ES2861099T3

ES2861099T3 - Dispositivo para la generación optimizada de energía de vórtices de fluidos en una cámara de reacción

Info

Publication number: ES2861099T3
Application number: ES16760012T
Authority: ES
Inventors: Jörg Lehmann; Olaf Linden
Original assignee: Hydro Intelligence Water GmbH
Current assignee: Hydro Intelligence Water GmbH
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2021-10-05
Anticipated expiration: 2036-08-24
Also published as: CN109862961A; AU2016421105B2; IL264958B; IL264958A; KR20190040314A; PH12019550025A1; LT3503995T; AU2016421105A1; EP3503995A1; CA3034851C; WO2018036623A1; CN109862961B; BR112019003790B1; US11498047B2; PL3503995T3; DK3503995T3; BR112019003790A2; KR102657285B1; EA201900119A1; JP6869332B2

Abstract

Dispositivo en forma de reactor de flujo fluidodinámico (1) para la recepción de un medio fluido para generar al menos un vórtice de fluido guiado, que consta de una carcasa (3, 4) y un tubo de salida (10), en el que - la carcasa (3, 4) - por medio de las paredes interiores en el lado de contacto del fluido, forma una cavidad conductora de fluido que es de simetría rotacional alrededor de un eje longitudinal (2), en lo sucesivo denominada cámara de reacción (18, 19). - La cámara de reacción (18, 19) - está dividida en una parte superior (18) y una inferior (19) y la parte superior de la cámara de reacción (18) - presenta una superficie superior (20) y una inferior (21), la superficie superior (20) y la base (21) tienen respectivamente un ángulo de ataque con respecto al eje longitudinal (27) de 80° a 115°, - una zona de transición desde la superficie superior a la superficie base (22), - tiene un radio máximo (9) en relación con la pared exterior del tubo de salida (10) en la zona de transición desde la superficie superior a la superficie base (22), - en la zona de transición de la superficie superior a la superficie base (22), presenta al menos una abertura de alimentación (6) dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción (18), con una zona de entrada de fluido (34) contigua en dirección del flujo. - La parte inferior de la cámara de reacción (19) - se extiende a una distancia z (30) desde una transición - de la superficie base (24) hasta el límite inferior de una área de fondo curvada (25), donde un conducto de fluido con forma geométrica ascendente (15) está diseñado para desviar el medio fluido hacia una abertura de entrada (1 1) del tubo de salida (10), y - el tubo de salida (10) coincide en su eje longitudinal con el eje longitudinal de la cámara de reacción de rotación simétrica (18, 19) y la abertura de entrada (11) del tubo de salida (10) está dispuesta a una distancia a (29) del límite inferior (26) del área de fondo curvada (25), se caracteriza por una distancia (23) entre la superficie superior (20) y la superficie base (21), que está diseñada para ser constante desde la zona de transición de la superficie superior (24) a la superficie base (21) hasta la transición de la superficie base a la parte inferior de la cámara de reacción, es decir, en la dirección del tubo de salida, y corresponde a un diámetro dz de la zona de entrada del fluido o que la distancia entre la superficie de la superior (23) y la superficie base (21) disminuye continuamente desde la zona de transición de la superficie de la cubierta (24) a la superficie base (21) hasta la transición de la superficie base (24) a la parte inferior de la cámara de reacción, es decir, en la dirección del tubo de salida, donde la distancia desde la superficie superior hasta la superficie base es máxima en al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua y corresponde al diámetro dz de la zona de entrada de fluido.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la generación optimizada de energía de vórtices de fluidos en una cámara de reacción

El objeto de la presente invención es un dispositivo en forma de reactor fluidodinámico para la recepción de un medio fluido.

El objeto del presente método es la generación optimizada de energía y el tratamiento fluidodinámico de al menos un vórtice de fluido conducido a una cámara de reacción.

En este proceso, el vórtice de fluido se genera poniendo un medio fluido en rotación en una cámara de reacción y se absorbe en un tubo de salida cambiando la dirección mediante una desviación.

El tubo de salida puede crear un efecto Venturi. El caudal volumétrico guiado del medio fluido forma un vórtice de fluido a más tardar cuando sale del reactor.

Los dispositivos y recipientes de reacción convencionales, así como los métodos para el tratamiento fluidodinámico de medios fluidos se conocen, por ejemplo, por los documentos AT 272278, DE 19525920 A1, DE 101 14936 o EP 1 294474 B2.

En los documentos AT 272278 y/o DE 101 14936 A1, los medios fluidos son dirigidos a una cámara de reacción y se ponen en rotación según su forma geométrica. En este proceso, la velocidad del medio fluido en rotación disminuye al principio debido a la forma geométrica de la cámara de reacción. A continuación, aumenta de nuevo hacia el área de fondo en el extremo inferior de la cámara de reacción. El medio fluido rotativo que se mueve hacia el área de fondo de la cámara de reacción, se dirige a un eje longitudinal en el extremo inferior de la cámara de reacción en contra de la dirección anterior del flujo y se orienta hacia arriba. A continuación, se recoge en un tubo de salida y sale girando de la cámara de reacción, formando un vórtice hueco. En el área de fondo de la cámara de reacción hay aberturas a lo largo del eje longitudinal o muy cerca. Como resultado, se puede succionar más fluido a través del sumidero del vórtice hueco, generando así una presión negativa en su núcleo.

En el documento DE 19525920 A1, se describe un complemento del dispositivo de AT 272278. El medio fluido que se debe purificar fluye alternativamente subiendo y bajando a través de tubos de entrada interconectados. Tras la salida de la cámara de reacción, el fluido se dirige a un laberinto de tuberías para la sedimentación o para atrapar los productos de desecho comprimidos.

Las desventajas de estos dispositivos son su complejo diseño, la difícil manejabilidad de una aplicación técnica específica, la escasa flexibilidad y capacidad de ajuste de los componentes o partes del reactor y la consiguiente escasa reproducibilidad de los resultados.

En el documento EP 1294474 B2, la cámara de reacción del reactor presenta una sección transversal en forma de corazón o de pera. El tubo de salida a lo largo del eje longitudinal de la cámara de reacción, que se extiende en el área de fondo y es ajustable, está diseñado en la zona cercana a la boca como una boquilla para realizar el efecto Venturi.

El medio fluido se introduce en la cámara de reacción a través de al menos una abertura de alimentación dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la cámara de reacción y se mueve de forma acelerada girando como un vórtice de fluido alrededor del tubo de salida en dirección del flujo hacia abajo. El conducto de fluidos genera una zona de caudales volumétricos giratorios que rozan entre sí, cada uno con altas velocidades. En la zona inferior de la carcasa, la dirección del fluido es el caudal volumétrico, que mantiene su dirección de rotación absoluta y lo redirige de manera giratoria al eje longitudinal.

En este proceso, la velocidad relativa alcanzada y la elevada fricción traen consigo la desintegración mecánica y la destrucción de las sustancias arrastradas o disueltas.

La abertura de alimentación es mayor que la sección transversal más pequeña de la boquilla en la zona del tubo de salida cerca de la boca. Esto crea una presión dinámica.

Así, además de la formación del vórtice de fluido, que crea un vacío en el núcleo del vórtice, se produce un efecto de vacío adicional, y más concretamente en la dirección de traslación debido al efecto Venturi en el tubo de salida. El efecto Venturi a su vez se basa en la ecuación de Bernoulli >^ges, = p⁰+ ~ ^c2+ P9h. Po es la presión estática que está presente en el flujo en todos los lados.

Ac²es la presión dinámica, que corresponde a la parte cinética de la energía con la velocidad de flujo c. pgh representa la parte de presión geodésica. La velocidad del flujo c, a su vez, resulta del producto de la velocidad angular w con el radio r. El radio se extiende en sección longitudinal desde el punto más exterior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida (c = r). A continuación, la velocidad angular w también corresponde a la velocidad de rotación del medio fluido.

Además, debido a la elevada fuerza centrífuga y a la fricción, la estructura del medio líquido cambia de tal manera que se produce un cambio en la tensión superficial y en la viscosidad del medio líquido.

En este estado, el medio fluido entra por la abertura de entrada del tubo de salida mientras gira. El resultado es la formación de un pie de vórtice con un núcleo de vórtice de alta velocidad, que genera un vacío en su centro debido a las leyes de la dinámica de fluidos. La boquilla que se produce en la zona inferior del tubo de salida cerca de la boca para la realización del efecto Venturi hace que esta zona de vacío, en caso de velocidad de flujo correspondiente, se superponga y por lo tanto se refuerce, debido a la generación de un vacío adicional. La presión negativa resultante puede ser absoluta < 10 mbar según la ecuación de Bernoulli. Debido a la presión y a la presión negativa, así como a la formación de vórtices asociados, se liberan fuerzas mecánicas muy elevadas en el medio fluido. Esto lleva a un cambio en la estructura del medio fluido, hacia una tensión superficial más baja.

Los componentes orgánicos transportados en el medio fluido, como las bacterias y los gérmenes, estallan mecánicamente debido a su propia presión celular interna (turgencia) en el rango de presión negativa de la boquilla. El rango de presión modificado, basado en la ecuación térmica del estado de los gases ideales, p - V = m - R - T, conduce a una reacción química de los residuos orgánicos. En función de la entalpía de reacción necesaria, las cargas arrastradas pueden provocar una reacción en el rango de presión negativa.

Esto da lugar a la oxidación del medio fluido con oxidantes, como el oxígeno o por el oxígeno extraído del aire ambiente. Dependiendo de la entrada de energía en el sistema, esto también ocurre con otras sustancias oxidables, sin embargo, aquí existe un límite físico de acuerdo con la ecuación térmica del estado de los gases ideales.

En los documentos EP 1294474 B2 y DE 19525920 A1, la cámara de reacción está diseñada geométricamente, de modo que el medio fluido en rotación experimenta una aceleración al estrecharse la cámara de reacción en dirección del flujo, desde la abertura de alimentación hasta el conducto de fluido, y por último hasta la zona inferior del tubo de salida cerca de la boca.

Una desventaja de estas invenciones es la alta energía requerida para hacer girar el medio fluido. Esto está relacionado con la forma del diseño de la cámara de reacción. Esto va acompañado del bajo beneficio económico por generar la presión negativa. Pese a su sorprendente eficacia, el limitado aporte de entalpía trae consigo la formación de compuestos químicos o cargas orgánicas sin su presión celular interna (turgencia) propia, como en el caso de las levaduras y los hongos.

En el método descrito en el documento EP 1294474 B2 y en el diseño del sistema asociado, se requieren cantidades considerables de flujo para producir una rotación del medio fluido, ya que existen pérdidas debido a vórtices no deseados que surgen debido a la fricción del fluido en la cámara de reacción.

Las pérdidas de energía de flujo pueden ser superiores al 20%. Si está disponible, por ejemplo, una presión de bomba de 6 bar en el lado de entrada, solo estarán disponibles de 2-3 bar en el lado de salida de todo el reactor, dependiendo del diseño del sistema. Si además se considera que se necesita como mínimo 1 bar a fin de generar la presión negativa en una boquilla para realizar el efecto Venturi, y que también se requiere presión debido a la fricción de los fluidos en las superficies, las pérdidas de presión debidas a la fricción de los fluidos están en el rango de al menos 20-30%. Asimismo, los vórtices no deseados crean grandes áreas de cavitación en la cámara de reacción.

Los vórtices pueden provocar una abrasión indeseada de las paredes de la cámara de reacción, así como la destrucción de zonas de la cámara de reacción o de la boquilla como el componente mecánicamente más débil.

El objetivo de la presente invención consiste en proponer un dispositivo eficaz, así como un método útil para el funcionamiento de este dispositivo, el cual reduce las pérdidas de energía de flujo en la cámara de reacción, gracias a un diseño geométrico y de simetría rotacional optimizado técnicamente en cuanto al flujo de la cámara de reacción hasta la abertura de entrada del tubo de salida.

Además, el dispositivo, según la presente invención, está destinado a obtener una mayor aceleración del medio fluido en la cámara de reacción con el mismo consumo de energía. Asimismo, se reducirá la formación de vórtices indeseables en la cámara de reacción por la fricción de los fluidos.

Debido a las condiciones variables de presión en la cámara de reacción, basadas en la formación de vórtices, el método propuesto tiene por objeto conseguir una degradación más eficiente, la destrucción y desintegración mecánicas de sustancias extrañas disueltas en el medio líquido debido a la presencia de fuerzas de fricción y centrífugas.

Como resultado, los medios fluidos se deben purificar y procesar de forma más rápida y rentable, ahorrando espacio, de forma ecológica y con un mayor rendimiento.

Asimismo, es objeto de la invención utilizar el dispositivo según la invención y el método según la invención, así como un dispositivo para llevar a cabo el método.

El objetivo se consigue con las características enumeradas en las reivindicaciones de patente 1 y 10.

Las reivindicaciones 2 a 9 y 1 1 a 13 contienen las características ventajosas del dispositivo según la presente invención, el método según la presente invención y el uso según la presente invención.

Según la invención, el objetivo se consigue mediante un reactor para el tratamiento fluidodinámico del medio fluido basado en procesos mecánicos, físicos y químicos.

