專利名稱：使流體從第一區(qū)到第二區(qū)的不希望的流通最少化的裝置及具有該裝置的熱交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使流體從第一區(qū)到通過(guò)不可滲透性分隔件分隔開(kāi)的第二區(qū) 的不希望的流通最少化的裝置，其中，在第一區(qū)第一壓力占優(yōu)勢(shì)，在第二區(qū)低于第一壓力的 第二壓力占優(yōu)勢(shì)。此外，本發(fā)明還涉及一種熱交換系統(tǒng)，其中使用本發(fā)明的裝置用來(lái)使得流 體從熱交換系統(tǒng)的流動(dòng)熱流體的區(qū)域到熱交換系統(tǒng)的流動(dòng)冷流體的區(qū)域的不希望的流通 最少化。
背景技術(shù)：
本發(fā)明假定提供一種封閉室，該封閉室的空間殼體不是完全氣密性的，從而基本 上會(huì)發(fā)生滲漏。這種滲漏預(yù)計(jì)主要設(shè)置在空間殼體的穿設(shè)有部件的位置上。對(duì)于如何減少熱滲透損失問(wèn)題的絕熱性方面而言，建筑物的氣密性尤其是殼內(nèi)封 閉室的氣密性是重要標(biāo)準(zhǔn)。封閉室的氣密性通過(guò)壓力差試驗(yàn)(風(fēng)機(jī)門試驗(yàn)(blower door test))來(lái)確定。在該過(guò)程中，通過(guò)構(gòu)建在空間殼體中(通常在門或窗戶處)的通風(fēng)設(shè)備來(lái) 產(chǎn)生并保持恒定的例如為50 的正負(fù)壓力。通風(fēng)設(shè)備必需測(cè)量通過(guò)空間殼體滲漏逸出而 返回到封閉室中的空氣量。所謂的n50值表示封閉室內(nèi)部容積的空氣的每小時(shí)交換次數(shù)。空間殼體的滲漏導(dǎo)致室內(nèi)氣氛與外部氣氛之間的不希望的而且不可控的交換。從 而，發(fā)生的空氣交換導(dǎo)致連續(xù)地將外部空氣添加到室的空間氣氛中并且連續(xù)地將內(nèi)部空氣 作為廢氣排出。封閉室內(nèi)占優(yōu)勢(shì)的壓力與室外占優(yōu)勢(shì)的壓力之間的差異越大，則由空間殼體滲漏 所導(dǎo)致的(不希望的)空氣交換越多。例如，以下清潔室就屬于這種情況，在該清潔室中， 通過(guò)使得該清潔室內(nèi)具有與外部氣氛相比始終占優(yōu)勢(shì)的正壓來(lái)防止灰塵和污物的滲透。這 樣，可以將顆粒物污染保持在特定值以下。對(duì)于特定的制造工藝尤其是半導(dǎo)體制造來(lái)說(shuō)，需 要清潔流，以避免任何干擾，該干擾可能會(huì)以幾分之一微米的量值影響集成電路的結(jié)構(gòu)。在 壓力設(shè)定為與外部壓力相比為正壓的室中，因空間殼體的滲漏而導(dǎo)致的滲漏最終會(huì)使得室 內(nèi)氣氛中的介質(zhì)通過(guò)室的滲漏而逸出，從而使得該正壓減小。然而，在具有與“正?！笨諝庀啾妊鯕夂繙p少的氣氛的室的情況中，例如通過(guò)增 加惰性氣體而引起的情況中，因空間殼體的滲漏而導(dǎo)致的從室內(nèi)氣氛到外部氣氛的流體流 通也會(huì)有影響。這種室內(nèi)空間氣氛的氧氣含量比“正?！笨諝獾偷亩栊运筋愋屯ǔＳ糜诜?火控制的目的。通過(guò)降低封閉室中的氧氣含量，能夠?qū)l(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。由于可以 通過(guò)空間殼體中的滲漏而發(fā)生流體從具有惰性的空間氣氛向外界氣氛的不希望的流通，因 此在防火控制中，在為了連續(xù)地維持提供有效防火保護(hù)所必需的惰性程度而在單位時(shí)間內(nèi) 必須向封閉室提供的惰性氣體的量這一方面而言，空間殼體的不可滲透性是重要指標(biāo)。該 問(wèn)題在于，由于呈惰性的室的空間殼體的滲透性而產(chǎn)生的滲漏流，因此新鮮空氣因而氧氣 連續(xù)地供應(yīng)到惰性室內(nèi)，從而假設(shè)不再供應(yīng)惰性氣體，則室內(nèi)氣氛中的氧氣含量會(huì)增加，從 而無(wú)法提供所需的防火控制。
當(dāng)封閉室內(nèi)占優(yōu)勢(shì)的壓力高于外部氣氛時(shí)，該作用尤其顯著。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種裝置，即使當(dāng)?shù)谝粎^(qū)和第二區(qū)通過(guò)非 氣密性或流體密閉性的分隔件而彼此分隔，并且在第一區(qū)中第一壓力占優(yōu)勢(shì)，在第二區(qū)中 低于第一壓力的第二壓力占優(yōu)勢(shì)時(shí)，該裝置也能夠以簡(jiǎn)單而有效的方式將流體從第一區(qū)到 第二區(qū)的不希望的流通最少化。為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提出了一種裝置，該裝置包括中間腔室和傳送機(jī)構(gòu)，該中 間腔室位于將第一區(qū)與第二區(qū)分隔的分隔件上并與該分隔件重合，所述傳送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為在 中間腔室內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)于第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力的負(fù)壓，其中，在中間腔室中產(chǎn)生的壓 力等于或者高于第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力，并且其中，所述傳送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)用于將流體從 中間腔室傳送到第一區(qū)。本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)，通過(guò)分隔件從第一區(qū)到第二區(qū)的滲漏流具體地取決于第一 區(qū)與第二區(qū)之間的壓力差。通過(guò)提供與分隔件完全重合的中間腔室，其中傳送機(jī)構(gòu)用于設(shè) 定與第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力相比的負(fù)壓，該負(fù)壓高于并且優(yōu)選地等于第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì) 的第二壓力，從而能夠降低并且理想地甚至中和中間腔室中設(shè)定的壓力與第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì) 的壓力之間的壓力差(與第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力與第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力之間 的壓力差相比)。因而，減少或者在理想狀態(tài)下甚至消除通過(guò)分隔件的滲漏流。根據(jù)本發(fā)明，在中間腔室中設(shè)定的低于第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力的壓力通過(guò)將 流體從中間腔室傳送到第一區(qū)中的傳送機(jī)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生。該傳送機(jī)構(gòu)例如可以為通風(fēng)設(shè)備或者 泵。與不包括中間腔室的系統(tǒng)相比，本發(fā)明減少了在單位時(shí)間內(nèi)流入第二區(qū)內(nèi)的流體體積。 理想地，即，當(dāng)中間腔室中設(shè)定的壓力與第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力相等時(shí)，能夠完全防止 從中間腔室和從第一區(qū)到第二區(qū)的流體連通。對(duì)于需要防止第一區(qū)中包含的流體與第二區(qū) 中包含的流體基于滲漏的混合的應(yīng)用中，該方案尤其有利。