ES2343875T3 - Dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de fluidos. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos, que comprende una carcasa (2), que presenta un eje longitudinal (3), con estructuras internas (4) dispuestas en ella, en el que las estructuras internas (4) comprenden una primera estructura hueca (5) y una segunda estructura hueca (105) y la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) pueden ser atravesadas por la corriente de un primer fluido (6) y puede ser rodeadas por la corriente de un segundo fluido (7), en el que la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) están dispuestas cruzadas entre sí, caracterizado porque las estructuras huecas (5, 105) presentan una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y con una segunda anchura B2, en el que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal (3) de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal (3) y un eje de la estructura hueca (5, 105).

Description

Dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de fluidos.

La invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos, especialmente de fluidos de baja viscosidad como también de alta viscosidad. El dispositivo cumple una función de intercambio de calor y de mezcla, de manera que un primer fluido y al menos otro fluido circulan a través del dispositivo. Entre el primer fluido, el fluido portador de calor y al menos otro fluido se realiza un intercambio de calor en el dispositivo. Al mismo tiempo están previstos medios para mezclar a fondo el otro fluido en el dispositivo durante el intercambio de calor. En un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se realiza un intercambio de calor así como una mezcla a fondo del o de los fluidos. Adicionalmente, el dispositivo puede estar configurado como reactor, en el que se desarrolla una reacción química.

Se conoce a partir del documento DE 28 39 564 un dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios de baja viscosidad como también de medios de alta viscosidad.

El cometido de la invención es crear una mejora para el dispositivo mencionado, con la que se puede elevar la homogeneidad de la mezcla, de manera que el dispositivo es especialmente adecuado para el procesamiento de fluidos de alta viscosidad. Además, debe realizarse una mezcla a fondo mejorada del fluido.

Este cometido se soluciona a través del dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos. El dispositivo comprende una carcasa con estructuras internas dispuestas en ella. Las estructuras internas comprenden una primera estructura hueca y una segunda estructura hueca. La primera estructura hueca y la segunda estructura hueca pueden ser atravesadas por una corriente de un primer fluido y por una corriente de un segundo fluido. La primera estructura hueca y la segunda estructura hueca están dispuestas en cruz entre sí. Las estructuras huecas presentan una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y con una segunda anchura B2, de manera que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal y un eje de la estructura hueca. Como consecuencia del empleo de estructuras huecas para la homogeneización del fluido se puede conseguir de esta manera una distribución mejorada del tiempo de residencia. El dispositivo trabaja como mezcladora o intercambiador de calor o como reactor combinado de intercambio de calor. Las estructuras huecas comprenden, de acuerdo con un ejemplo de realización preferido, una pluralidad de elementos de unión, a través de los cuales se provoca una desviación forzada del primer fluido que circula en el interior de la estructura hueca. De acuerdo con otro ejemplo de realización, la carcasa se forma por un cuerpo de pared interior y un cuerpo de pared exterior, que forman una envolvente doble, que puede ser atravesada por la corriente de un primer fluido. En el interior del cuerpo de pared interior se extienden estructuras huecas, que están dispuestas cruzadas y en las que se introducen corrientes parciales del primer fluido, de manera que estas estructuras huecas son atravesadas por la corriente del primer fluido. Un segundo fluido circula a través de las estructuras huecas y lleva a cabo un intercambio de calor entre los dos fluidos a través de las estructuras huecas y a través de la pared doble del tubo.

De acuerdo con el primer ejemplo se realización, según el cual las estructuras huecas presentan elementos de unión, el segundo fluido circula a través de una sección transversal de entrada de la carcasa a lo largo de una dirección de circulación principal, que se encuentra a lo largo del eje longitudinal de la carcasa. La primera estructura hueca comprende una primera sección, que se extiende paralelamente al eje longitudinal y presenta una pluralidad de elementos de unión, en los que se realiza una desviación forzada del primer fluido que circula en el interior de la estructura hueca. Entre un primer elemento de unión y un segundo elemento de unión está dispuesta una segunda sección, en la que la dirección central de la circulación del primer fluido frente al eje longitudinal se extiende al menos por secciones en un ángulo alfa. El ángulo alfa se extiende entre la dirección principal de la circulación y la tangente común en el eje del primero y del segundo elementos de unión. Una segunda estructura hueca está dispuesta adyacente a la primera estructura hueca y comprende igualmente secciones, que están unidas por medio de elementos de unión, en los que la dirección central de la circulación del primer fluido en contra del eje longitudinal se extiende al menos por secciones en un ángulo beta. Los ángulos alfa y veta se diferencian en su signo y/o su valor absoluto. Las primeras y las segunda estructuras huecas están dispuestas simétricas entre sí, en un ejemplo de realización preferido, en particular están dispuestas cruzadas. No obstante, de acuerdo con un ejemplo de realización preferido, los ángulos alfa y beta presentan signos opuestos. Los primeros y los segundos elementos de unión están configurados esencialmente en forma semicircular. Las secciones de una estructura hueca presentan de esta manera una disposición paralela. De acuerdo con otro ejemplo de realización, los primeros y los segundos elementos de unión están configurados en forma de V o en
forma de U.

De acuerdo con un ejemplo de realización preferido, una estructura hueca está constituida por uno o una pluralidad de cuerpos huecos en disposición paralela entre sí. Las estructuras internas se forman a partir de mínimo 4 y máximo 12 estructuras huecas. A través de las 4 a 12 estructuras huecas se lleva a cabo una mezcla íntima a fondo del segundo fluido a lo largo del trayecto.

La primera estructura hueca y/o la segunda estructura hueca están configuradas como un mazo de tubos que se extienden esencialmente paralelos, de manera que los tubos de un mazo pueden estar ligeramente desplazados unos de los otros y/o entre los tubos de un mazo está previsto un intersticio definido. Por lo tanto, este intersticio es tan estrecho que solamente una porción pequeña del segundo fluido fluye a través de éste.