El objetivo se consigue además con un reactor fluidodinámico para recibir un medio fluido con el fin de generar al menos un vórtice de fluido guiado. El reactor comprende una carcasa y un tubo de salida. Esta carcasa mediante las paredes interiores del lado del contacto con el fluido, forma una cavidad conductora de fluido, de simetría rotacional en torno a un eje longitudinal y que se denomina en adelante cámara de reacción.

La cámara de reacción está dividida en una parte superior y otra inferior en dirección del flujo del medio fluido. La parte superior de la cámara de reacción cuenta con una superficie superior, una superficie base y una zona de transición de la superficie superior a la superficie base. Asimismo, en la zona de transición de la superficie superior a la superficie base, la parte superior de la cámara de reacción tiene un radio máximo con respecto a la pared exterior del tubo de salida. En la zona de transición de la superficie superior a la superficie base, se forma al menos una abertura de alimentación dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción, con una zona contigua de entrada del fluido en dirección del flujo. La superficie superior o la superficie base tiene un ángulo de ataque al eje longitudinal de 80° a 115°.

La parte inferior de la cámara de reacción se extiende en dirección del flujo a una distancia z de la transición de la superficie base al límite inferior de una zona inferior curvada. En esta área de fondo hay un conducto de fluido con forma geométrica ascendente, que desvía el medio fluido hacia una abertura de entrada del tubo de salida. Además, el tubo de salida coincide en su eje longitudinal con el eje longitudinal de la cámara de reacción de simetría rotacional. La abertura de entrada del tubo de salida está dispuesta en dirección del flujo a una distancia a del límite inferior de la zona inferior curvada.

En la cámara de reacción del reactor se introduce un medio fluido. Los medios o fluidos en el sentido de la invención son sustancias líquidas y/o gaseosas y/o mezclas de sustancias líquidas y/o gaseosas.

Preferiblemente, el medio fluido es un líquido. En una ejecución, se suministra al reactor al menos un líquido puro como medio fluido. En otra ejecución, se suministra más de un líquido al reactor como medio fluido. Se prefiere en particular que el medio fluido sea un líquido acuoso o una solución acuosa, es decir, que contenga agua.

En una ejecución, se suministra al reactor una mezcla de al menos un líquido y un gas. En otra ejecución, se suministra al reactor más de una mezcla de al menos un líquido y un gas.

En una versión alternativa de la invención, se trata, al menos y exclusivamente, una sustancia gaseosa y/o una mezcla gaseosa como medio fluido en el reactor. En una ejecución especial, se suministra al menos un gas al reactor. En la cámara de reacción, al menos un medio fluido suministrado y/o el vórtice de fluido guiado formado se someten a un tratamiento fluidodinámico. Por tratamiento fluidodinámico del medio fluido en el reactor fluidodinámico según la invención, se entiende que el medio fluido se introduce en la cámara de reacción como caudal volumétrico, a través de al menos una abertura de alimentación y una zona de entrada de fluido contigua en dirección del flujo. La dirección del flujo siempre se refiere a la del medio fluido.

Debido a la geometría y el diseño de la cámara de reacción, se forma al menos un vórtice de fluido guiado.

Esto sucede con una inversión del vórtice de al menos un vórtice de fluido y la explosión de los componentes orgánicos disueltos en el medio fluido con la presión interna de la célula (turgencia).

El vórtice de fluido guiado generado por lo menos una vez es tratado fluidodinámicamente en el reactor y es procesado, limpiado y desinfectado.

El tratamiento fluidodinámico de al menos un vórtice fluido guiado se realiza mediante el reactor según la invención y el método para operar este reactor según la invención.

Mediante el tratamiento fluidodinámico del vórtice fluido generado por lo menos una vez, se produce preferentemente la conversión y/o la destrucción mecánica y física y/o la radicalización de las sustancias químicas o los microorganismos presentes en el medio fluido.

Gracias a la geometría y el diseño del reactor según la invención, en particular de la cámara de reacción, y más concretamente de la parte superior de la cámara de reacción, se consume menos energía o se ahorra energía de flujo y se requiere menos presión para acelerar el medio fluido, lo que resulta beneficioso.

Por otro lado, con el mismo consumo de energía, se garantizan mayores velocidades de rotación del medio fluido, y así una mayor aceleración y eficiencia del reactor. En esto se basa el método mejorado según invención, en la destrucción y desintegración de gérmenes, por ejemplo, ya que en el reactor según la invención se produce una mayor velocidad de rotación del vórtice fluido.

El reactor consta de varios componentes o partes, como una carcasa y un tubo de salida que se detallan a continuación.

La carcasa consta de un material y un cuerpo estables, que es hueco en su interior.

Mediante las paredes interiores en el lado de contacto con el fluido, la carcasa forma una cavidad de simetría rotacional en torno a un eje de rotación y que se denomina en lo sucesivo cámara de reacción. La cámara de reacción es, por lo tanto, de simetría rotacional al eje de rotación. El eje de rotación de la cámara de reacción se denomina a continuación eje longitudinal.

Toda la información facilitada a continuación sobre los componentes o partes del reactor se refiere siempre a la mitad del reactor en sección longitudinal. No obstante, la estructura de la otra mitad del reactor al otro lado del eje longitudinal es igual, ya que el reactor ha sido construido simétricamente a modo de espejo en la sección longitudinal.

Las paredes exteriores de la carcasa pueden tener cualquier forma geométrica. Preferiblemente, la carcasa está diseñada de forma simétrica en cuanto a la rotación.

En la sección longitudinal del reactor hay un plano central ficticio horizontalmente (es decir, perpendicular al eje longitudinal). En una ejecución, el plano central transcurre a través de la parte superior de la carcasa y de la cámara de reacción. En otra ejecución, el plano medio transcurre a través de la parte superior de la carcasa y de la cámara de reacción. En una ejecución preferida, el plano central transcurre a través de los puntos centrales de la zona de entrada de fluido que se conecta a al menos una abertura de alimentación en dirección del flujo.

En la posición de montaje, la carcasa está dividida en una parte superior y otra inferior con respecto a este plano central. En la posición de montaje, la parte superior de la carcasa está situada por encima del plano central y la parte inferior de la carcasa se une por debajo del plano central en la dirección de flujo del medio fluido.

Por dirección del flujo del medio fluido se entiende la dirección del flujo del medio fluido suministrado al reactor. El medio fluido fluye hacia abajo en la posición de montaje y se desvía hacia arriba (en sentido contrario a su dirección original) en el conducto de fluido en el límite inferior del área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción en la abertura de entrada del tubo de salida.

En una ejecución, el medio fluido sale del reactor a través de la abertura de salida del tubo de salida en un punto más alto en la posición de montaje del que entró en el reactor a través de al menos una abertura de alimentación.

En una ejecución, la carcasa incluye al menos dos aberturas.

Al menos las dos aberturas presentan una abertura para un tubo de entrada para el flujo de medios y otra abertura para la salida de medios situada en el centro en la parte superior de la carcasa a lo largo del eje longitudinal para un tubo de salida.

En otra ejecución particularmente preferida, la carcasa presenta más de una abertura para varios tubos de entrada y entradas de medios, por ejemplo, dos, tres, cuatro o más aberturas.

En otra ejecución preferida, la carcasa incluye una abertura adicional. Esta abertura representa una abertura dispuesta en el centro a lo largo del eje longitudinal en la posición de montaje en la parte más baja de la carcasa para la introducción de un conducto de fluido.

Es conveniente que la carcasa disponga de como mínimo las siguientes aberturas: una para el tubo de salida, una para la introducción de un conducto de fluido y una para un tubo de entrada.

De este modo, se puede introducir más de un medio fluido en la parte superior de la cámara de reacción y se requiere menos fuerza para introducir los caudales volumétricos en la cámara de reacción.

A este respecto, los caudales volumétricos pueden originarse en la tubería de una entrada principal o en diferentes tuberías de entrada. Los caudales volumétricos además pueden constar del mismo medio fluido o de medios fluidos diferentes.

La cámara de reacción puede adoptar diferentes geometrías. En una ejecución especialmente preferida, la cámara de reacción tiene una forma de simetría rotacional.

La cámara de reacción, de simetría rotacional en torno a un eje longitudinal, está formada por las paredes interiores de la carcasa. En una ejecución, las paredes interiores de la carcasa están en contacto con el medio fluido. Las paredes interiores del lado de contacto con el fluido se denominarán en adelante las paredes de la cámara de reacción de contacto con el fluido. La cámara de reacción se divide en una parte superior y una parte inferior en dirección del flujo del medio fluido.

La cámara de reacción recibe el medio fluido que fluye a través de al menos una abertura de alimentación.

El medio fluido es conducido como un flujo, de aquí en adelante también referido como caudal volumétrico, a través de al menos una abertura de alimentación a una zona de entrada de fluido en la parte superior de la cámara de reacción de simetría rotacional conductora de fluido, y forma un vórtice fluido en el curso posterior.

La elección de la velocidad de flujo depende de las propiedades particulares del medio fluido y puede determinarse a partir de la fuerza del enlace de valencia secundaria o de la resistencia de las moléculas.

Conviene elegir una alta velocidad para introducir el medio fluido en la parte superior de la cámara de reacción. Dado que la cámara de reacción está formada por las paredes interiores de la carcasa del lado de contacto con el fluido, también presenta sus aberturas, de modo similar a la carcasa.

Por lo tanto, la cámara de reacción dispone de al menos dos aberturas. Una abertura para el tubo de entrada, que al intersectarse con la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción forma una abertura de alimentación, dispuesta tangencialmente para la entrada de fluido. Y una abertura en la parte superior de la cámara de reacción dispuesta en el centro a lo largo del eje longitudinal para el tubo de a la salida de medios.

En otra ejecución particularmente preferida, la cámara de reacción presenta también más de una abertura de alimentación, por ejemplo, dos, tres, cuatro o más aberturas de alimentación.

La cámara de reacción y las aberturas para la entrada y la salida de los medios están diseñadas y dispuestas en relación con las demás de tal modo que, cuando el medio fluido a tratar fluye a través de la cámara de reacción desde al menos una abertura de alimentación hasta la abertura de salida, se producen las mayores tensiones de cizallamiento posibles generadas por la fricción de las capas individuales de flujo entre sí y con las paredes de la cámara de reacción. En otra ejecución preferida, la cámara de reacción dispone de una abertura más amplia. Esta abertura representa una abertura dispuesta en el centro a lo largo del eje longitudinal en el límite inferior del área de fondo de la cámara de reacción para la introducción de un conducto de fluido.

Se prefiere en particular que la cámara de reacción tenga al menos una abertura para el tubo de salida, al menos una abertura para la introducción de un conducto de fluido y al menos una abertura de alimentación.

Preferiblemente, la cámara de reacción presenta dos aberturas de alimentación. De este modo, se introducen preferentemente dos o más de dos caudales volumétricos en la cámara de reacción.

En este caso, la velocidad de los caudales volumétricos debe seleccionarse de manera que se pueda formar una capa límite turbulenta en términos de flujo y que los caudales volumétricos tengan una gran diferencia de velocidad. Preferentemente, se selecciona una combinación de movimiento de traslación y movimiento rotación simultáneos, de tal modo que los caudales volumétricos entren en contacto.

En una ejecución, todas las paredes de la cámara de reacción están en contacto con el medio fluido introducido a través de al menos una abertura de alimentación.

En una ejecución alternativa, solo una parte de las paredes de la cámara de reacción está en contacto con el medio fluido introducido a través de al menos una abertura de alimentación.

En la posición de montaje a lo largo del eje longitudinal en dirección del flujo, la cámara de reacción se divide en una parte superior y una parte inferior, que son cada una simétrica en cuanto a la rotación.

Según la presente invención, por parte superior de la cámara de reacción se entiende aquella parte en la que se introduce el medio fluido a través de al menos una abertura de alimentación.

Así, la parte superior de la cámara de reacción, vista a lo largo de un plano central, se extiende desde al menos una abertura de alimentación para la entrada del medio líquido hasta una pared exterior del tubo de salida.

En una ejecución, la parte superior de la cámara de reacción presenta una superficie superior y una superficie base, cada una de las cuales está formada por las paredes de la cámara de reacción.

En este caso, la superficie superior comprende la superficie que se extiende desde la pared de la cámara de reacción superior desde la zona superior, en la posición de montaje, de al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua hasta la terminación con la pared exterior del tubo de salida.

La superficie base está formada por la pared de la cámara de reacción superior y comprende la superficie que se extiende desde la zona inferior, en la posición de montaje, de al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua a la parte inferior de la cámara de reacción.

El radio se define preferentemente como la distancia que va desde la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida a lo largo de un plano paralelo al plano central.

Asimismo, las pérdidas de presión que son desfavorables en el documento EP 1294474 B2 se omiten, ya que en la presente invención el radio en la dirección del flujo permanece constante o disminuye continuamente. En una ejecución preferida, A es significativamente mayor que la distancia b entre la superficie base y la superficie superior.

Asimismo, la parte superior de la cámara de reacción presenta una zona de transición de la superficie superior a la superficie base.

Preferentemente, la zona de transición de la superficie superior a la superficie base representa un sector circular o elíptico en la sección longitudinal del reactor.

