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CN105992927B - 流动装置及用于引导流体流的方法 - Google Patents

流动装置及用于引导流体流的方法 Download PDF

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CN105992927B CN201580005991.5A CN201580005991A CN105992927B CN 105992927 B CN105992927 B CN 105992927B CN 201580005991 A CN201580005991 A CN 201580005991A CN 105992927 B CN105992927 B CN 105992927B
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Abstract

本发明涉及一种包括第一管路系统(60)的流动装置(50),通过所述第一管路系统传导第一流体流(100),所述第一管路系统(60)具有引导管(21)和影响所述流体流(100)的流动方向的至少一个引导器件(20、22),使得在所述第一管路系统(60)的流入区域(61b)与流出区域(62b)之间,所述流体流(100)在环流区域(105)中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入和/或流出轴线(102、103)环流。本发明还涉及一种用于传导包括流入和流出部分(12、13)的流体流(10)的方法,所述流入和流出部分具有大致平行的、优选地同轴的流入和流出轴线(14、15)。提出了,流体流(10)通过布置在流入部分(12)与流出部分(13)之间的至少一个引导器件(20)在环流部分(17)中以圆心角UW以径向环绕的方式绕所述流入和流出轴线(14、15)偏移,该圆心角UW大于0°。

Description

流动装置及用于引导流体流的方法
技术领域
本发明涉及一种用于引导具有流入和流出部分的流体流动的方法,所述流入和流出部分具有大致平行的、优选地同轴的流入和流出轴线。
背景技术
流体流动的流入部分或流出部分理解为流动路径的位于所遵循的方法的整个流动路径的活动部分之前或之后的部分。在此,活动部分理解为流动路径的一部分,本方法在所述部分中作用在流体流动上或者根据本方法在所述部分中处理流体流动。流入轴线或流出轴线尤其理解为与流入部分或流出部分中的流动方向平行的假想的轴线。流入轴线或流出轴线优选地与流动路径的流入部分或流出部分的横截面区垂直。这些流动轴线优选地排列或设置成与所述横截面区的表面法线平行。
发明内容
已知许多用于引导流体流动的方法。本发明的一个目的是找到能够在流动装置中尤其紧凑地实施的这些类型的方法的变型,其中,流体流动或流体流可以以流动装置的尽可能短的结构长度经历大的活动长度。活动长度尤其理解为流体流动的一部分或流体流的流动路径的一部分,在所述部分中所述流体流动可经历、经受或呈现相互作用。所述相互作用尤其可以是具有合适的至少一个相互作用搭档的化学的、热的、机械的和/或电磁的相互作用。所述相互作用搭档可以是另外的流体流动、固体材料、组件或器具、流动装置的相互作用区域和/或另外的介质。
根据本发明,该目的通过下述方式实现:流体流动通过位于流入部分与流出部分之间的至少一个引导器件在环流部分中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线和流出轴线偏移,其中,UW大于0°。环流区域中的活动长度可有利地通过圆心角UW来设定或选择。
引导器件尤其可以是引导体、引导管和/或引导管道、分隔元件(优选为位于管状引导元件中的分隔元件、尤其优选为位于引导管中的分隔壁)和/或该类型的元件的组合,从而使流体流动、或流体流动的流体流以适当的方式偏移。在引导器件的一尤其优选的实施例中,引导器件包括具有入口连接部和出口连接部的引导管,所述入口连接部和出口连接部设在端部侧,在管端部处邻接流入区域和流出区域、或者可邻接流体流动的流入部分和流出部分。引导管尤其可构造成直的,使得入口连接部或出口连接部和所配属的管路系统的流入区域和流出区域或流体流动的流入部分和流出部分迫使或开始或至少有助于流体流沿流入轴线或流出轴线的大致直的流动过程。流入轴线和流出轴线优选地排列成彼此同轴。此外,引导元件、尤其是分隔壁设在位于流入区域与流出区域之间的引导管中,从而给予沿流入轴线流动的流体流横向延伸的定向部件。沿该环流部分的流体流优选地被分成具有径向流动方向的部分流。在径向流沿着圆心角UW通过另外的偏移部件最后再次沿流出轴线的方向偏移之前,通过引导器件的另外的偏移部件,由此已形成的所述径向流沿圆周方向绕流入轴线和流出轴线偏移。
主权利要求中声明的特征的有利的改进和改善通过从属权利要求中所列的措施得出。
本方法的尤其可容易地扩展的一个实施方式在流动装置中以大致为30°、45°、60°、90°、180°、或360°的整数倍的圆心角UW实现。
本方法的一个优选的配置通过下述方式实现:流体流动经由入口连接部进入引导管中从而在引导管中沿流动方向展开,其中,穿过管部分的流体流动尤其分部分地、优选地稳定地通过分隔壁偏移以形成径向流动。径向流动通过位于引导管中的至少一个径向通道可从引导管离开,并且可进入中间空间,所述中间空间绕引导管延伸并优选地形成在大致封闭的管套中。所述管套使径向流动沿圆周方向绕引导管偏移,使得流体流动在再次通过位于所述引导管中的另外的径向通道进入引导管中并通过引导管沿流出方向再次偏移且被引导朝向出口连接部之前,进入环流部分。
由于流体流动在环流区域中与另外的流体流动进行相互作用,或至少能够进行相互作用,因此通过根据本发明的方法可实现:在流动装置中尤其紧凑地实施第一流体流动与所述另外的流体流动之间的相互作用。在此,至少一个流体流动优选地经历状态变化,其中,尤其是热力学状态(尤其是温度、压力、体积)、聚集状态、化学状态(尤其是化学组成)和/或任何其它物理状态的变化将理解为状态变化。
第一流体流动和另外的流体流动之间的尤其好的相互作用通过所述另外的流体流动在环流区域中经历所述流体流动的大致横断的流入来实现。在此,“横断的流入”尤其理解为一流动过程,在两个流体流动的相互作用的区域中,第一流体流动的方向向量相对于所述另外的流体流动的方向向量大致垂直、但至少处于至少30°、尤其45°、但优选地至少0°的角度。流动的“方向向量”尤其是流动部分的、或流动单元的或流动的体积单元的局部方向箭头或空间方向的局部指示。
为了抑制、防止或至少限制两个流体流动之间的直接接触,下述是有利的:使所述另外的流体流动在管路系统中、尤其在管道束系统中被引导通过第一流体流动。
另一方面,本发明涉及一种具有用于传导第一流体流的第一管路系统的流动装置,其中,第一管路系统包括引导管和影响所述流体流的流动方向的至少一个引导器件、和/或至少一个流动体。根据本发明,引导器件和/或流动体设置或构造成用于优化流动过程,以便提高流动装置的效率。“优化流动过程”尤其理解为设定在流动装置的特定的部分内的驻留时间、在流体流的特定流动部分中抑制或有针对性地形成湍流、和/或布置流动装置的特定部分中的流动方向和/或流体流的特定流动部分的流动方向。
另一方面,本发明涉及一种尤其用于执行上述方法的流动装置。所述流动装置优选地具有用于传导第一流体流的第一管路系统,其中,第一管路系统包括引导管和影响流体流的流动方向的至少一个引导器件,使得第一管路系统的流入区域与流出区域之间的流体流在环流部分中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线和流出轴线环流。在流动装置的尤其可容易地扩展的一个实施例中,圆心角UW可选择、设定和/或构造成30°、45°、60°、90°、180°或360°的优选的整数倍。管路系统尤其可以是管路、管道、中空体、和/或具有相互耦接的管路、管道、和/或中空体的系统,流体流可被传导通过所述管路系统。流动轴线尤其理解为管路系统的连接部开口的开口横截面区上的表面法线。
另一方面,本发明涉及一种用于至少两个流体流之间的相互作用的流动装置,所述流体流中的一个尤其根据前述方法被引导。流动装置具有用于传导第一流体流的第一管路系统和优选地用于传导另外的流体流的至少一个另外的管路系统。管路系统中的每一个具有用于输入或排放相应的流体流的至少一个入口连接部和至少一个出口连接部。连接部、尤其入口连接部或出口连接部由此开始尤其理解为管路系统的沿流动方向设在流体流动或相应的流体流的工作部分之前或之后的管路部分、或者以相应的方式设在管路系统中的相应的凸缘或连接凸缘、和/或设在相应的管路系统上并用于输入或排放相应的流体流的端口。
该类型的流动装置通常用作热水器、热交换器和/或蒸发器,其中,基本上将实现尽可能好的空间利用、即流体流之间尽可能大的接触表面或交换表面。这可通过将第二流体流的主流动轴线排列成与第一流体流的流入轴线和/或流出轴线大致平行来实现。在此,第一流体流的流入轴线和流出轴线优选地排列成彼此同轴。主流动轴线尤其理解为下述轴线,管路系统的整个路径长度的至少50%的流沿所述轴线或平行于所述轴线展开。
在一优选的配置中,所述另外的管路系统的两个连接部中的至少一个的流动轴线的排列成与第一管路系统的两个连接部中的一个的至少一个流动轴线不平行、优选地成大于45°的角度、尤其优选地大致与之垂直。尤其当流动装置用作蒸发器或用作气态流体流与液态流体流之间的热交换器时,该类型的布置可以是有利的。
然而,下述也可以是有利的:使所述另外的管路系统的两个连接部中的至少一个、优选地两个的流动轴线排列成与第一管路系统的两个连接部中的一个的流动轴线平行。尤其当流动装置用作两个液态流体流之间的热交换器时,上述第二变型例可有利地使流动装置或流动装置的装置在管道系统或设备中紧凑地安装。
如果管路系统中的至少一个的入口连接部和出口连接部、尤其是入口连接部和出口连接部的流动轴线位于一个平面中、优选地排列成彼此平行、尤其优选地排列成彼此同轴,那么可实现能够容易地集成至现有设备的流动装置。第一管路系统的入口连接部和出口连接部的同轴布置尤其使流动装置能够简单地集成至第一流体流的现有的管路系统中。这样,为了利用来自第一流体流的废热,流动装置例如通过以流动装置替代直的管路部分可直接集成至用于传导第一流体流的现有的管路网中。
为了能够以可容易地管理的方式提供来自流动装置的所述另外的管路系统的流体流,下述可以是有利的:使流动装置的管路系统中的至少一个、优选地每一个的入口连接部和出口连接部、尤其是入口连接部和出口连接部的流动轴线分别位于一个平面内、优选地排列成彼此平行、尤其优选地排列成彼此同轴,其中,相应的平面优选地形成45°至90°之间的角度。
然而,下述也可以是有利的:将所述另外的管路系统的入口连接部和出口连接部沿引导管的纵向尺度设在管套的彼此相反的端部区域上。优选地,入口连接部和出口连接部可排列成沿大致径向的方向背向引导管,尤其可设置成朝向大致在直径方向上彼此相反的方向。该类型的配置尤其可在另外的管路系统大致由直的管部分或管长度构造的情况下使用。
在一优选配置中,根据本发明的流动装置具有沿主轴线延伸的圆筒形形状,其中,第一管路系统的入口连接部和/或出口连接部的流动轴线排列成与主轴线平行、优选地同轴。
在根据本发明的流动装置的该实施例的一优选的改进中,所述另外的管路系统的入口连接部和/或出口连接部设在第一管路系统的入口连接部或出口连接部的附近,其中,所述另外的管路系统的入口连接部和/或出口连接部的流动轴线排列成大致垂直于主轴线、或替代地平行于主轴线。
替代地,下述也可以是有利的:使所述另外的管路系统的入口连接部设在第一管路系统的入口连接部的附近,而所述另外的管路系统的出口连接部设在第一管路系统的出口连接部的附近,或反之亦然。尤其在流动装置具有大致由直的管部分或管长度构造的另外的管路系统的情况下,该实施例可以是有利的。
如果第一管路系统大致由引导管和包围引导管的管套形成,其中,管套包围或形成中间空间,所述中间空间在引导管与管套之间延伸,并且其中,第一管路系统的入口连接部和出口连接部设在引导管的大致相反的两个端部上,那么,根据本发明的流动装置或用于执行根据本发明的方法的流动装置可以以特别简单的方式获得。
在下述情况下可获得由于能够易于安装而尤其有利的一实施例:管套以罩的方式构造,从而具有大致圆筒形的套结构和位于各端部处的一个底部或装配部分,其中,所述底部邻近引导管的连接部分。装配部分例如可构造成装配肩部和/或支承面和/或环形支承件。装配部分尤其设置成用于将管套布置在流动装置的另外的部件上或另外的功能组上,尤其用于将管套固定至流动装置的另一部件或另一功能组。
