CN1112995A - 具有导叶的弯头 - Google Patents

Abstract

一个带有导叶的弯头，设置导叶以使在此所限定 的小通道形状互相类似。

Description

本发明涉及一个膨胀型，常规型或收缩型的弯头，其具有导叶，且使用在弯接头或弯曲导管的出口。

一个带有相对小的半径比（弯曲导管中心线曲率半径与弯曲导管宽度之比）的弯曲导管被称作弯头，而带有相对大半径比的弯曲导管称作弯管，一个弯头通常有一个直角轮廓，而一个弯管通常有同心环形弧轮廓。在弯曲导管内的气流损失（此后称“气流损失”）是在弯曲导管内侧壁附近的气流分离的损失和环绕弯曲导管壁的摩擦损失的总和。当半径比增加时，分离损失减少。这样，对于减少分离损失是有效的，以便把装备导叶的弯曲导管划分为若干小通道，它们的宽度是小的且半径比是大的。

弯管划分方法，其中弯管划分成如上所述的若干小通道，该方法通过沿着整个长度插入一个或两个导叶能够容易地实施。然而，由于附加的导管叶增加了导管壁面积而增加了摩擦损失，这个划分方法仅能实施于有相对小半径比的弯管。

有简单轮廓和小尺寸的弯头广泛使用在导管中。弯头的半径比是小的且其分离损失是大的，以至弯头的气流损失是相当大的。弯头的气流损失能通过使用环形弧形状的内外侧壁被减少。虽然弯头内侧壁的半径比增加到足够减少气流损失到实用水平，然而，弯头的尺寸和形状接近那些弯管，以至丧失弯头体积小的优点。

使用在弯头内的气流矫正技术在技术信息手册“管和导管的气流阻尼”中（日本机械工程协会，1991），特别是在第84页中描述。由于气流矫直方法的发展，该手册描述了许多相当短长度且相同尺寸的四分之一环形弧形状的导叶被适当地沿气流路线放置，以阻止由于气流分离而产生的旋涡气流（1934，Frey，k）。然而，由于确定气流路线的困难和生产上的困难，该方法不能进入一般的使用。另一个气流矫正方法包括在相等的径向间隔处或在朝向内壁减少的径向间隔处安放15-20个相当短长度和相等尺寸的四分之一环形弧形状的导叶（1946，Salter，c）。然而，该方法现在仅使用在多种风道等内的某些种类的弯曲导管，且由于结构复杂而通常不能使用。

上面提到的弯头的发展未能紧随带有导叶的新型弯头的发展，这种导叶能使用于所有各种膨胀型、常规型和收缩型的弯头。

本发明的一个目的是提供一个带有导叶的弯头，其中小体积被保持，在内侧壁和外侧壁外的半径比是同弯管的半径比一样大，并且导叶的数量是最少的，其能够同样地应用膨胀型、常规型和收缩型弯头。