Las estructuras huecas presentan una primera superficie, sobre la que incide el segundo fluido y forma al menos dos corrientes parciales, una primera corriente parcial, que se conduce a lo largo de la superficie así como una segunda corriente parcial, que abandona la superficie y se conduce en uno o varios volúmenes de fluido. El volumen de fluido está configurado como cuerpo prismático, que presenta 6 superficies cuadradas, que se forman por los bordes de la primera, segunda y tercera estructura hueca, de manera que una superficie de base y una superficie de cubierta así como una primera y una segunda superficie lateral están abiertas y las restantes superficies laterales se forman por partes de la primera superficie y de una segunda superficie, de manera que la superficie de base, la superficie de cubierta y la primera y la segunda superficies laterales pueden ser atravesadas por la corriente del segundo fluido. De esta manera se realiza una división continua y una reunificación de corrientes parciales, con lo que se realiza un trasvase y una mezcla a fondo del segundo fluido.

Opcionalmente, un elemento colector puede estar colocado en un segundo extremo de la carcasa o dos estructuras huecas o dos cuerpos huecos individuales de una estructura hueca pueden estar conectados entre sí en un segundo extremo de la carcasa. En el elemento colector desemboca una parte de las estructuras huecas, de manera que el primer fluido es recibido después de circular a través de las estructuras huecas en el elemento colector. Una parte de las estructuras huecas puede ser cargada, partiendo desde el elemento colector, con el primer fluido, de manera que se asigna al elemento colector, al menos por secciones, la función de un elemento de distribución. Opcionalmente, un elemento colector puede estar colocado en un primer extremo de la carcasa, o dos estructuras huecas o dos cuerpos huecos individuales de una estructura hueca pueden estar conectados entre sí en un primer extremo de la carcasa.

El primero y el segundo fluido pueden conducirse de una manera correspondiente tanto a contra corriente o a contra corriente cruzada, como también a contracorriente en corriente continua cruzada entre sí.

El segundo fluido puede comprender componentes, entre los cuales circula una reacción química. Entre dos estructuras huecas adyacentes está prevista una distancia, cuando el trasvase y la mezcla a fondo de los componentes se mejoran de esta manera y/o la aplicación requiere una superficie reducida para el intercambio de calor con relación al volumen del aparato.

Un procedimiento para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos se realiza en un dispositivo, que comprende una carcasa con estructuras internas dispuestas en ella, en el que las estructuras internas configuran una primera estructura hueca y una segunda estructura hueca. En una primera etapa, la primera estructura hueca y la segunda estructura hueca son atravesadas por la corriente de un primer fluido y son rodeadas por un segundo fluido, de manera que la primera estructura hueca y la segunda estructura hueca están dispuestas cruzadas entre sí. El segundo fluido es desviado a través de las estructuras huecas, porque las estructuras huecas presentan una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y una segunda anchura B2, siendo B1/B2 mayor que 1, y estando B1 perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal de la carcasa o una línea paralela al este eje longitudinal y un eje de la estructura hueca, de manera que el fluido se mezcla a fondo, mientras circula alrededor de las estructuras huecas.

El dispositivo encuentra aplicación para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de fluidos altamente viscosos, especialmente polímeros o productos alimenticios.

A continuación se explica la invención con la ayuda de los dibujos.

La figura 1 muestra una vista del dispositivo de acuerdo con un primer ejemplo de realización.

La figura 2 muestra una vista del dispositivo de acuerdo con un segundo ejemplo de realización.

La figura 3 muestra una sección longitudinal a través de un dispositivo de acuerdo con el primer ejemplo de realización.

La figura 4 muestra otra sección longitudinal a través del dispositivo según la figura 3 en un plano de intersección, que está dispuesto perpendicularmente al plano de intersección de la figura 3.

La figura 5 muestra una sección a través del dispositivo de acuerdo con la figura 3, que está dispuesto en un plano perpendicularmente al eje longitudinal del dispositivo.

La figura 6 muestra una representación de la mezcla progresiva de un segundo fluido, que está constituido por dos componentes, a lo largo del eje longitudinal del dispositivo.

La figura 7 muestra una vista esquemática del dispositivo para la explicación de la acción de mezcla de las estructuras internas.

La figura 8 muestra un detalle de la figura 8 así como una representación de un volumen de fluido para la explicación de la circulación.

La figura 9 muestra una vista de un primer ejemplo de realización con desviaciones en forma de V.

La figura 10 muestra una vista de una variante del ejemplo de realización según la figura 9 con desviaciones en forma de V.

La figura 11 muestra una vista del dispositivo de acuerdo con un tercer ejemplo de realización.

La figura 12 muestra dos secciones a través del dispositivo de acuerdo con el tercer ejemplo de realización.

Con un dispositivo de acuerdo con la invención según el primer ejemplo de realización especialmente preferido, como se representa en la figura 1, se muestra una mezcla a fondo de fluidos bajo intercambio de calor. El dispositivo comprende una carcasa 2, con estructuras internas 4 dispuestas en ella. La carcasa 2 se muestra parcialmente en sección en la figura 1, para manifestar su espacio interior. Las estructuras internas 4 comprenden una primera estructura hueca 5, y una segunda estructura hueca 105. La primera estructura hueca 5 y la segunda estructura hueca 105 son recorridas por la corriente de un primer fluido 6 y por la corriente de un segundo fluido 7 en dirección o en dirección contraria a la dirección principal de la circulación 76 de acuerdo con el tipo de construcción del dispositivo. Cada una de las estructuras huecas (5, 105) está constituida por una pluralidad de cuerpos huecos (71, 72, 73, 171, 172, 173) dispuestos adyacentes entre sí, que se extienden esencialmente paralelos entre sí y se pueden concebir en su actuación para la circulación del segundo fluido 7 como un único obstáculo a la circulación. En la figura 1, los cuerpos huecos (71, 72, 73, 171, 172, 173) están configurados como tubos con sección transversal de forma circular. El cuerpo hueco 71 está empotrado en un primer extremo 74 en un fondo 60 y se extiende en el espacio interior de la carcasa 2. El cuerpo hueco 7 termina en un elemento de desviación 59 y desemboca en el cuerpo hueco 72, que está dispuesto paralelo al cuerpo hueco 71 y se extiende desde el elemento de desviación 59 hacia el fondo 60. Los cuerpos huecos 71 y 72 conducen de esta manera el primer fluido 6 en forma de un bucle a través del espacio interior de la carcasa 2. A través del cuerpo hueco 71 se configura de esta manera un canal cerrado para el primer fluido 6, que circula a través del cuerpo hueco 71 en dirección contraria al cuerpo hueco 72. El elemento de desviación 59 puede desembocar alternativamente también en oto cuerpo hueco (73, 171, 172, 173 u otro) y especialmente también presentan una dilatación más larga perpendicularmente al eje longitudinal 3, lo que se representa en el dibujo de la figura 2. De manera alternativa a la disposición como bucle, los cuerpos huecos pueden estar dispuestos de manera similar al documento EP06118609, lo que no se representa en el dibujo de la figura.

