir alrededor dentro de la región encerrada por la envolvente del cuerpo hueco entre la envolvente de tubo 29 y la superficie de la envolvente interior del cuerpo hueco 927 al menos parcialmente por la proporción A^bpdel primer corriente de fluido 100. En dirección a la conexión de salida 62, el cuerpo hueco 927 se convierte en la conexión de salida 62 a través de una sección análoga de tipo embudo o abanico, que forma el colector de flujo 925.

Complementariamente a la válvula de mariposa 923, también puede estar dispuesta una segunda válvula de mariposa 923a opcional en una sección final del tubo de guiado 21 dirigida hacia la conexión de salida 62. A este respecto, la tarea de la válvula de mariposa 923a es análoga a la del ejemplo según la fig. 13b, evitar un reflujo en el tubo de guiado 21, o al menos reducirlo.

La válvula de mariposa 923 dispuesta en el tubo de guiado 21 está prevista o configurada a este respecto para proporcionar una proporción 1 - A^bpque fluye a través del primer sistema de líneas 60 de forma seleccionable, ajustable o regulable. Cuando la válvula de mariposa 923 está completamente abierta o cuando las válvulas de mariposa 923, 923a están completamente abiertas, se maximiza la proporción 1 - A^bp, mientras que una posición completamente cerrada de la válvula de mariposa 923 o las válvulas de mariposa 923, 923a conduce a una maximización de la proporción A^bpde la porción del primer flujo de fluido 100 que sale a través de la línea de bypass 921.

El cuerpo hueco 927 previsto en el ejemplo según la fig. 14a está configurado preferiblemente como un cuerpo hueco aislado, en particular un cuerpo hueco de doble pared, para impedir o al menos reducir un calentamiento desfavorable de la pared exterior del cuerpo hueco 927, cuando el bypass está activado, es decir, cuando la válvula de mariposa 923 está esencialmente cerrada.

La fig. 14b muestra ahora una segunda variante de un aparato de flujo 50 con una línea de bypass 921 dispuesta en el exterior en forma de un cuerpo hueco 927, como ya se conoce del ejemplo según la fig. 14a descrito anteriormente, a cuya descripción con respecto a la línea de bypass 921 o del cuerpo hueco 927 se remite en este punto.

A diferencia de la realización según la fig. 14a, el actuador de bypass 922 está configurado como disposición deslizante 926 de manera análoga al ejemplo según la figura 13c. A este respecto, el tubo de guiado 21 se extiende por toda la distancia entre las conexiones de entrada y la de salida 61, 62 y está provisto de pasos en forma de ranura en las regiones de superposición con el divisor de flujo 924 y el colector de flujo 925 conocidos de la fig. 14a. Al menos los pasos previstos en dirección a la conexión de entrada 61 se pueden abrir y cerrar a este respecto de manera seleccionable y ajustable por medio de una disposición deslizante 926 . En el ejemplo según la fig. 14b, también está prevista una segunda disposición deslizante 926a para abrir y cerrar los pasos cerca de la conexión de salida 62, que, sin embargo, también se puede omitir opcionalmente. Esta segunda disposición deslizante 926a presenta a este respecto una tarea análoga a la de la segunda válvula de mariposa 923a de los ejemplos según la fig. 13b o 14a, de modo que se remite a la descripción correspondiente. Las disposiciones deslizantes 926, 926a pueden estar configuradas a este respecto como correderas axiales y/o giratorias, como ya se ha descrito en el ejemplo según la figura 13c.

En comparación con las realizaciones de un aparato de flujo 50 según las fig. 14a y 14b, también puede ser ventajoso en ciertas realizaciones si la línea de bypass 921 no está configurada como un cuerpo hueco circundante 927, sino como uno o varios canales de bypass que se extienden en la pared exterior de la envolvente del tubo 29.

