CN1009953B - 热交换器的矮筐形热交换组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转蓄热式热交换器的筐形热交换组件(30)，它包括许多叠置成列的热交换板(32)，两端板位于该热交换板列相对的两端，上、下侧条板(40、42和50、52)沿着此热交换板列相对的两侧伸展，把两端板(34、36)连接起来，构成安装热交换板的筐形部件框架，在端板(34、36)的中间设置了加强件(60)，横向穿过筐形热交换组件，分别连接上、下侧条板对(40、42和50、52)，因而增加了筐形热交换组件的结构完整性。

Description

本发明涉及一种筐形热交换组件，尤其是那些用多块板将热量从热的热交换流体传递给冷的热交换流体的热交换器中筐形框架内的吸热板组件。本发明特别适用于旋转蓄热式热交换装置，在这种旋转蓄热式热交换器中热交换部件通过与热的热交换气体接触而被加热，然后再与冷的热交换气体接触，把热量传递给它。

通常加工工业中用来进行气-气热交换以及蒸汽发生器中用来进行气-空气热交换的热交换装置是公知的旋转蓄热式热交换器。在典型情况，旋转蓄热式热交换器有一个分隔成许多隔间的圆柱形转子，在这些隔间内装有许多热交换部件，当转子旋转时，这些热交换部件交替地暴露在热气流中，然后转子继续旋转，则暴露在较冷的空气流或其它要加热的气流中。典型的吸热体包括多个装在扇形隔间内的筐形热交换组件。每个筐形热交换组件装有许多热交换板，当热交换板暴露在热气体时从热气体吸收热量，然后当热交换板暴露在冷空气或其它要加热的气流中时，将热交换板从热气体那里吸收的热量传递给较冷的气体。

这种筐形热交换组件典型情况包括一对彼此隔开、用成对侧条板在其两侧将其连接在一起的端板，如美国专利说明书US    3314472和4606400中所描述的那样。许多热交换板一块接一块地、彼此有间隔地叠放在一筐形框架中，在相邻的两板之间形成许多热交换流体流过的通道。把彼此隔开的端板连接起来的侧条板成对地沿着叠置成列的热交换板列的相对两侧面伸展。在热交换部件的每一侧，第一侧条板在彼此隔开的两端板上部区域之间伸展，第二侧条板在两端 板的下部区域之间伸展，该两侧条板彼此隔开，且相互平行。这些侧条板在筐形组合件上部和下部边缘处沿着侧条板的纵向边缘向内折弯，从而形成一个防止热交换板从筐形部件框架的开口处掉出来的挡板，如美国专利说明书US3314472所描述的那样。常用的情况中，在端板之间横过其顶部和底部焊上一根或多根挡杆，进一步确保热交换板不会从筐形部件框架的开口部分掉出来。

虽然通常采用这样的筐形组合件，但矮筐形热交换组件承受侧条板的转动扭矩，且由于连接彼此隔开端板的侧条板发生弯曲而产生侧向变形。

因此本发明的目的是提供一种结构完整性得到改进的矮筐形热交换组件。

本发明的矮筐形热交换组件包括许多热交换板，这些热交换板以叠置成列的方式放在彼此隔开的端板之间，该两端板位于叠置的热交换板列相对的两端，且由彼此隔开的上侧条板和下侧条板将这两端板连接起来，这些侧条板焊在端板上部和下部的侧面，并在其间延伸。根据本发明，至少有一加强件设置在叠放成列的热交换板列的内部，横向穿过筐形热交换组件，把上侧条板连在一起，也把下侧条板连在一起，因而分别在上侧条板之间和下侧条板之间形成结构上的横向连接，改善了筐形热交换组件框架的结构完整性。

图1是旋转蓄热式热交换器的透视图。

图2是图1中旋转蓄热式热交换器沿2-2线剖开的俯视图。

图3是本发明筐形热交换组件的透视图。

图4a和4b是沿图3中4-4线的横截面正视图，给出筐形热交换组件可替换的具体实施例。

现在参看附图，尤其是图1，它描绘了一种可采用本发明筐形热交换组件的蓄热式热交换装置2。这种旋转蓄热式热交换器2有一个包住转子12的护壳10，在转子12内装有本发明的筐形热交换组件。转子12有一圆柱形外壳14，径向伸展的隔板15把外壳14和转子转轴16连接起来。热流体通过导管18进入护壳10，而要加热的流体通过导管22从其另一侧进入护壳10。

