WO2016138996A1 - Kolonne zum stoff- und/oder energieaustausch zur behandlung eines fluids und verfahren zur herstellung dieser vorrichtung - Google Patents

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Karlmann Kanzler
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a procedural device for the treatment of a fluid and a method for producing the procedural device.
  • Dissolved column for mass and / or energy exchange for the treatment of at least one fluid comprising a container having a pressure-bearing shell, which surrounds an interior of the container for receiving the fluid, and one in the interior arranged first functional component for interaction with the fluid, wherein according to the invention, the first functional component and the shell of the container are integrally formed by 3D printing in one piece.
  • 3D printing In general, all principally suitable 3D printing methods can be used.
  • the wall thicknesses of the sheath and / or the first functional component and / or the surface shape of the sheath and / or the first functional component are designed such that those desired from the process engineering
  • the first functional component and the shell of the container by means of 3D printing, in particular laser sintering, of a metal, in particular aluminum, are integrally formed.
  • 3D printing in particular laser sintering, of a metal, in particular aluminum
  • the sheath and the first functional component as a one-piece unit in layers from a
  • powdery material in particular comprising a metal, in particular
  • the procedural device can also be a heat exchanger or another device.
  • a fluid is passed down in the form of a liquid phase and contacted in countercurrent with a gaseous phase to make a mass and / or energy exchange between the two phases.
  • the first functional component may be e.g. a bottom, in particular a mass transfer tray act on which the liquid phase is, while the gaseous phase is passed from bottom to top through through holes in the bottom to contact the liquid phase on the ground.
  • the first functional component may be a wall (e.g., for directing a fluid) in the column or process equipment, particularly a weir for damming a liquid phase or one or more baffles for gases and / or vapors.
  • the first functional component can be a box-shaped or cup-shaped device with drainage openings or drainage pipes for collecting liquids.
  • the first functional component may be a structured packing or a cross member, e.g. perpendicular to a longitudinal or cylindrical axis of the envelope of the container or column, and e.g. for supporting a functional component (e.g., a package, etc.). Furthermore, it may be in the first functional component, in particular in a
  • the first functional component can be a liquid distributor for distributing a liquid phase in the interior of the container or a liquid collector for collecting a liquid phase arising in the interior.
  • the first functional component can also be a separator which configured to separate a liquid phase from a two-phase mixture (liquid-gas).
  • Joining method is necessary.
  • a conventional carrier which has the same height over an entire span and thus inevitably has an oversizing.
  • Components may be designed for a joining method, for example welding, and must have a significantly larger area and / or different shape for this disadvantageous connection method to ensure that sufficient strength of this joint connection can be produced.
  • the container wall is formed integrally with at least the support structures and in particular integrally with all components in the interior of the container, wherein the
  • Container wall or shell in particular a voltage-optimal transition is formed.
  • circumferential edge gaps can be avoided, as an integral training with the encircling envelope is possible.
  • conventional support structures such as cross member and grating, because the at least one pack is formed as a self-supporting structure and / or as a container wall or shell stiffening structure. This simplifies the construction of the packing column and reduces the obstruction of the at least one pack.
  • Very particularly preferred are in the package itself
  • Integrated collecting structures that promote or lead to drainage of condensate.
  • the first functional component or all the functional components provided in the interior of the container and / or on the outside of the container at the same time take over a supporting function supporting the pressure-carrying shell.
  • the existing first functional components not only support themselves but also strengthen or stabilize the sheath so that, in particular, no separate component has to be provided which solely serves to support or stabilize functional components.
  • Device preferably comprises only those (first) functional components which have at least one desired function for the fluid treatment and are at the same time elements of a support structure.
  • Function component provided which is arranged on the outside of the container, wherein the second functional component and the shell of the container by 3D printing are also integrally formed on each other, in particular according to the manner described above by laser sintering or layered application.
  • the second functional component is a connection for connecting an external pipeline.
  • portions of such a pipeline can be integrally formed by 3D printing to the envelope.
  • Supporting elements such as a frame, a support saddle, a support tab or a support piece to be integrally formed on the shell of the container. Furthermore, the invention relates to a method for producing a
  • Process engineering device in particular according to the above description, comprising a container with a pressure-bearing sheath which surrounds an interior of the container for receiving the fluid, a first functional component arranged in the interior for interaction with the fluid, and preferably a second functional component provided on the outside of the container.
  • the first functional component and the shell of the container as well as optionally also the second functional component are formed by 3D printing and are thereby integrally formed on one another (by 3D printing).
  • the first is preferred
  • Functional component and the shell of the container and in particular the second functional component by 3D printing, in particular laser sintering, of a metal, in particular aluminum, are formed and thereby integrally formed on each other.
  • powdery material in particular comprising a metal, in particular
  • the layer by layer of fusible material is on
  • the fusible material is heated for this purpose, so that the respectively added material at the interfaces in such a way with the already existing material as if it were one piece is made.
  • This joining is preferably carried out by a sintering process.
  • the resulting workpiece here the procedural device
  • the present invention relates to a
  • a process device for treating at least one fluid, comprising: a container having a
  • pressure-bearing shell which surrounds an interior of the container for receiving the fluid, and a first functional component arranged in the interior
  • the first functional component and the shell of the container are formed by 3D printing and are integrally formed by the 3D printing together.
  • procedural device can be further developed analogously to the subject of claim 1 by the features described in the subclaims.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an inventive
  • Process engineering device in the form of a heat exchanger with a pressure-bearing container and at least one pipe or a
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of an inventive
  • pressure-bearing container and at least one bottom, in particular in shape a mass transfer tray; optional with inlet box, floor supports and collecting tray and optionally with gas supply (s);
  • process engineering apparatus comprising a pressurized container (e.g., a column) having a separator; and
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of an inventive
  • Process engineering device comprising a pressure-bearing container (for example a column) with a wall, in particular in the form of a weir;
  • a pressure-bearing container for example a column
  • a wall in particular in the form of a weir
  • FIG. 1 shows a process-engineering device in the form of a heat exchanger 1, which has a container 2 with a pressure-carrying casing 3, which surrounds an interior I of the container 2.
