DE69917761T2

DE69917761T2 - Fraktale struktur zur massstabsregelung und zur verteilung von fluiden

Info

Publication number: DE69917761T2
Application number: DE69917761T
Authority: DE
Inventors: M. Michael KEARNEY; R. Kenneth PETERSEN; W. Michael MUMM
Original assignee: Amalgamated Research LLC
Current assignee: Amalgamated Research LLC
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: EP1066107A4; JP2002507480A; JP5509108B2; ZA200005075B; JP4724298B2; WO1999048599A1; AU765096B2; JP2011104591A; EP1066107B1; ES2224626T3; ATE268214T1; US6616327B1; AU3197499A; DE69917761D1; EP1066107A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft das Skalieren und Verteilen von Flüssigkeiten. Sie stellt fraktale Strukturen zur Verfügung, die derart angeordnet sind, dass Überkreuzungen der rekursiven Fließstrecken minimiert sind.
Allgemeiner Stand der Technik
Flüssigkeit fördernde fraktale Strukturen („fractals")-wurden unlängst zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses zugänglich gemacht. Das US-Patent 5,354,460 beschreibt eine fraktale Struktur, die in Form eines Flüssigkeitsverteilers/-sammler vorliegt. Eine beachtenswerte Eigenschaft der in dem '460-Patent beschriebenen Vorrichtung ist seine rekursive Stufenanpassung, die zu Zwecken der vorliegenden Offenbarung als „fraktal" bezeichnet wird. Diese fraktale Erscheinungsform erlaubt eine außergewöhnlich gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsflusses.
PCT/US97/17516 beschreibt den Einsatz raumfüllender, die Flüssigkeit befördernder Faaktale als Alternativen zur Skalierung und Verteilung von Turbulenzen.
Unter „fraktalem Skalieren" – wie es im Zusammenhang mit dieser Erfindung betrachtet wird – wird ein rekursiver Prozess verstanden, bei dem ein Algorithmus in aufeinander folgenden Stufen angewandt wird, der jedes Mal das Ergebnis der unmittelbar vorhergehenden Stufe verarbeitet. Ein einfacher Fall zur Verdeutlichung dessen, was gemeint ist, wäre die Anwendung des Algorithmus „ Teile einen Flüssigkeitsstrom in zwei gleiche Flüssigkeitsströme". Gemäß diesem Beispiel wird ein Flüssigkeitsstrom in zwei gleiche Ströme mit dem halben Eingangsvolumen in einer ersten Stufe aufgeteilt. Jeder der beiden sich ergebenden Ströme wird dann in gleicher Weise aufgeteilt, um in einer zweiten Stufe insgesamt vier gleiche Ströme mit einem reduzierten Volumen zu erzeugen. Diese vier resultierenden Ströme werden dann über eine dritten Stufe in acht gleiche Ströme mit reduziertem Volumen aufgeteilt, und so weiter, und zwar über so viele Stufen, bis die gewünschte Verteilung der Flüssigkeit, die für die spezielle Anwendung gewünscht wird, erreicht ist. Mathematische Modelle fraktaler Geometrien setzen voraus, dass jede Aufteilung in jeder Stufe identisch verläuft und eine völlig identische Geometrie in jedem Zweig der sich anschließenden Stufen vorgefunden wird. Für die Praxis bleibt anzumerken, dass ein absolutes Festhalten an einem mathematischen Modell unpraktisch ist. Dementsprechend werden fraktale Vorrichtungen gewöhnlich derart konstruiert, dass sie sich dem theoretischen Modell annähern. Kommerzielle Fraktale nutzen häufig eher „ähnliche" als „identische" fraktale Muster, weil sie die herstellungsbedingten und bauraumbedingten Beschränkungen beachten müssen. Die vorliegende Offenbarung soll entsprechend in diesem Kontext verstanden werden. Die praktischen Konsequenzen dieses Abweichens von der Theorie sind in der Regel in dem praktisch angewendeten Bereich minimal.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst ein verbessertes Fraktal zum Flüssigkeitstransport. Vorrichtungen, die entsprechend dieser Erfindung ausgebildet sind, können immer dann eingesetzt werden, wenn eine kontrollierte Verteilung und/oder Sammlung von Flüssigkeiten erwünscht wird. Eine beachtenswerte Eigenschaft der Strukturen dieser Erfindung liegt in der Anordnung der fraktalen Stufen entlang der Flussrichtung. Das heißt, Stufen mit entweder progressiv kleineren oder progressiv größeren Abmessungen werden seriell in Flussrichtung angeordnet. Es liegt nahe, die gesamte Vorrichtung oder ein vielstufiges Segment einer solchen Vorrichtung als eine einheitliche Struktur auszubilden, zum Beispiel durch Feinguss-, Schalen-, Wachsausschmelzgusstechniken. Die mehrstufigen Fraktale dieser Erfindung werden zur Verdeutlichung in geeigneter Weise beschrieben, so im Einsatz als ein Stapel aus fraktalen Elementen in einer Anordnung oder als „fraktaler Stapel". Um Wiederholungen in der Beschreibung zu vermeiden, legt diese Offenbarung einen primären Schwerpunkt auf fraktale Stapel, die als Verteiler Einsatz finden.
