專利名稱：旋渦發(fā)生器的制作方法
旋渦發(fā)生器
本發(fā)明涉及一種旋渦發(fā)生器(vortex generator ),該旋渦發(fā)生器被設(shè)計(jì) 成將介質(zhì)引入到受控的旋渦流動(dòng)。該旋渦發(fā)生器具有將所述介質(zhì)導(dǎo)引到所 述旋渦發(fā)生器中的入口段，該入口段包含具有彎曲幾何形狀的旋轉(zhuǎn)對稱 腔，所述旋渦發(fā)生器進(jìn)一步包括被連接到所述入口段的旋渦室，在該旋渦 室內(nèi)建立所述旋渦流動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種凈化水的方法。
背景技術(shù)：
使用用于將介質(zhì)引入到旋渦流動(dòng)的旋渦發(fā)生器的已經(jīng)建立的技術(shù)是以 許多不同方法予以實(shí)現(xiàn)的。最常用的一個(gè)方法是通過^f吏用施加壓力的導(dǎo)軌 迫使所述介質(zhì)在所述旋渦室內(nèi)流動(dòng)。該方法的問題在于所述導(dǎo)軌一進(jìn)入到 端部所述壓力也就會(huì)消失。另一種建立方法是將所述介質(zhì)切向地吹入到所 述旋渦室中作為具有高壓力和高流動(dòng)性的均 一物質(zhì)。該方法使所述介質(zhì)產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)，其類似于固體的旋轉(zhuǎn)并最終引起湍流。然而另一種方法是使用一 種圓盤，該圓盤高速旋轉(zhuǎn)因此用它推動(dòng)所述介質(zhì)。這導(dǎo)致在周圍產(chǎn)生較高 的壓力，其會(huì)引起結(jié)構(gòu)化的旋渦快速分解為湍流。
因此這些困難出現(xiàn)在將所述流動(dòng)介質(zhì)保持為受控旋渦流動(dòng)是很重要的 情況下。當(dāng)達(dá)到水力分離器，例如，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒室，已經(jīng)使用 了將所述介質(zhì)切向地吹入到所述旋渦室作為均一物質(zhì)， 一(旦是該方法的問題 之一在于該情況下，即中斷流動(dòng)，引起湍流。在水力分離器中，這干擾離 心分離效應(yīng)，并引起顆粒被吸入到所述接收流中。在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中，這 引起燃料和空氣的混合的質(zhì)量較差，其會(huì)導(dǎo)致效果降低。如果與能夠控制 所述旋渦流動(dòng)相比，這還會(huì)導(dǎo)致該過程需要更多能量和更高效率地利用原 料。使用導(dǎo)軌導(dǎo)引所述流動(dòng)不是很有效，因?yàn)樗鰧?dǎo)軌一進(jìn)入端部所述導(dǎo) 向效應(yīng)就消失。另 一個(gè)問題在于當(dāng)所述流動(dòng)介質(zhì)被吹入或推入到均一的和 更多或更少層流流動(dòng)中的旋渦室中，所述旋渦不會(huì)形成螺旋流動(dòng)模型，但 在此情況下還會(huì)開始以固體方式旋轉(zhuǎn)從而最終變?yōu)橥牧髁鲃?dòng)。
建立的旋渦發(fā)生器的例子，其目的是要處理可飲用的液體，描述于DE-U-20 218 674中。
被稱為馬丁旋渦發(fā)生器(Martin Vortex Generator)的另一旋渦發(fā)生器 以Wirbelwasser (www.wirbelwasser.de)商才示名字上市的。在該力走滿發(fā)生 器中的水以類似于固體的方式運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種旋渦發(fā)生器，該旋渦發(fā)生器在不同類型的 情況下表示以上提到的該組問題的較好的解決方案，在此方式下所述流動(dòng) 介質(zhì)變?yōu)槭芸匦郎u流動(dòng)。