En otra ejecución, la zona de transición de la superficie superior a la superficie base puede presentar diferentes formas geométricas.

La zona de transición de la superficie superior a la superficie base representa además el punto más alejado de la cámara de reacción de la pared exterior del tubo de salida en la sección longitudinal del reactor.

La distancia desde la zona de transición de la superficie superior a la superficie base en la parte superior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida a lo largo del plano central representa el radio máximo de la cámara de reacción y se denomina en adelante radio máximo rmax.

En una ejecución, el rmax transcurre a lo largo del plano central, es decir, desde la zona de transición entre la superficie superior y la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción, a través del centro de la zona de entrada de fluido hasta la pared exterior del tubo de salida.

Según el teorema del momento angular L = rhcr con el flujo másico rh, la presión de vapor del medio fluido en el rango de rmax no puede ser alcanzada a través de la velocidad angular o rotacional lograda según la ecuación de Bernoulli y las leyes del vórtice.

Lo siguiente se aplica al flujo másico rh = p, donde V representa el caudal volumétrico y p la densidad del medio fluido.

A su vez, para un flujo másico constante rh, así como un momento angular constante L, aumentan notablemente las velocidades de rotación y por lo tanto la velocidad angular w del medio fluido cuando se reduce rmax.

Preferentemente, la parte superior de la cámara de reacción en la zona de transición de la superficie superior a la superficie base, presenta al menos una abertura de alimentación que entra tangencialmente a la sección transversal de la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción, a través de la cual el medio fluido se desvía a la cámara de reacción.

En un diseño preferente, al menos una abertura de alimentación está dispuesta así a la distancia máxima pronunciada rmax de la parte superior de la cámara de reacción entre la zona de transición entre la superficie superior y la superficie base y la pared exterior del tubo de salida a lo largo del plano central. De este modo, se proporciona favorablemente un trayecto de aceleración más largo para el medio fluido en la parte superior de la cámara de reacción.

A la abertura de alimentación, al menos una, en dirección del flujo del medio fluido, se conecta una zona de entrada de fluido en la parte superior de la cámara de reacción, que preferentemente tiene una superficie circular con un diámetro d^zen sección longitudinal con respecto al reactor.

En una ejecución preferida, la superficie superior y la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción presentan una distancia b en gran medida constante entre sí en dirección del flujo, a partir de la zona de transición de la superficie superior a la superficie base, hasta la transición de la superficie base en la parte inferior de la cámara de reacción.

La distancia b, en gran parte constante, entre la superficie superior y la superficie base corresponde preferentemente a una a tres veces el diámetro d^zde la zona de entrada del fluido (b < 3 d^z).

Si la distancia b es constante, la distancia constante b corresponde por lo tanto al mismo tiempo a la distancia máxima ó^maxentre la superficie superior y la superficie base (vista en la sección longitudinal del reactor).

Preferiblemente, para una aceleración favorable del medio fluido, la distancia constante de la superficie superior a la superficie base corresponde al diámetro simple d^zde la zona de entrada del fluido (b = d^z), por lo que la parte superior de la cámara de reacción representa un área relativamente delgada y plana para el medio fluido entrante.

En este caso, la parte superior de la cámara de reacción aparece en forma de disco o placa en la sección longitudinal del reactor.

En una ejecución alternativa preferida, la superficie superior y la superficie base tienen una distancia b decreciente entre sí en la dirección de flujo del medio fluido, a partir de la zona de transición de la superficie superior a la superficie base hasta una transición de la superficie base a la parte inferior de la cámara de reacción.

Preferentemente, la distancia b disminuye continuamente en dirección del flujo del medio fluido hacia el tubo de salida.

En este caso, la distancia de la superficie superior y la superficie base en al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua en dirección del flujo es máxima (ó^max) y corresponde preferentemente a una a tres veces el diámetro d^zde la zona de entrada de fluido (ó^maxA 3 d^z).

Preferentemente, la distancia de la superficie superior a la superficie base en al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua en dirección del flujo corresponde al diámetro simple d^zde la zona de entrada de fluido (b = d^z).

En la distancia decreciente b, un plano intermedio ficticio pasa por el centro de la zona de entrada del fluido, paralelo a la superficie superior de la parte superior de la cámara de reacción.

Debido a la distancia decreciente b, se obtiene favorablemente una mayor aceleración del medio fluido introducido, basada en el teorema del momento angular.

Además, este estrechamiento adicional de la parte superior de la cámara de reacción lleva a un aumento de la viscosidad del medio fluido, E = V I b, donde V es el caudal volumétrico y b es la distancia entre las superficies superior y base.

La ecuación de continuidad para el caudal volumétrico establece que un caudal volumétrico en una tubería es siempre constante.

Esto no cambia, aunque cambie la sección transversal del tubo.

Esto se conoce también como el efecto Venturi y constituye la base de la ley de

Bernoulli.

Basándose en la ecuación de continuidad V = c - A (m\\ el caudal volumétrico V, la velocidad media del flujo c y el área de la sección transversal A en el punto considerado), la velocidad media del flujo aumenta a medida que el área de la sección transversal disminuye, lo que resulta en un aumento del momento angular.

Suponiendo que la zona de entrada del fluido es un plano de flujo b^0,entonces el plano de flujo ói, que está por debajo o que lo sigue en sección longitudinal en el radio r desde el punto más exterior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida de este plano de flujo siguiente ói, debe seleccionarse de manera que la velocidad angular resultante OH sea al menos 1,5 veces mayor que la velocidad angular w0 en la zona de entrada del fluido.

Preferiblemente, la parte superior de la cámara de reacción tiene un disco circular o una forma de placa en vista en planta.

Según la presente invención, la superficie superior o la superficie base tienen un ángulo de ataque de 80° a 115°, preferentemente de 90° a 110°, y mejor de 90°.

El ángulo de ataque se refiere al ángulo que, visto en sección longitudinal en la posición de montaje, se establece en relación con el eje longitudinal de la cámara de reacción.

El ángulo de ataque a = 90° se establece desde el plano central al eje longitudinal, por lo que el plano central atraviesa los puntos centrales de la zona de entrada del fluido.

Esto se aplica tanto a una distancia constante b entre las superficies superior e inferior (el plano central transcurre entonces paralelo a ambas) como a una distancia decreciente b entre las superficies superior y base.

El ángulo de ataque a = 90° se refiere siempre al ángulo por debajo del plano central en la posición de montaje, es decir, desde el plano central hasta el eje longitudinal de la cámara de reacción.

Para ello, la intersección del eje longitudinal con el plano central representa un sistema de coordenadas cartesianas. Así pues, el ángulo de ataque a = 90° siempre se refiere al tercer y/o cuarto cuadrante del sistema de coordenadas cartesianas.

Los ángulos de ataque a > 90° o a < 90° se ajustan desde el plano intermedio ficticio al eje longitudinal, el plano intermedio ficticio pasa por los centros de la zona de entrada de fluido y es paralelo a la superficie superior de la parte superior de la cámara de reacción.

Esto se aplica tanto a una distancia constante b entre la superficie superior y la superficie base (el plano intermedio ficticio transcurre entonces paralelo a ambas) como a una distancia decreciente b entre la superficie superior y la superficie base.

Los ángulos de ataque a > 90° o a < 90° se refieren siempre al ángulo por debajo del plano intermedio ficticio en la posición de montaje, es decir, desde el plano central ficticio hasta el eje longitudinal de la cámara de reacción.

En un ángulo de ataque de < 90°, se requiere algo más de presión que para un > 90°.

En un ángulo de ataque de > 90°, el medio fluido introducido presenta una dirección de flujo descendente hacia la cámara de reacción.

En un ángulo de ataque de a = 90°, el medio fluido introducido permanece en un plano, y solo en la transición hacia la parte inferior de la cámara de reacción adopta un movimiento descendente en dirección del flujo.

En un ángulo de ataque de a = 90°, la distancia b corresponde a la altura de la parte superior de la cámara de reacción en la posición de montaje.

En una ejecución, el ángulo de ataque a presenta los mismos valores para ambas mitades del reactor (es decir, a la izquierda y a la derecha del eje longitudinal) en sección longitudinal.

Preferentemente, la estructura de la segunda mitad del reactor al otro lado del eje longitudinal es igual, ya que el reactor ha sido construido simétricamente a modo de espejo en la sección longitudinal.

En una ejecución alternativa, los valores del ángulo de ataque a son diferentes en ambas mitades del reactor en sección longitudinal.

Debido a la forma de plato o taza de simetría rotacional de la parte superior de la cámara de reacción en la sección longitudinal del reactor según la invención, se han mejorado notablemente las propiedades y prestaciones para el tratamiento fluidodinámico de los medios fluidos, que presentan una alta fricción del medio fluido en la cámara de reacción hasta el conducto de fluido.

Las desventajas de la formación de vórtices de fluido en el reactor en forma de corazón se reducen o eliminan completamente tal y como se describe por ejemplo en el documento EP 1294474 B2.

Por la parte inferior de la cámara de reacción se entiende la parte que sigue a la parte superior de la cámara de reacción en la posición de montaje y en dirección del flujo del medio fluido, y está formada por las paredes interiores de la parte inferior de la carcasa del lado de contacto con el fluido.

La parte inferior de la cámara de reacción presenta una superficie base que se conecta con la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción.

La superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción comienza en el punto en que la distancia b entre la superficie superior y la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción ya no es constante, ni disminuye, sino que aumenta.

Este punto se describe en adelante como la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción.

En este caso, la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción comprende solo la superficie base procedente de la parte superior de la cámara de reacción, y ya no comprende una superficie superior, pues la superficie superior ya converge en la parte superior de la cámara de reacción situada en la pared exterior del tubo de salida.

La distancia, que se extiende desde la pared exterior del tubo de salida hasta el comienzo de la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción en dirección del flujo, corresponde al radio r³.

A este respecto, r³nunca puede alcanzar o exceder el radio o el radio máximo r^maxde la parte superior de la cámara de reacción.

En una ejecución preferida, n es al menos el doble del diámetro d^zde la zona de entrada del fluido (/I > Vi d^z).

En otra ejecución particularmente preferida, ri es al menos mayor que la suma del diámetro de la zona de entrada del fluido d^zy la distancia r³de la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción a la pared exterior del tubo de salida (/I > d^z+ r³).

En una ejecución, la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción adopta un contorno arbitrario.

En otra ejecución preferida, la transición de la superficie base de la parte más baja de la cámara de reacción adopta una curvatura.

En otra ejecución, la transición de la superficie de la parte inferior de la cámara de reacción se curva bruscamente desde la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción hacia el eje longitudinal.

En una ejecución, la parte inferior de la cámara de reacción en dirección del flujo del medio fluido presenta una distancia de la pared exterior del tubo de salida que disminuye a partir de la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción al área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción.

Preferiblemente, la distancia decreciente es continua.

Es una ventaja que el medio fluido se acelere más rápidamente y haya menos pérdida de presión en la cámara de reacción.

En una ejecución alternativa, la parte inferior de la cámara de reacción, en dirección del flujo del medio fluido presenta una distancia a la pared exterior del tubo de salida que disminuye bruscamente desde la transición de la superficie base al área de fondo.

La parte inferior de la cámara de reacción se extiende en dirección del flujo del medio fluido desde la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción hasta un límite inferior del área de fondo.

El área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción forma, en la posición de montaje el límite inferior de la parte inferior de la cámara de reacción y continúa como una pared desde la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción.

En una ejecución, el área de fondo comienza en dirección del flujo del medio fluido a partir de una curvatura de la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción.

En una ejecución, la pared del área de fondo de la cámara de reacción adopta un contorno arbitrario.

Preferiblemente, el área de fondo es curva.

Se prefiere en particular el área de fondo con una curvatura cóncava.

Por curvatura cóncava se entiende una curvatura que se proyecta hacia el exterior en sección longitudinal, es decir hacia abajo en la posición de montaje.

En una ejecución alternativa, el área de fondo está diseñada como un paraboloide. En otra ejecución alternativa, el área de fondo tiene un contorno diferente, por ejemplo, un contorno angular.

Debido al área de fondo curvada preferida, se invierte el curso de las paredes de la parte inferior de la cámara de reacción y el medio fluido se desvía en su dirección de flujo.

Es una ventaja que la mayoría de los componentes a tratar en el medio fluido, como los componentes orgánicos, estallen por la desviación del vórtice de fluido.

El área de fondo curvada de la parte inferior de la cámara de reacción comprende, en la posición de montaje, un límite inferior que se extiende a lo largo de la zona inferior de la parte inferior de la cámara de reacción.

La distancia z se define como la distancia en la cual la parte inferior de la cámara de reacción se extiende desde la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción hasta el límite inferior del área de fondo curvada.

En otras palabras, la distancia se define a partir del punto en el que la distancia b entre la superficie superior y la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción ya no es constante, ni disminuye, sino que aumenta. En una ejecución, la distancia z es variable.

En una ejecución preferida, la distancia z es al menos la mitad del diámetro de la zona de entrada de fluido d^z(z > Vi d^z) para crear favorablemente la fricción dentro del vórtice de fluido.

