CN103562456B - 具有热回收的纺织加工机器 - Google Patents

Abstract

一种用于通过高温气流处理织物的机器，例如是展幅机，所述机器包括：织物进给路径（T）；用于使热空气通过织物循环的至少一个系统（13A，13B，15A、15B，7A，7B）；至少一个空气加热系统（3）；排气器（21），所述排气器从所述机器排出一部分空气。还提供一种热回收回路，所述热回收回路具有：至少一个热回收交换器（33），其用于从进给到排气器（21）的空气回收热；和用于向用户传热的至少一个传热交换器（45）。

Description

具有热回收的纺织加工机器

技术领域

本发明涉及纺织加工机器，具体地，本发明涉及用于通过热气流加工织物的机器。

具体地，但不排外地，本发明涉及对所谓的展幅机的改进。

背景技术

经常在生产和加工针织织物和编织织物二者中使用织物的热空气处理。通常，用于该目的的机器是所谓的展幅机，其中一对链沿着进给路径传输连续的织物，所述进给路径被限定在布置在织物路径上方和下方的两个鼓风机之间。鼓风机包括通道，所述通道被吹入热空气并且所述通道设有孔或孔口，所述孔或孔口朝向在鼓风机之间运动的织物的相应面。热空气冲击织物并且加工织物，例如，导致织物干燥、收缩和稳定。

在这些机器中所使用的空气可以在换热组中通过例如电阻器、传热流体循环管或另外方式加热。通常，通过在空气脉管中直接气体燃烧而进行空气加热。在该情况下，气态燃料（例如，甲烷）被进给到燃烧器，并且燃烧器火焰直接布置在机器内循环的空气流内。事实上，空气流是空气和燃烧烟气的流。因此，在本说明书和所附权利要求书内，“空气”意思是可以由周围空气构成的气态混合物，或是可以除了包含周围空气以外还包含燃烧烟气的气态混合物。

为了减少能量消耗，通常在该类型的机器中提供空气再循环。然而，其体积组成通常为5%至30%的循环空气从机器通过烟囱或所谓的排气器排出。该空气用吸入机器内的新鲜的周围空气代替。部分地排出在机器中循环的空气具有多个目的。尤其，换气的目的在于，排出从在被加工织物提取的蒸汽和其它残留物二者，所述残留物例如是在织物上使用的添加剂的残留物，所述添加剂用于对于本领域的技术人员而言已知的目的。

进一步减少百分比的该排放空气导致热能损失。

展幅机已经在空气排气器上设置有热回收交换器，以便减少该损失。CN201081573Y和DE-3010269公开了该种类型的机器。在这些已知的机器中，通过空气/排气器上的空气交换器实现热回收。朝向排气烟囱传送的排放空气实际上传入换热组中，在该处所述排出的空气与进给到机器的空气流热交换。

该解决方案带来大量问题，其中之一是空气/空气交换器的较大体积的和较高成本。

此外，应当注意到，从排气器递送的空气含有从织物提取的物质的残留物，所述残留物典型地是通常在生产期间施加到织物的石蜡的成分。在排出空气中含有的石蜡和水蒸气在空气/空气交换器内冷凝，从而在热交换器表面上形成碎屑层。该碎屑降低了交换器效率。空气/空气交换器需要定期的清洁操作。借助饱和蒸气源进行清洁，所述饱和蒸气源布置在热交换单元内并且在给定的时间间隔下将较大的蒸气量吹入交换器中。对于这些清洁操作而言，使用由交换器所回收的热能的较大部分，并且这使热平衡变得不经济。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器，所述机器允许更好地热回收和至少部分地解决一个或多个现有技术的缺点。

根据另一方面，本发明的目的是在纺织加工机器中提供一种更加有效的热回收方法。

根据第一方面，本发明基本上涉及一种用于通过高温气流处理织物的机器，所述机器包括：织物进给路径；用于使热空气循环通过织物的至少一个系统；至少一个空气加热系统；排气器，所述排气器从所述机器排出一部分空气；用于将周围空气吸入所述机器内的至少一个入口。该机器包括热回收回路，所述热回收回路具有：至少一个热回收交换器，其用于从进给到排气器的空气回收热；和至少一个传热交换器，其将热传递到通过风扇吸入机器中的周围空气流，所述风扇使热空气通过机器朝向织物循环。传热交换器有利地布置在周围空气吸入口处，以便使由风扇吸入机器内的周围空气流过传热交换器并且在进入机器和机器内的加热系统之前被预加热。风扇布置在机器中，并且因此布置在传热交换器下游，即，空气通过机器内的低压效应而流过传热交换器，所述低压效应导致周围空气流过传热交换器。不需要辅助的外部风扇。