Die einzelnen Elemente eines typischen fraktalen Stapels sind dreidimensionale Komponenten, die strukturiert und in einem nebeneinanden angeordneten Aufbau mit einer spezifischen Reihenfolge angeordnet wurden. Jedes fraktale Element weist Kanäle und Einlässe auf, die einen Abschnitt der fraktalen Anordnung zur Flüssigkeitsverteilung bilden. Verschiedene Abschnitte der Skalierungsanordnung können einzelnen Elementen zugeordnet werden, wobei diese Abschnitte derart ausgewählt werden, dass sich praktisch eine rekursive fraktale Anordnung aus der Gruppierung der Elemente in einer vorgegebenen Reihenfolge im fraktalen Stapel ergibt. Eine derzeit bevorzugte Anordnung weist die Fließkanäle einer bestimmten fraktalen Stufe einem bestimmten einzelnen fraktalen Element zu. Es liegt nahe, die Kanäle verschiedener fraktaler Stufen einem einzelnen fraktalen Element zuzuweisen und es liegt ferner nahe, die Kanäle einer bestimmten fraktalen Stufe über eine Vielzahl fraktaler Elemente zu verteilen. Die Kanäle, die mit einem bestimmten Element verbunden sind, können an einer Seite oder auf den gegenüberliegenden Seiten angeordnet werden. Im letzteren Fall können die Kanäle einer fraktalen Stufe durch das Nebeneinanderstellen passender Vertiefungen auf den Grenzflächen zwischen den benachbarten Elementen vorgegeben werden.
Ein beispielhaftes fraktales Element besitzt einen relativ großen Querschnitt senkrecht zur Flussrichtung der Flüssigkeit, um das größte fraktale Muster im Stapel aufzunehmen. Dieses Muster ist üblicherweise das der fraktalen Endstufe und seine Grundfläche (engl. „footprint") hängt (neben anderen Dingen) von der Anzahl der Fraktale (der Anzahl an Stufen) ab, die der Stapel aufnehmen soll. Eine relativ geringe Höhe wird benötigt, um die Fließkanäle, die im fraktalen Muster angeordnet sind, aufzunehmen (zumeist in einer offenen Verbindung mit einer oder beiden Grenzoberflächen der Elemente). Derartige Elemente nehmen die Form kurzer, üblicherweise zylindrischer Prismen an und werden im Zusammenhang mit dieser Beschreibung als „fraktale Platten" bezeichnet. Die fraktalen Platten können derart übereinander gestapelt werden, dass eine fraktale Aufteilung in progressiv kleinere Abmessungen ermöglicht wird, wenn die Flüssigkeit durch den Stapel läuft. Die Vorrichtung agiert demnach als ein Flüssigkeitsverteiler. Die Strukturen dieser Erfindung eignen sich aber alternativ auch für den Einsatz als Flüssigkeitssammler. Für eine derartige Anwendung muss die Flüssigkeit dazu veranlasst werden von dem kleinsten bis zum größten fraktalen Maßstab durch zulaufen. Eine nahezu unbegrenzte Skalierung der Flüssigkeitsbewegung kann mit dieser Erfindung erreicht werden, indem weitere fraktale Platten dem Stapel hinzugefügt werden, dass heißt durch Erhöhung der Anzahl der Fraktale im Stapel.