  • the envelope 3 of the container 2 extends along a longitudinal or cylindrical axis L which in the present case is horizontal during operation of the heat exchanger 1, i. the container 2 is designed as a horizontal container 2.
  • the container 2 is designed as a horizontal container 2.
  • the longitudinal axis L can also run parallel to the vertical.
  • the shell 3 has a jacket 3c extending along the longitudinal axis L, which is closed to one side by a cover 3b of the shell 3 and to the other side by a bottom 3d of the shell 3.
  • Bottom 3d and lid 3b are in particular integrally formed by 3D printing with the shell 3c of the shell 3, ie, the entire shell 3 can be produced by a 3D printing process, in particular laser sintering, preferably made of a metal. This applies to all embodiments described herein.
  • a first functional component 4 comprising at least one pipe 4, preferably a plurality of pipes 4, which form a tube bundle and in particular at both ends in a tube bottom 4a, anchored.
  • the at least one pipe 4 or the tube bundle 4 is in fluid communication at both ends, each with one or more second functional component in the form of a connecting piece 5, wherein the one neck (or. Stutzenement) 5 on the lid 3b and the other nozzle (or nozzle group) 5 on the bottom 3d of the shell 3 is arranged.
  • Stutzenopathy 5 now a fluid F through the at least one pipe 4 and the tube bundle 4 are performed and can thereby enter into an indirect heat transfer with another fluid, which is guided in the interior I.
  • additional nozzles 5 for connecting measuring devices eg pressure,
  • At least two further sockets 5 are provided on the jacket 3, which are e.g. can lie opposite each other.
  • optional additional connecting pieces 5 for connecting measuring devices eg pressure, temperature
  • At least the at least one pipeline 4 is integrally formed integrally with the shell 3 by forming these two components as an integral unit by 3D printing.
  • the tube plates 4a are integrally formed in this way on the pipe (s) 4 and further to the shell 3.
  • the sockets 5 are formed integrally with the sleeve 3 by the 3D printing, i. integrally formed on this.
  • printed components preferably layer by layer of a powdered material, in particular comprising a metal, in particular aluminum, wherein successively several layers of the material are superimposed, each layer before the application of the next following layer by means of a laser beam 21, which is provided by a laser 20 in one
  • Other suitable SD printing methods may also be used.
  • FIG. 2 shows a further procedural device 1 in the form of a column with a container 2 constructed in the manner of FIG. 1, the container 2 here being a vertical container 2 whose longitudinal or cylindrical axis L extends along the vertical.
  • the container 2 here being a vertical container 2 whose longitudinal or cylindrical axis L extends along the vertical.
  • only one connection 5 is here on the jacket 3 c provided, via which a gaseous phase G in the interior I of the container 2 can be introduced.
  • the column 1 can be used for example for rectification.
  • At least one first functional component 4 in the form of a bottom 4 is provided in the interior I, which is arranged to receive a liquid phase F, wherein the bottom 4 through openings (not shown) through which the gaseous phase G can flow through the be conducted liquid phase F, so that a mass and / or energy exchange between the two phases G, F takes place.
  • the liquid phase F can be guided via the nozzle 5 on the upper cover 3b of the casing 3 or through one or more nozzles 5 in the casing 3 via an inlet box with openings or distributor pipes on its underside, into the interior I or to the at least one base 4 be and can also be deducted from the interior I via the provided on the bottom 3d of the shell 3 5, optionally with a protruding into the interior I and on the jacket 3c integrated collection device.
  • optional additional connecting pieces for the connection of measuring devices eg pressure, temperature
  • the bottom 4 is in turn integrally formed on the shell 3 by these two components are formed by 3D printing as an integral unit.
  • supporting elements may be provided in the form of one or more integral vertical bottom supports 4f, which are preferably formed integrally with the bottom 4 by SD printing, the load of which being at one end
  • Underside of the respective ground support 4f is introduced into the shell 3c via one or more supports 4g, wherein the at least one support 4g in turn integrally by 3D printing to the shell 3c and to the at least one
  • Floor support 4f is formed.
  • 3D printing can be carried out in layers by laser sintering by means of laser 20 and laser beam 21, respectively
  • the sockets 5 it is also preferable for the sockets 5 to be integrally formed on the sleeve 3 by 3D-printing the sleeve 3 together with the sockets 5, e.g. as described above with reference to FIG.
  • FIG. 3 shows a further procedural device in the form of a
  • the package 4b is integrally formed on this inner side 3a.
  • the package 4b is preferably self-supporting, so that it is possible to dispense with a cross member 4d.
  • a liquid distributor 4c is preferably provided in the interior I above the package 4b, which is preferably also 3D-printed in one piece with the casing 3, e.g. as described above by laser sintering by means of the laser 20.
  • a liquid collector 4e may be provided in the interior I, which collects and collects the liquid phase F which is raining down from the packing 4b.
  • Liquid collector 4e is also preferably molded in one piece with the envelope 3 3D printed, e.g. as previously described by laser sintering by means of the laser 20.
  • Functional component 4 may be provided in the form of a separator, in particular in the form of a droplet separator 4 according to the coalescing principle. This is inventively integrally formed on the shell 3 of the container 2 by 3D printing by the shell 3 3D together with the separator 4, for example, by the above-described layer-by-layer building by means of a laser 20 is printed. As further shown in FIG. 5, any walls 4, in particular weirs 4, in the interior I of all containers 2 described here can be integrally molded onto the casing 3 of the container 2 by 3D printing, ie they can be formed together with them by layering.