在本發(fā)明方案的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，中間腔室的側(cè)壁中的一個(gè)側(cè)壁由分隔件形 成，另一個(gè)側(cè)壁由額外分隔件形成，該額外分隔件位于朝向第一區(qū)并與該第一區(qū)間隔有距 離的位置上。可以想到將例如隔板作為額外分隔件?？臻g殼體的壁可以用作將第一區(qū)與第 二區(qū)分隔的分隔件。如上所述，將第一區(qū)與第二區(qū)分隔的分隔件(空間殼體的壁)具體地是例如在某 些區(qū)域具有滲漏處的隔斷，技術(shù)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)伴隨部件(structurally-contingent part) 能夠通過(guò)該滲漏處而穿過(guò)該分隔件。形成中間腔室的側(cè)壁的額外分隔件不必要是完全流體 密閉性的分隔件。而是，如果額外分隔件采用具有滲漏處的隔斷，流體能夠通過(guò)該滲漏處從 第一區(qū)進(jìn)入中間腔室(需要或不需要)，這實(shí)際上是有利的。這種類型的從第一區(qū)到中間腔 室的流體連通能夠確保將流體從中間腔室傳送至第一區(qū)的傳送機(jī)構(gòu)始終在其優(yōu)選的理想 工作范圍內(nèi)工作。在本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，傳送機(jī)構(gòu)通過(guò)管道系統(tǒng)與中間腔室流體連 通，其中該管道系統(tǒng)設(shè)置在傳送機(jī)構(gòu)的輸入側(cè)。傳送機(jī)構(gòu)的壓力側(cè)通過(guò)其他管道系統(tǒng)與第 一區(qū)流體連通。本發(fā)明裝置的一種尤其優(yōu)選的實(shí)施方式還包括傳感器裝置，該傳感器裝置具有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，其中第一壓力傳感器用于檢測(cè)第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓 力，第二壓力傳感器用于檢測(cè)通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)在中間腔室中產(chǎn)生的壓力。更優(yōu)選地，提供有控 制裝置，該控制裝置設(shè)計(jì)為根據(jù)由傳感器裝置檢測(cè)的壓力值來(lái)控制傳送機(jī)構(gòu)，以便調(diào)節(jié)流 速，從而調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)從中間腔室中排出以及返回到第一區(qū)的流體體積。具體地，控制裝 置從而設(shè)計(jì)用于控制傳送機(jī)構(gòu)，以使得第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力的測(cè)量值與中間腔室中 產(chǎn)生的壓力的測(cè)量值之間的壓差為預(yù)定義值或可定義值。如上所述，該預(yù)定義值或可定義 值低于第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力的值，高于并且(理想地)等于第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第二 壓力的值。傳送機(jī)構(gòu)的流速優(yōu)選地由控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)然還可以想到由外部輸入例如由 設(shè)備的使用者來(lái)調(diào)節(jié)該傳送機(jī)構(gòu)的流速。如上所述，形成中間腔室的側(cè)壁的額外分隔件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為不是完全流體密閉性 的，而是包括能夠?qū)崿F(xiàn)從第一區(qū)到中間腔室的流體流通的滲漏處。在隔板用作額外分隔件 的情況下，即隔斷因其結(jié)構(gòu)而僅提供有限的滲透性，優(yōu)選地設(shè)置有額外的壓力釋放機(jī)構(gòu)，通 過(guò)該壓力釋放機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)需要建立中間腔室與第一區(qū)之間的開(kāi)放的流體連通，從而實(shí)現(xiàn) 所需要的從第一區(qū)到中間腔室的流體溢流。在該情況中的壓力釋放可以想到例如采用壓力控制閥，優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)中占優(yōu) 勢(shì)的第一壓力與中間腔室中產(chǎn)生的壓力之間的差超過(guò)預(yù)定義值或可定義值時(shí)，該壓力控制 閥自動(dòng)開(kāi)啟。因而，這確保通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)而在中間腔室中產(chǎn)生的低于第一區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的第 一壓力的低壓不會(huì)降到預(yù)定義值以下。從而尤其確保中間腔室中具有足夠高的壓力，以便 于傳送機(jī)構(gòu)的最優(yōu)工作。這對(duì)于傳送機(jī)構(gòu)的可控制且可定義的流速而言，進(jìn)而對(duì)于本發(fā)明 裝置的有效工作而言，尤其必要。除了采用壓力控制閥來(lái)確保額外分隔件的最小滲透性以外，當(dāng)然還可以想到采用 其他裝置來(lái)提供壓力釋放。然而，尤其優(yōu)選的是，采用構(gòu)造為控制單位時(shí)間內(nèi)從第一區(qū)溢流 到中間腔室內(nèi)的流體體積設(shè)置的裝置?？梢宰⒁獾?，單位時(shí)間內(nèi)的溢流流體體積應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié) 為傳送機(jī)構(gòu)的理想工作范圍。


下面將參考所包括的附圖基于實(shí)施方式來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。在附圖中圖1是用于使流體從第一區(qū)到通過(guò)非不可滲透性分隔件分隔的第二區(qū)的不希望 的流通最少化的本發(fā)明裝置的實(shí)施方式的示意圖；圖2是用于在熱流體和冷流體之間傳遞熱能的熱交換系統(tǒng)的示意圖，其中該熱交 換系統(tǒng)包括用于使流體從流動(dòng)熱流體的第一區(qū)到流動(dòng)冷流體的第二區(qū)的不希望的流通最 少化的本發(fā)明裝置的實(shí)施方式；圖3示出了圖2所示的熱交換系統(tǒng)，該熱交換系統(tǒng)沒(méi)有用于使流體從流動(dòng)熱流體 的第一區(qū)到流動(dòng)冷流體的第二區(qū)的不希望的流通最少化的本發(fā)明裝置；以及圖4是用于說(shuō)明圖2所示的本發(fā)明裝置在用于圖3所示的熱交換系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)行方 式的流程圖。具體實(shí)施 方式圖1提供了本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖，該裝置用于使流體從第一區(qū) 1到由非流體密閉性的分隔件3分隔的第二區(qū)2的不希望的流通最少化。分隔件3例如為 空間殼體的作為隔斷的結(jié)構(gòu)墻。在圖1所示的實(shí)施方式中，第一區(qū)1構(gòu)造為由空間殼體限 定的封閉室，從而分隔件3表示空間殼體的一部分。第二區(qū)2類似地可以構(gòu)造為由空間殼體封閉的與第一區(qū)1直接鄰接的室，其中，分 隔件3也同時(shí)形成空間殼體的封閉第二區(qū)2的壁。當(dāng)然可以想到的是，兩個(gè)區(qū)1、2中的至 少一者可以不是構(gòu)造為由空間殼體封閉的室。必要的僅在于，兩個(gè)區(qū)1、2為由共同的隔斷 (分隔件3)而彼此隔開(kāi)的兩個(gè)鄰接的區(qū)域。同樣必要的是，分隔件3構(gòu)造為非完全流體密 閉性的隔斷。而是，分隔件3上設(shè)置有滲漏處(在根據(jù)圖1的圖示中沒(méi)有示意性地示出)， 該滲漏處形成第一區(qū)1與第二區(qū)2之間的流體連通?？