專利名稱：適合于處理流體的裝置以及適合于制造這種裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于處理流體的裝置，該裝置包括由多個呈折線形方式排列 的箔層所形成的伸長箔；在第一端處相連接的一種第一箔層與一種第二箔層；在遠離所述 第一端的第二端處與所述第二箔層連接著的一種第三箔層；同時，所述箔層之間所布置的 間隔。本發(fā)明進一步涉及一種適合于制造這種裝置的方法。
背景技術(shù)：
這種裝置適合從第一流體向第二流體傳遞熱量，且裝置用作熱交換器。這種情況 下箔是導(dǎo)熱箔。這種裝置進一步適合于用作過濾器，其中物質(zhì)從第一流體傳遞到第二流體。也可 以將裝置用作空氣增濕器。這種情況下箔是膜箔。在這樣的一種裝置中，從歐洲專利申請EP-A1-0. 040. 890已知了 安置在第一端、 第二端和接下來的各端部附近的波束形間隔元件使得箔層保持分離開。這種波束形間隔元 件也安置在各端之間。這種間隔元件的一個缺點是，流體流過箔層處的箔層表面上的相當(dāng)多的方是幾乎 固定的。因此，熱傳遞或待過濾材料的傳遞不是最佳的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種裝置，其中湍流可以實現(xiàn)于箔層的大體上整個區(qū)域上， 以便優(yōu)化物質(zhì)和/或熱量的傳遞。該目的通過本發(fā)明的裝置實現(xiàn)，其中所述間隔包括網(wǎng)狀層，流體可通過它在網(wǎng)狀 層的平面內(nèi)、以及垂直于網(wǎng)狀層平面而流動。由于網(wǎng)狀層的存在，流體會遍布在所使用的箔層的整個表面區(qū)域上，而同時確保 了與安置在網(wǎng)狀層的任一端上的伸長箔的箔層的良好接觸。根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例，特征在于第一箔層和第二箔層的縱向側(cè)沿至少 部分長度借助于通過粘合劑(cement)而互相連接。粘合劑在箔層之間提供了適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)結(jié)合。另外，由于使用了粘合劑，連接是靈活 的并能夠承接起箔層的擴展。粘合劑例如是硅酮膠劑、熱熔硅酮或環(huán)氧樹脂。粘合劑使得 箔層相互連接、并且密封住介于箔層之間的空隙。如果由于其中存在著的流體而發(fā)生了箔 層之間的空間/空隙中的壓力增加或壓力積聚，所述壓力增加可以易于快速地被粘合劑所 吸收。除了硅酮膠劑，也可以使用其它類型的能提供箔層間適當(dāng)粘結(jié)結(jié)合的粘合劑，擴展箔 層、并且對于介于箔層之間的空間中所存在的流體而言充分地密封住所述空間。根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個實施例，特征在于第一箔層和第二箔層的縱向側(cè)在離第 一端為預(yù)定距離的點處相互連接，使得一條通道敞開，同時第二箔層和第三箔層的縱向側(cè) 在離第二端為預(yù)定距離的點處相互連接，使得一條通道敞開。
經(jīng)由所述通道，流體可以用一種簡單的方式引入介于箔層之間的空隙內(nèi)優(yōu)選地， 這樣的通道定位于兩個縱向側(cè)附近，從而使得流體可以從兩側(cè)引入到介于箔層之間的空隙 內(nèi)或從該空隙排出。以這種方式，通過網(wǎng)狀層能獲得足夠的流動分布。根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個實施例，特征在于呈折線形方式布置的箔層的縱向側(cè)被 連接到網(wǎng)狀層。通過連所述接箔層與網(wǎng)狀層，簡單地獲得了對縱向側(cè)的合適密封。當(dāng)箔層和網(wǎng)狀 層借助于粘合劑而互連時，介于箔層與網(wǎng)狀層之間的連接在施用粘合劑的同時實現(xiàn)。因此， 在箔層之間所存在的流體將總是必定流經(jīng)網(wǎng)狀層。根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個實施例，特征在于網(wǎng)狀層基本延伸遍布了箔層的整個區(qū) 域。由于網(wǎng)狀層基本延伸遍布著箔層的整個區(qū)域，相對大的湍流形成在層的整個區(qū)域 上。根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個實施例，特征在于，與縱向側(cè)成橫向地延伸的通道存在