  • FIG. 5 shows as an example in a container 2 of the type shown in FIG. 2 a wall 4 formed as a weir in the sump of the container 2, which is 3D-printed in one piece with the bottom 3d and the jacket 3c of the envelope 3 of the container 2, e.g.
  • the wall 4 serves here for collecting a liquid phase in the sump of the container 2.
  • FIG. 5 is also indicated by dashed lines that basically piping 5 and 5 individual pipes in addition to existing connection piece or instead of a connecting piece 5 can be integrally formed on the shell 3 or the jacket 3c.
  • a pressure vessel 2 in addition to the first envelope 3 to provide a further second envelope 3e, which can also be produced by 3D printing and which is e.g.
  • the further envelope 3e may, in particular, completely or partially surround the envelope 3 and enclose therewith a gap, e.g. with a
  • Insulating agent is fillable.
  • the casings of containers of any procedural devices or apparatus in particular of all imaginable heat transfer (especially plate heat exchangers, wound heat exchangers, grade and U-tube heat exchangers), columns, etc. can be printed integrally with internals or attachments SD-, in particular according to the method described herein.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine verfahrenstechnische Vorrichtung (1) in Form einer Kolonne zum Stoff- und/oder Energieaustausch zur Behandlung von zumindest einem Fluid (F), mit: einem Behälter (2) mit einer drucktragenden Hülle (3), der einen Innenraum des Behälters (2) zur Aufnahme des Fluids umgibt, und einer im Behälter (2) angeordneten ersten Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) zur Wechselwirkung mit dem Fluid (F). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Funktionskomponente (4) und die Hülle (3) des Behälters (2) durch 3D-Drucken einstückig aneinander angeformt sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

Beschreibung
KOLONNE ZUM STOFF- UND/ODER ENERGIEAUSTAUSCH ZUR BEHANDLUNG EINES FLUIDS UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DIESER VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine verfahrenstechnische Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids sowie ein Verfahren zur Herstellung der verfahrenstechnischen Vorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene verfahrenstechnische Vorrichtungen bekannt, die aufgrund ihrer Größe bisher nur mit nachteiligen Verfahren fertigbar waren und dabei fertigungsbedingt nachteilig ausgelegt waren. Häufig werden
Blechmaterialien und/oder Rohrmaterialien eingesetzt, um verfahrenstechnische
Vorrichtungen wie (drucktragende) Behälter, Kolonnen (Säulen) oder Wärmeübertrager herzustellen. Diese Materialien weisen fertigungsbedingt mindestens bis zu den jeweiligen Fügestellen, zum Beispiel Schweißnähten, einheitliche Dicken auf. Dadurch sind die Elemente in weiten Bereichen überdimensioniert. Aus fertigungstechnischen Gründen und wegen Einschränkungen bei den lieferbaren Halbzeugen stellt die
Konstruktion von solchen Behältern, Kolonnen und Wärmeübertragern und
deren Einbauten und Anbauten hinsichtlich der Festigkeitsoptimierung und der
Strömungsoptimierung regelmäßig einen Kompromiss dar. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden bzw. unten beschrieben werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die
Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Diese Aufgabe wird durch eine verfahrenstechnische Vorrichtung in Form einer
Kolonne zum Stoff- und/oder Energieaustausch zur Behandlung von zumindest einem Fluid gelöst, aufweisend einen Behälter mit einer drucktragenden Hülle, die einen Innenraum des Behälters zur Aufnahme des Fluids umgibt, und eine im Innenraum angeordnete erste Funktionskomponente zur Wechselwirkung mit dem Fluid, wobei erfindungsgemäß die erste Funktionskomponente und die Hülle des Behälters durch 3D-Drucken einstückig aneinander angeformt sind. Generell können alle prinzipiell geeigneten 3D-Druckverfahren verwendet werden.
Hierbei ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen dass die Wandstärken der Hülle sowie insbesondere auch der ersten
Funktionskomponente an jeder Stelle so groß sind, dass die
zulässigen Spannungen unter Berücksichtigung eines ausreichenden
Sicherheitsfaktors, gerade nicht überschritten werden und damit die Festigkeit des Materials möglichst gleichmäßig ausgenutzt wird.
Alternativ oder ergänzend ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Wandstärken der Hülle und/oder der ersten Funktionskomponente und/oder die Oberflächenform der Hülle und/oder der ersten Funktionskomponente so ausgeführt sind, dass die aus der Verfahrenstechnik gewünschten
strömungstechnischen Anforderungen möglichst optimal eingehalten
werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Funktionskomponente und die Hülle des Behälters durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einstückig ausgebildet sind. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass bei dem 3D-Drucken die Hülle und die erste Funktionskomponente als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem
pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere
Aluminium, aufgebaut werden, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls in einem vordefinierten Bereich, der einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird. Die verfahrenstechnischen Vorrichtungen sind, wie eingangs dargelegt, insbesondere drucktragende Behälter bzw. weisen solche Behälter auf, insbesondere Kolonnen.
Weiterhin kann es sich bei der verfahrenstechnischen Vorrichtung auch um einen Wärmeübertrager oder eine sonstige Einrichtung handeln.