該目的是使用在該文件開始描述的那種旋渦發(fā)生器予以實(shí)現(xiàn)的，其已 被給出在專利權(quán)利要求l中定義的特征。優(yōu)選實(shí)施例放置在從屬權(quán)利要求 2-11中。對于特定的應(yīng)用領(lǐng)域，該目的還通過描述于專利權(quán)利要求12中 的方法予以實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，所述旋渦發(fā)生器具有入口段，其包含至少一個(gè)螺 旋形的錐形通道(spiral-shaped conic channel)用于將所述介質(zhì)從所述旋轉(zhuǎn) 對稱腔導(dǎo)引到所述旋渦室。所述旋渦室(vortex chamber )是喇叭形的或卵 形的，并以此方式被設(shè)計(jì)成以使所述旋渦室內(nèi)部的喇p八形的縱向的橫截面 用函數(shù)表示為/(x) = "x^,其中這些參數(shù)的以下變量表示所述旋渦室的喇叭 形的縱向橫截面的限定區(qū)域8500<=k<=9000， -l.l<=y<=-1.0,該函數(shù)被 限定在初始值X0和X0 + 250長度單位之間，在此X0根據(jù)以下變化 70<=X0<=170,并且所述旋渦室的卵形的內(nèi)部由函數(shù)表示為
= C ,其中這些參數(shù)的以下變化表示旋渦室的卵形的縱向
的橫截面的限定區(qū)域18<=C<=21,如果乂<=0，則，k戶KI.003且 k2>=0.005， ^口果XX)，貝'J， k!〉二0.002且k2>=0.005。
通過設(shè)計(jì)本發(fā)明，所示介質(zhì)接收朝向自組織的推動(dòng)力，類似于當(dāng)浴室 清空時(shí)形成的旋渦，所述內(nèi)部旋渦流動(dòng)是通過由外部容器的表面引起的減 速效應(yīng)維持的。通過以該方式給流動(dòng)介質(zhì)一個(gè)推動(dòng)力，持久且結(jié)構(gòu)較好的 旋渦能被建立、維持并使在給定初始推動(dòng)力之后繼續(xù)更長時(shí)間。根據(jù)本發(fā) 明的設(shè)計(jì)，與通過已經(jīng)建立的技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)的相比，所述旋渦發(fā)生器能以 相當(dāng)?shù)偷膲毫土鲃?dòng)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)較好的旋渦。還允許獲得液體和氣體的有效 混合，其產(chǎn)生成本更有效的不同處理，因?yàn)樗鼈冃枰芰枯^少且使用的原料較少。而且，因?yàn)闃?gòu)造所述旋渦發(fā)生器的方法，在中心形成旋渦壓力減 小，起到真空泵的作用，例如，其能被用于分離氣體或顆粒。 所述介質(zhì)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選液態(tài)或者氣態(tài)的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述旋渦發(fā)生器還包括旋渦集中器，其被連接 到所述入口段，且該旋渦集中器被布置成以使在其外表面處，它被從所述 入口段的螺旋形的錐形通道導(dǎo)卩1到所述旋渦室的介質(zhì)流所包圍。所述旋渦 集中器的外表面被設(shè)計(jì)成以使所述流動(dòng)減速從而能在其附近形成壓力降 低。所述旋渦集中器還增加了所形成的旋渦的穩(wěn)定性。
根據(jù)本實(shí)施例，所述入口段具有用于連接所述旋渦集中器的斜邊。這 意味著連接所述旋渦集中器較容易。
