流体破涡器制造技术

一种破涡器组件，包含一个容器、第一导管和流体源。容器中布置有第一流体。容器包含一个形成于外壁的开口。第一导管联接到容器，并配置为经由开口通向容器，使得第一流体可以经由开口流入第一导管。第一导管包含一个形成于其中的入口。流体源向该至少一个入口提供第二流体。第二流体以预定流动量从该入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在开口处的流体旋涡的形成。涡的形成。涡的形成。

【技术实现步骤摘要】
流体破涡器
相关申请的交叉引用
[0001]本非临时申请根据35 U.S.C.
§
119(e)和任何其他适用的法律或法规，要求获得2022年5月20日提交的美国临时专利申请序列第63/344,456号的权益和优先权，该申请的全部内容通过援引在此明确并入本文中。


[0002]本公开广泛涉及用于电解系统和方法的流体破涡器。

技术介绍

[0003]电解系统通常包含具有气体和/或液体分离器(气/液分离器)的流体系统。例如，电解系统可以包括利用电流将水分解成氢气和氧气的电解槽电池堆。管理此过程的系统称为电池堆配套设施。
[0004]该电池堆配套设施的机械过程用于冷却电池堆，以及分离冷却液和所产生的气体流。作为进一步的示例，电解槽电池堆氧气侧的气/液分离器通常是电解装置中体积最大的设备。高纯度且经冷却的水通过电解槽电池堆的氧气侧进行循环，然后进入气/液分离器。来自氧气侧的分流和氢气侧形成的渗透水进入抛光回路，并由抛光回路进行处理，以去除颗粒、细菌和其他污染物，从而保持水的纯度。水随后回到气/液分离器。
[0005]在主水流离开分离器的地方，应避免夹带气体。由于分离器内的水位变化不定，并且液体量比气体量相对更大，因此这在常规系统中可能是一个挑战。有一种气体夹带效应是通过分离器的出口管吸入气体(例如通过泵送系统)，这会在气/液表面产生一个旋涡，旋涡向下进入出口管。此旋涡可能在液体出口管中产生过高含量的气体，对下游泵送系统造成损害。因此，减少分离器出口管处的旋涡形成将十分有益。
>[0006]用于减少分离器出口管处旋涡形成的常规系统包含机械破涡器，其中可能包含插入出口管中的物理壁。这些机械破涡器的壁表面与出口管纵向对齐。这些壁可以从出口管延伸到分离器中，并且在一些情况下可能包含一个圆形顶板，位于壁的上方且与之垂直。
[0007]然而，这些机械破涡器有许多缺点。此类机械破坏器无法完全阻止容器中的旋涡形成。另外，为了有效地破坏旋涡，壁顶部的圆板需要保持在水与氧气/氢气的相接界面以下，这就限制了容器的可用容积，因而需要使用更大的容器。
[0008]此外，如果水位低于破涡器的理想工作高度，这些机械破坏器的性能就会降低。还有，如果为了使圆板保持在气液相接界面之下而降低其高度，那么可能会阻碍主流离开水槽。不仅如此，这些破坏器还会使出口处的氧气效率受限，并且这些破坏器的几何形状是固定的，不能随着工作条件的变化而进行调整以提高效率。因此，需要改进系统和方法以减少分离器出口管处的旋涡形成。
[0009]本公开涉及将流体注入出口管以减少和/或防止源自气/液表面的任何气体吸入旋涡的流体破涡器系统和方法。概述
[0010]为满足这些以及其他需求，本文包括了本专利技术的实施例。
[0011]在本文介绍的一个方面，破涡器组件包括一个容器(其中布置有第一流体)、联接到容器的第一导管，以及一个流体源。容器包含一个形成于容器外壁的开口，流体配置为选择性地流过该开口。第一导管配置为经由开口与容器流体相通，使得第一流体配置为经由开口从容器中流出并进入第一导管。第一导管包含至少一个形成于第一导管的外壁并通向第一导管的入口。流体源配置为向该至少一个入口提供第二流体。第二流体以预定流动量从该至少一个入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。
[0012]在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口可以位于与容器联接的第一导管的第一端部附近，使得该至少一个入口靠近容器的开口。该至少一个入口管可以经由该至少一个入口与第一导管流体相通。在一些实施例中，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在一些实施例中，容器的开口可以位于容器的底部侧壁上，使得第一流体配置为选择性地通过开口排出。第一导管可以基本垂直，以便第一流体从容器中排出。在一些实施例中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。
