包括具有多边形通道的分配器的分配装置及包括此类分配装置的接触组件的制作方法

本发明可以应用于其中使液体和气体接触如以便交换材料和/或交换热量和/或化学地和/或物理地相互作用的任何物理、化学或物理-化学领域。具体地，本发明可以应用于以下领域：吸收、解吸、冷凝、蒸馏、精馏、除尘、沉淀、或分离，例如空气的组分的低温分离。液体和气体的流动可以以逆流或并流的形式运行。

更具体地，本发明可以应用于分配装置和包括此类分配装置的接触组件的设计、生产和修理。

US 2007194471 A1描述了一种用于使液体与气体接触的组件，该组件包括通过沿该接触组件的整个长度延伸的竖直线形成的衬里。根据US2007194471 A1的接触组件还包括位于这些竖直线上方的液体分配器。根据US 2007194471 A1的液体分配器包括适配器偶联到其上的平行且竖直的梳。将这些梳浸没在液体位于其中的通道中，并且这些适配器将从这些通道收集的液体引导到这些竖直线。

然而，根据现有技术的分配器不均匀地分配液体，这降低了接触组件的性能，因为这种不均匀的分配首先导致存在很少液体或过量液体的区域，从而降低了接触组件的效率，并且其次导致液体在竖直线之间的积累，这促进了这些竖直线之间的阻塞。事实上，在不经控制下，液体局部地流到适配器的一侧，因为这些适配器的分配不是特定的。此外，液体的溢流不一定是均匀的。此外，根据现有技术的分配器分配相对小的液体流，因为适配器被非常宽地间隔开。

本发明的目的尤其是通过提供一种分配装置完全地或部分地解决上述问题，该分配装置使得可能在空间上非常规则地在接触组件的线性元件上分配液体。

为了这个目的，本发明的主题是一种用于在多个基本上竖直的线性元件上分配液体、并且属于一种用于使液体与至少一种气体接触的组件的分配装置，该分配装置至少包括：

-容器，该容器包括被配置为接纳一定体积的待分配的液体的侧壁和基部，该基部具有多个被配置为用于液体的流动的穿孔；

-分配器，当该分配装置处于工作位置时，该分配器被安排在该容器的下方，该分配器具有多个分配管道，这些分配管道被配置为引导通过重力从这些穿孔流出的液体，每个分配管道具有拥有多边形形式的横截面；以及

-连接单元，这些连接单元被配置为允许该分配器与这些线性元件之间的机械连接，这些连接单元延伸到这些分配管道的下方，这些连接单元被配置为，当该分配装置被集成在接触组件中时，将这些分配管道在流向上连接到这些线性元件。

因此，这种类型的分配装置使得可能在空间上非常规则地在接触组件中分配液体。事实上，在工作中，液体沿着具有多边形截面的分配管道的脊部的整个长度流动。因此，液体不在、或仅轻微地在分配管道的中心流动。在来自分配管道的输出处，液体被分配在每个连接单元的外围表面上以及因此属于该接触组件的每个线性元件的外围表面上。换句话说，具有多边形截面的分配管道的脊部引导液体朝向连接单元，以及从这些连接单元到线性元件。

这些连接单元使得可能在该接触组件中彼此独立地模块化线性元件的组件。因此，这种类型的模块化组件有助于接触组件的构造。

在分配装置中的液体的流动，特别是通过每个穿孔，基本上是通过重力以及任选地通过表面张力引起的。

在本申请中，术语“在下面”、“下方”、“上方”、“底部”、“顶部”、“下部”和“上部”指的是相对于另一个部件的高度的一个部件的高度，这些高度是当该分配装置处于工作位置时在上升的竖直方向上测量的。

在本申请中，术语“线性元件”具体指定总体上根据直线延伸的任何元件。线性元件可以具有相对于纵向方向的横截面的任何形式。线性元件具有相对于其长度可忽略不计的横向尺寸；换句话说，该线性元件是薄的且窄的。例如，线性元件可以由线、线束、线缆、带、条带、链或另一种形式形成。在本申请中，术语“下降”指的是地球重力场。