EP0127761公开了一种用于一般的织物处理机器的热回收系统。没有公开处理机器的特征和结构。该热回收系统包括布置在排气器内的热交换器，并且因此需要过滤器以去除热交换器上游的碎屑。不管怎样，热交换器在排气器处阻塞气流，此外，通过强制周围空气穿过传热交换器，从回路中流动的液体传热。除了设置在机器自身中的、用于使空气在织物处理机器中循环的那些风扇以外，还需要布置在机器外部的额外的风扇。这增加了成本和能量消耗，因而降低了总系统效率，并且此外降低了整个布置的可靠性。

相反地，根据本发明，通过用于使空气在机器中循环的相同风扇将空气吸入机器。为此，热交换没有导致额外的用于流体循环的能量消耗，除了操作传热流体的循环泵所需要的非常有限的能量以外，所述传热流体典型地是水或水/乙二醇混合物。此外，不需要额外的风扇，降低了制造和维修成本，并且提高了机器的总体可靠性和效率。

如上所述，在排气器处的“空气”意思是空气、或从用于加热空气的气体燃烧得到的烟气、或空气/烟气混合物。在交换器中循环的传热流体、并且更具体地传热液体，从进给到排气器的空气吸收热和通过所述传热交换器释放热。

因而，从废气回收的热直接用于预加热周围空气的至少一部分，所述周围空气被吸入机器内以代替从排气器排放的空气。使用回收的热以减少加热机器中循环的空气所必需的热能。

在某些实施例中，可以提供单个热回收交换器，所述单个热回收交换器例如布置在排气器或烟囱上。在其它实施例中，提供更多个热回收交换器，所述更多个热回收交换器布置在用于通过所述排气器排出空气的空气排出回路的多个部分中，例如，所述更多个热回收交换器布置在烟囱上并布置在一系列排出通道中，所述一系列排出通道用于从机器的不同点取得的且朝向与排气器相关联的吸入器传送的空气。

可以通过单个传热交换器或通过更多个交换器进行热回收。

热回收交换器可以包括管束，所述管束以各种方式设计，所述管束与空气通过通道热接触。管束可以包括与空气循环通道平行的多个传热流体循环管。在某些实施例中，管束管可以在空气通道外部。在其它实施例中，传热流体循环管可以在空气通过通道内部并且可以例如设有翼部以增加热交换。

为了在不危及排出空气朝向排气器的正确流动的情况下获得更简单的热交换器、更容易和更便宜的制造和维修，在本发明的优选的实施例中，提供一种热回收交换器，所述热回收交换器包括由用于所述传热流体的外部通路包围的内部空气通路。在优选的实施例中，热回收交换器包括：内部管状封套，所述内部管状封套限定朝向排气器的空气通路；外部管状封套；在内部管状封套与外部管状封套之间的空间，用于使所述传热流体循环。

以这种方式构造的热回收交换器是尤其有利的，这是由于阻止或显著地减少碎屑在热交换表面上的聚集。没有热交换管子、翼部或其它部件阻塞气流通路的横截面。

当提供包围管状封套的外部空间时，所述空间可以是单个空间并且可以从传热流体的入口延伸到传热流体的出口。在本发明的优选的实施例中，该空间被再分成多个具有环形横截面的圆筒形室，所述多个圆筒形室串联地布置并且通过多个环形分离壁彼此分离。为了提高热交换效率，在某些实施例中提供分离壁，所述分离壁包括通道孔以允许传热流体从一个环形圆筒形室流到另一个环形圆筒形室。在某些实施例中，分离壁有利地在其圆周延伸部的限定部分上具有通道孔，并且相邻的分离壁布置有相应的通道孔，所述相应的通道孔相对于彼此成角度地交错以赋予传热流体具有轴向分量和围绕环形圆筒形室的轴线的圆周分量的运动。