梢韵氲降氖牵幸庠O(shè)置的開(kāi)孔作為分隔件3上的滲漏處，然而，也可以想到的是， 無(wú)意的滲漏處作為分隔件3上的滲漏處，通過(guò)該無(wú)意的滲漏處可以在第一區(qū)1中設(shè)置的第一 流體101與第二區(qū)2中設(shè)置的第二流體102之間進(jìn)行不希望的或不可控的交換。具體地用作 第一流體101和第二流體102的可以為具有相同或?qū)嶋H上不同化學(xué)組分的氣體介質(zhì)或者液 體介質(zhì)。例如，可以想到的是，第一區(qū)1內(nèi)含有的第一流體101為氣態(tài)氮，而第二區(qū)2內(nèi)含有 的第二流體102可以為普通空氣，即主要組分為氮?dú)?體積含量為78% )、氧氣(體積含量為 20. 9% )、氬氣(體積含量為0. 9% )和其余痕量氣體(trace gases)的氣體混合物。開(kāi)發(fā)根據(jù)圖1的圖示中示意性表示的裝置是為了 當(dāng)?shù)谝粎^(qū)1中第一壓力Pl-I占 優(yōu)勢(shì)而第二區(qū)2中低于第一壓力Pl-I的第二壓力P2-1占優(yōu)勢(shì)時(shí)，使流體從第一區(qū)1到第 二區(qū)2的不希望的流通最少化。在不進(jìn)行特別規(guī)定時(shí)，由于分隔件3上占優(yōu)勢(shì)的壓力差，會(huì) 通過(guò)分隔件3的滲漏處而產(chǎn)生滲漏流，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致流體從第一區(qū)1到第二區(qū)2的(不希 望的)流通。如果不提供對(duì)該不希望的流體流通的補(bǔ)償，該滲漏流會(huì)導(dǎo)致在第一區(qū)1中初 始設(shè)定的第一壓力Pl-I降低，并且導(dǎo)致兩種流體101、102在第二區(qū)2中混合。為了防止該情況的發(fā)生，本發(fā)明提供了在分隔件3處形成的中間腔室4，該中間腔 室4將兩個(gè)區(qū)1、2彼此完全分離。如圖1所示，在圖示的本發(fā)明實(shí)施方式的裝置中采用額 外分隔件6，例如以額外隔斷的形式或者以隔板的形式，其中該額外分隔件6設(shè)置為朝向第 一區(qū)1間隔有距離。分隔件3和額外分隔件6之間的足夠間距為例如IOcm寬的間隙。如 上文所述，對(duì)于形成中間腔室4的側(cè)壁的額外分隔件6而言，并不要求一定是完全流體不可 滲透性的。而是，實(shí)際上需要允許第一區(qū)1與中間腔室4之間有一定的流體流通。根據(jù)圖1所示的實(shí)施方式的本發(fā)明裝置還包括傳送機(jī)構(gòu)5，例如以通風(fēng)設(shè)備的形 式或者以泵的形式。通過(guò)管道系統(tǒng)(圖1中未明顯地示出)，傳送機(jī)構(gòu)5的一側(cè)連接至中間 腔室4，而另一側(cè)連接至第一區(qū)1，從而能夠?qū)⒘黧w101從中間腔室4傳送至第一區(qū)1。本發(fā)明裝置的作用基于適當(dāng)?shù)乜刂苽魉蜋C(jī)構(gòu)5，以便在中間腔室4中產(chǎn)生低于第 一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I的壓力。理想地，傳送機(jī)構(gòu)5的流速調(diào)節(jié)為使得中間腔室 4中產(chǎn)生的壓力P4-1與第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1的大小相同。在該(理想)情 況中，中間腔室4中占優(yōu)勢(shì)的壓力P4-1與第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1之間的差值 為零，從而不再通過(guò)分隔件3發(fā)生基于壓力差的滲漏流。然而，本發(fā)明不限于如上所述的中間腔室4中產(chǎn)生的壓力P4-1與第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1完全相同的理想情況。而是，當(dāng)中間腔室4中產(chǎn)生的壓力P4-1為介于 第一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I與第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1之間的值就足夠 了。由于分隔件3上產(chǎn)生的壓力差(該壓力差作為通過(guò)所述分隔件3的滲漏流的驅(qū)動(dòng)力) 相對(duì)于未設(shè)置中間腔室的區(qū)而言已經(jīng)降低了，因此這足以降低流體通過(guò)分隔件3的滲漏處 的不希望的流通。如圖1所示，通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5從中間腔室4傳送的流體101重新循環(huán)回到第一區(qū)1 中。這樣設(shè)置從而確保沒(méi)有流體101能夠從第一區(qū)1逸出，并通過(guò)分隔件3而到達(dá)第二區(qū) 2。因而，即使當(dāng)不僅分隔件3是流體可滲透性的，而且形成中間腔室4的側(cè)壁的額外分隔 件6也是流體可滲透性的時(shí)，本發(fā)明裝置也能夠防止或者至少減少不希望的流體流通。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)為自動(dòng)工作系統(tǒng)，其中傳送機(jī)構(gòu)5的流速獨(dú)立地 調(diào)節(jié)至占優(yōu)勢(shì)的壓力值或升高的壓力值。本發(fā)明方案的一種優(yōu)選實(shí)施方式(該方式也歸于根據(jù)圖1表示的實(shí)施例中)設(shè)置 有傳感器裝置7，該傳感器裝置7包括第一壓力傳感器7-1和第二壓力傳感器7-2。第一壓 力傳感器7-1設(shè)置在第二區(qū)2中，并用于檢測(cè)所述第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1。第 二壓力傳感器7-2設(shè)置在中間腔室4中，并用于檢測(cè)通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5而在該中間腔室4中 產(chǎn)生的壓力P4-1。由傳感器裝置7的兩個(gè)壓力傳感器7-1、7_2分別測(cè)量的壓力值發(fā)送至與傳送機(jī)構(gòu) 5連接的控制裝置8，從而根據(jù)測(cè)量的壓力值來(lái)相應(yīng)地設(shè)置傳送機(jī)構(gòu)5的流速。具體來(lái)說(shuō)， 控制裝置8設(shè)計(jì)為控制傳送機(jī)構(gòu)5，以使得第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1的測(cè)量值與 通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5而在中間腔室4中產(chǎn)生的壓力P4-1的測(cè)量值之間的差為預(yù)定義或可定義 的值，該值理想地等于第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1，或者至少介于第二區(qū)2中占優(yōu)勢(shì) 的第二壓力P2-1的值與第一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I的值之間。在根據(jù)圖1的示意性視圖中，虛線表示傳感器裝置7可以可選地還包括第三壓力 傳感器，以檢測(cè)第一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I。該測(cè)量值可以傳輸至控制裝置8中，以 便確定中間腔室4中產(chǎn)生的壓力P4-1是否是該預(yù)先定義的或可定義的值。如上所述，形成中間腔室4的側(cè)壁的額外分隔件6可以包括結(jié)構(gòu)上可能的滲漏處 和/或不希望的滲漏處。