按照本发明提供的弯头带有导叶，其中导叶的放置使所限定的小通道的形状互相类似。

按照本发明的较佳实施例，小通道的形状基于下列方程式确定

Po＝h/{[f/（f-r）]^m-1} ···①

a_n＝Por[f/（f-r）]ⁿ···②

b_n＝a_n/f ···③

h：弯头入口宽度

P_o：弯头出口处导叶的伸出长度

f：由“出口宽度/入口宽度”表示的弯头放大比

r：小通道纵横尺寸比（r＜f）

m：小通道数

a_n：第n个小通道出口宽度（a_n表示当n＝0时内侧壁的曲率半径且指示，当n＝m时表示外侧壁的曲率半径）。

b_n：第n个小通道入口宽度

按照本发明的另一个较佳实施例，放大比“f”是在5≥f＞1的区域。

按照本发明的另一个较佳实施例，放大比“f”是1。

按照本发明的另一较佳实施例，放大比“f”是在1＞f≥0.4的范围。

按照本发明的另一较佳实施例，弯头的入口和出口断面形状是具有同样深度的矩形。

按照本发明的另一较佳实施例，弯头入口和出口的断面形状是圆形的。

按照本发明的另一较佳实施例，提供一带有两个弯头的L-形弯头，其中弯头被串联设置且弯头的出口方向以直角相互交叉。

按照本发明的另一较佳实施例，提供一包含五个弯头的T-形弯头，其中弯头以串联和平行的结合的放置方式。

按照本发明的另一较佳实施例，导叶片构成热交换器管的叶板构成。

本发明具有如下效果

（1）流速均匀

①在弯曲导管例如弯头内的气流是一个自由的旋涡气流，其中RV＝常数（R：气流半径，V：汽流速度）。这样，在内侧壁附近的流速比外侧壁附近的大。流速从外侧壁朝向内侧壁线性变化。

②在本发明中，弯头被分成许多类似形状的小通道，小通道自在弯头外侧壁附近的小通道朝着在弯头内侧壁附近的小通道减小尺寸。这样，小通道的侧壁长度与小通道的截面积之比自靠近弯头侧壁的小通道朝着靠近弯头内侧壁的小通道增大。因此小通道内气流的摩擦损失自靠近弯头外侧壁的小通道朝着靠近弯头内侧壁的小通道增大。另一方面，所有小通道内气流的分离损失是相同的，因为小通道是相似的目有同样的半径比。这样，在小通道内的压力损失自靠近弯头外侧壁的小通道朝着靠近弯头内侧壁的小通道增大。

③由于①和②，在本发明中，如果小通道的数量“m”适当地确定，气流在弯头截面上的分布是均匀的。更具体地说，如果适当地确定小通道数目（“m”），本发明的弯头中的气流能被矫直。根据发明有实施的试验结构，数“m”期望是3到5。

（2）小通道数“m”和弯头尺寸的关系。

一个弯头接头，一个弯头出口等等以直角弯头为基础制成。之后成为弯头接头，弯头出口等的基础的直角弯头称作基础弯头。

在小通道纵横比“r”是常数情况下，小通道数“m”和弯头尺寸之间的关系将参考图4A-4C和5A-5D给以描述。

图4A-4C表示常规的弯头其中放大比f＝1，而图5A-5D表示膨胀弯头，其中放大比f＝4。在图4A-4C和5A-5D中，方形“abcd”表示基础弯头。图4A和5A表示没有导叶且m＝1的弯头，4B和5B表示有一个导叶且m＝2的弯头，4C和5C表示有两个导叶且m＝3的弯头，5D表示有三个导叶且m＝4的弯头。

如图4A-4C和5A-5D所示，当数“m”增加时，导叶的伸出长度“Po”迅速减少且弯头尺寸迅速减少，且弯头的形状和尺寸接近那些基础弯头“abcd”。特别是，在图5A-5D所示膨胀弯头中，当数“m”增加时，弯头的尺寸急剧减小，因为基础弯头“abcd”是一个平的方形。

从上面明显可见，带有按照本发明的导叶的弯头，即使其数“m”是相当小的，如2到5，其尺寸是明显地小的。这样带有按照本发明的导叶的弯头能使用在限制的空间内。

（3）弯头入口处弯头的气流阻尼和相对静态压力

在带有本发明的导叶的弯头中和传统弯头中测量动态压力，静态压力，压力损失等其结果示于表1。

如表1所示，带有按照本发明的导叶的弯头（弯头号2至4）比传统的无导叶的直角弯头（弯头号1）小，因为在本发明的弯头里的气流被矫直，其结果，在弯头入口处的相对静态压力（｛在弯头入口处的静态压力｝-｛在弯头出口处的静态压力｝），在本发明的弯头中（弯头号2-4）比传统弯头弯头号1）中低。在本发明的膨胀弯头情况下，当放大比“f”近似等于2时，弯头入口处的静态压力是零。那就是说，当放大比“f”近似是2时，阻尼明显是零。当弯头放大比“f”比2大时，弯头入口处的相对静态压力或明显阻尼是负值。发明者确信当放大比“f”近似是2时，与弯头内流速无关，弯头入口处的相对静态压力是零。