于第一和第二箔層之間并靠近第二端。由于箔層是以折線形方式布置的，則已自動地形成了通道。通過所述通道，流體可 以被引入到伸長的箔的整個寬度上的層之間，之后流體可以經(jīng)由縱向側(cè)處的靠近第一端的 通道而排出，反之亦然。結(jié)果，實現(xiàn)了箔層整個區(qū)域上的良好的流動分布。根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個實施例，特征在于，箔層安置在圓柱容器中、且第一和第 二端沿軸向延伸，同時箔層以螺旋狀方式從靠近圓柱容器中心軸線而定位的第一端向與所 述中心軸線間隔開一定距離的第二端延伸。當(dāng)使用相對高的壓力時，圓柱容器使得有可能確保和控制流過圓柱容器的流體的 壓力和/或流體分布。本發(fā)明還涉及一種用于制造這種裝置的方法。該目的利用根據(jù)本發(fā)明的方法而達到，其中網(wǎng)狀層設(shè)置于形成了第一箔層的伸長 的箔的一部分上，之后形成了第二箔層的一部分則設(shè)置在所述網(wǎng)狀層上，其中第一和第二 箔層利用第一端而互連。使用這種方法，可以用相對簡單的方法實現(xiàn)一種能以完全自動化的方式運作以用 來處理流體的裝置。


本發(fā)明將參考附圖而被更詳細地加以描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明裝置的透視圖；圖2示意性地示出圖1所示裝置的部分；圖3A是圖2所示裝置的部分的剖面圖；圖;3B是圖3A沿箭頭B-B所指示方向的截面圖；圖3C是圖3A沿箭頭C-C所指示方向的截面圖；圖4是呈折線狀方式布置的多個箔層中所形成的伸長的箔的透視圖，其中箔包括 膜；圖5是呈折線狀方式布置的多個箔層中所形成的伸長的箔的透視圖，其中箔包括熱傳導(dǎo)材料；圖6A和6B分別是圖1所示裝置的網(wǎng)狀層的頂視圖和剖面圖；圖7A-7H示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的多個步驟；圖8-10B示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實施例的多個視圖；圖11和12是根據(jù)本發(fā)明的裝置的兩個不同實施例的圖3A的沿D-D所指示方向 的截面圖；圖13和14示出了根據(jù)本發(fā)明裝置相應(yīng)的頂視圖和兩個剖面圖。圖中相同的組件使用相同的附圖標(biāo)記。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1，包括一定數(shù)目的間隔開的板2，同時一種伸長的 箔出現(xiàn)在兩個相對著的板2之間，其中箔被形成為呈折線形方式布置的多個箔層。間隔件 安置于箔層之間。箔和間隔件參考圖3A-6B而得以被更詳細地描述。密封板3布置在伸長的箔與間隔件周圍。板2和箔和間隔件一起借助于旋擰到他 們的端部上的雙頭螺栓4和螺母5而被接合到一起。板2具備第一和第二流體入口開口 6、 7，以及具有第一和第二流體出口開口 8、9。第一流體經(jīng)由第一流體入口開口 6而被引入到 伸長的箔之間，隨后沿箭頭Pl所示方向傳送到第一流體出口開口 8，在該處流體首先沿箭 頭P2、P3所指示的方向傳送，之后流體將會從第一流體出口開口 8流出。以相似的方法，第 二流體經(jīng)由第二流體入口開口 7沿箭頭P4所指示的方向而引入到箔的其它層之間，并傳送 到第二出口開口 9，在該處流體流體沿箭頭P5、P6所指示的方向從第二流體出口開口 9流 動。圖2示出了模塊10，且各層存在于圖1的板2之間，以及間隔件存在于所述層之間 (以示意的方式指示出)，且流體的流動方向由箭頭P1-P6指示。當(dāng)然，也可以反轉(zhuǎn)所示流 動方向P1-P3和/或P4-P6并且實現(xiàn)一種逆流模塊或并行流動模塊10。圖3A是圖2所示模塊10的剖面圖，其中可清晰地區(qū)分開伸長的箔11和折線箔 層1Α、14、υ^··12η。