優(yōu)選地，額外分隔件6的滲透性應(yīng)當(dāng)構(gòu)造為使得每單位時(shí)間內(nèi)從 第一區(qū)1溢流到中間腔室4中的流體體積的值能夠確保傳送機(jī)構(gòu)5的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)額外分 隔件6構(gòu)造為相對(duì)流體氣密性時(shí)，可以利用壓力釋放機(jī)構(gòu)9來(lái)設(shè)定單位時(shí)間內(nèi)從第一區(qū)1 溢流到中間腔室4中的流體體積。在如圖1所示方案的本發(fā)明實(shí)施方式中，用于提供壓力釋放的機(jī)構(gòu)9為機(jī)械作用 式減壓閥(pressure release valve)，通過(guò)該機(jī)構(gòu)9，根據(jù)第一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力 Pl-I與中間腔室4中產(chǎn)生的壓力P4-1之間存在的壓力差而自動(dòng)地設(shè)置單位時(shí)間內(nèi)從第一 區(qū)1溢流到中間腔室4中的流體體積。如果第一區(qū)1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I可以認(rèn)為 是恒定的，則如圖1所示方案的本發(fā)明實(shí)施方式中所采用的壓力控制閥9設(shè)計(jì)為，根據(jù)中間 腔室4中占優(yōu)勢(shì)的壓力P4-1的當(dāng)前值來(lái)自動(dòng)地設(shè)定單位時(shí)間內(nèi)從第一區(qū)1溢流到中間腔 室4中的流體體積。下面將參考圖2說(shuō)明熱交換系統(tǒng)100，該熱交換系統(tǒng)100利用本發(fā)明的裝置，以使 得熱交換介質(zhì)(第一流體或熱流體101以及第二流體或冷流體10 之間的不希望的流體流通最少化。無(wú)論熱交換介質(zhì)101、102之間設(shè)置的分隔件(以下稱為“第一分隔件3”)是 否包括使得物質(zhì)能夠傳遞的滲漏處，本發(fā)明的裝置都能夠?qū)崿F(xiàn)使得流體溢流最小化。以下參考圖2說(shuō)明的熱交換系統(tǒng)100是采用熱輪或轉(zhuǎn)子103作為熱交換器的系 統(tǒng)。有關(guān)設(shè)計(jì)為交流換熱器(regenerator)的熱交換器的說(shuō)明僅是以實(shí)施例的方式給出。 本發(fā)明裝置的使用尤其不限于用作用于提供半直接式熱傳遞的交流熱交換器的熱交換系 統(tǒng)100。而是，本發(fā)明的方案當(dāng)然還可以用于采用間壁式換熱器(recuperator)來(lái)提供非直 接熱傳遞的熱交換器。本發(fā)明的方案也不僅限于用于熱交換系統(tǒng)。從圖1所示的實(shí)施方式中可以看出， 本發(fā)明的方案實(shí)質(zhì)上適用于具有由流體滲透性分隔件分隔的兩個(gè)區(qū)的所有系統(tǒng)，從而第一 區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的壓力高于第二區(qū)中占優(yōu)勢(shì)的壓力。需要指出的是，選擇了使用轉(zhuǎn)子103來(lái)實(shí)現(xiàn)第一區(qū)1中流動(dòng)的熱流體101與第二 區(qū)2中流動(dòng)的冷流體102之間的半直接式熱傳遞的熱交換系統(tǒng)來(lái)闡述本發(fā)明裝置的功能。 由于在這種類型的旋轉(zhuǎn)型熱交換系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)子與分隔件3之間因其設(shè)計(jì)而始終會(huì)存在泄 漏，因此采用本發(fā)明方案的熱交換系統(tǒng)尤其適于表現(xiàn)本發(fā)明方案能夠?qū)崿F(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。在說(shuō)明熱交換系統(tǒng)中使用的根據(jù)本發(fā)明裝置是如何工作之前，首先參考圖3中的 圖示對(duì)傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型熱交換器100的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行說(shuō)明?，F(xiàn)有技術(shù)中公知的且圖3中示意性地示出的熱交換系統(tǒng)100構(gòu)造為熱交換系統(tǒng) 100包括用于流動(dòng)熱流體101的第一流動(dòng)區(qū)(以下稱為“第一區(qū)1”)。還設(shè)置有用于流動(dòng) 冷流體102的第二流動(dòng)區(qū)(以下稱為“第二區(qū)2”)。對(duì)于熱流體，例如可以想到的是，使用位于與第一區(qū)1鄰接的服務(wù)器室113中的數(shù) 據(jù)處理設(shè)備114的排氣。冷卻該數(shù)據(jù)處理設(shè)備114可以想到采用熱交換系統(tǒng)100，以將(熱 的)排氣從服務(wù)器室113通過(guò)第一通風(fēng)模塊111提供到熱交換系統(tǒng)100。在熱交換系統(tǒng)100 中，熱流體101的熱能通過(guò)熱交換器103傳遞給流經(jīng)第二區(qū)2的冷流體流102。在流經(jīng)熱交 換器103之后，冷流體101流重新循環(huán)回到服務(wù)器室113。用作冷卻介質(zhì)的冷流體流102流經(jīng)熱交換系統(tǒng)100的第二區(qū)2，其中第二通風(fēng)模塊 112用于例如吸入外部空氣，以冷卻熱交換器103，并在該外部空氣流經(jīng)熱交換器103之后 將其以加熱的形式重新循環(huán)回到外部氣氛中。第一區(qū)1(在熱交換系統(tǒng)100中，要冷卻的熱流體101流經(jīng)該第一區(qū)1)和第二區(qū) 2 (要加熱的冷流體102流經(jīng)該第二區(qū)2)通過(guò)構(gòu)造為隔斷的第一分隔件3而在空間上彼此 分隔。在該第一分隔件3上設(shè)置有轉(zhuǎn)子開(kāi)孔105，在圖3所示的熱交換系統(tǒng)100的實(shí)施方式 中，用作熱交換器的轉(zhuǎn)子103延伸穿過(guò)該轉(zhuǎn)子開(kāi)孔105。該轉(zhuǎn)子103是可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的熱輪(滾動(dòng)式熱交換器，thermal wheel)，其中，旋 轉(zhuǎn)軸線延伸穿過(guò)該第一分隔件3上形成的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔105。轉(zhuǎn)子103包括多個(gè)與旋轉(zhuǎn)軸線平 行的管道。熱傳遞利用這些管道的壁的性能來(lái)儲(chǔ)存熱能(熱量)。來(lái)自數(shù)據(jù)處理設(shè)備114 的熱的排氣(熱流體101)通過(guò)轉(zhuǎn)子103的位于第一區(qū)1內(nèi)的一半中的管道吸入。這樣對(duì) 各個(gè)管道的壁進(jìn)行加熱。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的熱交換器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子103繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，以使得被加熱的管道到達(dá)第二區(qū)2 的流動(dòng)外界冷空氣(冷流體10 的區(qū)域中。管道的熱壁加熱該冷流體102，導(dǎo)致該壁得到 冷卻。
