氣熱交換裝置的製作方法
2023-06-08 12:31:56
專利名稱：氣熱交換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種與溶液培養栽培系統一起使用的氣熱交換裝置，尤其涉及在降低因蒸發引起的液體損失的同時增加水/營養物混合料的冷卻和通風的氣熱交換裝置。
背景技術：
在溶液培養中，水/營養物通常保存在一大儲存箱中並被回收。該液體經常通過傳導或熱輻射被太陽加熱。因此，將其應用於植物上之前通常需要冷卻。通常儲存箱內也可能聚集有毒氣體。如果儲存箱是密封的，那麼所述氣體可被強迫溶解。該氣體如果被吸收則可能對植物生命有害。
通常熱交換裝置是公知的。在工業生產過程中，熱能通過各種不同的方法傳輸，包括在電阻加熱器中的傳導；交換器或換熱器、蒸發器和冷凝器中的傳導-對流；加熱爐和輻射乾燥器中的輻射；和特殊的方法例如電介質加熱。
實際的熱交換設備的設計和測試均是基於熱交換的普遍原理進行的。在簡單的裝置中，關鍵數值如平均溫差和熱交換係數通常可以很容易地估算出來並具有相當的精確性，但是在複雜的處理裝置中，估算很困難並具有相當的不確定性。根據服務要求，熱交換設備的最終設計幾乎總是基於工程判斷給出一折衷方案，以提供最佳總體性能。
有時設計必須考慮與傳熱幾乎無關的因素，例如該裝置的可用空間或在流體流中可承受的壓力下降。
熱交換器如此重要並在加工或化學工業中具有如此廣泛的應用，以致其設計原理已經被高度發展。由管式交換器製造協會(T.E.M.A)制定並認可的一些標準有效地覆蓋了例如材料、製造方法、設計技巧和交換器尺寸等具體領域。大多數交換器是液體-液體熱交換器，但是也可在其中處理氣體和非冷凝蒸汽。
已知有管式交換器和板式交換器。管式交換器通常具有在一較大且流體密封殼體內的管中流動的第一液體。一第二液體在管外的殼體內流動，以冷卻或加熱在管中流動的液體。該加熱或冷卻通常主要由經過管壁從熱流體到較冷流體的傳導來實現。
在板式交換器中，通常具有波狀表面的金屬板被支撐在一框架中；熱流體在交替的成對板之間通過，並通過相鄰空隙中的冷流體進行熱交換。該板通常相隔大約5mm。它們可很容易地分開以進行清洗；通過添加更多的板可以簡單地設置附加區域。
另外，還已知加熱或冷卻的更多實用或便易方法。其中的一種加熱方法為熱輻射。在該類型的加熱中，流體存儲於器皿中，該器皿暴露在太陽下。來自太陽的熱能加熱該器皿內的液體。
與熱輻射原理類似的冷卻方法也是已知的。已知一種尤其用於野外或遠距離貨車運輸中的蒸發冷卻的簡單例子。在該冷卻方法中，一存儲器皿被布包裹，然後整個器皿和布浸沒在水中，並連接在運動車輛的前面。由於運動車輛的速度，經過存儲器皿且現在圍繞著溼布的空氣發生蒸發。由於蒸發需要熱能將水加熱到一特定溫度之上的事實，將從存儲器皿內的水中吸熱從而將其冷卻。
上述冷卻和加熱方法通常不適於小規模溶液培養的操作。管式交換器和板式交換器非常昂貴並需要大量的維護。由於這些原因，它們通常僅可在大型化學工廠中看到。由於它們是高度發雜的設備部件，因而其並不易於由未經培訓的操作員使用。它們需要普通使用者通常所不具備的特殊知識和培訓。它們通常僅適合大生產量的場合。
氣體交換的方法也是已知的。尤其是，通常所稱的氣體吸附和氣提或解吸附的傳質操作是已知的。
在氣體吸附中，通過使用可或多或少地溶解所尋找氣體的液體，可溶蒸汽從其與惰性氣體的混合物中被吸收。通過液體水從氨氣和空氣的混合物中洗滌氨氣是一個典型的例子。隨後通過蒸餾從液體中回收該溶解氣體，並且吸收液體被排出或被循環利用。有時通過將液體與惰性氣體接觸而將溶質從該液體中去除；這種氣體吸附作用的逆作用稱為解吸附作用或氣提。
氣體交換的方法具有與熱交換器的情況類似的缺陷。它們對所需設備的操作要求特殊的技能和培訓，並且不能被未經培訓的使用者使用。它們通常也是具有相當龐大和複雜部件的昂貴設備，並因此超出了小規模用戶的預算。
很明顯，在相對小業務如溶液培養初級生產中使用傳統的熱或氣交換器是既不經濟也不實用的。通常，設備的這些大規模部件具有其自身的問題，且不能滿足溶液培養栽培者的需要。
發明內容
本發明涉及一種氣熱交換裝置，其至少可以部分地克服上述缺陷或向用戶提供一種有用或商業選擇。
在一種形式中，本發明提供一種氣熱交換裝置，其具有至少一個基本上豎直的細長中空構件、多個間隔分布在該至少一個中空構件中的內部構件、與該至少一個中空構件流體連通的進氣和排氣裝置、用於排放該至少一個中空構件的裝置和向該至少一個中空構件的上端添加液體的裝置，每個內部構件具有至少一個開口。
