TWI583896B - 用於旋轉式再生預熱器之熱傳導總成 - Google Patents

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詹姆士 大衛 席柏德
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Description

用於旋轉式再生預熱器之熱傳導總成
本發明係關於用於將熱自一煙道氣流傳導至一燃燒氣流之旋轉式再生空氣預熱器，且更特定而言，係關於用於一旋轉式再生空氣預熱器之熱傳導元件及由其組態之總成。
通常，旋轉式再生空氣預熱器用於將熱自由爐膛排出之一煙道氣流傳導至傳入爐膛中之一燃燒氣流。習用旋轉式再生空氣預熱器(下文中稱為「預熱器」)包含以可旋轉方式安裝於其一殼體中之一轉子。該轉子含有藉由堆疊用於自煙道氣流吸收熱且將此熱傳導至燃燒氣流之各種熱傳導或吸收元件(下文中稱為「熱傳導元件」)而組態之一熱傳導或吸收總成(下文中稱為「熱傳導總成」)。該轉子包含徑向隔板或隔膜，該等徑向隔板或隔膜在其之間界定用於支撐熱傳導總成之隔間。此外，提供跨越轉子之上部面及下部面延伸之扇形板以將該預熱器劃分成一氣體扇區及一或多個空氣扇區。熱煙道氣流經引導穿過預熱器之氣體扇區且將該熱傳導至連續旋轉轉子內之熱傳導總成。熱傳導總成然後旋轉至預熱器之空氣扇區。藉此加熱在熱傳導總成上方引導之燃燒氣流。在其他形式之再生預熱器中，熱傳導總成係靜止的且空氣及氣體入口及出口罩係旋轉的。
熱傳導總成必須滿足各種重要要求，諸如給定深度之熱傳導總 成所需之熱量之傳導。另外，可存在對熱傳導總成顯著積垢之低易感性及此外當積垢時容易清潔熱傳導總成以保護熱傳導元件免受腐蝕一要求。其他要求可包含使熱傳導總成免受與存在於煙道氣流且從中吹過之煙灰或灰相關聯之磨損，等等。
預熱器通常在轉子內採用多層不同類型之熱傳導元件。轉子包含定位於煙道氣流出口處之一冷端層，且亦可包含若干中間層以及定位於煙道氣流入口處之一熱端層。通常，熱端層及中間層採用經設計以針對給定深度之熱傳導總成提供最大相對能量回收之高效熱傳導元件。熱傳導總成之此等層傳統上包含具有彼此流體連接之敞開流動通道之熱傳導元件。雖然此等敞開通道熱傳導元件針對給定層深度提供最高熱傳導，但在其進入熱傳導元件時其允許吹灰器清潔噴嘴擴散或擴展。吹灰器噴嘴之此擴散大大減小熱傳導總成及熱傳導元件之清潔效率。通常至少部分地由於某些煙道氣體蒸汽之冷凝而在冷端層中發生最大量之積垢。因此，為了提供允許由吹灰器噴嘴進行之有效且高效之清潔的熱傳導元件，冷層熱傳導總成由封閉通道元件組態。該等封閉通道通常係筆直的且僅在通道之端處敞開。封閉通道形成用於流量通過之單獨個別管道，而極其有限可能與毗鄰通道混合或傳導流量。
然而，由習用預熱器中之熱傳導元件之組合組態之封閉通道可具有低熱傳導效率，此乃因熱傳導元件中之某些熱傳導元件可不具有適當表面增強。由熱傳導元件之組合所組態之其他封閉通道可具有較佳熱傳導效率，但由於各片經緊緊壓緊，而可不允許較大煙灰或灰顆粒通過。此外，若此等熱傳導元件之尺寸經變更以使熱傳導總成鬆弛以允許大煙灰或灰從中通過，則可不用一防腐蝕塗層保護熱傳導元件，此乃因鬆弛允許衝擊式吹灰器噴嘴在元件之間引入有力振動及碰撞，此破壞防腐蝕塗層。
因此，存在對可有效組態封閉通道元件以排除關於總熱傳導效率且具體而言在冷端表面中之吹灰效率、大煙灰或灰顆粒之通過、熱傳導元件之清潔且避免對其之腐蝕之習用預熱器之問題的熱傳導元件及總成之一需求。
鑒於先前技術中固有之前述缺點，本發明提供用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導元件及熱傳導總成。此等熱傳導總成經組態以包含先前技術之所有優點，且克服先前技術中固有之缺點且提供某些額外優點。
本發明之一目的係提供具有經改良熱傳導能力之熱傳導元件。
本發明之另一目的係提供當經組態成冷層總成中時具有經改良熱傳導效應之熱傳導元件及其總成。
本發明之另一目的係提供用於允許經改良吹灰之熱傳導元件及其總成。
本發明之又一目的係提供可能夠在不必使熱傳導總成鬆弛之情況下允許大煙灰或灰顆粒從中通過之熱傳導元件及其總成。
本發明之另一目的係提供可能夠經保護免受煙道氣流中存在之可冷凝物所致之腐蝕之熱傳導元件及其總成。
為達成以上目的，在本發明之一態樣中，提供用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成。該熱傳導總成包括複數個熱傳導元件，該等熱傳導元件以彼此間隔之關係以一方式堆疊以使得來自該等熱傳導元件中之一者之複數個凹口中之每一凹口擱置於來自該等毗鄰熱傳導元件之複數個扁平區段之各別扁平區段上以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者以一方式經組態以使得來自該等熱傳導元件中之一者之複數個凹紋區段之該等凹紋區段中之每一者面向來自該等毗鄰熱傳導元件之複數個凸紋區段之該等各別凸紋區段，且 其中該等凹口中之每一者具有自該等熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊以組態該複數個熱傳導元件中之每一者之間的該間隔關係。