Complementariamente a los ejemplos según las fig. 13a a 14b, también puede ser ventajoso si el actuador de bypass 922 puede cerrar alternativamente la línea de bypass 921 y el tubo de guiado 21, lo que favorece la claridad del guiado de flujo a través de la sección de flujo de circulación 17 y/o el bypass. A este respecto, las respectivas posiciones de estrangulación, en particular una sección transversal de flujo eficazmente efectiva y liberable o liberada por el actuador de bypass 922, son ventajosamente inversamente proporcionales entre sí en las secciones de entrada de la línea de bypass 921 y el tubo de guiado 21.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de flujo (50) que presenta un primer sistema de líneas (60) para la circulación de un primer flujo de fluido (100), donde el primer sistema de líneas (60) comprende un tubo de guiado (21) y al menos un medio de guiado (20, 22) que influye en una dirección de flujo del primer flujo de fluido (100) y/o al menos un cuerpo de flujo (80), donde el primer flujo de fluido (100) entre una región de entrada (61b) y una región de salida (62b) del primer sistema de líneas (60) circula de forma radialmente circundante alrededor de un eje de entrada y/o salida (102, 103) en una región de flujo de circulación (105) en un ángulo circunferencial UW, donde el ángulo circunferencial UW es preferentemente esencialmente un múltiplo entero de 30°, 45°, 60°, 90°, 180° o 360°; y al menos otro sistema de líneas (70) para la circulación de otro flujo de fluido (340), donde cada uno de los sistemas de líneas (60, 70) presenta preferentemente al menos cada vez una conexión de entrada y cada vez una conexión de salida (61, 62; 71, 72) para alimentar o evacuar el respectivo flujo de fluido (100, 340), donde un eje de flujo principal (341) del otro flujo de fluido (340) está orientado esencialmente en paralelo al eje de entrada y/o de salida (102, 103) del primer flujo de fluido (100), caracterizado por que en el tubo de guiado (21), en particular entre la conexión de entrada y de salida (61,62), al menos una pared de separación (22), que discurre oblicuamente a través de una sección transversal longitudinal del tubo de guiado (21), está dispuesto como un medio de guiado (20), donde el tubo de guiado (21), en la región encerrada por la envolvente de tubo (29), en su envolvente (211) presenta en cada caso al menos uno, preferentemente varios pasos radiales (27; 32) para el pasaje del primer flujo de fluido (100) desde el tubo de guiado (21) al espacio intermedio (30), o para el pasaje desde el espacio intermedio (30) al tubo de guiado (21), a lo largo de una dirección de flujo del primer flujo de fluido (100).

2. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 1, caracterizado por que el o los pasos radiales (27; 32) está(n) configurado(s) de tipo ranura en relación con la circunferencia del tubo de guiado (21).

3. Aparato de flujo (50) según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que en la dirección de flujo del primer flujo de fluido (100), al menos en una parte del tubo de guiado (21) que apunta desde la conexión de entrada (61) en dirección hacia la pared de separación (22), en la región de al menos un paso radial (27) está previsto al menos un cuerpo conductor de flujo (64) que se extiende preferentemente en del tubo de guiado (21).

4. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 3, caracterizado por que un sentido de circulación de flujos parciales (260) en la sección de flujo de circulación (17) se ajusta a través del cuerpo conductor de flujo (64).

5. Aparato de flujo (50) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la pared de separación (22) separa una región del lado de entrada (214) del tubo de guiado (21), procedente de la conexión de entrada (61), de una región del lado de salida (215), que va a la conexión de salida (62), donde la pared de separación (22) está realizada como una pared rectilínea, plana, inclinada al menos en un eje perpendicular al eje principal (213), o está configurada o formada para seguir un perfil de superficie, en particular un perfil de superficie dependiente de la posición axial a lo largo del eje principal (213).

6. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 5, caracterizado por que la pared de separación (22) está realizada de pared doble, donde un primer segmento de pared (220) está conectado en particular con la región del lado de entrada (214) de una envolvente (211) o del tubo de guiado (21), mientras que un segundo segmento de pared (221) está conectado a la región del lado de salida (215).

7. Aparato de flujo (50) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que una primera sección transversal de flujo QE de una parte del tubo de guiado (21) dirigida hacia la conexión de entrada (61) a lo largo de la dirección de flujo del primer flujo de fluido (100) disminuye esencialmente en la misma medida que una segunda sección transversal de flujo ^qA de una parte del tubo de guiado (21) dirigido hacia la conexión de salida (62) aumenta a lo largo de la dirección de flujo del primer flujo de fluido (100).