En una ejecución, en el límite inferior del área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción se utiliza un conducto de fluido con forma geométrica ascendente, cuyo eje longitudinal coincide con el eje longitudinal de la cámara de reacción de simetría rotacional.

En caso de utilizar un conducto de fluido, el contorno de la parte inferior de la cámara de reacción se extiende desde el límite inferior del área de fondo continuando hasta el conducto de fluido o su inversión.

Al menos una abertura de alimentación se encuentra en la parte superior de la cámara de reacción.

Así, el flujo de medios en la parte superior de la cámara de reacción se realiza a través de una abertura alimentación como mínimo.

La carcasa dispone preferiblemente de al menos una abertura para un tubo de entrada, por el cual el medio fluido en al menos un tubo de entrada es dirigido a la parte superior de la cámara de reacción a través de al menos una abertura de alimentación formada y dispuesta tangencialmente a la sección transversal de la superficie lateral.

Es una ventaja que, al tener solo una abertura de alimentación, se consume menos energía para el flujo de medios en la cámara de reacción.

En una ejecución preferida, el medio fluido se introduce en la parte superior de la cámara de reacción a través de más de una abertura de alimentación dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción, por ejemplo, a través de dos, tres, cuatro o más aberturas de alimentación.

En otra ejecución preferida, la parte superior de la cámara de reacción presenta dos aberturas de alimentación que están dispuestas una frente a la otra en la sección longitudinal en la parte superior de la cámara de reacción.

El medio fluido a tratar se introduce en la parte superior de la cámara de reacción de simetría rotacional desde un tubo de entrada, situado fuera del reactor, a través de la abertura en la carcasa y al menos una abertura de entrada contigua formada.

El tubo de entrada para el flujo de medios corresponde a la entrada principal o a los tubos que se derivan de la misma. El tubo de entrada pasa a través de la abertura de la carcasa y cruza transversalmente la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción de forma tangencial, formando así un cilindro circular oblicuamente truncado y, por lo tanto, al menos una abertura de alimentación.

El medio fluido a tratar entra así en la parte superior de la cámara de reacción a través de al menos una abertura de alimentación tangencialmente a la sección transversal de la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción.

En una ejecución, el tubo de entrada es un tubo de alimentación, y por lo tanto un cuerpo hueco alargado, preferiblemente un tubo redondo con una superficie circular en sección transversal.

Como mínimo una abertura de alimentación presenta una superficie circular o elíptica debido a la intersección del tubo de entrada con la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción.

Una zona de entrada de fluido se conecta a al menos una abertura de alimentación en dirección del flujo en la parte superior de la cámara de reacción. Dicha zona de entrada del fluido recibe y transporta el medio fluido, que fluye hacia la cámara de reacción a través de al menos una abertura de alimentación

La zona de entrada de fluido tiene un diámetro d^z.

En una ejecución preferida, al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua a ella en dirección del flujo están dispuestas en la zona de transición, desde la superficie superior hasta la superficie base. En una ejecución particularmente preferida, el centro de la zona de entrada de fluido está dispuesto a lo largo del plano central.

En una ejecución, precisamente un medio fluido se introduce a través de una abertura de alimentación en la zona de entrada de fluido contigua de la parte superior de la cámara de reacción.

En una ejecución alternativa, se introduce más de un medio fluido en la cámara de reacción, preferiblemente a través de una abertura de alimentación cada uno.

Alternativamente, se introduce más de un medio fluido en la cámara de reacción a través de la misma abertura de alimentación.

Los medios fluidos pueden ser idénticos o diferentes.

A este respecto, los medios fluidos pueden provenir de la entrada principal o de las tuberías que se ramifican de la misma o de otras tuberías de entrada.

El tubo de salida es un tubo diseñado a modo de cilindro hueco continuo y se introduce de forma estanca en una abertura dispuesta en el centro en la parte superior de la carcasa, en la sección longitudinal del reactor a lo largo del eje longitudinal.

En una ejecución especial, el tubo de salida consta de varias partes huecas cilíndricas.

En el sentido de la invención, el tubo de salida se divide en una parte superior y una parte inferior.

En una ejecución, el tubo de salida es desplazable y ajustable a lo largo del eje longitudinal con respecto a la abertura central en la carcasa, y por lo tanto con respecto al cámara de reacción, adaptándose así de forma favorable a las propiedades y el tratamiento del medio fluido.

El ajuste del tubo de salida se realiza mediante una unidad de ajuste mecánico.

El tubo de salida está alojado en un cojinete axial que está conectado de forma fija a la carcasa o fijo en relación con ella, de tal modo que también es posible un ajuste a lo largo del eje longitudinal durante el funcionamiento sin cambiar la posición de la conexión entre la carcasa y el tubo de la entrada principal u otros conductos de alimentación.

De este modo, en cualquier momento es posible un ajuste de los parámetros de funcionamiento según sea necesario y sin gran esfuerzo.

El tubo de salida coincide en su eje longitudinal con el eje longitudinal de la cámara de reacción de simetría rotacional. El tubo de salida tiene un radio r², medido desde el eje longitudinal hasta la pared exterior del tubo de salida.

En una ejecución, la distancia r²es constante en todos los puntos del tubo de salida.

En una ejecución alternativa, la distancia r²no es constante en diferentes puntos del tubo de salida.

Esto se debe a una distancia cambiante desde la pared exterior hasta la pared interior del tubo de salida, que se denomina espesor de pared d.

En una ejecución, las paredes interiores del tubo de salida están en contacto con el medio fluido, y son por lo tanto conductoras de fluidos.

La parte superior del tubo de salida en la posición de montaje se encuentra en la parte superior de la cámara de reacción y/o fuera de la carcasa.

El tubo de salida presenta en su parte superior una zona superior cerca de la boca, que sobresale de la carcasa y puede ser diseñada como un tubo de inspección.

El extremo de la zona superior cerca de la boca está diseñado como una abertura de salida para el medio líquido y se encuentra fuera de la carcasa.

Es aquí por donde sale el medio fluido (salida de medios) del reactor.

La sección transversal total de la abertura de salida consta de la sección transversal libre y el espesor de pared del tubo de salida: d^ges= 2 ■ r²= 2 ■ (d c ^frei).

La sección transversal c ^freide la abertura de salida, a través de la cual el medio fluido desviado sale del tubo de salida, representa la distancia entre las dos paredes interiores opuestas del lado de contacto del fluido del tubo de salida en el extremo de la zona superior cerca de la boca. La distancia se calcula a partir de la diferencia de la sección transversal total de la abertura de salida con los espesores de las paredes: c ^frei= d^ges(2 ■ d) = (2^ r²) - (2 ■ d).

La parte inferior del tubo de salida en la posición de montaje se encuentra mayoritariamente en la parte inferior de la cámara de reacción y/o en el área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción.

El tubo de salida tiene en su parte inferior una zona más baja cerca de la boca, que se conecta con la abertura de entrada del tubo de salida en dirección del flujo del medio fluido.

La zona cercana a la boca de la parte inferior del tubo de salida se extiende a lo largo de su eje longitudinal casi hasta el límite inferior del área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción.

El extremo de la zona inferior cerca de la boca está diseñado como una abertura de entrada, dispuesta de forma plana y perpendicular al eje longitudinal para el medio fluido desviado en el área de fondo.

La sección transversal total de la abertura de entrada consta de la sección transversal libre y el espesor de pared del tubo de salida: d^ges= 2 ■ r²= 2 ■ (d c ^frei).

La sección transversal libre c ^freide la abertura de entrada, a través de la cual el medio fluido desviado entra en el tubo de salida, representa la distancia entre las dos paredes interiores opuestas del lado de contacto del fluido del tubo de salida en el extremo de la zona inferior cerca de la boca. La distancia se calcula a partir de la diferencia de la sección transversal total de la abertura de entrada con los espesores de las paredes: d^fre= d^ges- (2 ■ d) = (2 ■ r²) - (2 ■ d). Preferiblemente, la abertura de entrada y la de salida tienen el mismo valor de la sección transversal libre c ^frei . Además, preferentemente, la sección transversal libre d^fredisminuye solo en la zona de la boquilla para realizar el efecto Venturi.

Según la invención, la abertura de entrada del tubo de salida está dispuesta a una distancia a del límite inferior en la dirección de flujo del área de fondo curvada de la parte inferior de la cámara de reacción.

En una ejecución, la abertura de entrada está dispuesta a una distancia variable a del límite inferior del área de fondo curvada.

En otra ejecución, la abertura de entrada está dispuesta a una pequeña distancia a del límite inferior del área de fondo curvada.

Preferentemente, la distancia a entre la abertura de entrada del tubo de salida y el límite inferior del área de fondo curvada en dirección del flujo es menor que el diámetro d^zde la zona de entrada del fluido (a < d^z).

En una ejecución, la distancia a entre la abertura de entrada y el límite más bajo de la parte inferior de la cámara de reacción en dirección del flujo es igual o menor que la sección transversal total d^gesde la abertura de entrada.

La zona inferior del tubo de salida cerca de la boca está conectada a la abertura de entrada del tubo de salida en dirección del flujo del medio fluido.

En una ejecución, el tubo de salida en esta zona del interior está diseñado a modo de tubo hueco, con un espacio constante entre las dos paredes interiores opuestas del lado de contacto del fluido.

Preferentemente, la distancia constante corresponde a la sección transversal libre d^frei.

Se prefiere en particular que la abertura de entrada, la abertura de salida y la zona intermedia (es decir, entre las zonas inferior y superior cerca de la boca) tengan el mismo valor de la sección transversal libre d^frei .

En una ejecución preferida, la zona cerca de la boca del tubo de salida está formada a modo de boquilla para realizar el efecto Venturi, en lo sucesivo denominada «boquilla».

Para realizar el efecto Venturi, las paredes interiores del lado de contacto con el fluido del tubo de salida presentan un punto más estrecho que forma la boquilla.

Por norma general, este es el punto con la sección transversal libre más pequeña de las paredes interiores del tubo de salida en el lado de contacto del fluido. Esto a su vez trae consigo un aumento del espesor de la pared d del tubo de salida.

Según la ecuación de Bernoulli, si el área transversal total d^gesde la abertura de entrada del tubo de salida es menor que el diámetro de la zona de entrada del fluido (d^ges< d^z), disminuye la presión en la abertura de entrada del tubo de salida.

Si la zona inferior del tubo de salida cerca de la boca se forma como una boquilla que tiene la menor sección transversal libre, la presión se ajusta de manera que se establece una presión negativa en la boquilla para realizar el efecto Venturi.

Es conveniente que la boquilla para realizar el efecto Venturi se pueda cambiar en caso de limpieza, daños o defectos. En una ejecución preferida, la boquilla está diseñada como una boquilla Venturi. En otra ejecución preferida, la boquilla está configurada como una boquilla de Laval.

El conducto de fluido comprende un cuerpo (sólido).

En una ejecución alternativa, el conducto de fluido consta de varios componentes.

Si el conducto de fluido se nombra en adelante, siempre será en referencia a la parte superior de todo el componente del conducto de fluido en la posición de montaje, que se introduce en la parte inferior de la cámara de reacción. En una ejecución, el conducto de fluido se introduce de forma estanca en el límite inferior del área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción a través de una abertura dispuesta en el centro de la parte más baja de la carcasa en la posición de montaje.

En una ejecución alternativa, el conducto de fluido forma parte de la carcasa y, por tanto, ya está firmemente integrada en su parte más baja.

En una ejecución, el eje longitudinal del conducto de fluido coincide con el eje longitudinal de la cámara de reacción de simetría rotacional.

El conducto de fluido está antes del tubo de salida en dirección del flujo del medio fluido.

En una ejecución, el conducto de fluido presenta una forma geométrica y simétrica a modo de espejo con respecto al eje longitudinal de la cámara de reacción.

En una ejecución, el conducto de fluido presenta una forma geométricamente plana con respecto al eje longitudinal de la cámara de reacción.

En una ejecución preferida, el conducto de fluido asciende geométricamente al eje longitudinal de la cámara de reacción, preferiblemente alargada, tiene forma y un pasador tubular, en adelante denominado inversión del conducto de fluido, o inversión para abreviar.

La longitud de la inversión es variable.

La inversión sobresale preferiblemente en el área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción.

La abertura de entrada del tubo de salida se encuentra con la inversión del conducto de fluido en el centro del eje longitudinal de la cámara de reacción

En una ejecución, la inversión sobresale hasta la abertura de entrada del tubo de salida.

En una ejecución especialmente preferida, la longitud de la inversión se diseña favorablemente de modo que finalice en la parte más estrecha de la boquilla, es decir, en el punto de la boquilla con la sección transversal libre más pequeña de la pared interior del lado de contacto con el fluido del tubo de salida y por lo tanto de la boquilla para realizar el efecto Venturi.

El tratamiento fluidodinámico de flujo del medio fluido se optimiza favorablemente con esta posición.

En una ejecución preferida, el conducto de fluido es desplazable y ajustable con respecto al área de fondo de la carcasa y, por tanto, con respecto al área de fondo de la cámara de reacción a lo largo del eje longitudinal, y así se adapta favorablemente a las propiedades y al tratamiento del medio fluido.