Bei einer Kolonne wird zum Beispiel ein Fluid in Form einer flüssigen Phase nach unten geführt und im Gegenstrom mit einer gasförmigen Phase kontaktiert, um einen Stoff- und/oder Energieaustausch zwischen den beiden Phasen vorzunehmen. Bei der ersten Funktionskomponente kann es sich dabei z.B. um einen Boden, insbesondere einen Stoffaustauschboden handeln, auf dem die flüssige Phase steht, während die gasförmige Phase von unten nach oben durch Durchgangsöffnungen des Bodens hindurch geführt wird, um die flüssige Phase auf dem Boden zu kontaktieren. Weiterhin kann es sich bei der ersten Funktionskomponente um eine Wandung (z.B. zum Leiten eines Fluids) in der Kolonne bzw. der verfahrenstechnischen Einrichtung handeln, insbesondere um ein Wehr zum Aufstauen einer flüssigen Phase oder um ein oder mehrere Leitbleche für Gase und/oder Dämpfe.
Weiterhin kann es sich bei der ersten Funktionskomponente um eine kästen- bzw. schalenförmige Einrichtung mit Ablauföffnungen bzw. Ablaufrohren zum Sammeln von Flüssigkeiten handeln.
Weiterhin kann es sich bei der ersten Funktionskomponente um eine strukturierte Packung handeln oder um einen Querträger der sich z.B. senkrecht zu einer Längs- oder Zylinderachse der Hülle des Behälters bzw. der Kolonne erstreckt und z.B. zum Tragen einer Funktionskomponente dient (z.B. einer Packung etc.). Weiterhin kann es sich bei der ersten Funktionskomponente, insbesondere bei einer
verfahrenstechnischen Vorrichtung in Form eines Wärmeübertragers um eine
Rohrleitung oder ein Rohrbündel handeln.
Weiterhin kann die erste Funktionskomponente ein Flüssigkeitsverteiler zum Verteilen einer flüssigen Phase im Innenraum des Behälters sein oder ein Flüssigkeitssammler zum Sammeln einer im Innenraum anfallenden flüssigen Phase. Schließlich kann es sich bei der ersten Funktionskomponente auch um einen Abscheider handeln, der dazu konfiguriert ist, eine flüssige Phase aus einem Zweiphasengemisch (flüssiggasförmig) abzuscheiden.
Natürlich können auch mehrere der oben genannten Komponenten mit der Hülle und/oder untereinander einstückig, d.h. integral, durch 3D-Drucken ausgebildet sein.
Durch das einstückige Ausbilden der vorstehend genannten ersten
Funktionskomponenten mit der Hülle (oder untereinander) können erhebliche
Einsparungen hinsichtlich Material und Montage erzielt werden. Ganz besonders wird eine exakte Anpassung an den Belastungsfall möglich. Im Gegensatz zu vorbekannten Verfahren wird kein zusätzliches Material angebracht, welches allein durch die separate Herstellung der Komponenten bedingt ist beziehungsweise für ein
Fügeverfahren notwendig ist. Zum Beispiel kann auf einen üblichen Träger verzichtet werden, welcher über eine gesamte Spannbreite die gleiche Höhe aufweist und somit zwangsläufig eine Überdimensionierung aufweist. Darüber hinaus müssen bisher
Bauteile für ein Fügeverfahren ausgelegt sein, zum Beispiel Schweißen, und müssen für dieses nachteilige Verbindungsverfahren eine deutlich größere Fläche und/oder andere Form aufweisen, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Festigkeit dieser Fügeverbindung erzeugbar ist. Ganz besonders bevorzugt ist die Behälterwandung einstückig mit zumindest den Trag strukturen ausgebildet sowie insbesondere einstückig mit allen Komponenten im Innenraum des Behälters, wobei zur
Behälterwandung bzw. Hülle insbesondere ein spannungsoptimaler Übergang ausgebildet ist. Insbesondere bei strukturierten Packungen können umlaufende Randspalte vermieden werden, da eine integrale Ausbildung mit der umlaufenden Hülle möglich ist. Darüber hinaus kann auf übliche Tragstrukturen, wie Querträger und Gitterrost, verzichtet werden, weil die zumindest eine Packung als selbsttragende Struktur und/oder als eine die Behälterwandung bzw. Hülle aussteifende Struktur ausbildbar ist. Damit wird der Aufbau der Packungssäule einfacher und die Verdeckung der zumindest einen Packung verringert. Ganz besonders bevorzugt sind in der Packung selbst
Sammelstrukturen integriert, die ein Ablaufen von Kondensat fördern bzw. führen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste Funktionskomponente bzw. alle im Innenraum des Behälters und/oder außen am Behälter vorgesehenen Funktionskomponenten zugleich eine die drucktragende Hülle unterstützende Tragfunktion übernehmen. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist also insbesondere vorgesehen, dass die vorhandenen ersten Funktionskomponenten nicht nur sich selbst tragen sondern auch die Hülle stärken oder stabilisieren, so dass insbesondere kein separates Bauteil vorgesehen werden muss, welches allein zum Stützen beziehungsweise Stabilisieren von Funktionskomponenten dient. Hierdurch kann insbesondere bei einer kritischen Größe der Behandlungsfläche auf zusätzliche den Querschnitt versperrende
Tragelemente verzichtet werden. Die vorgeschlagene verfahrenstechnische
Vorrichtung umfasst bevorzugt ausschließlich solche (ersten) Funktionskomponenten, die zumindest eine erwünschte Funktion für die Fluidbehandlung aufweisen und zugleich Elemente einer Tragstruktur sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine zweite
Funktionskomponente vorgesehen, die außen am Behälter angeordnet ist, wobei die zweite Funktionskomponente und die Hülle des Behälters durch 3D-Drucken ebenfalls einstückig aneinander angeformt sind, insbesondere nach der oben beschriebenen Art durch Lasersintern bzw. schichtweises Auftragen.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der zweiten Funktionskomponente um ein Stutzen zum Anschließen einer externen Rohrleitung. Gegebenenfalls können auch Abschnitte einer solchen Rohrleitung durch 3D-Drucken an die Hülle einstückig angeformt werden.