为了实现更加有效的热回收，可以提供多个热回收交换器，所述多个热回收交换器在朝向所述排气器的空气管道上并联地和串联地布置。在某些实施例中，该机器包括：风扇，所述风扇用于朝向排气器供给空气；多个吸入通道，所述多个吸入通道连接到风扇的入口；排出通道，所述排出通道将风扇出口连接到排气器；在吸入通道上的多个热回收交换器；和在所述排出通道上的至少一个热回收交换器。在排出通道上的热回收交换器可以在彼此并联并且布置在吸入通道上的多个热回收交换器的上游串联地插入传热流体的液压回路中。可以在每个吸入通道上布置有一个或多个热回收交换器，与一个通道相关联的热交换器相互串联地布置。

热回收交换器优选地是逆流交换器。

可以例如借助优选地具有翅片管的管束而得到传热交换器，所述传热交换器即这样的交换器，使得在传热交换器中回收的热从所述传热流体传给从周围环境吸入纺织加工机器中的空气。在某些实施例中，可以提供一个或多个管，所述一个或多个管是线圈状的或直线的，并且在两个收集器之间延伸。管的形状、数量和布置可以取决于使用回收的热的方法。在某些实施例中，可以通过板式热交换器传热，在所述板式热交换器中在一侧循环从排气器回收热的传热流体，并且在另一侧处循环（气态或液态）流体，所述流体借助从排气器回收的热加热。

使用热回收回路（其中在至少第一热回收交换器和第二传热交换器中循环传热流体）允许将控制系统与热回收系统相关联，用于控制传热流体的流动，以便将排气器处的空气温度总是维持在最小阈值以上以避免形成雾。通常，可以例如通过根据一个或多个参数控制循环泵的速度的PLC而提供电子控制。该控制参数或控制参数之一可以是例如在烟囱出口附近测量到的排气器处的气流温度。例如，传热流体速度被控制成使得空气温度从不低于露点，所述露点即是形成雾时的温度。避免或至少减少残留物在热交换表面上形成沉积。甚至如果与用于预加热吸入机器中的周围空气的方式不同地利用回收的热，也可以有利地使用该种类型的温度控制系统。例如，传热交换器可以设计和布置成用于环境空气调节或用于其它目的，或者也可以与不同的空气循环系统组合，而非与吸气风扇组合，例如，布置在热交换器上游而非下游的空气推动风扇。

实际上，回收的热的量被调节，并且如果必要相对于可回收的最大量减少，以有利于更加有效的设备管理，有利于维护成本的减少，并且归根到底有利于热交换产量。

与热回收系统相关联的机器可以有利地是展幅机。展幅机可以包括一个或多个模块。每个模块都可以包括其自己的空气加热系统，例如，优选地是气体燃烧器。燃烧器可以布置在空气脉管中，即，燃烧器火焰可以直接处于在机器中循环的且在处理时冲击织物的气流中。每个模块都可以有利地包括风扇，或优选地包括两个风扇，以将空气供给到布置在织物路径上方和下方的鼓风机。

根据不同的方面，本发明涉及一种用于在通过高温气流处理织物的机器中回收热的方法，其中，作为从排气器排气的结果提供换气。提供根据本发明的方法用于借助传热流体回收从机器离开的排放空气流中含有的热的至少一部分和用于从传热流体传热到进入机器的周围空气。

根据本发明的有利实施例，该方法用于控制热回收，以便使排气器中的排放空气的温度不低于典型地为露点的给定阈值，从而避免在空气回路中形成雾。

附图说明

通过遵循示出根据本发明的组的实际实施例的以下说明和附图将更好地理解本发明。更具体地，在附图中：

图1示出具有应用本发明的烟囱或排气器的展幅机；

图2示出图1的展幅机的模块；

图3示出根据图2中的III-III的剖视图；

图4示出热回收回路的液压图；

图5和图6示出根据本发明的热回收交换器的两个外侧视图；和

图7、图8和图9示出根据图5和图6的VII-VII、VIII-VIII和IX-IX的剖视图。

具体实施方式

图1示出设有根据本发明的回收系统的展幅机的轴测视图。在该实施例中，总体上用附图标记1指示的展幅机包括四个模块1A、1B、1C和1D。四个模块1A至1D中的每个都可以以已知的方式设计。图2和图3示意性地示出形成展幅机1的其中一个模块的实施例。由于展幅机模块的特定结构不是本发明的目的，对于本领域的技术人员而言是已知的，因此将仅简述这些模块，此外，本发明可以在各种类型的展幅机中实施。