Asimismo, la distancia entre el conducto de fluido y la abertura de entrada del tubo de salida se puede ajustar de forma variable en el centro a lo largo del eje longitudinal, de modo que el conducto de fluido se puede ajustar favorablemente a lo largo del eje longitudinal cuando cambia la posición del tubo de salida.

Dado que el tubo de salida también se puede ajustar de forma variable a lo largo del eje longitudinal, a la inversa, el tubo de salida se puede reajustar a lo largo del eje longitudinal cuando cambia la posición del conducto de fluido. El conducto de fluido se puede ajustar y desplazar preferentemente a lo largo del eje longitudinal de la cámara de reacción al igual que el tubo de salida con respecto a su abertura en la carcasa, optimizando así de forma favorable las condiciones de presión y flujo en la cámara de reacción.

Para ello, el mecanismo de ajuste del conducto de fluido está diseñado de tal manera que pueda reajustarse o regularse en un rango de presión negativa óptimo para desviar hacia el tubo de salida el vórtice de fluido generado por el reactor, según la invención.

Según la invención, el vórtice de fluido generado en el conducto de fluido se desvía en un movimiento ascendente a lo largo del eje longitudinal en la dirección opuesta al movimiento de traslación y rotación descendente en la posición de montaje mediante un cambio de dirección en la abertura de entrada del tubo de salida.

Con un ángulo de ataque de a = 90 °, el medio fluido en la parte superior de la cámara de reacción se pone en rotación y gira a lo largo del plano central hacia el tubo de salida.

El momento angular del medio fluido permanece constante en toda la zona de la parte superior de la cámara de reacción y favorablemente solo disminuye cuando el medio fluido pasa a la parte inferior de la cámara de reacción debido al movimiento descendente del medio fluido en dirección del flujo.

La función del reactor según la invención se basa en la iniciación de reacciones físicas, mecánicas y químicas mediante la creación de condiciones de presión adecuadas en la cámara de reacción.

La fuerza y, por tanto, la eficacia de reactor según la invención depende de la presión, la velocidad y la temperatura. El diseño de simetría rotacional de la cámara de reacción provoca una aceleración tan fuerte del caudal volumétrico en el vórtice de fluido formado que se aceleran los procesos biológicos, físicos y químicos que tienen lugar en el medio fluido.

El caudal volumétrico se ajusta de forma variable en función del tamaño de la cámara de reacción o del volumen de la misma, entre otros factores.

La forma de la cámara de reacción de simetría rotacional conductora de fluido da como resultado la formación de movimientos de traslación y rotación de al menos un caudal volumétrico introducido del medio fluido a lo largo del eje longitudinal, que forma un vórtice de fluido.

El vórtice de fluido es guiado alrededor del tubo de salida en dirección del flujo en la posición de montaje hasta el extremo inferior de la cámara de reacción y (en caso de a > 90 °) adopta el movimiento de una línea helicoidal descendente dirigida hacia abajo en dirección del flujo.

Se forma un vórtice de fluido que es guiado mientras gira hacia la parte inferior de la cámara de reacción y se acelera. La aceleración depende principalmente de los parámetros n ; b, r3, z y a.

El vórtice de fluido se acelera notablemente debido al estrechamiento de la parte inferior de la cámara de reacción en la sección longitudinal del reactor en la dirección de flujo del medio fluido.

La energía cinética de las partículas elementales en el vórtice del fluido aumenta debido al estrechamiento de la parte inferior de la cámara de reacción, aumentando así la reactividad del medio fluido.

Es favorable que los movimientos de traslación y de rotación estén superpuestos.

Debe seleccionarse la velocidad de entrada del al menos un medio fluido, de modo que se pueda formar una capa límite turbulenta en términos de flujo, se acelere el vórtice de al menos un fluido generado y se produzca una gran diferencia de velocidad.

Preferiblemente, se selecciona una combinación de movimiento de traslación y movimiento de rotación simultáneo de modo que, en caso de varios caudales volumétricos, estos tengan contacto entre sí.

El diseño estructural de la invención se elige de modo que al medio fluido se le dé una velocidad con el valor máximo posible y el mayor gradiente posible en la dirección radial al fluir a través de la cámara de reacción bajo una presión dinámica definida.

Gracias al diseño estructural del reactor, se consiguen las condiciones de flujo necesarias para generar el efecto centrífugo y de alta fricción más ventajoso posible y las mayores tensiones de cizallamiento posibles en el vórtice de fluido a tratar.

Debido a la forma de la cámara de reacción, el vórtice fluido del medio fluido a tratar se dirige de tal modo que se forma un vórtice fluido en la rama descendente de la trayectoria del flujo, es decir, entre una abertura de alimentación, como mínimo con una zona de entrada de fluido contigua y la abertura de entrada del tubo de salida.

La velocidad de flujo del vórtice de fluido presenta un fuerte gradiente sobre su sección transversal en la dirección radial.

El estrechamiento de la parte inferior de la cámara de reacción en la sección longitudinal del reactor en dirección del flujo del medio fluido y la disposición de la una abertura de alimentación como mínimo y la abertura de entrada del tubo de salida generan tensiones de cizallamiento entre las capas de flujo individuales del vórtice de fluido. Tales tensiones de cizallamiento también se generan entre las paredes de la cámara de reacción, la pared exterior del tubo de salida fijada en la cámara de reacción y el vórtice de fluido.

Las fuerzas de fricción generadas dentro del vórtice del fluido por las tensiones de cizallamiento y opuestas a ellas provocan un cambio en la tensión superficial y un cambio en la viscosidad del medio fluido, debido a una reorganización de los enlaces entre las moléculas del medio fluido a tratar.

Es conveniente conseguir una separación de material debido a los diferentes pesos específicos de las sustancias en el medio fluido, que se intensifica por la superposición de movimientos de traslación y rotación.

Además, se consigue un efecto de trituración.

La diferencia de alta velocidad generada físicamente entre las capas individuales del vórtice de fluido trae consigo la desintegración mecánica de componentes orgánicos sólidos, como bacterias, algas y otros microorganismos, así como componentes inorgánicos.

Los desechos resultantes se descomponen después mecánica y químicamente. Esta degradación mecánica de los componentes orgánicos e inorgánicos tiene lugar en pequeña medida debido a la geometría de la cámara de reacción, incluso antes de que el vórtice de fluido formado se desvíe en el conducto de fluido.

Se producen diferencias de presión entre la parte superior e inferior de la cámara de reacción que contribuyen de manera favorable a la generación de un vórtice de fluido.

Las presiones que se establecen en la cámara de reacción dependen, entre otros factores, del diseño y la forma de la cámara de reacción o de la forma de la boquilla.

En el área de fondo delante de la abertura de entrada del tubo de salida, hay una presión previa, que es preferiblemente > aprox. 3-4 bar, una presión dinámica que aumenta en dirección del flujo y una presión negativa y/o vacío provocado por ella.

Debido a la forma ventajosa de la parte superior de la cámara de reacción, en comparación con el documento EP 1 294474 B2, se requiere menos presión y por consiguiente menos energía para poner en rotación el medio fluido que fluye a través de una abertura de alimentación como mínimo.

Por otro lado, debido a la forma ventajosa de la parte superior de la cámara de reacción, es posible obtener una velocidad de giro y una velocidad de rotación más altas del vórtice de fluido con la misma presión o energía requerida, en comparación con el documento EP 1294474 B2.

Las paredes de la cámara de reacción se mecanizan de modo que presenten un coeficiente de fricción más bajo que antes del mecanizado y, por lo tanto, el medio fluido puede acelerarse favorablemente en la cámara de reacción. El coeficiente de fricción depende del material utilizado en la cámara de reacción.

Debido al diseño del reactor de acuerdo con la invención, el medio fluido en la parte superior de la cámara de reacción de simetría rotacional es guiado hacia la parte inferior de la cámara de reacción sobre la base del teorema del momento angular en forma de un vórtice de fluido guiado a lo largo del eje longitudinal en dirección del flujo. En este caso, es favorable y, en comparación con el documento EP 1294474 b 2, solo se producen pequeñas pérdidas de energía de flujo. El momento angular del medio fluido cambia solo ligeramente.

En la parte inferior de la cámara de reacción, el vórtice de fluido giratorio se desvía hacia el centro del flujo en el conducto de fluido y allí en una dirección ascendente opuesta a lo largo del eje longitudinal de la cámara de reacción, preferiblemente hacia la boquilla del tubo de salida.

El vórtice de fluido giratorio que viene desde arriba se desvía preferiblemente en el conducto de fluido en la dirección opuesta a su dirección original.

El vórtice de fluido choca con el conducto de fluido y se produce una inversión de vórtice. El vórtice de fluido choca muy preferentemente con la inversión del conducto de fluido.

Las fuerzas centrífugas y centrípetas y las fuerzas de fricción producidas por las tensiones de cizallamiento entre las capas de flujo de diferentes velocidades actúan con diferente intensidad en el área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción y en los componentes de diferente peso contenidos en el medio fluido.

En el área de fondo se produce un intenso efecto centrífugo, ya que las impurezas inorgánicas o/y orgánicas transportadas como partículas en suspensión son impulsadas desde el centro del vórtice del fluido hasta su borde debido a su mayor peso. Debido a su menor peso, los componentes gaseosos disueltos son impulsados desde el borde del vórtice de fluido hasta su centro.

Al cambiar la dirección del vórtice del fluido debido a la desviación en el área de fondo, las impurezas ya separadas y los medios de diferentes pesos se mueven de nuevo en dirección contraria a través de la sección transversal del vórtice de fluido.

Así, en la zona inferior de la cámara de reacción, en la zona frente a la abertura de entrada del tubo de salida, al menos dos caudales volumétricos trabajan uno contra el otro (el caudal volumétrico del vórtice de fluido que viene desde arriba en la posición de montaje y el caudal volumétrico del vórtice de fluido desviado).

Se forma una presión más baja delante de la abertura de entrada del tubo de salida que en el resto de la cámara de reacción.

Como consecuencia de las condiciones de presión que se desarrollan en el área de fondo de la cámara de reacción y frente a la abertura de entrada del tubo de salida, estallan las paredes celulares de los componentes orgánicos contenidos en el medio fluido.

Además, la colisión y la fricción de las sustancias extrañas disueltas en el medio fluido traen consigo la destrucción y desintegración mecánica y física de estas sustancias extrañas.

Las sustancias extrañas disueltas en el medio fluido incluyen sustancias orgánicas y/o inorgánicas, compuestos de sustancias, microorganismos y organismos vegetales y/u orgánicos como gérmenes, bacterias, hongos o algas entre sí y con las partículas individuales, átomos y grupos de átomos y moléculas del medio fluido.

La alta energía cinética, la entrada de energía a través de la fricción de las capas individuales en al menos un vórtice de fluido, la alta fuerza centrífuga asociada y/ o la fuerza de traslación provocan un estado y unión óptimos, energéticamente estables y equilibrados, y por tanto un cambio en la tensión superficial y la viscosidad normalmente presentes.

Esto se consigue rompiendo y reformando los compuestos de valencia secundaria existentes debido a sus diferentes masas atómicas y, por tanto, a la diferente inercia de las masas, así como por la colisión de las partículas individuales, átomos y grupos de átomos, así como moléculas entre sí, dando lugar a una reorganización de la estructura molecular o reticular.

El medio fluido tratado según la invención mantiene su estado de relajación superficial durante un período de tiempo más largo.

Como resultado de la reorganización de la estructura molecular así conseguida, se liberan gases o sustancias extrañas volátiles disueltas en el medio fluido, de modo que también tiene lugar la desgasificación del medio fluido.

Esta desgasificación también reduce o impide reacciones no deseadas de estas sustancias arrastradas en el medio fluido a tratar, a otras sustancias arrastradas o a sustancias que entran en contacto con el medio fluido, como los sensores de medición o las paredes de tubería.

La fuerza centrífuga y/o la fuerza de traslación deben seleccionarse de modo que se produzca una ruptura de los compuestos materiales y las cadenas moleculares de las sustancias extrañas disueltas en el medio líquido y que éstas se destruyan o desintegren mecánicamente y/o las sustancias extrañas presentes o los átomos, moléculas o compuestos moleculares del medio líquido se ionicen o radicalicen al menos parcialmente.

Debido al diseño geométrico de la cámara de reacción de simetría rotacional, se generan en el medio fluido las altas velocidades y de fuerte gradiente requeridas en el medio fluido.

Estas son necesarias para obtener los efectos físicos, es decir para romper los componentes sólidos y reorganizar los enlaces moleculares, y para desencadenar y acelerar los procesos químicos mediante el suministro de energía. La cantidad y calidad de la destrucción y desintegración mecánicas se puede ajustar cambiando las velocidades en función del medio fluido presente y la materia extraña disuelta en el mismo.

Depende de la resistencia a la tensión mecánica de las sustancias extrañas.

Las sustancias transportadas se liberan de la estructura reticular del medio fluido y/o se separan del medio fluido por fuerza centrífuga, debido a los diferentes pesos específicos del material y posteriormente se pueden filtrar sedimentar o unir de otro modo cuando se sacan de la cámara de reacción a través del tubo de salida.

La desintegración de las sustancias puede aumentar la conductividad eléctrica del medio fluido.

