【技术实现步骤摘要】
组合式热交换和流体混合设备
本专利技术涉及组合式热交换和流体混合设备的领域。
技术介绍
例如在机动车辆的排气系统的领域中流体混合器是众所周知的。为了使排气能够在催化转化器中进行催化反应,典型地为氨或尿素的还原剂与排气混合。例如在US2002116916中,在催化转化器的上游,栅格紧接于用于注入还原剂的注入装置布置。栅格提供排气/还原剂的混合物的均匀分布。虽然排气系统中的流体混合器和催化转化器主要用来从排气中去除诸如氧化氮的有害成分,但排气的催化反应也可以用来耗尽留在排气中的剩余燃料。如果在该过程中产生的反应热被使用,则可以提高系统的能量效率。燃料电池被认为是具有高效率的能量转换器。在燃料电池中,例如碳氢燃料直接转变为电能和热量。为了提高能量系统的总效率,在燃料电池中产生的热量可以进一步用于加热。尤其是在高温下操作的燃料电池,诸如固体氧化燃料电池(SOFC)是用于在组合式发电和热回收装置中应用的合适的备选物。通常,热交换器被布置在加热冷流体以进一步应用的燃料电池的下游。为了操作,SOFC需要预热氧化气体,尤其是空气。该气体可以在其被引入SOFC之前在热交换器中被预热。此外,如果引入燃料电池中的燃料未被完全耗尽,则离开燃料电池的这样的贫化燃料仍包含燃料。该贫化燃料现在可以在流体混合器中与离开SOFC的热空气混合以用于氧化贫化燃料/热空气的混合物。然后该混合物被引导到热交换器中。来自热空气的热量以及来自氧化反应的反应热在热交换器中被使用。遗憾的是,这样的系统包括几个单独的部件,这些部件需要空间并且具有高生产成本,例如单独的流体混合器和单独的热交换器。另一示例包括 ...
【技术保护点】
一种组合式热交换和流体混合设备,所述组合式热交换和流体混合设备包括:‑用于引导冷流体从其通过的第一管道(44,44’),所述第一管道包括冷流体入口(47)和冷流体出口(48,48’);‑用于引导热气体从其通过的第二管道(55,55’),所述第二管道包括热气体入口(52)和热气体出口(53);‑导热元件(2,2’),所述导热元件布置在所述第一管道(44,44’)和所述第二管道(55,55’)之间,以将热量从所述热气体引导到所述冷流体,所述导热元件具有限定用于所述组合式热交换和流体混合设备中的热交换过程的最大纵向延伸部(22)的长度(L),所述组合式热交换和流体混合设备还包括:‑用于引导排出流体的第三管道(45,45’),所述第三管道(45,45’)包括排出流体入口(46),所述排出流体入口布置在所述第三管道(45,45’)的一端处,以将所述排出流体引入所述组合式热交换和流体混合设备中,以使所述排出流体与所述热气体混合并且使如此形成的排出流体/热气体的混合物在所述第二管道(55,55’)中发生化学反应,其中,所述第三管道(45,45’)设置有用于使所述排出流体从所述第三管道(45,45’) ...
【技术特征摘要】
2012.10.11 EP 12188099.11.一种组合式热交换和流体混合设备,所述组合式热交换和流体混合设备包括:-用于引导冷流体从其通过的第一管道(44,44’),所述第一管道包括冷流体入口(47)和冷流体出口(48,48’);-用于引导热气体从其通过的第二管道(55,55’),所述第二管道包括热气体入口(52)和热气体出口(53);-导热元件(2,2’),所述导热元件布置在所述第一管道(44,44’)和所述第二管道(55,55’)之间,以将热量从所述热气体引导到所述冷流体,所述导热元件具有限定用于所述组合式热交换和流体混合设备中的热交换过程的最大纵向延伸部(22)的长度(L),所述组合式热交换和流体混合设备还包括:-用于引导排出流体的第三管道(45,45’),所述第三管道(45,45’)包括排出流体入口(46),所述排出流体入口布置在所述第三管道(45,45’)的一端处,以将所述排出流体引入所述组合式热交换和流体混合设备中,以使所述排出流体与所述热气体混合并且使如此形成的排出流体/热气体的混合物在所述第二管道(55,55’)中发生化学反应,其中,所述第三管道(45,45’)设置有用于使所述排出流体从所述第三管道(45,45’)进入所述第二管道(55,55’)中的一个以上的开口(21,21’),其中,用于将所述排出流体引入所述第二管道中的所述一个以上的开口(21,21’)布置在用于所述组合式热交换和流体混合设备中的热交换过程的所述最大纵向延伸部(22)内,并且所述一个以上的开口(21,21’)相对于所述第二管道(55,55’)布置在基本上相同的纵向位置处并且沿着所述第三管道(45、45’)的长度布置,并且其中,所述第三管道与所述第一管道(44,44’)布置在所述导热元件(2,2’)的同一侧,或者所述第三管道与所述第二管道(55,55’)布置在所述导热元件(2,2’)的同一侧。2.根据权利要求1所述的组合式热交换和流体混合设备,其中,所述排出流体入口(46)布置在用于所述组合式热交换和流体混合设备中的热交换过程的所述最大纵向延伸部(22)内。3.根据权利要求1所述的组合式热交换和流体混合设备,其中,所述一个以上的开口(21,21’)布置在所述热气体入口(52)的下游。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合式热交换和流体混合设备,其中,所述第三管道(45,45’)在与所述第一管道(44,44’)或所述第二管道(55,55’)的方向垂直的方向上布置。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合式热交换和流体混合设备,其中,所述一个以上的开口(21,21’)布置在所述导热元件(2)中。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合式热交换和流体混合设备,其中,在所述第一管道(44)和所述第三管道(45)之间布置有流密性分隔元件(43),以将所述第一管道(44)和所述第三管道(45)流密地分隔。7.根据权利要求1至3...
【专利技术属性】
技术研发人员:Y·德沃斯,F·沃兰特斯,JP·H·汉森斯,
申请(专利权)人:斯坎比亚控股塞浦路斯有限公司,
类型:发明
国别省市:塞浦路斯;CY
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