由前述清楚可见，在按照本发明的弯头入口处的相对静态压力比传统的弯头低。这样按照本发明的弯头在各种工厂、空气调节器等中能大大地对节能作出贡献。

（4）小通道纵横比“r”与出口角度之间的关系

在图1中，小通道的纵横比“r”是A₁A₂/A₁C₁，A₂A₃/A₂C₂，A₃A₄/A₃C₃，A₄A₅/A₄C₄。按照本发明，A₁A₂/A₁C₁＝A₂A₃/A₂C₂＝A₃A₄/A₃C₃＝A₄A₅/A₄C₄

小通道的纵横比“r”和出口角度的关系示于图6A至6E。在图6A至6E中入口气流和出口气流由箭头指示。小通道纵横比“r”按6A、6B、6C、6D的次序排列依次增大。出口角度的正负表示在图6E。如图6A至6D所示，当小通道的纵横比“r”是较大时，出口角度在按（一），（0），（+）次序变化。出口角度能在-10°至+40°范围变化。小通道的纵横比“r”和出口角度之间的关系由试验确定。

产生斜的出口气流的能力对于使用在车辆，开口厨柜、普通空气幕等中的侧窗除霜器出口是一个需要的特性。

（5）放大比“f”的最大值

由发明者实施的试验表明，能确保出口气流速度均匀分布的本发明的弯头放大比“f”的最大值是5。当放大比“f”大于5时，出口气流速度的均匀分布不再被保持。

在距离X范围从喷嘴喷出的空气保持均匀的速度分布，该距离等于2.5D（D：喷嘴出口直径）。在本发明的弯头内，空气吹入由3个壁（两侧壁和一对置于弯头入口的后壁）环绕的小通道，以便约束弯头内空气流的扩散。这样，距离X在弯头内比在露天部分长。结果，即使弯头放大比“f”大至5且弯头入口和小通道入口之间的距离比2.5n大（n是弯头入口宽度）在小通道入口处气流流速的均匀分布被保持。

如部分（1）指出的，弯头内气流流速的均匀分布被保持在小通道范围。这样，在本发明的弯头内，即使弯头放大比“f”是5，能够保持出口气流流速的均匀分布。

当弯头放大比“f”等于或小于0.4时，导叶的伸出长度“Po”很大。这样弯头被分成小通道这一本发明优点丧失，此时导叶伸出长度是短的且弯头是体积小的。结果，按照本发明的弯头，弯头放大比“f”的实施范围是5≥f＞0.4。