Gracias al diseño del tubo de salida en la zona inferior cerca de la boca a modo de boquilla para realizar el efecto Venturi en relación con el medio fluido suministrado a la cámara de reacción, el vórtice de fluido, que se forma como un vórtice hueco, se acelera y relaja notablemente en el tubo de salida. Como resultado, en el caso de medios fluidos líquidos, se puede alcanzar o reducir la presión en la zona del núcleo. El resultado es un flujo con velocidades muy diferentes en las zonas del núcleo y del borde.

Se crea un vórtice hueco en el centro del cual se forma un núcleo a partir de un medio fluido más ligero que en el resto del campo de flujo.

A velocidades crecientes, se generan flujos de vórtice con filamentos de vórtice o tubos de vórtice o, según el tipo de medio fluido, se genera un vórtice de fluido sin rotación con un núcleo de vórtice, también conocido como vórtice potencial.

Durante el proceso, se obtienen nuevamente tensiones de cizallamiento en el medio fluido que fluye, favoreciendo así aún más los procesos físicos y químicos.

Este vórtice hueco con núcleo de vórtice, que forma un vacío, debido al efecto Venturi, se superpone al vacío que se crea en la boquilla con efecto Venturi.

Debido a la superposición y al aumento de la formación de vacío en la zona de la boquilla, se rompen y oxidan los gérmenes y las bacterias, que tienen una presión celular interna (turgencia).

En el rango de vacío, los gases disueltos se disuelven y desgasifican en un medio fluido debido al vórtice del fluido presente.

Si, por el contrario, se suministra un gas a la cámara de reacción como medio fluido adicional a través del conducto de fluido, que puede tener un orificio pasante con caudal ajustable en el centro a lo largo del eje longitudinal, dicho gas se mezcla con el vórtice del fluidos y se disuelve mucho mejor en el medio fluido, debido al cambio de la estructura molecular del mismo.

Las ventajas especiales del dispositivo según la invención y del método según la invención son que se puede llevar a cabo un proceso eficaz y rentable con poco espacio y a bajo coste, sin añadir productos químicos nocivos para el medio ambiente y sin irradiar el medio fluido u otras medidas potencialmente peligrosas.

En el transcurso de este proceso, las aguas residuales se pueden descontaminar y esterilizar de nuevo, según el uso previsto y volver a ser utilizadas, y los depósitos de agua se pueden mantener estériles. En zonas con escasez de agua, es posible garantizar un suministro de agua dulce y aumentar la humectabilidad de varios fluidos.

Permite reducir considerablemente el uso de detergentes químicos para diversos fines de limpieza en el hogar y la industria, reduciendo así el impacto ambiental.

Los medios viscosos se pueden diluir de forma puramente mecánica sin cambios químicos.

Debido al diseño del reactor y/o de la parte superior de la cámara de reacción según la invención, el vórtice de fluido alcanza una mayor velocidad de rotación, aumentando así de forma notable y favorable la eficacia de la destrucción y desintegración de la materia extraña.

Debido al diseño de la cámara de reacción, según la invención, en particular, de la parte superior de la cámara de reacción, la presión de difusión de vapor no se alcanza aún hasta el cambio de dirección del vórtice de fluido generado por la desviación en el conducto de fluido a lo largo del eje longitudinal debido a la velocidad de rotación.

Como resultado, es posible un ahorro favorable de energía mediante una reducción de la presión de hasta el 50%, preferiblemente del 20-40%, e idealmente del 20-30%.

Cabe señalar que los medios fluidos suministrados a la cámara de reacción difieren en lo referente a sus propiedades, tales como tensión superficial o viscosidad, y por lo tanto cada uno de ellos causa diferentes reacciones químicas y parámetros de medición en el reactor según la invención. Así pues, los parámetros de medición varían en función del medio fluido utilizado.

Es conveniente añadir un catalizador para acelerar las reacciones químicas en el sistema del reactor.

En una ejecución especial, al menos una parte de las paredes conductoras de fluido de la cámara de reacción están revestidas catalíticamente o las paredes conductoras de fluido de la cámara de reacción constan en su totalidad de un material catalítico.

Asimismo, las reacciones químicas pueden acelerarse aumentando la temperatura del medio fluido de acuerdo con la ecuación térmica de estado de los gases ideales.

La velocidad de reacción es favorablemente más elevada dado el mayor aporte de energía debido al aumento de temperatura.

Para ello, los medios fluidos que ya se han calentado, como las aguas residuales tibias o calientes, pueden introducirse en el reactor y tratarse fluidodinámicamente.

En una ejecución alternativa, el reactor está conectado a un calentador, por ejemplo, una placa de calentamiento, y el control de calentamiento correspondiente para calentar el medio fluido.

Asimismo, pueden conectarse al reactor según la invención, componentes periféricos como mangueras o tuberías para transportar el medio fluido, válvulas de presión, como las válvulas de sobrepresión, los divisores de flujo y unidades de pretratamiento.

El uso de bombas y/o compresores, junto con el ajuste del tubo de salida y la sección transversal libre de la abertura de entrada del tubo de salida, genera la presión dinámica requerida.

En una ejecución, un dispositivo para medir el pH está conectado al reactor.

En una ejecución, el reactor se utiliza en un sistema de tubería abierta. Por lo tanto, resulta ventajoso medir el pH del medio fluido después del tratamiento fluidodinámico.

Además, los gases producidos durante el tratamiento fluidodinámico del medio fluido son transportados fuera del reactor con el medio fluido mediante el movimiento de rotación de la abertura de salida del tubo de salida y se neutralizan.

En una ejecución alternativa, el reactor se utiliza en un sistema de circulación cerrado.

Los gases producidos durante el tratamiento fluidodinámico se transportan con el medio fluido mediante un movimiento de rotación de la abertura de salida del tubo de salida y se neutralizan.

En una ejecución, los gases evacuados se recogen en un dispositivo para su recogida por separado.

Se trata preferentemente de contenedores especiales para la recolección de gases.

Es ventajoso que se pueda evitar una reacción de oxihidrógeno mediante la recogida por separado y la posterior neutralización.

En una ejecución especial, los gases recogidos se reutilizan y aprovechan mejor, por ejemplo, para combustibles o materiales de calefacción como el metano, el metanol o el benceno.

En un diseño preferido, el conducto de fluido presenta al menos un orificio pasante a lo largo del eje longitudinal, coincidiendo el eje longitudinal del orificio pasante con el eje longitudinal de la cámara de reacción de simetría rotacional.

Es una ventaja poder suministrar al menos un medio fluido adicional a la cámara de reacción a través del orificio pasante a lo largo del eje longitudinal del conducto de fluido. Este medio fluido se aspira directa y automáticamente a la parte inferior de la cámara de reacción según lo requiera la presión negativa que prevalece en el área de fondo de la cámara de reacción.

Por tanto, el vórtice de fluido se desvía favorablemente en el conducto de fluido y también se puede mezclar con un medio fluido adicional.

En una ejecución, el conducto de fluido es geométricamente plano respecto al eje longitudinal de la cámara de reacción y tiene un orificio pasante.

En una ejecución preferida, el conducto de fluido asciende geométricamente al eje longitudinal de la cámara de reacción, preferiblemente alargada, tiene forma y un pasador tubular, en adelante denominado inversión del conducto de fluido o inversión para abreviar, que tiene un orificio pasante.

Si la longitud de la inversión del conducto de fluido está diseñada de tal modo que termina directamente en la boquilla para realizar el efecto Venturi, el medio fluido aspirado adicionalmente a través del orificio pasante se aspira directamente al interior de la zona inferior del tubo de salida cerca de la boca en la posición de montaje.

La ventaja del diseño alargado del conducto de fluido con el orificio pasante a lo largo del eje longitudinal es el suministro y/o succión dirigida de un medio de fluido adicional directamente a través de la abertura de entrada del tubo de salida en su área inferior cerca de la boca.

La zona inferior del tubo de salida cerca de la boca está diseñada preferiblemente como una boquilla para realizar el efecto Venturi, por lo que el medio fluido adicional se aspira directamente a la boquilla para realizar el efecto Venturi. La longitud de la inversión se puede variar.

En una ejecución especialmente preferida y para la máxima eficiencia de las reacciones, la longitud de la inversión está diseñada favorablemente, de modo que finalice en la parte más estrecha de la boquilla, es decir, en el punto de la boquilla con la sección transversal libre más pequeña de las paredes interiores del tubo de salida en el lado de contacto con el fluido.

En esta posición se optimiza el tratamiento fluidodinámico del medio fluido.

La adición de medios para reacciones químicas posteriores en el tubo de salida se realiza mediante presión o, mejor utilizando la presión negativa en la boquilla para realizar el efecto Venturi.

En una ejecución, se introduce un medio fluido adicional en la cámara de reacción.

Este puede ser aspirado a través del orificio pasante del conducto de fluido o también puede llegar a la zona de entrada de fluidos contigua de la parte superior de la cámara de reacción a través de la entrada principal u otros conductos de alimentación a través de al menos una abertura de alimentación.

En una ejecución, se introducen varios medios fluidos adicionales en la cámara de reacción.

Todos estos pueden aspirarse a través del orificio pasante del conducto de fluido o también pueden llegar a la cámara de reacción a través de la entrada principal u otros conductos de alimentación a través de al menos una abertura de alimentación.

En una ejecución adicional, el medio fluido pasa a la cámara de reacción a través del conducto de fluido y a través de la entrada principal u otros conductos de alimentación a través de al menos una abertura de alimentación.

Los sólidos disueltos en el medio fluido adicional también pueden ser arrastrados a la cámara de reacción a través del orificio pasante y/o al menos una abertura de alimentación.

En una ejecución, al menos un medio fluido adicional puede ser el mismo medio que se suministra al reactor a través de al menos una abertura de alimentación en la parte superior de la cámara de reacción.

En una ejecución alternativa, al menos un medio fluido adicional es un medio fluido diferente del que se suministra al reactor a través del al menos una abertura de alimentación en la parte superior de la cámara de reacción. Esto permite la dosificación dirigida de otros medios fluidos adicionales.

Los medios fluidos suministrados adicionalmente pueden preferiblemente mejorar o acelerar las reacciones químicas o biológicas haciendo reaccionar sustancias que influyen en las reacciones químicas o biológicas, tales como agentes oxidantes o precipitantes.

Pueden utilizarse como medios fluidos adicionales, por ejemplo, agentes oxidantes tales como ozono, peróxido de hidrógeno u oxígeno u otros medios fluidos adicionales que sirven como reactivos y catalizadores, y estos se introducen en la cámara de reacción desde un depósito.

Si el medio fluido adicional suministrado es gaseoso y un agente oxidante, como oxígeno u oxígeno del aire (aire ambiental), este puede ionizarse mediante un dispositivo de pretratamiento corriente arriba o convertirse en radicales como el ozono para mejorar las propiedades de oxidación.

Como resultado, se pueden oxidar compuestos de hidrocarburos y/u otros compuestos orgánicos, tales como gérmenes, bacterias y microorganismos.

Esto da como resultado agua y dióxido de carbono, entre otros, es decir la desnaturalización tiene lugar en el caso de sustancias orgánicas.

La dosificación de agentes oxidantes u otros medios fluidos adicionales que sirven como reactivos traen consigo un aumento considerable de la velocidad de reacción.

Las áreas de aplicación más importantes del método según la invención y los medios fluidos tratados con el dispositivo según la invención son la industria, el comercio, los hogares particulares, la producción de alimentos, la agricultura y la silvicultura, la gestión de residuos y eliminación, la tecnología de limpieza, la desinfección, la conservación, la ingeniería mecánica, la electrónica, la medicina y terapia, y la industria de la construcción, así como tecnología energética.

El dispositivo según la invención y el método según la invención se utilizan preferiblemente para el pretratamiento, el procesamiento, la esterilización, la desinfección y/o inicio de reacciones mecánicas, físicas y químicas desde y en medios fluidos. Estos son preferiblemente medios fluidos acuosos.

Según la invención, se entiende por pretratamiento, procesamiento, desinfección y/o inicio de reacciones mecánicas, físicas y químicas la limpieza y limpieza de medios fluidos, reduciéndose la proporción de contaminantes. Los contaminantes son componentes orgánicos o inorgánicos o microorganismos disueltos en el medio fluido, que también pueden ser tóxicos.

Por ejemplo, los hidrocarburos, gérmenes, hongos, algas y bacterias en soluciones acuosas se destruyen rompiendo los componentes orgánicos y destruyendo los componentes inorgánicos tóxicos y poco solubles. En particular, preferentemente, el agua potable, el agua industrial, las aguas de proceso, las aguas residuales o las aguas grises son pretratadas, tratadas y/o desinfectadas.

También se pueden desintegrar los compuestos moleculares de cadena larga.

Se utilizan, por ejemplo, para desinfectar el agua de las piscinas.

El dispositivo según la invención y el método según la invención se pueden utilizar favorablemente en el suministro autosuficiente de agua potable y también en el tratamiento (móvil) de aguas residuales en casas móviles, así como en el tratamiento de aguas residuales en aldeas montañosas remotas o en complejos turísticos autosuficientes.