当接触组件处于工作位置时，基本上竖直的线性元件与竖直方向形成在-80°与80°之间的角度。

根据本发明的变体，容器的基部由靠近侧壁的底部放置的至少一个穿孔板形成。有利地，该穿孔板具有平坦的下表面和平坦的上表面。因此，这种类型的板易于生产和组装到容器的侧壁。例如，穿通板可以由金属栅格形成。

作为穿通板的替代方案，该基部可以由液体可渗透的板形成。该可渗透的板可以由烧结材料例如金属材料诸如不锈钢形成。例如，该可渗透的板可以由金属泡沫形成。

有利地，容器的基部具有相对小的厚度。然而，容器的基部可具有相对大的厚度。换句话说，该基部是薄的，即其厚度相比其长度和/或其宽度是微小的。

根据本发明的变体，该容器总体上是呈矩形平行六面体的形式。因此，这种类型的容器易于生产和组装在接触组件中。

根据本发明的实施例，限定呈多边形的形式的横截面的多边形具有小于16、并且优选小于10的侧边数。有利地，限定呈多边形的形式的横截面的该多边形具有小于8、并且优选小于6的侧边数。侧边数越小，两个侧边之间的角度越小。液体在二面体(拐角)上的积累的效应取决于此二面体的角度。

因此，这种类型的多边形沿每个横截面的脊部有效地集中液体流。

根据本发明的变体，每个分配管道具有基本上呈矩形的形式，例如呈正方形的形式的横截面。作为此变体的替代方案，每个分配管道可以具有基本上呈三角形的形式的横截面。因此，这种类型的横截面使得可能优化分配管道的紧凑性。事实上，分配管道可以呈矩形矩阵的形式被放置。

根据本发明的实施例，这些分配管道基本上彼此平行并与纵向方向平行，该纵向方向被设计成，当该分配装置处于工作位置时，是竖直的。

因此，这种类型的平行且竖直的分配管道使得可能最小化在液体的流动中的负载损失。

根据本发明的实施例，每个分配管道被配置成在流向上连接到至少一个穿孔。

因此，这些穿孔可以实现液体在分配管道之间的预分配的作用，这使得可能增加该液体的空间分配的规则性(各向同性)。

根据本发明的实施例，每个分配管道具有垂直于该纵向方向测量的在0.5mm与20mm之间的横向尺寸，并且每个分配管道具有平行于该分配方向测量的在1mm与100mm之间的长度。

因此，这种类型的横向尺寸和长度允许该分配装置对彼此非常靠近的线性元件供给液体，这使得可能增加接触组件的性能。

根据本发明的实施例，每个分配管道总体上是呈棱镜的形式。

因此，呈棱镜形状的这种类型的形式允许液体的竖直流动，并且因此使得可能最小化负载损失。

作为前述实施例的替代方案或补充，每个分配管道总体上是呈朝向对应的分配管道的底部会聚的多面体的形式，例如截头棱锥的形式。

根据本发明的实施例，对于至少一组分配管道，当分配装置处于工作位置时，每个穿孔被安排为与对应的分配管道相对。

因此，这种类型的穿孔安排使在分配管道中的来自穿孔的直接流动成为可能，这最小化液体流动中的负载损失。

根据本发明的变体，对于所有分配管道，当分配装置处于工作位置时，每个穿孔被安排为与对应的分配管道相对。

根据本发明的实施例，对于至少一组分配管道，每个穿孔相对于每个最靠近的分配管道偏移。

因此，穿孔与分配管道之间的这些偏移使得可能增加通过这些穿孔进行的液体朝向分配管道的预分配的规则性。事实上，从每个穿孔得到的液体将落到分配管道之间的交叉区域，以及因此被很好地润湿的管道的拐角或脊部。然后，该液体将同样很好地朝向每个邻近的分配管道流动。这种类型的交叉区域可以由平坦的表面或凹陷形成，该液体将在通过溢流以各向同性的方式从其离开之前规则地将其进行填充。

