用于热处理流体的储存和循环的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于流体的热处理的领域，更具体地，涉及用于热处理流体的储存和循环的方法和设备。
【背景技术】
[0002]已知不同类型的设备用于热处理流体的储存，它们的特征在于不同的结构，基本上可以分为竖直轴或水平轴的类型，由例如盘管、流体或电热交换器等不同的热交换系统供应。
[0003]这样的已知结构不论系统所应用的工厂的体积和类型如何，都涉及相关的热惯性的问题。储存体积越大，达到合适温度的处理越慢。
[0004]而且，在这些已知设备中，产生它们所包含的流体的竖直方向上的相当大的热分层，从而流体倾向于在设备本身的上部区域比在下部区域更高的温度。竖直方向上的高温度梯度限制了:使用流体的可能性；系统中设定的最高温度处可得到的体积；而且，一旦由于内部梯度所导致的处理消耗和自然混合而导致温度降低的话，更难以回复期望的温度。
[0005]而且，在已知设备中，在热储存步骤当中产生高的内部湍流，这会减慢达到合适温度的处理。
[0006]上述的现象特别是在目前配备有单一室几何结构的储罐类型中是相关的。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种用于热处理流体的内部储存和循环的方法和设备，适于克服所有上述缺点，不论是增加还是去掉能量都允许改善热交换的效率，并且增加设备内部温度的均匀性。
[0008]本发明的储存系统确定显著地减少湍流、从而减小流动阻力的流体的动力学，允许能量效率的显著改善，从而使得操作更快，在整个可用体积中保持几乎恒定的温度，减慢由系统获得的高温度均匀性所导致的热衰退，并且节省相关的整体花费。
[0009]通过将流体的运动约束为在具有基本竖直或水平轴的室内进行热处理来获得该结果，其中，热交换发动机系统相对于竖直中间平面(极平面)对称。容纳室通过具有基本竖直展开部的一个或多个分离器或隔板而分隔成两个或多个部分，产生内部循环。该操作技术允许产生流体在室内的穿越旋转运动，而不论旋转方向(顺时针或逆时针)如何，从而加速流体混合的处理。本发明的系统不论升高或降低流体温度、即加热或冷却的来源如何，都进行操作。
[0010]本发明的目的在于提供一种适于储存热处理流体的设备，包括:所述热处理流体的容纳室；至少一个分离器，在容纳室中设置有基本竖直的展开部，所述至少一个分离器适于将所述容纳室分隔成至少两个部分，在所述容纳室的上端和下端留有开口，流体能够通过这些开口以便确定流体在所述容纳室的穿越方向上的旋转循环。
[0011]优选地，所述设备还包括在所述容纳室的一个所述部分中，设置在容纳室中的至少一个热交换元件。
[0012]使用所述设备的方法也是本发明的目的。
[0013]如作为本说明书的一体部分的权利要求书所述，本发明的一个特别的目的是一种用于热处理流体的内部储存和循环的方法和设备。
【附图说明】
[0014]从下面对实施例(及其可替代实施例)的具体说明以及以非限制性例子给出的附图，本发明的进一步的目的和优点是显而易见的，其中:
[0015]图1 一 7表示出在基本竖直展开的情况下，作为本说明书的目的的设备的横截面的一些可能的替代形状。
[0016]图8 一 9表示出在基本水平展开的情况下，作为本说明书的目的的设备的横截面的其它可能的替代形状。
[0017]图10在横截面图中表示出在炉膛的情况下，作为本发明的目的的设备的其它可替代实施例。
[0018]图11和12分别表示出现有已知类型的设备和本发明的设备的测试条件下的温度时间趋势图。
[0019]图13在横截面图和C-C截面图中示出所述设备的另一实施例。
[0020]图14一 23表示出作为本发明的目的的设备的横截面的一些可能的其它替代形状。
[0021]图24表示出该设备的实施例的横向轴测投影。
[0022]图25— 29表示出作为本发明的目的的设备的横截面的一些可能的其它替代形状。
[0023]图30表示出本发明的其它可替代实施例的具有燃烧器的锅炉的分解透视图。
[0024]图31表示出图30的具有燃烧器的锅炉的组合透视图和部分内部图。
[0025]图32表示出图30的锅炉的炉膛的偏心部分的例子。附图中的相同参考数字和字母指示相同的元件或部件。
【具体实施方式】
[0026]图1 一 4表示出本发明的设备的第一实施例，该设备具有基本圆柱形的容纳室，该容纳室具有竖直展开部1，该容纳室配备有流体通过下壁的入口或出口管2和流体通过上壁的入口或出口管。