El fondo 60 puede comprender cámaras, en las que se extienden los cuerpos huecos o en las que desembocan los cuerpos huecos, y en las que se alimenta y/o se extrae el primer fluido 6. Por lo demás, el fondo 60 puede contener orificios, a través de los cuales afluye el segundo fluido 7 dentro de la carcasa, o abandona la carcasa. Estos orificios no se representan en el dibujo.

La primera estructura hueca 5 y la segunda estructura hueca 105 están dispuestas cruzadas entre sí. La primera estructura hueca 5 comprende una primera sección 8, que se extiende paralelamente al eje longitudinal 3, y una pluralidad de elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17, 19), en los que se realiza una desviación forzada del primer fluido 6 que circula en el interior de la primera estructura hueca. Entre el primer elemento de unión 9 y un segundo elemento de unión 11 está dispuesta una segunda sección 10, en la que se extiende la dirección central de la circulación del primer fluido frente al eje longitudinal 3, al menos por secciones, en un ángulo alfa 61, que se extiende entre el eje longitudinal 3 y la segunda sección 10 o la tercera sección 12 que se extiende paralela a ella. Si en la segunda sección 10 no se trata de una recta, sino de una sección de curva formadas discrecionalmente, se conectan los dos puntos extremos de elementos de unión (9, 11) adyacentes entre sí sobre el eje de la primera estructura hueca 5. El ángulo, que se extiende entre esta recta de unión imaginaria y el eje longitudinal 3, corresponde al ángulo alfa 61. Una segunda estructura hueca 105 está dispuesta en el interior de la carcasa 2, que es atravesada por la corriente del primer fluido 6 y está rodeada por la corriente del segundo fluido 7. La segunda estructura hueca 105 comprende una primera sección 108, que se extiende paralelamente al eje longitudinal 3, y una pluralidad de elementos de unión (109, 111, 113, 115, 117), en los que se realiza una desviación forzada del primer fluido 6 que circula en el interior del cuerpo hueco 105. Entre un primer elemento de unión 109 y un segundo elemento de unión 111 está dispuesta una segunda sección 110, en la que la dirección de la circulación del primer fluido frente al eje longitudinal 3 se extiende en un ángulo beta 161, que se extiende entre el eje longitudinal 3 y la segunda sección 110 o la tercera sección 112 que se extiende paralela a ella. Para secciones (110, 112), que están configuradas como sección de curva de forma discrecional se aplican las manifestaciones de una manera similar a la primera estructura hueca descrita anteriormente. Para las secciones (14, 16, 18, 20, 114, 116, 118) se aplican de la misma manera las explicaciones anteriores. Las segundas secciones (10, 110) y las terceras secciones (12, 112) de estructuras huecas (5, 105) adyacentes están dispuestas, por lo tanto, de acuerdo con la figura 2 cruzadas entre sí. Lo mismo se aplica de forma similar para todas las otras secciones representadas. Los ángulos alfa 61 y beta 161 tienen en el ejemplo de realización según la figura 1 esencialmente el mismo valor absoluto, pero signo contrario. Los elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17, 19, 109, 111, 113, 115, 117) están configurados de acuerdo con la figura 1 de forma semicircular o tienen la forma de un arco de círculo. Las estructuras huecas (5, 115) presentan en un plano de intersección dispuesto perpendicularmente al eje de una sección de una estructura hueca una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y una segunda anchura B2, en la que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal 3 de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal 3 y un eje de la estructura hueca (5, 105). En este caso, con la anchura B1 se entiende la anchura de todos los cuerpos huecos (71, 72, 73) que pertenecen a la primera estructura hueca o de todos los cuerpos huecos (171, 172, 173) que pertenecen a la segunda estructura hueca 105. La anchura B2 es la medida de la sección transversal de un cuerpo hueco de la estructura hueca o la medida mínima de la sección transversal de la estructura hueca. La anchura B1 es la medida de la sección transversal de la estructura hueca, que está dispuesta perpendicularmente a B2. La anchura B1 es la estructura hueca 5 y de la estructura hueca 105 es en este ejemplo de realización idéntica. Los cuerpos huecos (71, 72, 73) que pertenecen a la estructura hueca 5 están dispuestos esencialmente adyacentes entre sí, de manera que un grupo de cuerpos huecos (por ejemplo, el grupo 71, 72, 73 o el grupo 171, 172, 173) representa un obstáculo para la circulación del segundo fluido 7. De manera alternativa a ello, los cuerpos huecos de una estructura hueca pueden estar dispuestos también ligeramente desplazados unos de los otros. Entre los cuerpos huecos puede permanecer también un intersticio no representado. A través de este intersticio debe circular en todo caso una porción pequeña del segundo fluido 7, la porción mayor del segundo fluido es desviada antes de incidir sobre los cuerpos huecos, de manera que la porción mayor del segundo fluido circula alrededor de la estructura hueca o circula a lo largo de ésta. Lo mismo se aplica de forma similar para los cuerpos huecos (171, 172, 173) que pertenecen a la estructura hueca 105. De la misma manera puede estar prevista una distancia entre estructuras huecas (5, 105) adyacentes.

Especialmente los elementos de unión de las estructuras huecas (5, 105), que se encuentran en la proximidad de la carcasa 2, se disponen desplazados para el aprovechamiento mejorado del espacio de mezcla y de transmisión de calor disponible, lo que no se representa en la figura 1. Es decir, que especialmente los elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17, 19) de una primera estructura hueca 5 o los elementos de unión (109, 111, 113, 115, 117) de una segunda estructura hueca 105 próxima al borde están configurados de acuerdo con la figura 5 como arco de tubo dispuesto desplazado entre sí, puesto que se adaptan a la forma de la carcasa 2. Las distancias entre los arcos de tubo y la carcasa se reducen al mínimo a través de este desplazamiento.