根据本发明的变体，对于所有分配管道，每个穿孔相对于每个最靠近的分配管道偏移。

根据本发明的实施例，每个连接单元被安排为与位于至少两个对应的分配管道之间的对应的交叉区域相对。

换言之，每个连接单元被安排在相邻的分配管道之间的交叉处。

因此，连接单元使每个分配管道的输出部分完全自由，这使得可能最小化负载损失同时最大化液体的空间分配的规则性。

根据本发明的实施例，连接单元包括多个连接销，每个连接销具有在流向上连接至所述至少两个对应的分配管道的外围表面。

因此，这种类型的连接销允许将线性元件固定到分配装置，同时确保液体从分配管道到线性元件的规则通过。

根据本发明的实施例，每个外围表面包括至少一个下部部分，该下部部分总体上呈例如具有圆形基部的圆柱体的形式、基本上平行于所述至少两个对应的分配管道延伸。

因此，这种类型的圆柱形下部部分使得可能产生液体的流动中的很少的负载损失。

根据本发明的实施例，每个外围表面包括一个上部部分，该上部部分具有发散的形式，例如截头圆锥形，其朝向对应的连接销的底部发散。

因为这种发散的形式，多个相邻的连接销形成从分配管道得到的液体的通路上的变窄。因此，这种类型的发散的形式使得可能最大化通过液体的每个连接销的润湿。

根据本发明的变体，分配管道和/或连接单元来源于加成法，例如，来源于三维印刷。

根据本发明的实施例，每个对应的外围表面是完全呈例如具有圆形基部的圆柱体的形式，该圆柱体优选基本上与属于所述至少两个对应的分配管道的对应的壁相切。

因此，这种类型的完全圆柱形的形式最小化液体所必需的能量以便覆盖整个外围表面，这增加了液体的空间分配的规则性(各向同性)。在当圆柱体与分配管道相切的情况下，液体几乎不改变方向，并基本上竖直地流动，这最小化负载损失。

根据本发明的实施例，每个连接销具有垂直于纵向方向测量的在1mm与20mm之间的横向尺寸，并且每个连接销具有平行于该纵向方向测量的在1mm与100mm之间的长度。

因此，这种类型的横向尺寸和这种类型的长度允许该分配装置对彼此非常靠近的线性元件供给液体，由此使得可能增加接触组件的性能。

根据本发明的实施例，每个连接销具有一个容器，该容器被配置为例如通过弹性卡合或以莫氏锥度的方式固定对应的连接接合件，该连接接合件属于该接触组件并支撑所述线状元件中的至少一个。

因此，这种类型的容器允许该分配装置上的每个连接接合件的快速且机械上强的连接。

作为前述实施例的替代方案，连接销的一些或全部具有被配置为定位对应的连接接合件的定位容器，该连接接合件属于该接触组件并支撑所述线性元件中的至少一个。这种类型的定位容器仅用来定位线性元件，而不固定它们。接触组件可以因此包括固定单元以便相对于连接元件或分配器固定线性元件。

此外，本发明涉及一种被设计为形成构成分配装置的分配器的基本部件，每个基本部件包括多个翼，这些翼在该基本部件的中心区域中接合；每个翼，与该中心区域相反，在被配置为以对于液体密封的方式附接至由属于相邻的基本部件的翼限定的相应接合面上的接合面中终止。这些翼被放置为使得通过根据其接合面附接多个基本部件形成分配器。

根据变体，该基本部件包含至少三个翼。例如，该基本部件包括六个翼，这使得可能限定三角形分配管道，在已经附接多个基本部件使得形成分配器之后。

因此，在根据本发明的分配装置中，该分配器可包括多个被组装为使得形成分配管道的这些基本部件。

根据变体，这些翼规则地围绕中心区域分配，以便限定对于每个分配管道的对称多边形截面。根据变体，这些翼具有相同的长度。

可替代地，这些翼可以具有不同的长度和/或这些翼可以不规则地围绕中心区域分配。

根据变体，该分配器包括多个具有彼此不同的几何结构的基本部件。因此，该分配器可以具有拥有不同的几何结构的分配管道。

根据一个实施例，多个分配管道，例如它们全部，每个具有侧向凹口，这些侧向凹口被配置为使液体在线性元件之间的路线上的通路并且因此输出截面变窄。

此外，本发明的主题是一种接触组件，该接触组件被配置为使至少一种液体与至少一种气体接触，例如用于在液体与气体之间交换热量和/或材料，该接触组件至少包括：

i)液体入口；

ii)气体入口；以及

iii)线性元件，这些线性元件基本上彼此平行，例如以便根据纵向方向延伸，当该接触组件处于工作位置时该纵向方向是竖直的；

该接触组件的特征在于，它附加地包括至少一种根据本发明的分配装置。

这些线性元件是不相交的，因为每个线性元件总体上根据直线延伸，并且因为这些线性元件基本上彼此平行。因此，这些线性元件可以一起限定液体与气体之间的接触表面，该接触表面是非常大的，并且在所有情况下大于板将限定的接触表面，对于相同尺寸的接触组件而言。

