JP2018513014A - 電気化学分離システムにおける複数平面流れ分布を正規化する構造 - Google Patents
電気化学分離システムにおける複数平面流れ分布を正規化する構造 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2015年4月24日に出願された米国特許仮出願62/152,102号、発明の名称“NOVEL STRUCTURES FOR NORMALIZING MULTI−PLANAR FLOW DISTRIBUTION WITHIN A PLENUM”の米国特許法第119条(e)に基づく優先権を主張するものであり、その全体を、全ての目的で、ここに参照のために取込む。
形状変化の影響を調査するために、流体を、種々の流れ分布システム構成を備える流入口マニホルドからセルスタックへ供給した。その結果、多数の代表速度プロットが生成された。セルスタックの中心平面を通じて垂直に取った速度流線を用いて、乱流を比較した。バルク速度を、対応する複数平面ヒートマップに示した。これらのプロットは、二次元高度を速度と関連付ける。
形状変化の影響をさらに調査するために、実施例1と同一の実験設定で、セルスタックの流入口速度ラインカット1101での速度を測定した。
ランプのみ、およびランプと溝のみの影響を調査するために、流体を、これらの特徴からなる流入口マニホルドからセルスタックへ供給した。実施例1および2と同一の実験設定で、セルスタックの中央平面ラインカット1102での流体速度を測定した。
流入流量の変化の流れ分布システムの有効性に対する影響を調査するために、流体を、種々の流入流量を持つ流入口マニホルドからセルスタックへ供給した。その結果、多数の代表速度プロットが生成された。セルスタックの中心平面を通じて垂直に取った速度流線を用いて、乱流を比較した。全ての例において、流れ分布システムは、リブと、歯と、ランプと、溝とを備えた。
Claims (34)
- モジュールであって、
交互に設けられた複数のイオン除去室およびイオン濃縮室を備えるセルスタックと、
前記セルスタック内への流体の流れを促進するように構成される流入口マニホルドと、
前記流入口マニホルドに対応付けられ、前記流入口マニホルドにおける前記流体の流れの循環を助長する第1のランプを含む第1の流れ分布システムと、
を備えるモジュール。 - 前記第1の流れ分布システムはさらに、放射状に間隔をおいて配置された複数のバッフルを備える、
請求項1に記載のモジュール。 - 前記放射状に間隔をおいて配置された複数のバッフルは、リブおよび歯のうちの少なくとも一方を備える、
請求項2に記載のモジュール。 - 前記第1のランプは、前記第1の流れ分布システムの底部および上部のうちの少なくとも一方に配置される、
請求項1に載のモジュール。 - 流れ分布システムは、前記セルスタックへの均一流体分布を助長するように構成される、
請求項1に記載のモジュール。 - 前記第1の流れ分布システムは、複数の第1のランプを備える、
請求項1に記載のモジュール。 - 前記複数の第1のランプは、間隔をおいて配置されて第1の溝を画定する、
請求項6に記載のモジュール。 - さらに、前記セルスタックからの流体の流出を促進するように構成される流出口マニホルドを備える、
請求項1に記載のモジュール。 - ニホルドに対応付けられた第2の流れ分布システムを備える、
請求項8に記載のモジュール。 - 前記第2の流れ分布システムは、第2のランプを備える、
請求項9に記載のモジュール。 - 前記第2のランプは、前記第2の流れ分布システムの底部および上部のうちの少なくとも一方に配置される、
請求項10に記載のモジュール。 - 前記第2の流れ分布は、複数の第2のランプを備える、
請求項10に記載のモジュール。 - 前記第1のランプおよび前記第2のランプは、異なる曲率半径を有する、
請求項12に記載のモジュール。 - 前記複数のランプは、間隔をおいて配置されて溝を画定する、
請求項12に記載のモジュール。 - 交互に設けられた複数のイオン除去室およびイオン濃縮室を備えるセルスタックを有する電気化学分離装置における均一流体流れ分布を促進する方法であって、
前記セルスタックと流体連通する第1の流れ分布システムであって、前記セルスタック内への流体流れの方向転換を助長する第1のランプを備える第1の流れ分布システムを提供する、
方法。 - さらに、前記第1の流れ分布システムに対応付けられた流入口マニホルドを提供する、
請求項15に記載の方法。 - 前記第1の流れ分布システムの提供において、前記流入口マニホルド内に前記第1の流れ分布システムを挿入する、
請求項16に記載の方法。 - 前記第1の流れ分布システムの提供において、射出成形された第1の流れ分布システムを有する流入口マニホルドを提供する、
請求項16に記載の方法。 - さらに、前記第1の流れ分布システムにおいて放射状に間隔をおいて配置された複数のバッフルを提供する、
請求項15に記載の方法。 - 前記放射状に間隔をおいて配置された複数のバッフルの提供において、リブおよび歯のうちの少なくとも一方を提供する、
請求項19に記載の方法。 - 前記第1の流れ分布システムは、複数の第1のランプを備える、
請求項19に記載の方法。 - 前記複数の第1のランプは、間隔をおいて配置されて第1の溝を画定する、
請求項21に記載の方法。 - さらに、前記電気化学分離装置と流体連通する流出口マニホルドを提供する、
請求項15に記載の方法。 - さらに、前記流出口マニホルドに対応付けられた第2の流れ分布システムを提供する、
請求項15に記載の方法。 - 前記第2の流れ分布システムの提供において、前記流出口マニホルド内に前記第2の流れ分布システムを挿入する、
請求項24に記載の方法。 - 前記第2の流れ分布システムの提供において、射出成形された第2の流れ分布システムを有する流出口マニホルドを提供する、
請求項24に記載の方法。 - 流れ分布システムであって、
電気化学セルスタックへと流体流れの方向転換を助長するランプ、
を備える、流れ分布システム。 - さらに、複数のランプを備える、
請求項27に記載のシステム。 - 前記複数のランプは、間隔をおいて配置されて溝を画定する、
請求項28に記載のシステム。 - さらに、放射状に間隔をおいて配置された複数のバッフルを備える、
請求項27に記載のシステム。 - 前記放射状に間隔をおいて配置されたバッフルは、リブおよび歯のうちの少なくとも一方を備える、
請求項30に記載のシステム。 - 前記システムは、前記セルスタックを収容する電気化学分離モジュールのフレーム内に収容または一体化されるように構成される、
請求項27に記載のシステム。 - 前記システムは、前記セルスタック内の種々の流体通路に沿う点において流体速度のずれが約20%未満である、
請求項29に記載のシステム。 - 流体流れを、乱流から、遷移流および層流のうちの少なくとも一方へ変換するように構成される、
請求項27に記載のシステム。
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