第一箔層1 靠近第一端口工連接到第二箔層122，該第二箔層在遠離 第一端H1的一側(cè)上連接第三箔層123。因而，每個箔層1 在一端1 處連接到下一箔層 12i+1，并且在另一端13^處連接到前一箔層12^。箔層沿距離L在與端部13^4 間隔開 的點處互連，其中距離L小于兩個相對端13^1 之間的距離A。由箔層12^4 形成的通 道14、15不連接于端U1-Un附近，經(jīng)由所述通道則第二流體和第一流體能分別從模塊10 流來。在箔層12^4 之間存在著的是網(wǎng)狀層16(也可見圖6A-6B)，其延伸遍布箔層 12廠"14的整個區(qū)域。網(wǎng)狀層16由兩組合成紗線17、18形成，每條包括了優(yōu)選地與箔層的 縱向成15° -45°的角度。網(wǎng)狀層16形成一種所謂的間隔件。紗線17、18優(yōu)選為0. 5-2. 5mm厚。網(wǎng)狀層因此厚度約l_5mm，特別在兩條紗線17、 18相交的位置處。網(wǎng)狀開口 20出現(xiàn)在紗線17、18之間，開口 20的面積與紗線17、18的面 積之間的比例為約80%比20%。當(dāng)流體流過網(wǎng)狀層16時，在所有位置處流動的長度基本 一樣，且優(yōu)選地流動而不發(fā)生多種壓降。網(wǎng)狀層16安置在兩個相對著的箔層12^1 之間，且箔層12^4 和網(wǎng)狀層16通過板2、雙頭螺栓4和螺母5而被拉到一起，從而使得流體只能通過開口 20和在紗線17、18 上方及下方流過網(wǎng)狀層16。因為紗線17、18相對較細/薄，流體與箔層12^1 之間的接 觸發(fā)生在箔層12^4 的整個區(qū)域上。流過箔層12^4 表面上的流體是由紗線17、18以 湍流方式引起的。結(jié)果，獲得了進一步改良的介于流體與箔層U1-Un之間的物質(zhì)和/或 熱量的傳送，以及跨越整個網(wǎng)狀層16上的相對低的壓降。圖4示出了一種包括多個呈折線形方式布置的箔層的箔21的實施例，其中箔是由 能滲透過特定物質(zhì)的膜箔制成。圖5示出了一種包括多個呈折線形方式布置的箔層的箔22的另一個實施例，其中 箔是由一種熱導(dǎo)箔、或一種膜箔與熱導(dǎo)箔的組合而制成的(見圖13和14)。膜箔可以例如是厚度30-500 μ m且孔徑0. 1-0. 45 μ m的疏水PFFE膜箔，或另外的 疏水或親水膜箔。熱導(dǎo)箔22可以是一種三層壓箔，例如，由兩側(cè)涂覆著塑料的一種金屬箔 構(gòu)成，所述塑料包括PET而所述金屬箔包括鋁。PET箔層的厚度可以是12 μ m，例如，而同時 鋁箔可以是37 μ m厚。圖7A-7H示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的七個步驟，其適用于制造圖2所示裝置1的 模塊10。在圖7A所示的步驟中，來自纏繞著箔27的滾卷沈的第一箔層12定位于支撐體 25上。之后網(wǎng)狀層16定位在箔層U1的頂部上。隨后，粘合膜觀借助于一種粘合劑涂覆 器而沿兩個縱向側(cè)在長度L上涂覆(見圖:3B、3C)，所述粘合膜觀延伸到與第一箔層1 的 第一端13間隔開預(yù)定距離的點處(圖7C)。粘合層包括粘合劑，例如硅酮膠劑，熱熔硅酮 或環(huán)氧樹脂。隨后，滾卷26沿箭頭P7所示方向移動，移動時箔27從滾卷沈上解開、并且 被放到網(wǎng)狀層16的遠離第一箔層U1的一側(cè)上的頂部(見圖7D、7E)。因而已形成了第二 箔層122。之后網(wǎng)狀層16放在第二箔層1 頂部上(圖7F)，粘合膜觀從第一端U1沿長 度L而涂覆在上面(圖7G)。之后滾卷沈沿箭頭P7的相反方向移動向第一端13，移動時 箔27從滾卷沈上解開，從而將第三箔層1 放在網(wǎng)狀層16的頂部上。同時，通道14得以 形成(圖7H)。隨后圖7A-7H中所示步驟被重復(fù)一定次數(shù)，直到已形成了包括有期望數(shù)目 的層1 …12n并且在它們之間存在有網(wǎng)狀層16的一種模塊10。模塊10隨后放到兩塊相 對著的板10之間，并且通道14、15分別連接到流體出口開口 9和8。定位在端13^· 1 之 間、靠近通道戰(zhàn)的是連接到流體入口開口 7的通道。用相似的方法，定位在端瑪…丨；^之 間、靠近通道14的是連接到流體入口開口 6的通道。