[0013]在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括第一泵和一个流量调节阀(位于流体源和该至少一个入口管之间并与它们流体互连)，以及一个控制器。第一泵和流量调节阀可以配置为控制第二流体流的速率和质量流量，从而控制进入第一导管的第二流体的流动量。控制器可以配置为控制第一泵和流量调节阀，从而控制第二流体流的速率和质量流量。在一些实施例中，第二泵可以流体连接到第一导管的第二端部(与导管第一端部相对)，并位于容器开口的下游。第二泵可以配置为经由开口和第一导管，从容器中抽取第一流体。在本专利技术的第二方面，流体源可以是与第二泵的输出端和第一泵的输入端流体相连的抛光回路，使得第一流体流入抛光回路，并由抛光回路进行处理，然后作为第二流体离开抛光回路。在一些实施例中，容器可以是氧气分离器和氢气分离器中的至少一种。第一流体可以是去离子水，第二流体可以是去离子水。
[0014]在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体逆着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。
[0015]在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以布置为使得第二流体顺着第一流体的流体旋涡旋转方向流动。
[0016]在一些实施例中，破涡器组件可以进一步包括流体联接到该至少一个入口的至少一个入口管。该至少一个入口管可以包含：第一入口管，布置在第一导管的第一位置；以及第二入口管，布置在第一导管的第二位置，与第一位置相异。在一些实施例中，第一入口管和第二入口管可以布置在第一导管的相对两侧，彼此径向相对。
[0017]根据本文介绍的第二方面，破坏流体旋涡的一种方法包括：在一个容器内提供第一流体(该容器包含一个形成于容器侧壁的开口，而第一流体配置为选择性地流过该开
口)，将经由开口通向容器的第一导管联接到容器，使得第一流体配置为从容器流出并经由开口流入第一导管；在第一导管的外壁形成通向第一导管的至少一个入口，从一个流体源向该至少一个入口提供第二流体；将第一流体从容器中抽取到第一导管中，并以预定流动量将第二流体喷射到第一导管中，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。
[0018]在一些实施例中，该方法可以进一步包括将至少一个入口管(通向第一导管)联接到第一导管。第二流体可以流过该至少一个入口管，并经由该至少一个入口进入第一导管。流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内可以是恒定的。在一些实施例中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段，可以是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。在一些实施例中，第二流体从该至少一个入口管喷射到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种破涡器组件，包括：一个容器，其中布置有第一流体，并包含一个形成于容器外壁中的开口，第一流体配置为选择性地流过该开口；第一导管，联接到容器并且配置为经由开口与容器流体相通，使得第一流体配置为经由开口从容器流出并进入第一导管，该第一导管包含至少一个形成于第一导管的外壁并通向第一导管的入口；以及一个流体源，配置为向该至少一个入口提供第二流体，其中，第二流体以预定流动量从该至少一个入口流入第一导管，使得第二流体与从容器流出并流经第一导管的第一流体相互作用，从而破坏第一流体的流场，最大限度地减少第一流体在容器开口处的流体旋涡的形成。2.权利要求1所述的破涡器组件，还包括：至少一个入口管，其与该至少一个入口流体相联，其中，该至少一个入口位于与容器联接的第一导管的第一端部附近，使得该至少一个入口靠近容器的开口，并且其中，该至少一个入口管经由该至少一个入口与第一导管流体相通。3.权利要求2所述的破涡器组件，其中，流入第一导管的第二流体的预定流动量在预定时间段内是恒定的。4.权利要求3所述的破涡器组件，其中，容器的开口位于容器的底部侧壁上，使得第一流体配置为选择性地通过开口排出，并且其中，第一导管基本垂直，使第一流体可以从容器中排出。5.权利要求4所述的破涡器组件，其中，第二流体流的预定流动量保持恒定的预定时间段是第一流体开始通过开口排出，到第一流体停止通过开口排出之间的这段时间。6.权利要求2所述的破涡器组件，还包括：第一泵和流量调节阀(位于流体源和该至少一个入口管之间，并与它们流体互连)，该第一泵和流量调节阀配置为控制第二流体流的速率和质量流量，从而控制进入第一导管的第二流体的流动量；以及控制器，配置为控制第一泵和流量调节阀，从而控制第二流体流的速率和质量流量。7.权利要求6所述的破涡器组件，还包括：第二泵，流体连接到第一导管的第二端部(与导管第一端部相对)，并位于容器开口的下游，该第二泵配置为经由开口和第一导管，从容器中抽取第一流体。8.权利要求7所述的破涡器组件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：洁能氏公司，
类型：发明
国别省市：