在附图中：

图1是根据本发明第一实施例带有导叶的恒定深度的膨胀弯头的侧横断面图。

图2是根据本发明第一实施例带导叶的恒定深度的普通弯头的侧断面图。

图3是根据本发明第一实施例带导叶的恒定深度的收缩弯头的侧断面图。

图4A，4B和4C是普通弯头的侧断面图，图4B和4C带有按照本发明的导叶，其图示了小通道数“m”和弯头尺寸之间的关系。

图5A、5B、5C和5D是膨胀弯头的侧断面图，图5B、5C和5D的弯头带有按照本发明的导叶，其图示了小通道数“m”和弯头尺寸之间的关系。

图6A、6B、6C、6D和6E是按照本发明带有导叶的膨胀弯头的侧断面图，其图示3小通道的纵横比“r”与出口角度之间的关系。

图7是按照本发明第二实施例的L-形弯头的透视图。

图8A、8B和8C是按照本发明第三个实施例的T-形弯头的透视图，8A是外观，8B是弯头内截面的布置，8C是导叶的布置。

图9A和119B是按照本发明第四实施例的排放单元的侧断面图和前视图。

图10A和10B是按照本发明第五实施例的排放单元的侧断面图和前断面图。

图11A和11B是按照本发明第六实施例的汽车空气调节单元的平面断面和透视图。

图12A和12B是按照本发明第七实施例的汽车控制板空气出口的平面断面图和前面断面图。

图13是按照本发明的第八实施例的汽车风屏除霜器的前断面图视图。

图14是按照本发明的第九实施例的开口厨柜的侧断面图。

图15是按照本发明的第十实施例的洗涤板干燥器的平面断面图。

图16A和16C是按照本发明第十一实施例的使用在弯头内的导叶的前视图和侧视图，图16B是沿图16A B-B线的侧视图。

图17是按照本发明的第十二实施例蒸汽锅炉的前断面视图。

图18是按照本发明第十三实施例的流化床干燥器的前断面视图。

[2]第一实施例

放置导叶在一弯头内以便将弯头分成若干类似形状的小通道的方法将参照图1所示膨胀弯管予以描述。

（1）为了获得在弯头出口处的导叶伸出的长度“Po”，第n个小通道的出口宽度“a_n”（a_n表示当n＝0时内侧壁的弯曲半径和当n＝m时外侧壁的弯曲半径），和第n个小通道的入口宽度“b_n”的方程式的导出。

在图1中，参考数字1表示一基本弯头“B₁E₂B₅E₁”，2表示弯头的入口，3表示弯头的出口，4表示弯头的内壁，5表示1号导叶，6指示2号导叶，7指示3号导叶，和8指示弯管外侧壁。图1中，参考字母“W”指示弯头的出口宽度，和“n”指示弯头的入口宽度。

弯头内限定的小通道互相相类似。这样，弯头的放大比如下所示。

f＝W/h＝（a₁+a₂+a₃+···）/(b₁+₂+b₂+……）

＝a₁/b₁＝a₂/b₂＝a₃/b₃＝···

＝a_n/b_n

小通道的矩形长度“P_n”如下表示。

P₁＝Po+b₁，P₂＝Po+b₁+b₂，P₃＝Po+b₁+b₂+b₃，

P_n＝Po+b₁+b₂+b₃+···b_n

小通道的纵横比“r”如下表达。

r＝a_o/Po＝a₁/P₁＝a₂/P₂＝a₃/P₃＝···

＝a_n/P_n

从上面的方程式，得出下面获得在弯头出口处的导叶的伸出长度“Po”，第n个小通道出口宽度“an”，和第n个小通道入口宽度“b_n”的方程式，它们是基于入口宽度“h”，出口宽度“W”，小通道“m”的数和小通道纵横比“r”的值。

Po＝h/{[f/（f-r）]ⁿ¹-1}···①

a_n＝P_or[f/（f-r）]ⁿ···②

b_n＝a_n/f···③

（2）导叶内侧壁和外侧壁的设置

基于从方程式①至③得到的在弯头出口处的导叶的伸出长度“Po”，第n个小通道的出口宽度“a_n”，和第n个小通道的入口宽度“b_n”，确定矩形AoA，B₁Co，A₁

A₂B₂C₁，A₂A3B₃C₂，A₃A₄B₄C₃，A₄A₅B₅C₄，如图1所示。

同点Co，C₁，C₂，C₃，C₄一样分别触及线CoB₁A₁，C₁B₂A₂，C₂B₃A₃，C₃B₄A₄，C₄B₅A₅的环弧“Ro”，“R₁”，“R₂”，“R₃”，“A₄”被如图1所示地确定。

线B₂C₁延伸等于线B₁Co的长度以确定线C₁Do。线B₃C₂延伸等于线B₂C₁的长度以确定线C₂D₁。线B₄C₃延伸等于线B₃C₂的长度以确定线C₃D₂。线B₅C₄延伸等于线B₄C₃的长度以确定线C₄D₃。线B₁Co延伸一个适当的长度以确定线CoF₁。线D₃E₁延伸等于线B₁F₁的长度以确定线E₁F₂。