一台马达通过一组相配用的减速齿轮装置（图中未画出）与转子转轴16相连，带动转子12绕其轴转动。当转子12转动时，安放在转子内部筐形热交换组件中的热交换板，首先运动到与通过导管18进入护壳的热流体相接触的位置，从热流体吸收热量，然后运动到与通过导管22进入护壳的要加热的流体相接触的位置。当热流体通过热交换板时，热交换板从热流体吸收热量。当要加热的流体接着通过热交换板时，此流体从热交换板吸收该板与热流体接触时所取得的热量。

旋转蓄热式热交换器常用作空气预热器，在预热器内吸热部件把热量从矿物燃料炉内产生的热烟气传递到作为燃烧气体送至炉中的环境空气，这是一种预热燃烧空气、提高整个燃烧效率的手段。通常，离开炉子的烟气总夹带有燃烧过程中产生的颗粒，这些颗粒极可能积存在热交换板上，尤其是积存在使烟气中的湿气产生冷凝的热交换器冷端附近的热交换板上。为了周期性地清洗那些放置在筐形热交换组件中的热交换板，在热交换器中要加热的通道内设置了清洗喷嘴20，它靠近转子12的冷端，并朝向筐形热交换组件的开口端。当热交换板缓慢地转动而喷嘴本身扭过转子端面时，清洗喷嘴20引导高压清洗流体，如蒸汽、水或空气流过热交换板。由于高压流体流过热交换 板引起振动，从而震松了粘附在其上的烟灰和其它颗粒沉积物。震松的颗粒夹带在高压气流中离开转子。

安放在转子12内的热交换部件由许多金属热交换板组成，其形状为槽纹状的或者波状的，以致当热交换板一片接一片叠置成列时，形成一系列热流体和冷流体流动的内通道。在典型的情况，这些热交换板组装在一个基本上是梯形的框架中，该框架称作热交换部件筐，其中装有由各块热交换板按顺序叠置成列的板列，成为一个整体热交换组件，以便把它们安放在热交换器转子内的扇形隔间中。

如图3和图4所示，本发明的筐形热交换组件30包括许多并列、间隔放置的热交换板32，形成带有许多板间流动通道的、叠置的热交换板列，从而提供了与热交换板构成热交换关系的热交换流体的通路。热交换板32通常采用可滚压或冲压成所要求形状的薄金属板制成，但本发明不必局限于使用金属板。热交换板32可以有各种表面形状，如平表面，或者槽纹状或波状表面，或者它们的组合，平板交替放置在槽纹状或波状板之间，但并不局限于上述这些情况。在任何情况下，叠置的热交换板列是安放在两端板之间，第一端板34在其一端，第二端板36在其另一端。两端板34和36紧靠在叠置热交换板列的两端放置，用侧条板40、42和50、52固定就位，侧条板40、42和50、52分别位于叠置的热交换板列相对两侧面的上部和下部，把彼此隔开的第一端板和第二端板连结起来。

侧条板40和42的一端分别焊在端板34的右上角和左上角，另一端分别焊在另一端板36的右上角和左上角。与此类似，侧条板50和52的一端分别焊在端板34的右下角和左下角，另一端分别焊在另一端板36的右下角和左下角。

从图3和图4可清楚地看到，侧条板40、42和50、52最好在位于筐形组合件上部和下部边缘沿着侧条板的纵向将其折弯。弯折部分41和43从侧条板40和42的内侧纵向边缘向内伸展，并分别紧贴在热交换板的上边缘。类似地，弯折部分51和53从侧条板50和52的内侧纵向边缘向内伸展，并分别紧贴在热交换板的下边缘。上弯折部分41和43以及下弯折部分51和53成为筐形组合件顶部和底部的档板，防止叠放在其中的热交换板在运输、操作、装配过程中从筐形组合件30的开口部分掉出来。此外，档杆38可点焊在两端板34和36之间、侧条板中间的筐形组合件30顶部开口和底部开口部分，从而进一步防止叠放在其中的热交换板32从筐形组合件的开口部分掉出来。