在根据本发明的流动装置或用于执行根据本发明的方法的流动装置的另一优选设计实施例中,在引导管中、尤其在入口连接部与出口连接部之间,倾斜地延伸通过引导管的纵向截面的分隔壁设置成引导器件。入口连接部或出口连接部的区域中的流动部分形成流体流动的流入部分或流出部分。由管套包围的区域中的引导管在引导管的套表面上沿第一流体流的方向分别具有至少一个、优选地多个径向通道,以用于第一流体流的从引导管进入中间空间的通道或用于从中间空间进入引导管中的通道。第一流体流动的环流部分优选地设置于或位于该中间空间中。分隔壁与位于引导管中的径向通道一起有利地允许第一偏移和可选地允许将第一流体流分成沿径向方向的部分流,而管套确保偏移沿圆周方向。
如果沿第一流体流的流动方向,至少在引导管的从入口连接部指向分隔壁的方向的部分上,在至少一个径向通道的区域中设置优选地延伸至引导管中的至少一个流动引导体,那么,可以以有利的方式有助于在流动装置中实施根据本发明的方法。“在径向通道的区域中设置”尤其理解为,流动引导体可设置或布置成沿流动方向位于所述径向通道的之前、与所述径向通道齐平和/或位于相应的径向通道下游。流动引导体有利地以均匀的和/或抑制湍流的方式作用在第一流体流动、第一流体流或相应的部分流上。
另一方面,可通过下述方式改进根据本发明的流动装置:随着引导管的面向出口连接部的部分的第二流动横截面QA沿第一流体流的流动方向增大,引导管的面向入口连接部的部分的第一流动横截面QE沿第一流体流的流动方向大致以相同的比率减小。QE加QA的和优选地不大于入口连接部中的流动横截面,其中,在流动装置的特别的应用中,与上述不同的关于连接部的入口横截面或出口横截面的QE加QA的总横截面的配置也可以是有利的。通过该配置,可使得从入口连接部流入的第一流体流和沿出口连接部的方向流出的第一流体流可在中间空间的、环流区域或部分的、或中间空间的至少轴向部分的轴向长度上尽可能均匀地分布,或者可从中间空间的轴向长度、或中间空间的轴向部分聚集在一起。根据本发明的结构的有利的减小压力损失和/或抑制湍流的效果以该方式得到支持。在此,横截面QE、QA的连续的、单调的或严格单调的变化有利地可描述或构造成根据沿中间空间、环流部分或环流区域的轴向位置。在最简单的配置中,第一流动横截面QE的分布是线性的,并以线性的方式减小,而第二流动横截面的分布是线性的,并以相同的比率以线性的方式增大。然而,更复杂的曲线分布也可以是有利的。例如,根据第一流体流的特性,尤其根据沿环流部分或环流区域的中间空间的轴向位置的双曲线的、抛物线的、指数的和/或任何其它适当的曲线分布可以是有利的。
在其它的改进中,关于圆周的径向通道以开槽的方式构造。本文中的由开槽的方式构造的通道,除了理解为集成的大致伸长的凹部、突破口或通道之外,也理解为多个小的通道、例如孔、网格或类似物,所述小的通道整体地以槽的方式作用并沿纵向尺度设置和/或分组。替代地或附加地,径向通道也可构造成平的凹部、孔或突破口。在优选的实施例中,径向通道或由小的通道形成的有效径向通道的有效通道宽度,优选地小于或大致等于径向通道的或由小的通道形成的径向通道的关于引导管的纵向尺度的通道长度。径向通道或小的通道可通过切割、冲压、凿和/或成形加工被引入或已被引入引导管的套中。此外,径向通道的横截面积或多个径向通道的横截面积之和优选为入口连接部中的流动横截面的25%至400%之间、尤其90%至300%之间、尤其优选为140%至270%之间。
在流动装置的另一有利的改进的情况下,所述另外的管路系统包括歧管和管道束系统,其中,至少所述另外的管路系统的入口连接部设在歧管上,并且敞开至设在歧管中的歧管空间中。管套可优选地设在歧管的侧向面上、尤其在凸缘面上。在一个改进中,第二管路系统的出口连接部也设在歧管上,同样敞开至歧管空间中,对于出口连接部所述歧管空间也可理解为收集空间。通过该设计实施例,尤其可有利地实现:径向地界定中间空间、环流部分或相互作用区域的管套在装配或分解的情况下可作为整体部件轴向地穿过管道束系统,而不用以任何方式移动或操作第二管路系统。由此,管套尤其可以以特别简单的方式设计成能够轴向地装配的罩,以便在第一管路系统的引导管上安装或滑到第一管路系统的引导管上。通过该配置,由于流动装置的相当大的子组件可以以彼此独立的方式预装配、容易地以连接的状态打开、并再次容易地彼此分开,因此根据本发明的流动装置变得尤其能够经得起装配和维护。
在一尤其优选设计实施例中,歧管空间借助于至少一个分隔元件至少分成一个入口室和一个出口室,其中,入口连接部敞开至入口室中,出口连接部敞开至出口室中。
在另一优选设计实施例中,管道束系统包括至少一个、优选地多个管路回线,各管路回线均延伸至位于引导管与管套之间的中间空间中,优选地在入口侧与入口连接部或入口室有效地连接并在出口侧与出口连接部或出口室有效地连接,使得通过入口连接部流入的所述另外的流体流可至少部分地通过相应的管路回线流至出口连接部或出口室。作为管路回线的构造也有助于根据本发明的流动装置的预装配的子组件的形式的结构,所述结构优选地能够以轴向的方式装配。管道束系统的以该方式的配置尤其适用于与歧管的组合,所述另外的管路系统的入口连接部和出口连接部都设在所述歧管上。
在一替代的或附加的实施例中,管道束系统也可包括大致直的管部分或管长度,或者可至少部分地由大致直的管部分或管长度而不是由管路回线构造。所述管部分或管长度尤其将歧管的歧管空间连接至优选地设在所述管长度的远离歧管的端部处的收集空间。管部分或管长度沿其纵向方向优选地、但至少分部分地延伸至中间空间中或延伸穿过中间空间一次;所述管部分或管长度尤其恰好一次地穿透或穿过位于中间空间中的相互作用部分或环流部分。优选地,收集空间连接至所述另外的管路系统的出口连接部;特别地,出口连接部可设在形成收集空间或大致包围收集空间的类似于歧管的收集器顶部上。
在一优选的改进中,用于形成位于入口室与出口室之间的中间室的另外的分隔元件设在歧管空间中,每个中间室均设置至少一个附加的管路回线,其中,所述管路回线不将出口室直接连接至入口室,而是,所述另外的流体流可首先相继地从入口室经由至少一个中间室至出口室,所述流体流流过至少两个管路回线。通过该结构,管道束系统可容易地构造成具有多通路的系统,管道束系统的通路的数量尤其理解为简单的管路的数量或管路回线的数量的两倍,流过包括管道束系统的管路系统的流体流的至少部分流通过所述管路回线在流入部分与流出部分之间流动。
在改进根据本发明的流动装置的另一方面,流动体设在至少一个管路系统中、尤其在横截面的过渡处或在流动方向的偏移处。流动体用于尤其在横截面的过渡处或在流动方向的偏移处通过适当的偏移和/或均匀化使流过管路系统的流体流中的压力损失最小化。通过流动体使流动均匀化还具有下述优势:使流体流动所携带的污染物(尤其是污染物颗粒、例如灰尘、浮垢或类似物)在管路系统中、尤其在功能上必要的横截面的过渡处或在流动方向的偏移处的任何沉积、附着和/或堆积减少或最小化。该效果是基于位于相应流动区域的阻挡层的厚度减小。由此,流动装置的清洁周期和进而的净运行期可有利地通过在流动装置的管路系统中提供适当的流动体来延长。尤其在用于由生物质焚化和燃烧产生的烟道气的热交换器或管道设备的情况下,这可被证明是有利的。
流动体的尤其优选的一个实施例以套筒的方式构造,其中,流动体具有用于影响流体流动的流动方向的至少一个偏移体,所述流体流动在工作期间围绕着流动体。流动体作为优选的可替换的元件嵌入或可嵌入流动装置的管路系统的相应的管道位置中。该类型的流动体也可实施和构造成可大致嵌入现有的流动装置、例如热交换器、蒸发器、热水器和/或用于输送流体的管路系统(例如加热系统、流体供给系统、油库等)中的改进的解决方案。该类型的流动体可以以尤其简单的方式在该类型的管路结构中存在的连接点处通过释放连接、嵌入/更换流动体和随后恢复连接来引入或替换,不需要不利地改变系统中的密封点的数量。这种改进的套件可以以尤其有利的方式引入管路部分,所述管路部分的有效横截面不是相关的系统或设备的限定的有效横截面,其中,限定的横截面在某些情况下可通过对流的均匀化而至少被补偿或甚至有利地扩大。
如果根据本发明的流动装置使用至少暂时更严重地受颗粒的影响的流体流动,那么下述可以是有利的:将用于分离和排放颗粒的包括分离器、收集区域、输送单元、尤其是排放螺旋输送器的器具设在管套中。该类型的器具可以以尤其方便的方式设在根据本发明的管套上,并且可优选地实施成与管套预装配的或集成在管套中的器具,由此,有利地使得根据本发明的流动装置能够方便地装配和/或维护。
根据本发明的流动装置还可有利地通过分滴器来改进,所述分滴器优选地设在至出口室的连接部中或设在出口连接部上。分滴器优选地固定至歧管、接收在歧管中或集成在歧管中。特别地,已收集在分滴器的分离空间中的冷凝物可通过至少一个回流管供给至入口室或至位于歧管中的中间室。根据本发明的流动装置的该实施例尤其对于用作蒸发器是有利的,其中,第一管路系统中的流体流动大致用作用于使第二管路系统中的另外的流体流动蒸发的热源。第二流体流动或所述另外的流体流动的未蒸发的部分可以以该方式容易地回到或再供给至流动装置中的蒸发过程、尤其至传所述另外的流体流动的管道束系统。
在另一优选的改进中,根据本发明的流动装置具有旁通装置,借助于所述旁通装置,第一流体流至少部分地、和/或可调节的、优选地可控制的在0%至100%之间的比例的流体流可被引导通过第一管路系统、尤其通过流动装置的第一管路系统的环流部分。旁通装置设置成用于引导相应的比例的第一流体流通过位于第一管路系统中的引导器件偏移。这样,第一流体流的通过引导器件偏移并由此供给至环流区域的所述比例可通过旁通装置构造成有利地可调节的。这样,在根据本发明的流动装置的作为热交换器的示例性应用中,由于第一流体的流入环流区域中的比例可通过旁通装置来限制,因此,在携带热量并在第一管路系统中流动的第一流体与吸收热量并在环流区域中可以以热传递的方式与第一流体相互作用的第二流体之间,传递至第二流体的热量可通过旁通装置设定和/或控制。
旁通装置至少具有一个旁通管路和一个旁通致动器,其中,旁通管路优选地设在流动装置的第一管路系统的入口连接部与出口连接部之间。
旁通管路可优选地以居中的方式沿主流动轴线,构造成设在第一管路系统的引导管中并通过引导管接合的内部管道。替代地或附加地,也可使旁通管路由一个或多个部分管路组成,所述部分管路沿引导管延伸通过第一管路系统。在一个优选实施例中,旁通管路穿透设在引导管中的分隔壁,使得第一流体流的通过旁通管路展开的所述比例不偏移至环流区域中或不具有环流部分。
替代地或附加地,旁通管路也可构造成位于流动装置的外壁上、尤其位于管套的外壁上的管路。优选地,旁通管路可构造成包围管套的旁通套。所述旁通套在所述外壁、尤其是管套的外壁与旁通套的内壁表面之间构造出旁通管路或旁通管道。
旁通致动器具有适用于减小和/或划分和/或偏移的至少一个流动控制器、尤其是阀和/或挡板和/或任何其它流体控制元件。这样,旁通致动器可构造成分流器、例如尤其构造成具有可调节的挡板的漏斗式分流器。所述挡板设在旁通管路或第一管路系统中、尤其在引导管中,使得根据挡板的切换位置,流入的第一流体流动可经由分流器进入第一管路系统和/或旁通管路中。替代地,旁通致动器也可构造成可关闭的排放网,所述排放网设在旁通管路或第一管路系统中、尤其在引导管中,从而选择性地使之连通。排放网充当分流器,并且可例如通过旋转阀和/或轴向滑动阀选择性地打开和/或关闭。替代地,可使排放网沿流动方向、尤其沿主流动方向设在挡板之前,使得挡板能够选择性地打开和/或封闭至旁通管路的通道。
另一方面,本发明涉及作为两个至少部分气态的流体流动之间、一个至少部分液态与一个至少部分气态的流体流动之间或两个至少部分液态的流体流动之间的热交换器、尤其是气-气式、气-液式、液-气式、液-蒸汽式、蒸汽-液式、气-蒸汽式、蒸汽-气或液-液式交叉流热交换器或交叉并行热交换器的根据本发明的流动装置的一种使用或配置。气态的流体尤其也理解为呈蒸汽形式或部分呈蒸汽形式的流体。在一尤其优选的使用中,根据本发明的流动装置也可根据本发明通过从第一流体流传递热量用作入口侧的另外的液态流体流的蒸发器。
尤其在热能设备、优选地根据兰金循环的设备、尤其优选地用于使用有机工作流体实施兰金循环的设备的情况下,根据本发明的上述类型的使用具有特别的意义。特别地,有机工作流体作为流过根据本发明的流动装置的所述另外的管路系统的另外的流体流,可通过来自在第一管路系统中流动的第一流体流的热传递被加热,使得所述另外的流体流至少部分地从液相转变成蒸气相。根据本发明的流动装置中的流体流动彼此保持分开,使得最多类型的导热的流体(例如烟道气、废气、热水、特别是由太阳能源和/或地热能源形成的温水、来自需要冷却的工业过程的工艺流体等)可用作作为用于兰金循环的能量源的第一流体流。在兰金循环中的使用中,优选地可使在兰金循环中充当工作介质的所述另外的流体流,在流动装置的配属的管路系统中,通过来自第一流体流的热传递至少部分地、尤其到至少60%的程度、优选地几乎完全从液相转变成蒸气相。具有直接蒸发的兰金循环的运行理解为一种工作模式,在所述工作模式中,兰金循环的工作介质作为另外的流体流在流动装置中流动,通过来自第一流体流的热传递直接且至少部分地从其液相转变成蒸气相,所述第一流体流作为先导过程的携带废热的废空气/废气供给至流动装置。替代地,附加的热传递阶段可设在携带废热的废空气/废气之间,其中,废空气/废气的热能传递自中间介质、例如热油,并在下一个热传递阶段从废空气/废气传递至工作介质。
