CN1187569C

CN1187569C - 气体热交换方法及其装置

Info

Publication number: CN1187569C
Application number: CN 00119398
Authority: CN
Inventors: 臧宝华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: CN1317680A

Abstract

本发明公开了一种全热热交换方法，和利用该方法设计的全热热交换装置。该方法通过使热交换装置旋转，驱使通道内的冷、热气体作相对运动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换；同时，在作为热气体的通道壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料，将热气体的通道内的凝结液体通过毛细材料传递给相邻的冷气体的通道，实现潜热的传递，进而实现全热交换，热交换组件的旋转可增加气体扰动，提高热交换效率。

Description

气体热交换方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种气体热交换方法，特别是涉及一种气体全热热交换方法。本发明还涉及实现该方法所设计的装置。

背景技术

公知的热量回收式换风机或空气予热器(如图15所示)，通常是由两台风机6和一台换热机芯7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7用于热量交换。另一种公知的的转盘式气体换热单元(如图16所示)，由两台风机6和一台换热转盘8组成，风机6用于驱动气体流动，换热转盘8连续缓慢旋转，在热气体通道吸收热量的同时，在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。

发明内容

本发明的目的就是提供一种设备简单、热交换效率高，并可同时进行气体显热和潜热交换的全热热交换方法；为此，本发明还提供了实现这一气体全热热交换方法的装置。

为了实现上述目的，本发明气体热交换的方法是：1)热交换装置中的热交换组件为一回转体，动力带动热交换组件围绕其转轴进行旋转，在离心力作用下，热交换组件通道内的冷、热气体作相对运动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换；2)在所述的热交换组件内布置大量的作为传热元件和驱动气体元件的叶片，以形成许多个冷热气体通道；3)通过对通道内的冷、热气体施加轴向驱动力和离心力，驱动冷、热两种气体双向流动；4)在离心力驱动下，热气体通道内的凝结液体沿径向流动，通过在热气体的通道表面上开设透水孔和覆盖在该孔上毛细材料传递到冷气体的通道，实现冷、热气体的潜热交换。

为了实现这一气体热交换方法，本发明的气体热交换装置是由热交换组件、转轴、轴封、外壳、气体输出通道构成，转轴安装在热交换组件的中心线上，热交换组件可围绕转轴旋转，气体输出通道连接热交换组件的两端，外壳、气体输出通道与热交换组件之间连接有轴封，所述的热交换组件为一换热转子，在换热转子内对称布置大量的作为分隔、驱动进行热交换的冷、热气体的叶片，在叶片之间形成冷、热气体的通道，气体入口和出气口设置在通道上；在作为热气体的通道壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料。

由于本发明通过使热交换组件旋转，驱使其通道内的冷、热气体作相对运动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换；同时，在作为热气体的通道壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料，将热气体的通道内的凝结液体通过毛细材料传递给相邻的冷气体的通道，实现潜热的传递，进而实现全热交换，热交换组件的旋转可增加气体扰动，提高热交换效率。