優選的是，該內部構件包括插件。適宜的是，每個插件的邊緣與它們所處的至少一個中空構件的內表面基本上流體密封地連接。
每個裝置優選可由三個基本上豎直的細長中空構件構成。優選的是，該三個中空構件中的每一個是相同的，以與單個中空構件相比僅僅允許更多的流體被處理。
中空構件優選被布置在中空構件的每一端的連接構件連接。該連接構件優選適於以基本上流體密封的方式將三個中空構件彼此連接。
該中空構件優選為管狀構件。每個中空構件的外徑優選在50mm和300mm之間。該中空構件優選由剛性、堅固但輕質的材料製成。一種優選的材料為聚氯乙烯(PVC)或塑料。
位於中空構件上端的連接構件優選具有位於連接構件的每一端的肘狀接頭(或彎管接頭)以及具有位於該肘狀接頭之間的第三T形接頭。每個肘狀接頭優選分別與第一和第二中空構件相連且該T形接頭的下導管與該第三中空構件相連。每個肘狀接頭優選通過一段連接構件與T形構件的橫檔的任一側相連。
位於中空構件的下端的連接構件也優選具有位於連接構件的每一端的肘狀接頭以及位於該肘狀接頭之間的第三T形接頭。上端的中空構件的連接構件和下端的中空構件的連接構件優選具有基本相似的設計。
該中空構件和連接構件的壁厚優選相同。該壁厚優選在1mm和25mm之間。該壁厚對於維持中空構件的豎直強度和通過中空構件的壁的熱通量很重要。
中空構件的長度優選在1.5m和10m之間。為了維持中空構件的豎直強度，適當的長度大約為6.5到7m。這將提供用以完成氣熱交換的適當長度，但是又短到足以維持所需強度。
也可優選具有布置在基本豎直的中空構件內的第二構件，以提供支撐。該第二構件優選也為一細長中空構件，並優選由與中空構件相同的材料製成。它適合具有更小的直徑，並以同心的方式固定在中空構件內。該第二構件優選與中空構件等長，並與中空構件一起在兩端終止於一共同平面中。
該第二構件優選與中空構件間隔開並被由所述插件保持定位。該第二構件基本上布置在中空構件的中心處，從而在中空構件和第二構件之間限定出一環形部分。熱和氣的交換優選發生在該環形部分中。該第二構件的端部優選通過基本上流體密封的方式密封，以防止任何流體流入第二構件。這將促使流體優選流經該環形部分。
該基本上豎直的細長中空構件在豎立時的方位優選應避免所有的構件同時暴露在陽光下。這意味著通常的方位是與太陽的東-西運動方向平行。
該中空構件優選通過一與之相連的支撐架維持在基本豎直的方位上。該支撐架優選由輕金屬例如鋼製成。該支撐架優選將中空構件支撐在地面上方，並處於適宜的高度上，以與其它溶液培養裝置結合。優選的是，該中空構件的最低部分被保持為高出地表面約1-2m。該支撐架優選足夠堅固，從而即使在暴風期間也足以保持中空構件的豎直定位。
插件優選為盤形構件。其優選為平面狀且呈環形，並與其所處的中空構件的內部形狀匹配。該插件優選具有一中心孔，該中心孔與位於中空構件內部的第二構件的外徑匹配。該中心孔優選與第二構件嚙合且該插件被第二構件支撐。
該插件通常具有一個由該中心孔限定的內緣和一個外緣。每個插件的內緣優選連接在第二構件上。每個插件的外緣優選連接在它們所處的中空構件上。這些連接優選通過基本上流體密封的方式進行，以防止任何液體流經這些連接。該連接方法可以是任何常規的方法，包括膠粘方式或套環方式。
該插件被適宜地豎直隔離。該插件優選等間距地隔開。優選通過接合至第二構件上的方法實現該隔離。該插件將通過連接到第二構件上的方法保持在位。
優選的是，可以具有至少三種不同類型的插件。第一種類型的插件位於每個中空構件的上下末端。優選在中空構件的上下末端的每一個上具有一個該第一種類型的插件。該第一種類型的插件優選呈環形，並具有一個其直徑與第二構件相配合的中心孔，以及具有多個位於其環形表面上的開口。該開口優選為孔，以允許流體流經插件。該第一種類型的插件優選使流體圍繞中空構件的直徑均勻分布。
第二種類型的插件優選位於上部第一種類型的插件的附近。優選具有9個第二種類型的插件，它們與上端第一種類型的插件相鄰地排列。該第二種類型的插件可以呈環形，並具有一個其直徑與第二構件相配合的中心孔，以及具有多個位於其環形表面上的開口。該開口優選為孔，以允許流體流經插件。該多個開口優選具有兩種不同的尺寸。第二種類型的插件中的第一種尺寸的開口的優選直徑約為40mm。第二種類型的插件中的第二種尺寸的開口的直徑優選大約為15mm。該兩種不同尺寸的開口繞插件的環形表面交替分布。
該第二種類型的插件優選被網狀構件覆蓋。該網狀構件優選具有約為1mm2的開口，但是也可採用任何尺寸和/或形狀。該網狀構件優選由「蠅篩(fly screen)」網構成。該網狀構件優選在上、下環形表面處與第二種類型的插件相連。該網狀構件優選地輔助氣體交換。