根據(jù)圖3的熱交換系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)所必要的是，第一區(qū)1中的熱流體101流要流 經(jīng)轉(zhuǎn)子103的實(shí)際上正好位于第一區(qū)1中的適當(dāng)?shù)墓艿?。類似地，須確保第二區(qū)中的冷流 體102流要流經(jīng)轉(zhuǎn)子103的實(shí)際上正好位于第二區(qū)2中的管道。 為了實(shí)現(xiàn)該目的，熱交換系統(tǒng)100設(shè)置有第二分隔件106和第三分隔件107。第二 分隔件106布置在第一區(qū)1中，以使得第一區(qū)1分隔為第一熱流體腔室1-1和第二熱流體 腔室1-2。第一熱流體腔室1-1與第二熱流體腔室1-2通過(guò)轉(zhuǎn)子103的位于第一區(qū)1中的 管道的方式而流體連通。此外，第三分隔件107布置在第二區(qū)2中，以使得第二區(qū)2分隔為第一冷流體腔室 2-1和第二冷流體腔室2-2，其中，這兩個(gè)冷流體腔室2-1和2-1通過(guò)轉(zhuǎn)子103的位于第二 區(qū)2中的管道的方式而流體連通。從圖3中提供的圖示可以具體的看出，第二分隔件106和第三分隔件107布置為 從轉(zhuǎn)子103徑向地延伸并且與所述轉(zhuǎn)子103的旋轉(zhuǎn)軸線垂直。由于延伸經(jīng)過(guò)第一區(qū)1和第二區(qū)2的可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子103在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在第一區(qū) 1和第二區(qū)2中(各個(gè)流體流需要通過(guò)該第一區(qū)1和第二區(qū)2而經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng)100)都 構(gòu)成了流動(dòng)阻力，因此在第一熱流體腔室1-1中設(shè)置了第一壓力P1-1，并且在通過(guò)轉(zhuǎn)子103 和第二分隔件106而與第一熱流體腔室1-1分隔的第二熱流體腔室1-2中設(shè)定了第三壓力 P1-2，其中第三壓力P1-2低于第一壓力P1-1。由于熱交換系統(tǒng)100根據(jù)逆流原理運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的 壓力(第二壓力P2-1)低于在第二冷流體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的壓力(第四壓力P2-2)。因此，通過(guò)第一分隔件3而彼此分隔的第一熱流體腔室1-1和第一冷流體腔室2-1 之間產(chǎn)生了壓力差，從而在第一熱流體腔室1-1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I高于在第一冷流 體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1。類似地，第二熱流體腔室1-2和第二冷流體腔室2-2 之間也產(chǎn)生了壓力差。在第二冷流體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的第四壓力P2-2可以高于在第二 熱流體腔室1-2中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P1-2。由于用于使得熱交換系統(tǒng)的第一區(qū)1和第二區(qū)2彼此分隔的第一分隔件3并不構(gòu) 成流體密閉性隔斷，從而對(duì)于物質(zhì)是可滲透的，因此一個(gè)熱流體腔室1-1、1_2與相鄰布置 的冷流體腔室2-1、2-2之間產(chǎn)生的壓力差導(dǎo)致了滲漏流，其中來(lái)自第一熱流體腔室1-1中 的熱流體101通過(guò)滲透處(具體地，通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)子103的轉(zhuǎn)轂上的第一間隙開(kāi)孔Si)而 流至相鄰的第一冷流體腔室2-1中。另一方面，熱交換系統(tǒng)100的下部區(qū)域中可以產(chǎn)生逆流，來(lái)自第二冷流體腔室2-2 中的冷流體102可以通過(guò)第一分隔件3中的滲漏處(具體地，通過(guò)設(shè)置在轉(zhuǎn)子103的轉(zhuǎn)轂 上的第二間隙開(kāi)孔S2)而流至第二熱流體腔室1-2中。因而，如圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)公知的熱交換系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)法防止第一區(qū)1與第二 區(qū)2之間產(chǎn)生物質(zhì)交換。如上文中通過(guò)參考圖1中圖示的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的根據(jù)本發(fā)明的方案，適合用 于作為實(shí)施例的如圖3所示的熱交換系統(tǒng)100中，以便有效地防止在熱交換系統(tǒng)100運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)第一區(qū)1與第二區(qū)2之間的流體流通。然而，如圖2所示的熱交換系統(tǒng)100的實(shí)施方式采用本發(fā)明的方案來(lái)防止在熱交 換系統(tǒng)100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從第一區(qū)1到第二區(qū)2的不希望的流體連通。
因而，具體地設(shè)置為，如上參考根據(jù)圖1的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明的中間腔室4設(shè)置在 與第一分隔件3直接相鄰的第一區(qū)1(熱交換系統(tǒng)的熱空氣區(qū)域)中，該第一分隔件3將熱 交換系統(tǒng)的熱空氣區(qū)域與新鮮空氣區(qū)域(第二區(qū)2)相分隔。例如，朝第一區(qū)1相距例如 IOcm并且形成中間腔室4的側(cè)壁的隔板可以用于該目的。因而，該第一分隔件3構(gòu)成了中 間腔室4的相應(yīng)的相對(duì)側(cè)壁。 為了使得在熱交換系統(tǒng)100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子103能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，在如圖2所 示的熱交換系統(tǒng)100的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子開(kāi)孔105延伸穿過(guò)第一分隔件3和額外分隔件 6(隔板)，該額外分隔件6(隔板)構(gòu)成了中間腔室4的面向第一區(qū)1的側(cè)壁。轉(zhuǎn)子103的 轉(zhuǎn)轂區(qū)域中也設(shè)置有上間隙開(kāi)孔(第一間隙Si)，通過(guò)該上間隙開(kāi)孔(第一間隙Si)，在第 一熱流體腔室1-1和第一冷流體腔室2-1之間形成開(kāi)放的流體連通，類似地設(shè)置有下間隙 開(kāi)孔(第二間隙S2)，該下間隙開(kāi)孔(第二間隙S2)構(gòu)成了第二熱流體腔室1-2與第二冷流 體腔室2-2之間的開(kāi)放的流體連通。因此，第一區(qū)1和第二區(qū)2之間仍然存在具有滲漏處的隔斷(第一分隔件3)，分別 在第一區(qū)1和第二區(qū)2中流動(dòng)的介質(zhì)(熱流體101、冷流體102)可以通過(guò)該滲漏處進(jìn)行物 質(zhì)交換。類似于參考圖1的圖示進(jìn)行說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施方式的情況，圖2中示意性地示出 的熱交換系統(tǒng)2設(shè)置有傳送機(jī)構(gòu)5，該傳送機(jī)構(gòu)5的吸入側(cè)通過(guò)管路系統(tǒng)(圖2中未明顯示 出)的方式連接到中間腔室4。傳送機(jī)構(gòu)5用于將流體從中間腔室4傳送至第一區(qū)1中。 雖然在圖2中傳送機(jī)構(gòu)5的出口向外開(kāi)放至第一熱流體腔室1-1，但是當(dāng)然可以想到從中間 腔室4排出的流體可以引導(dǎo)至第二熱流體腔室1-2。具體地，如圖2所示的實(shí)施方式設(shè)置有轉(zhuǎn)子開(kāi)孔105，以將中間腔室4分隔為上第 一部4-1和下第二部4-2。中間腔室4的上第一部4-1在第一分隔件3的第一部3_1上延 伸，具體地，在第一分隔件3的將第一熱流體腔室1-1與第一冷流體腔室2-1分隔的區(qū)域上 延伸。