CN101929812B - 空心叶片逆程换热风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心叶片逆程换热风机，它主要由转轴、换热转子、轴封、外壳、气体输出通道、滤网构成。所述的换热转子由本体和空心叶片组成；所述的本体为环形桶形结构，被多块纵向隔板分割成多个环形区域，多个区域之间相互导通，多片空心叶片沿径向分别间隔设置在内筒、多块纵向隔板、外筒内壁之间。由于空心叶片穿过桶形本体的多个环形区域，空心叶片内的气体与空心叶片外的气体可进行多次刀刃传热并实现逆程换热，空心叶片均可采用导热好的金属材料制造。故，本发明的传热效率很高。

Description

空心叶片逆程换热风机

技术领域

本发明涉及一种气体热交换装置，特别是涉及一种空心叶片逆程换热风机。

背景技术

公知的热量回收式换风机或空气予热器(如图1A所示)，通常是由两台风机10和一台换热机芯20等构成，该热量回收式换风机或空气予热器进行热交换的方法是利用风机驱动气体流动，换热机芯20用于热量交换。这种热交换方式的换热芯只能采用透水性好，导热性差的非金属材料制造，因而热交换效率较低。另一种公知的转盘式气体换热单元(如图1B所示)，由两台风机10’和一台换热转盘20’组成，风机10’用于驱动气体流动，换热转盘20’连续缓慢旋转，在热气体通道吸收热量的同时，冷气体通道释放热量。由于该两种热交换装置皆需要至少三台设备，装置的结构较为复杂。针对习用装置的不足，本设计人申请了中国专利(专利号：00119398.8)一种气体热交换方法及装置(如图1C、图1D所示)，其中该装置是由热交换组件1’A、转轴2A、轴封3A、气体输出通道4A、外壳5A构成，转轴2A安装在热交换组件1’A的中心线上，热交换组件1’A可围绕转轴2A旋转，气体输出通道4A连接热交换组件1’A的两端，气体输出通道4A、外壳5A与热交换组件1’A之间连接有轴封3A。所述的热交换组件1’A为一换热转子11’A，换热转子11’A安装在外壳5A内，换热转子11’A是由外筒111’A、叶片112’A、内筒113’A组成；内筒113’A装在外筒111’A内，在外筒111’A和外壳5A之间形成一空腔115’A，外筒111’A、内筒113’A位于同一回转轴线并可围绕该回转轴线旋转。内筒113’A的一端密闭，另一端开启。外筒111’A两端开启；叶片112’A对称布置在外筒111’A和内筒113’A之间，叶片112’A的径向两端分别连接外筒111’A和内筒113’A，叶片112’A为一中空构件，叶片112’A内的空腔1121’A和在内筒113’A、外筒111’A与叶片112’A之间的空间119’A形成冷、热气体的通道，叶片112’A内的空腔1121’A与内筒113’A内腔1131’A、空腔115’A相通，形成冷气体通道，叶片112’A围绕内筒113’A在横截面上形成一叶片组，多个叶片组沿轴向平行排列。该发明虽克服习用产品的不足，但仍存在热交换效率不够高的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热交换效率高的空心叶片逆程换热风机。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种空心叶片逆程换热风机，它主要由转轴、换热转子、轴封、外壳、两条气体输出通道构成；所述的转轴固定在外壳的中部，换热转子套接在转轴上且位于外壳体内，所述的两条气体输出通道分别连接换热转子的两端，气体输出通道及外壳与换热转子之间连接有轴封；所述的换热转子由本体和空心叶片组成；所述的本体为环形桶形结构，它由内筒、多块纵向隔板、外筒组成；所述的多块纵向隔板、外筒依序逐层间隔套接在内筒上，多块纵向隔板沿轴向将外筒内腔分割成多个环形区域，多个区域之间相互导通，形成一具有多个弯折形的气流流通通道，该气流通道的入口为本体的一个端壁；所述的纵向隔板为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔沿径向设置成多片径向环形片而将环形内腔分隔成多个腔体；所述的外筒为具有环形内腔的环形隔板，其内腔设有径向环形片；所述的作为分隔、驱动进行热交换冷、热气体的多个空心叶片沿径向分别间隔设置在内筒外壁与纵向隔板内壁之间、纵向隔板外壁与纵向隔板内壁之间、纵向隔板外壁与外筒内壁之间，在两两相邻的的空心叶片之间形成空心叶片的内腔；在内筒与转轴之间设有径向环形片；所述的内筒内腔、间隔设置的空心叶片的内腔、纵向隔板的环形内腔、外筒的环形内腔构成另一路气流通道，该通道的入口为内筒的端壁。