这样导叶DoC₁A₂、D₁C₂A₃、D₂L₃A₄、内侧壁F₁l_oA₁和外侧壁F₂D₃A₅被确定。

结果，获得一个按照本发明带有导叶的膨胀弯头管，其限定了相互类似的小通道CoA₁A₂Do、C₁A₂A₃D₁、C₂A₃A₄D₂、C₃A₄A₅D₃。

一个普通弯管，其放大比f＝1如图2所示以上述同样方式确定。图2中，同样的件和点以与图1中同样的参考号和字母表示。

一个收缩弯头，其放大比f＝0.5如图3，所示以上述同样方式确定。图3中，同样的件和点以与图1中同样的参考号和字母表示。

弯头的入口2和出口3的断面形状是具有同样深度和弧线的矩形。当高压流体通过弯头时采用弧形断面形状，此外也采用矩形断面形状。

[Ⅱ]第二实施例

图7表示由本发明的带有导叶的两个膨胀弯头管组成的L-形弯头9。L-形弯头9包括一个有一入口12的第一膨胀弯头10和有一出口13的第二膨胀弯头11。弯头10、11根据本发明构成。第二弯头11以串联方式连接到第一弯头10。弯头管10、11的出口方向相互交叉成直角。如早先提到的根据本发明的带有导叶的弯头放大比“f”的最大值是5。这样L-形弯头9的放大比的最大值是5×5＝25。由于它的很大的放大比，L-形弯头9作为车辆空气调节单元的电子灰尘收集器等的入口部件是有用的。

[Ⅲ]第三实施例

图8A-8C表示了由本发明的五个带有导叶的弯头组成的T-形弯管14。

如图8C所示，T-形弯头14包括一对L形弯头15、16它们相互在横向相邻地对称放置。L-形弯头15有两个弯头17、18，它们串联连接。L-形弯头16有两个弯头19、20，它们串联连接。一个弯头21位于L-形弯头15、16之间。L-形弯头15、16和弯头21的出口22、23和24成一平坦矩形形状形成且朝向同一方向。出口22、23、24形成T-形弯头14的出口25。

一个正方形断面形状的入口导管26连接到L-形弯头15、16和弯头21的入口。

在T形弯头14内，空气从入口导头26流入L-形弯头管15、16和弯头21。流入L-形弯头15的空气从出口22流出。流入L-形弯头16的空气从出口23流出。在L-形弯头15、16内流动的空气是相互对称的。流入弯头21的空气从出口24流出。

在T-形弯头14内，确保均匀的流出速度分布，因为在出口22、23和24流出速度均匀分布是通过按照本发明构成的弯头17、18、19、20、21，得到保证，且在L-形弯头15、16内的空气流动是相互对称的。

由此，可清楚地看出，T-形弯头14可把一正方形断面形状的入口空气流转变成为平坦的矩形断面形状的出口空气流，其流出速度分布是均匀的。T-形弯头管14作为一个空气幕单元的流动矫直部件，用于各种仪器的风壳，以及一种排出单元之是很有用的。

设计一种不对称的T-形弯头是可能的，其中L-形弯头15的入口面积与L形弯头16的入口面积比与L-形弯头15的出口面积与L-形弯头16的出口面积比相同。

第四实施例

图9A和9B表示按照本发明的带有导叶的弯头组成的排出单元27，一个直栅格，和一个排气扇。

如图9A和9B所示，排气单元27包括一个带有导叶的膨胀弯头28，一个直栅格29和一个排气扇30。膨胀弯头28按照本发明构成。直栅格29和排气扇30连接到膨胀弯头28的入口31。

在排气单元27，由排气扇30产生的旋涡空气流流在其通过直栅格29时是直的。去掉旋涡流速部件的空气流被导入膨胀弯头28且作为一个直的和膨胀的空气流从膨胀弯头28流出。

弯头28的出口32的深度“d”与排气扇30的直径相同。弯头28的出口32的宽度“W”除其最大值是入口31的宽度“h”的5倍之外，可被自由确定。因此，如表1所示，带有本发明的导叶的弯头的压力损失是很小的，排出单元27的气流性能基本上等于排气扇30的最大额定性能。这样，在排出单元27内确保一高速流出气流。例如，当使用的排气扇直径是60cm，且放大比f＝4，则排出空气的速度是3m/sec。