La figura 2 muestra una vista del dispositivo de acuerdo con un segundo ejemplo de realización. Como consecuencia solamente debe remitirse a las características, que se diferencian del ejemplo de realización según la figura 1. La primera estructura hueca 5 tiene una anchura B1 y Una anchura B2, de manera que la relación de entre B1 y B2 es mayor que uno, y de esta manera configura un canal de circulación en el interior del cuerpo hueco con una sección transversal esencialmente ovalada, lo que se aplica de la misma manera para la segunda estructura hueca 105. Los ángulos alfa 61 y beta 161, que han sido descritos en detalle con relación a la figura 1, se diferencian en su signo y/o su valor absoluto.

La figura 3 muestra una sección longitudinal a través de un dispositivo de acuerdo con el primer ejemplo de realización. En este caso, unos cuerpos huecos (371, 372, 373) adyacentes están dispuestos unos detrás de los otros desde la visión del observador. La figura 3 muestra una sección a lo largo de un plano de intersección que contiene el eje longitudinal 3 paralelo al plano, que contiene según la figura 1 la primera estructura hueca. La estructura hueca 305 está dispuesta bajo un ángulo beta 161 con respecto al eje longitudinal 3. Detrás de la estructura hueca 305 es parcialmente visible la estructura hueca 405, que está dispuesta bajo un ángulo alfa 61 con respecto al eje longitudinal. En este caso especial, el ángulo alfa 61 y el ángulo beta 161 son iguales en cuanto al valor absoluto y tienen aproximadamente 45º. A diferencia de la figura 1 están previstos esencialmente más elementos de unión. De acuerdo con una variante, las estructuras huecas son sustituidas al menos en parte por estructuras sin espacio hueco interior o con un espacio hueco interior, que no es atravesado por la corriente de un primer fluido. Estas variantes se emplean especialmente cuando la superficie de de intercambio térmico necesaria es pequeña.

La figura 4 muestra otra sección longitudinal a través del dispositivo de acuerdo con la figura 3 en un plano de intersección, que está dispuesto perpendicularmente al plano de intersección de la figura 3. Las estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705) están configuradas en este ejemplo de nuevo como mazo de cuerpos huecos, especialmente tubos con secciones transversales de forma circular. Cada una de las estructuras huecas mencionadas presenta una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y una segunda anchura B2, de manera que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal 3 de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal 3 y un eje de la estructura hueca (5, 105). En este caso, con la anchura B1 se entiende la anchura de un mazo de cuerpos huecos que pertenece a una estructura hueca. En este caso especial, la relación de Be/B2 para las estructuras huecas (105, 205, 305, 405, 505, 605) es exactamente 3. En las estructuras huecas que se encuentran en el borde, la relación B1/B2 es exactamente 2. En la figura 4 se muestra, además, que se pueden prever una pluralidad de estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705). Para la acción de mezcla se ha revelado que es óptimo que se utilicen entre 4 y 12 estructuras huecas. Al menos una parte de las estructuras huecas puede estar configurada de acuerdo con el ejemplo de realización según la figura 2. Todas las estructuras huecas están dispuestas en una carcasa no representada en esta figura. Con preferencia, la carcasa tiene una sección transversal de forma circular, especialmente cuando el segundo fluido 7 debe ser transportado a alta presión a través del dispositivo. Para aprovechar de una manera óptima el espacio de mezcla disponible, las estructuras huecas están dispuestas con preferencia en un cilindro envolvente con el diámetro D1. En lugar de una forma circular pueden estar previstas también formas de la carcasa cuadradas o rectangulares, especialmente cuando la presión interior no se diferencia esencialmente de la presión ambiental. La relación entre la anchura B1 y el diámetro D1 de la totalidad de las estructuras huecas según la figura 4 está, por consiguiente, entre 1/12 y ¼. En este caso, no se tienen en cuenta distancias o elementos de guía 75.El diámetro D1 debe diferenciarse en la menor medida posible del diámetro interior de la carcasa, para evitar efectos marginales, que repercuten de forma desfavorable sobre la homogeneidad de la mezcla. Para la prevención de efectos marginales se pueden colocar también elementos de guía 75 del tipo de sector en los cuerpos huecos colocados en el borde, con lo que se garantiza que también las circulaciones marginales sean detectadas y desviadas.

El dispositivo de acuerdo con las figuras 1, 3 ó 4 está constituido por una carcasa del tipo de tubo con estructuras huecas dispuestas allí, que se configuran a partir de bucles de tubos. Para la simplificación de la representación se representan en la figura 7 las estructuras huecas como bandas. La anchura de las bandas corresponde al valor B1 definido anteriormente. A través de la desviación de la circulación del segundo fluido 7, que se describe en detalle más adelante, se consigue a través de la configuración de las bandas una homogeneidad óptima con relación a la calidad de la mezcla y al intercambio de calor sobre toda la sección transversal del cilindro envolvente descrito anteriormente. De esta manera se puede observar un comportamiento de la circulación característico de goteo del segundo fluido 7 que circula a través de la carcasa, lo que se ilustra con la serie de ensayos representada en la figura 6. El dispositivo de acuerdo con la invención con comportamiento de circulación de goteo es especialmente adecuado para líquidos de Newton y no de Newton altamente viscosos, que tienden, entre otras cosas, también a los efectos conocidos en la literatura como canalización y mal distribución y/o presentan un comportamiento crítico del tiempo de residencia para reacciones con generación de calor grande o bajo consumo de calor grande. El efecto de la mezcla y, por lo tanto, la potencia de transmisión de calor poseen un óptimo en el caso de una disposición de 4-12 estructuras huecas, especialmente para los tipos de fluidos mencionados anteriormente.