所述旋渦發(fā)生器的入口段可包含中心通道，用于將所述介質(zhì)的次要流 從所述入口段的旋轉(zhuǎn)對稱腔導(dǎo)引到所述旋渦集中器的內(nèi)部。在此情況下，
所述旋渦集中器還具有用于將所述次要流(secondary flow )從所述旋渦集 中器的內(nèi)部導(dǎo)引到所述旋渦室的出口段，以及位于所述中心通道和所述旋 渦集中器的內(nèi)部之間的通道盤(channel disc),該通道盤具有至少一個(gè)傾 斜通道，用于將所述次要流從所述中心通道導(dǎo)引到所述旋渦集中器。采用 該設(shè)計(jì)，能在所述旋渦集中器的內(nèi)部產(chǎn)生旋渦，且當(dāng)該次要流離開旋渦集 中器時(shí)，與所述旋渦室中的壓力相比由于在是所述旋渦集中器的內(nèi)部存在 更高的壓力因此它將高速且旋轉(zhuǎn)地加速并射出到所述旋渦室中。所述旋渦 室中的主旋渦將因此被進(jìn)一步地集中。
所述旋渦集中器的內(nèi)部優(yōu)選包含旋轉(zhuǎn)對稱室。通過這樣做，加強(qiáng)了所 述旋渦集中器內(nèi)的旋渦的形成。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有至少一個(gè)旋渦通道的噴嘴位于所述旋渦集 中器內(nèi)，所述旋渦集中器出口的上游。在該噴嘴的幫助下，在所述旋渦集 中器內(nèi)部形成的旋渦得以集中。
部。通過具有該附加部分，導(dǎo)引到所述入口段的介質(zhì)被給定推動(dòng)力，加速 旋渦的形成。
所述翼部應(yīng)當(dāng)優(yōu)選位于所述入口段的旋轉(zhuǎn)對稱腔的上游。所述介質(zhì)因 此被給定一較早推動(dòng)力(impulse),以使即使在所述介質(zhì)達(dá)到所述入口段 的腔之前所述旋渦運(yùn)動(dòng)就被開始。在轉(zhuǎn)向所述旋渦室內(nèi)部的 一個(gè)表面上，所述入口 ^殳可具有圓形凹部。 該凹部形成所述旋渦室的一部分內(nèi)部幾何，并具有進(jìn)一步穩(wěn)定所述旋渦的 作用。
本發(fā)明的旋渦發(fā)生器優(yōu)選被布置成以通過在所述旋渦的中心中收集污 染物來凈化水。
根據(jù)本發(fā)明的用于凈化水的方法，受污染的水被導(dǎo)引到所述旋渦發(fā)生 器，其是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)予以構(gòu)造的。污染物被有效地收集在所述旋渦 的中心并能導(dǎo)引走，同時(shí)所述凈化后的水會(huì)徑向通過所述污染物的外部。


在這些附圖中
圖1和圖2示出了具有兩個(gè)不同幾何的旋渦室的整體結(jié)構(gòu)的橫截面， 且示出了不同的旋渦是如何形成和構(gòu)造的，以及入口段、旋渦集中器和外 部容器是如何相對于彼此而被組裝的；
圖3表示從下面具有用于螺旋形和錐形的通道的出口孔的入口段和通 道盤的詳細(xì)圖像，其中所述通道盤51起從中心流過以旋轉(zhuǎn)的次要流。
圖4表示具有產(chǎn)生推動(dòng)力的翼部、帶有彎曲幾何形狀的對稱室以及用 于不同次要流的通道的入口段的橫截面。
圖5表示從下面的入口段以及所述不同的次要流如何切向射入到所述 旋渦室中。
圖6再次表示所述入口段的橫截面，但此時(shí)表示不同的旋渦是如何形 成并且是在何處形成的，以及它們是如何形成在所述旋轉(zhuǎn)對稱腔內(nèi)的，以 及它們隨后是穿過這些通道的入口噴射到所述螺旋形的通道中的。