El dispositivo según la invención y el método según la invención se utilizan preferentemente para el tratamiento de aguas residuales, preferentemente de aguas residuales de particulares, industriales o municipales.

Por ejemplo, los compuestos de hidrocarburos allí disueltos al menos se rompen y posteriormente son consumidos por otras bacterias. Asimismo, las aguas contaminadas químicamente se pueden purificar con el dispositivo según la invención y el método según la invención.

Las aguas jabonosas producidas industrialmente también se purifican de este modo.

También las aguas residuales que contienen aceite mineral, como las de las gasolineras, los sistemas de lavado (de automóviles), los sistemas de lavado industrial y las aguas residuales altamente contaminadas orgánicamente, como los sistemas de biogás, se tratan favorablemente con el dispositivo y el método según la invención.

También se puede utilizar para purificar y tratar tensioactivos que se encuentran en las aguas residuales.

Además, las emulsiones de aceite lubricante y los aceites pesados también pueden purificarse con el dispositivo según la invención y el método según la invención.

En el moldeado de componentes de la carrocería, los paneles engrasados deben limpiarse de nuevo con agua caliente antes de pintar.

El agua para la limpieza también se debe purificar de grasas y tensioactivos.

Este tratamiento de aguas residuales, que resulta de la conformación de cuerpos metálicos después del lavado de metales, también se puede realizar gracias al dispositivo según la invención y el método según la invención.

Además, se pueden tratar combustibles gaseosos o líquidos, preferiblemente a base de aceites vegetales.

Las ventajas particulares del dispositivo según la invención y del método según la invención son que se puede llevar a cabo un proceso eficaz y rentable con poco espacio y a bajo coste, sin añadir productos químicos nocivos para el medio ambiente y sin irradiar el medio fluido u otras medidas potencialmente peligrosas.

Como resultado y según el uso previsto, las aguas residuales se pueden descontaminar y esterilizar de nuevo, y volver a ser utilizadas, y los depósitos de agua pueden mantenerse exentos de gérmenes. En zonas con escasez de agua, es posible garantizar un suministro de agua dulce. Puede aumentar la humectabilidad de varios fluidos. El uso de productos químicos detergentes para diversos fines de limpieza en el hogar y la industria puede disminuir considerablemente, reduciendo así la contaminación ambiental. Los medios viscosos sin cambios químicos pueden diluirse por medios puramente mecánicos.

Ejemplos de ejecución

La invención se explica a continuación en detalle con ayuda de algunos ejemplos de ejecución. Los ejemplos de ejecución están destinados a describir la invención sin restringirla.

La invención se explica con más detalle con referencia a los dibujos. Los dibujos muestran lo siguiente:

Fig. 1 Vista en planta en sección transversal a lo largo del plano de sección C-C del reactor según la invención. Fig. 2 Reactor según la invención con un ángulo de ataque de a = 90 ° en sección longitudinal del reactor a lo largo del plano de sección D-D.

Fig. 3 Reactor según la invención con un ángulo de ataque a = 90 ° y una distancia decreciente entre la superficie superior y la superficie inferior de la parte superior de la cámara de reacción en sección longitudinal del reactor. Fig. 4 Otra vista en planta sección transversal a lo largo del plano de sección B-B del reactor según la invención. Fig. 5 Dibujo de despiece del reactor según la invención en un ángulo de ataque de a = 90° en la sección longitudinal del reactor a lo largo del plano de sección A-A.

Fig. 6 El reactor según la invención en un ángulo de ataque de a = 90° y una distancia decreciente entre la superficie superior y la superficie inferior de la parte superior de la cámara de reacción en sección longitudinal del reactor. Fig. 7 El reactor según la invención en un ángulo de ataque de a = 110° en sección longitudinal del reactor.

La figura 1 muestra una vista en planta en sección transversal a lo largo del plano C-C el reactor 1, según la invención, con la parte superior de la carcasa 3 y el tubo de salida 10.

Dos tubos de alimentación (no representados) opuestos entre sí en la sección longitudinal del reactor 1 a lo largo del plano D-D convergen en la vista a lo largo del plano C-C tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción 18, formando dos aberturas de alimentación 6 que, al intersectarse con la superficie lateral, presentan una superficie elíptica.

Las dos flechas delante de las respectivas aberturas de alimentación 6 representan la dirección de flujo del medio fluido.

Cada una de las zonas de entrada de fluido 34 está conectada a las aberturas de alimentación 6 en dirección del flujo, cada una de las cuales presenta un área circular con un diámetro d^z7 en una sección longitudinal en relación al reactor 1. La figura 2 muestra la estructura del reactor 1 según la invención desde la sección transversal por el plano C-C de la figura 1 en una sección longitudinal del reactor 1 a lo largo del plano D-D, estando dispuestos los componentes o partes del reactor 1 a lo largo del eje longitudinal 2. La sección longitudinal del reactor 1 a lo largo del plano D-D discurre de tal manera que la zona de entrada de fluido 34 se muestra en el lado izquierdo y derecho en la vista seccional en la posición de montaje.

El medio fluido introducido sale por el plano de sección D-D de la izquierda.

En la zona de entrada de fluido 34 en el lado derecho en la vista seccional el medio fluido introducido fluye hacia el plano de sección D-D.

Todas las características o signos de referencia se refieren a la mitad del reactor 1 en sección longitudinal.

No obstante, la estructura de la otra mitad del reactor 1 al otro lado del eje longitudinal 2 es igual, ya que el reactor 1 ha sido construido simétricamente a modo de espejo en la sección longitudinal.

El reactor 1 está dividido a lo largo del plano central 5 en una parte superior 3 y una parte inferior 4 de la carcasa, las paredes interiores de la carcasa 3, 4 en el lado de contacto del fluido forman una cámara de reacción 18, 19 de simetría rotacional, que también presenta una parte superior 18 y una parte inferior 19.

La parte superior de la cámara de reacción 18 cuenta con una superficie superior 20, una superficie base 21 y una zona de transición de la superficie superior a la superficie base 22.

El eje longitudinal 2 corresponde al eje de rotación de la cámara de reacción 18, 19 de simétrica rotacional. Además, un tubo de salida 10 también se encuentra en reactor 1.

El medio fluido se introduce en la parte superior de la cámara de reacción 18 a través de una abertura de alimentación (no mostrada en sección longitudinal) que está dispuesta tangencialmente en sección transversal a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción 18.

Una zona de entrada de fluido 34 linda con la abertura de alimentación (no mostrada en la sección longitudinal) en dirección del flujo, que en la sección longitudinal al reactor 1 presenta una zona circular en el borde de la sección longitudinal con un diámetro d^z7 y un punto central asociado 31.

El plano central 5 pasa por el punto central 31 de la zona 34 de entrada de fluido.

La distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie base 21 es constante.

El ángulo de ataque a 27 es de 90 ° y se refiere al ángulo que, visto en la sección longitudinal en la posición de montaje, se establece desde el plano central 5, que pasa por los puntos centrales 31 de la zona de entrada de fluido 34, hasta el eje longitudinal 2.

El ángulo de ataque 27 a = 90° se refiere al ángulo por debajo del plano central 5 en la posición de montaje, es decir, desde el plano central 5 al eje longitudinal 2 de la cámara de reacción 18, 19.

Para ello, la intersección del eje longitudinal 2 con el plano central 5 representa un sistema de coordenadas cartesianas.

Así pues, el ángulo de ataque a 27 = 90° siempre se refiere al tercer y cuarto cuadrante del sistema de coordenadas cartesianas.

En el ángulo de ataque a 27 = 90 °, la distancia b 23 es igual al diámetro d^z7 de la zona de entrada de fluido 34, y por lo tanto corresponde a la altura de la parte superior de la cámara de reacción 18.

La distancia desde la zona de transición desde la parte superior hasta la superficie de base 22 en la parte superior de la cámara de reacción 18 hasta la pared exterior del tubo de salida 10 corresponde a la distancia máxima r^max9 de la parte superior de la cámara de reacción 18.

Las paredes conductoras de fluido de la cámara de reacción 18, 19 están diseñadas de tal modo que generan una baja resistencia al rozamiento y un bajo coeficiente de rozamiento en relación a su geometría y superficie.

El medio fluido se pone en rotación en la parte superior de la cámara de reacción 18 y forma un vórtice de fluido que se dirige en dirección del flujo a lo largo del eje longitudinal 2 de la parte inferior de la cámara de reacción 19.

La parte inferior de la cámara de reacción 19 se extiende desde la transición de la superficie base 24 hasta un área de fondo curvada 25 con el límite inferior del área de fondo 26.

El radio r³28 corresponde a la distancia desde la transición de la superficie base 24 de la parte inferior de la cámara de reacción 19 a la pared exterior del tubo de salida 10.

Además, z 30 corresponde a la distancia entre la parte inferior de la cámara de reacción 19 desde el punto en el que la superficie superior 20 y la superficie base 21 de la parte superior de la cámara de reacción 18 ya no presentan una distancia constante b 23 entre sí, con z 30 extendiéndose hasta el límite inferior 26 del área de fondo 25 de la parte inferior de la cámara de reacción 19.

En la parte inferior de la carcasa 4 está dispuesto un conducto de fluido 15 con forma geométrica ascendente, cuyo eje longitudinal coincide con el eje longitudinal 2 de la cámara de reacción 18, 19.

El conducto de fluido tiene una inversión 16 con un orificio pasante que sobresale en el punto con la sección transversal libre más pequeña de las paredes interiores del tubo de salida 10 en el lado de contacto con el fluido.

En caso necesario, a través del orificio pasante se pueden aspirar medios fluidos adicionales en el área de fondo 25 de la parte inferior de la cámara de reacción 19.

El punto con la sección transversal libre más pequeña de las paredes interiores del tubo de salida 10 en el lado de contacto del fluido está diseñado como una boquilla para realizar el efecto Venturi 17.

El vórtice de fluido giratorio se desvía en el conducto de fluido 15 manteniendo su velocidad y entra en la tubo de salida 10 a través de la abertura de entrada 11 de la tubo de salida 10.

La abertura de entrada 11 está dispuesta en la parte inferior de la cámara de reacción 19 y a una distancia variable (a) 29 del límite inferior 26 del área de fondo curvada 25 de la parte inferior de la cámara de reacción 19.

Además, el tubo de salida tiene un radio r²13 desde el eje longitudinal 2 hasta la pared exterior del tubo de salida 10 y un espesor de pared d 14. El medio fluido sale por la abertura de salida 12 del tubo de salida 10 del reactor 1. Las paredes conductoras de fluido de la cámara de reacción 18, 19 están diseñadas de tal modo que generan una baja resistencia al rozamiento y un bajo coeficiente de rozamiento en relación a su geometría y superficie.

La presión necesaria para generar el vórtice de fluido y realizar el efecto Venturi en la boquilla 17 con una presión negativa superpuesta de -0,99 bar es con 3,5 favorablemente aprox. 42% más baja, debido a la menor fricción del fluido en la cámara de reacción 18, 19, según la invención, en comparación con el documento EP 1294474, según el cual se requiere una presión de 6,0 bar en caso del mismo volumen de la cámara de reacción.

La figura 3 muestra la estructura del reactor 1 según la invención a partir de la sección transversal a lo largo del plano C-C de la figura 1, en la sección longitudinal del reactor 1, a lo largo del plano D-D, estando los componentes o partes del reactor 1 dispuestos a lo largo del eje longitudinal 2. La mayoría de las características de la estructura corresponden a las de la vista en planta de la sección transversal de la figura 1 o 3, por lo que no se tratarán más a fondo.

El ángulo de ataque a 27 con respecto al eje longitudinal 2 es a su vez a = 90 ° y se refiere al ángulo que, visto en la sección longitudinal en la posición de montaje se ajusta desde el plano central 5, que pasa por los puntos centrales 31 de la zona de entrada de fluido 34, al eje longitudinal 2.

La distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie base 21 es máxima (omax) en la zona de la abertura de alimentación (no mostrada en la sección longitudinal) y la zona de entrada de fluido 34, y corresponde al diámetro circular d^z7 de la zona de entrada de fluido 34.

En dirección del flujo del medio fluido, la distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie base 21 disminuye hacia la pared exterior del tubo de salida 10, obteniendo así una aceleración adicional favorable del medio fluido. La figura 4 muestra el reactor 1, según la invención, con la parte superior de la carcasa 3 y el tubo de salida 10 en una vista en planta en sección transversal a lo largo del plano B-B.

Dos tubos de entrada (no representados) opuestos entre sí en la sección longitudinal del reactor 1 a lo largo del plano A-A convergen tangencialmente en la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción 18 en la vista a lo largo del plano B-B, formando dos aberturas de alimentación 6 que presentan una superficie elíptica en sección con la superficie lateral.

Las zonas de entrada de fluido 34 se unen a las aberturas de alimentación 6 en dirección del flujo, cada una de las cuales presenta un área circular con un diámetro d^z7 en una sección longitudinal al reactor 1.

La figura 5 muestra el despiece de los componentes y/o partes del reactor 1, según la invención, de la sección transversal a lo largo del plano B-B de la figura 3, todos dispuestos a lo largo del eje longitudinal 2.