第三種類型的插件可位於最下方第二種類型的插件的附近，但位於較下方第一種類型的插件的上方。優選具有3個第三種類型的插件，它們與最下方第二種類型的插件相鄰地排列。該第三種類型的插件呈環形，並具有一個直徑與第二構件相配合的中心孔，以及具有多個位於其環形表面上的開口。該開口優選為孔，以允許流體流經插件。該多個開口優選具有兩種不同尺寸。該第三種類型的插件中的第一種尺寸的開口的直徑優選大約為40mm。該第三種類型的插件中的第二種尺寸的開口的直徑優選大約為20mm。該兩種不同尺寸的開口圍繞插件的環形表面交替分布。
該第三種類型的插件優選被網狀構件覆蓋。該網狀構件優選具有小於1mm2的開口。該網狀構件優選由「帆布(sailing cloth)」網構成。該網狀構件優選在上、下環形表面處與第三種類型的插件相連。與第三種類型的插件相連的網狀構件的織紋優選比與第二種類型的插件相連的網狀構件的織紋更小。該網狀構件優選可進一步輔助氣體交換。
該插件優選均固定在中空構件上，以使得位於插件上的開口不對準。這樣適於確保流經中空構件的流體沒有固定的流動路徑。這樣將有利地向流體提供一定程度的攪拌。
該插件優選由剛性且堅固(高強度)的材料構成。優選的是，該材料也可是輕質的，並優選為例如聚氯乙烯(PVC)或其它塑料。
進氣和排氣裝置優選呈T形。該T形裝置的豎直部分優選與位於中空構件上端的連接構件相連。這樣將使進氣和排氣裝置處於高出地平面約8m的適當位置上。
該T形裝置的橫檔優選在其任一端具有肘狀接頭。該肘狀接頭的垂直部分優選向下延伸。在垂直部分的下末端處，優選具有一網帽構件。該網帽構件優選呈圓頂形。優選具有一個以上的T形裝置，其連接到位於中空構件的上端處的連接構件上。
進氣和排氣裝置優選由聚氯乙烯(PVC)或其它塑料管構成。包括進氣和排氣裝置的構件的直徑優選小於中空構件的直徑。
進氣和排氣裝置優選與位於中空構件的上端的連接構件流體接觸，並因此也與中空構件自身流體接觸。優選允許氣體、尤其是空氣流進和流出中空構件。
進氣和排氣裝置與中空構件的上端的連接構件的連接優選這樣進行，以使得進氣和排氣裝置相對於中空構件的取向可以改變。優選的是，進氣和排氣裝置位於中空構件的上方，它們也可與中空構件形成一角度地排列。該進氣和排氣裝置優選這樣定位，以避免吸入地面熱和灰塵。
用於排放中空構件的裝置優選為中空構件的下端的連接構件中的一孔。該孔優選與一通向儲存箱或溶液培養裝置的細長管狀構件基本上流體密封地連接。優選的是，該孔朝向連接構件的下側布置，以允許中空構件在重力作用下進行排放。
向中空構件的上端添加液體的裝置優選為一個從儲存箱或從溶液培養裝置中導出的管道系統。這樣將允許收集和回收添加到中空構件中的任何水/營養物。該管道優選由聚氯乙烯(PVC)或塑料構成。該管道系統優選與一泵裝置可操作地相連，以將水/營養物從儲存箱或溶液培養裝置中泵送到中空構件的上端。在這一點上，重力優選起作用，並將液體拉下經過中空構件而到達用於排放中空構件的裝置。
該管道系統優選與中空構件的外部相連。優選的是，僅具有一根管道，以將運輸水/營養物到中空構件的上端。在運輸管的上端為一T形接頭，其允許將水/營養物流分流成分離的液流，每個液流進入其中一個中空構件中，並且液體可向下流向用於排放中空構件的裝置。
水/營養物優選經過中空構件的上端的連接構件中的基本上流體密封的開口進入中空構件。然後，流體直接流到第一種類型的插件上，其可具有圍繞著每個中空構件的環形部分將流體均勻分散的效果。
由於將水/營養物泵送到中空構件的上端的壓力效應，空氣將通過進氣和排氣裝置從中空構件外被吸入到中空構件中。然後，該空氣在其向下通過中空構件時與水/營養物混合。傳質作用也可圍繞任何一個插件或通常在該中空構件中發生。
下面結合附圖描述本發明的一實施例，其中圖1為本裝置的正視圖。
圖2A為第一種類型的插件的平面圖。
圖2B為第二種類型的插件的平面圖。
圖2C為第三種類型的插件的平面圖。
具體實施例方式
根據這裡所描述的實施例，本發明提供一氣熱交換裝置10，其具有至少一個基本上豎直的細長中空構件11、多個在中空構件11內垂直隔開的插件12、與中空構件11流體連接進氣和排氣裝置14、用於排放細長中空構件的裝置15以及向中空構件的上端添加液體的裝置16，每個插件12的邊緣與中空構件11的內表面基本上流體密封地連接，每個插件12具有多個開口13。
每個裝置10由三個基本上豎直的細長中空構件11組成。三個中空構件11中的每一個在內部和外部均相同，以與單個中空構件11相比允許處理更多流體。