La figura 5 muestra una sección a través del dispositivo según la figura 3, que está dispuesto en un plano perpendicular al eje longitudinal del dispositivo. En la figura 5 se muestra especialmente que más de dos secciones (424, 426, 428, 430, 432, 434, 436) de una primera estructura hueca 405 son cortadas por un plano de intersección de este tipo. Un elemento parcial 477 de este tipo de la estructura hueca 405 se limita lateralmente, por ejemplo, por las secciones 432 y 434 de la estructura hueca. El segundo fluido circula a través de este elemento parcial 477, así como a través de los elementos parciales adyacentes en la misma estructura hueca 405 así como a través de elementos parciales (77, 177, 277, 377, 577, 677, 777) del mismo tipo. De las estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 505, 605, 705) adyacentes. La vista del elemento parcial 477 corresponde en este caso a la proyección de dos superficies laterales del cuerpo prismático representado en la figura 8. Cuando las superficies laterales están inclinadas en torno a los ángulos alfa y beta del mismo valor absoluto, pero de signo inverso con respecto a la dirección de la circulación principal 76 (figura 8) del segundo fluido, esta superficie de proyección contiene una diagonal del cuerpo prismático. Por lo tanto, a través de cada uno de los elementos parciales 477 circula una porción del segundo fluido 7.

Los elementos parciales 477, cuyos cantos laterales se forman por cuerpos huecos de la estructura hueca 405, están dispuestos en la sección representada en la figura 5 desplazados con relación a los elementos parciales 377 ó 577. También en este caso, más de dos secciones (424, 426, 48, 439, 432, 434, 436) de la estructura hueca 405 así como de las otras estructuras huecas (5, 105, 205, 405, 505, 605, 705) mostradas se encuentran en el plano de intersección. Los elementos marginales (77, 777) en las secciones marginales representas arriba y abajo en la figura 5 tienen en este ejemplo de realización una superficie más pequeña que los elementos parciales (177, 277, 377, 477, 577, 677). La zona marginal contiene un elemento de guía 75 del tipo de sector, para prevenir que una parte esencial del segundo fluido 7 no participe en la mezcla, sino que circule a lo largo de la zona marginal en otro caso abierta esencialmente a lo largo de la pared interior de la carcasa. Tal comportamiento de circulación puede aparecer, según la figura 6, también en reactores de intercambio de calor según el estado de la técnica. La mezcla no es suficientemente homogénea y tampoco se garantiza el intercambio de calor en una medida suficiente.

La figura 6 muestra una representación de la mezcla progresiva de un segundo fluido, que está constituido por dos componentes, a lo largo del eje longitudinal del dispositivo. El segundo fluido 7 puede estar constituido también por más de dos componentes. En la parte superior se muestra un dispositivo 1 de acuerdo con el ejemplo de realización representado en la figura 4. Debajo están dispuestas dos series de secciones, que han sido realizadas en los lugares del dispositivo designados con líneas de unión. La serie superior de secciones muestra el progreso de la mezcla de un segundo fluido 7 que está constituido por dos componentes, que presentan diferente coloración. La serie inferior muestra la mezcla de los dos componentes en un dispositivo de acuerdo con el estado de la técnica. A partir de esta representación se muestra claramente que por medio del dispositivo se consigue una mezcla a fondo de los componentes después de aproximadamente la mitad del recorrido de mezcla y en la segunda mitad del recorrido de mezcla se lleva a cabo una homogeneización progresiva de la mezcla, de manera que desaparece en gran medida la formación de madejas que se produce en la primera mitad del recorrido de mezcla. Después de un recorrido de mezcla, que tiene al menos aproximadamente el valor de 2,5 veces el diámetro D1 del dispositivo, existe una mezcla esencialmente homogénea. De acuerdo con el dispositivo según el estado de la técnica, que no rodea estructuras huecas con una relación entre B1 y B2 mayor que uno, sino tubos, que están dispuestos cruzados entre sí, no se lleva a cabo a lo largo del mismo recorrido de mezcla ninguna mezcla esencial de los dos componentes, sino solamente un cierto desplazamiento de posición en un ángulo entre 45 y 90º. Incluso en la zona de salida existe una zona grande, que es dominada por el componente de color negro, así como una zona, que es dominada por el componente de color blanco. Por lo tanto, la figura 6 muestra claramente el efecto sorprendente que se consigue con el dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 7 muestra una vista esquemática del dispositivo para la explicación de la acción de mezcla de las estructuras internas. El comportamiento de circulación del segundo fluido 7 alrededor de las estructuras huecas es comparable con el comportamiento de circulación alrededor de una banda, como se muestra en la figura 7. El segundo fluido 7 circula a través de una sección transversal de entrada de la carcasa 2 a lo largo de una dirección de la circulación principal 76, que se encuentra esencialmente a lo largo del eje longitudinal 3 de la carcasa 2. Si el segundo fluido 7 incide sobre una estructura hueca (5, 105, 205, 305), se desvía la circulación y se realiza al mismo tiempo una transmisión de calor, de manera que el segundo fluido 7 o bien se calienta o se refrigera. Por lo tanto, el segundo fluido 7 incide sobre la superficie de la estructura hueca (5, 105, 205, 305) con la anchura B1. En la figura 7 solamente se muestra un fragmento de una disposición de este tipo de estructuras huecas, para simplificación de la representación y para la elevación de la claridad solamente se muestran cuatro estructuras huecas (5, 105, 205, 305) adyacentes. La primera estructura hueca 5 comprende una pluralidad de secciones (10, 12, 14, 16, 18), que están dispuestas en un ángulo alfa 61 con respecto al eje longitudinal 3, y una pluralidad de elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17), que están dispuestos entre las secciones (8, 10, 12, 14, 16, 18). Las segundas estructuras huecas (105, 305) comprenden una pluralidad de secciones (110, 112, 114, 116, 118, 120), que están dispuestas en un ángulo beta 161 con respecto al eje longitudinal 3 y una pluralidad de elementos de unión (109, 111, 113, 115, 117, 119, 121), que están dispuestos entre las secciones (108, 110, 112, 114, 116, 118, 120). La estructura hueca 205 tiene la misma constitución que la estructura hueca 5 y la estructura hueca 305 tiene la misma constitución que la estructura hueca 105, de manera que estas dos estructuras huecas no se describen ya en detalle.