需要的密封可以例如借助于硅酮膠劑 而實現(xiàn)。在圖1-7示出的裝置1中，箔層12^4 和存在于其間的網(wǎng)狀層16互相平行地延 伸到一個平面。在圖8-10B示出的根據(jù)本發(fā)明的裝置31的實施例，箔層12廣· 1 和存在于其間的 網(wǎng)狀層從圓柱容器的中心軸線32延伸到圓柱容器33的外側(cè)。在這些實施例中，可以用相 對高的壓力。圖8示出了裝置31的局部切開透視圖。裝置31包括圓柱容器33，其中包括兩端由圓盤狀蓋35封閉住的圓柱管34，具備 有流體入口和出口開口。圖9A、9B示出了圖8所示裝置31的實施例41，其中箔層借助于硅酮膠劑連接到圓 柱容器33的短側(cè)處，某種意義上幾乎與圖3A所示方法相同，使得交替的通道14、15敞開。第一流體經(jīng)由一種中心入口開口 42引入到存在于箔層與網(wǎng)狀層16之間的空間內(nèi)，并且經(jīng) 由通道14排放。第二流體經(jīng)由箔層外側(cè)與圓柱管34之間的空間43而被供應(yīng)，并且經(jīng)由通 道15排放。箔層可以包括一種不滲透的熱導(dǎo)箔、膜箔、和/或熱導(dǎo)箔與疏水膜箔的組合，等寸。圖IOA和IOB示出了圖8所示裝置31的另一個實施例51，其中箔層12在從中心 到外側(cè)的整個距離上借助于硅酮膠劑52而得以交替地互連于短側(cè)處，而同時，存在于其間 的箔層12不與所述距離的整個較大部分處連接，從而形成了通道53。為了獲得一種合適 的密封，箔層借助于環(huán)狀硅酮帶M、55而在靠近中心和靠近外沿處、以及在靠近上側(cè)和靠 近下側(cè)處互連。實施例51的操作如下。箔層12由膜箔形成，且第一流體經(jīng)由通道53進行 供應(yīng)。滲透通過了箔層12，隨后沿徑向流到中心通道56和/或靠近圓柱管34定位的通道 57。實施例51特別適合于需要高壓的過濾應(yīng)用，例如反滲透(RO)。圖11示出了圖3A中由箭頭D-D示出的方向上的剖視圖，其中箔層12借助于硅酮 膠劑觀沿期望的距離互連到兩個縱向側(cè)上。如圖清晰所示，網(wǎng)狀層16的寬度小于設(shè)置在任 一側(cè)上的硅酮膠劑帶觀之間的距離，從而使得網(wǎng)狀層16與硅酮膠劑觀之間有小縫隙62。 箔層12之間流動的流體將會主要地流動通過網(wǎng)狀層16。流體所施加的力由箔層12、和在 雙箭頭PlO所示的橫向方向及箔層12的縱向方向上的硅酮膠劑觀所吸收。橫向延伸方向 上所施加的力被板2吸收。圖12是圖3A中由箭頭D-D所示方向上的另一個實施例的剖視圖，其中網(wǎng)狀層16 的寬度正好使得網(wǎng)狀層16的邊緣63通過涂覆硅酮膠劑觀而連接到箔層12。使用中，流經(jīng) 箔層12之間的流體通過網(wǎng)狀層16會沿雙箭頭PlO所示方向尤其是施加壓力。產(chǎn)生的壓力 被相對細的箔層，而且，在較大的程度上，被網(wǎng)狀層16和硅酮膠劑觀所吸收。這樣就可以 實現(xiàn)簡單卻非常有用的熱交換器，過濾裝置或組合，其使用相對細的箔層12、存在于其間的 網(wǎng)狀層16和膠劑觀，例如硅酮膠劑。為了圖11和12所示的剖視圖的完整，網(wǎng)狀層16與箔層12間隔開。這僅僅是為 了圖的清晰。實際上，箔層12穩(wěn)固地鄰靠著網(wǎng)狀層16。圖13和14示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置71的另一個實施例，其中使用了膜箔和熱交 換箔的組合，以將裝置用作膜蒸餾裝置。箔72包括一種非滲透性的熱導(dǎo)箔73和膜箔74。熱導(dǎo)箔73和膜箔74沿兩縱向側(cè) 側(cè)互連，借助于例如，5mm寬0. Imm厚的聚亞胺酯溶解漆75而實現(xiàn)。之后，用上面描述的相 似方法提供圖2和圖3A-3C所示的裝置，且折線箔層借助于硅酮膠劑觀而互連。隨后，在 聚亞胺酯漆75和箔72中的多個位置，形成了延伸了裝置71整個高度的凹口 76。凹口 76 形成了位于熱導(dǎo)箔73和膜箔74之間的蒸餾空間77的出口。通過裝置71的流動可以按圖 2所示的裝置中類似的方式發(fā)生，除此之外蒸餾空間77中經(jīng)由膜74所收集到的蒸餾物還要 發(fā)生沿箭頭Pll方向的額外流動。模塊10可以有不同的尺寸，從，例如，20 X 150 X 500mm，到，例如， 500 X 500 X 1500mm。