根据本发明，在热交换端板34和36之间，最好在中间部位，设置一块与端板34和36平行的加强件60，它横向穿过筐形组合件，如图3和图4看到的那样。加强件60以其侧边焊在侧条板40、42、50和52上，从结构上看在侧条板中点附近与侧条板相连接，因而增加了筐形热交换组件框架的结构完整性。

加强件60可以是一块与端板34和36相类似的单块板，它从筐形热交换组件30的顶部伸展到底部，从一侧伸展到另一侧，穿过热交换组件30的整个横截面。如图4a所示那样，加强件60以其两侧边焊在上侧条板40和42以及下侧条板50和52上，从结构上把侧条板连结起来。

在另一种结构中，加强件60可由两块隔开设置的细长板件60a和60b组成，这两块细长板件60a和60b分别横穿过筐形组合件的上部区域和下部区域。如图4b所示，细长板件60a以其两 侧边焊在上侧条板40和42上，细长板件60b以其两侧边焊在下侧条板50和52上。

加强件60在筐形组合件30两块彼此隔开的端板34和36之间的中点或中点附近把上侧条板横向连接起来，也把下侧条板横向连接起来，因而增加了筐形组合件30框架的结构完整性。这样一来，不仅增加了筐形组合件的承载能力，而且也防止侧条板产生旋转扭矩以及筐形框架出现侧向变形。

此外，这种矮筐形组合件的起吊通过在加强件60的上部设置了起吊孔70而得到简化，可按共同转让的美国专利US    4552204所揭示的方式将起吊钩插入起吊孔内来吊起筐形组合件30。在不带有加强件60的矮筐形组合件中，必须用专门设计的挂钩滑入到筐形组合件上部四角的侧条板弯折部分下方来抓住侧条板的弯折部分，从而吊起筐形组合件。在加强件60上设置挂钩孔对于吊起这种矮筐形组合件来说是更简单更安全的方法。

必须理解为：对于加强件60来说，除了在此说明书结合附图说明和讨论过的整块板或彼此隔开设置的板形件以外，许多其它形状结构也是适用的，只要加强件从结构上看把上侧条板40和42连接起来、把下侧条板50和52也连接起来就行。

尽管这种筐形热交换组件是以旋转蓄热式热交换器为实施例而加以描述的（在此热交换器中，许多吸热部件转动，交替地与热流体和要加热的流体相接触），但该领域的普通专业技术人员会体会到：本发明热交换组件可用于许多其它公知的蓄热式或再生式热交换装置中。此外，普通专业技术人员会把各种形状的加强件很容易地结合到本发明的筐形热交换组件中来，其中一部分形状在本说明书中已提到了。 因此，打算用所附的权利要求书来复盖说明书中已提到过的各种型式结构，以及另一些落入这些权利要求所限定的本发明实质范围的结构型式。

Claims (1)

1、一种用于热交换器中的筐形热交换组件，它包括：

多个平行叠放成列的热交换板；

设置在上述叠放成列的热交换板列两端部、并与其紧靠着的第一端板和第二端板；

一对彼此隔开、沿着叠放成列的热交换板列相对的两侧面设置、并且把上述第一和第二端板上部侧边缘连接起来的上侧条板；

一对彼此隔开、沿着叠放成列的热交换板列相对的两侧面设置、并且把上述第一和第二端板下部侧边缘连接起来的下侧条板；

其特征在于：

上述上侧条板和下侧条板各有一个从上侧条板上纵向边缘和下侧条板下纵向边缘向内折弯的弯折部分，从而提供沿着上侧条板上边缘的挡热交换板面和沿着下侧条板下边缘的挡热交换板面；

设置在第一和第二端板中间、叠置热交换板列内部的上加强件和下加强件，上加强件横向穿过筐形热交换组件把上述彼此隔开的一对上侧条板连接起来，下加强件横向穿过筐形热交换组件把上述彼此隔开的一对下侧条板连接起来。

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