[发明专利]一种基于中空泡沫材料的流体分布器及其应用

权利要求书

1.一种基于中空泡沫材料的流体分布器，其特征在于，该流体分布器由一个分布单元组件独立构成，或者至少两个分布单元组件通过并联或串联方式进行模块化组装集成，同时具有尺寸可调控的三种类型的孔隙：宏观三维连通网孔、三维连通的中空微通道、微通道管壁内的微米和纳米级孔隙；所述的分布单元组件主要由如下功能区构成：分布流体引接口、集流空腔、流体密封阻挡层、流体一级分布区、流体二级分布区；

其分布单元组件的结构为以下结构中的一种或两种以上：

（1）三明治式结构1：由中空泡沫/集流空腔/中空泡沫构成三明治结构单元组件，集流空腔由流体密封阻挡层和流体一级分布区包围的空间组成，流体一级分布区与由中空泡沫材料构成的流体二级分布区连通，在管状分布流体引接口与集流空腔对接处的三明治结构端面处设置流体密封阻挡层，并设置管状分布流体引接口与集流空腔连通；

（2）三明治式结构2：由中空泡沫/集流空腔/中空泡沫构成三明治结构单元组件，集流空腔由流体密封阻挡层和流体一级分布区包围的空间组成，流体一级分布区与由中空泡沫材料构成的流体二级分布区连通，设置一个板状分布流体引接口与集流空腔连通；

（3）板块式结构1：在板状中空泡沫的一个端面设置与中空泡沫连通的流体一级分布区，另设流体密封阻挡层与流体一级分布区一起构成集流空腔，管状分布流体引接口在流体密封阻挡层处对接，并保持管状分布流体引接口与集流空腔连通；

（4）板块式结构2：在板状中空泡沫的一个端面设置与中空泡沫连通的流体一级分布区，另设流体密封阻挡层与流体一级分布区一起构成集流空腔，板状分布流体引接口在流体密封阻挡层处对接，并保持板状分布流体引接口与集流空腔连通；

（5）圆柱式结构1：在圆柱状中空泡沫的一个圆底面设置与中空泡沫二级分布区连通的流体一级分布区，另设流体密封阻挡层与流体一级分布区一起构成集流空腔，管状分布流体引接口在流体密封阻挡层处对接，并保持管状分布流体引接口与集流空腔连通；

（6）圆柱式结构2：在圆柱状中空泡沫的中心轴处设置与中空泡沫流体二级分布区连通的管状流体一级分布区，管状流体一级分布区一端与流体密封阻挡层一起形成集流空腔，另在集流空腔开口处的圆柱状中空泡沫的圆底面设置流体密封阻挡层，管状分布流体引接口在流体密封阻挡层处对接，并保持管状分布流体引接口与集流空腔连通；

（7）圆柱式结构3：在圆柱状中空泡沫的中心轴处设置与中空泡沫流体二级分布区连通的管状流体一级分布区，管状流体一级分布区一端与流体密封阻挡层一起形成集流空腔，另在集流空腔开口处设置管状分布流体引接口与流体一级分布区连接，并保持管状分布流体引接口与集流空腔连通。

2.按照权利要求1所述的基于中空泡沫材料的流体分布器，其特征在于，该流体分布器的主要功能区域为流体二级分布区，该区域由中空泡沫材料构成，其在宏观上由三维连通的骨架网络构建而成，网络骨架自身为三维连通的具有中空结构的微通道，微通道管壁含有纳米级和微米级孔径的孔隙。

3.按照权利要求2所述的基于中空泡沫材料的流体分布器，其特征在于，作为流体分布器主要功能部件的中空泡沫材料，宏观上三维连通网络结构的网孔尺寸为0.2mm～20mm，构成该中空泡沫材料网络骨架的中空微通道的外径尺寸为0.1mm～10mm，内径尺寸为0.02mm～9mm。

4.按照权利要求2所述的基于中空泡沫材料的流体分布器，其特征在于，构成该流体分布器主要功能部件的中空泡沫材料，其网络骨架的中空微通道的管壁的物理结构或化学结构类型为各向同性的或各向异性的，中空微通道管壁含有的孔隙的孔径尺寸范围为0.1nm～100μm，中空微通道管壁具有的孔隙率为0～60%，通过调控中空微通道管壁的孔结构来控制流体分布过程对应的分布选择性、分布通量、分布压力降。

5.按照权利要求1所述的基于中空泡沫材料的流体分布器，其特征在于，构成该流体分布器的部分或所有功能区的主要组成物质是以下类别中的一种或两种以上：陶瓷材料、金属材料、碳材料、高分子材料。