CN1370266A - 传热件组件 - Google Patents

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Abstract

提高用于回转再生式空气预热器(10)的传热件组件(40)的热性能,在减轻重量的同时提供了所需程度的传热与压力降。在组件(40)中的传热板(44,48)具有用以保持板的间距的相分隔开的凹坑(54,56),该传热板还具有斜向的波纹,在相邻板上的波纹(52)优选地按相反的斜角延伸。凹坑(54,56)可以位于每隔一块的板(44,48)之上和交替地位于板(44,48)的两侧,或者它们可以在每隔一块板之上全部向同一侧延伸。

Description

传热件组件
背景技术
本发明涉及传热件组件，更准确地说涉及用在热交换器中的吸热板的组件，在此热交换器中，热量通过这些板从热的热交换流体传送到冷的热交换流体。更具体地说，本发明涉及适用于使用在回转再生式传热设备中的热交换件组件，其中此传热件组件通过与热的气态的热交换流体接触而被加热，然后再与冷的气态的热交换流体接触而使此传热件组件释放其热量。
本发明能具体应用于其中的一种热交换设备是周知的回转再生式热交换器。典型的回转再生式热交换器具有分成若干分隔部的圆柱形转子，在这些分隔部中布置并支承着间隔的传热板，这些传热板随着转子的转动交替地暴露于被加热的气体流而后依靠转子转动暴露于较冷的空气流或待加热的其他气态流体。当传热板在暴露于被加热的气体时会从中吸热，然后在暴露于冷空气或其他待加热的气态流体时，此传热板从被加热的气体所吸收的热量便传送给该较冷的气体。绝大多数这种热交换器具有以相间隔开的关系贴近地叠置的传热板，以便于相邻板之间提供多个通道使热交换流体以在其间流动。这就需要有与板相关的装置来保持适当的间隔。
一定尺寸的这种热交换器的传热能力是热交换流体与此板结构之间传热率的函数。但对于商品化的装置来说，一种装置的实用性不仅取决于所能获得的传热系数，还取决于其他因素如板结构的成本与重量。理想上，这种传热板应在通过其间通道时引起强烈的紊流以便强化由热交换流体到板的传热，同时对通过这种通道的流动提供较低的阻力，还要呈现出容易清洗的表面构型。
为了清洗这种传热板，通常是提供吹灰器，这种吹灰器输出一股高压空气或蒸汽流通过叠置的传热板之间的通道，以从其表面除去任何粒状沉积物并把它们带离开较清洁的表面，这同样要求将这些板适当地隔开，以让吹喷介质进入叠置的板内。
保持板间距的一种方法是使各个传热板以频繁的间隔距离形成波形，形成从板的平面延伸离开的凹槽以分开相邻的板。这常常形成为双叶式凹槽，以其一叶沿一个方向离开板延伸，而以另一叶沿相反方向离开板延伸。这种传热件组件公开于美国专利4396058和4744410中。该专利中的凹槽以总的或主要的热交换流体流动的方向延伸，即通过转子轴向地延伸。除了形成凹槽外，这些板还是波纹形式，以提供一系列在凹槽之间相对于热交换流体流成锐角延伸的斜向的沟槽或波纹。在相邻板上的这种波纹斜向地延伸到总体流的流线上，或是取相互一致或是取相互相反方式。这些波纹能产生强烈的紊流。尽管这种传热件组件显示出有利的传热率，但沿直通过总体流的方向存在的凹槽提供了显著的流道使流体围绕这些板件的波纹状的且主要的区域旁通或短路。存在着通过凹槽区的较高的流速和在波纹区的较低流速，这样势必降低传热率。
发明内容
本发明的目的在于提供改进的传热件组件，其中的热性能得到优化以能提供具有改进了的传热程度、所需的板间隔和数量减少了的板材。根据本发明，这种传热件组件的传热板具有斜向的波纹以增强紊流与热性能，但不具有由于将板分隔开的轴向延伸的直通凹槽。代替的是至少每隔一块板包含有局部的其高度可适当地分开这些板的隆起部分或凹坑。与带凹槽的板相比，这种凹坑是通过局部地冲压或伸延成形的，以减少板材量。在相邻板上的波纹可相互相对地且相对于流体流向以相反方向延伸。
附图说明
图1是包括由传热板构成的传热件组件的传统的回转再生式空气预热器的透视图；
图2是传统的传热件组件的透视图，其示明了在此组件中叠置的传热板；
图3是本发明的传热件组件中三块叠置的传热板的一部分的透视图，其示明波纹与隔开板的凹坑；
图4是图3中一块板的一部分的截面图，其示明波纹与凹坑；
图5与6示明各种凹坑构型中的两例；
图7是叠置的三块板的部分截面图，其示明本发明的一种变型；和
图8示明了由适于不同的板长的辊来产生凹坑的辊轧成形法。
具体实施方式
参看图1，其中以标记10普遍地指明一种传统的回转再生式预热器。此空气预热器10具有可旋转地安装在机壳14中的转子12。转子12是由沿从转子柱18径向地延伸到转子12外周边的隔膜或隔板16形成。各隔板16在其之间确定出分隔部17用以包含热交换件组件40。