Bei externen Leitungsanschlüssen wurden bisher angeschweißte Anschlüsse verwendet, bei denen die Anfälligkeit für Undichtigkeiten aufgrund des Fügens vergleichsweise hoch ist; denn die Schweißnaht muss mit hoher Qualität gefertigt und ggf. anschließend aufwendig geprüft werden. Ferner kann durch den Wärmeeintrag beim Fügen, insbesondere Schweißen, die Festigkeit des Materials verringert werden. Durch die einstückige Ausbildung entfallen mit Vorteil die zusätzlichen Arbeitsschritte des Fügens. Zudem wird der Leitungsanschluss (z.B. Stutzen) oder sogar die externe Leitung im gleichen Verfahren hergestellt und erfordert somit keinen zusätzlichen Montageaufwand. Als zweite Funktionskomponente können aber auch tragende Elemente bzw.
Tragelemente, wie z.B. eine Standzarge, ein Tragsattel, eine Traglasche oder ein Tragstutzen an die Hülle des Behälters einstückig angeformt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer
verfahrenstechnischen Vorrichtung, insbesondere gemäß der obigen Beschreibung, aufweisend einen Behälter mit einer drucktragenden Hülle, die einen Innenraum des Behälters zur Aufnahme des Fluids umgibt, eine im Innenraum angeordnete erste Funktionskomponente zur Wechselwirkung mit dem Fluid, und vorzugsweise eine außen am Behälter vorgesehene zweite Funktionskomponente. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Funktionskomponente und die Hülle des Behälters sowie optional auch die zweite Funktionskomponente durch 3D-Drucken gebildet werden und dabei einstückig aneinander angeformt werden (durch das 3D-Drucken). Bevorzugt werden gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die erste
Funktionskomponente und die Hülle des Behälters sowie insbesondere auch die zweite Funktionskomponente durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet werden und dabei einstückig aneinander angeformt werden.
Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass bei dem 3D-Drucken die erste
Funktionskomponente und die Hülle des Behälters sowie optional auch die zweite Funktionskomponente als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem
pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere
Aluminium, aufgebaut werden, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls in einem vordefinierten Bereich, der einem Querschnittsbereich der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser
verschmolzen wird.
Durch das schichtweise Auftragen von schmelzbarem Material wird ein auf
mikroskopischer Ebene einstückiges Material hergestellt, welches besonders bevorzugt gasundurchlässig gebildet werden kann. Das schmelzbare Material wird hierzu erhitzt, so dass sich das jeweils hinzugefügte Material an den Grenzflächen derart mit dem bereits vorhandenen Material verbindet, als ob es aus einem Stück gefertigt ist. Dieses Fügen wird bevorzugt nach einem Sinterverfahren durchgeführt. Das entstehende Werkstück, hier die verfahrenstechnische Vorrichtung
beziehungsweise deren Komponenten, sind damit einstückig gebildet bzw. aneinander angeformt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine
verfahrenstechnische Vorrichtung (z.B. eine der hierin beschriebenen Vorrichtungen) zur Behandlung von zumindest einem Fluid, mit: einem Behälter mit einer
drucktragenden Hülle, die einen Innenraum des Behälters zur Aufnahme des Fluids umgibt, und einer im Innenraum angeordneten ersten Funktionskomponente zur
Wechselwirkung mit dem Fluid, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die erste Funktionskomponente und die Hülle des Behälters durch 3D-Drucken gebildet sind und dabei durch das 3D-Drucken einstückig aneinander angeformt sind. Diese
verfahrenstechnische Vorrichtung kann analog zum Gegenstand des Anspruchs 1 durch die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale weitergebildet werden.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, die bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Insbesondere können alle in den nachfolgenden Zeichnungen der Einfachheit halber geradlinig dargestellten Konturen und Oberflächen beliebig gekrümmt sein. Ebenso können parallel dargestellte
Wandstärken und Konturen entsprechend den verfahrenstechnischen und
festigkeitsbedingten Anforderungen von dieser Parallelität abweichen. Es wird dargestellt in
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
verfahrenstechnischen Vorrichtung in Form eines Wärmeübertragers mit einem drucktragenden Behälter und zumindest einer Rohrleitung oder einem
Rohrbündel;
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
verfahrenstechnischen Vorrichtung in Form einer Kolonne mit einem
drucktragenden Behälter und zumindest einem Boden, insbesondere in Form eines Stoffaustauschbodens; optional mit Einlaufkasten, Bodenabstützungen und Sammelschale sowie optional mit Gaszuspeisung(en);
Fig.3 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
verfahrenstechnischen Vorrichtung in Form einer Kolonne mit einem
drucktragenden Behälter und zumindest einer Packung;
Fig.4 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
verfahrenstechnischen Vorrichtung aufweisend einen drucktragenden Behälter (z.B. eine Kolonne) mit einem Abscheider; und
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
verfahrenstechnischen Vorrichtung aufweisend einen drucktragenden Behälter (z.B. eine Kolonne) mit einer Wandung, insbesondere in Form eines Wehrs;
Fig. 1 zeigt eine verfahrenstechnische Vorrichtung in Form eines Wärmeübertragers 1 , der einen Behälter 2 mit einer drucktragenden Hülle 3 aufweist, die einen Innenraum I des Behälters 2 umgibt. Die Hülle 3 des Behälters 2 erstreckt sich entlang einer Längsoder Zylinderachse L, die vorliegend im Betrieb des Wärmeübertragers 1 horizontal verläuft, d.h. der Behälter 2 ist als liegender Behälter 2 konzipiert. In anderen
Ausführungsbeispielen (siehe unten) kann die Längsachse L jedoch auch parallel zur Vertikalen verlaufen. Die Hülle 3 weist einen entlang der Längsachse L erstreckten Mantel 3c auf, der zu einer Seite hin durch einen Deckel 3b der Hülle 3 und zur anderen Seite hin durch einen Boden 3d der Hülle 3 verschlossen ist. Boden 3d und Deckel 3b sind insbesondere einstückig durch 3D-Drucken mit dem Mantel 3c der Hülle 3 ausgebildet, d.h., die gesamte Hülle 3 kann durch ein 3D-Druck-Verfahren, insbesondere Lasersintern, vorzugsweise aus einem Metall hergestellt werden. Dies gilt für alle hierin beschriebenen Ausführungsformen. Im Innenraum I des Behälters 2 ist eine erste Funktionskomponente 4 vorgesehen, umfassend zumindest eine Rohrleitung 4, vorzugsweise mehrere Rohrleitungen 4, die ein Rohrbündel bilden und insbesondere an beiden Enden jeweils in einem Rohrboden 4a, verankert sind. Die mindestens eine Rohrleitung 4 bzw. das Rohrbündel 4 steht dabei an beiden Enden mit je einer oder mehreren zweiten Funktionskomponente in Form eines Stutzens 5 in Strömungsverbindung, wobei der eine Stutzen (bzw. Stutzengruppe) 5 am Deckel 3b und der andere Stutzen (bzw. Stutzengruppe) 5 am Boden 3d der Hülle 3 angeordnet ist. Über diese beiden Stutzen (bzw.
