[发明专利]利用一个或多个传递部件对传递进行控制的方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种用于控制能量、辐射或物质通过或从一个流体处理装置中的一个或多个传递部件传递的方法，其中所述处理包括向一种或多种流体——优选为液体——增加能量、热量、辐射、物质和/或类似物，或者从一种或多种流体——优选为液体——减去能量、热量、辐射、物质和/或类似物。

背景技术

尽管本发明可适用于更广义的范围，但本发明的背景部分主要结合热交换机来描述。本发明的其他应用包括，如，传递物质以及向流体发出辐射。

现今，许多传递装置——如热交换机——被形成为盘或管，其中具有不同温度的流体在所述盘或管的每一侧上流动，从而通过所述流体之间的所述盘或管产生热传递。这种热交换机被设计成，使得在所述热交换机内的局部流速以如下方式与通过所述交换机的流率(m³/h)相关联：即，在不改变通过所述热交换机的流率的情况下，所述局部流速不能改变。

具体来说，热力系统中的热交换机通常被设计在一个满足最大负荷状态的流率(m³/h)下。在部分负荷情况下，需要保持通过所述热交换机的最大负荷流率以保持所述热交换机内的高流速。否则减小的流率会导致较低的热传递，由此不能满足冷却或加热要求。因此，如果在保持所述热传递基本不变或处于类似级别的同时，可减小通过所述热交换机的流率，则可在处于部分负荷情景下的热力系统中获取减少的压力损失。

美国专利申请2003/0209343可被当作这样一个例子。该参考文献公开了一种用于热交换用途的泵系统，该泵系统包括泵室，该泵室具有一个流体进口和一个流体出口。该泵室内包括一个旋转装置，用于使流体在一个有待冷却的表面上流动。该表面以如下方式构成所述泵室的一个组成部分：当流体通过所述旋转装置时，其也通过所述表面，导致在所述表面和所述流体之间的热传递。这个发明的另一方面包括使待被冷却的表面与所述泵室整体相连，以使得所述泵室可与待被冷却的表面相分离，同时不干扰热交换应用的流体回路。用于驱动所述旋转装置的装置也可被配置用于驱动一个用于冷却所述流体的装置。在美国专利申请2003/0209343的图3的实施方案中，公开了用于冷却的流体可被引导穿过一个通道进入一个叶轮(impeller)，该叶轮具有用于引导所述流体到达待被冷却的表面上的叶片。考虑到目的在于设计一种小型且高效的用于热交换用途的泵，理想的是，在叶轮转速和流率(实际上还包括作为结果的冷却)之间有最佳的关联或依存关系。但是，其仅简要提及了，可使所述叶轮的转速尤其依赖于流率，而并未具体说明这种依赖关系是如何的。

已经发现传统的热交换机具有以下缺点：即，热交换与通过热交换机的流体的流率极大关联。例如，流率中的改变引起热传递的改变，这进而导致特定热交换机的工作跨度就如下情形而言是有限的，即在不显著改变热传递的情况下，使流过热交换机的流率可变。

因此，本发明的一个目的在于为一种装置提供如下一种方法，通过该方法，至少流率和局部流速之间的强关联，至少被缓和了，从而得到一种更加轻易可控的关于例如热量、物质，和/或辐射的传递。

发明内容

因此，本发明的第一方面涉及一种用于控制热量、物质、辐射或类似物向装置中的至少一个第一流体传递、或者控制从装置中的至少一个第一流体传递出热量、物质、辐射或类似物的方法，所述装置包括至少一个级，该级包括一个传递部件和一个旋转叶轮，该叶轮被布置使得流出所述叶轮的第一流体沿所述传递部件的表面流动，其中第一流体沿所述传递部件的所述表面的流动包括螺旋流动形式，该螺旋流动形式具有一个径向速度分量(Vr)和一个切向速度分量(Vt)，所述装置还包括一个或多个用于对流过所述装置的第一流体进行节流的节流装置，

其中所述叶轮的转速和所述节流被相互控制，使得：

i)传递量是关于径向速度分量(Vr)的函数和关于切向速度分量(Vt)的函数，以及

ii)所述径向速度分量(Vr)和所述切向速度分量(Vt)基本上是独立的。

通过使用根据本发明的方法，所述传递量AT可被表达为

AT＝f₁(Vr)+f₂(Vt)

其中f₁和f₂是分别用于表达所述切向速度Vt和径向速度Vr各自与传递量AT之间的相互关系的函数。

通过改变所述叶轮的转速，所述传递量可变，同时基本不影响所述待被处理的第一流体通过所述装置的流率。

通过改变所述叶轮的转速，所述流率是可变的，同时基本不影响所述装置中所述第一流体的传递量。