[0027]在容纳室内，设置有分离器(或隔板)4，该分离器4在中心位置具有基本竖直展开部，与容纳室的侧壁连接，但在容纳室的相反两端的上(6)和下(7)留有两个开口，通过这两个开口，填充容纳室的流体可以通过。为了在侧视图(图1和图2)和前视图(图3和图4)中表示出分离器4，按照分别彼此正交的两个中心截面图A-A和B-B表示出容纳室。
[0028]而且，在容纳室中，存在至少一个热交换元件5，该热交换元件5相对于容纳室本身的竖直对称面完全设置在容纳室的一侧。热交换元件5可以是不同的形状和类型(后面将详述)，还作为所处理的流体的体积和要得到的温度的函数。
[0029]通过仅在容纳室的一侧设置热交换元件5，通过由分离器留下的两个上下开口，产生容纳室内的流体的穿越旋转运动(图1和图2):参见指示流体通过开口的运动的箭头8和指示流体相对于分离器在容纳室中在两个相反方向上的运动的箭头9。
[0030]该穿越循环在热交换期间和热交换结束时，加速了流体的混合处理，在容纳室内产生流体本身的基本温度均匀性。该效果是针对降低和升高温度两者的热交换而获得的。流体的旋转方向取决于热交换元件所存在的侧，并且取决于该交换是降低还是升高温度，考虑到当温度升高时流体的自然循环向上运动，当温度降低时向下运动。由于温度在容纳室的整个体积中是基本均匀的，因此这样得到的储存温度值的变化是很小的。
[0031]在升高温度的热交换的情况下，优选流体在下部通过导管2引入，而流体出口通过容纳室上部的导管3，在降低温度的热交换的情况下情形相反。
[0032]容纳室的结构、从而其内壁和外壁的结构如上所述可以是圆柱形的，但也可以是其它形状，例如卵形、多边形，即具有或者没有倒角的平行六面体，或者是其它的形状。
[0033]存在一个以上的热交换元件，只要它们在具有单一分离器的容纳室的相同侧。热交换的类型可以是不同性质(电或热流体或其它)，而期望的处理速度直接与热交换器的数量以及它们具体的功率相关(要处理的流体的体积相同)。热交换器的动力源可以是任意类型。例如，在沼气厂，本发明的设备防止0)2的产生。
[0034]在图1 一 4中，设置了流体到流体类型的热交换器5。
[0035]图5 — 7表示出本发明的设备的其它实施例，该设备具有基本圆柱形的容纳室1，该容纳室具有竖直展开部，其中容纳室中的热交换通过一个或多个电阻来产生。
[0036]特别是，图5表示出在容纳室的一侧的电阻热交换器51，该电阻热交换器51优选在分离器4的一侧具有竖直展开部。该容纳室配备有流体通过下壁的第一入口或出口管52，还配备有流体通过上壁的第二入口或出口管53，第二入口或出口管53的液体入口是在上部的容纳室内部。该结构典型的是电锅炉。
[0037]图8和9与前面图的实施例中同样表示出容纳室内的流体循环。
[0038]图6和7表示出与图5相同类型的其它可替代实施例，但它们具有两个内部平行分离器41和42，这两个分离器将容纳室I分隔成3个部分。该容纳室I通常设置有流体通过下壁的第一入口或出口管(在图6中为63，在图7中为73)和流体通过上壁的第二入口或出口管(在图6中为64，在图7中为77)，第二入口或出口管的液体入口在上部的容纳室内部。
[0039]在图6的替代实施例中，表示出两个电阻热交换器61和62，优选地在容纳室被分隔的3个部分的侧面部分具有竖直展开部，而在图7的替代实施例中，表示出两个电阻热交换器71和72，优选地在容纳室被分隔的3个部分的中间部分具有竖直展开部。箭头表示出流体内部循环的方向，在这些情况下，由于是升高温度的热交换，因此当存在交换器时流体在容纳室的一些部分向上运动，当不存在交换器时流体在其它部分向下运动。
[0040]图8表示出本发明的具有容纳室的设备的其它替代实施例，该容纳室在纵向截面视图和横截面视图中具有基本水平的圆柱形展开部81，其中，容纳室中的热交换通过例如流体到流体类型的、优选具有水平展开部的热交换器82产生。
[0041]交换器82位于容纳室的一侧、分离器43的侧面。该容纳室设置有流体通过侧壁的第一入口或出口管83，还配备有流体通过所述侧壁的第二入口或出口管84，第二入口或出口管84的液体入口在相对部分的容纳室内部。
[0042]分离器43位于容纳室中心，具有基本竖直的方向，在两个相对壁之间沿着容纳室的中间水平方向展开，并且分别在上边缘85和下边缘86上具有两列槽。这些槽确保流体通过它们，以便如箭头方向所指示的那样，在容纳室中产生流体的穿越循环。在升高温度的热交换的情况下，在存在交换器82的容纳室一侧，流体的方向是从底部向