圖7表示所述旋渦集中器的詳細(xì)圖像，以及表示所述不同旋渦是如何 產(chǎn)生并形成在所述旋渦集中器的周圍和內(nèi)部的。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的更詳細(xì)的特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下的詳細(xì)描述將會(huì)顯而易見。本 發(fā)明包含一種新型的旋渦發(fā)生器，如圖1和圖2所示，其目的是將流動(dòng)介 質(zhì)引入到所述受控旋渦運(yùn)動(dòng)，并具有喇叭形的旋渦室4a或卵形的旋渦室 4b。介質(zhì)被給定初始旋轉(zhuǎn)同時(shí)在所述入口段自身1內(nèi)建立了較細(xì)結(jié)構(gòu)的旋 渦。通過以下面更詳細(xì)描述的方式導(dǎo)引，其被圍繞主旋渦5的軸旋轉(zhuǎn)，其 同時(shí)圍繞其自己在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中流動(dòng)的軸旋轉(zhuǎn)。所述旋渦的連續(xù)運(yùn)動(dòng)是通過
從所述旋渦室4 (a和b)的外壁的減速效果予以維持的。
可以說所述流動(dòng)介質(zhì)經(jīng)受以其被給定朝向自組織的推動(dòng)力而開始的過 程。流過入口段1中的開口的介質(zhì)被設(shè)定為由翼部103的初始旋轉(zhuǎn)。由于 在這些翼部的壓力減小的側(cè)部上的相對壓力較低， 一些介質(zhì)^C吸入小型的 微旋渦中，這些微旋渦構(gòu)成所述較細(xì)結(jié)構(gòu)的旋渦。這些微旋渦將它們自己 部分地結(jié)合成幾束旋渦絲(vortexthread),這些旋渦絲構(gòu)成形成于通道 102 (a和b)中的較大旋渦的核心。
當(dāng)具有多束旋渦絲109的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)流入旋轉(zhuǎn)對稱腔101中時(shí)，所述介 質(zhì)被推向彎曲幾何體108的周邊。所述旋轉(zhuǎn)介質(zhì)平靠腔101的彎曲的外 部，接著隨著所述曲線再次向上轉(zhuǎn)彎而巻曲，因此，具有多束旋渦絲的旋 轉(zhuǎn)環(huán)形成在所述旋轉(zhuǎn)對稱腔內(nèi)。因?yàn)樗鼋橘|(zhì)被推入到具有一定量的過壓 力的入口段l，所述環(huán)的外部^皮推入到多個(gè)通道102 (a和b)中，其入口 102a位于所述旋轉(zhuǎn)對稱室的側(cè)部上。這些通道102 (a和b)是錐形的和螺 旋形的。并切向引導(dǎo)到旋渦室4 (a和b)中。通道102 (a和b)的錐形形 狀使得通道的出口段102b的表面面積小于它們的入口段102a。壓入所述 通道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)形成更大的旋渦，該更大的旋渦部分由腎形的幾何構(gòu) 成，以及部分由微旋渦構(gòu)成，這些微旋渦構(gòu)成該旋渦的核心。所述通道 102 (a和b)的腎形幾何將這些旋渦保持在內(nèi)部并促使它們聚集。因?yàn)檫@ 些通道是錐形形狀，因此這些旋渦被以隨著半徑尺寸減小而漸增的速度旋 轉(zhuǎn)。因?yàn)檫@些通道是螺旋形的，且它們的流動(dòng)的軸被切向放置，因此所述 介質(zhì)沿著方向110被推入到旋渦室4 (a和b)中。
不同的次要流被推入到旋渦室4 (a和b)，其由外部容器3的內(nèi)側(cè)、 旋渦集中器2的外側(cè)以及不被旋渦集中器2蓋住的入口段1的底部部分構(gòu) 成。從入口段的螺旋形的通道102 (a和b)流出的介質(zhì)沿著方向110切向 流動(dòng)，且正好在入口段的柔性成形的連接件105之下開始旋轉(zhuǎn)到所述旋渦 室。該介質(zhì)然后被迫使向下流動(dòng)且將在此點(diǎn)圍繞旋渦集中器2旋轉(zhuǎn)。當(dāng)其 在圍繞旋渦集中器2的外表面旋轉(zhuǎn)時(shí)，該介質(zhì)將會(huì)受到附壁效應(yīng)的影響。 該結(jié)果在于所述介質(zhì)被當(dāng)做一種制動(dòng)器的表面吸附到該表面，其在正好鄰近所述表面使壓力減小并形成向下朝向所述旋渦集中器的尖端的三維運(yùn)動(dòng) 的旋渦。