中空構件11被布置在中空構件11的每一端的連接構件17連接。連接構件17適於以基本上流體密封的方式將三個中空構件11彼此相連。
中空構件11為細長的管形構件。每個中空構件11的內徑大約為150mm。該中空構件11由聚氯乙烯(PVC)或塑料製成。
中空構件的上端18的連接構件具有位於連接構件的每一端的肘狀接頭(或彎管接頭)19和一個位於肘狀接頭19之間的第三T形接頭20。每個肘狀接頭19與第一和第二中空構件11相連，T形接頭21的下導管與第三中空構件11相連。每個肘狀接頭19通過一段連接構件17與T形接頭的橫檔的每一側相連。
位於中空構件的下端22的連接構件也具有位於連接構件的每一端的肘狀接頭和一個位於肘狀接頭之間的第三T形接頭。中空構件11的上端18的連接構件和下端22的連接構件採用基本相似的設計。
中空構件11與連接構件17的壁厚相同，其大約為9.5mm。該壁厚對於維持中空構件11的豎直強度很重要。
中空構件11的長度大約為6m，以維持中空構件11的豎直強度。這將提供適當的長度，以完成氣熱交換，但同時也短到足以維持其強度。
在每個基本上豎直的中空構件11內部還布置了一個第二構件23，以提供支撐。該第二構件23也是一個細長的中空構件，並也由與中空構件11相同的材料構成。它具有較小的直徑，並同心地安裝在中空構件11的內部。第二構件23與中空構件11等長，並與中空構件11一起在兩端終止於一共同的平面中。
第二構件23與中空構件11間隔開並通過插件12保持定位。第二構件23基本上布置在中空構件11的中心處，從而限定出一個環形部分24。氣熱交換將在該環形部分24中進行。第二構件23的端部優選用基本上流體密封的方式密封，以防止任何流體流進第二構件23。這將促使流體流經環形部分24。
基本上豎直的細長中空構件11的方位或取向應設置成避免所有的構件同時暴露在陽光下。這意味著通常的方位與太陽的東-西運動方向平行。
中空構件11通過連接在中空構件11上的支撐架被保持在基本上豎直的方位。該支撐架由輕金屬例如鋼製成。支撐架將中空構件11支撐在地面上方，並位於適宜的高度上，以與其它溶液培養裝置結合。通常，中空構件的最低部分保持在高出地表面約1-1.5m。該支撐架優選足夠堅固或具有足夠的強度，以足以即使在暴風期間也可使中空構件11保豎直定位。
插件12為盤形構件。它們是平面狀的環形構件並與它們所處的中空構件11的形狀相匹配。插件12具有一中心孔25，該中心孔與位於中空構件11內部的第二構件23的外徑匹配。中心孔25與第二構件23相配合，插件12被第二構件23支撐。
插件12具有一個被中心孔25限定的內緣26和一個外緣27。每個插件的內緣26與第二構件23相連。每個插件的外緣27與它們所處的中空構件11相連。這些連接優選用基本上流體密封的方式進行，以防止任何液體流經這些連接。該連接方法可以是任何常規的方法，包括膠粘(adhesive)方式或套環(collar)方式。
插件12被豎直地隔離。插件12以相等的間隔隔開。通過連接到第二構件23上的方法實現這種隔離。通過連接到第二構件23上的方法可將插件12保持定位。
具有三種不同類型的插件12。第一種類型的插件28位於中空構件11的上下端部。在中空構件11的上下端部的每一個處具有一該第一種類型的插件28。該第一種類型的插件28呈環形，並具有一其直徑與第二構件23相配合的中心孔25以及具有多個位於其環形表面上的開口31。該開口31為孔，以允許液體流經插件12。該第一種類型的插件28提供流體圍繞中空構件11的直徑的均勻分布。
第二種類型的插件29可位於上部第一種類型的插件28的附近。具有9個第二種類型的插件29，它們與上部第一種類型的插件28相鄰地布置。該第二種類型的插件29呈環形，並具有一其直徑與第二構件23相配合的中心孔25，以及具有多個位於其環形表面上的開口31。該開口31為孔，以允許液體流經插件。該多個開口優選具有兩種不同的尺寸。在第二種類型插件中的第一種尺寸的開口32的直徑約為40mm。在第二種類型的插件中的第二種尺寸的開口33的直徑大約為15mm。兩種不同尺寸的孔繞插件12的環形表面交替分布。
第二種類型的插件29優選被網狀構件覆蓋(未示出)。該網狀構件具有約為1mm2的孔。該網狀構件由「蠅篩」網構成。該網狀構件與第二種類型的插件29的上下部環形表面相連。該網狀構件輔助氣體交換。