所述的外筒内壁、纵向隔板的内壁上开设有用于透水且不透气的微孔。

所述的多个区域的空心叶片间的进、出口被纵向隔板分隔。

所述的本体的多个环形区域为三个。

所述纵向隔板内腔沿纵向设有纵向隔片。

所述的纵向隔板为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔内被纵向环形片分隔成内环腔和外环腔，该内环腔和外环腔沿径向设置多片径向环形片而将内环腔和外环腔进一步分隔成多个腔体。

所述的转轴为外转子电机的外壳套筒。

采用上述方案后，本发明的换热转子由本体和空心叶片组成，所述的本体为环形桶形结构，其内腔沿轴向被分割成多个环形区域，各区域之间相互导通，形成一具有多个弯折形的气流流通通道。多片空心叶片沿径向分别间隔设置在内筒、多块纵向隔板、外筒内壁之间。由于空心叶片穿过桶形本体的多个环形区域，空心叶片内的气体与空心叶片外的气体可进行多次刀刃传热并实现逆程换热，空心叶片均可采用导热好的金属材料制造。故，本发明的传热效率很高。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1A、图1B是二种习用的气体热交换单元的示意图；

图1C为一种习用的气体热交换装置的结构示意图；

图1D为图1C沿F-F线的剖视图；

图2是本发明第一个实施例的结构示意图；

图3是图2沿y-y线的剖视图；

图3A是图3的局部放大图；

图4是图2沿Z-Z线的剖视图；

图5是图2沿X-X线的剖视图；

图6是图5沿T-T线的剖视图；

图7是本发明第二个实施例的结构示意图；

图8是本发明第三个实施例的的结构示意图；

图9是图8沿L-L线的剖视图；

图10是图8沿K-K线的剖视图；

图11是图8沿M-M线的剖视图；

图12-图15是本发明空心叶片的不同安装角度的示意图；

图16是本发明第四个实施例的结构示意图；

图17是图16沿N-N线的剖视图。

具体实施方式

如图2所示，本发明是一种空心叶片逆程换热风机，它主要由转轴1、换热转子2、轴封3、外壳4、两气体输出通道5、滤网6构成。

所述的转轴1布置在外壳4的中部，换热转子2套接在转轴1上，通过支架与转轴1固结。套接有换热转子2的转轴1安装在外壳4体内。所述的两气体输出通道5分别连接换热转子2的两端，气体输出通道5及外壳4与换热转子2之间连接有轴封3，轴封3采用非接触式、梳齿式(迷宫式)轴封。在本实施例中，所述的转轴1为外转子电机的外壳套筒。

如图2参考图3-图6所示，所述的换热转子2由本体21和空心叶片22组成。所述的本体21为环形桶形结构，它由内筒211、纵向隔板212、纵向隔板213、外筒214组成。所述的纵向隔板212、纵向隔板213、外筒214依序逐层间隔套接在内筒211上，纵向隔板212、213沿轴向将外筒214内腔分割成A、B、C三个环形区域，A、B、C三个区域之间相互导通，形成一具有多个弯折形的气流流通通道I1，该通道I1的入口E1为本体21的一个端壁，该端壁被打通，成为气体入口。