也可以在具有与以上简要说明的机器类似的问题的、用于热空气处理织物的其它类型的机器中实施将参照对展幅机的应用来说明的、本发明所基于的相同的原理和创造性概念。

参照图1至图3，形成展幅机1的每个模块1A至1D都包括容纳在空间5内的燃烧器3。在机器内循环的空气通过每个模块1A至1D中的风扇7A、7B吸入，从而穿过过滤器9并进入通道11，所述通道11与在机器中根据箭头F（图1）移动的织物T的进给方向成横向地延伸。流过通道11的空气通过燃烧器3的火焰加热，燃烧器3直接布置在通道11内的空气脉管中。

通过燃烧器3加热的空气以已知的方式朝向两个收集器13A和13B进给，所述加热的空气从所述两个收集器13A和13B分配到鼓风机15A、15B，所述鼓风机15A、15B布置成一个鼓风机处于另一个鼓风机上方并且设有孔或孔口17A、17B，所述孔或孔口17A、17B供由风扇7A、7B所进给的热空气穿过。因而，织物T在两侧上都被通过孔或孔口17A、17B所产生的热气流冲击，这些都是已知的方式。

在机器内循环的空气被部分地排放，例如，按体积计算5%至30%的空气被排放，并且用新鲜的空气代替。排放的空气通过排气器或烟囱21排出。在所示的实施例中，排放的空气借助风扇23进给到排气器21。风扇23包括入口收集器25，所述入口收集器25与一系列吸入通道27A、27B、27C连接。在所示的示例中，设置三个吸入通道，所述三个吸入通道不同地布置在形成展幅机的模块1A至1D中的两个模块上。应当理解，与风扇23的入口收集器25连接的吸入通道的数量可以与所示的数量不同。例如可以为展幅机1的每个模块1A至1D设置一个或多个吸入通道；某些模块可以没有吸入通道。

风扇23的排出通道29借助接头31连接到排气器21。

特征性地，根据本发明，与排气器21和吸入通道27A、27B、27C相关联的是热回收交换器，所述热回收交换器的功能是回收排出空气（在该情况下，所述排出空气意在指空气流和燃烧产物，这是因为通过空气脉管中的燃烧器进行空气加热）中含有的热能的至少一部分。

如图1中示意性地所示，在该实施例中，第一热回收交换器33围绕烟囱或排气器21布置。第二热回收交换器35布置在吸入通道27A上，第三热回收交换器37布置在吸入通道27B上，并且第四热回收交换器39布置在吸入通道27C上。在所示的实施例中，设置两个另外的热回收交换器，一个热回收交换器标识为40，其相对于沿着吸入通道27A的气流在热交换器35的下游设置在通道27A上，并且另一个热回收交换器标识为41，其在交换器39的下游设置在吸入通道27C上。

传热流体（例如，水，或水和诸如乙二醇的适当添加剂的混合物）穿过热回收交换器33至41。交换器优选地是逆流，即，传热流体入口在相对于空气路径的最上游位置中，并且传热流体出口在相对于空气路径的最下游位置中。

通过泵43，传热流体在包括各热回收交换器的回路内循环。回路还包括用45指示的传热交换器，所述传热交换器与用于将周围空气吸入展幅机1内的吸嘴47相关联。吸嘴47可以是唯一的吸嘴或是更多个吸嘴或孔口中的一个，通过所述吸嘴47吸入空气来代替通过排气器21排放的空气。