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Abschlussstruktur, wie eine Platte oder Platten, dem fraktalen Stapel zugefügt, um eine zusätzliche Flüssigkeitsskalierung zu ermöglichen. Diese Skalierungsendstufe ist vorteilhaft, wenn die fraktalen Herstellungstechniken, die für die größer ausgelegten Platten genutzt werden, ihre praktisch anwendbaren Grenzen erreichen. Die Abschlussplatte ermöglicht eine letzte Flüssigkeitsskalierung, die die kleinste der Skalierungen einschließt. Die Abschlussplatte kann aus jedem Material oder Aufbau bestehen, der den gewünschten Skalierungseffekt ermöglicht. Zum Beispiel können zu diesem Zwecke Rippen, Riffelungen, Reihenanordnungen, Gitter, schwammartige oder anders geartete Strukturen bereitgestellt werden, die es ermöglichen, einen gewundenen (oder einen Mischtyp) Pfad für die Flüssigkeit vorzugeben, die durch das fraktale Endmuster durchtritt. Strukturen, an denen die Flüssigkeit kollidiert oder abgestoßen wird, können ebenfalls in der Endplatte Einsatz finden. So können beispielsweise kleine Hindernisse in den Weg der Endausgänge der Flüssigkeit angeordnet werden und die Flüssigkeit, die auf diese Strukturen trifft, wird in Ströme oder Tropfen mit einer geringeren Skalierung gebrochen, so dass hierdurch ein letzter Skalierungseffekt gegeben ist.
Die Erfindung wurde in Form eines fraktalen Fließsystems umgesetzt, bei dem rekursive Fließstrecken in einem fraktalen Muster angeordnet sind, das Stufen allmählich ansteigender und abfallender Skalierung umfasst. Die Verbesserung der Erfindung umfasst allgemein ausgedrückt die Bereitstellung von Abschnitten des fraktalen Musters in einer gestapelten Anordnung zueinander, wobei ein Überkreuzen der rekursiven Fließstrecken vermieden wird.
Die Stufen allmählich ansteigender und abfallender Skalierung werden üblicherweise zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordnet, um die Skalierung des Flüssigkeitsflusses durch das System beeinflussen zu können. Die vor liegende Erfindung ordnet erfolgreich derartige Stufen strukturierter Fließkanäle mit verschiedenen Abständen vom Einlass in Richtung der Auslässe an.
Am Häufigsten werden die Abschnitte des fraktalen Musters auf Strukturelementen bereitgestellt, die in einer gestapelten Anordnung zueinander ausgerichtet angeordnet werden. Die Strukturelemente sind üblicherweise Festkörper etwa kongruenter Geometrie mit Fließkanalanordnungen. Die Erfindung wurde dann in der Praxis an einem fraktalen Flüssigkeitsfließsystem angewendet, bei dem rekursive Fließstrecken in einem fraktalen Muster angeordnet sind, das Stufen allmählich ansteigender oder abfallender Skalierungen umfasst. Die Verbesserung mit der Erfindung umfassen im allgemeinen die Bereitstellung von Abschnitten mit einem fraktalen Muster in einer im Bezug zueinander gestapelten Anordnung, bei der ein Überkreuzen der rekursiven Fließkanäle vermieden wird. Die Stufen der allmählich ansteigenden oder abfallenden Skalierung werden üblicherweise zwischen einem Einlass und einem Auslass positioniert, um die Aufteilung des Flüssigkeitsflusses durch das System zu verändern. Die vorliegende Erfindung ordnet erfolgreich derartige Stufen von strukturellen Fließkanälen mit verschiedenen Abständen vom Einlass in Richtung des Auslasses an. Die strukturierten Fließkanäle werden in Übereinstimmung mit dem fraktalen Muster angeordnet, um ein fraktales Element zu bilden. Idealerweise umfassen diese fraktalen Elemente Platten, die fraktale Muster beinhalten und von denen eine über die andere gestapelt ist, um einen fraktalen Stapel zu bilden, der ein für die Aufteilung einer Flüssigkeit mit sich progressiv ändernder Skalierung geeignetes Mittel darstellt, wenn die Flüssigkeit durch den Stapel, von dessen Einlass bis zu dessen Auslass, zum Durchtritt veranlasst wird. Der Einlass der Zuführung der Flüssigkeit kann entweder an der größten oder an der kleinsten fraktalen Skalierungsstufe angeordnet werden.