La figura 8 muestra un fragmento de cuatro estructuras huecas (5, 105, 205, 305) de las figuras 1, 7, 11 y 12 así como una representación de un volumen de fluido para la explicación de la circulación del segundo fluido 7. La dirección de la circulación principal 76 del segundo fluido 7 se indica de forma esquemática por medio de una flecha. Una parte de la sección 10 y de la sección 12 de la estructura hueca 5 así como una parte de la sección 112 y de la sección 114 de la estructura hueca 105 están dispuestas cruzadas entre sí. Una parte de la sección 210 y de la sección 212 de la estructura hueca 205 así como una parte de la sección 312 y de la sección 314 de la estructura hueca 305 están dispuestas cruzadas entre sí. Los puntos de cruce de las secciones (10, 12, 112, 114, 210, 212) se designan con A, B, C, D, D, F, G, H. Si se representan las secciones de manera simplificada como bandas planas muy finas (es decir, que B2 tiende hacia cero), entonces se forma a través de los puntos de cruce A, B, C, D, D, F, G, H un volumen de fluido 70, que está configurado como prisma, especialmente como paralelepípedo, que presenta los puntos de esquina A, B, C, D, D, F, G, H, como se representa en la parte derecha de la figura 8. El volumen de fluido 70 presenta una primera superficie 68, que está delimitada por los puntos de esquina A, D, H, E y que se forma por una parte de una segunda sección 112 de la segunda estructura hueca 105. El volumen de fluido 70 presenta una segunda superficie 69, que está delimitada por los puntos de esquina B, C, G, F y que se forma por una parte de la sección 114 de la estructura hueca 105. Las estructuras huecas (5, 105) presentan de esta manera una primera superficie lateral 68, sobre la que incide el segundo fluido 7 y a lo largo de la cual se conduce una primera corriente parcial 66. Una segunda corriente parcial 67 abandona la superficie lateral 68 y es conducida al volumen de fluido 70, al volumen de fluido 170 que se encuentra debajo o al volumen de fluido que se encuentra encima. El volumen de fluido 70 comprende una superficie de base 62, con los puntos de esquina E, F, G, H y una superficie de cubierta 63 con los puntos de esquina A, B, C, D así como una tercera superficie lateral 64 con los puntos de esquina A, B, E, F y una cuarta superficie lateral 65 con los puntos de esquina C, D, G, H, de manera que las superficies laterales 64 y 65 están abiertas y la primera superficie latera 68 se forma a partir de la sección 112 y a segunda superficie lateral 69 se forma por la sección 114. La superficie de base 62, la superficie de cubierta 63 y la tercera y la cuarta superficies laterales (64, 65) pueden ser atravesadas de esta manera por la corriente del segundo fluido 7, de manera que se realiza una división y una reunificación continuas de corrientes parciales, con lo que se realiza un cambio de posición y una mezcla a fondo del segundo fluido 7. Un volumen de fluido 170 que se conecta en el volumen de fluido 70se representa en la parte derecha de la figura 8 desplazado con respecto a su posición en el dispositivo, para configurar la representación más clara. El volumen de fluido 170 se encuentra exactamente debajo del volumen de fluido 70. El volumen de fluido 170 está configurado igualmente como prisma cuadrado y está delimitado por los puntos de esquina E, F, G, H, I, J, K, L. El volumen de fluido 70 y el volumen de fluido 170 tienen una superficie de base común o bien una superficie de cubierta 62 común, que es cubierta por los puntos de esquina E, F, G, H. La superficie lateral 164 con los puntos de esquina E, F, I, J se forma por la sección 212 y la superficie lateral 165 con los puntos de esquina G, H, K, L se forma por la sección 210 de la estructura hueca 205. El segundo fluido 7 entra sobre la superficie lateral 168 abierta con los puntos de esquina E, H, I, L, una primera corriente parcial 166 se desvía alrededor del ángulo alfa 61, que está formado por la sección 210 con la dirección de la circulación principal 76 del segundo fluido, que se extiende en la dirección del eje longitudinal 3 (representado en la figura 7). Otra corriente parcial 167 sale a través de la superficie de cubierta 62 con los puntos de esquina E, F, G, H y otra corriente parcial 180 sale a través de la superficie de base 162 con los puntos de esquina I, J, K, L del volumen de fluido 170. Por lo tanto, a través de esta superficie de cubierta o bien superficie de base 62 se realiza al mismo tiempo una entrada y salida de corrientes parciales (67, 167), de manera que se realiza una mezcla a fondo del segundo
fluido 7).

En la figura 9 se muestra otro ejemplo de realización de un dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos. En la representación de la figura 9 se muestra la carcasa 2 de forma fragmentaria y una parte inferior de las estructuras internas se muestra desplazada en la dirección vertical, de manera que las estructuras internas 4 configuradas como primeras y segundas estructuras huecas (5, 105, 205, 305) se hacen visibles al menos parcialmente. Para la simplificación se ha prescindido de la representación de una parte de las estructuras internas. Los elementos de unión (11, 13, 15, 111, 211, 213, 311, 313) están configurados en forma de V. También de acuerdo con este ejemplo de realización es posible conducir el primer fluido 6, que circula dentro de las estructuras huecas (5, 105, 205, 305), dentro de una parte de os cuerpos huecos (71, 72, 73) en dirección opuesta. De manera alternativa a ello, la entrada del primer fluido 6 en los cuerpos huecos se puede realizar por un primer extremo de la carcasa y la salida se puede realizar por un segundo extremo opuesto de la carcasa, lo que no se representa en la figura. Entre el eje longitudinal 3 de la carcasa 2 y los brazos de las secciones en forma de V, que se forman por las secciones (10, 12, 14, 210, 212, 214) de las primeras estructuras huecas (5, 205), se extienden de manera alterna el ángulo alfa 61 y el ángulo gamma 91. Entre el eje longitudinal 3 de la carcasa 2 y los brazos de las secciones en forma de V, que se forman por las secciones (110, 112, 310, 312, 314) se extienden de manera alterna el ángulo beta 161 y el ángulo delta 191. En efecto, por las secciones de la misma estructura hueca se cubren ahora de forma alterna los ángulos alfa y gamma o los ángulos beta y delta con una paralela al eje longitudinal, no obstante el modelo de la circulación de fluido representado en las figuras 7 y 8 para el segundo fluido 7 se puede aplicar de la misma manera para este ejemplo de realización y para la variante según la figura 10 que se describe a continuación. Otra posibilidad consiste en prever la salida del primer fluido 6 a una unidad colectora o colector. En esta unidad colectora confluyen al menos corrientes parciales del primer fluido 6 y a continuación se distribuyen sobre las primeras y segundas estructuras huecas (5, 105, 205, 305), lo que no se representa en la figura.

