[發明專利]紊流生成器以及具有紊流生成器的通道和工藝設備

在審

• 申請號: 201880087984.8
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111771098A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·克羅舍爾;法蘭克·赫伯斯特里特;約翰·彼得·博恩
• 申請（專利權）人: 埃爾費爾德微技術有限責任公司
• 主分類號: F28F13/12
• 分類號: F28F13/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張凱;張杰

本發明涉及一種用于工藝設備(30、41、44)、尤其換熱器、反應器或混合器的通道(21、23、31、42)的紊流發生器(1、10)，其具有大量肋(3、14、15)，其中沿著紊流發生器(1、10)的縱向延伸優選均勻地、分布地布置至少一排(12、13)限定了共同的肋平面的肋(3、14、15)，并且優選均勻地通過間隙(4、18、19)彼此間隔。為了能夠將死體積、因此平均停留時間減少去掉未用于或未有效用于過程的部分，以使相應的過程介質盡可能在整個停留時間都保持在定義的且優選的運行狀態，規定在紊流發生器(1、10)的至少一個縱向末端處設置鉤元件(6、20)，用于工具(7)形狀配合地勾住以將紊流發生器(1、10)從通道(21、23、31、42)中拉出。

技術領域

本發明涉及一種用于工藝設備、尤其熱交換器、反應器或混合器的通道的紊流生成器，其具有大量的肋，其中，沿著紊流生成器的縱向延伸優選均勻地、分布地布置至少一排限定了共同的肋平面的肋，并且其優選均勻地通過間隙彼此間隔。此外，本發明還涉及一種工藝設備、尤其熱交換器、反應器或混合器的通道，其具有至少一個設置在通道內部的上述類型的紊流生成器。此外，本發明還涉及一種工藝設備、尤其熱交換器、反應器或混合器，其具有至少兩個彼此相連并沿著縱向延伸軸向地彼此前后和/或平行并排布置的上述類型的通道。

背景技術

為了實現一系列完整的工藝基礎操作，將物料流、尤其流體引導經過通道，從而以合適的方式處理、預處理或轉換物料流。尤其熱交換器通常具有通道，其可通過管構成，從而加熱、冷卻、蒸發和/或冷凝物流料。在反應器中，可在物料流流經通道的期間進行反應。相應的通道也可在物料流流經通道的期間用于物料流的混合。此外，也可使多個該工藝基礎操作同時在一個通道內執行。因此，例如物料流的混合以及物料流的反應可同時進行。此外，反應熱函的引出或提供可在反應期間通過通道的壁確保。紊流流動尤其有利于熱交換。此外，物料流可通過單相系統或多相系統形成。在此，雙相系統通常通過不可混合的液體和/或氣/液系統形成。

在此，對于在通道內執行的工藝基礎操作通常期望的是，在通道內設置紊流流動。如果這沒有由于流速和通道形狀就已實現，則可將至少一個紊流生成器引入通道內。在此，紊流生成器成形得使沿著紊流生成器流動的物料流產生紊流的或至少有橫流的流體圖。為此目的，已知紊流生成器，其設計有大量的肋，其中沿著紊流生成器的縱向延伸均勻分布地布置一排或兩排肋，并且其均勻地通過間隙彼此間隔。在此，至少一排的肋布置得使其限定共同的肋平面。換而言之，整排肋與肋平面相交或者說該排肋的所有肋位于該肋平面內。在后一情況下，肋當然不完全位于肋平面內，因為不同于肋平面，肋也明顯地沿著垂直于肋平面的方向延伸。

此外，紊流生成器并非固定地與通道相連，而是可拆卸地插入通道內。由此方式實現了通道能夠不時地進行清潔并不被堵塞。否則，具有推入的紊流生成器的通道的清潔難以實現并僅在例外情況下可以考慮。因此，紊流生成器在其縱向末端處具有孔眼，在該孔眼處能夠抓取紊流生成器，從而能夠從通常很窄的通道中拉出和推入。因為紊流生成器、尤其多個紊流生成器在通道的整個寬度上延伸和/或通道通常構造得很窄，所以紊流生成器匹配于通道，使得孔眼在運行狀態下布置在通道外部，在那其能夠借助相應大小的相應工具抓取，以能夠將紊流生成器可靠地從通道拉出或推入通道內。相應的紊流生成器、通道和工藝設備例如已經由EP 1 486 749 A2已知。

由于紊流生成器的該設計方案，相應的工藝設備具有更大的其中不充斥紊流流動的體積區域。因此形成死體積，即對在工藝設備內設置的工藝基礎操作沒有提供貢獻或沒有提供顯著貢獻的體積，并且在工藝設備內的平均停留時間增加了。二者在工藝角度都是不期望的，但通常無法完全避免。在工藝上，死體積多數描述此種體積，在其中流動變得完全或至少幾乎停止。然而在本發明中，術語“死體積”應如前所述地如此理解，即，在死體積中并非流動本身、而是流動的紊流變得停止或至少明顯被削弱。術語“死體積”在本發明中對相應體積的應用也是由于為此不存在通用專業術語而導致的。

發明內容