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1为本发明气体热交换装置第一个实施例的主要示意图；

图2为图1沿A-A线的剖视图；

图3为图1沿B-B线的剖视图；

图4为图2在D位置的局部剖视图；

图5为图3在E位置的局部剖视图；

图6为叶片展开时的轴侧图；

图7为图1沿X向的示意图；

图8为本发明气体热交换装置第一个实施例热交换组件的轴侧图；

图9为本发明气体热交换装置第一个实施例热交换组件中叶片的轴侧图；

图10为本发明气体热交换装置第二个实施例的主要示意图；

图11为图10沿F-F线的剖视图；

图12为图11在G位置的局部剖视图；

图13为叶片横截面示意图；

图14为本发明气体热交换装置第二个实施例热交换组件的轴侧图；

图15为一种公知的气体热交换单元的示意图；

图16为另一种公知的气体热交换单元的示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图6、图7、图8所示，本发明气体热交换装置第一个实施例，是由热交换组件1、转轴2、轴封3、气体输出通道4、外壳5构成，转轴2安装在热交换组件1的中心线上，热交换组件1可围绕转轴2旋转，气体输出通道4连接热交换组件1的两端，气体输出通道4及外壳5与热交换组件1之间连接有轴封3。所述的热交换组件1为一换热转子11，所述的换热转子11为一回转体，它是由转子外箍筒111、叶片112、轴筒113、叶轮114组成。轴筒113装在转子外箍筒111内，转子外箍筒111、轴筒113位于同一回转轴线并可围绕该回转轴线旋转；叶片112的横截面为一大致梯形，其纵向长度与外箍筒111和轴筒113长度相对应；叶片112对称布置在转子外箍筒111和轴筒113之间，叶片112的沿径向一端连接轴筒113，形成冷、热气体的通道115，该通道115的横截面为大致于弯曲的梯形，通道115两端面上以不对称形式间隔覆盖一密封盖板116。

如图8所示，在换热转子11一端，作为冷气体通道115外壁的转子外箍筒111上开设有出气口1111，该出气口1111与气体输出通道4相连通；在换热转子11另一端，作为热气体通道115外壁的叶片112上开设有出气口1121，该出气口1121与另一气体输出通道4相连通。

如图4，图5所示，在作为热气体通道115的叶片112壁上开设许多个透水孔117，在透水孔117上覆盖毛细材料118。在叶片112纵向的两端各装一由叶轮叶片1141、叶轮侧板1142构成的叶轮114，叶轮叶片1141固接在叶轮侧板1142上，该叶轮114与转子外箍筒111、轴筒113可围绕同一回转轴线转动，将两个叶轮114做成不同的轮径，即可实现两种气体的不等流量热交换。

如图2、图3、图8、图9所示，在本实施例中，由于换热转子11为一回转体，在该回转体内布置大量的叶片，形成许多个通道，在通道两端气体入口处反对称覆盖密封盖板116，分隔需进行热交换的冷气体C、热气体H。动力带动换热转子11围绕其转轴进行旋转，安装在回转体两端的叶轮114及叶片112使气体形成一径向离心力，在该离心力作用下，使气体产生压力差，从而使冷、热气体C、H沿轴向作逆向流动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换。同时，在离心力驱动下，热气体H的通道内的凝结液体Y沿径向流动，通过在热气体H的通道表面上开设透水孔117和覆盖在该透水孔117上的毛细材料118传递到相邻的冷气体C的通道，实现冷、热气体C、H的潜热交换。

如图10、图11、图13、图14所示，本发明气体热交换装置第二个实施例，是由热交换组件1’、转轴2、轴封3、气体输出通道4、外壳5构成，转轴2安装在热交换组件1’的中心线上，热交换组件1’可围绕转轴2旋转，气体输出通道4连接热交换组件1’的两端，气体输出通道4、外壳5与热交换组件1’之间连接有轴封3。所述的热交换组件1’为一换热转子11’，换热转子11’安装在外壳5内，换热转子11’是由外筒111’、叶片112’、内筒113’组成；内筒113’装在外筒111’内，在外筒111’和外壳5之间形成一空腔115’，外筒111’、内筒113’位于同一回转轴线并可围绕该回转轴线旋转。内筒113’的一端密闭，另一端开启。外筒111’两端开启；叶片112’对称布置在外筒111’和内筒113’之间，叶片112’的径向两端分别连接外筒111’和内筒113’，，叶片112’为一中空构件，叶片112’内的空腔1121’和在内筒113’、外筒111’与叶片112’之间的空间119形成冷、热气体的通道，叶片112’内的空腔1121’与内筒113’内腔1131’、空腔I115’相通，形成冷气体通道，叶片112’围绕内筒113’在横截面上形成一叶片组，多个叶片组沿轴向平行排列。