8. Aparato de flujo (50) según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que un cuerpo de flujo (80) está dispuesto en al menos un sistema de líneas (60; 70), en particular en transiciones de sección transversal o desviaciones de dirección de flujo.

9. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 8, caracterizado por que el cuerpo de flujo (80) está configurado de tipo manguito, donde presenta al menos un cuerpo de desviación (81) para influir en una dirección de flujo de una corriente de fluido que durante el funcionamiento rodea el cuerpo de flujo, y se puede insertar o está insertado como un elemento preferentemente reemplazable en la respectiva posición del sistema de tuberías del sistema de líneas del aparato de flujo.

10. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que el cuerpo de flujo (80) presenta una sección de conducción (81) para desviar la corriente de fluido, y una sección de disposición (82) para disponer en las secciones de línea previstas para ello, donde la sección de conducción (81) está configurada de forma simétrica, en particular simétrica especular o rotacional, en relación con el eje de flujo principal (341), o, en función de las características de flujo que surgen localmente, presenta un diseño asimétrico.

11. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 10, caracterizado por que la sección de conducción (81) está conectada a la sección de disposición (82) a través de una estructura de soporte (84), donde las propiedades de conducción de flujo de la sección de conducción (81) están configuradas preferentemente de forma variable, en función de parámetros de flujo (por ejemplo, presión, temperatura y/o velocidad de flujo, composición, etc.).

12. Aparato de flujo (50) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el aparato de flujo (50) presenta además una instalación de bypass (92), por medio de la cual el primer flujo de fluido (100) al menos parcialmente y/o una proporción ajustable, preferentemente regulable entre 0 y 100% del flujo de fluido (100) se puede guiar por delante del primer sistema de líneas (60), en particular por delante de la sección de flujo de circulación (17) del primer sistema de líneas (60).

13. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 12, caracterizado por que la instalación de bypass (92) presenta al menos una línea de bypass (921) y un actuador de bypass (922), donde la línea de bypass (921) está dispuesta preferentemente entre la conexión de entrada y de salida (61,62) del primer sistema de líneas (60).

14. Aparato de flujo (50) según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que en la envolvente de tubo (29) está previsto un dispositivo (910) para separar y descargar partículas (910), que comprende un separador (910), una región colectora (911) y una unidad de transporte (912), en particular un tornillo sin fin de descarga (912a).

15. Aparato de flujo (50) según al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que un separador de gotas (90) que preferentemente está fijado en la cabeza distribuidora (73), está recibido en la cabeza distribuidora (73), o está integrada en esta, está dispuesto en la conexión a la cámara de salida (731) o en la conexión de salida (72) o en la tubuladura de salida (72a).

16. Aparato de flujo (50) según la reivindicación 15, caracterizado por que el condensado recogido en un espacio de separación (900) del separador de gotas se puede suministrar a la cámara de entrada (730) o al menos a una cámara intermedia (734) a través de al menos una línea de retorno (901).

17. Sistema (52) de al menos dos aparatos de flujo (50.1,50.2) según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que los dos aparatos de flujo (50.1,50.2) están conectados entre sí secuencialmente, donde la conexión de salida (62.1) del primer sistema de líneas (60.1) del primer aparato de flujo (50.1) está conectada de forma esencialmente directa a la conexión de entrada (61.2) del primer sistema de líneas (60.2) del segundo aparato de flujo (50.2), y donde la conexión de salida (72.1) del segundo sistema de líneas (70.1) del primer aparato de flujo (50.1) está conectada a la conexión de entrada (71.2) del segundo sistema de líneas (70.2) del segundo aparato de flujo (50.2) a través de una línea de conexión (75).

18. Central térmica (95), en particular instalación de generación de energía mecánica y/o eléctrica según un ciclo de Rankine, con al menos un aparato de flujo (50, 50.1, 50.2) según una de las reivindicaciones 1 a 16, y/o un sistema (52) según la reivindicación 17, donde el otro flujo de fluido (340) del aparato de flujo (50, 50.1,50.2, 52) está formado preferentemente por un medio de trabajo, en particular por un fluido de trabajo orgánico, donde el medio de trabajo se puede evaporar al menos parcialmente en el aparato de flujo (50, 50.1,50.2, 52) mediante transferencia de calor desde un primer flujo de fluido (100).