所述的纵向隔板212为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔沿径向设置成多片径向环形片2121而将环形内腔分隔成多个腔体，在纵向隔板212内腔沿纵向设有纵向隔片2122(如图3所示)。所述的纵向隔板213与纵向隔板212结构基本相同，只是安装时方向相反，设有径向环形片2131、纵向隔片2132。

所述的外筒214为具有环形内腔的环形隔板，其内腔设有径向环形片2141。在外筒214内壁、纵向隔板212、213的内壁上开设有用于透水的微孔210(如图3A所示)。

如图2、图6所示，所述的作为分隔、驱动进行热交换冷、热气体的多个空心叶片22包括三种空心叶片221、222、223，三种空心叶片221、222、223沿径向分别间隔设置在内筒211外壁与纵向隔板212内壁之间、纵向隔板212外壁与纵向隔板213内壁之间、纵向隔板213外壁与外筒214内壁之间，在两两相邻的的空心叶片22之间形成空心叶片的内腔。在内筒211与转轴1轴之间设有径向环形片23。如图5所示，所述的三种空心叶片221、222、223不在一条径向线上。

所述的内筒211内腔、间隔设置的空心叶片22的内腔、纵向隔板212、纵向隔板213的环形内腔、外筒214的环形内腔构成另一路气流通道I2，该通道I2的入口E2为内筒211的端口。

如图12-图16所示，n为空心叶片22的运动方向，α为空心叶片22的骨线与其运动方向的夹角。

具体的空心叶片22数、空心叶片22形状及尺寸、空心叶片22的安装角度α、径向环形片23、2121、2131的数量、纵向隔片2122、2132的数量可据双向流叶轮片参数调整关系加以确定。

如图7所示，是本发明一种空心叶片逆程换热风机第二个实施例，其结构与图2所示的实施例基本相同，只是将外筒214的外壁缩短，图2中的径向环形片2131部分取消，使得空心叶片22直通出口所占比例加大，从而增加了离心风道的风量。

如图8所示，是本发明空心叶片逆程换热风机第三个实施例，它主要由转轴1’、换热转子2’、轴封3’、外壳4’、气体输出通道5’、滤网6’构成。

所述的转轴1’位于外壳4’的中部，换热转子2’套接在转轴1’上，通过支架与转轴1’固结。套接有换热转子2’的转轴1’安装在外壳4’体内。所述的气体输出通道5’连接换热转子2’的两端，气体输出通道5’及外壳4’与换热转子2’之间连接有轴封3’，轴封3’采用非接触式、梳齿式(迷宫式)轴封。

如图8参考图9-图14所示，所述的换热转子2’由本体21’和空心叶片22’组成。所述的本体21’为环形桶形结构，它由内筒211’、纵向隔板212’、纵向隔板213’、外筒214’组成。所述的纵向隔板212’、纵向隔板213’、外筒214’依序逐层间隔套接在内筒211’上，纵向隔板212’、213’沿轴向将外筒214’内腔分割成A、B、C三个环形区域，A、B、C三个区域之间相互导通，形成一具有多个弯折形的气流流通通道I1，该通道I1的入口E1为本体21’的一个端壁，该端壁被打通，成为气体入口。

所述的纵向隔板212’为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔内被纵向环形片2121’分隔成内环腔和外环腔，该内环腔和外环腔沿径向设置多片径向环形片2122’而将内环腔和外环腔进一步分隔成上、中、下三个腔体。所述的纵向隔板213’与纵向隔板212’结构基本相同，只是安装时方向相反，设有纵向环形片2131’、径向环形片2132’。

所述的外筒214’为具有环形内腔的环形隔板，其内腔设有径向环形片2141’。在外筒214’、纵向隔板212’、213’的内壁和纵向环形片2121’、2131’上开设有用于透水且极小透气的微孔。