第三種類型的插件30位於最下部的第二種類型的插件29的附近。具有3個第三種類型插件30，它們與最下部的第二種類型插件29相鄰地布置。該第三種類型的插件30呈環形，並具有其直徑與第二構件23相配合的中心孔25，以及具有多個位於其環形表面上的開口31。該開口31優選為孔，以允許流體流經插件30。該開口具有兩種不同尺寸。在第三種類型的插件中的第一種尺寸的開口34的直徑大約為40mm。在第三種類型的插件中的第二種尺寸的開口35的直徑大約為20mm。兩種不同尺寸的孔可以繞插件30的環形表面交替分布。
第三種類型的插件30被一網狀構件覆蓋。該網狀構件具有小於1mm2的孔。該網狀構件由「帆布(sailing cloth)」網構成。該網狀構件與第三種類型的插件30的上下環形表面相連。與第三種類型的插件30相連的網狀構件的織紋(weave)比與第二種類型的插件29相連的網狀構件的織紋更小。該網狀構件進一步輔助氣體交換。
插件12優選均固定在中空構件11上，以使插件12上的開口不對準。這可以確保流體流經中空構件時沒有固定的流動路徑，從而向流體提供了一定程度的攪拌。
插件12由剛性並堅固的材料構成，其優選例如為聚氯乙烯(PVC)或其它塑料。進氣和排氣裝置36優選呈T形。該T形裝置36的豎直部分與位於中空構件的上端18的連接構件相連。這可以使進氣和排氣裝置36被定位成高出地平面8m。
T形裝置的橫檔35在其任一端具有肘狀接頭。該肘狀接頭的垂直部分向下延伸。在垂直部分的下端部，具有一網帽構件36。該網帽構件呈圓頂形。在中空構件的上端18處具有一個以上的與連接構件相連的T形裝置。
進氣和排氣裝置36由聚氯乙烯(PVC)或其它塑料管構成。該裝置的直徑小於中空構件11的直徑。
進氣和排氣裝置36與位於中空構件的上端18的連接構件流體接觸，並因此也與中空構件自身流體接觸。這允許氣體(尤其是空氣)流進和流出中空構件11。
以這樣的方式將進氣和排氣裝置36連接到中空構件的上端18的連接構件上，以使進氣和排氣裝置36相對於中空構件的取向或定位是可以改變的。進氣和排氣裝置36可以位於中空構件11的上方，它們也可以排列成與中空構件11成一角度。進氣和排氣裝置36被布置成可避免吸入地平面的熱和灰塵。
用於排放中空構件的裝置39是位於中空構件的下端22處的連接構件中的一個孔。該孔39與一通向儲存箱41的細長管狀構件40基本上流體連接。該孔朝向連接構件22的下側布置，以允許中空構件11在重力作用下排放。
向中空構件11的上端添加液體的裝置42為一從儲存箱42導出的管道系統43。這樣可允許收集和回收添加到中空構件11中的任何水/營養物。該管道由聚氯乙烯(PVC)或塑料構成。管道系統43與一泵裝置44可操作地相連，以將水/營養物從儲存箱42泵送到中空構件11的上端。在這一點上，重力起作用並將液體拉下而經過中空構件11到達用於排放中空構件的裝置39。
管道系統43與中空構件11的外部相連。僅具有一根管道將水/營養物運送到中空構件11的上端。運輸管的上端為一T形接頭，其允許將水/營養物流分成分離的液流，然後各液流進入其中一個中空構件11並向下流向用於排放中空構件39的裝置。
水/營養物優選經過在中空構件的上端18的連接構件中的基本流體型開口進入中空構件11。然後，流體直接流到第一種類型的插件28上，其具有圍繞著各中空構件11的環形部分24均勻分配流體的效果。
由於將水/營養物泵送入中空構件11的上端產生的壓力效應，通過進氣和排氣裝置36會將空氣從中空構件11外吸入到中空構件11內。然後，該空氣在其向下通過中空構件11時與水/營養物混合。
該裝置的操作如下水/營養物通過添加液體的裝置16從儲存箱41泵送到中空構件11的上端。然後，該流體在重力作用下下落經過細長的中空構件11，同時與從進氣和排氣裝置14進入的空氣混合。由於添加流體時的抽吸作用，空氣實際上被吸取到進氣和排氣14裝置中，且該空氣在下落的同時與液體混合。
由於進入到中空構件11中的空氣通常相對於儲存箱41中的熱液體較冷，該液體也被冷卻。插件12起到增加流體的表面積並促進空氣與液體混合的作用。裝置底部的液體基本上比裝置頂部的液體更冷並具有更高的溶解氧含量。然後該液體被排入儲存箱41中。
系統10是基本上流體密封的並在防止通過蒸發作用引起損失的同時也起到回收液體的作用。該系統也起到去除水/營養物流體中任何可能危害植物生命的有毒氣體的作用。