Insbesondere wenn der Stapel als Verteiler agiert, kann dieser eine Endstruktur an einem (Auslass-)Ende umfassen, welche derart ausgelegt und angeordnet ist, dass sie eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit senkrecht zur Flussrichtung durch den Stapel ermöglicht. Die Abschlussstruktur ist vorzugsweise zur Bereitstellung einer Vielzahl gewundener Wege für die Flüssigkeit, die durch das fraktale Muster geleitet wird, ausgelegt und angeordnet. Das gegenüberliegende (Einlass-)Ende des Stapels kann ein Strukturelement umfassen, das Verteilungs kanäle beinhaltet, die angeordnet sind, die Flüssigkeit aus einem primären Einlass aufzunehmen und skalierte Mengen dieser Flüssigkeit an nachfolgende Einlässe der ersten Stufe des fraktalen Musters weiterzugeben.
Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung stellt einen offenen Bereich um das fraktale Muster der Platten zur Verfügung, so dass die Flüssigkeit durch den Hauptteil der Vorrichtung in jede Richtung fließen kann, ohne dass es zu einer Störung der Skalierung der Flüssigkeit im Inneren des Fraktals kommt. Diese Anordnung ist in Anwendungen wie bei einer Gegenstrombehandlung nützlich oder wenn Flüssigkeit aus einem Strom einer Flüssigkeit, der durch den Stapel fließt, entnommen oder aus diesem eingespeist werden soll.
Da Fraktale per Definition invariant zur Skalierung sind, kann die Erfindung bei beliebiger Größe der Anwendung Einsatz finden und dennoch jedes gewünschtes Maß an Flüssigkeitsskalierung ermöglichen. Theoretisch ermöglicht die Vorrichtung eine unbegrenzte Skalierung von Flüssigkeiten. Die bestehenden Beschränkungen bei der Herstellung der Objekte mit sehr großen oder sehr kleinen Maßstäben bestimmen derzeit die Grenzen der Größenauslegung. Es versteht sich jedoch, dass sich die Herstellungsverfahren für große oder kleine Objekte verbessern, so dass diese Verfahren dazu genutzt werden können, den praktischen Bereich der Skalierung, der durch die Erfindung ermöglicht wird, zu erweitern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine seitliche Aufrissansicht, die einen fraktalen Stapel zeigt, der acht Platten umfasst;
2 ist eine Draufsicht auf Platte 1 aus 1;
3 ist eine Draufsicht auf Platte 2 aus 1;
4 ist eine Draufsicht auf Platte 3 der 1;
5 ist eine Draufsicht auf Platte 4 der 1;
6 ist eine Zeichnung, die das fraktale Muster wiedergibt, das durch die Platten 4, 5, 6 und 7 der 1 vorgegeben wird;
7 ist eine zeichnerische Darstellung der Platte 8 aus 1; und
8 ist eine vergrößerte zeichnerische Darstellung eines Abschnitts aus 7.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Der fraktale Stapel, der in 1 dargestellt ist, beinhaltet acht Platten, obgleich die Erfindung auch Ausführungsformen umfassen kann, die jeweils abhängig von den Bedingungen einer bestimmten Anwendung entweder weniger oder mehr Platten enthalten. Wie dargestellt, durchlaufen kreisförmige Öffnungen die Platten und sich zwischen Einlass- und Auslassanschlüssen erstreckende Kanäle umfassen rillenförmige Einschnitte, die durch Einschmelzen oder auf andere Weise in eine Oberfläche der Platte eingebracht wurden. Die Platten 1-3 ermöglichen eine allgemeine, einführende Skalierung der Flüssigkeit, die durch den Einlass 21 (2) eintritt und über die Kanäle 23 zu den Anschlüssen 25 (3) und dann über die Kanäle 27 zu den Anschlüssen 29 (4) aufgeteilt wird. Die Platte 2 stellt einen 6-Wege-Skalierungskanal für die über den Einlass 21 eingeführte Flüssigkeit und die Platte 3 stellt einen 36-Wege-Skalierungskanal für die Flüssigkeit bereit. Die Platten 4, 5, 6 und 7 sind fraktale Elemente, die die nahezu unbeschränkte Skalierung dieser Erfindung ermöglichen (siehe 5 und 6). Jede Anzahl fraktaler Platten kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen der Skalierung für die anstehende Verwendung genutzt werden. Lediglich vier derartige Platten sind dargestellt. Die Platte 8 ist eine optionale Abschlussplatte.