如图12所示，在作为热气体通道的外筒111’壁上开设许多个透水孔117，在透水孔117上覆盖毛细材料118。

如图10、图11、图12、图14所示，在本实施例中，由于换热转子11’为一回转体，在该回转体内布置大量的中心为空腔的叶片112’，叶片112’内的空腔1121’和在内筒113’、外筒111’与叶片112’之间的空间119形成冷、热气体C、H的通道。动力带动换热转子11’围绕其转轴进行旋转，布置在回转体内的叶片112’形成一轴向驱动力驱动热气体H沿轴向流动；同时，离心力驱动叶片112’内的空腔1121’的冷气体C沿径向流动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换。在离心力驱动下，热气体H的通道内的凝结液体Y沿径向流动，通过在热气体H的通道表面上开设透水孔117和覆盖在透水孔117上毛细材料118传递到冷气体C的通道，实现冷、热气体的潜热交换。

Claims

1、一种气体热交换的方法，其特征在于：1)热交换装置中的热交换组件为一回转体，动力带动热交换组件围绕其转轴进行旋转，在离心力作用下，热交换组件通道内的冷、热气体作相对运动，实现冷、热两种气体的驱动和显热交换；2)在所述的热交换组件内布置大量的作为传热元件和驱动气体元件的叶片，以形成许多个冷热气体通道；3)通过对通道内的冷、热气体施加轴向驱动力和离心力，驱动冷、热两种气体双向流动；4)在离心力驱动下，热气体通道内的凝结液体沿径向流动，通过在热气体的通道表面上开设透水孔和覆盖在该孔上的毛细材料传递到冷气体的通道，实现冷、热气体的潜热交换。

2、一种根据权利要求1所述的方法而设计的气体热交换装置，由热交换组件、转轴、轴封、外壳、气体输出通道构成，转轴安装在热交换组件的中心线上，热交换组件可围绕转轴旋转，气体输出通道连接热交换组件的两端，气体输出通道及外壳与热交换组件之间连接有轴封，其特征在于：1)所述的热交换组件为一换热转子，在换热转子内对称布置大量的作为分隔、驱动进行热交换的冷、热气体的叶片，在叶片之间形成冷、热气体的通道，气体入口和出气口设置在通道上；2)在作为热气体的通道壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料。

3、根据权利要求2所述的气体热交换装置，其特征在于：所述的换热转子是由转子外箍筒、叶片、轴筒、叶轮组成；轴筒装在转子外箍筒内，转子外箍筒、轴筒位于同一回转轴线并可围绕该回转轴线旋转；叶片对称布置在转子外箍筒和轴筒之间，叶片的横向一端连接轴筒，形成冷、热气体的通道，该通道的横截面为大致于弯曲的梯形，通道两端面上以不对称形式间隔覆盖一密封盖板；在作为热气体通道的叶片壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料；在叶片纵向的两端各装一由叶轮叶片、叶轮侧板构成的叶轮，叶轮叶片固接在叶轮侧板上，该叶轮与转子外箍筒、轴筒可围绕同一回转轴线转动；在换热转子一端，作为冷气体通道外壁的转子外箍筒上开设有出气口，该出气口与气体输出通道连通；在换热转子另一端，作为热气体通道外壁的叶片上开设有出气口，该出气口与另一气体输出通道相连通。

4、根据权利要求2所述的气体热交换装置，其特征在于：所述的换热转子安装在外壳内，所述的换热转子是由外筒、叶片、内筒组成；内筒装在外筒内，在外筒和外壳之间形成一空腔，外筒、内筒位于同一回转轴线并可围绕该回转轴线旋转；内筒的一端密闭，另一端开启，外筒两端开启；叶片对称布置在外筒和内筒之间，叶片的径向两端分别连接外筒和内筒，叶片为一中空构件，叶片内的空腔和在内筒、外筒与叶片之间的空间形成冷、热气体的通道，叶片内的空腔与内筒内腔、空腔相通，形成冷气体通道，叶片围绕内筒在横截面上形成一叶片组，多个叶片组沿轴向平行排列；在作为热气体通道的外筒壁上开设许多个透水孔，在透水孔上覆盖毛细材料。