La figura 10 muestra una vista de una variante del ejemplo de realización de acuerdo con la figura 9, en la que se utilizan estructuras huecas de acuerdo con la figura 2. El principio de mezcla representado en las figuras 7 y 8 se realiza también para secciones en forma de V con brazos, que están dispuestos en diferentes ángulos alfa 61 y gamma 91 así como beta 161 y delta 191 con respecto al eje longitudinal 3.

La figura 11 muestra una vista de un dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos de acuerdo con un tercer ejemplo de realización, de acuerdo con el cual las primeras estructuras huecas (5, 205, 405, 605) y las segundas estructuras huecas (105, 305, 505) están dispuestas cruzadas entre sí. Para la designación de las estructuras huecas, ver la figura 12, parte izquierda. La carcasa 2 está realizada como doble envolvente, dentro de la cual circula el primer fluido 6. Entre los dos cuerpos de pared (79, 81) de la envolvente doble está dispuesto un elemento de separación 78, por medio del cual se pueden separar zonas de dirección opuesta de la circulación en el interior de la envolvente doble. En la figura 11 se representa en sección la envolvente doble y en concreto en un plano, que contiene el eje longitudinal 3 de los cuerpos de pared (79, 81) de la envolvente doble. Los cuerpos de pared (79, 81) están configurados en este ejemplo de realización como cilindros concéntricos. En el cuerpo de pared interior 79 están colocadas una pluralidad de primeras y segundas estructuras huecas (405, 505), que son rodeadas por la circulación de un segundo fluido 7. La dirección principal de la circulación del fluido 7 se encuentra en la dirección del eje longitudinal 3. Puesto que el fluido incide sobre las estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605) que se extienden en el interior del cuerpo de pared 79, se desvía a través de estas estructuras internas 4, es decir, la totalidad de las primeras y segundas estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605). Las primeras estructuras huecas (5, 205, 405, 605) y las segunda estructuras huecas (105, 305, 505) pueden estar constituidas, respectivamente, por varios cuerpos huecos, como se representa en las figuras 1, 3, 4, 5, 9. Las primeras estructuras huecas (5, 205, 405, 605) formar con el eje longitudinal un ángulo alfa 61, las segundas estructuras huecas (105, 305, 505) forman con el eje longitudinal un ángulo beta 161. Los ángulos alfa 61 y beta 161 puede presentar, de acuerdo con una variante preferida, el mismo valor absoluto, pero con signo inverso. El primer fluido 6 no afluye aquí sobre un fondo 60, como se ha mostrado en la figura 1, en las estructuras huecas, sino sobre la pared interior del cuerpo de pared interior 79. La representación según la figura 8 así como el contenido de la descripción correspondiente se pueden aplicar también en este ejemplo de realización, porque existe una disposición cruzada de estructuras huecas adyacentes.

La figura 12 muestra dos secciones a través de un dispositivo de acuerdo con el ejemplo de realización mostrado en la figura 11. La parte izquierda de la figura 12 muestra una sección radial a través de la carcasa 2. El cuerpo de pared interna 79 y el cuerpo de pared externa 81 se representan fragmentados. Los racores (82, 83) para la introducción y para la descarga del primer fluido no son visibles en esta sección. Dos elementos de separación 78 están dispuestos entre el cuerpo de pared interior 79 y el cuerpo de pared exterior 81.

La parte derecha de la figura 12 muestra una sección longitudinal a través de la carcasa 2 e ilustra las direcciones de la corriente del primer fluido 6. El primer fluido 6, que entra a través del racor de entrada 82 en el espacio intermedio entre el cuerpo de pared interna 79 y el cuerpo de pared externa 81, fluye a través de esta espacio intermedio y entre en el interior de la primera estructura hueca y de la segunda estructura hueca (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605) dispuestas cruzadas. Las estructuras huecas son atravesadas por la corriente del primer fluido 6 de forma cruzada y las corrientes parciales en la mitad inferior de la carcasa 2 son introducidas en el espacio intermedio delimitado por el cuerpo de pared interior 79 y el cuerpo de pared exterior 81 y son descargadas a través del racor de salida 83. El segundo fluido 7 circula dentro del cuerpo de pared interior 79 y es desviado por las estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605). Al mismo tiempo se realiza un intercambio de calor a lo largo de las estructuras huecas, así como también a través de la superficie del cuerpo de pared interior 79. Un elemento colector solamente es conveniente aquí cuando se puede evitar que una parte esencial del primer fluido 6 forme una derivación y sin fluir a través de las estructuras huecas (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605) sale de nuevo desde el dispositivo. El elemento colector 84 está colocado en un segundo extremo de la carcasa 2. En el elemento colector 84 desemboca una parte de las estructuras huecas, de manera que el primer fluido 6 es recibido, después de circulara través de las estructuras huecas en el elemento colector 84. Una parte de las estructuras huecas se puede cargar, partiendo desde el elemento colector con el primer fluido, de manera que se asocia al elemento colector, al menos por secciones, la función de un elemento de distribución. El elemento colector presenta un elemento de bloqueo 85, que impide que el primer fluido 6 forme una derivación, sin fluir a través de las estructuras huecas. El elemento de bloqueo 85 puede estar configurado también en forma de anillo y presentar un canal para la entrada del segundo fluido 7, que fluye de esta manera a contracorriente al primer fluido 6 guiado en doble envolvente o en corriente cruzada con respecto al primer luido guiado en las estructuras huecas.

En cambio, si el segundo fluido 7 sale a través de un canal dispuesto en el elemento de bloqueo, la circulación del primer fluido 6 y del segundo fluido 7 se realiza en corriente continua cuando se considera la circulación en envolvente doble, y en corriente cruzada entre sí cuando se considera la circulación del primer fluido a través de las estructuras huecas. La relación de Be/B2 en la figuras 12 es mayor que uno. De estas maneras, se puede mejorar de una manera sorprendente la mezcla a fondo y el intercambio de calor del segundo fluido 7.