因此，这种类型的接触组件使得可能以非常高的性能使液体和气体接触，因为液体通过该分配装置在线性元件上的空间分配的极大规则性。当这种类型的接触组件处于工作中时，这些线性元件可引起高效的质量传递，其中获得侧向密封，因为这些线性元件是不相交的，当分配管道和连接单元彼此分离时。

根据变体，线性元件包括线。

根据变体，线性元件包括实心线性元件，即其不是中空的。

上述实施例和变体可以孤立地或以任何技术上可允许的组合采取。

本发明将被很好地理解，并且其优点也将根据纯粹通过非限制性实例参照附图提供的以下说明变得明显，在这些附图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的分配装置的由竖直平面II截取的示意性分解透视图；

-图2是呈拆卸状态的图1中的分配装置的根据图1中的平面II的示意性截面视图；

-图3是类似于图2的呈组装的状态并处于工作位置的图1中的分配装置的视图；

-图4是图3中的分配装置的顶部的示意性透视图；

-图5是图3中的分配装置的底部的示意性透视图；

-图6是根据本发明的包括在图1至5中的分配装置的接触组件的示意性侧视图；

-图7是图1中的细节VII的放大比例的示意图；

-图8是图2中的细节VIII的放大比例的示意图；

-图9是图1和2中的分配装置的一部分的底部的示意图；

-图10是根据本发明的第二实施例的分配装置的一部分的底部的示意性透视图；

-图11是图10中的分配装置的一部分的顶部的示意图；

-图12是类似于图3的视图，示出了根据本发明的第三实施例的分配装置；并且

-图13是类似于图7的透视图，示出了构成根据本发明的第四实施例的分配装置的分配器。

图1、2、3、4、5、6、7、8和9示出了用于在多个线性元件1002上分配液体L的分配装置1，这些线性元件是基本上竖直的并且属于接触组件1000。每个线性元件1002在这种情况下总体上是呈线的形式。线性元件1002在这种情况下基本上彼此平行。

接触组件1000被配置为使液体L(在这种情况下液态空气)与气体(未示出，在这种情况下气态空气)接触，用于在液体L与气体之间交换热量和/或材料。在图3中，液体L的流动由呈虚线的箭头表示。

该分配装置1尤其包括：

-用于液体L的具有穿孔10的容器4；

-具有分配管道22的分配器20；以及

-连接单元30以便将分配管道22连接到线性元件1002。

容器4包括侧壁6和基部8。侧壁6和基部8被配置成接纳预定体积的待分配的液体L。基部8具有多个穿孔10，这些穿孔被配置为用于液体L的流动。容器4在这种情况下总体上是呈矩形平行六面体的形式。

在图1的实例中，每个穿孔10是圆形的。为了这个目的，穿孔10是通孔，并且每个具有等于约2.2mm的直径或宽度。穿孔10可以通过钻孔机、冲压机、钻孔激光束，或任何其他等效手段来产生。在这种情况下，穿孔10规则地分配在基部8上。在这种情况下，基部8由穿孔板形成，该穿孔板被放置在靠近侧壁6的底部，并且具有平坦的下表面和平坦的上表面，如图2中所示。基部8可以具有大约等于1mm的厚度E8。

分配器20被安排在容器4的下方，当分配装置1处于工作位置时(图3)。分配器20具有多个分配管道22，这些分配管道被配置为引导液体L，该液体通过重力从穿孔10流出。分配管道22以占据分配器20的整个横截面的矩形矩阵的形式被放置。

每个分配管道22具有呈多边形的形式，并且在这种情况下，呈正方形的形式的横截面。分配管道22基本上彼此平行并且平行于纵向方向Z。分配管道22在这种情况下规则地分配在分配器20中。