同樣地，壓力減小建立在鄰近旋渦室4 (a和b)的外表面，但是由于 從一開始所述旋渦具有圍繞旋渦集中器2的更多運(yùn)動(dòng)，壓力減小不會(huì)強(qiáng)烈 影響主旋渦5。這導(dǎo)致旋渦圍繞所述旋渦集中器構(gòu)成，以及當(dāng)所述介質(zhì)圍 繞將所述介質(zhì)從所述周邊吸向所述旋渦集中器的表面的旋渦集中器掃掠時(shí) 形成壓力減小。
所述介質(zhì)的次要流穿過筆直通道104流入旋渦集中器2中，并穿過噴 嘴被推入到所述旋渦集中器中，其中所述噴嘴由具有傾斜通道的通道盤 106組成，這些傾斜通道將次要流向上導(dǎo)引到甚至更小的流動(dòng)中，其按照 它們的順序被切向向內(nèi)推到旋渦集中器2的內(nèi)側(cè)之上。該內(nèi)側(cè)以和所述外 部相同的方式形成其形狀，因此建立了旋轉(zhuǎn)對稱腔201。當(dāng)所述介質(zhì)的流 動(dòng)被推壓這些側(cè)部時(shí)，它們開始旋轉(zhuǎn)并形成旋渦。當(dāng)所述旋渦達(dá)到旋渦集 中器的內(nèi)側(cè)的尖端時(shí)，能穿過出口孔202向外移動(dòng)到4t渦室4a或4b中。 因?yàn)樗鲂D(zhuǎn)對稱室內(nèi)部的壓力高于旋渦室的壓力，因此所述旋渦將在旋 渦集中器中加速并以高速且旋轉(zhuǎn)從所述尖端射出。
從旋渦集中器2的尖端流出的旋渦由一個(gè)或多個(gè)次要流組成，當(dāng)它們 在出口孔202的內(nèi)部相遇時(shí)這些次要流像繩股一樣扭絞在一起。這些次要 流在旋渦集中器內(nèi)的噴嘴203內(nèi)部形成。在所述噴嘴內(nèi)部，存在至少一個(gè) 旋渦通道204,其俘獲和形成次要旋渦。所述噴嘴在這些通道向圍繞的旋 渦開口的位置處形成錐形。所述旋渦中的介質(zhì)#1推入這些通道中并在此建
立較小的旋渦，這些較小的旋渦被壓力壓向所述出口孔。當(dāng)不同的次要旋 渦在所述出口孔相遇時(shí)，它們纏結(jié)成粘性旋渦(cohesive vortex )。所述旋 渦部分通過其更高的旋轉(zhuǎn)和中心流，將形成壓力減小，其將進(jìn)一步地集中 主旋渦。
從旋渦集中器2的尖端流出的中心旋渦6在主旋渦5的中心處形成適 當(dāng)?shù)暮诵?，其是由于所述次要流聚集在所述旋渦集中器2的周圍而形成 的。
旋渦室4 U和b)的內(nèi)部將具有對所述介質(zhì)的周邊產(chǎn)生減速效果，其 降低了周邊流的速度。外部容器接觸介質(zhì)并具有提供穩(wěn)定層的表面，該穩(wěn) 定層提供形成前述效果的基礎(chǔ)。這導(dǎo)致形成螺旋形的可見流，且旋渦的連續(xù)運(yùn)動(dòng)得以維持。旋渦室4 (a或b)的內(nèi)側(cè)的縱向橫截面被描述成喇。八 形，或者另外的卵形，其還構(gòu)成用于控制旋渦加速的合適的幾何形狀。
喇叭形4a的;^走渦室401的內(nèi)部的縱向一黃截面用函凄史表示為 f(x)=k*xy ，在此參數(shù)的以下變化表示所述旋渦室的喇叭形縱向橫截面的定 義區(qū)域8500<=k<=9000, -l.l<=y<=-1.0。所述函數(shù)定義在長度的初始值 X0和XO+250單位之間，在此XO根據(jù)70<=X0<=170變化。另夕卜，旋渦室 4b的卵形幾何402被定義為函數(shù)f(x) = & +/fc2 -C ,將所述旋渦的加 速針對某些應(yīng)用是較合適的，在此這些參數(shù)的以下變化表示所述旋渦室的 卵形的縱向橫截面的定義區(qū)域18<=C<=21，如果乂<=0,則^ 〉=0.003且 A:2〉=0.005，如果x〉0，則4>=0.002 JL/t2>=0.005。