所述的作为分隔、驱动进行热交换冷、热气体的多个空心叶片22’包括三种空心叶片221’、222’、223’，三种空心叶片221’、222’、223’沿径向分别间隔设置在内筒211外壁与纵向隔板212’内壁之间、纵向隔板212’外壁与纵向隔板213’内壁之间、纵向隔板213’外壁与外筒214’内壁之间，在内筒211’与转轴1’之间设有径向环形片23’。所述的内筒211’内腔、间隔设置的空心叶片22’的内腔、纵向隔板212’、纵向隔板213’的环形内腔、外筒214’的环形内腔构成另一路气流通道I2，该通道I2的入口E2为内筒211’的端口。

如图12-图15所示，n为空心叶片22’的运动方向，α为空心叶片22’骨线与其运动方向之间的夹角。

具体的空心叶片22’数、空心叶片22’形状及尺寸、空心叶片22’的安装角度α、纵向环形片2121’、2131’的数量可据双向流叶轮片参数调整关系加以确定。

如图16、图17所示，是本发明第四个实施例，其结构与第三个图8所示的实施例基本相同，只是将外筒214’的外壁缩短，图8中的径向环形片2132’部分取消，使得空心叶片22’直通出口所占比例加大，从而增加了离心风道的风量。

本发明的重点就在于：将换热转子由本体内腔沿轴向被分割成多个环形区域，各区域空心叶片被分隔成多个弯折的气体流通通道，实现逆程换热。

Claims (6)

1.一种空心叶片逆程换热风机，它主要由转轴、换热转子、轴封、外壳、两条气体输出通道构成；所述的转轴固定在外壳的中部，换热转子套接在转轴上且位于外壳体内，所述的两条气体输出通道分别连接换热转子的两端，气体输出通道及外壳与换热转子之间连接有轴封；其特征在于：所述的换热转子由本体和空心叶片组成；所述的本体为环形桶形结构，它由内筒、多块纵向隔板、外筒组成；所述的多块纵向隔板、外筒依序逐层间隔套接在内筒上，多块纵向隔板沿轴向将外筒内腔分割成多个环形区域，多个区域之间相互导通，形成一具有多个弯折形的气流流通通道，该气流通道的入口为本体的一个端壁；所述的纵向隔板为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔沿径向设置成多片径向环形片而将环形内腔分隔成多个腔体；所述的外筒为具有环形内腔的环形隔板，其内腔设有径向环形片；所述的作为分隔、驱动进行热交换冷、热气体的多个空心叶片沿径向分别间隔设置在内筒外壁与纵向隔板内壁之间、纵向隔板外壁与纵向隔板内壁之间、纵向隔板外壁与外筒内壁之间，在两两相邻的的空心叶片之间形成空心叶片的内腔；在内筒与转轴之间设有径向环形片；所述的内筒内腔、间隔设置的空心叶片的内腔、纵向隔板的环形内腔、外筒的环形内腔构成另一路气流通道，该通道的入口为内筒的端壁。

2.根据权利要求1所述的空心叶片逆程换热风机，其特征在于：在外筒内壁、纵向隔板的内壁上开设有用于透水且不透气的微孔。

3.根据权利要求1所述的空心叶片逆程换热风机，其特征在于：所述的本体的多个环形区域为三个。

4.根据权利要求1所述的空心叶片逆程换热风机，其特征在于：在纵向隔板内腔沿纵向设有纵向隔片。

5.根据权利要求1所述的空心叶片逆程换热风机，其特征在于：所述的纵向隔板为具有环形内腔的环形隔板，在其环形内腔内被纵向环形片分隔成内环腔和外环腔，该内环腔和外环腔沿径向设置多片径向环形片而将内环腔和外环腔进一步分隔成多个腔体。

6.根据权利要求1所述的空心叶片逆程换热风机，其特征在于：所述的转轴为外转子电机的外壳套筒。

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