Stutzengruppen) 5 kann nun ein Fluid F durch die mindestens eine Rohrleitung 4 bzw. das Rohrbündel 4 geführt werden und kann dabei in eine indirekte Wärmeübertragung mit einem weiteren Fluid treten, das im Innenraum I geführt wird. Ebenso können optional zusätzliche Stutzen 5 zum Anschluss von Meßgeräten (z. B. Druck,
Temperatur), die direkt in Kontakt mit dem Fluid treten, vorgesehen werden. Zum Einleiten des weiteren Fluids in den Innenraum I bzw. zum Abziehen des weiteren Fluids aus dem Innenraum I sind am Mantel 3 mindestens zwei weitere Stutzen 5 vorgesehen, die z.B. einander gegenüber liegen können. Auch hier können optional zusätzliche Stutzen 5 zum Anschluss von Messgeräten (z. B. Druck, Temperatur), die direkt in Kontakt mit dem Fluid treten, vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß ist nun zumindest die mindestens eine Rohrleitung 4 einstückig an die Hülle 3 angeformt, indem diese beiden Komponenten durch 3D-Drucken als integrale Einheit ausgebildet werden. Weiterhin sind vorzugsweise die Rohrböden 4a auf diese Weise einstückig an die Rohrleitung(en) 4 angeformt sowie ferner an die Hülle 3. Bevorzugt sind weiterhin auch die Stutzen 5 durch das 3D-Drucken integral mit der Hülle 3 ausgebildet, d.h. einstückig an diese angeformt.
Bei dem 3D-Druckvorgang werden die integral miteinander ausgebildeten bzw.
gedruckten Komponenten vorzugsweise schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, aufgebaut, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls 21 , der durch einen Laser 20 bereitgestellt wird, in einem
vordefinierten Bereich, der einem Querschnittsbereich 30 der herzustellenden integralen Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird. Andere geeignete SD- Druckverfahren können auch verwendet werden.
Figur 2 zeigt eine weitere verfahrenstechnische Vorrichtung 1 in Form einer Kolonne mit einem Behälter 2, der nach Art der Figur 1 aufgebaut ist, wobei hier der Behälter 2 ein stehender Behälter 2 ist, dessen Längs- bzw. Zylinderachse L sich entlang der Vertikalen erstreckt. Im Unterschied zur Figur 1 ist hier am Mantel 3c nur ein Stutzen 5 vorgesehen, über den eine gasförmige Phase G in den Innenraum I des Behälters 2 einleitbar ist. Die Kolonne 1 kann beispielsweise zur Rektifikation verwendet werden. Hierzu ist im Innenraum I zumindest eine erste Funktionskomponente 4 in Form eines Bodens 4 vorgesehen, der zur Aufnahme eine flüssigen Phase F eingerichtet ist, wobei der Boden 4 Durchgangsöffnungen aufweist (nicht gezeigt), durch die die gasförmige Phase G strömen kann, um durch die flüssige Phase F geführt zu werden, so dass ein Stoff- und/oder Energieaustausch zwischen den beiden Phasen G, F stattfindet. Die flüssige Phase F kann über den Stutzen 5 am oberen Deckel 3b der Hülle 3 oder durch einen oder mehrere Stutzen 5 im Mantel 3 über einen Einlaufkasten mit Öffnungen oder Verteilerrohre an dessen Unterseite, in den Innenraum I bzw. auf den mindestens einen Boden 4 geführt werden und kann des Weiteren über den am Boden 3d der Hülle 3 vorgesehenen Stutzen 5, optional mit einer in den Innenraum I ragenden und am Mantel 3c integrierten Sammelvorrichtung, aus dem Innenraum I abgezogen werden. Ebenso können optional zusätzliche Stutzen zum Anschluss von Messgeräten (z. B. Druck, Temperatur), die direkt in Kontakt mit dem Fluid treten, vorgesehen werden.