中間腔室4的下第二部4-2在第一分隔件3的第二部3-2上延伸，具體地，在第一分 隔件3的將第二熱流體腔室1-2與第二冷流體腔室2-2分隔的區(qū)域上延伸。中間腔室4的 第二部4-2通過(guò)轉(zhuǎn)子103的相應(yīng)的管道而與中間腔室4的第一部4-1流體連通。為了使本發(fā)明的方案能夠?qū)崿F(xiàn)在熱交換系統(tǒng)100的運(yùn)作過(guò)程中使得在根據(jù)圖2或 圖3的熱交換系統(tǒng)100的第一區(qū)1 (第一熱流體腔室1-1和第二熱流體腔室1-2)與第二區(qū) 2 (第一冷流體腔室2-1和第二冷流體腔室2-2)之間不出現(xiàn)溢流，盡管轉(zhuǎn)子103的轉(zhuǎn)轂區(qū)域 中具有不可避免的上間隙開(kāi)孔Sl和下間隙開(kāi)孔S2，傳送機(jī)構(gòu)5優(yōu)選地由適當(dāng)?shù)目刂蒲b置8 控制，傳送機(jī)構(gòu)5的流速調(diào)節(jié)為使得中間腔室4的第一部4-1中產(chǎn)生低于第一熱流體腔室 1-1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I的壓力。具體地，當(dāng)通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5在中間腔室4的第一部4-1中設(shè)置的壓力P4-1假設(shè)為 與第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1的值相同時(shí)，能夠完全防止從第一熱流體 腔室1-1到相鄰的第一冷流體腔室2-1的流體流通。也就是說(shuō)，中間腔室4的第一部4-1 與第一冷流體腔室2-1之間沒(méi)有壓力差能夠有效地作為通過(guò)例如第一間隙開(kāi)孔Sl的熱流 體101泄漏流的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)然，與沒(méi)有配備用于使流體流通最少化的裝置的熱交換系統(tǒng)100相比，當(dāng)中間 腔室4的第一部4-1中產(chǎn)生的壓力P4-1低于第一熱流體腔室1-1中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I并高于第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1時(shí)，也能夠降低單位時(shí)間內(nèi)從第一熱 流體腔室1-1到第一冷流體腔室2-1的溢流量。另一方面，盡管第二熱流體腔室1-2與第二冷流體腔室2-2之間存在通過(guò)轉(zhuǎn)子103 的轉(zhuǎn)轂區(qū)域的第二間隙開(kāi)孔S2的開(kāi)放的流體連通，但是本發(fā)明的方案也可以有效地防止 或者至少減少這兩個(gè)流體腔室1-2和2-2之間的流體連通。因?yàn)橹虚g腔室4的第二部4-2 通過(guò)轉(zhuǎn)子103的管道而與中間腔室4的第一部4-1流體連通，所以當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)5啟動(dòng)時(shí)，位 于中間腔室4的第二部4-2中的一些流體也會(huì)傳送到第一區(qū)(第一熱流腔室1-1或第二熱 流腔室1-2)中。因而，中間腔室4的第二部4-2中的壓力P4-2也可以通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5而 設(shè)置為低于第二熱流體腔室1-2中占優(yōu)勢(shì)的第三壓力P1-2。如果第二熱流體腔室1-2中占優(yōu)勢(shì)的壓力為第三壓力P1-2，第二冷流體腔室2-2 中占優(yōu)勢(shì)的壓力為第四壓力P2-2，并且該第四壓力P2-2低于第三壓力P1-2，則當(dāng)中間腔室 4的第二部4-2中產(chǎn)生的壓力P4-2確實(shí)等于或者高于第四壓力P2-2并低于第三壓力P1-2 時(shí)，能夠有效地減少第二熱流體腔室1-2與第二冷流體腔室2-2之間的流體連通。與圖1所示的實(shí)施方式中的情況類似，在圖2所示的實(shí)施例中，控制裝置8用于自 動(dòng)啟動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)5，從而根據(jù)第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1、中間腔室4的 第一部4-1中產(chǎn)生的壓力P4-1、第二冷流體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的第四壓力P2-2和中間腔室 4的第二部4-2中產(chǎn)生的壓力P4-2來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送機(jī)構(gòu)5的流速。為此，設(shè)置有傳感器裝置7，該傳感器裝置7包括用于檢測(cè)第一冷流體腔室2-1中 占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1的第一壓力傳感器7-1、用于檢測(cè)中間腔室4的第一部4-1中產(chǎn)生 的壓力P4-1的第二壓力傳感器7-2、用于檢測(cè)第二冷流體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的第四壓力 P2-2的第三壓力傳感器7-3和用于檢測(cè)中間腔室4的第二部4-2中占優(yōu)勢(shì)的的壓力P4-2 的第四壓力傳感器7-4。傳感器裝置7的各個(gè)壓力傳感器7-1至7-4設(shè)計(jì)為連續(xù)地或者在預(yù)定時(shí)間或者在 預(yù)定情況下檢測(cè)各個(gè)壓力值，并且將該壓力值提供給控制裝置8，該控制裝置8相應(yīng)地設(shè)置 傳送機(jī)構(gòu)5的流速。由于第一間隙開(kāi)孔Sl (在其他部件中)代表流至中間腔室4的第一部4-1中的流 體連通，因此當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)5在中間腔室4的第一部4-1中產(chǎn)生低于第一熱流體腔室1-1中 占優(yōu)勢(shì)的第一壓力Pl-I的壓力時(shí)，來(lái)自于第一熱流體腔室1-1的流體通過(guò)該開(kāi)放的流體通 道流到中間腔室4的第一部4-1中。為了能夠通過(guò)調(diào)節(jié)傳送機(jī)構(gòu)5的流速來(lái)設(shè)置中間腔室4的第一部4-1中產(chǎn)生的壓 力P4-1，從而有效地防止或者至少減少?gòu)牡谝粺崃黧w腔室1-1到第一冷流體腔室2-1的流 體連通，必須根據(jù)需要改變由第一間隙開(kāi)孔Sl形成的開(kāi)放的流體通道。這也應(yīng)用于通過(guò)第 二間隙開(kāi)孔S2而在第二熱流體腔室1-2與中間腔室4的第二部4-2之間形成的開(kāi)放的流 體通道。為此，在如圖2所示的熱交換系統(tǒng)100的實(shí)施方式中的第一區(qū)1中設(shè)置有第一流 閘(flow brake) 108，該第一流閘108設(shè)計(jì)用于限制從第一熱流體腔室1-1通過(guò)第一間隙 Sl到中間腔室4的第一部4-1的流體溢流，以及從中間腔室4的第二部4-2通過(guò)第二間隙 S2到第二熱流體腔室1-2的流體溢流。詳細(xì)地說(shuō)，第一流間108可以包括密封件，該密封 件為柔性的可充氣管的形式，并且該可充氣管可以容納在位于額外分隔件6上的U型輪廓(U-profile)中。該可充氣管在轉(zhuǎn)子103的上方和下方延伸。為了將單位時(shí)間內(nèi)從第一熱 流體腔室1-1通過(guò)第一間隙Sl溢流到中間腔室4的第一部4-1的流體體積以及單位時(shí)間 內(nèi)從中間腔室4的第二部4-2通過(guò)第二間隙S2溢流到第二熱流體腔室1-2的流體體積設(shè) 置為預(yù)定值或可定義值，將該管充氣到調(diào)節(jié)直徑，從而為轉(zhuǎn)子103產(chǎn)生更窄的但是不接觸 的間隙S1、S2。 原則上，可以想到，將第一流閘108設(shè)計(jì)為，根據(jù)傳送機(jī)構(gòu)5的流速來(lái)設(shè)定單位時(shí) 間內(nèi)溢流的流體體積。