根據(jù)給定的喇叭形或卵形的函數(shù)，當(dāng)半徑會(huì)沿著從入口段朝向出口 410的方向減小時(shí)，旋渦的角頻率將根據(jù)規(guī)定幾何形狀增加，因?yàn)閯?dòng)量不 變。所述旋渦室周邊附近的減速效應(yīng)仍會(huì)起作用，結(jié)果所述螺旋形的流線 仍進(jìn)一步扭絞在一起。通過用不同方法形成所述幾何形狀，能夠控制所述 旋渦的角頻率的加速，以使保持周邊速度的初始值。
所述旋渦室4a或4b的幾何效應(yīng)以及所述周邊處的減速效應(yīng)具有這樣 的結(jié)果，即所述旋渦將向內(nèi)朝向所述旋渦中心增加其旋轉(zhuǎn)頻率，其由此使 得所述流線從在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)縱向運(yùn)動(dòng)到具有沿著所述中心軸拉長的旋轉(zhuǎn) 的流線。所述旋渦室內(nèi)的壓力高于外側(cè)上的壓力，其是為何所述介質(zhì)受壓 力影響以使不經(jīng)受和內(nèi)表面同樣的減速效應(yīng)的中心部分實(shí)現(xiàn)更高的軸向速 度。所述旋渦從具有很小增加的螺旋形旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈噍S向的旋轉(zhuǎn)， 以及具有高速的軸向流動(dòng)。
喇p八形幾何和卵形的幾何之間的不同在于喇叭形的幾何實(shí)現(xiàn)了更高的 軸向速度。結(jié)果所述卵形狀更適合于噴嘴的場合，在此例如所述介質(zhì)被噴 射成具有合適的分散圖像。所述喇叭形的幾何適合于應(yīng)用在需要流動(dòng)介質(zhì) 的初始速度較高的場合，例如，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒室，或者噴水應(yīng)用 中。
通過以上述方式給流動(dòng)介質(zhì)推動(dòng)力，能建立和維持持久且結(jié)構(gòu)較好的 旋渦， 一個(gè)將繼續(xù)更遠(yuǎn)的距離超過推動(dòng)力提供者本身。而且與已經(jīng)建立的 可比較的技術(shù)相比，所述旋渦在相當(dāng)?shù)偷膲毫土鲃?dòng)下形成，且具有相同 容積的旋渦室，與已經(jīng)存在的技術(shù)相比，使用該本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是能以恰高于0bar的較低壓力工作，例如水力分離器，其僅以相對較高的壓 力開始展示所述效應(yīng)。
導(dǎo)引到所述旋渦發(fā)生器中的介質(zhì)可以是氣體或者液體，但它還可以是 液體和氣體的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，所述旋渦發(fā)生器能用于幾種領(lǐng)域中。它特別適合 于水凈化，即適合于污水凈化又適合于生成飲用水。使用所述旋渦發(fā)生 器，可以從水中有效地除去顆粒。這些顆粒聚集在所述旋渦的中心能被排 走。凈化后的水能從雜質(zhì)的外部徑向地流過。實(shí)驗(yàn)還表明溶質(zhì)例如鐵離子 能從水中被去除。
由于在所述旋渦的中心建立了壓力減小，因此所述旋渦發(fā)生器看用于 例如氣體或者顆粒的分離。該特性例如能用于冰場內(nèi)的冰。要被傾倒到水
上的水通過減小壓力被去除氣泡，改變水的流動(dòng)特性，其意味著能在較低 溫度下利用水。盡管其溫度較低，但是水能容易地流過所述冰中的孔和裂 縫。這依次導(dǎo)致水更快和均勻地凍結(jié)，其意味著制冰機(jī)使用的時(shí)間較短。 這節(jié)省了能量并降低了維護(hù)成本。該脫氣效果還能用于使用造雪炮制造 雪，以及制造工業(yè))水。
