CN87106287A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

所描述的一种旋转回热式热交换器包括各个叠置的成型板，它们有布置在板各侧的开口S型横断的各隆起部分。热交换器板叠冷端的流体通过各通道的流动阻力显著地小于热端的，这是由于把冷端叠层的各通道的横断面做得大些，即把各隆起部分的高度和/或间距做得大些，和/或把各隆起部分的倾斜角度做得小些而达到的。

Description

本发明关于回热式的热交换器。
一种公知的回热式热交换器是庄士顿式（Ljungstrom    type），其中一个旋转件同多叠大致平行的隔开的传热板一起叠置，这个旋转件的两个大致半圆形区域被所谓“扇形板”隔开，当旋转件绕自身的轴线旋转时，被加热气体通过在一个轴向通过这些半圆形区域中的一个而被送入，而被冷却的气体在相对的轴向通过另一半圆形区域被送入。
各种形式的板曾被推荐用来叠在热交换器中。
英国形式的板曾被推荐用来叠在热交热器中。
英国专利1335205公开了一种板的特别有效的型式，其中一叠板包括叠置的成型板，它有热交换流体流动用的通道。每块板包括整体和平行的隆起部分布置于板的各侧，这些隆起部分被平的部分分隔，这些平的部分的宽度比隆起部分的高度大，这些高度由板的中间平面计起。各个在板的一侧的隆起部分是被做在板另一侧的隆起部分附近，因此由横断面看来，隆起部分被布置在板的各个侧面成为大致开口S形部分。一叠中的板是这样布置的，即一块板的各隆起部分横卧于相邻各板的各隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上。这样形成的各通道就包含着伸入各隆起部的开口S形部分的各区域。
被发觉这种结构能得到非常好的热量交换，而各板能被相当经济地制造出来。
然而，在使用这种型式的热交换器时，流通其中的气体会有一个相当大的压降。气体通常由风扇来造成流动的，如果流过热交换板的叠层的流阻高了，风扇的功率就增大了。显著地提高系统的总效率可能是有利的。
按照本发明的建议提供了一种热交换器，它包括一个旋转件以及一个装置用来选择地输送热和冷气体通过这个热交换器，为这个热交换器提供一个热端和一个冷端，有多束热交换元件装在热交换器中，每一束包括叠置的各成型板形成热交换流体的各通道，每一块板包括整体的和平行的隆起部分，它们被布置在板的各侧并由平的板部分分隔开，该些部分的宽度大于各隆起部分的高度，该高度是由板的中间平面计起，每一个在板一侧的隆起部分被做成靠近在板另一侧上的隆起部分，因此由横断面看来被布置在板各侧的隆起部分形成大致上开口S形部分，一叠中的板被这样布置着，即一块板各隆起部分横卧于至少一块相邻板的隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高间隔的各点上。因而形成的该些通道包括伸入各隆起部分开口S形部分各区域，在热交换器冷端的流体流过该些通道的阻力被显著地降低到比热端小。
这种结构的热交换器冷端的流体流过该些通道的阻力被显著地降低到比热端小，所以总效率能显著地提高。使各板之间形成的各通道的横断面尺寸在热端处较小有利于获得大量的紊流，这提高热交换器的的热的和中温部分的热量交换。然而被发现在热交换器的冷端热交换的需要不是很大所以紊流不需要很大。因此，意外地发现通过减小热交换器冷端的流阻能提高总效率，因而减小了驱动热和冷气体的各风扇的所需的输入功率。
通过各通道的流体的流阻能在冷端被降低，这是把各隆起部分的高度以及各板之间的间隔在热交换器的冷端布置成比热交换器的热端显著地大而达到的。特别被发现的是如果在冷端的各隆起部分高度是热交换器热端各隆起部分高度的1，25和1.5倍之间的话，能得到好的效果。
也可以用增加冷端各隆起部分之间间距使它大于热交换器热端各隆起部分之间间距的方法来增大各通道的横断面。
在一个特别优选装置中，各隆起部分间距和冷端各板的各隆起部分高度之比在3.5和5.25之间。
通过改变变各板的各隆起部分的角度能获得另一个优点，即能获得气体更直接的流通。例如被发现当各板基本呈矩形时，冷端各隆起部分的轴线最好用15和20度之间的角度斜交板的两个相对纵边，而在热端用更大的角度，通常至少20度。这样做能产生和冷端通道横断面增大同样的效果或扩大其效果。