Claims (22)

1. Dispositivo para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos, que comprende una carcasa (2), que presenta un eje longitudinal (3), con estructuras internas (4) dispuestas en ella, en el que las estructuras internas (4) comprenden una primera estructura hueca (5) y una segunda estructura hueca (105) y la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) pueden ser atravesadas por la corriente de un primer fluido (6) y puede ser rodeadas por la corriente de un segundo fluido (7), en el que la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) están dispuestas cruzadas entre sí, caracterizado porque las estructuras huecas (5, 105) presentan una sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y con una segunda anchura B2, en el que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal (3) de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal (3) y un eje de la estructura hueca (5, 105).

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la corriente del segundo fluido (7) atraviesa una sección transversal de entrada de la carcasa (2) a lo largo de una dirección de la circulación principal (76), que se encuentra esencialmente a lo largo del eje longitudinal (3) de la carcasa.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que las estructuras internas (4) se forman por mínimo 4 y máximo 12 estructuras huecas (5, 105).

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las estructuras huecas (5, 105) comprenden una pluralidad de elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17, 19 a 51, 109, 111, 113, 115, 117, 119 a 151), a través de los cuales se realiza una desviación forzada del primer fluido (6) que circula en el interior de las estructuras huecas (5, 105).

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la primera estructura hueca (6) comprende una primera sección (8), que se extiende paralelamente al eje longitudinal (3), y presenta una pluralidad de elementos de unión (9, 11, 13, 15, 17, 19 a 51), en los que se realiza una desviación forzada del primer fluido (6) que circula en el interior de la primera estructura hueca, de manera que entre un primer elemento de unión y un segundo elemento de unión está dispuesta una segunda sección, en la que la dirección central de la circulación del primer fluido (6) frente al eje longitudinal (3) se extiende, al menos por secciones, en un ángulo alfa (61).

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que una segunda estructura hueca (105) está dispuesta adyacente a la primera estructura hueca (5), y la segunda estructura hueca (105) comprende secciones (108, 110, 112, 1143, 116, 118 a 152), que están unidas por medio de elementos de unión (109, 111, 113, 115, 117, 119 a 151), en el que en las secciones la dirección central de la circulación del primer fluido frente al eje longitudinal (3) se extiende, al menos por secciones bajo un ángulo beta (161).

7. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 5 ó 6, en el que los ángulos alfa (61) y beta (161) se diferencian en su signo y/o su valor absoluto.

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que los ángulos alfa (61) y beta (161) son esencialmente de la misma magnitud, pero tienen signos opuestos.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, en el que al menos una parte de los elementos de unión están configurados esencialmente de forma semicircular.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, en el que al menos una parte de los elementos de unión están configurados en forma de V o en forma de U.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera estructura hueca (5) comprende uno o una pluralidad de primeros cuerpos huecos (71, 72, 73), así como la segunda estructura hueca (105) comprende uno o una pluralidad de segundos cuerpos huecos (171, 172, 173).

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los primeros cuerpos huecos (71, 72, 73) y/o los segundos cuerpos huecos (171, 172, 173) están configurados, respectivamente, como un mazo de tubos que se extienden esencialmente paralelos.

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, en el que los cuerpos huecos (71, 72, 73) de un mazo están ligeramente desplazados entre sí.

14. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 12 ó 13, en el que entre los cuerpos huecos (71, 72, 73) de un mazo está previsto un intersticio definido.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las estructuras huecas (105) presentan una primera superficie (68), sobre la que incide el segundo fluido (7) y a lo largo de la cual se conduce una primera corriente parcial (66) así como una segunda corriente parcial (68), que abandona la superficie (68) y es conducida a un volumen de fluido (70), o al volumen de fluido (170) colocado por encima o por debajo, de manera que el volumen de fluido (70) está configurado como cuerpo prismático, que presenta 6 superficies cuadradas, que están formadas por los bordes de 3 estructuras huecas adyacentes y están delimitadas por los puntos de esquina (A, B, C, D, D, F, G, H), de manera que una superficie de base (62, D, F, G, H) y una superficie de cubierta (63, A, B, C, D) así como una primera y una segunda superficie lateral (64, A, B, E, F y 65, C, D, G, H) están abiertas y las restantes superficies laterales se forman por partes de la primera superficie (68) y de una segunda superficie (69), de manera que la superficie de base (62), la superficie de cubierta (63), y la primera y la segunda superficies laterales (64, 65) están atravesadas por la corriente del segundo fluido (7), de manera que se realiza una división continua y una reunificación de corrientes parciales, con lo que se realiza un trasvase y una mezcla a fondo del segundo fluido (7).

16. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que un elemento colector (84) está colocado en un segundo extremo de la carcasa (2), en la que desemboca al menos una parte de las estructuras huecas (5, 105).

17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en el que una parte de las estructuras huecas (5, 105) puede ser cargada con un fluido (6) partiendo del elemento colector (84).

18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primero y el segundo fluido son conducidos a contracorriente entre sí o a contracorriente cruzada entre sí o en la corriente continua o en la corriente continua cruzada entre sí.

19. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo fluido (7) contiene componentes, entre los cuales se desarrolla una reacción química.

20. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que entre dos estructuras huecas (5, 105) adyacentes está prevista una distancia.

21. Procedimiento para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de medios fluidos, que se realiza en un dispositivo, que comprende una carcasa (2), con estructuras internas (4) dispuestas en ella, en el que las estructuras internas (4) configuran una primera estructura hueca (5) y una segunda estructura hueca (105), en el que en una primera etapa, la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) por atravesadas por la corriente de un primer fluido (6) y están rodeadas por un segundo fluido (7), en el que la primera estructura hueca (5) y la segunda estructura hueca (105) están dispuestas cruzadas entre sí, caracterizado porque el segundo fluido (7) es desviado a través de las estructuras huecas, porque las estructuras huecas (5, 105) presentan una primera sección transversal de la circulación con una primera anchura B1 y con una segunda anchura B1, en el que B1/B2 es mayor que uno y B1 está dirigida perpendicularmente a un plano, que contiene el eje longitudinal (3) de la carcasa o una línea paralela a este eje longitudinal (3) y un eje de la estructura hueca (5, 105), de manera que el fluido (7) se mezcla a fondo, mientras circula alrededor de las estructuras huecas.

22. Utilización del dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores para el tratamiento de intercambio de calor y de mezcla de fluidos altamente viscosos, especialmente polímeros o productos alimenticios.