而且，旋渦中心的壓力減小還能用來將氣體引入到液體。如果允許將 空氣吸入到水中，該裝置用于池塘中，水中發(fā)生較強(qiáng)的充氣，這對魚是有 利的，但還對分解水中的養(yǎng)分的細(xì)菌是有利的。因此，能夠控制藻類的生 長。來自池塘的水能得以凈化，且在水返回到池塘之前加入氧氣。因此， 池塘的生態(tài)平tf能夠得以維持。
旋渦中心處的壓力減小還能以用于混合物質(zhì)的更常用的方法使用。例 如，粉末能被加入并與液體混合，氣體能纟皮加入并與液體混合，或者液體 或氣體能被加入并與氣體混合。
因此，應(yīng)用領(lǐng)域之一是灌溉，例如，在此在使用之前，化肥能與水混 合。當(dāng)在制造冰的時(shí)候，水的流動(dòng)特性還能受到影響，以使所述水更適合 于灌溉疏水性土壤。脫氣效應(yīng)還能用于制造水泥，由于處理過的水會(huì)更好 的滲入到水泥，因此增加了成品水泥的持久性。
所述旋渦發(fā)生器還能用來根除藻類和其他微生物。旋渦中心處的壓力 減小具有殺菌效果，由于藻類好其他生物首先經(jīng)受壓力然后壓力減小。藻 類不能不能經(jīng)受壓力的改變，結(jié)果死去。另一殺菌效果是利用旋渦中心處的壓力減小將臭氧從臭氧發(fā)生器吸入 到旋渦發(fā)生器中。在此情況下，所述臭氧能在水中得以有效地分布，這就 是為何迅速根除了藻類的原因所在。
微生物的根除在例如處理船舶中的壓艙水是有用的。微生物在壓艙水 中存活和繁殖，當(dāng)船舶將壓艙水傾倒在不同于船舶在此填裝水的水中時(shí)存 在這些微生物蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在排水之前希望殺死所述微生物。
例如，所述旋渦發(fā)生器還能用來減小水管中的石灰比例。穿過所述旋 渦發(fā)生器的水含有較小量的方解石和較大量的文石。與方解石相比，文石 形成石灰比例的傾向性較'J 、。
權(quán)利要求
1.一種用于將介質(zhì)引入到受控旋渦運(yùn)動(dòng)的旋渦發(fā)生器，該旋渦發(fā)生器包含用于將所述介質(zhì)導(dǎo)引到所述旋渦發(fā)生器中的入口段(1)，該入口段包含具有彎曲幾何(108)的旋轉(zhuǎn)對稱腔(101)，且所述旋渦發(fā)生器還包括連接到入口段(1)的旋渦室(4a，4b)，所述旋渦運(yùn)動(dòng)在該旋渦室中建立，其特征在于，入口段(1)包含至少一個(gè)螺旋形的錐形通道(102a，102b)，用于將所述介質(zhì)從所述旋轉(zhuǎn)對稱腔(101)導(dǎo)引到所述旋渦室，所述旋渦室是喇叭形(4a)或卵形(4b)，以此方式使得喇叭形旋渦室(4a)內(nèi)側(cè)(401)的縱向橫截面用函數(shù)表示為f(x)＝k*xy，其中這些參數(shù)的以下變化表示所述旋渦室(4a)的喇叭形的縱向橫截面的限定區(qū)域8500＜＝k＜＝9000，-1.1＜＝y(tǒng)＜＝-1.0，該函數(shù)被限定在初始值X0和X0+250長度單位之間，在此X0根據(jù)以下變化70＜＝X0＜＝170，所述卵形的旋渦室(4b)的內(nèi)側(cè)(402)由函數(shù)表示為f(x)＝k1*x2+k2*y2-C，其中這些參數(shù)的以下變化表示卵形的旋渦室(4b)的縱向橫截面的限定區(qū)域18＜＝C＜＝21，如果X＜＝0，則，k1＞＝0.003且k2＞＝0.005，如果X＞0，則，k1＞＝0.002且k2＞＝0.005。
2. 如權(quán)利要求1所述的旋渦發(fā)生器，其中使用的介質(zhì)是液態(tài)或者氣態(tài)的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的旋渦發(fā)生器，還包括被連接到入口段(1) 的旋渦集中器(2)，該旋渦集中器(2)被布置成在其外表面處被從 所述入口段(1)的螺旋形的錐形通道(102a， 102b)導(dǎo)引到旋渦室(4a， 4b)的介質(zhì)流所包圍，且所述旋渦集中器的外表面被布置成以使所述流動(dòng) 減速從而能在所述外表面形成降低的壓力。