本發明已經用文字或多或少地描述了結構或方法特徵的細節。但是，應當理解的是，本發明並不限制於這裡所述或特定特徵，因為這裡所描述的裝置僅僅給出了一些實施本發明的優選形式。因此，本發明請求保護其任何形式或變型。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1、一種氣熱交換裝置，它包括至少一個基本上豎直的細長中空構件、多個間隔地位於該至少一個中空構件內部的內部構件、與該至少一個中空構件流體連通的進氣和排氣裝置、用於排放該至少一個中空構件的裝置以及向該至少一個中空構件的上端添加液體的裝置，每個內部構件具有至少一個開口，至少一種流體可通過該開口流動，其中，每個內部構件基本上呈盤形，並具有一個外緣，每個內部構件的外緣與它們所處的至少一個中空構件的內表面基本上流體密封地相連。
2、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，包括一個以上的基本上豎直、細長、管狀、中空構件。
3、根據權利要求2所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該中空構件通過布置在中空管狀構件的每一端的連接構件相連，該連接構件適於以基本上流體密封的方式將三個中空構件彼此相連。
4、根據權利要求3所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，位於中空構件的上端的連接構件在該連接構件的每一端具有一肘狀接頭以及具有一個位於該肘狀接頭之間的第三T形接頭，該T形接頭具有一個橫檔和一個下導管，每個肘狀接頭分別與一第一和第二中空構件相連並且該T形接頭的下導管與一第三中空構件相連，每個肘狀接頭通過一段連接構件與T形構件的橫檔的任一側相連。
5、根據權利要求4所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，位於中空構件的下端的連接構件與位於上端的連接構件採用基本類似的設計。
6、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，一第二、剛性細長構件布置在該至少一個基本豎直的中空構件的內部，以提供支撐，該第二構件以同心的方式固定在該中空構件內。
7、根據權利要求6所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該第二構件基本上布置在中空構件的中心處，以使得在該中空構件和第二構件之間限定出一環形部分，並且該第二構件通過該內部構件保持定位。
8、根據權利要求1所述的氣體交換裝置，其特徵在於，該至少一個中空構件通過一支撐架保持基本豎直的取向。
9、根據權利要求6所述的氣體交換裝置，其特徵在於，該內部構件具有一中心孔，每個內部構件的中心孔在每個中空構件內與該第二構件接合，以支撐該內部構件。
10、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該內部構件沿每個中空構件的長度等間距地分布。
11、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個中空構件具有至少三種不同類型的插件，每個插件呈盤形，至少一個第一種類型的插件位於該中空構件的上下端部，該第一種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口使流體圍繞該中空構件的直徑均勻分布，至少一個第二種類型的內部構件與該上端第一種類型的內部構件間隔開，該每個第二種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口具有兩種不同尺寸，在第二種類型的內部構件中的第一種尺寸的開口的直徑大約為40mm，在第二種類型的內部構件中的第二種尺寸的開口的直徑大約為15mm，該兩種不同尺寸的開口圍繞該內部構件的環形表面交替分布，以及至少一個第三種類型的內部構件與該最下方的第二種類型的內部構件間隔開並位於該較低第一種類型插件的上方，每個第三種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口具有兩種不同的尺寸，該第二種類型的內部構件中的第一種尺寸的開口的直徑大約為40mm，該第二種類型的內部構件中的第二種尺寸的開口的直徑大約為20mm，該兩種不同尺寸的開口圍繞該內部構件的環形表面交替分布。
12、根據權利要求11所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個第二種類型的內部構件與一其上具有多個寬度大約為1mm的開口的網狀構件相連。