机壳14为流过空气预热器10的加热了的烟气确定出烟气入口管道20和烟气出口管道22。机壳14还为流过预热器10的燃烧用空气确定空气入口管道24和空气出口管道26。扇区板18通过机壳14延伸并与转子12的上表面与下表面邻接。此扇区板28将空气预热器10分成空气区与烟气区。图1中的两个箭头分别表明通过转子12的烟气流36的方向和空气流38的方向。通过烟气入口管道20进入的热的烟气流36将热量传给安装于分隔部17中的传热件组件40。然后此加热了的传热件组件40旋转至空气预热器10的空气区。此传热件40存储的热量再传送给通过空气入口管道24进入的燃烧用空气流38。冷的烟气流36通过烟气出口管道22离开预热器10，而加热了的空气流则通过空气出口管道26离开预热器10。图2例示的典型传热件组件或筐件40，一般地表明了此组件中叠置的传热板42。
图3示明的本发明的一个实施例，表明了三个叠置的传热板44、46与48的一部分。通过此叠置的板的总体流体流的方向如箭头50所示。这些板是能被轧制或冲压成所需构型的薄的金属片。此种板各具有相对于流体流的方向按一定角度延伸的波纹或波形起伏52。这些波纹引起了紊流并强化传热。在图3所示的优选实施形式中，相邻板上的波纹相互相对地并相对流体流的方向按相反方向延伸。但是相邻板上的波纹也可以是相互平行的同一方向。尽管图3与4所示的波纹是连续地从一个波纹直接地导向下一个波纹，但在两个波纹之间可被平的部段隔开。
相互一致的两块板44与48具有形成于其上的凹坑54与56用以隔开相邻的板。在图3和图4中，凹坑54向上延伸而凹坑56向下延伸，图4是板44的通过两个凹坑之间的部分的截面图。如图4所示，这些凹坑54与56的高度大于波纹52的高度。
这些凹坑沿流体流动方向是窄长的。狭窄的宽度尺寸使流动阻碍和不希望的压力降减至最小。延长的长度通过始终地依靠到至少一个波纹上而提供了必要的支承。因此，最小的凹坑长度至少等于波纹的间距并且优选为更长些以顾及到制造公差。但要是凹坑太长，流动将开始流过通道而不与相邻波纹相互作用。因此，凹坑不应比所需的长也不应比所需的频繁的出现，所需的是能将板适当地分开并从结构上支承以承受吹灰与高压水冲洗操作即可。一般地说，沿流动方向一行中累积的凹坑长度应小于板长的50％。优选为总的凹坑长度为板长的20～30％。例如此种凹坑长度可以是1.25英寸而凹坑之间的间距为3.5英寸。
凹坑的排列图案能够按需要变化。例如以交替排的形式排成直线的向上和向下的凹坑沿流动的纵向50，如图5所示，在相邻排之间交替，也可在相邻的横排或沿对角线方向的相邻排之间交替。在另一例子中，这些凹坑则可排列成图6所示的菱形图案。再次说明，交替的排可以为纵向的，横向的或沿对角线向的。
如前所述，本发明图3中的实施例只是在每隔一块的板上才有凹坑，也完全只是为了以上下凹坑构型达到分隔的目的。但也可在每块板上设置凹坑，同时各块板上的凹坑可在其一侧。图7示明了三个相叠置的板58的一部分的横截面，这些板具有波纹52但各块板具有的凹坑60都向板的同一侧延伸。
这些凹坑是由使金属局部拉延和变形的压制成形或辊轧成形的工序加工成形的。此中最佳的方法是辊轧成形法，因为它固有较快的生产速度。这同先有技术形成凹槽的需耗费材料且需较宽的金属板的弯折工艺相反，先有技术中不作显著的拉延或变形。冲压方法使金属片变形与拉伸但不耗费材料，大致可节约约8％的材料。
本发明中，在板一端或两端处的凹坑优选为位于端部处或相对接近端部处以增强和支承这些板的端部。这对于受到经常性的和/或高压的喷除灰或水冲洗的板的端部来说尤希望如此。这些端部处的凹坑能防止或减小板的偏移与疲劳并且延长板的使用寿命。一种选择方法是使凹坑接近端部和与端部仅稍稍地隔开，可能约为3/4英寸或更小。另一种选择则是使凹坑实际上延伸到端部。形成具有延伸到端部的凹坑的板以及适于不同长度板的形式的一种方法示明于图8。图8是平面图，示明了带凹坑图案的成形辊60和进行成形加工的板62的一部分。辅助成形辊位于辊60之下而板在这两个成形辊之间通过。这两个成形辊的长度足以适于最大期望长度值的板且具有的凹坑图案也能适于较短的板。凹坑成形图案64在辊60的两端(或至少一端)，它们所具有的延伸长度大于所需的正常凹坑的长度。在这两端之间的凹坑成形图案66为正常的长度。例如凹坑成形图案64可为约4英寸长而正常凹坑成形图案可约为前述的1.25英寸长。这样的辊60因而可以适于长为“A”或短为“B”的板，而在板的两端仍具有成形的凹坑。
本发明能节省材料和强化传热。此外，板的布置取开放形式，便于通过吹灰或水洗方法清洁以除去污垢沉积物，并且提供了用于探测过热温度状态的红外辐射的出口。