这样，由于低能耗，低噪音和结构简单，用于空气幕单元，一个直立风扇，一个换气单元的排气元件等，该排气单元27是很有用的。

第5实施例

图10A和10B表示按照本发明的带有导叶的膨胀弯头34中的排气单元33，一个T-形弯头35包括一对带有按照本发明的导叶的弯头，一个直的栅格36和一个排气扇37。

在排气单元33里，电排气扇37产生的旋涡空气流，当其通过直栅格36时是直的。去掉旋涡流速部件的空气流被引入T-形弯头35。当空气流通过T-形弯头35时，气流的交叉部分被转换到一平的矩形状内。然后，气流被引入膨胀弯头34。当气流通过膨胀弯头34时，气流的交叉部分被转换为一个大的正方形状。然后，气流作为一直的空气流吹出膨胀弯头34的出口38。

因为气流是由具有旋涡速度部件的普通的排气扇产生的，它不能走远。而且产生灰尘。由排气单元33产生的气流是层状流，其不包含旋涡流速件。这样，排气单元33作为一个通风设备用于清洁来自一房间的被污染的多灰尘和多烟的空气是很有用的。排气单元33作为一个普通的通风设备使用在一个工作场所也是很有用的。

第六实施例

图11A和11B表示一个车辆空气调节单元39，其包含由一对带有按照本发明的导叶弯头40、41组成的L-形弯头组件，和一个带有按照本发明的导叶的弯头管42。

由一个多叶片风扇43产生的非常高的速度的空气流被引入弯头40。当空气流通过弯头40-42时突然膨胀。然后，突然膨胀的气流被引入空气调节单元39的空气调节部件44。空气流由冷却器45或加热器46冷却或加热。气流温度由一个空气混合阻尼器47控制。空气流通过阻尼器48、49被引入汽车的乘客车厢。

在一个空气调节单元内，从多叶片风扇高速流出的空气流必须降低到最初速度的十分之一。这样，冷却器45的断面面积是10倍于多叶片风扇43出口的断面面积。因此，安排空气调节单元的动力腔具有限定空间，一个突然膨胀的导管通常设置在多叶片风扇43和冷却器45之间。因为传统的突然膨胀的导管不能产生速度均匀分布的出口空气流，冷却器暴露于不均匀的空气流，这样，热交换效率降低，压力损失增加和产生噪声。

突然膨胀弯头组件包含弯头40-42，它们能在低压力损失下产生一速度均匀分布的流出空气流。这样，包括弯头40-42的突然膨胀的弯头组件作为一个用于自动空气调节单元等的突然膨胀的导管是很有用的。

第7实施例

图12A，12B表示一个汽车的挡板空气出口50，其包括带有按照本发明的导叶的弯管51、52、53和54。

在传统的汽车挡板空气出口处，出口空气的方向仅由百叶窗55、56控制，以致出口气流成为湍流且不能直着向前。当带有按照本发明的导叶的弯头产生出口空气流时，该气流能直着向前，来自中心出口57的出口空气流可充分地调节乘客车厢的后座部分的空气。弯头53，其形成侧窗除霜装置的出口58，能由图6D所示的弯头构成，其产生一个斜的空气流。这样，侧窗除霜器的效率增加。因为挡板空气出口50的压力损失是很低的。挡板空气出口50有利于空调汽车的节能。

第八实施例

图13表示一个自动风屏除霜器55，其包括带有按照本发明的导叶的弯头60、61。

风屏除霜器59能在整个出口的长度上产生速度分布均匀的温暖的空气流。这样风屏除霜器能达到高效率。

第9实施例

图14所示的开口厨柜62有一个空气幕64，其出口由带有按照本发明的导叶的弯头构成，还有一个入口65、一个风扇66、一个冷却器67、一个机械结构空间68和若干搁板69。