13、根據權利要求12所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個第三種類型的內部構件與一其上具有多個開口的網狀構件相連，該開口小於與第二種類型的插件相連的網狀構件的開口。
14、根據權利要求11所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該內部構件與中空構件相連，以使內部構件上的開口不對準。
15、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該進氣和排氣裝置與該至少一個中空構件的上端流體接觸，以允許氣體、尤其是空氣流進和流出該至少一個中空構件。
16、根據權利要求15所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該進氣和排氣裝置呈T形，該T形裝置的豎直部分與該至少一個中空構件的上端相連。
17、根據權利要求16所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該T形裝置的橫檔在其任一端具有肘狀接頭，該肘狀接頭與一過濾器帽構件相連。
18、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該用於排放中空構件的裝置為一位於該至少一個中空構件的下端的開口，該開口與一細長管狀構件基本上流體密封地連接，該細長管狀構件與一溶液培養裝置相連。
19、根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該向中空構件的上端添加液體的裝置為一從儲存箱或溶液培養裝置導出的管道系統，該管道系統與一泵裝置可操作地相連，以將水/營養物從儲存箱或溶液培養裝置中泵送到該至少一個中空構件的上端。
20、根據權利要求19所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該管道系統與該至少一個中空構件的外部相連。
權利要求
1.一種氣熱交換裝置，它包括至少一個基本上豎直的細長中空構件、多個間隔地位於該至少一個中空構件內部的內部構件、與該至少一個中空構件流體連通的進氣和排氣裝置、用於排放該至少一個中空構件的裝置以及向該至少一個中空構件的上端添加液體的裝置，每個內部構件具有至少一個開口。
2.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個內部構件基本上呈盤形，並具有一個外緣，每個內部構件的外緣與它們所處的至少一個中空構件的內表面基本上流體密封地相連。
3.根據權利要求2所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，包括一個以上的基本上豎直、細長、管狀、中空構件。
4.根據權利要求3所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該中空構件通過布置在中空管狀構件的每一端的連接構件相連，該連接構件適於以基本上流體密封的方式將三個中空構件彼此相連。
5.根據權利要求4所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，位於中空構件的上端的連接構件在該連接構件的每一端具有一肘狀接頭以及具有一個位於該肘狀接頭之間的第三T形接頭，該T形接頭具有一個橫檔和一個下導管，每個肘狀接頭分別與一第一和第二中空構件相連並且該T形接頭的下導管與一第三中空構件相連，每個肘狀接頭通過一段連接構件與T形構件的橫檔的任一側相連。
6.根據權利要求5所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，位於中空構件的下端的連接構件與位於上端的連接構件採用基本類似的設計。
7.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，一第二、剛性細長構件布置在該至少一個基本豎直的中空構件的內部，以提供支撐，該第二構件以同心的方式固定在該中空構件內。
8.根據權利要求7所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該第二構件基本上布置在中空構件的中心處，以使得在該中空構件和第二構件之間限定出一環形部分，並且該第二構件通過該內部構件保持定位。
9.根據權利要求1所述的氣體交換裝置，其特徵在於，該至少一個中空構件通過一支撐架保持基本豎直的取向。