另一方面,本发明涉及一种具有前述类型的至少两个流动装置的系统。所述两个流动装置相继相连,其中,第一流动装置的第一管路系统的出口连接部以大致直接的方式连接至第二流动装置的第一管路系统的入口连接部,第一流动装置的第二管路系统的出口连接部通过连接管路连接至第二流动装置的第二管路系统的入口连接部。通过该类型的系统,例如,第一与第二流体流之间的有效的相互作用长度增加一倍,其中,可有利地采用相当小的单元的流动装置,而不用进行具有大尺寸的新的流动装置的布局。下述也可以是有利的:系统将前述类型的两个流动装置耦合成系统,所述流动装置具有不同的或偏离的概念、尤其在第二管路系统方面具有不同的或偏离的尺寸。流动装置的偏离的尺寸可理解为尤其在下述方面的相互偏离的配置:管路的类型和/或管路横截面和/或通路的数量和/或歧管、尤其是入口室、中间室和/或出口室的配置和/或引导器件的配置、尤其是数量和/或径向通道的配置和/或分隔壁的配置。
另一方面,本发明涉及一种具有前述类型的至少一个流动装置的热电设备、尤其是用于根据兰金循环产生机械能和/或电能的设备。在此,流动装置的所述另外的流体流优选地由工作介质、尤其由有机工作介质形成,其中,工作介质可在根据本发明的流动装置中通过从第一流体流传递热量而至少部分地蒸发。
附图说明
本发明的有利的示例性实施例示意性地在附图中示出并更详细地在下述说明中阐述。
其中:
图1示出了流体流动的示意性流动过程,以作为根据本发明的方法的一个示例;
图2示出了与另外的流体流动相互作用的根据图1的流体流动,以作为本方法的另一示例;
图3示出了流动装置的一示例性实施例的示意性纵向视图;
图4a示出了流动体的第一示例性实施例;
图4b示出了流动体的第二示例性实施例;
图4c示出了流动体的第三示例性实施例;
图5示出了流动体的根据图4a的第一示例性实施例的两个视图;
图6示出了沿线A–A通过根据图3的示例的截面;
图7a示出了类似于图3的流动装置的歧管的第一示例的剖视图;
图7b示出了类似于图3的流动装置的歧管的第二示例的剖视图;
图8示出了具有分滴器的根据图7a的歧管
图9示出了具有用于分离和排放颗粒的器具的流动装置的另一实施例的示意性纵视图;
图10示出了具有根据本发明的两个流动装置的系统的示意性纵视图;
图11示出了具有根据图3的流动装置的ORC设备的示意图;
图12a示出了用于类似于图3的流动装置的引导管的坯件的示意图;
图12b示出了通过装配后的位于引导管中的分隔壁的剖面;
图13a示出了通过改进的根据图3的示例性实施例的示意性纵向截面,所述实施例具有居中设置的旁通装置的第一示例;
图13b示出了通过改进的根据图3的示例性实施例的示意性纵向截面,所述实施例具有居中设置的旁通装置的第二示例;
图13c示出了通过改进的根据图3的示例性实施例的示意性纵向截面,所述实施例具有居中设置的旁通装置的第三示例;
图14示出了通过改进的根据图3的示例性实施例的示意性纵向截面,所述实施例具有外置的旁通装置的一个示例。
具体实施方式
图1给出了根据本发明的用于引导流体流动的方法的示意性展示。在此,流体流动10沿着位于流入部分12与流出部分13之间的流动路径11。流体流动在流入部分12中大致沿着直的流入轴线14,在流出部分13中大致沿着同样直的流出轴线15。根据本发明的流入轴线14和流出轴线15排列成彼此平行。在根据图1的实施例中,所述轴线以优选的彼此同轴的排列示出。
根据图1,流体流动10的流动路径11的位于流入部分12与流出部分13之间的中间部分可被称为工作部分16。用于使流动路径11定向的至少一个引导器件20设在流入部分12与流出部分13之间。引导器件20作用在流体流动10上、尤其在流体流动10的工作部分16中。工作部分16中的流体流动10通过引导器件20以下述方式偏移:工作部分16的环流部分17中的所述流体流动10可以以根据本发明的方式径向地围绕流入轴线14和流出轴线15。流体流动10的环流部分17可大致通过圆心角UW表征。
圆心角UW尤其理解为环流部分的延伸角度,或流动路径11的沿周向路线18绕流入轴线14或流出轴线15的部分的延伸角度。流体流动10在环流部分16中大致沿该周向路线18展开,或在环流部分17中大致沿该周向路线18运动。在此,周向路线18尤其优选地大致沿一个平面EV成螺旋形地绕流入轴线14和流出轴线15延伸。平面EV与流入轴线14和流出轴线15形成不等于0的角度,流入轴线14和流出轴线15优选地以至少45°的角度与平面EV相交,流入轴线14和流出轴线15尤其优选地几乎垂直地与平面EV相交,其中,角度偏差达±10°仍可理解为几乎垂直。
图1还示出了所述至少一个引导器件20的优选的且易于制造的实施例。引导器件20包括引导管21,所述引导管21优选地以大致同轴的方式围绕流动路径11的流入轴线14和流出轴线15。分隔壁22设置成位于引导管21中的偏移器件23。分隔壁22将接收流体流动10的引导管21的内部空间分成优选地大致分隔的两个区段,即分成流入侧管部分24和流出侧管部分25。作为引导器件20的一部分的分隔壁22设置或构造成使得沿管部分24的流体流动10尤其分部分地、优选地稳定地偏移,以形成径向流动。径向流动尤其理解为大致沿关于流入轴线14和流出轴线15的径向方向延伸的流动。根据图1,径向流动26通过所述引导管21中的至少一个径向通道27从引导管21离开。
至少在引导管21的所述至少一个径向通道27周围的一个管部分28中,引导管21被管套29包围。管套29与引导管21一起构造中间空间30。径向流动26通过径向通道27进入该中间空间30中,并且径向流动26移动至环流部分17中。为此,径向流动26沿管套29的内壁偏移,以便形成周向流31。周向流31尤其应理解为沿周向路线18的流。
周向流31跨过圆心角UW绕引导管21展开,其中,至少一个另外的径向通道32以大致对应于圆心角UW的角间距设在引导管中,流体流动10可通过所述径向通道32进入引导管21的流出侧管部分25中。径向通道27和32优选地沿引导管21具有轴向间距,所述轴向间距对应于平面EV的方位相对于与流入轴线14和流出轴线15正交的偏差,或因平面EV的方位相对于与流入轴线14和流出轴线15正交的偏差而产生。一旦环流部分17中的流体流动10经过圆心角UW,那么径向通道32的区域中的所述流体流动10尤其通过产生的压力条件偏移,以形成通过径向通道32进入流出侧管部分25的径向流动33。
在根据本发明的最后的方法步骤中,使该径向流动33沿轴向方向偏移,由此,径向流动33的流动方向作为流出方向再次大致平行于流出轴线15延伸。
图1仅示出了具有沿周向路线18的第一旋转方向、即第一回转方向的周向流31的一个方法变型例。然而,具有与第一旋转方向大致相反的第二旋转方向的变型例也是可能的。特别地,如下面将在图3和图6的情况下示出的那样,具有沿相反方向的至少两个部分流的变型例也可以是有利的。在一个优选设计实施例中,也可使用用于至少分部分地设定特定的方向的器件,所述器件使流入部分12与流出部分13之间的流动路径11上的流体流动沿所选择的方向。
本方法的未示出的改进尤其可通过在流入侧和/或流出侧上设置两个、三个或三个以上的径向通道27、32,由此使流体流动10沿分隔壁22转变为部分流来实现。这些部分流均具有可优选地定向成大致彼此平行的专用的工作部分16。
图2示出了根据图1的方法的有利的改进,其中,相同的或等同的特征的附图标记保持不变。在此,至少在管部分28的区域优选地以与引导管21平行或与流体流动10的流入轴线14和流出轴线15平行的方式展开的另外的流体流动34设在中间空间30中。
根据本方法的设想的应用,可使所述另外的流体流动34自由地、部分地被定向地、和/或被引导地至少沿管部分28在中间空间30中展开。自由地展开在此理解为在中间空间30中仅受限于管套29和引导管21地展开。部分地被定向地展开尤其理解为至少在所述另外的流体流动34的部分中或至少在由所述另外的流体流动34转变的部分流中借助于引导器件(例如管区段、定向元件、流动体或类似物)定向。被引导地展开尤其理解为所述另外的流体流动34作为整体的流或作为部分流借助于相对于中间空间30封闭的引导器件(例如管区段、定向元件、流动体或类似物)定向。
如作为示例性实施例在图2中所示,在延伸通过中间空间30的管路35中传导所述另外的流体流动34或由所述另外的流体流动34转变的部分流,是一种“被引导的展开”。在此,管路35至少在中间空间30的覆盖或包括流体流动10的工作部分16的部分36中优选地设置成大致平行于引导管21或管套29。流体流动10与在管路35中流动的另外的流体流动34之间的相互作用大致在流体流动10的环流部分17中出现。管路35或另外的流体流动34具有大致横断的流入,即相应的流动方向优选地大致彼此垂直。下述也可以是尤其有利的:将管路35在中间空间30的部分36中设置成至少大致均匀地间隔开、优选地以均匀的方式间隔开。这具有下述优势:一方面,环流部分17中的流体流动10尽可能少地从流体流动10沿周向路线18的几乎为圆形的展开中因管路35而偏移;另一方面,两个流体流动10、34之间的相互作用区可以以尽可能均匀的方式用于所述流动之间的相互作用,其中,均匀的相互作用理解为相邻的部分流的相互作用之间具有尽可能少的差异的整体相互作用。在本方法的应用中下述也可以是有利的:使管路35至少是管道束系统的一部分,使得所述另外的流体流动34被引导通过如管路系统那样的管道束系统。
由于管路35很大程度上抑制流体流动10、34之间的任何直接接触,在此作为示例示出的根据图1的方法的变型例由此尤其适用于流体流动10与所述另外的流体流动34之间的热相互作用。以该方式实施的本方法尤其适用于在实施成热交换器和/或蒸发器的流动装置中使用。然而,通常管路35也可至少分部分地构造成可渗透的或部分可渗透的,部分可渗透的尤其理解为具有过滤效果的渗透性(尤其是具有机械过滤效果的渗透性)和/或从薄膜效应、尤其半渗透膜的意义上来说的选择性渗透性。这样,根据本发明的方法也可有利地用于反应器、尤其用于化学的、生物化学的或其它的加工装置,其中,流体流动10、34中的一个的至少部分成分与相应的另一流体流动34、10的部分成分适当地发生反应。前述有利的横断的流入可在相对于现有技术以较小的公差建立或限定的反应器或加工装置中,或在以相应的方式构思的反应器或加工装置中,有利地有助于反应区、反应时间、反应间隔、反应能量或密度、和/或其它反应参数。
图3示出了通过根据本发明的流动装置50的示意性纵向截面。本发明的在上文中描述的相同的或等同的特征在此保持其相应的附图标记,这些特征的修改或细节具有置于附图标记之后的索引字母。根据图3的流动装置50构造成示例性的热交换器51;即,流动装置50、51大致用于将第一流体流100的热能大致交换或传递至第二或另外的流体流340,或反之亦然。第一流体流100尤其对应于本方法中流动的流体流动10,第二或另外的流体流340可配属于前述方法的所述另外的流体流动34。
根据图3的流动装置50、51包括用于传导第一流体流100的第一管路系统60和用于传导所述另外的流体流340的另外的管路系统70。管路系统60、70中的每一个都具有一个流入侧入口连接部61、71和一个流出侧出口连接部62、72。对于流体流100、340,入口连接部61、71包括流入区域61b、71b。出口连接部62、72以类似的方式包括流体流100、340的流出区域62b、72b。在根据图3的示例性实施例中,示出了第一管路系统60的入口连接部61上的入口凸缘61a和出口连接部62上的出口凸缘62a。相比之下,第二管路系统70的连接部71、72作为端口71a、72a示出。显然,在其改型中,本领域技术人员已知的其它管路连接(例如压配合连接、螺纹连接、软钎焊/硬钎焊连接和/或熔接连接)或具有所述管路连接的接口的管路连接系统(例如卡口系统、异形凸缘等)也可设在连接部61、62、71、72的区域中。
根据图3中的示例的第一管路系统60还包括引导管21,所述引导管21邻接入口连接部61并以大致直的方式延伸直至出口连接部62。引导管21包括伸长的中空体210,所述中空体210的套211通过其内表面212以大致径向的方式包围第一流体流100并轴向地引导第一流体流100。中空体210优选为中空的圆筒,但也可以是中空的圆锥形、中空的金字塔形或任何其它中空体,所述中空体210优选地具有主延伸方向、即同时是内部中空空间的主轴线213的延伸,入口连接部61和出口连接部62设置在内部中空空间的两个端部处。此外,流入轴线102和流出轴线103排列成优选地与中空空间210的主轴线213平行、尤其与主轴线213同轴。通过第一管路系统60的该配置,第一流体流100的流入轴线102和流出轴线103排列成彼此平行、尤其彼此同轴。所述轴线相对于依照根据图1的方法的流体流动10对应于流入轴线14和流出轴线15。该布置使得流动装置50能够尤其简单地安装在现有的管路系统(例如烟道气系统或废气系统、供给和/或处理线路)的引导第一流体流100本身的直线部分中,而不必在原系统上实施相当大的修改或转变。