传统开口厨柜的空气幕使用一由塑料制成的蜂窝状出口。这样蜂窝状出口有高的压力损失、易被灰尘及结霜堵塞等缺点，且其材料易变质，因此浪费排气风扇的能量且保养维修困难。

另一方面，使用带有按照本发明的导叶的弯头有这些优点，如均匀的出口流速分布，低的压力，对于灰尘、结霜等堵塞的低敏感性，以及材料使用寿命长（按照本发明的弯管有一个简单的结构，以致它能由金属例如铝制造）。

这样，开口厨柜62降低风扇66能量损失，降低生产成本，和确保容易保养维护。

本发明者确信开口厨柜62能产生一个空气幕64，它能够高效率地在厨柜62内保持一个冷却的空气。

第十实施例

图15表示一个洗涤板干燥器70，其有一个排气扇71、管组轴72、一个暖气炉73、一个容纳排气扇71、管组轴72和暖气炉73的腔室74、带有按照本发明的导叶的弯头75、76、（弯头75、76具有大开口比和低的压力损失的穿孔板77、78）、支承湿的洗涤板的排水板79、容纳排水板79的干燥腔80和用于移动排水板79的驱动装置。

在洗涤板干燥器70中，必须提供要放在排水板79上的带有高速气流的湿的洗涤板，在此速度分布是均匀的且温度不是那么高，以便保持洗涤板的质量。

在洗涤板干燥器70内，一个产生在腔室74内的温暖的空气流，当其通过弯管75、76和穿孔板77，78时是直的。然后带有均匀速度分布的直的空气流被引入干燥腔以便迅速干燥在排水板79上的湿的洗涤板。

即使一个具有普通功率的商业化的换气扇在洗涤板干燥器70内作为换气扇71使用，在排水板79上一个迅速干燥湿的洗涤板的足够高速度的空气流能被释放入干燥腔80，因为弯头75，76和穿孔板77，78的压力损失是很低的。

第十一实施例

图16A，16B和16C表示一用于冷却高温气体的导叶81，其使用在按照本发明的弯头里。

导叶81有热交换管82、该管带有翅片且焊接在一起成为热交换板，一个头部管83连接到热交换板的一端，一个头部管84连接到热交换器板的另一端。热交换介质例如水或高压蒸汽通过导叶81。包含若干导叶81的弯管用在一个大尺寸蒸汽锅炉、热交换器等设备上，以便增大它们的效率。

第十二实施例

图17表示一个大尺寸的蒸汽锅炉85，其有一个燃烧器86，一个蒸汽炉87，位于水平锅炉通气管内的一个过热器88和一个再加热器89，一个具有若干个第十一实施例所述的用于冷却高温气体的导叶的弯头，位于垂直导管内的一个水平过热器91，一个水平再加热器92和一个设置在垂直导管内的燃料节省装置93，还有带有由耐热钢板制造的导叶的弯头94。

在传统的蒸汽锅炉里，因为没有桥直器放在弯管里，在弯管里锅炉通气管以直角弯曲，在此一个强旋涡流产生。这样，位于弯头出口处的水平的过热器容易受到有不规则速度分布燃烧气体的影响。结果，妨旦热交换，燃烧气体的压力损失是高的，蒸汽锅炉的效率是低的。

在本实施例的蒸汽锅炉85内，带有若干第十一实施例所述的用于冷却高温气体的导叶的弯头90和带有由耐热钢板制造的导叶的弯头94设置在锅炉通气管的弯曲部分，阻止旋涡气流的产生增大通过热交换器91、92的热交换，燃烧气体的压力损失减少，蒸汽锅炉的构成和运行费用减少。

第十三实施例

图18表示一流化床干燥器95，其有一风扇96、一加热器（冷却器）97、一个第一弯头98、一个第二T-形弯头99、一个第三弯头100，各弯头具有按照本发明的导叶，一个具有大开口比的气体扩散板101，一个流化床腔室102、一个厚料供给器103和一个分离器104。