10.根據權利要求7所述的氣體交換裝置，其特徵在於，該內部構件具有一中心孔，每個內部構件的中心孔在每個中空構件內與該第二構件接合，以支撐該內部構件。
11.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該內部構件沿每個中空構件的長度等間距地分布。
12.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個中空構件具有至少三種不同類型的插件，每個插件呈盤形，至少一個第一種類型的插件位於該中空構件的上下端部，該第一種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口使流體圍繞該中空構件的直徑均勻分布，至少一個第二種類型的內部構件與該上端第一種類型的內部構件間隔開，該每個第二種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口具有兩種不同尺寸，在第二種類型的內部構件中的第一種尺寸的開口的直徑大約為40mm，在第二種類型的內部構件中的第二種尺寸的開口的直徑大約為15mm，該兩種不同尺寸的開口圍繞該內部構件的環形表面交替分布，以及至少一個第三種類型的內部構件與該最下方的第二種類型的內部構件間隔開並位於該較低第一種類型插件的上方，每個第三種類型的內部構件在其環形表面上具有多個開口，該開口具有兩種不同的尺寸，該第二種類型的內部構件中的第一種尺寸的開口的直徑大約為40mm，該第二種類型的內部構件中的第二種尺寸的開口的直徑大約為20mm，該兩種不同尺寸的開口圍繞該內部構件的環形表面交替分布。
13.根據權利要求12所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個第二種類型的內部構件與一其上具有多個寬度大約為1mm的開口的網狀構件相連。
14.根據權利要求13所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，每個第三種類型的內部構件與一其上具有多個開口的網狀構件相連，該開口小於與第二種類型的插件相連的網狀構件的開口。
15.根據權利要求12所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該內部構件與中空構件相連，以使內部構件上的開口不對準。
16.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該進氣和排氣裝置與該至少一個中空構件的上端流體接觸，以允許氣體、尤其是空氣流進和流出該至少一個中空構件。
17.根據權利要求16所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該進氣和排氣裝置呈T形，該T形裝置的豎直部分與該至少一個中空構件的上端相連。
18.根據權利要求17所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該T形裝置的橫檔在其任一端具有肘狀接頭，該肘狀接頭與一過濾器帽構件相連。
19.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該用於排放中空構件的裝置為一位於該至少一個中空構件的下端的開口，該開口與一細長管狀構件基本上流體密封地連接，該細長管狀構件與一溶液培養裝置相連。
20.根據權利要求1所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該向中空構件的上端添加液體的裝置為一從儲存箱或溶液培養裝置導出的管道系統，該管道系統與一泵裝置可操作地相連，以將水/營養物從儲存箱或溶液培養裝置中泵送到該至少一個中空構件的上端。
21.根據權利要求20所述的氣熱交換裝置，其特徵在於，該管道系統與該至少一個中空構件的外部相連。
全文摘要
一種氣熱交換裝置，它包括至少一個基本上豎直的細長中空構件、多個間隔地位於該至少一個中空構件內的內部構件、與該至少一個中空構件流體連通的進氣和排氣裝置、用於排放該至少一個中空構件的裝置以及向該至少一個中空構件的上端添加液體的裝置，其中每個內部構件具有至少一個開口。
文檔編號F28F13/08GK1615424SQ02827419
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月4日
發明者德斯蒙德·聖雅各·博克斯韋爾 申請人:萊恩特·梅維斯·博克斯韋爾, 德斯蒙德·聖雅各·博克斯韋爾