第二管路系统70在入口连接部71和出口连接部72之间具有歧管73和邻接歧管73从而与歧管73的内部相通的管道束系统74。根据图3,歧管73设置成以径向的方式围绕第一管路系统60的出口连接部62。然而,也可使歧管73设置在入口连接部61附近、尤其以径向的方式围绕入口连接部61。替代地,歧管73也可设置成尤其位于管套29上的轴向的附加部件。在根据图3的实施例中,歧管73具有凸缘面73b,装配状态下的管套29通过装配部分295布置在所述凸缘面73b上且优选地固定至所述凸缘面73b。管套29的装配部分295优选地构造成与凸缘面73b适配的支撑面。尤其可使管套29被拧和/或夹持配合和/或楔入和/或熔接和/或软钎焊/硬钎焊和/或粘接至凸缘面73b,以便为流动装置50、51的工作就绪状态提供管套29。
歧管73还包括歧管空间73c,入口连接部71和出口连接部72敞开至歧管空间73c中。在根据图3的实施例中,至少一个入口室730和至少一个出口室731设在歧管空间73c中。如以剖视方式示出的,可使两个室730、731分别设在出口连接部62的一侧上。然而替代地,根据图3的示例中的歧管73也可构造成位于歧管73中的彼此分开的至少两个室730、731的环形系统。
处于流动装置50的工作就绪状态下的管道束系统74的主轴线延伸方向沿第一流体流100的流入轴线102和流出轴线103的方向101、或沿引导管21的主延伸方向。第二流体流340在进入第二管路系统70之后,流入歧管73的入口室730中。流体流340从入口室730进入管道束系统74中,在管道束系统74中,可有利地通过平行地与入口室730相通的类似地作用的管道束740或管路回线741将流体流340分成部分流。在根据图3的示例中,示出了歧管上的两个管路回线的并行工作的布置。根据用途,可改变管路回线的数量;特别地,根据流率和/或所需的流速或流动参数或相互作用参数以及管路回线的其它概念变量(例如内直径、壁厚度、所需的相邻的管路回线的间距、管路回线的长度等),可产生有利的选择。在根据图3的本示例中,管路回线741将入口室730连接至出口室731,使得第二流体流340通过相应的部分流可从入口室730分别通过一个管路回线741流入出口室731。
根据图3的管路回线741具有两个大致直的柱部742和一个换向部分743。柱部742的长度的总和优选地大于换向部分743的长度的总和,尤其为换向部分743的长度的总和的至少两倍、优选地至少三倍、尤其优选地至少四倍。在流动装置50的工作状态,根据图3的柱部742排列成大致平行于主轴线213,由此,第二流体流340或第二流体流340的部分流的主流动轴线341在第二管路系统70中定向成平行于第一流体流100的流入轴线102和流出轴线103。除了在此示出的根据图3的管路回线741的平行和直的实施例之外,可有利地使管路回线741例如沿主流动轴线341以扭曲或成股的方式实施。
在根据图3的有利的实施例中,第二管路系统70的入口连接部71、71a和出口连接部72、72a设在歧管73的相反的侧向面上。连接部71、72优选地设置成在歧管73上位于一个平面内,其中,连接部71、72尤其排列成彼此平行、尤其优选地彼此同轴。由连接部71、72产生的流动轴线也优选地平行、优选地同轴。在根据图3的实施例中,连接部71、72的这些流动轴线大致垂直于第一流体流100或流出连接部62的流出轴线103。然而,根据用途的类型,下述也可以是有利的:连接部61或62相对于连接部71或72以其它不为0的角度排列。
在根据本发明的流动装置50、51的本示例性实施例中,根据图3,第二管路系统70的入口连接部71的流动区域和出口连接部72的流动区域中分别设有一个可选的流动体80。所述流动体80用于通过适当地引导流来减小流入或流出的流体流340的产生湍流的趋势。流入侧流动体80a有助于使流入的流体340从入口连接部71的管路横截面转移至入口室730,流出侧流动体80b有助于将流体流340从出口室731排放至出口连接部72的管路横截面。
如已在图3中示出的,流动体80、80a、80b为此具有使流体流340至少部分地偏移的至少一个定向部分81。如图3所示,定向部分81可构造成关于主流动轴线341、尤其关于流入轴线342或流出轴线343对称、尤其是镜像对称或旋转对称。然而,根据局部出现的流动特性,使定向部分81具有非对称设计也可以是有利的。此外,在根据图3的实施例中,流动体80a、80b至少就其定向部分81而言具有大致相同的实施方式,这有利地尤其减少了用于连接在一起和维护期间的不同的装配元件的数量。然而,如果入口室730和出口室731的流动特性之间出现差异,那么下述也可以是有利的或甚至是适当的:使流动体80、80a、80b具有相互不同的设计、尤其具有相互不同的定向部分81。
为了布置在管路系统70的为此设置的管路部分中,流动体80、80a、80b优选地具有布置部分82。所述布置部分82可构造成与位于装配点处的相应的管路部分的管路横截面适配的压配合部分、尤其是压配合式圆锥或夹持配合部分、尤其是夹持配合式圆锥。尤其在设想的装配点处的管路横截面的几何形状不变得过度复杂而是尤其遵循简单的几何形状(例如圆、椭圆、三角形、方形)时,可容易地使用压配合式或夹持配合式连接部。替代地或附加地,可在布置部分82上应用其它的形状配合连接技术,例如至表面结构、如突起、底切或类似物的夹式连接,所述夹式连接在装配点的区域中位于管路系统70中或之后可附接至管路系统70或可引入管路系统70中。替代地或附加地,材料整体式连接、尤其是可拆卸的材料整体式连接也可借助于粘接、软钎焊/硬钎焊和/或熔接用于将流动体80装配在管路系统70中。
图4a至4c中分别以横截面示出了流动体80的多个可能的变型例。
图4a中示出了流动体80的第一示例性实施例。流动体80以套筒的方式构造,定向部分81过渡至布置部分82,定向部分81尤其与布置部分82整体地实施,其中,部分81、82不必由同一材料组成。而是,可根据所述材料的功能选择不同的材料。这样,布置部分82可由特别适于形成连接部的材料(例如由金属和/或金属合金、和/或由塑性材料和/或复合材料)制造,而定向部分81由特别适用于流体流的流入和/或适用于形成或成形以形成定向几何形状的材料(例如由金属和/或金属合金、和/或由塑性材料和/或复合材料、和/或由陶瓷)组成,其中,在材料的选择中将考虑在工作期间作用在流动体上的流体流的特性以及环境参数。如果两个部分81、82由不同材料组成,那么用于根据图4的一实施例的所述不同材料是相连的,其中,本领域技术人员将选择对他而言已知的适用于所述材料的连接技术。根据图4a的流动体80可尤其容易地由连续的材料制造。这样,根据图4a的流动体80可通过尤其形成金属板、通过形成烧结、通过金属压铸或塑料注射成型、或通过类似的方法形成。在形成金属板的情况下,通过使用双金属片金属板作为原材料可实现对于两个部分81、82的双组分式实施例。
在图4a所示的形式中,布置部分82实施成大致圆筒形的套筒体,所述套筒体在装配点处被导入管路系统的管路横截面中。在装配点处,通过布置部分82的外表面区820与管路系统的内壁之间的夹持配合连接或压配合连接可实现尤其简单的装配。如果流动体80在其位于流动装置50上的装配位置上尤其设置成可拆卸,那么流动体80在维护措施的情况下也可容易地移除、清洁和/或替换。同样呈套筒形式的定向部分81示例性地构造成沿背向布置部分82的方向打开的扩散式锥部810。在所示实施例中,扩散式锥部810跨过弯曲部的长度具有关于中心轴线82对称的恒定的曲率半径KR。然而,下述也可以是有利的:使曲率半径KR构造成不恒定和/或不对称。
根据图4a的流动体80也可有利地用于尤其在管路系统中的横截面的台阶上建立滚圆的过渡边缘。尤其当不可能或难以在管路上、在横截面台阶的区域中直接倒圆时,和/或当不能提前得知或确定相应的管路系统的工作期间的最佳的倒圆轮廓时,这是有利的。
图4b示出了流动体80的扩展实施例,其中,定向部分81通过支撑结构84连接至布置部分82、尤其安装在布置部分82上。布置部分82以类似于根据图4a的实施例的方式实施成大致圆筒形的套筒体,所述套筒体以简单的方式在装配点处使布置部分82的外表面区820与管路系统的内壁之间能够实现夹持配合连接或压配合连接。
定向部分81通过支撑结构84的桥式连接结构连接至布置部分、尤其设置成对准布置部分。支撑结构84的连接桥840在布置部分82上的布置优选地在内表面区821上实施,但例如也可设在布置部分82的至少一个端部侧822上。支撑结构84的连接桥840在定向部分81上的布置优选地在外壁811上实施。
定向部分81本身以套筒的方式构造,其中,相对于根据图4a的实施例,与布置部分82分开的实施例使得本领域技术人员能够具有有利地加强的设计自由度(例如在选择壁厚度和/或更复杂的形状方面、和/或在选择材料时的加强的自由程度方面,因为由连接技术产生的限制较少)。特别地,也可考虑定向部分81的导流特性根据流动参数(例如压力、温度、流速、和/或成分等)而变化的实施例。这样,定向部分81的双金属实施例可例如根据温度改变曲率半径。以压敏的方式可变形的表面结构的配置也可以是有利的。在根据图4b的实施例中,定向部分81的壁厚度相对于布置部分82的壁厚度例如明显减小。为此,图5示出了根据图4b的定向部分81的示例性、旋转对称的实施例的从两个视图方向的两个投影视图。
在根据图4b的流动体80的一个改型中,定向部分81例如也可构造成具有定向翼的网格式结构。此外,通过支撑结构84连接至布置部分82的多个定向部分81也可嵌装,所述嵌装向中心轴线83延伸,其中尤其以该方式嵌装的定向部分81在相对于布置部分82的套筒的轴向位置方面可彼此存在区别,和/或在定向部分81的几何形状、结构和/或材料方面存在区别。通过设计参数的该差异,可产生在对流的影响方面尤其有效的流动体80,在初始状态下的管路系统具有形成湍流的强烈趋势、即不具有该附加的措施的情况下,尤其可利用所述流动体80。
图4c示出了流动体80的实施例的第三变型例,其中,省略了从之前的实施例已知的支撑结构84。而是,以类似于之前的示例的方式构造的套筒式定向部分81直接设在布置部分82的内表面区821上,或连接至内表面区821。尤其可在定向部分81的外壁811与布置部分82的内表面区821之间提供夹持配合连接或压配合连接。然而,替代地或附加地,也可利用其它连接技术,例如粘接、软钎焊/硬钎焊、熔接、夹配合、卡锁、螺纹连接或销连接。
图4a至图4c所示的流动体80的实施例仅表示这些器件的用于优化流动特性的示例性实施例。通过组合在示例中详细披露的独立的特征,本领域技术人员将容易地实现具有适当的定向部分81的流动体80的修改的实施例,然而所述修改的实施例最终具有相同的效果。
除了在图3中明确提供的两个流动体80、80a、80b之外,下述对于流动装置的运行也是有利的:使类似的流动体80也设在管路系统的尤其具有横截面变化和/或流动偏移的其它管路区域。在根据图3的流动装置50、51中,流动体80仅位于入口连接部71和出口连接部72的区域中。然而,替代地或附加地,类似的流动体80也可设置在流动装置50、51的管路系统60、70的其它适当点处,或布置在流动装置50、51的管路系统60、70的其它适当点上。这样,入口室730和出口室731与管道束系统74之间的过渡例如可通过流动体80的相应的布置,在流动技术方面最优化。
流动体80作为最初相对于目标管路系统独立的功能组的配置还通过改进流动体80在流动技术方面优化已安装的流动装置(例如热交换器、蒸发器、热水器等)和/或管路系统。这样,该类型的改进的流动体80将作为用于标准化管路尺寸的预制单元提供,并也可有利地独立于根据本发明的流动装置而使用。
在该插入的关于流动体80、80a、80b的细节的说明之后,焦点回到对根据图3的流动装置的进一步阐述。
罩式管套29在根据图3的流动装置的情况下设置成邻近歧管73。管套29至少沿第一管路系统60的主轴线213延伸,从而覆盖或跨越第二管路系统70的至少管道束系统74。由此在引导管21与管套29之间形成的中间空间30在远离歧管73的端部处通过底部290封闭。通过该实施方式,管路回线741延伸进入中间空间30中。为了使管路回线741在其通过中间空间或内部空间30的范围内能够受到至少有限的引导和/或位置稳定化,至少一个、优选地多个稳定件294设在管套29中。稳定件294可构造成网格结构和/或支撑结构,管路回线741、尤其管道束系统74的单独的管路可通过所述稳定件294接合,并由此至少在一个空间方向上被引导、支撑或固定以防止相对于稳定件294的静止位置移位。