En la sección longitudinal del reactor 1 a lo largo del plano A-A en la posición de montaje, se muestran el tubo de salida 10, la parte superior de la carcasa 3 con la parte superior de la cámara de reacción 18, la parte inferior de la carcasa 4 con la parte inferior de la cámara de reacción 19 y el conducto de fluido 15 con la inversión 16.

Asimismo, en la parte superior de la carcasa 3, se puede ver la abertura 32 para el tubo de salida 10, que tiene la misma sección transversal general que la abertura de entrada 11 del tubo de salida 10 y está dispuesta de manera ajustable a lo largo del eje longitudinal 2.

Además, en la parte inferior de la carcasa 4 se puede ver la abertura para el conducto de fluido 33 dispuesta a lo largo del eje longitudinal 2.

El tubo de salida 10 presenta una abertura de entrada 11 y una abertura de salida 12, así como un radio r²13, desde el eje longitudinal 2 a la pared exterior del tubo de salida 10, un espesor de pared d 14 y una boquilla para realizar el efecto Venturi 17.

También se muestran para la parte superior de la cámara de reacción 18, la superficie superior 20 y la superficie base 21, así como la zona de transición de la superficie superior a la superficie base 22.

En la parte inferior de la cámara de reacción 19 está marcada la transición de la superficie base 24, el área de fondo 25, el límite inferior 26 del área de área de fondo 25 y la distancia z 30.

La figura 6 muestra otra ejecución ventajosa del reactor 1 según la invención.

La mayoría de las características de la estructura corresponden a las de la vista en planta de la sección transversal de la figura 1 o 3, por lo que no se tratarán más a fondo.

La sección longitudinal del reactor 1 discurre de tal manera que la zona de entrada de fluido 34 se muestra en la vista seccional en el lado izquierdo y derecho en la posición de montaje.

El medio fluido introducido sale por el plano de sección de la izquierda.

En la zona de entrada de fluidos 34 del lado derecho en la vista seccional, a su vez, el medio fluido introducido fluye en el plano seccional.

El ángulo de ataque a 27 con respecto al eje longitudinal 2 es a su vez a = 90 ° y se refiere al ángulo que, visto en la sección longitudinal en la posición de montaje, se fija desde el plano central 5, que pasa por los puntos centrales 31 de la zona de entrada de fluido 34, al eje longitudinal 2.

La distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie base 21 es máxima (omax) en la zona de la abertura de alimentación (no mostrada en la sección longitudinal) y la zona de entrada de fluido 34 y corresponde al diámetro circular d^z7 de la zona de entrada de fluido 34.

En dirección del flujo del medio fluido, disminuye la distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie de base 21 hacia la pared exterior del tubo de salida 10, con lo que se consigue una aceleración adicional favorable del medio fluido.

La presión necesaria para generar el vórtice de fluido y para realizar el efecto Venturi en la boquilla 17 con una presión negativa superpuesta de -0,99 bar es aprox. 17% más baja, debido a la menor fricción del fluido en la cámara de reacción 18, 19, con 5,0 bar, en comparación con el documento EP 1294474, según el cual se requiere una presión de 6,0 bar con el mismo volumen de la cámara de reacción.

La figura 7 muestra otra ejecución favorable del reactor 1 según la invención.

El medio fluido introducido sale por el plano de sección de la izquierda. En la zona de entrada de fluidos 34 del lado derecho en la vista seccional, a su vez, el medio fluido introducido fluye en el plano seccional.

La distancia b 23 entre la superficie superior 20 y la superficie base 21 es constante y corresponde al diámetro circular d^z7 de la zona de entrada de fluido 34.

El ángulo de ataque a 27 con respecto al eje longitudinal 2 es de 110 °.

El ángulo de ataque a 27 se refiere al ángulo que, visto en la sección longitudinal en la posición de montaje, se extiende desde el plano intermedio ficticio 35, que pasa por los puntos centrales 31 de la zona de entrada de fluido 34 y es paralelo a la superficie superior 20 de la parte superior de la cámara de reacción 18, al eje longitudinal 2.

El ángulo de ataque a 27 = 110° se refiere al ángulo por debajo del plano intermedio ficticio 35 en la posición de montaje es decir, desde el plano intermedio ficticio 35 hasta el eje longitudinal de la cámara de reacción 18, 19.

El radio 8 corresponde a la distancia desde la superficie base 21 de la parte superior de la cámara de reacción 18 hasta la pared exterior del tubo de salida 10.

En el caso de a = 1 10°, ri 8 disminuye continuamente en la parte superior de la cámara de reacción 18 hasta la transición de la superficie base 24 a la parte inferior de la cámara de reacción 19.

La presión necesaria para generar el vórtice de fluido y realizar el efecto Venturi en la boquilla 17 con una presión negativa superpuesta de -0,99 bar es con 4,8 bar, aproximadamente un 20% más baja, debido a la menor fricción del fluido en la cámara de reacción 18, 19, en comparación con el documento EP 1294474, según el cual se requiere una presión de 6,0 bar en caso del mismo volumen de la cámara de reacción.

Referencias

1. Reactor

2. Eje longitudinal de la cámara de reacción

3. Carcasa, parte superior

4. Carcasa, parte inferior

5. Plano central

6. Abertura de alimentación

7. Diámetro dz de la zona de entrada de fluido que se conecta a la abertura de alimentación dispuesta tangencialmente respecto a la parte superior de la cámara de reacción en dirección del flujo.

8. Radio (distancia desde la superficie base de la parte superior de la cámara de reacción a la pared exterior del tubo de salida)

9. Radio rmax (distancia desde la zona de transición de la superficie superior a la superficie base en la parte superior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida)

10. Tubo de salida

11. Abertura de entrada del tubo de salida (sección transversal total)

12. Abertura de salida del tubo de salida (sección transversal total)

13. Radio r²del tubo de salida (desde el eje longitudinal hasta la pared exterior)

14. Espesor de la pared d del tubo de salida

15. Conducto de fluido

16. Inversión del conducto de fluido

17. Boquilla para realizar el efecto Venturi

18. Cámara de reacción, parte superior

19. Cámara de reacción, parte inferior

20. Superficie superior de la parte superior de la cámara de reacción

21. Superficie base de la parte superior de la cámara de reacción

22. Zona de transición de la superficie superior a la superficie base en la parte superior de la cámara de reacción 23. Distancia b entre la superficie superior y la superficie base

24. Transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción

25. Área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción

26. L'mite inferior del área de fondo de la parte inferior de la cámara de reacción

27. Ángulo de ataque (a) al eje longitudinal

28. Radio r3 (distancia desde la transición de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción hasta la pared exterior del tubo de salida)

29. Distancia (a) entre la abertura de entrada del tubo de salida y el límite inferior de la parte inferior de la cámara de reacción.

Distancia z de la superficie base de la parte inferior de la cámara de reacción desde el punto en que la superficie superior y la superficie base ya no están a una distancia constante o decreciente la una de la otra hasta el límite inferior de área de fondo de la parte inferior de la Cámara de reacción

Punto medio de la zona de entrada de fluido

Abertura en la parte superior de la carcasa para el tubo de salida

Abertura en la parte inferior de la carcasa para el conducto de fluido

Zona de entrada del fluido

Nivel intermedio ficticio

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo en forma de reactor de flujo fluidodinámico (1) para la recepción de un medio fluido para generar al menos un vórtice de fluido guiado, que consta de una carcasa (3, 4) y un tubo de salida (10), en el que

- la carcasa (3, 4)

^opor medio de las paredes interiores en el lado de contacto del fluido, forma una cavidad conductora de fluido que es de simetría rotacional alrededor de un eje longitudinal (2), en lo sucesivo denominada cámara de reacción (18, 19). ^oLa cámara de reacción (18, 19)

■ está dividida en una parte superior (18) y una inferior (19)

y la parte superior de la cámara de reacción (18)

• presenta una superficie superior (20) y una inferior (21), la superficie superior (20) y la base (21) tienen respectivamente un ángulo de ataque con respecto al eje longitudinal (27) de 80° a 115°,

• una zona de transición desde la superficie superior a la superficie base (22),

• tiene un radio máximo (9) en relación con la pared exterior del tubo de salida (10) en la zona de transición desde la superficie superior a la superficie base (22),

• en la zona de transición de la superficie superior a la superficie base (22), presenta al menos una abertura de alimentación (6) dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción (18), con una zona de entrada de fluido (34) contigua en dirección del flujo.

■ La parte inferior de la cámara de reacción (19)

• se extiende a una distancia z (30) desde una transición

• de la superficie base (24) hasta el límite inferior de una área de fondo curvada (25), donde un conducto de fluido con forma geométrica ascendente (15) está diseñado para desviar el medio fluido hacia una abertura de entrada (1 1) del tubo de salida (10), y

- el tubo de salida (10) coincide en su eje longitudinal con el eje longitudinal de la cámara de reacción de rotación simétrica (18, 19) y la abertura de entrada (11) del tubo de salida (10) está dispuesta a una distancia a (29) del límite inferior (26) del área de fondo curvada (25),

se caracteriza por

una distancia (23) entre la superficie superior (20) y la superficie base (21), que está diseñada para ser constante desde la zona de transición de la superficie superior (24) a la superficie base (21) hasta la transición de la superficie base a la parte inferior de la cámara de reacción, es decir, en la dirección del tubo de salida, y corresponde a un diámetro dz de la zona de entrada del fluido o

que la distancia entre la superficie de la superior (23) y la superficie base (21) disminuye continuamente desde la zona de transición de la superficie de la cubierta (24) a la superficie base (21) hasta la transición de la superficie base (24) a la parte inferior de la cámara de reacción, es decir, en la dirección del tubo de salida, donde la distancia desde la superficie superior hasta la superficie base es máxima en al menos una abertura de alimentación y la zona de entrada de fluido contigua y corresponde al diámetro dz de la zona de entrada de fluido.

2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de salida (10) en la zona cercana a la boca que colinda con la abertura de entrada (11) está diseñado como una boquilla para realizar el efecto Venturi (17). Dicha boquilla para realizar el efecto Venturi (17) está diseñada como una boquilla Venturi o Laval y una inversión (16) del conducto de fluido (15) que termina en la boquilla para la realización del efecto Venturi (17).

3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la distancia z (30) es al menos la mitad del diámetro de la zona de entrada de fluido (7), es decir, z> / dz.

4. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que un radio r¹(8) define la distancia que se extiende desde la superficie base (21) de la parte superior de la cámara de reacción (18) hasta la pared exterior del tubo de salida (10), a lo largo de un plano paralelo a un plano central (5), y un radio r3 (28) define esa distancia que se extiende desde el comienzo de la transición de la superficie base (24) de la parte inferior de la cámara de reacción (19) hasta una pared exterior del tubo de salida (10), en la que n (8) es por lo menos mayor que la suma del diámetro de la región de entrada de fluido dz (7) y la distancia r3 (28), a saber (r1 > dz.+ r3).

5. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que la parte superior de la cámara de reacción (18) comprende más de una abertura de alimentación (6) dispuesta tangencialmente a la superficie lateral de la parte superior de la cámara de reacción (18).

6. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que el tubo de salida (10) y/o el conducto de fluido (15) es ajustable y desplazable a lo largo del eje longitudinal (2).

7. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el conducto de fluido (15) presenta un orificio pasante a lo largo del eje longitudinal (2).

8. Método de funcionamiento de un dispositivo según las reivindicaciones 1 a 7, en el que el medio fluido a tratar se introduce al menos en un flujo volumétrico a través de una abertura de alimentación (6) en la parte superior de la cámara de reacción de simetría rotacional (18) de la carcasa (3, 4), en el que al menos un flujo volumétrico se desplaza en un movimiento dirigido de traslación y rotación a lo largo del eje longitudinal (2) en dirección del flujo hacia la parte inferior de la cámara de reacción (19) y al menos un flujo volumétrico forma un vórtice fluido giratorio, que forma respecto a la técnica de flujo una capa límite turbulenta, proporcionando en el vórtice de fluido altas fuerzas centrífugas, y en el que el vórtice de fluido en el conducto de fluido (15) se desvía en un movimiento ascendente a lo largo del eje longitudinal (2) hacia la abertura de entrada (11) del tubo de salida (10), cuyo movimiento es opuesto al movimiento de traslación y rotación dirigido hacia abajo en la posición de montaje.

se caracteriza por

que el tratamiento fluidodinámico de al menos un vórtice de fluido en el dispositivo, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, da lugar a la conversión y/o destrucción mecánica y física y/o radicalización de las sustancias químicas o microorganismos presentes en el medio fluido.

9. El método según la reivindicación 8, caracterizado en que al menos un medio fluido adicional puede ser aspirado en la abertura de entrada (11) del tubo de salida (10) a través del orificio pasante a lo largo del eje longitudinal (2) en el conducto de fluido (15), siendo este el mismo y/o un medio fluido adicional diferente al medio fluido introducido en al menos una abertura de suministro (6).

10. Utilización de un dispositivo según las reivindicaciones 1 a 7 para el pretratamiento, tratamiento, esterilización, desinfección y/o iniciación de reacciones químicas de y en medios fluidos.

11. En el uso de un dispositivo según las reivindicaciones 1 a 7 para realizar el proceso según la reivindicación 9 u 10.