在流化床干燥器95内，一个产生在弯头管98-100内的速度分布均匀的空气流通过扩散板101引入流化床腔室102。湿的粉料105从原料供给器送入流化床腔室102。湿粉原料105的流化床106在流态化床腔室102内形成。干粉原料105作为一个产品107直接从流化床腔室102被取出。通过流化床106的空气和被带走的干粉厚料105被引入分离器104。干粉原料105在分离器104中被分离且作为一个产品108从分离器104被卸下。空气作为废气109从分离器109排出。

在传统的流化床干燥器中，来自气体扩散板下面的风箱（弯管）的出口气体的分布是不均匀的。这样，一个有小开口比的气体扩散板被用于矫直不规则空气流且使在扩散板上的气泡分布均匀。因为气体扩散板有小的开口比和高的压力损失，通过气体扩散板吹出的矫直的气流有很高的速度。其结果，由干流化床腔侧壁的影响，空气泡围绕流化床的中心线聚集。这样，流化床在流化床腔室侧壁附近不流动。这种现象已经是使用流化床的燃烧腔，干燥器、反应堆等技术中困难的主要原因。

在流化床干燥器95内，在气体扩散板101下面的风箱由带有本发明的导叶的弯头100构成，以便一个带有均匀速度分布的直的出口空气流能被从风箱垂直地吹到气体扩散板101上。这样，虽然气体扩散板101的开口比是大的，在气体扩散板101上的气泡分布是均匀的。由于采用大开口比的气体扩散板101，吹过气体扩散板101的空气流没有大的速度。这样在流化床106内的气泡是均匀的且在流化床106内产生非停滞区。

在此本发明已参考较佳实施例予以描述，在该技术领域的普通技术人员将认识到，在本发明的构思和范围内可作出各种变更和改进。本发明的范围由附加的权利要求书单独确定。

表1

注意：

①1号弯头是传统的直角弯头，而2-4号弯头是那些带有按照本发明导叶的弯头管。

②出口流和出口平面之间的交叉角是90°

③空气温度20℃

④mmAq：水头（mm）

⑤△h＝KΥ（V²/2g）

K：压力损失系数

Υ：空气的特殊比重（kg/m²）（在20℃是1.2kg/m³）

V：弯头入口处的流速（m/s）

g：重力加速度（m/s²）

Claims (10)

1、一个带有导叶的弯头，其中所设置的导叶使在此限定的小通道的形状相互类似。

2、如权利要求1带有导叶的弯头，其中小通道的形状基于下列公式确定。 Po＝h/{[f/（f-r）]^m-1} ····①

a_n＝Por[f/（f-r）]ⁿ····②

b_n＝a_n/f ····③

h：弯头入口宽度

Po：弯头出口处导叶伸出长度

f：由出口宽度/入口宽度表达的弯头放大比

r：小通道纵横比（r＜f）

m：小通道数

a_n：第n个小通道出口宽度（a_n指示当n＝0时内侧壁的曲率半径且表示当n＝m时外侧壁的曲率半径）

b_n：第n个小通道入口宽度

3、如权利要求2带有导叶的弯头，其中放大比f是在5≥f＞1的范围。

4、如权利要求2带有导叶的弯头，其中放大比f是1

5、如权利要求2带有导叶的弯头，其中放大比f是在1＞f≥0.4的范围。

6、如前述任一权利要求的弯头，其中弯头入口和出口的截面形状是具有同样深度的矩形。

7、如权利要求1至5的弯头，其中弯头的截面形状是圆形的。

8、一个包含前述任一权利要求所述的包含两个弯头的L-形弯头，其中弯头串联放置且弯头出口方向成直角相互交叉。

9、如权利要求1至7中任一权利要求的包含五个弯头的T-形弯头，其中弯头串联且平行地结合。

10、如前述任一权利要求所述弯头，其中导叶由热交换器管构成的叶片构成。

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