4. 如權(quán)利要求3所述的旋渦發(fā)生器，其中所述入口段(1)具有用于 連接所述旋渦集中器(2)的斜邊(107)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的旋渦發(fā)生器，其中所述入口段(1)還包 括中心通道(104)，用于將所述介質(zhì)的次要流從所述入口段(1)的旋轉(zhuǎn) 對稱腔(101)導(dǎo)引到所述旋渦集中器(2)的內(nèi)部，且在所述旋渦集中器(2) 中具有用于將所述次要流從所述旋渦集中器(2)的內(nèi)部導(dǎo)引到所述 旋渦室(4a， 4b)的出口 (202),以及位于所述中心通道(104)和所述旋渦集中器(2)的內(nèi)部之間的通道盤(106)，該通道盤(106)具有至少 一個(gè)傾斜通道，用于將所述次要流從所述中心通道(104)導(dǎo)引到所述旋 渦集中器(2)的內(nèi)部。
6. 如權(quán)利要求5所述的旋渦發(fā)生器，其中所述旋渦集中器(2)的內(nèi) 部包括旋轉(zhuǎn)對稱腔(201 )。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的旋渦發(fā)生器，其中具有至少一個(gè)旋渦通道 (204)的噴嘴(203 )位于所述旋渦集中器(2)的內(nèi)部，位于所述旋渦集中器(2)的出口 (202)的上游。
8. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的旋渦發(fā)生器，其中所述入口段 (1)的內(nèi)部包括在所述入口段(1 )內(nèi)突起的至少一個(gè)翼部(103)。
9. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的旋渦發(fā)生器，其中翼部(103)位 于入口段(1 )的旋轉(zhuǎn)對稱腔(101 )的上游。
10. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的旋渦發(fā)生器，其中所述入口段 (1)在其向內(nèi)轉(zhuǎn)向所述旋渦室(4a, 4b)的一側(cè)上具有圓形凹部(105 )。
11. 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的旋渦發(fā)生器，其被布置成通過在 所述旋渦的中心中收集污染物來凈化水。
12. —種凈化水的方法，其中污水被導(dǎo)引到根據(jù)前述權(quán)利要求中的任 一項(xiàng)所述旋渦發(fā)生器中。
全文摘要
一種旋渦發(fā)生器，被設(shè)計(jì)成以將介質(zhì)引入到受控旋渦運(yùn)動(dòng)，具有入口段(1)以將所述介質(zhì)引入到所述旋渦發(fā)生器。該入口段包含具有彎曲幾何(108)的旋轉(zhuǎn)對稱腔(101)。而且旋渦室(4a，4b)，在該旋渦室中建立了所述旋渦運(yùn)動(dòng)，被連接到所述入口段。入口段(1)包含至少一個(gè)螺旋形的錐形通道，用于將所述介質(zhì)從旋轉(zhuǎn)對稱腔導(dǎo)引到所述旋渦室中。所述旋渦室是喇叭形(4a)或卵形(4b)的。
文檔編號(hào)B04C3/00GK101516784SQ200680055983
公開日2009年8月26日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者柯特·哈爾伯格, 莫滕·奧維森 申請人:沃雷科有限責(zé)任公司