Platte 4 (5) bildet die erste fraktale Skalierungsplatte in dem dargestellten System. Bei dem Entwurf eines Systems können die Leitungsplatten (1, 2, und 3), die den fraktalen Platten (4, 5, 6 und 7) vorausgehen mit Hinsicht auf die Anzahl und das Muster, das zur Bereitstellung der Flüssigkeitszufuhr zu den nachfolgenden fraktalen Platten benötigt wird, verändert werden. Zum Beispiel zeigt die 5 drei Ringe mit fraktalen Mustern. Aufgrund der räumlichen Limitierungen unterscheidet sich das fraktale Muster des innersten Ringes etwas von denen der beiden äußeren beiden Ringe. Das Hinzufügen weiterer Ringe, z. B. für Vorrichtungen mit einem größeren Durchmesser, erfordert eine größere Anzahl von Leitungsverzweigungen auf der vorhergehenden nicht-fraktalen Skalierungsplatte oder den -platten. Aus 5 lässt sich zudem entnehmen, dass zusätzliche fraktale Skalierungsmuster auf jeder fraktalen Platte bereitgestellt werden können vor dem Durchlaufen der Flüssigkeit zur nächsten Platte in der Reihe. In der Regel ist es nicht notwendig, die Flüssigkeit zur nächsten Platte durchzuführen wenn eine Kreuzung der fraktalen Leitungsmuster droht.
6 zeigt das fraktale Grundmuster für die Fließaufteilung, die durch die Platten 4, 5, 6 und 7 vorgegeben wird. Die Skalierung der Flüssigkeit kann ohne Beschränkung fortgeführt werden (innerhalb der herstellungsbedingten Grenzen) indem zusätzliche fraktale Platten dem Stapel (1) zugefügt werden. 6 zeigt, dass einzelne Flüssigkeitskanäle sich unabwendbar überlappen würden, wenn das gesamte Muster der Flüssigkeitskanäle auf einer einzigen Platte angeordnet wäre.
7 veranschaulicht, neben einer Darstellung der Abschlussplatte, auch den grundsätzlichen Aufbau und die relativen Dimensionen aller Platten im Stapel. Es sind Bolzenlöcher 35 in jeder Platte zur Verbindung derselben untereinander in einer bestimmten Lage im fraktalen Stapel vorhanden. Ein Strukturelement 37 wird oben an einem Auslass der Flüssigkeit 39 angeordnet. Wie am Besten der vergrößerten Darstellung der 8 zu entnehmen, wird das Element 37 aus Gittern 41 gebildet, die so angeordnet sind, dass sie einen letzten gewundenen Weg vorgeben, der die gleichmäßige Aufteilung der Flüssigkeit über das Querprofil des Stapels abschließt.
Industrielle Anwendbarkeit
Vorrichtungen, die gemäß dieser Erfindung ausgeführt werden, können immer dann eingesetzt werden, wenn eine kontrollierte Verteilung und/oder Sammlung von Flüssigkeiten erwünscht ist.
Jedes fluide Verfahren kann von dieser Erfindung profitieren, wenn die Regulierung der Flüssigkeitsskalierung Vorteile bringt. Ohne dass hiermit eine Beschränkung des Umfangs der nachfolgenden Ansprüche erreicht werden soll, umfassen beispielhafte Anwendungen der Erfindung: Das allgemeine Skalieren von Flüssigkeiten von größeren zu kleiner bemessenen Bewegungen, das allgemeine Skalieren von Flüssigkeiten von kleineren zu größer bemessenen Bewegungen; die schnelle Bildung von Flüssigkeitsoberflächen; die schnelle Bildung von niedrig turbulenten Flüssigkeitsoberflächen; die schnelle Sammlung von Flüssigkeitsoberflächen. Geräte, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgelegt sind, können, neben anderen Dingen, zur Einführung niedrig turbulenter Flüssigkeitsoberflächen in andere Flüssigkeiten; für Adsorption- oder Absorptionsverfahren; für chromatographische Verfahren; für Ionenaustauschbehandlungen; für Gas-Flüssigkeits-Gegenstromanwendungen; für Destillationseinrichtungen; für Reaktoren; für Aeratoren und für Durchflussmischer dienen. Auch wenn die vorangehenden Beispiele mit den Begriffen „Bewegung" und „Oberfläche" beschrieben wurden, so können sie auch mit Blick auf Flüssigkeitsvolumina oder -ströme umgesetzt werden.