按照本发明的另一目标，为回热式热交换器提供了一叠传热板，各包括叠置的成型板形成的用于热交换流体的各通道，各板包括布置在板各侧的整体的和平行的各隆起部分，各隆起部分被平的板部分所隔开，各平的板部分的宽度大于各隆起部分的高度，这些高度由板的中间平面计起，各个在板的一侧的隆起部分被做在板另一侧的隆起部分的附近，因此由横断面看来，被布置在板的各个侧面的隆起部分形成大致开口S形部分，一叠中的各个板是这样布置的，即一块板各隆起部分横卧于至少一块相邻板的各隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上，因而形成了该各通道，它们包含伸入各隆起部分的开口S形部分的各区域，各隆起部分间的间距和各隆起部分高度的比在3.5和5.25之间。
本发明还为回热式热交换器的冷端提供了一叠传热板，包括叠置的大致呈矩形的各板形成的用于热交换流体的各个通道，各板包括布置在板各侧的整体的和平行的各隆起部分，各隆起部分被平的板部分所隔开，各平的板部分的宽度大于各隆起部分的高度，这些高度由各板的中间平面计起，各个在板的一侧的隆起部分被做在板另一侧的隆起部分的附近，因此由横断面看来，被布置在板的各个侧面的隆起部分形成大致开口S形部分，一叠中的各个板是这样布置的，即一块板的各隆起部分横卧于至少一块相邻板的各隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上，因而形成了该各通道，它们包含伸入隆起部分的开口S形部分的各区域，各隆起部分的轴线和各板的两个相对纵边的交角在15和20度之间。
为了使本发明能被更充分地了解，下面参照附图给出仅为示例性的说明，其中：
图1是按照本发明的板叠中的一块传热板的平面图，用于按照本发明的热交换器的热端;
图2是由图1中Ⅱ-Ⅱ线方向看的板的端视图;
图3是图1和图2中两块叠置着的传热板的透视图，显示了由这些板形成的板叠的通道系统;
图4是相似于图1的一个视图，是按照本发明的板叠中的一块板用于热交换器的冷端的情况;
图5是相似于图2的一个视图，显示了图4中的一块板。
在图1显示的板10是用大约0.5毫米厚的金属片做的，板大致呈矩形，其纵边之一用11标出。板包括平的部分12和平行折叠的整体的隆起起部分14，该隆起部分14以相对纵边11成α角而延伸，这个角度在热交换器热端的场合最好为至少20°。
图2详细显示了沿图1中2-2断面线所取的板横断面。这样各隆起部分14可以看出是包括由横断面看来被布置在板各侧的各个隆起部分15形成大致S形的部分，这两个隆起部分被一个倾斜的过渡部分16所连接。
在图3中可看出，当两块相同的板彼此叠在一起，但是方向相反，一叠中的板是这样布置的，即一块板的各个隆起部分横卧于邻近板或各板的各隆起部分，而相邻各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上。
在图2中各隆起部分之间的间距用标号P来表示，各隆起部分从板的中间平面计起的高度用N来表示。在图1图2图3的板中，间距P是35毫米，高度N是5毫米而角度α是20°。
在图4和图5所示的改良结构中，这些板被用于板叠的冷端，间距P还是35毫米，但是隆起部分高度是8.9毫米而角度α在15和20度之间。这种布置保证各通道横断面几乎大了80%，此外，角度α也较小，使在各通道中气体的流动阻力更小。在图1图2和图3所示的特定结构中，P/N是比是7，而在图4和图5的结构中P/N的比是3.93。另外一种型材的间距P在25和35毫米之间，高度N是6.8毫米，P/N的比在3.68和5.15之间。一般认为P/N比在3.5和5.25之间效果最好。
冷端的板最好用较厚的材料，例如用0.8毫米的材料比用0.5毫米的好，这能使这些板能经受冷端的较大的应力和腐蚀倾向。例如，在冷端的凝结和成酸的可能性较大，这就使冷端板的腐蚀程度增加，因而这些板做得厚些是有利的。同样，在冷端积灰的可能性较大，被发现的是各通道具有较大的横断面和较小的倾斜角度α对于吹灰器的操作带来很大的方便。