原則上，可以將通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)5而從中間腔室4排出的流體的至少 一部分供應(yīng)到第一流間108的柔性的可充氣管中，從而將該管充氣至調(diào)節(jié)直徑。第二區(qū)2中還設(shè)置有第二流閘109，從而當(dāng)中間腔室4的第一部4-1中設(shè)定的壓力 P4-1與第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力P2-1不同并且中間腔室4的第二部4-2 中設(shè)定的壓力P4-2與第二冷流體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的第四壓力P2-2不同時(shí)，所述第二流 閘109用于限制從中間腔室4的第一部4-1通過(guò)第一間隙Sl到第一冷流體腔室2-1的流 體溢流和從第二冷流體腔室2-2通過(guò)第二間隙S2到中間腔室4的第二部4-2的流體溢流。與第一流閘108的構(gòu)造方式類似，第二流閘109可以構(gòu)造為柔性的可充氣管形式 的密封件。圖4中以流程圖的形式示意性地示出了根據(jù)圖2的熱交換系統(tǒng)100中產(chǎn)生的流體 流動(dòng)，從而中間腔室4的第一部4-1中的壓力P4-1此處與第一冷流體腔室2-1中占優(yōu)勢(shì)的 壓力(第二壓力P1-2)相同，并且從而中間腔室4的第二部4-2中的壓力P4-2與第二冷流 體腔室2-2中占優(yōu)勢(shì)的壓力(第四壓力P2-2)相同。如上所述，通過(guò)該結(jié)構(gòu)，不發(fā)生通過(guò)第 一分隔件3從熱交換系統(tǒng)100的第一區(qū)1到第二區(qū)2的流體連通。在圖4中示出的流程圖構(gòu)成了特殊的實(shí)施方式，其中可以從該流程圖中推斷出相 應(yīng)的參數(shù)。概括而言，根據(jù)本發(fā)明的方案旨在有效地防止在熱交換系統(tǒng)100的熱區(qū)中流動(dòng)的 第一流體101與冷區(qū)中流動(dòng)的第二流體102發(fā)生物質(zhì)混合，在該熱交換系統(tǒng)100中，熱流體 流動(dòng)區(qū)與冷流體流動(dòng)區(qū)之間沒(méi)有完全的非滲透性。因而，可以想到，還可以將這種熱交換系 統(tǒng)(例如包括交流換熱器作為熱交換器)應(yīng)用到將呈永久惰性的室內(nèi)氣氛通過(guò)半直接式熱 傳遞方式進(jìn)行冷卻的應(yīng)用場(chǎng)合中。根據(jù)本發(fā)明的方案尤其適于對(duì)呈連續(xù)惰性的服務(wù)器室113進(jìn)行冷卻，在服務(wù)器室 113中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備114永久地在缺氧氣氛中運(yùn)行，以應(yīng)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。在這些呈連續(xù)惰性 的室中，在運(yùn)行成本方面重要的是，要盡可能少地向室內(nèi)氣氛添加惰性氣體而使設(shè)定的惰 性程度維持更長(zhǎng)的時(shí)間。在過(guò)去，這種情況導(dǎo)致如上文中參考圖3中的圖示所說(shuō)明的傳統(tǒng)的熱交換系統(tǒng) 100在用于冷卻呈連續(xù)惰性的室內(nèi)的空間氣氛時(shí)不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)本發(fā)明的方案能夠以簡(jiǎn)單 而有效的方式完全防止或者至少減少熱交換系統(tǒng)的各區(qū)之間的流體連通，從而在熱交換系 統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，永久惰性的室的空間氣氛中相當(dāng)少的氣體能夠流到熱交換系統(tǒng)的冷空氣 側(cè)，從而減少所需要添加的惰性氣體的體積。附圖標(biāo)記列表1 第一區(qū)1-1第一熱流體腔室
1-2第二熱流體腔室2第二區(qū)2-1第一冷流體腔室2-2第二冷流體腔室3分隔件/第一分隔件4中間腔室4-1中間腔室的第一部4-2中間腔室的第二部5傳送機(jī)構(gòu)6額外分隔件/中間腔室的側(cè)壁7傳感器裝置7-1第一壓力傳感器7-2第二壓力傳感器7-3第三壓力傳感器7-4第四壓力傳感器8控制裝置9壓力釋放裝置100熱交換系統(tǒng)101熱流體/第一流體102冷流體/第二流體103熱交換器/轉(zhuǎn)子105轉(zhuǎn)子開(kāi)孔106第二分隔件107第三分隔件108第一流閘109第二流閘111第一通風(fēng)模塊112第二通風(fēng)模塊113服務(wù)器室114數(shù)據(jù)處理設(shè)備
權(quán)利要求
1.一種熱交換系統(tǒng)(100)，用于在熱流體(101)與冷流體(102)之間傳遞熱能，其中， 所述熱交換系統(tǒng)(100)包括第一區(qū)(1，1-1)和第二區(qū)(2，2-1)，所述熱流體(101)通過(guò)所述第一區(qū)(1，1_1)流動(dòng)， 所述冷流體(102)通過(guò)所述第二區(qū)(2，2-1)流動(dòng)；第一分隔件(3)，該第一分隔件(3)將所述第一區(qū)(1)與所述第二區(qū)(2)彼此空間分 隔，其中，在所述第一區(qū)(1，1_1)中，第一壓力(Pl-I)通過(guò)所述第一分隔件(3)的至少一 個(gè)第一部(3-1)占優(yōu)勢(shì)，在所述第二區(qū)(2，2-1)中低于所述第一壓力(Pl-I)的第二壓力 (P2-1)占優(yōu)勢(shì)；熱交換器，該熱交換器為交流換熱器的形式，以將熱能從熱流體流傳遞到冷流體流；以及至少一個(gè)用于使流體通過(guò)所述第一分隔件(3)的第一部(3-1)從所述第一區(qū)(1，1_1) 到所述第二區(qū)(2，2-1)的不希望的流通最少化的裝置，其中，該裝置包括中間腔室(4)，該 中間腔室(4)位于將兩個(gè)區(qū)(1，1-1，2，2-1)彼此分隔的所述第一分隔件(3)處，并且其中， 該裝置還包括傳送機(jī)構(gòu)(5)，該傳送機(jī)構(gòu)(5)設(shè)計(jì)用于將流體從所述中間腔室(4)傳送到所 述第一區(qū)(1，1-1)，從而在所述中間腔室⑷中產(chǎn)生低于所述第一區(qū)(1，1_1)中占優(yōu)勢(shì)的第 一壓力(Pl-I)的壓力，其中，在所述中間腔室⑷中產(chǎn)生的該壓力(P4-1)等于或者高于所 述第二區(qū)(2，2-1)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力(P2-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述中間腔室(4)的側(cè)壁中的一個(gè)側(cè)壁由所述第一分隔件(3)形成，另一個(gè)側(cè)壁 由額外分隔件(6)形成，該額外分隔件(6)形成在朝向所述第一區(qū)(1，1_1)并與所述第一 分隔件⑶間隔有距離的位置；其中，通過(guò)所述第一分隔件(3)的第一部(3-1)使得第一壓力(Pl-I)在所述第一區(qū) (1,1-1)中占優(yōu)勢(shì)，并且低于所述第一壓力(Pl-I)的第二壓力(P2-1)在所述第二區(qū)(2， 2-1)中占優(yōu)勢(shì)，并且其中，通過(guò)所述第一分隔件(3)的第二部(3-2)使得第三壓力(P1-2) 在所述第一區(qū)(1，1_2)中占優(yōu)勢(shì)，并且低于所述第三壓力(P1-2)的第四壓力(P2-2)在所 述第二區(qū)(2，2-2)中占優(yōu)勢(shì)；其中，所述中間腔室(4)包括在所述第一分隔件(3)的第一部(3-1)上延伸的第一 部(4-1)和在所述第一分隔件(3)的第二部(3-2)上延伸的第二部(4-2)，并且該第二部 (4-2)與所述中間腔室(4)的第一部(4-1)流體連通；其中，所述傳送機(jī)構(gòu)(5)設(shè)計(jì)為在所述中間腔室(4)的第一部(4-1)中產(chǎn)生低于所述 第一壓力(Pl-I)的壓力，并且在所述中間腔室(4)的第二部(4-2)中產(chǎn)生高于所述第三壓 