Erfindungsgemäß ist nun wiederum der Boden 4 einstückig an die Hülle 3 angeformt, indem diese beiden Komponenten durch 3D-Drucken als integrale Einheit ausgebildet werden. Optional können Tragelemente in Form von einer oder mehreren integralen vertikalen Bodenabstützungen 4f vorgesehen werden, die vorzugsweise durch SD- Drucken einstückig an den Boden 4 angeformt sind, wobei deren Last an einer
Unterseite der jeweiligen Bodenabstützung 4f über einen oder mehrere Träger 4g in den Mantel 3c eingeleitet wird, wobei der mindestens eine Träger 4g wiederum einstückig per 3D-Drucken an den Mantel 3c sowie an die mindestens eine
Bodenabstützung 4f angeformt ist. Wie zuvor beschrieben, kann das 3D-Drucken schichtweise durch Lasersintern mit Hilfe des Laser 20 bzw. Laserstrahls 21
vorgenommen werden. Weiterhin sind bevorzugt auch die Stutzen 5 einstückig an die Hülle 3 angeformt, indem die Hülle 3 zusammen mit den Stutzen 5 3D-gedruckt wird, z.B. wie oben anhand der Figur 1 beschrieben.
Figur 3 zeigt eine weitere verfahrenstechnische Einrichtung in Form einer
Packungssäule 1 , die wiederum einen Behälter 2 aufweist, der wie anhand der Figur 2 beschrieben aufgebaut ist. Im Unterschied zur Figur 2 ist nunmehr im Innenraum I des Behälters 2 eine strukturierten Packung 4b vorgesehen, die dem Stoffaustausch zwischen einer gasförmigen Phase G und einer flüssigen Phase F dient, wobei die gasförmige Phase G im Innenraum I von unten nach oben im Gegenstrom zur flüssigen Phase F geführt wird, die die Packung 4b von oben beaufschlägt. Sofern die Packung 4b insbesondere eine konventionelle bzw. separate Packung 4b ist, kann diese z.B. von einem Querträger 4d getragen werden, der senkrecht zur Längsachse L verläuft und erfindungsgemäß einstückig an die Hülle 3 bzw. den Mantel 3c angeformt ist, indem der Querträger 4d durch 3D-Drucken, wie zuvor beschrieben, integral mit der Hülle 3 ausgebildet wird. In einer Variante wird jedoch die Packung 4b selbst (als eine erste
Funktionskomponente) einstückig mit dem Mantel 3c der Hülle 3 3D-gedruckt, z.B. wie zuvor beschrieben durch Lasersintern mittels des Läsers 20, wobei insbesondere kein umlaufender Randspalt zwischen der Packung 4 und einer Innenseite 3a des Mantels 3c erzeugt wird, sondern die Packung 4b einstückig an diese Innenseite 3a angeformt wird. Dabei wird die Packung 4b vorzugsweise selbstragend ausgebildet, so dass auf einen Querträger 4d verzichtet werden kann.
Zum Beaufschlagen der Packung 4b mit der flüssigen Phase F ist vorzugsweise oberhalb der Packung 4b ein Flüssigkeitsverteiler 4c im Innenraum I vorgesehen, der bevorzugt ebenfalls einstückig mit der Hülle 3 3D-gedruckt wird, z.B. wie zuvor beschrieben durch Lasersintern mittels des Lasers 20. Weiterhin kann unterhalb der Packung 4b ein Flüssigkeitssammler 4e im Innenraum I vorgesehen sein, der die aus der Packung 4b herab regnende flüssige Phase F auffängt und sammelt. Der
Flüssigkeitssammler 4e wird bevorzugt ebenfalls einstückig mit der Hülle 3 3D- gedruckt, z.B. wie zuvor beschrieben durch Lasersintern mittels des Lasers 20.
Wie in Figur 4 gezeigt, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Innenraum I eines Behälters 2 nach Art der Figur 2 auch eine erste
Funktionskomponente 4 in Form eines Abscheiders, insbesondere in Form eines Tropfenabscheiders 4 nach dem Koaleszenzprinzip vorgesehen sein. Dieser ist erfindungsgemäß einstückig an die Hülle 3 des Behälters 2 durch 3D-Drucken angeformt, indem die Hülle 3 zusammen mit dem Abscheider 4, z.B. durch das zuvor beschriebene schichtweises Aufbauen mittels eines Lasers 20 3D-gedruckt wird. Wie ferner in Figur 5 gezeigt, können auch beliebige Wandungen 4, insbesondere Wehre 4 im Innenraum I aller hier beschriebenen Behälter 2 durch 3D-Drucken einstückig an die Hülle 3 des Behälters 2 angeformt werden, d.h., gemeinsam mit dieser durch schichtweises Aufbauen geformt werden.
So zeigt Figur 5 als Bespiel bei einem Behälter 2 nach Art der Figur 2 eine im Sumpf des Behälters 2 als Wehr ausgebildete Wandung 4, die einstückig mit dem Boden 3d sowie dem Mantel 3c der Hülle 3 des Behälters 2 3D-gedruckt ist, z.B. mittels des zuvor beschriebenen Lasersinterns unter Verwendung des Lasers 20. Die Wandung 4 dient hier zum Sammeln eine flüssigen Phase im Sumpf des Behälters 2. In der Figur 5 ist anhand von gestrichelten Linien auch angedeutet, dass grundsätzlich Verrohrungen 5 bzw. einzelne Rohrleitungen 5 zusätzlich zu vorhandenen Stutzen oder anstelle eines Stutzens 5 einstückig an die Hülle 3 oder den Mantel 3c angeformt werden können. Weiterhin ist es auch möglich bei einem Druckbehälter 2 zusätzlich zur ersten Hülle 3 eine weitere zweite Hülle 3e vorzusehen, die ebenfalls durch 3D-Drucken hergestellt werden kann und die z.B. einstückig an die Hülle 3 angeformt sein kann, z.B. unter Bildung einer Doppelwand eines Behälters 2, die z.B. Isolationszwecken dienen kann. Die Weitere Hülle 3e kann die Hülle 3 insbesondere ganz oder teilweise umgeben und mit dieser einen Zwischenraum einschließen, der z.B. mit einem
Isolationsmittel befüllbar ist.