根据图3,分隔壁22设在引导管21的被管套29包围的部分的内部空间中。分隔壁22使引导管21的始于入口连接部61的流入侧区域214与导向出口连接部62的流出侧区域215分隔。根据图3的示例中的分隔壁22以下述方式实施成设在内部中间中的大致直的平面壁:随着相对于入口连接部61的间距增大,引导管21的流入侧区域214的内部空间的截面面积以与流出侧区域215的截面增大的速率大致相同的速率减小。如图3所示,这以特别简单的方式通过使分隔壁22沿垂直于主轴线213的至少一个轴线倾斜来实现。与根据图3的实施例不同,下述也可以是有利的:使分隔壁22也沿垂直于主轴线213的第二轴线倾斜和/或使分隔壁22不构造或成形为直的,而是沿着二维轮廓(例如成平的台阶的、成倾斜的台阶的、抛物线的、双曲线的或类似的)、尤其沿着根据沿主轴线213的轴向位置的二维轮廓,使得流入侧区域214和/或流出侧区域215中的截面可以是关于沿主轴线213的位置的更复杂的函数。
在根据图3的示例中,分隔壁22以双层壁的方式实施成引导器件20的一部分。在此,第一壁段220有利地尤其连接至套211或引导管21的流入侧区域214,而第二壁段221连接至流出侧区域215。壁段220、221之间的隔离部223可附加地设在中间空间222中。由此,可有利地确保:第一流体流100的流入部分120可尽可能少地与第一流体流100的流出部分130相互作用。由于不具有隔离部的分隔壁22可充当第一流体流100的流入和流出之间的热的短回路,因此这尤其在流动装置50的作为热交换器51的实施例中可具有不利的影响。隔离部223可通过具有尽可能低的热导率的适当的隔离材料或防护材料、和/或密封带、和/或在中间空间222中包含真空区来实现。
在引导管21的被管套29包围的部分中,引导管21、尤其是套211在流入侧区域214和流出侧区域215中都分别具有至少一个径向通道27、32。在根据图3的示例中,三个径向通道27沿流入侧区域设置。根据图3,三个径向通道32也以类似的方式设在流出侧区域215中。然而,设置更多或更少的径向通道27、32和/或相互数量不同的径向通道27、32也可以是有利的。
根据图3的沿流入轴线102的最先的两个径向通道27附加地均设有一个流动引导体64。在根据图3的实施例中,流动引导体64沿流入轴线102设置成轴向地位于相应的径向通道之后、大致延伸至引导管21的内部空间中。这些流动引导体64的功能是:有助于通过分隔壁22的根据本发明的布置将第一流体流100分成经过相应的径向通道27的径向部分流260、尤其使所述部分流260彼此均匀。图3中的视图仅作为示例性实施例理解。在某些情况下提供流动引导体64可对所有径向通道27、32或至少对径向通道27、32的其它的选择具有有利的影响。此外,流动引导体64相对于相应的配属的径向通道27、32的布置可与根据图3的视图不同,其中,尤其沿径向通道27、32的轴向位置、和/或流动引导体64的径向延伸、尤其是延伸的角度、和/或几何形状、和/或(例如呈网格形式的)轴向延伸为在根据本发明的流动装置50的相应类型的应用中进行优化提供自由。
替代地或附加地,这些流动引导体64也可充当用于设定环流部分17中的部分流260的旋转方向的器件。替代地或附加地,径向通道27本身也可实施成使得经过径向通道27的部分流260排列成沿着环流部分17中的固定选择的旋转方向。这样,径向通道27也可充当用于设定旋转方向的器件。附加地或替代地,管套29的大致与径向通道27相对的内侧上的适当的偏移体(在此未示出)也可设置成用于设定部分流260的旋转方向的该类器件。
现在将通过作为热交换器51的尤其有利的示例性实施例来说明根据本发明的流动装置50的运行模式,所述热交换器51用于在携带热能的第一流体流100与吸收热能的第二流体流340之间交换热能。根据图3的实施例尤其适用于大体积的流体流100将热传递至具有较小的体积流量的第二流体流340。例如在根据兰金循环的热电设备、即尤其在用于将能量从导热的流体流100(例如:来自例如工业加工的烟道气或废气、地热加热的或太阳能加热的流体流等)恢复和转换成电能的设备中的预加热器和/或蒸发器中,将发现该类型的应用。
热吸收流体流340(例如热电设备的工作流体、尤其是ORC设备的有机工作流体)通过第二管路系统70的入口连接部71供给至流动装置50,从而从入口室730经由延伸至中间空间30的管道束系统74流入出口室731。
导热的流体流100(例如热的烟道气和/或废气)通过流动装置50的第一管路系统60的流入区域61b中的入口连接部61供给。流体流100沿引导管21的流入侧区域214中的流入轴线102展开,并在与分隔壁22的相互作用中偏移且分成径向的部分流104。这些部分流104通过流入侧径向通道进入中间空间30。在所述中间空间30中,部分流104分别偏移以便沿周向路线18或沿大致平行地延伸的多个周向路线18形成周向流,各部分流104均具有这种环流部分17。环流的部分流104的整个区域也可称为环流区域105。
部分流104以环流的方式绕管道束系统74的的管道束740或管路回线741沿相对于管道束系统74的延伸方向横断的、尤其相对于管路回线741的柱部742横断的方向流动。由此,第二流体流动340或其流过管路回线741的部分经受部分流104的大致横断的流入,使得由此形成的接触区中的热交换是局部最优的。
在根据本发明的流动装置50的作为根据兰金循环的能量转换设备、尤其是ORC设备的蒸发器的一优选的应用中,工作介质通过管道束系统74定向成使得:导热的流体流100的部分流104可向工作介质传递如此多的热量,从而使工作介质可优选地几乎完全由液相转换成蒸气相或气相。
为阐明该过程,图6示出了沿线A-A通过根据图3的流动装置50的截面。如已在图3中在一定程度上可见的,本示例中的径向通道27和径向通道32设在引导管的大致相反侧上。这在图6中变得更清晰。通过该实施例,各部分流104绕引导管21并由此绕导热的流体流100的流入轴线102和流出轴线103以大约360°的圆心角UW环流或旋转。
经过或覆盖该周向角度之后,部分流104在径向通道32处进入引导管21的流出侧区域215。根据图3,部分流104在那里再次沿轴向方向偏移,并聚集在一起。以该方式聚集在一起的、通过向第二流体流340传递热量而已被“冷却”的流体流100通过出口连接部62离开流动装置50。所述流体流100能够可选地经受后续处理(例如后过滤和/或清洁、和/或另外的热交换和/或处理)或供给至相应的装置(例如热交换器、和/或清洁和/或过滤和/或洗涤装置、和/或烟囱)。
如上文已简要地提到的,根据图3的流动装置50、51的一优选的改进在于歧管73成多个区段的结构,从而能够形成被传导通过中间空间30的第二流体流340的多个通路。图7a和图7b作为端部侧的投影视图示出了根据图3的歧管73的两个优选的变型例。
根据图3,歧管73构造成围绕第一管路系统60、尤其围绕出口连接部62延伸的环形管732。替代地,歧管73也可设置成围绕第一管路系统60的入口连接部61。入口室730和出口室731设在相反侧上,以便通过分隔壁733彼此分开。入口室730和出口室731都分别通过以角间距相互间隔开的两个分隔壁733沿周向方向围绕出口连接部62形成在环形管732中。本实施例中的入口室730和出口室731在所示投影面中具有大致相同的截面。尤其优选地,入口室730的内容积与出口室731的内容积相同。
然而与在此所示的实施例不同,下述也可以是有利的:使入口室730的截面和/或内容积与出口室731的截面和/或内容积以彼此不相同的方式实施。例如,如果流动装置50用作热交换器,那么第二流体流340的体积流量通常在入口室730与出口室731之间增大。例如,为了使流动装置50、尤其第二管路系统70中的压力条件不受到不利的影响,出口室731可具有相对于入口室730更大的内容积。替代地,如果流动装置50用作冷凝器,那么相反地使出口室731的内容积小于入口室730的内容积可以是有利的。此外,根据本发明的流动装置50的有助于或需要入口室730与出口室731之间的彼此不相同的截面和/或容积的其它应用和使用对本领域技术人员是已知的。
在根据图7a的实施例中,在入口室730与出口室731之间绕出口连接部62沿两个旋转方向还分别设有另一分隔壁733,从而在环形管中分别形成两个附加的中间室734、734a至734d。中间室734a至734d在图7a所示的投影面中优选地具有相同的截面。尤其优选地,中间室734、734a至734d的内容积大致相同。
通过图7a所示的歧管73的结构,第二管路系统70的具有六个通路的结构可以以简单的方式实施。为此,入口室730通过第一组管路回线741、741a(在此未示出)连接至两个中间室734a、734b中的一个,使得通过入口连接部71供给的第二流体流340的部分流可通过该第一管路回线组741a流入两个中间室734a、734b中的一个中。根据图3的部分流已在该第一阶段两次经过中间空间30。中间室734a、734b中的每一个也分别通过一部分组管路回线741b连接至中间室734c、734d中的一个,使得部分流在该阶段可再次两次经过中间空间30。最后,中间室734c、734d中的每一个通过另外的部分组管路回线741c连接至出口室731,部分流由此最后一次地两次流过中间空间30。由此,流体流340的每一个部分流都一共六次经过入口室730与出口室731之间的内部空间30;即,形成了流体流动340通过内部空间30的六个通路。
在根据图7b的实施例中,在入口室730与出口室731之间围绕出口连接部72沿各旋转方向均设置总三个分隔壁。由此,以与根据图7a的示例类似的方式形成了总共四对中间室734a至734h。在该实施例中还使相邻的室730、734a、734c、734e、734g、731通过成组的或部分组的管路回线741a、741b、741c、741d、741e依次连接。这样,流体流340的部分流总共十次经过中间空间30;即,形成了流体流动340通过内部空间30的十个通路。
在此,如图7a和图7b所示和上文所述,第二管路系统70的经由歧管73的回路图的实施例仅作为优选实施例理解为示例性的。入口室730、中间室734和/或出口室731的其它回路图也可产生有利的布置。中间室734的数量也可与在此所示的示例不同;特别地也可使沿绕连接部62或61的两个旋转方向的中间室734的数量和/或实施方式彼此不相同,以实现有利的配置。
除了根据图3的示例和本文所述的第二管路系统70作为具有管路回线741的管道束系统74的变型例之外,根据本发明的流动装置50在一变型例(在此未示出)中可实施成具有大致直的管长度。在此,类似管路回线741的管长度连接至歧管73、尤其连接至歧管73的环形管732,并延伸至中间空间30中。管长度优选地以下述方式穿过中间空间:管长度在远离环形管732的一端向收集管中敞开。为了使流入收集管的流体流340的能够流出,收集管可连接至出口室731,并且包括专用的至少一个出口连接部,所述出口连接部优选地形成第二管路系统70的出口连接部72。在由该类型的管长度构造的第二管路系统70的情况下,提供歧管73的尤其优选的改进。在此,歧管73具有将环形管732向一端部侧可拆卸地封闭的封闭盖73a(未详细示出),由此,环形管732为了维护的目的和/或为了调整可有利地再次打开或封闭。例如,封闭盖73a可实施成螺纹式盖和/或可实施成具有其它封闭机构、例如螺纹连接、夹持配合或楔入配合机构、或类似物。此外,可拆卸的封闭盖73a使得分隔壁733能够实施成可替换的和/或在环形管中沿旋转方向可移位。如果分隔壁733在入口室730与出口室731之间被移位和/或数量改变,那么可改变中间室734的设计实施方式和/或数量。由此,可有利地调整第二流体流340在流动装置50、51的第二管路系统70中通过中间空间30的通过率或通路的数量。然而,在例如根据图3的示例性流动装置50中所示的歧管73的情况下,为维护的目的而可拆卸的封闭盖73a也可以是有利的。
根据图3的根据本发明的流动装置50、51的一有利的改进大致在图8中示出。分离器具90设在第二管路系统70的出口连接部72上、尤其在邻接流出部分735的出口室731上。在一优选实施例中,分离器具90实施成分滴器。尤其当流动装置50、51充当第二流体流340的蒸发器时,设在歧管73上、或集成歧管73中、或至少有效地连接至出口室731的分滴器90可以是有利的。在此可出现:在入口室730中大致为液体的第二流体流340在通过第二管路系统70、尤其通过中间空间30的过程中仅部分地、尤其不完全地由液相转换成蒸气相。特别地,在此可出现:离开出口室731的第二流体流340携带可对下游的处理或器具具有破坏性影响的至少液体部分(例如呈液滴的形式)。如果流动装置50、51的歧管73根据图8实施,那么可排除这些影响。