在图4中更加详细地示出热回收回路的液压图，其中上述各交换器用相同的附图标记指示。

如在图4中更加详细地示出，与排气器21相关联的热回收交换器33与两组交换器串联地布置，每组交换器都由更多个热回收交换器并联地形成。具体地，热回收交换器33的出口33A通过收集器34连接到交换器35、39和37的入口。这些交换器35、39和37的出口与交换器40和41的入口连接，所述交换器40和41的出口与收集器36连接。因此，在该实施例中，该布置使得交换器33与三个交换器组串联，所述三个交换器组彼此并联并且由如下构成：彼此串联的交换器35、40；彼此串联的交换器39和41；交换器37。

回路在交换器45上闭合。在图4的图中，也示出传热流体再循环泵43。

泵43可以通过控制系统控制，所述控制系统包括中央单元，例如，PLC或微处理器51。根据有利的实施例，中央单元51也从温度探针53接收温度信号，所述温度探针53布置在空气回路的适当位置中，例如，布置在烟囱或排气器21的出口附近。这样，能够控制由上述交换器所形成的回路内的传热流体速度，以便使排气器和所有空气/烟气回路内的空气温度不降到冷凝温度以下。由于空气/烟气回路的最冷区域是排气器21的最后一段，所以温度探针53优选地布置在空气/烟气从排气器21离开的区域中，或无论如何靠近所述区域。

传热流体速度被控制成避免在空气/烟气回路中形成雾，以便阻止或至少减少残留物沉积在热交换表面上，否则会降低上述能量回收系统的效率。

图5至图8详细地示出热回收交换器33、35、37、39、40和41的可能实施例。图5至图8总体上示出交换器33，但应理解，可以基本以相同的方式设计其它提及的交换器，除了具有不同的纵向尺寸和直径尺寸以外。

在所示的实施例中，热交换器33包括内部管状封套61，所述内部管状封套61限定朝向排气器21的空气通路61A。围绕内部管状封套61布置有外部管状封套63。在两个封套61和63之间形成有具有环形横截面的空间65。

空间65通过环形分离壁67被有利地再分成一系列具有环形横截面的圆筒形室。如在图8和图9中具体地示出，每个环形分离壁67都具有多个孔67A，所述多个孔67A沿着壁自身的环形延伸部的一部分布置。更具体地，在所示的示例中，孔67A沿着分离壁67的环形延伸部的所对的角度为α的一部分分布。如通过比较图8和图9清楚可见地，环形分离壁的设有孔67A的部分在相邻的连续的壁中被不同地定向。在两个连续的环形分离壁67（在图8和图9中所示）中，孔67A处于具有环形横截面的圆筒形室的和分离壁的环形延伸部的相对区域中，其中分离壁在内部管状封套61和外部管状封套63之间的空间内限定圆筒形室。由于该布置，通过入口71插入交换器33中且通过出口73从交换器离开的传热流体以轴向运动和圆周运动循环，穿过由分离壁67所形成的所有环形圆筒形室，从而实现有效的热交换。

有利地，外部管状封套63可以由隔热材料制成的层75覆盖。

将应理解，附图仅示出以本发明的实际布置的方式所提供的示例，但是示例可以在不脱离本发明的根据概念的范围的情况下改变形式和布置。附图中的任何附图标记为根据本说明书和附图帮助阅读权利要求书的唯一目的而提供，并且不以任何方式限制由权利要求书所表示的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于通过高温气流处理织物的机器，所述机器包括：

-织物进给路径；

-用于使热空气循环通过所述织物的至少一个系统；

-至少一个空气加热系统；

-排气器，所述排气器用于从所述机器排出一部分空气；

-至少一个周围空气吸入口；

-在所述机器内的至少一个吸气风扇，所述吸气风扇布置成通过所述至少一个周围空气吸入口将周围空气吸入所述机器中；

-热回收回路，所述热回收回路具有：至少一个热回收交换器，所述热回收交换器用于从进给到所述排气器的空气回收热；和至少一个传热交换器，所述传热交换器用于将热传递到通过所述至少一个周围空气吸入口吸入所述机器中的周围空气，所述传热交换器布置在所述至少一个周围空气吸入口中；