Claims

Ein fraktales Fließsystem mit in einem fraktalen Muster angeordneten rekursiven Fließstrecken, das Stufen allmählich ansteigender oder abfallender Skalierung umfasst, wobei sich das genannte System dadurch auszeichnet, dass Abschnitte des genannten fraktalen Musters von Strukturelementen ausgebildet werden, die aus nahezu kongruenten Festkörpern mit einem zum genannten fraktalen Muster übereinstimmend angeordneten Fließmuster geformt sind, wobei die genannten Strukturelemente zur Vermeidung eines Überkreuzens der rekursiven Fließstrecken aufeinander gestapelte Platten (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) umfassen, die eine über die andere gestapelt einen fraktalen Stapel bilden, der ein Mittel zur Aufteilung einer Flüssigkeit auf die aufeinander folgenden verschiedenen Stufen darstellt, wenn die Flüssigkeit zum Durchtritt durch den Stapel veranlasst wird.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Abschlussstruktur (37) an einem Auslassende des genannten Stapels, die ausgebildet ist als Verteiler zu agieren, um eine gleichmäßige Verteilung der genannten Flüssigkeit senkrecht zur Flussrichtung der genannten Flüssigkeit zu erreichen.
System nach Anspruch 2, bei dem die genannten Strukturelemente fraktale Elemente umfassen, die in einem fraktalen Stapel mit einem Einlass (21) am ersten Ende des genannten Stapels und einem Auslass (39) an einem zweiten Ende des genannten Stapels angeordnet sind.
System nach Anspruch 3, bei dem das genannte erste Ende des genannten Stapels ein Strukturelement umfasst, das Verteilungskanäle (23) enthält, die zum Empfang von Flüssigkeit vom genannten ersten Einlass (21) und zur Verteilung skalierter Mengen der genannten Flüssigkeit auf die entsprechenden Einlässe einer ersten Stufe des genannten fraktalen Musters angeordnet sind.
System nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Abschlussstruktur (37) an einem Auslassende des genannten Stapels, die ausgebildet ist als Verteiler zu agieren, um eine gleichmäßige Verteilung der genannten Flüssigkeit senkrecht zur Flussrichtung der genannten Flüssigkeit zu erreichen.
System nach Anspruch 5, bei dem die genannte Abschlussstruktur (37) zur Bereitstellung mehrfachkanäliger verschlungener Pfade für Flüssigkeit, die aus dem genannten fraktalen Muster austritt, ausgelegt und angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, bei dem sukzessive die genannten Stufen der Fließstrecken mit verschiedenen Abständen zum genannten Einlass in Richtung des genannten Auslasses angeordnet sind, wodurch ein Überkreuzen der rekursiven Fließstrecken vermieden wird.