将分离器具90设在歧管73上,或集成在歧管73中,使得分离的材料(尤其是冷凝物)或剩余的液体能够有利地简单地返回至室730、734中的至少一个。这样,分离空间900通过至少一个回流管901连接至入口室730和/或中间室734。所述返回可通过重力的简单应用和/或通过回流管901的特定设计实施例来实现。分离空间900通过回流管901连接至室730、734,使得分离的材料(尤其是冷凝物)或分离的剩余的液体可流回至室730、734中。回流管可优选地构造成:使得分离的材料(尤其是冷凝物)或分离的剩余的液体通过流体流340的向室730、734中或经过室730、734的流动,而被推或吸入与回流管相连的室730、734中。替代地或附加地,分离器具90可包括返回器具(例如泵或类似物),所述返回器具通过回流管901提供来自分离空间900的分离的材料。
图9示出了根据图3的根据本发明的流动装置50、51的另一有利的改进。该改进的不同之处在于用于分离和排放颗粒的器具91,所述器具91设在管套29上或管套29中。器具91沿引导管21设在至少一侧上。器具91优选地集成在流动装置50中或从流动装置50可拆除,使得在装配成工作就绪的流动装置50、51的情况下,器具91能够延伸至径向区域291中,所述径向区域291径向地邻近管道束系统74的区域。尤其优选地,器具91设在管套29上或管套29中,使得在流体流100的径向流26和/或周向流31中携带的固体材料、尤其是颗粒能够到达径向区域291。
在此,器具91的分离器910、收集区域911和优选的输送单元912、尤其是排放螺旋输送器设在径向区域291中。
分离器910可构造成能够将流体流100中或流体流100的部分流中携带的固体材料、尤其是颗粒(例如烟灰、微晶或类似物)从向前流动的流体分离的简单的分离开口或分离槽、和/或分离网、分离过滤网、和/或分离过滤器。对于刚刚提到的机械分离器而言替代地或附加地,分离器910也可以是基于电场、磁场或电磁场的适用于将流体流100中或流体流100的部分流中携带的固体材料分离的分离器。
通过分离器910从流体流100分离的固体材料或颗粒收集在收集区域911中并可选地被存储起来。在最简单的形式中,收集区域911可构造成收集容积、收集容器或收集空间。然而,也可使收集区域911具有适用于接收分离器910中分离的固体材料或颗粒的收集元件或存储元件。
一尤其优选的器具91还包括接合在收集区域911中用于稳定地、定期或不定期地排放收集在收集区域911中的固体材料或颗粒的输送单元912,使得在流体流100至少暂时地带有固体材料的情况下流动装置50、51优选地也可连续运行。
为此,图9示出了具有器具91的流动装置50、51的第一优选实施例。分离器910构造成设在管套29的中间壁292或侧壁293中的至少一个径向开口910a。如果分离器910设在中间壁292中,那么收集区域911和输送单元912可集成在位于管套29中的中间空间30中。在根据图9的实施例中,分离器910集成在管套29的侧壁293中、尤其作为径向开口910a并入管套29的侧壁293中。收集区域911通过在侧壁293上至少覆盖分离器910、910a的区域的附加的收集容器911a形成。当带有固体材料或颗粒的流体100经过分离器910、910a进入具有径向流26的区域或进入环流部分17时,颗粒在附加的收集容器中至少部分地被分离和阻止。附加的收集容器911a可构造成尤其可替换的、耐用的和/或可排放的收集容器。在图9所示的优选的情况下,排放螺旋输送器912a设在附加的收集容器911a中。如果排放螺旋输送器912a旋转地移动,那么排放螺旋输送器912a就将位于收集区域911、911a中的颗粒向位于附加的收集区域911、911a中的排放开口911b的方向输送。通过该排放开口911b从流动装置50、51和从流动装置50、51的活动环流去除收集的颗粒。在一改进中,封闭器具913、例如挡板、阀、单元轮锁或类似物可附加地设在排放开口911b中。该封闭器具913尤其在流动装置50、51的正常工作期间用于防止部分量的流体流100通过排放开口911b泄漏。替代地或附加地,也可使分离器910设有尤其在输送单元912被激活的情况下用于控制接合和/或用于防止流体泄漏的器具。在一个改进中,分离器910可附加地构造成可锁定,并例如为此设置封闭挡板。
排放螺旋输送器912a可优选地通过驱动电机912b驱动,如果驱动电机912b通过适用的控制器(在此未示出)来切换和/或控制,那么可有利地自动地排放所收集的颗粒。这样,收集区域911例如可通过负载传感器监测,以便监测填充水平并防止可能的过载。也可周期性地启用排放程序,以便将排放的材料以受控的方式供给至下游的处理(例如制备、清洁等),并且改变流体流100的负载。
如作为尤其优选的实施例在图9中示出的,具有附加的收集容器911a的实施例或器具91在附加的收集容器911a中的布置也可对具有由带有颗粒的流体流灌注的管套29的现有的流动装置50、51实现简单的、有利的改进。为此,仅需使管套29设有具有至少一个分离器910、尤其是径向滤网或径向过滤器910a的侧壁293。如图9所示,输送单元912可设在附加的收集容器911a中,收集容器911a绕分离器910附接至管套29。由此,流动装置50、51本身不需要较大的改变。
具有根据图3和之前的描述的两个流动装置50.1、50.2的系统52在图10中示出。关于第一管路系统60.1、60.2的流动装置50.1、50.2设置成相继地一个位于另一个之后,其中,两个流动装置50.1、50.2设置成优选地尤其关于与流入轴线和流出轴线102.1、103.1和102.2、103.2垂直的平面相互镜像的布置。第一流动装置50.1的出口连接部62.1优选地设置成与第二流动装置50.2的入口连接部61.2同轴。特别地,出口连接部62.1和入口连接部61.2直接相连,使得从出口连接部62.1流出的流体流100被供给至入口连接部61.2。如与根据图3的实施例相反的,在根据图10的第二流动装置50.2的情况下,第一管路系统60.2的入口连接部61.2和出口连接部62.2交换功能,使得系统52的描述中的附图标记调整成适于该反转的功能。根据图10的示例性系统52中的第二管路系统70.1、70.2通过连接管路75相连,使得从流动装置50.2的出口连接部72.2离开的流体流340的流体供给至流动装置50.1的入口连接部71.1。入口连接部71.2用作系统52的第二管路系统70的入口连接部,而出口连接部72.1起系统52的第二管路系统70的出口连接部的作用。
如果根据图10的系统52用作热交换器,那么从第一流体流100至第二流体流340或从第二流体流340至第一流体流100的热交换就在两个步骤中出现。首先,已在第一流动装置50.1中预冷却的第一流体流100在第二流动装置50.2中用于预加热刚刚通过入口连接部71.2供给的第二流体流340。在通过系统52的出口连接部72.1使所述流体340可用之前,在第二加热阶段中,在第一流动装置50.1中通过与刚刚通过入口连接部61.1供给的第一流体100的热交换接触对已在第二流动装置50.2中以这种方式预加热的流体340进行主加热。在主加热过程中,刚刚供给的第一流体100转变成预冷却的流体100的状态,所述状态在预加热过程中仍用作热源。
根据图10的系统52尤其适于作为用于热电设备、尤其用于根据兰金循环的RC或ORC设备的紧凑且高效的预加热器/蒸发器组合,其中,传导废热的流体流100可将其热能通过两个前述步骤(预加热和主加热/蒸发)大比例地传递至工作介质、尤其是有机工作介质的流体流100。
该类型的热电设备、尤其是ORC设备95的原理图在图11中示出。对本领域技术人员而言,根据图11的热电设备的大量的扩展图将是已知的,然而所述热电设备可有利地类似程度地从根据本发明的流动装置50或从根据图10的系统52受益。除了具有两个耦接的流动装置50.1、50.2的系统52,设备95至少还包括一个涡轮机950、一个冷凝器951和一个工作介质泵952。涡轮机950优选地驱动发电机953,以用于由重新获得的流体流100的热能提供电力。
涡轮机950在入口侧连接至工作介质回路的从系统52的出口连接部72.1开始的主动流动管路954。在设备95以系统52工作期间,加热的、优选地蒸发的工作介质作为流体流340通过主动流动管路954流至涡轮机950。流体流340的工作介质在系统52中、至少在系统52的流动装置50.1、50.2中的一个中优选地几乎完全蒸发或转变成蒸气相或气相。流入的流体流340的工作介质至少部分地、优选地充分地在涡轮机950中放松,由此驱动涡轮机950。放松的工作介质通过回流管路955流至冷凝器951,工作介质在所述冷凝器951中至少冷却至冷凝点,以便优选地完全冷凝。然而,例如也可使放松的工作介质在被导入冷凝器951之前供给至同流换热器(未在图11中示出),以便使任何可能存在的剩余热能可用于其它目的。已在冷凝器951中冷凝的工作介质借助于工作介质泵952通过供给管路956和入口连接部71.2再次供给至系统52,由此,工作介质回路大致闭合。
流体流100通过入口连接部957供给至设备95,所述连接部957优选地直接连接至系统52的第一流动装置50.1的入口连接部61.1。如已在根据图10的系统52的说明中描述的那样,刚刚供给的流体100首先供给至系统52(流动装置50.1)的主加热阶段,以便使向已在预加热阶段(流动装置50.2)中预加热的流体流340的工作介质的热传递最大化。已通过该方式冷却的流体100在系统52中作为热源应用至流动装置50.2,所述热源用于预加热已通过供给管路956提供的新的流体流340的工作介质。一旦在预加热过程中实施了第二热传递,那么流体100就再次从所述设备通过出口连接部958排放。
根据本发明的流动装置50、51或具有该类型的两个流动装置50.1、50.2、51.1、51.2的系统52以该方式使得热电设备95的尤其紧凑的实施例能够实现,所述实施例通过易于集成的特征可同时适于特定的需求(例如适于带有固体材料的流体流、可变的热输出等)而不必脱离根据图11的基本概念。这样,器具91可在任何时候进行改装或转换,而不需要完全拆卸系统52。此外,尤其如果歧管73.1、73.2具有相应的封闭盖,那么可调节第二管路系统70.1、70.2的通路的数量而无需较大的投入。
根据本发明的类型的流动装置50、51或具有根据本发明的流动装置的系统52尤其适用于利用焚化设备(例如热清洁或氧化设备、干燥器、热处理设备、熔炉或类似物)、燃料电池和燃料电池系统的导热的流体流100、尤其是高温燃料电池的冷却流体流动,以及图11中示例性示出的类型的RC或ORC设备中的其它废热流。除了在此所示的热电设备、尤其是ORC设备95的示例之外,根据本发明的流动装置50或系统52也可有利地用在化学加工工程、加热技术和其它类似应用中。
最后,将简要地论述根据图3的根据本发明的流动装置50的核心部件中的一个的优选结构。在此将概述引导管21的优选的制造方法。图12a示出了引导管21的管形状。引导管21在一优选实施例中具有由两个壁段220、221、尤其由两个金属片分隔板组成的分隔壁22,所述分隔壁22旨在对角地将引导管21分隔成两个区域214、215。壁段220、221的或金属片分隔板的双层式实施例用于流体入口与流体出口之间的附加的热隔离。壁段220、221或金属片分隔板的之间的空间222可以是中空的或以附加的隔离材料填充。为了使壁段220、221或金属片分隔板与引导管21的套211之间的热应力和装配工作能够尽可能最小化,壁段220、221或金属片分隔板分别仅在一侧上熔接至所述套。熔接优选地设在引导管21的在装配状态下的相反侧上。为了使壁段220、221或金属片分隔板并入管坯中,引导管21优选地沿纵向方向居中地分成两个半管21a、21b。如果管坯将穿过其整个长度沿对角方向被分成两半,那么预制的壁段220、221或金属片分隔板的形状就优选地类似于椭圆形,所述椭圆形的尺寸尤其对应于整个截面区。一个壁段220、221或一个金属片分隔板对角地固定、优选地熔接至半管21a、21b中的每一个内,使得当半管21a、21b连接在一起时,壁段220、221或金属片分隔板不相接触。在半管21a、21b最后连接在一起之前,密封带224被应用、尤其熔接在壁段220、221或金属片分隔板中的至少一个的顶部上、尤其跨过所述顶部的整个长度。密封带224优选地实施成折叠的V形金属片带,但也可以是任何其它适用的形状。在半管21a、21b已连接在一起之后,呈圆形或槽形实施方式的开口以径向的、竖直相对的布置包括在引导管21中。在之后的工作期间,所述开口在根据本发明的流动装置50中用作径向通道27、32。然而,也可使开口以凹槽的形式已包括在半管21a、21b中,从而在半管21a、21b连接在一起时形成开口。可优选地从管件冲压、切割或锯切出开口或凹槽。在装配状态下,壁段或金属片分隔板以及开口尤其布置在引导管21中,使得流入的流体可离开引导管以便以径向向外的方式定向,并且在流过管道束中间空间30之后可流入引导管21以便以径向向内的方式定向。此外,流动引导体、尤其是金属片偏移板可设在开口上、尤其熔接至开口。可提供以该方式构造的引导管,用于根据本发明的流动装置的进一步装配。