其中，在所述至少一个热回收交换器和所述至少一个传热交换器中循环的传热流体从进给到所述排气器的空气吸收热，并且通过所述传热交换器将热释放到由布置在所述机器内、在所述传热交换器下游的所述至少一个吸气风扇吸入通过所述传热交换器的周围空气；其中，所述至少一个吸气风扇被布置和控制成使空气在所述机器中循环通过所述空气加热系统，并且将已加热的空气递送到沿着所述织物进给路径布置的空气鼓风机；并且其中所述至少一个热回收交换器包括由用于所述传热流体的外部通路包围的内部空气通路。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述空气加热系统包括气体燃烧器，空气由所述至少一个吸气风扇吸入通过所述气体燃烧器。

3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机器包括多个热回收交换器，所述多个热回收交换器布置在用于通过所述排气器排出空气的空气排出回路的多个部分中。

4.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述机器包括多个热回收交换器，所述多个热回收交换器布置在用于通过所述排气器排出空气的空气排出回路的多个部分中。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的机器，其特征在于，所述至少一个热回收交换器包括：内部管状封套，所述内部管状封套限定朝向所述排气器的所述内部空气通路；外部管状封套，用于所述传热流体的所述外部通路由在所述内部管状封套与所述外部管状封套之间的空间限定，用于使所述传热流体循环。

6.根据权利要求5所述的机器，其特征在于，所述空间被再分成具有环形横截面的多个圆筒形室，所述多个圆筒形室串联地布置并且通过多个环形分离壁彼此分离。

7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，所述分离壁包括通道孔以允许所述传热流体从一个环形的圆筒形室流到另一个环形的圆筒形室。

8.根据权利要求7所述的机器，其特征在于，所述分离壁在其圆周延伸部的限定部分上具有通道孔，并且相邻的分离壁布置有相应的通道孔，所述相应的通道孔相对于彼此成角度地交错，以赋予所述传热流体具有轴向分量和围绕所述环形的圆筒形室的轴线的圆周分量的运动。

9.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述机器包括多个热回收交换器，所述多个热回收交换器串联地和并联地布置在朝向所述排气器的空气管道上。

10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述机器包括：风扇，所述风扇用于朝向所述排气器供给空气；多个吸入通道，所述多个吸入通道连接到所述风扇的入口；排出通道，所述排出通道将所述风扇的出口连接到所述排气器；在所述吸入通道上的多个热回收交换器；和在所述排出通道上的至少一个热回收交换器。

11.根据权利要求10所述的机器，其特征在于，在所述排出通道上的所述热回收交换器串联地布置在彼此并联并且布置在所述吸入通道上的多个热回收交换器的上游。

12.根据权利要求1到4中任一项所述的机器，其特征在于，所述机器包括控制系统，所述控制系统用于控制所述传热流体的流动，以便将所述排气器处的空气温度总是维持在最小阈值以上以避免形成雾。

13.根据权利要求12所述的机器，其特征在于，所述机器包括传热流体循环泵，所述传热流体循环泵通过所述控制系统控制。

14.根据权利要求1到4中任一项所述的机器，其特征在于，所述机器是展幅机。

15.一种用于在通过高温气流处理织物的机器中回收热的方法，所述方法包括以下步骤：借助传热流体从离开所述机器的排放空气流中提取热，所述传热流体在至少一个热回收交换器中循环，所述至少一个热回收交换器包括由用于所述传热流体的外部通路包围的内部空气通路；和将热从所述传热流体传到由布置在所述机器中、在传热交换器下游的吸气风扇通过周围空气吸入口吸入所述机器中的周围空气流，所述周围空气吸入通过所述传热交换器；所述吸气风扇将已加热的气体递送到用于使热空气循环通过所述织物的至少一个系统。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述吸气风扇使所述空气循环通过空气加热系统。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述方法控制热回收，以便使所述排气器中的排放空气的温度不降到给定阈值以下，从而避免在所述空气回路中形成雾。

18.一种用于在通过高温气流处理织物的机器中回收热的方法，所述方法包括以下步骤：借助传热流体从离开所述机器的排放空气流中提取热；和将热从所述传热流体传到由布置在所述机器中、在传热交换器下游的吸气风扇通过周围空气吸入口吸入所述机器中的周围空气流，所述周围空气吸入通过所述传热交换器；所述吸气风扇将已加热的气体递送到用于使热空气循环通过所述织物的至少一个系统；其中所述吸气风扇使所述空气循环通过空气加热系统。