Grundsätzlich können die Hüllen von Behältern von beliebigen verfahrenstechnischen Vorrichtungen bzw. Apparaten, insbesondere von allen erdenklichen Wärmeübertragen (insbesondere Plattenwärmeübertrager, gewickelte Wärmeübertrager, Grad- und U- Rohr-Wärmeübertrager), Kolonnen etc. integral mit Einbauten oder Anbauten SD- gedruckt werden, insbesondere nach dem hierin beschriebenen Verfahren.
Bezugszeichenliste
1 Verfahrenstechnische Vorrichtung
2 Behälter
3 Hülle
3a Innenseite
3b Deckel
3c Mantel
3d Boden
3e Zweite Hülle
4 erste Funktionskomponente
4a Rohrboden
4b Packung
4c Flüssigkeitsverteiler
4d Querträger
4e Flüssigkeitssammler
4f Bodenabstützung
4g Träger
5 Zweite Funktionskomponente
20 Laser
21 Laserstrahl
30 Querschnittsbereich
I Innenraum
F Fluid

Claims

Patentansprüche
Kolonne zum Stoff- und/oder Energieaustausch (1) zur Behandlung von zumindest einem Fluid, mit:
- einem Behälter (2) mit einer drucktragenden Hülle (3), die einen Innenraum (I) des Behälters (2) zur Aufnahme des Fluids umgibt, und
- einer im Innenraum (I) angeordneten ersten Funktionskomponente (4) zur Wechselwirkung mit dem Fluid (F),
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) und die Hülle (3) des Behälters (2) durch 3D-Drucken gebildet sind und dabei durch das SD- Drucken einstückig aneinander angeformt sind.
Kolonne nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) und die Hülle (3) des Behälters (2) durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einstückig ausgebildet sind.
Kolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem SD- Drucken die Hülle (3) und die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, aufgebaut werden, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls (21) in einem vordefinierten Bereich, der einem
Querschnittsbereich (30) der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird.
Kolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) eine der folgenden Komponenten ist:
- eine Rohrleitung (4),
- ein Rohrbündel (4),
- ein Boden (4) zur Aufnahme einer flüssigen Phase und/oder zum
Stoffaustausch zwischen einer flüssigen und einer gasförmigen Phase, - ein Querträger (4d), insbesondere zum Tragen einer Funktionskomponente,
- eine strukturierte Packung (4b) zum Stoffaustausch zwischen einer flüssigen und einer gasförmigen Phase, wobei insbesondere die Packung durch das SD- Drucken einstückig an eine umlaufende Innenseite (3a) der Hülle (3) angeformt ist, insbesondere so, dass zwischen der Packung (4b) und der Innenseite kein
Randspalt vorhanden ist,
- eine Wandung (4), insbesondere in Form eines Wehrs zum Aufstauen einer flüssigen Phase oder in Form eines Leitblechs zum Umlenken von Gasen und/oder Dämpfen,
- ein Flüssigkeitsverteiler (4c),
- ein Flüssigkeitssammler (4e), und
- ein Abscheider (4).
5. Kolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) zugleich eine die drucktragende Hülle (3) unterstützende Tragfunktion übernimmt.
6. Kolonne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Funktionskomponente (5) vorgesehen ist, die insbesondere außen am Behälter (2) angeordnet ist, wobei die zweite Funktionskomponente (5,
3e) und die Hülle (3) des Behälters (2) durch 3D-Drucken gebildet sind und dabei durch 3D-Drucken ebenfalls einstückig aneinander angeformt sind.
7. Kolonne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Funktionskomponente (5) ein Stutzen zum Anschließen einer externen Rohrleitung ist.
8. Kolonne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Funktionskomponente (5) eine Verrohrung ist.
Kolonne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Funktionskomponente (5) durch ein oder mehrere Tragelemente gebildet ist.
10. Kolonne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Funktionskomponente eine zweite Hülle (3e) des Behälters (2) ist.
1 1. Verfahren zur Herstellung einer Kolonne, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend einen Behälter (2) mit einer drucktragenden Hülle (3), die einen Innenraum (I) des Behälters (2) zur Aufnahme eines Fluids umgibt, eine im Innenraum (I) angeordnete erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) zur Wechselwirkung mit dem Fluid (F), und insbesondere eine außen am Behälter vorgesehene zweite Funktionskomponente (5),
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) und die Hülle (3) des Behälters (2) sowie insbesondere auch die zweite Funktionskomponente (5) durch 3D-Drucken gebildet werden und dabei durch das 3D-Drucken einstückig aneinander angeformt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste
Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) und die Hülle (3) des Behälters (2) sowie insbesondere auch die zweite Funktionskomponente (5) durch 3D-Drucken, insbesondere Lasersintern, aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet werden und dabei einstückig aneinander angeformt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem 3D-Drucken die erste Funktionskomponente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) und die Hülle (3) des Behälters (2) sowie insbesondere auch die zweite Funktionskomponente
(5, 3e) als eine einstückige Einheit schichtweise aus einem pulverförmigem
Werkstoff, insbesondere aufweisend ein Metall, insbesondere Aluminium, aufgebaut werden, wobei nacheinander mehrere Schichten des Werkstoffs übereinander aufgebracht werden, wobei jede Schicht vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht mittels eines Laserstrahls (21 ) in einem vordefinierten
Bereich, der einem Querschnittsbereich (30) der herzustellenden Einheit entspricht, erhitzt wird und dabei an der darunterliegenden Schicht fixiert wird, insbesondere mit dieser verschmolzen wird.
PCT/EP2016/000374 2015-03-05 2016-03-03 Kolonne zum stoff- und/oder energieaustausch zur behandlung eines fluids und verfahren zur herstellung dieser vorrichtung WO2016138996A1 (de)

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EP15000637 2015-03-05

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