总之,将说明本发明的下述优选特征。本发明涉及一种用于引导具有流入部分12和流出部分13的流体流动10的方法,所述流入部分12和流出部分13具有大致平行、优选地同轴的流入轴线14和流出轴线15。在此提出:流体流动10通过至少一个引导器件20在流入区域12与流出区域13之间、在环流部分17中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线14和流出轴线15环流,其中,圆心角UW大于0°。本发明还涉及一种用于执行一种方法的流动装置50,所述流动装置50包括用于传导第一流体流100的第一管路系统60,其中,第一管路系统60包括一个引导管21和影响流体流100的流动方向的至少一个引导器件20、22,使得第一管路系统60的流入区域61b与流出区域62b之间的流体流100在环流区域105中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线102和/或流出轴线105环流。
图13a至图13c和图14示出了根据图3的流动装置50的改进的多个变型例,所述变型例分别附加地具有旁通装置92。与上文已描述的特征相同或对应的特征具有同等效果且在这些图中具有相同的附图标记。
根据图13a,旁通装置92具有旁通管路921,所述旁通管路921作为示例性圆筒形管,沿主轴线213延伸通过第一管路系统60的引导管21。旁通管路921优选地排列成与主轴线213同轴、尤其构造成与主轴线213同心。旁通管路921穿透或突破设在引导管21中的分隔壁22,使得通过入口连接部61流入的第一流体流100可通过旁通管路921向出口连接部62的方向流出,而不用经由引导器件20、22进入环流区域105中。在优选的实施例中,旁通管路921构造成隔热的、尤其是双层壁式管路或管,以便阻止或至少减小第一流体流100的流入旁通管路921中的比例ABP与在引导管21中展开的比例1-ABP之间的热耦合。
除了旁通管路921之外,根据图13a的旁通装置92还具有旁通致动器922。所述旁通致动器922尤其用于将流体流100的通过第一流体流100的旁通管路921流出的比例ABP实施或设计成可选或可调节,所述第一流体流100通过入口连接部61流入。比例ABP的值可在0%至100%之间、尤其在20%至80%之间、优选地在大约30%至70%之间。根据图13a的旁通致动器922包括至少一个挡板923和分流器924,所述分流器924与流动方向相反地位于挡板923的上游。在根据图13a的示例中,流动装置50的入口连接部61直接设在分流器924上,挡板923设在旁通管路921上或旁通管路921中。挡板923优选地设在旁通管路921的面向入口连接部61的端部区域中。
如果挡板923处于打开位置或如图13a所示处于部分打开位置,那么流入的流体流100的至少部分(对应于比例ABP)通过旁通管路921排放,其中,旁通管路921相对于第一管路系统60优选地具有较低的压差或较低的流阻。由此,相应的减小的比例1-ABP在环流区域105中可用于与另外的流体流340相互作用。如果挡板923关闭,那么流入的流体流100就全部流过第一管路系统60并因此整体地在环流区域105中可用。
依据根据图13a的实施例的旁通管路921敞开至漏斗式流收集部925中,邻接环流区域105的所述流收集部925将流过第一管路系统60的比例1-ABP与第一流体流100的流过旁通管路912的比例ABP再次聚在一起,并将其导至出口连接部62。
如图13a中通过虚线嵌入示出的,用于优化局部流动特性、尤其用于减少或抑制湍流的形成和/或减小局部流阻的流动体93可以可选地设在分流器924或流收集部925的区域中。与根据图13a的示例性视图不同,流动体93是对称的、尤其适配于引导管21和/或旁通管路921的空间设计、优选地以对称的方式调整成适配于引导管21和/或旁通管路921的空间设计。在引导管21作为沿主轴线213延伸的中空的圆筒的示例性实施例的情况下,流动体93本身构造成柱对称,从而具有面向流的偏移面931。偏移面931可具有沿圆周方向不变的截面轮廓。然而,下述也可以是有利的:使偏移面931具有随圆心角一起变化的剖面轮廓。尤其当流出环流区域105的部分流104沿圆心角不是均匀地分布而是尤其沿周向路线具有优选区域时,这可以是有利的。
图13b示出了具有旁通装置92的流动装置50的第二变型例,所述旁通装置92以类似于图13a的旁通装置92的方式设置。与根据图13a的前述示例不同,旁通管路921一直延伸至入口连接部61。分流器924由位于旁通管路921的邻接入口连接部61的那一端部中的通道、尤其是槽形成。通过入口连接部61流入的比例1-ABP的流体流100可进入第一管路系统60、尤其通过这些管道进入环流区域105。
为了调整通过旁通管路921流入的比例ABP,根据图13b的示例中的旁通致动器922具有两个挡板923、923a,挡板923与旁通管路921的具有通道的那一端部邻接。第二挡板923a设在旁通管路921的面向出口连接部62的端部区域。第二挡板923a用于防止来自流收集部925、通过旁通管路921的任何可能的回流。流收集部925以类似于根据图13a的示例的流收集部925的方式构造。然而,也可使旁通管路921在其两个端部区域方面对称地构造,使得分流器924和流收集部925以相类似的方式构造。
替代地,如在根据图13a的示例中那样,也可不在旁通管路921中设置第二挡板923a。相反地,可将根据图13a的示例修改成:第二挡板923a以类似于根据图13b的示例中的第二挡板923a的方式设在旁通管路921中。
在关于对比例ABP、1-ABP的调整的有效模式方面,根据图13b的示例对应于根据图13a的实施例。如果如图13b所示设有第二挡板923a,那么下述是有利的:使两个挡板923、923a关于在关闭位置与打开位置之间切换方面以同步的方式移动。然而,流动装置50也可具有下述应用或工作状态:在所述应用或工作状态,使挡板923、923a以相互独立的方式可移位或可调节是有利的。
图13c示出了流动装置50的第三变型例,所述变型例具有以类似于图13a的方式设置的旁通装置92。该变型例回到根据图13b的分流器924的具有旁通管路921中的通道的配置,其中,旁通致动器922的挡板923已被闸组件926替代。
闸组件926具有滑动套筒926a,所述滑动套筒926a在至少一个位置封闭通道,其中,为了从打开位置切换至关闭位置,滑动套筒926a轴向地和/或径向地移动或扭转。用于控制或调整比例1-ABP的切换特性可通过位于旁通管路921中的通道的数量、形状和/或布置来确定。基本上,可借助于多个滑动套筒926a或借助于适用于封闭平的通道的其它封闭元件,设置不同的通道、尤其是以不同的设置方式布置的通道。
根据图13a至13c的流动装置的其它变型例尤其通过组合示例中所示的单独的特征得出。
与如图13a至13c中示例性示出的具有旁通装置92的流动装置50的实施例不同,图14示出了替代性的具有旁通装置92的流动装置50,所述旁通装置92具有外置的旁通管路921。根据图14a的示例中的旁通致动器922包括设在引导管21的入口侧部分中的挡板923。
旁通管路921优选地构造或实施成管状的中空体927,所述中空体927至少部分地、优选地几乎完全接收和/或包围第一管路系统60、尤其是管套29。根据图14a的示例中的中空体927沿主轴线213延伸,以与引导管21平行。尤其可使中空体927接收或包围引导管,使得第一管路系统60的入口连接部61和出口连接部62构造成尤其在中空体927上设在中空体927的端部侧上的凸缘。
中空体927的邻接入口连接部61的漏斗式或扇式部分在本实施例中形成旁通致动器922的分流器924。第二管路系统70的以类似于根据图3的示例性的流动装置50的方式设在歧管73上的入口连接部71和出口连接部72被引导通过中空体927,使得所述连接部从中空体927的壁突出,并且在由中空体套包围的区域中、在管套29与中空体927的内部套表面之间可至少部分地经历比例ABP的第一流体流100的环流。在朝向出口连接部62的方向上,中空体927经由形成流收集部925的类似的漏斗式或扇式部分过渡至出口连接部62中。
以对于挡板923的补充性方式,可选的第二挡板923a可附加地设在引导管21的面向出口连接部62的端部中。以类似于根据图13b的示例的方式,挡板923a用于防止或至少减少进入引导管21中的回流。
设在引导管21中的挡板923设计或构造成能够提供以选择性地可调节的或可控制的方式通过第一管路系统60流动的比例1-ABP。在挡板923完全打开的情况下或在挡板923、923a完全打开的情况下,比例1-ABP最大化,挡板923或挡板923、923a的完全关闭位置使得第一流体流100的通过旁通管路921流出的比例ABP最大化。
根据图14a的示例中提供的中空体927优选地构造成隔热的中空体、尤其是双层壁式中空体,以便在旁路被激活的情况下、即在挡板923大致关闭的情况下,防止、但至少减少不利地加热中空体927的外壁。
图14b示出了具有呈中空体927的形式的外置的旁通管路921的流动装置50的第二变型例,所述中空体927从根据图14a的示例已知,如已在上文中描述的,关于旁通管路921或中空体927的描述在此可参考上文的描述。
与根据图14a的实施例不同,根据图13c的示例中的旁通致动器922以类似于闸组件926的方式实施。引导管21延伸穿过入口连接部61与出口连接部62之间的整个距离,并且如从图14a已知地在重叠区域设有分流器924和具有槽式通道的流收集部925。在此,至少向入口连接部61的方向设置的那些通道借助于闸组件926可以选择性地且可调节地打开和关闭。此外,在根据图14b的示例中,提供了用于打开和关闭向出口连接部62封闭的那些通道的第二闸组件926a,也能够可选地除去所述第二闸组件926a。该第二闸组件926a被赋予类似于根据图13b或14a的示例的第二挡板923a的任务,从而可参考关于这方面的描述。如已在根据图13c的示例中描述的那样,闸组件926、926a可构造成轴向闸和/或转动闸。
如与根据图14a和14b的流动装置50的实施例相反的,在某些实施例中下述也可以是有利的:使旁通管路921不构造成封闭的中空体927而是构造成在管套29的外壁上延伸的一个或多个旁通管道。
对于根据图13a至14b的示例而言附加地,下述也可以是有利的:使旁通致动器922能够交替地封闭旁通管路921和引导管21,从而有助于明确通过环流部分17和/或旁路的流动引导。在此,旁通管路921和引导管21的入口部处的相应的节流位置、尤其是通过旁通致动器922可释放或被释放的非常有效的流动横截面有利地彼此成反比。
附图标记列表
10 流体流动
11 流动路径
12 流入部分
13 流出部分
14 流入轴线
15 流出轴线
16 工作部分
17 环流部分
18 周向路线
20 引导器件
21 引导管
21a、21b 半管
22 分隔壁
23 偏移器件
24 流入侧管部分
25 流出侧管部分
26 径向流动
27 径向通道
28 管部分
29 管套
30 中间空间
31 周向流
32 径向通道
33 径向流动
34 流体流动
35 管路
36 部分
50、50.1、50.2 流动装置
51、51.1、51.2 热交换器、流动装置
52 系统
60、60.1、60.2 第一管路系统
61、61.1、61.2 流入侧入口连接部
61a 入口凸缘
61b 流入区域
62、62.1 流出侧出口连接部
62a 出口边缘
62b 流出区域
64 流动引导体
70、70.1、70.2 第二管路系统
71、71.1、71.2 流入侧入口连接部
71a 端口
71b 流入区域
72、72.1、72.2 流出侧出口连接部
72a 端口
72b 流出区域
73、73.1、73.2 歧管
73a 封闭盖
73b 凸缘面
73c 歧管空间
74 管道束系统
75 连接管路
80 流动体
80a 流入侧流动体
80b 流出侧流动体
81 定向部分
82 布置部分
83 中心轴线
84 支撑结构
90 分离器具
91 器具
92 旁通装置
95 ORC设备(热电设备)
100 第一流体流
101 方向
102、102.1、102.2 流入轴线
103、103.1、103.2 流出轴线
104 径向部分流
105 环流区域
120 流入部分
130 流出部分
210 中空体
211 套
212 内表面
213 主轴线
214 流入侧区域
215 流出侧区域
220 第一壁段
221 第二壁段
222 中间空间
223 隔离部
224 密封带
260 径向部分流
290 底部
291 径向区域
292 中间壁
293 侧壁
294 稳定件
295 装配部分
340 第二/另外的流体流(工作介质)
341 主流动轴线
342 流入轴线
343 流出轴线
730 入口室
731 出口室
732 环形管
733 分隔壁
734 中间室
734a至734h 中间室
735 流出部分
740 管道束
741 管路回线
741a至741e 管路回线
742 柱部
743 换向部分
810 扩散式锥部
811 外壁
820 外表面区