權(quán)利要求
1.一種適于處理流體的裝置，其中裝置包括由多個呈折線形方式布置的箔層形成的伸 長的箔，第一箔層與第二箔層在第一端處連接，所述第二箔層與第三箔層在遠離所述第一 端的第二端處連接，同時所述箔層之間有間隔件，特征在于，所述間隔件包括網(wǎng)狀層，通過 它流體能在網(wǎng)狀層平面內(nèi)、以及垂直于網(wǎng)狀層平面而流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，第一箔層和第二箔層的縱向側(cè)借助于粘合劑 沿至少部分長度而互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，第一箔層和第二箔層的縱向側(cè)在與第一端 間隔開預(yù)定距離的點處互連，使得敞開一條通道，同時第二箔層和第三箔層的縱向側(cè)在與 第二端間隔開預(yù)定距離的點處互連，使得敞開一條通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，呈折線形方式布置的箔層的縱向側(cè)連接到 網(wǎng)狀層。
5.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求的裝置，其特征在于，網(wǎng)狀層基本上延伸遍布箔層的整個 區(qū)域。
6.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求的裝置，其特征在于，沿縱向側(cè)的橫向延伸的通道存在于 第一和第二箔層之間并靠近第二端。
7.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求的裝置，其特征在于，箔層設(shè)置在圓柱容器中，且第一和第 二端沿軸向延伸，同時箔層從靠近圓柱容器中心軸線的第一端向與所述中心軸線間隔開一 定距離的第二端以螺旋狀方式延伸。
8.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求的裝置，其特征在于，箔包括膜箔和熱導(dǎo)箔，借助于粘合劑 沿其縱向側(cè)互連，同時凹口形成在所述粘合劑中以排出蒸餾物。
9.適于制造根據(jù)上述任一項權(quán)利要求裝置的方法，其特征在于，網(wǎng)狀層設(shè)置于伸長的 箔的形成第一箔層的一部分上，之后形成第二箔層的一部分設(shè)置在所述網(wǎng)狀層上，其中第 一和第二箔層利用第一端互連。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，第一箔層和第二箔層在與第一端間隔開預(yù)定 距離的點處互連，使得敞開一條通道。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求8或9任一項的方法，其特征在于，第一和第二箔層的縱向側(cè)與 網(wǎng)狀層的縱向側(cè)互連。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項的方法，其特征在于，多個箔層與網(wǎng)狀層鄰靠著而成型。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求9-12任一項的方法，其特征在于，箔包括膜箔和熱導(dǎo)箔，沿其縱 向側(cè)借助于粘合劑互連，同時凹口形成在所述粘合劑中以排出蒸餾物。
全文摘要
本發(fā)明涉及適合于處理流體的裝置以及適合于制造這種裝置的方法，特別是一種適合處理流體的裝置包括多個呈折線形方式布置的箔層形成的伸長的箔，其中第一箔層與第二箔層在第一端連接。第二箔層與第三箔層在遠離所述第一端的第二端連接。所述箔層之間有間隔。間隔包括網(wǎng)狀層，通過它流體在網(wǎng)狀層平面內(nèi)以及垂直于網(wǎng)狀層平面流動。
文檔編號B01D63/06GK102123783SQ200980129079
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者B·J·內(nèi)勒曼斯, H·J·范松斯貝克 申請人:阿卡控股有限公司