当分配装置1处于工作位置时(图3)，纵向方向Z是竖直的。每个分配管道22的横截面是在垂直于纵向方向Z的平面上截取的。

每个分配管道22被配置成在流向上连接至穿孔10。当分配装置1处于工作位置时(图3)，每个分配管道22在流向上主要连接至一个穿孔10，并且其次连接至大约八个相邻的穿孔10。

每个分配管道22具有总体上呈棱柱的形状的形式，其具有正方形基部(横截面)，并且平行于纵向方向Z。每个分配管道22具有垂直于纵向方向Z测量的等于约4.4mm的宽度W22。每个分配管道22具有平行于纵向方向Z测量的等于约4.4mm的长度L22。

对于所有的分配管道22，当分配装置1处于工作位置时，每个穿孔10被安排为与对应的分配管道22相对(图3)。

连接单元30被配置为允许分配器20与线性元件1002之间的机械连接。连接单元30延伸到分配管道22下方。连接单元30被配置为，当分配装置1被集成在接触组件1000中时，将分配管道22在流向上连接至线性元件1002，如下文所述的。

在图1至9的实例中，每个连接单元30被安排为与对应的交叉区域32相对，该交叉区域位于四个对应的分配管道22之间。每个分配管道22的输出部分从而完全被连接单元30通过(clear)。换句话说，连接单元30交替地安排有分配管道22，以棋盘的方式。

在这种情况下，连接单元30包括多个连接销34。每个连接销34具有在流向上连接至四个对应的分配管道22的外围表面36，这些分配管道与关注的连接销34接界。

连接销34允许线性元件1002固定到分配装置1。为了这个目的，每个连接销34具有一个容器38，该容器被配置为例如通过弹性卡合或以莫氏锥度的方式固定对应的连接接合件1004，图8中表示的，该连接接合件属于该接触组件1000并支撑线状元件1002之一。

如图1、7和8中所示的，每个外围表面36包括具有截头圆锥形形式的上部部分36.1，其朝向连接销34的底部发散。相邻的连接销的这些发散形式形成从分配管道22得到的液体L的通路上的变窄。

此外，每个对应的外围表面36包括总体上呈具有圆形基部的圆柱体形式的下部部分36.2，其基本上平行于对应的分配管道22、以及因此平行于纵向方向Z延伸。

每个连接销34具有在垂直于纵向方向Z并且到下部部分36.2的水平的平面上测量的约等于3mm的外径D34。每个连接销34具有平行于纵向方向Z测量的等于约6mm的长度L34，包括上部部分36.1和下部部分36.2。侧向凹口22.5使得可能使在液体可能在这些线性元件之间遵循的路线上的通路变窄，这使得可能引导液体至上部部分36.1。

四个相邻的连接销34接界一个对应的分配管道22，朝向分配装置1的底部延伸其壁。

当分配装置1是在工作中时(图3)，从顶部至底部，液体L的流沿分配管道22的壁、主要在其脊部23上和周围流动。然后，液体L继续其沿着上部部分36.1和下部部分36.2的路径。连接销34从而确保液体L从分配管道22至连接单元30、并最终至线性元件1002的规则通过。

在工作中，分配装置1在接触组件1000中在空间上非常规则地分配液体L。实际上，液体L沿着具有正方形截面的分配管道22的脊部的整个长度流动。因此，液体L仅轻微地或根本不在分配管道22的中心流动。

在分配管道22的出口处，液体L被分配在每个连接单元30的外围表面36上，并从那里到每个线性元件1002上。

接触组件1000被配置为使液体L与气体(未示出)接触，用于在液体与气体之间交换热量和/或材料。接触组件1000尤其包括：

i)液体入口，由容器4形成；

ii)气体入口，未示出；以及

iii)多个线性元件1002，这些线性元件彼此平行例如以便根据纵向方向Z延伸，当接触组件1000处于工作位置时该纵向方向是竖直的(图6)。

接触组件1000附加地包括被安排在线性元件1002上方的分配装置1。

此外，接触组件1000还包括：

-外壳，未示出，该外壳相对于液体和气体密封，并具有平行于线性元件1002的细长形式；以及

-密封单元，这些密封单元被安排为围绕线性元件1002的组件，如以便防止该气体在该外壳与线性元件1002之间延伸的间隙中流通。

图10和11示出了根据本发明的第二实施例的分配装置101。由于分配装置101类似于分配装置1，先前关于图1至9给出的分配装置1的说明可转置到分配装置101，除了值得注意的下文所述的不同。