System nach Anspruch 1, bei dem die genannten Platten umfassen: eine Vielzahl erster Platten, wobei jede der genannten ersten Platten eine Vielzahl erster rekursiver Fließstrecken vorgibt, wobei jede erste rekursive Fließstrecke einen Flüssigkeitseinlass, der eine Längsachse vorgibt, und wenigstens drei Flüssigkeitsauslässe hat, die symmetrisch und zweidimensional zur genannten Längsachse in einer Ebene senkrecht zu genannter Längsachse angeordnet sind, wobei die genannte erste Fließstrecke nicht in flüssiger Verbindung mit den verbleibenden genannten ersten Fließstrecken in der genannten ersten Platte steht, wobei die Vielzahl der genannten ersten Platten so in einer gestapelten Anordnung zueinander benachbart angeordnet werden, dass sie ein erstes fraktales Muster bilden, wobei jede genannte erste Fließstrecke in jeder genannten ersten Platte in flüssiger Verbindung mit einem Auslass der genannten ersten rekursiven Fließstrecke einer stromaufwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte steht und wobei jeder Auslass der genannten ersten rekursiven Fließstrecke in flüssiger Verbindung mit einem entsprechenden genannten Einlass einer entsprechenden ersten rekursiven Fließstrecke einer stromabwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte steht, wobei jede genannte erste Platte eine Stufe erster Fließstrecken mit allmählich ansteigender Skalierung in Bezug zur rekursiven ersten Fließstrecke einer stromaufwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte umfasst, wobei die genannte Vielzahl der ersten Platten eine primäre Flüssigkeitsfließwegrichtung durch die genannte gestapelte Anordnung und eine Verteilung der Flüssigkeit über einen orthogonal zur genannten primären Flüssigkeitsfließwegrichtung liegenden Querschnitt vorgibt; eine Eingangsplatte, die benachbart zur genannten gestapelten Anordnung angeordnet ist, wobei die genannte Eingangsplatte eine erste Fließstrecke vorgibt, die zum Einführen eines Flüssigkeitsflusses in die genannte gestapelte Anordnung in flüssiger Verbindung mit genannten ersten rekursiven Fließstrecken in einer ersten äußeren ersten Platte steht; und einer Endplatte, die benachbart zur genannten gestapelten Anordnung angeordnet ist, wobei die genannte Endplatte eine letzte Fließstrecke vorgibt, die in flüssiger Verbindung mit genannten ersten rekursiven Fließstrecken in einer zweiten äußeren ersten Platte steht, wobei die genannte Endplatte eine Abschlussplatte hat, die eine Vielzahl von Auslässen vorgibt, die in flüssiger Verbindung mit genannten letzten Fließstrecken stehen, wobei die genannten Auslässe gleichmäßig über eine Abschlussplattenoberfläche verteilt sind, die in ihrer Flächenerstreckung im wesentlichen gleich zu einer Flächenerstreckung des genannten Querschnitts der genannten gestapelten Anordnung ist, wobei die genannten Auslässe zur gleichmäßigen Verteilung des Flüssigkeitsflusses angeordnet sind, der aus den Auslässen über eine Fläche, die in ihrer Größenordnung mit einer Fläche des genannten Querschnitts korrespondiert, austritt.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Abschlussstruktur (37), die vor der genannten Endplatte angeordnet und ausgebildet ist, als Verteiler zu agieren, um eine gleichmäßige Verteilung der genannten Flüssigkeit senkrecht zur Flussrichtung der genannten Flüssigkeit zu erreichen.
System nach Anspruch 9, bei dem die genannte Abschlussstruktur (37) zur Bereitstellung mehrfachkanäliger verschlungener Pfade für Flüssigkeit, die aus dem genannten fraktalen Muster austritt, ausgelegt und angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, bei dem die genannten rekursiven Stufen der strukturierten Fließstrecken wenigstens drei Platten umfassen, die in Richtung des genannten Auslasses zur gleichmäßigen Verteilung des genannten Flüssigkeitsflusses über einen Querschnitt der genannten gestapelten Anordnung in verschiedenen Abständen angeordnet sind, wobei jede genannte Platte eine Vielzahl von Fließstrecken vorgibt, die physikalisch voneinander getrennt sind, wodurch ein Überkreuzen einzelner Flussstrecken innerhalb jeder Platte vermieden wird, wobei der genannte Querschnitt als orthogonal zu einer primären Flüssigkeitsfließrichtung durch das genannte System ausgerichtet vorgegeben ist, wobei jede einzelne Fließstrecke in jeder genannten Platte einen Flüssigkeitsein lass und wenigstens drei Flüssigkeitsauslässe umfasst, wobei die genannten wenigstens drei Flüssigkeitsauslässe im wesentlichen symmetrisch und zweidimensional zu einer Längsachse des genannten Flüssigkeitseinlasses in einer Ebene senkrecht zur genannten Längsachse angeordnet sind.
System nach Anspruch 11, bei dem das genannte erste Ende des genannten Stapels ein Strukturelement umfasst, dass Verteilungskanäle enthält, die zum Empfang von Flüssigkeit vom genannten Einlass und zur Verteilung skalierter Mengen der genannten Flüssigkeit auf die entsprechenden Einlässe einer ersten Stufe des genannten fraktalen Musters angeordnet sind.
System nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Abschlussstruktur (37) am genannten Auslassende des genannten Stapels, die ausgebildet ist als Verteiler zu agieren, um eine gleichmäßige Verteilung der genannten Flüssigkeit senkrecht zur Flussrichtung der genannten Flüssigkeit zu erreichen.
System nach Anspruch 13, bei dem die genannte Abschlussstruktur (37) zur Bereitstellung mehrfachkanäliger verschlungener Pfade für Flüssigkeit, die aus dem genannten fraktalen Muster austritt, ausgelegt und angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, bei dem ein erstes Ende des genanntes Stapels ein Strukturelement umfasst, das Verteilungskanäle enthält, die zum Empfang von Flüssigkeit vom genannten Einlass und zur Verteilung skalierter Mengen der genannten Flüssigkeit auf die entsprechenden Einlässe einer ersten Stufe des genannten fraktalen Musters angeordnet sind.
System nach Anspruch 1, bei dem die genannten Platten eine Vielzahl von ersten Platten umfassen, wobei jede der genannten ersten Platten eine Vielzahl erster rekursiver Fließstrecken vorgibt, wobei jede genannte rekursive Fließstrecke physikalisch von den verbleibenden genannten ersten rekursiven Flussstrecken in der genannten ersten Platte getrennt ist, wobei jede genannte erste rekursive Fließstrecke einen Flüssigkeitseinlass und wenigstens drei Flüssigkeitsauslässe hat, die symmetrisch um eine Längsachse des genannten Flüssigkeitseinlasses in einer senkrecht zur genannten Längsachse orientierten Ebene angeordnet sind, wobei die genannte Vielzahl von ersten Platten so in einer ge stapelten Anordnung zu einer benachbart angeordnet werden, dass sie ein fraktales Muster bilden, wobei jede genannte erste Fließstrecke in jeder genannten ersten Platte in flüssiger Verbindung mit einem entsprechend genannten Auslass der genannten ersten rekursiven Fließstrecke einer stromaufwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte steht und wobei jeder Auslass der genannten ersten rekursiven Fließstrecke in flüssiger Verbindung mit einem entsprechendem genannten Einlass einer entsprechenden ersten rekursiven Fließstrecke einer stromabwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte steht, wobei jede genannte erste Platte eine Stufe rekursiver Fließstrecken mit allmählich fallender Skalierung im Bezug zur rekursiven Fließstrecke einer stromaufwärts benachbart dazu angeordneten ersten Platte umfasst, wobei die genannte Vielzahl der ersten Platten eine primäre Flüssigkeitsfließrichtung durch die genannte gestaffelte Anordnung und eine Verteilung der Flüssigkeit über einen senkrecht zur primären Flüssigkeitsfließrichtung liegenden Querschnitt vorgibt; eine Eingangsplatte, die benachbart zur genannten gestapelten Anordnung angeordnet ist, wobei die genannte Eingangsplatte eine Vielzahl von ersten Fließstrecken vorgibt, die gleichmäßig über eine Abschlussplatte verteilt sind, die eine Flächenerstreckung aufweisen, die mit dem genannten Querschnitt korrespondiert, wobei die genannten Flüssigkeitseinlässe in flüssiger Verbindung mit der genannten rekursiven Fließstrecke einer ersten äußeren ersten Platte zum Einführen eines Flüssigkeitsflusses in die genannte gestaffelte Anordnung stehen; und eine Endplatte, die benachbart zur genannten gestapelten Anordnung angeordnet ist, wobei die genannte Endplatte eine letzte Fließstrecke vorgibt, die in flüssiger Verbindung mit der genannten rekursiven Fließstrecke in einer zweiten äußeren ersten Platte steht, wobei die genannte Endplatte eine Abschlussplatte hat, die eine Vielzahl von Auslässen vorgibt durch die die Flüssigkeit aus dem genannten System austreten kann.
System nach Anspruch 16, ferner umfassend eine sukzessive Anordnung der genannten Stufen strukturierter Fließkanäle mit verschiedenen Abständen zu den genannten Einlässen in Richtung des genannten Auslasses, wodurch ein Überkreuzen der rekursiven Fließkanäle vermieden wird.