力(P1-2)的壓力，其中，在所述中間腔室⑷的第一部(4-1)中產(chǎn)生的所述壓力(P4-1)等 于或者高于所述第二壓力(P2-1)，并且其中，在所述中間腔室(4)的第二部(4-2)中產(chǎn)生的 所述壓力(P4-2)等于或者高于所述第四壓力(P2-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述熱交換系統(tǒng)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的轉(zhuǎn)子(103)，該轉(zhuǎn)子(103)包括平行于旋轉(zhuǎn) 軸線的管道和延伸穿過(guò)所述第一分隔件(3)和所述額外分隔件(6)的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔(105)，以使 得所述轉(zhuǎn)子(103)在旋轉(zhuǎn)時(shí)延伸穿過(guò)所述第一區(qū)(1)和第二區(qū)(2)，并且還設(shè)置有第二分隔件(106)，該第二分隔件(106)布置在所述第一區(qū)(1)中，從而所述第一區(qū)(1)被分隔為第一熱流體腔室(1-1)和第二熱流體腔室(1-2)，該第一熱流體腔室(1-1)和 第二熱流體腔室(1- 與所述轉(zhuǎn)子(10 的位于所述第一區(qū)(1)中的管道流體連通；第三分隔件(107)，該第三分隔件(107)布置在所述第二區(qū)O)中，從而所述第二區(qū)(2)被分隔為第一冷流體腔室(2-1)和第二冷流體腔室0-2)，該第一冷流體腔室(2-1)和 第二冷流體腔室(2- 與所述轉(zhuǎn)子(10 的位于所述第二區(qū)O)中的管道流體連通；其中，通過(guò)使得冷流體腔室0-1，2-2)與相關(guān)聯(lián)的相鄰熱流體腔室(1-1，1-2)之間的 第一分隔件C3)上產(chǎn)生的壓力差最小化，使得通過(guò)所述第一分隔件C3)而從所述第一區(qū)(1) 和第二區(qū)O)中的一者到另一者的流體連通最少化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述中間腔室(4)的所述第一部(4-1)與所述中間腔室(4)的所述第二部(4-2) 通過(guò)所述轉(zhuǎn)子(10 的位于所述第一區(qū)(1)內(nèi)的管道而流體連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的熱交換系統(tǒng)(100)，該熱交換系統(tǒng)(100)還包括傳感器裝置(7)，該傳感器裝置(7)具有用于檢測(cè)所述第一冷流體腔室中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力(P2-1)的第一壓力傳感器(7-1)、用于檢測(cè)所述中間腔室的所述第一部 (4-1)中設(shè)置的壓力(P4-1)的第二壓力傳感器(7-2)、用于檢測(cè)所述第二冷流體腔室(2-2) 中占優(yōu)勢(shì)的第四壓力(P2-2)的第三壓力傳感器(7-3)和用于檢測(cè)所述中間腔室的所 述第二部G-2)中占優(yōu)勢(shì)的壓力(P4-2)的第四壓力傳感器(7-4)；以及控制裝置(8)，該控制裝置(8)用于控制所述傳送機(jī)構(gòu)(5)的流速，其中，所述控制裝 置(8)設(shè)計(jì)用于自動(dòng)地控制所述傳送機(jī)構(gòu)(5)，以使得所述第二壓力(P2-1)的測(cè)量值與所 述中間腔室的第一部中產(chǎn)生的壓力(P4-1)的測(cè)量值之間的差為預(yù)定義值或可 定義值，并且所述第四壓力(P21)的測(cè)量值與所述中間腔室(4)的所述第二部G-2)中產(chǎn) 生的壓力(P41)的測(cè)量值之間的差為預(yù)定義值或可定義值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述第一區(qū)(1)中還設(shè)置有第一流閘(108)，該第一流閘(108)設(shè)計(jì)用于限制通 過(guò)所述轉(zhuǎn)子(103)與所述額外分隔件(6)之間的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔(105)處的第一間隙(Si)從所 述第一熱流體腔室(1-1)到所述中間腔室的第一部的流體溢流，以及限制通過(guò) 所述轉(zhuǎn)子(103)與所述額外分隔件(6)之間的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔(105)處的第二間隙(S2)從所述 中間腔室的第二部(4-2)到所述第二熱流體腔室(1-2)的流體溢流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述第一流閘(108)能夠被控制為，使得單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述第一間隙(Si)從 所述第一熱流體腔室(1-1)溢流到所述中間腔室GO)的第一部G-1)的流體體積和單位 時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述第二間隙( 從所述中間腔室(4)的第二部(4- 溢流到所述第二熱流體 腔室(1- 的流體體積能夠設(shè)定為預(yù)定義值或可定義值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述第一流閘(108)設(shè)計(jì)為根據(jù)所述傳送機(jī)構(gòu)(5)的流速來(lái)設(shè)置單位時(shí)間內(nèi)溢 流的流體體積。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任意一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)(100)，其中，所述第二區(qū)O)中還設(shè)置有第二流閘(109)，該第二流閘(109)用于限制通過(guò)所 述轉(zhuǎn)子(103)與所述第一分隔件(3)之間的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔(105)處的第一間隙(Si)從所述中間腔室(4)的 第一部(4-1)到所述第一冷流體腔室(2-1)的流體溢流，以及限制通過(guò)所述 轉(zhuǎn)子(103)與所述第一分隔件(3)之間的轉(zhuǎn)子開(kāi)孔(105)處的第二間隙(S2)從所述第二 冷流體腔室(2-2)到所述中間腔室⑷的第二部(4-2)的流體溢流。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)(100)， 其中，所述流閘(108，109)包括密封件，該密封件為柔性的可充氣管的形式，布置在所 述額外分隔件(6)和所述轉(zhuǎn)子(103)之間的兩個(gè)間隙(S1，S2)處的所述額外分隔件(6)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使流體的從第一區(qū)(1)到通過(guò)非滲透性分隔件(3)分隔的第二區(qū)(2)的不希望的流通最少化的裝置，其中，在第一區(qū)(1)第一壓力(P1-1)占優(yōu)勢(shì)，在第二區(qū)(2)低于第一壓力(P1-1)的第二壓力(P2-1)占優(yōu)勢(shì)。鄰近分隔件(3)設(shè)置有將兩個(gè)區(qū)(1，2)彼此分隔的中間腔室(4)。還設(shè)置有傳送機(jī)構(gòu)(5)，設(shè)計(jì)用于將流體從中間腔室(4)傳送到第一區(qū)(1)，以在中間腔室(4)中產(chǎn)生低于第一區(qū)(1)中占優(yōu)勢(shì)的第一壓力(P1-1)的壓力，其中在中間腔室(4)中產(chǎn)生的壓力(P4-1)等于或者高于第二區(qū)(2)中占優(yōu)勢(shì)的第二壓力(P2-1)。
文檔編號(hào)F28D19/04GK102047063SQ200980120090
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者M·金德 申請(qǐng)人:艾摩羅那股份公司