Claims (10)

1.一种用于热交换器的传热组件，其包括多个第一吸热板和多个第二吸热板，该板以分隔开的关系交替地叠置，由此在相邻的第一与第二板之间提供多个通道，以便使热交换流体在其之间沿纵向流动，所述每个第一板与第二板具有多个波纹，该波纹相对于所述纵向成一角度延伸，并且每个所述第一板具有多个凹坑，该凹坑沿纵向延伸且相互平行，并且沿所述纵向和沿横截于所述纵向的方向分隔开，其中所述凹坑的一部分从所述第一板的一侧向外凸出，并且其另一部分从所述第一板的另一侧向外凸出，所述凹坑在相邻板之间形成了分隔件。
2.根据权利要求1所述的传热组件，其特征在于，其中，在相邻的板上的所述波纹相对于所述纵向以相反的角度延伸。
3.一种用于热交换器的传热组件，其包括多个以分隔开的关系叠置的吸热板，由此在相邻板之间提供通道，以便使热交换流体在其之间沿纵向流动，每个板具有多个波纹，该波纹相对于所述纵向成一角度延伸，并且所述叠置的板中的至少多个交替的板包含多个形成于其上的凹坑，该凹坑相互平行地延伸并沿所述纵向和横截于所述纵向的方向分隔开，其中所述凹坑从所述板向外凸出以在相邻板之间形成分隔件。
4.根据权利要求3所述的传热组件，其特征在于，其中，在相邻板上的所述波纹相对于所述纵向以相反的角度延伸。
5.根据权利要求3所述的传热组件，其特征在于，其中，每个所述板包含所述凹坑，并且其中每块板上的凹坑从所述板的一侧向外凸出。
6.根据权利要求5所述的传热组件，其特征在于，其中，在相邻板上的所述波纹相对于所述纵向以相反的角度延伸。
7.根据权利要求1所述的传热组件，其特征在于，其中，所述第一板具有纵向端且具有延伸到至少一个所述纵向端的凹坑。
8.根据权利要求1所述的传热组件，其特征在于，其中，所述第一板具有纵向端，其中凹坑靠近至少一个所述纵向端并隔开一距离，从而所述靠近的凹坑为所述纵向端提供挠性支承。
9.根据权利要求3所述的传热组件，其特征在于，其中，所述第一板具有纵向端且具有延伸到至少一个所述纵向端的凹坑。
10.根据权利要求3所述的传热组件，其特征在于，其中，所述板具有纵向端，其中凹坑靠近至少一个所述纵向端并隔开一距离，从而所述靠近的凹坑为所述纵向端提供挠性支承。
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