821 内表面区
822 端部侧
840 连接桥
900 分离空间
901 回流管
910 分离器
910a 径向开口
911 收集区域
911a 附加的收集容器
911b 排放开口
912 输送单元
912a 排放螺旋输送器
912b 驱动电机
913 封闭器具
921 旁通管路
922 旁通致动器
923 挡板
923a 第二挡板
924 流分离器
925 流收集部
926 闸组件
926a 滑动套筒
926b 第二闸组件
927 中空体
950 涡轮机
951 冷凝器
952 工作介质泵
953 发电机
954 主动流动管路
955 回流管路
956 供给管路
957 入口连接部
958 出口连接部

Claims (44)

1.一种具有用于传导第一流体流(100)的第一管路系统(60)的流动装置(50),其中,第一管路系统(60)包括引导管(21)和影响所述第一流体流(100)的流动方向的至少一个引导器件(20、22)、和/或至少一个流动体(80)其中,位于第一管路系统(60)的流入区域(61b)与流出区域(62b)之间的所述流体流(100)在环流区域(105)中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线(102)和/或流出轴线(103)环流,所述流动装置(50)还包括用于传导另外的流体流(340)的至少一个另外的管路系统(70),其中,管路系统(60、70)中的每一个都具有用于输入或排放相应的流体流(100、340)的至少一个入口连接部和至少一个出口连接部(61、62;71、72),其中,所述另外的流体流(340)的主流动轴线(341)排列成与第一流体流(100)的流入轴线(102)和/或流出轴线(103)大致平行,其中,在引导管(21)中,倾斜地延伸通过引导管(21)的纵向截面的至少一个分隔壁(22)设置成引导器件(20),其中,在被管套(29)包围的区域中,引导管(21)在引导管(21)的套(211)中分别具有沿第一流体流(100)的流动方向的至少一个径向通道(27;32),所述径向通道(27;32)用于第一流体流(100)的从引导管(21)至中间空间(30)中的通道或用于从中间空间(30)至引导管(21)中的通道。
2.如权利要求1所述的流动装置(50),其特征在于,径向通道(27;32)关于引导管(21)的圆周以开槽的方式构造。
3.如权利要求1或2所述的流动装置(50),其特征在于,在第一流体流(100)的流动方向上,至少在引导管(21)的从入口连接部(61)指向分隔壁(22)的部分上,在至少一个径向通道(27)的区域中设有至少一个流动引导体(64)。
4.如权利要求3所述的流动装置(50),其特征在于,部分流(260)在环流部分(17)中的环流方向通过流动引导体(64)设定。
5.如权利要求1-2、4中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,分隔壁(22)将引导管(21)的从入口连接部(61)开始的流入侧区域(214)与通向出口连接部(62)的流出侧区域(215)分开,其中,分隔壁(22)实施成沿垂直于引导管(21)的主轴线(213)的至少一个轴线倾斜的直的平坦的壁。
6.如权利要求5所述的流动装置(50),其特征在于,分隔壁(22)实施成双层壁。
7.如权利要求1-2、4、6中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,随着引导管(21)的面向出口连接部(62)的部分的第二流动横截面QA沿第一流体流(100)的流动方向增大,引导管(21)的面向入口连接部(61)的部分的第一流动横截面QE沿第一流体流(100)的流动方向大致以相同的比率减小。
8.如权利要求1-2、4、6中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,流动体(80)在至少一个管路系统(60;70)中设在横截面的过渡处或在流动方向的偏移处。
9.如权利要求8所述的流动装置(50),其特征在于,流动体(80)以套筒的方式构造,其中,流动体(80)具有用于影响在工作期间围绕流动体的流体流动的流动方向的至少一个偏移体(81),流动体(80)作为元件嵌入或能够嵌入流动装置的管路系统的相应的管道位置。
10.如权利要求8所述的流动装置(50),其特征在于,流动体(80)具有用于使流体流动偏移的定向部分(81)和用于布置在为布置部分(82)提供的管路部分中的布置部分(82),其中,定向部分(81)构造成关于主流动轴线(341)对称,或者定向部分(81)根据局部出现的流动特性具有非对称设计。
11.如权利要求10所述的流动装置(50),其特征在于,定向部分(81)通过支撑结构(84)连接至布置部分(82)。
12.如权利要求1-2、4、6、9-11中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,流动装置(50)还具有旁通装置(92),第一流体流(100)至少部分地和/或可调节的、可控制的0%至100%之间的比例的流体流(100)能够借助于所述旁通装置(92)被引导越过第一管路系统(60)的环流部分(17)。
13.如权利要求12所述的流动装置(50),其特征在于,旁通装置(92)至少具有一个旁通管路(921)和一个旁通致动器(922)。
14.如权利要求1-2、4、6、9-11、13中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,用于分离和排放颗粒的器具(910)设在管套(29)中,所述器具(910)包括分离器(910)、收集区域(911)和输送单元(912)。
15.如权利要求1-2、4、6、9-11、13中任一项所述的流动装置(50),其特征在于,分滴器(90)设置成连接至所述另外的管路系统(70)的歧管(73)的出口室(731)、所述另外的管路系统(70)的出口连接部(72)、或所述另外的管路系统(70)的出口端口(72a)。
16.如权利要求中15所述的流动装置(50),其特征在于,收集在分滴器的分离空间(900)中的冷凝物能够通过至少一个回流管(901)供给至入口室(730)或至少供给至中间室(734)。
17.如权利要求1所述的流动装置(50),其特征在于,圆心角UW大致为30°、45°、60°、90°、180°或360°的整数倍。
18.如权利要求1所述的流动装置(50),其特征在于,在引导管(21)中在入口连接部(61)与出口连接部(62)之间,倾斜地延伸通过引导管(21)的纵向截面的至少一个分隔壁(22)设置成引导器件(20)。
19.如权利要求1所述的流动装置(50),其特征在于,在被管套(29)包围的区域中,引导管(21)在引导管(21)的套(211)中分别具有沿第一流体流(100)的流动方向的多个径向通道(27;32)。
20.如权利要求3所述的流动装置(50),其特征在于,流动引导体(64)延伸至引导管(21)中。
21.如权利要求6所述的流动装置(50),其特征在于,分隔壁(22)的第一壁段(220)连接至套(211)或引导管(21)的流入侧区域(214),而分隔壁(22)的第二壁段(221)连接至流出侧区域(215)。
22.如权利要求9所述的流动装置(50),其特征在于,流动体(80)是可替换的元件。
23.如权利要求10所述的流动装置(50),其特征在于,定向部分(81)构造成关于主流动轴线(341)镜像对称或旋转对称。
24.如权利要求11所述的流动装置(50),其特征在于,定向部分(81)的流动传导性能配置成能够根据流动参数而变化。
25.如权利要求24所述的流动装置(50),其特征在于,所述流动参数是压力、温度、和/或流速、成分。
26.如权利要求13所述的流动装置(50),其特征在于,旁通管路(921)设在第一管路系统(60)的入口连接部(61)与出口连接部(62)之间。
27.如权利要求14所述的流动装置(50),其特征在于,输送单元(912)是排放螺旋输送器(912a)。
28.如权利要求15所述的流动装置(50),其特征在于,分滴器(90)固定至歧管(73)、接收在歧管(73)中或集成在歧管(73)中。
29.一种用于引导具有流入部分(12)和流出部分(13)的流体流动(10)方法,所述流入部分(12)和流出部分(13)具有大致平行的流入和流出轴线(14、15),其中,流体流动(10)通过设在流入部分(12)与流出部分(13)之间的至少一个引导器件(20)在环流部分(17)中以圆心角UW以径向环绕的方式绕流入轴线和流出轴线偏移,其中,圆心角UW大于0°,其特征在于,流体流动(10)沿流入轴线(14)进入引导管(21)中,在引导管(21)中沿流动方向展开,其中,穿过管部分(24)的流体流动(10)通过分隔壁(22)偏移以形成径向流动(26),所述径向流动(26)通过位于引导管(21)中的至少一个径向通道(27)能够从引导管(21)离开并能够进入中间空间(30)中,所述中间空间(30)绕引导管延伸并形成在大致封闭的管套(29)中,其中,管套(29)使径向流动沿圆周方向绕引导管(21)偏移,使得流体流动(10)在通过下游的位于所述引导管(21)中的径向通道(32)再次进入引导管(21)并通过引导管(21)沿流出方向再次偏移之前,进入环流部分(17)中,其中,在引导管(21)中,倾斜地延伸通过引导管(21)的纵向截面的至少一个分隔壁(22)设置成引导器件(20),其中,在被管套(29)包围的区域中,引导管(21)在引导管(21)的套(211)中分别具有沿流体流动(10)的流动方向的至少一个径向通道(27;32),所述径向通道(27;32)用于流体流动(10)的从引导管(21)至中间空间(30)中的通道或用于从中间空间(30)至引导管(21)中的通道。
30.如权利要求29所述的方法,其特征在于,流体流动(10)能够通过旁通装置至少部分地和/或以可调节的和/或可控制的方式被引导通过环流部分(17)。
31.如权利要求29至30中任一项所述的方法,其特征在于,流体流动(10)在环流部分(17)中开始与另外的流体流动(34)相互作用。
32.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述另外的流体流动(34)在环流部分(17)中经受流体流动(10)的大致横断的流入。
33.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述另外的流体流动(34)在管路系统(35)中被引导通过所述流体流动(10)。
34.如权利要求29所述的方法,其特征在于,流入轴线(14)和流出轴线(15)同轴。
35.如权利要求29所述的方法,其特征在于,圆心角UW大致为30°、45°、60°、90°、180°或360°的整数倍。
36.如权利要求29所述的方法,其特征在于,穿过管部分(24)的流体流动(10)分部分地通过分隔壁(22)偏移以形成径向流动(26)。
37.如权利要求29所述的方法,其特征在于,穿过管部分(24)的流体流动(10)稳定地通过分隔壁(22)偏移以形成径向流动(26)。
38.如权利要求31所述的方法,其特征在于,所述流体流动(10)和所述另外的流体流动(34)中的至少一个经历状态变化。
39.如权利要求33所述的方法,其特征在于,所述另外的流体流动(34)在管道束系统中被引导通过所述流体流动(10)。
40.一种具有至少两个如权利要求1-28中任一项所述的流动装置(50.1、50.2)的系统(52),其特征在于,两个所述流动装置(50.1、50.2)相继相连,其中,第一流动装置(50.1)的第一管路系统(60.1)的出口连接部(62.1)大致直接地连接至第二流动装置(50.2)的第一管路系统(60.2)的入口连接部(61.2),第一流动装置(50.1)的第二管路系统(70.1)的入口连接部(71.1)通过连接管路(75)连接至第二流动装置(50.2)的第二管路系统(70.2)的出口连接部(72.2)。
41.一种具有至少一个如权利要求1-28中任一项所述的流动装置(50、50.1、50.2)和/或如权利要求40所述的系统(52)的热电设备(95)。
42.如权利要求41所述的热电设备(95),其特征在于,所述热电设备(95)是用于根据兰金循环产生机械能和/或电能的设备。
43.如权利要求41所述的热电设备(95),其特征在于,流动装置(50、50.1、50.2)的所述另外的流体流(340)由工作介质形成,其中,所述工作介质能够在流动装置(50、50.1、50.2、52)中通过从第一流体流(100)传递热量而至少部分地蒸发。
44.如权利要求43所述的热电设备(95),其特征在于,所述工作介质是有机工作流体。
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