Claims (9)

1、一种热交换器包括一个旋转件以及选择地输入热的冷的气体通过这个热交换器的装置，为这个热交换器提供一个热端和一个冷端，有多束热交换元件装在热交换器中，每一束包括叠置的成型板形成热交换流体的各通道，每一块板包括整体的和平行的隆起部分，它们被布置在板的各侧并由平的板部分隔开，该些部分的宽度大于各隆起部分的高度，该高度是由板的中间平面计起，每一个在板一侧的隆起部分被做成靠近在板另一侧上的隆起部分，因此由横断面看来，被布置在板各侧的隆起部分形成大致上开口S形部分，一叠中的板被这样布置着，即一块板的各隆起部分横卧于至少一块相邻板的隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上，因而形成的该些通道包括伸入各隆起部分的开口S形部分的各区域，流体通过该些通道的流动阻力，在热交换器的冷端显著地为小。
2、如权利要求1中的热交换器，其中热交换器冷端的隆起部分高度并由此得到的各板之间的间隔比热交换器热端的显著地为大。
3、如权利要求2中的热交换器，其中在冷端的各隆起部分的高度为热交换器热端隆起部分的高度的1.25和2倍之间。
4、如上述权利要求中任一项的热交换器，其中在冷端的各隆起部份之间的间距显著地大于热交换器热端的各隆起部分之间的间距。
5、如权利要求中任一项的热交换器，其中在冷端的各板的各隆起部分的间距和各隆起部分的高度之比在3.5和5.25之间。
6、如上述权利要求中任一项的热交换器，其中各板大致上呈矩形，在冷端的各隆起部分的轴线和它们所在板的相对的纵边成15至20度之间的交角。
7、用于回热式热交换器冷端的一叠传热板，各包括叠置成型板形成的用于热交换流体的各通道，各板包括布置在板各侧的整体的和平行的各隆起部分，各隆起部分被平的板部分所隔开，各平的板部分的宽度大于各隆起部分的高度，这些高度由板的中间平面计起，各个在板的一侧的隆起部分被做在板另一侧的隆起部分的附近，因此由横断面看来，被布置在板的各个侧面的隆起部分形成大致开口S形部分，一叠中的各个板是这样布置的，即一块板的各隆起部分横卧于至少一块相邻板的各隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上，因而形成了该各通道，它们包含伸入各隆起部分的开口S形部分的各区域，各隆起部分间的间距和各隆起部分高度的比在3.5和5.25之间。
8、用于回热式热交换器冷端的一叠传热板，包括叠置的大致上矩形成形的板形成的用于热交换流体的各通道，各板包括布置在板各侧的整体的和平行的各隆起部分，各隆起部分被平的板部分所隔开，各平的板部分的宽度大于各隆起部分的高度，这些高度由各板的中间平面计起，各个在板的一侧的隆起部分被做在板另一侧的隆起部分的附近，因此由横断面看来，被布置在板的各个侧面的隆起部分形成大致开口S形部分，一叠中的各个板是这样布置的，即一块板的各隆起部分横卧于至少一块相邻板的各隆起部分，因此相邻的各板相互间的接触仅仅在沿各隆起部分最高处间隔的各点上，因而形成了该各通道，它们包含伸入各隆起部分的开口S形部分的各区域，各隆起部分的轴线对所在板的相对纵边的角度在15和20度之间。
9、一种热交换器基本上如上面参照及显示于附图中所描述的那样。
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