分配装置101的部件，其凭借其结构或其功能与分配装置1的部件相同或对应，具有增加了100的相同的数字标号。

因此，存在基部108、穿孔110、分配器120、分配管道122、具有连接销134的连接单元130和交叉区域132的定义。每个连接销134具有外围表面136和容器138。

分配装置101与分配装置1不同，因为对应的连接销134的每个外围表面136完全呈具有圆形基部的圆柱体的形式，并平行于纵向方向Z。此圆柱体与属于四个对应的分配通道122的对应的壁基本上相切。

作为此相切的结果，连接销134确保液体L从分配管道122到线性元件1002的的规则通过，而没有显著的方向变化，使得当分配装置101在工作中时液体L基本上竖直地流动。

图12示出了根据本发明的第二实施例的分配装置201。由于分配装置201类似于分配装置1，先前关于图1至9提供的分配装置1的说明可转置到分配装置201，除了值得注意的下文所述的不同。

分配装置201的部件，其凭借其结构或其功能与分配装置1的部件相同或对应，具有增加了200的相同的数字标号。因此，存在具有侧壁206和基部208的容器204、穿孔210、分配器220、分配管道222和连接单元230的定义。

分配装置201与分配装置1不同，因为，对于所有的分配管道，每个穿孔210相对于每个最靠近的分配管道222偏移。

因此，当分配装置201在工作中时，穿孔210与分配管道222之间的这些偏移使得可能增加通过穿孔210提供的液体L朝向分配管道222的预分配的规则性。

事实上，从每个穿孔210得到的液体L将落到分配管道222之间的交叉区域232上。然后，液体L同样很好地朝向每个相邻的分配管道222流动。

图13示出了根据本发明的第四实施例的构成分配装置和接触组件的分配器320。由于分配器320类似于分配器20，先前关于图1至9给出的分配器20的说明可转置到分配器320，除了值得注意的下文所述的不同。

分配器320的部件，其凭借其结构或其功能与分配器320的部件相同或对应，具有增加了300的相同的参考号。因此，这定义了每个具有脊部323的分配管道322和具有连接销334的连接单元330。

分配器320与分配器20不同，因为每个分配管道322具有基本上呈三角形(在这种情况下是等边的)形式的横截面。

至于连接销34，每个连接销34具有外围表面。然而，因为每个分配管道322的横截面基本上呈三角形的形式，每个外围表面在流向上连接至仅三个接界关注的连接销34的分配管道322，而连接销34的外围表面36在流向上连接至四个对应的相邻的分配管道22。

此外，分配器320包括多个基本部件340，这些基本部件被组装使得形成分配管道322。每个基本部件340包括六个翼342，这些翼在基本部件340的中心区域343接合。

在这种情况下，翼342规则地围绕中心区域343分配并且翼342具有相同的长度，以便限定对于每个分配管道322而言呈等边三角形的形式的截面。因此，每个基本部件340具有在相对于纵向方向Z的横截面上呈规则星状物形状的形式。

每个翼342，与中心区域343相反，在以对于液体L密封的方式附接至由属于相邻的基本部件340的翼342限定的相应接合面上的接合面344中终止。通过根据它们的接合面344附接所有的基本部件340，形成分配器320。

类似地，在图1至9中的分配器20可包括多个被组装为使得形成分配管道22的基本部件。每个基本部件因此包括四个翼，这些翼在该基本部件的中心区域接合。这些翼也规则地围绕该中心区域分配并且这些翼也具有相同的长度，以便限定对于每个分配管道22而言呈正方形的形式的截面。每个基本部件具有呈交叉或横交件的形状的形式。形成分配器20的基本部件的每个翼，与该中心区域相反，在以对于液体L密封的方式附接至由属于相邻的基本部件的翼限定的相应接合面上的接合面中终止。通过根据它们的接合面附接所有这些基本部件，可形成分配器20。

应当理解的是，本发明不限于在本专利申请中说明的具体实施例，或不限于本领域技术人员的范围内的实施例。在不脱离本发明的上下文的情况下，可以从等效于在本专利申请中指出的元件的任何元件开始设想其他实施例。