在本發明之以上態樣之一實施例中，該複數個熱傳導元件中之每一者包括該複數個凸紋區段，該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口，其跨越該等熱傳導元件之寬度組態於該等熱傳導元件上且彼此毗鄰地定位。
在本發明之以上態樣之又一實施例中，該複數個熱傳導元件中之每一者經組態而以一方式包含該複數個凸紋區段、該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口以使得該等扁平區段及凹口中之每一者藉由該等凸紋區段及凹紋區段中之至少一者而彼此間隔開。
在本發明之以上態樣之又一實施例中，該複數個熱傳導元件包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括該複數個凸紋區段及該複數個扁平區段，該等凸紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件中之每一者之寬度以交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括該複數個凹紋區段及該複數個凹口，該等凹紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件中之每一者之寬度以交替方式組態。
在本發明之以上態樣之又一實施例中，該複數個熱傳導元件包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括該複數個凹紋區段及該複數個扁平區段，該等凹紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件中之每一者之寬度以交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括該複數個凸紋區段及該複數個凹口，該等凸紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件中之每一者以交替方式組態。
在本發明之以上態樣之又一實施例中，該等凸紋區段係組態為 與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且該等凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
在本發明之另一態樣中，提供用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成。公該熱傳導總成包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括複數個凸紋區段及複數個扁平區段，該等凸紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件之寬度以交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括複數個凹紋區段及複數個凹口，其中該等凹口中之每一者具有自該等第二熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凹紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件之寬度以交替方式組態，且其中該等第一及第二熱傳導元件中之每一者以一彼此經間隔且交替方式堆疊以使得該第二熱傳導元件之該等凹口中之每一者擱置於該毗鄰第一熱傳導元件之該等各別扁平區段上以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者以一方式經組態以使得該等第二熱傳導元件之該等凹紋區段中之每一者面向該等毗鄰第一熱傳導元件之該等各別凸紋區段。
一種用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導總成，該熱傳導總成包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括複數個凹紋區段及複數個扁平區段，該等凹紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件之寬度以交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括複數個凸紋區段及複數個凹口，每一凹口具有自該等第二熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凸紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件之寬度以交替方式組態，且其中該等第一及第二熱傳導元件中之每一者以彼此經間隔且交替方式堆疊，使得該第二熱傳導元件之該等凹口中之每一者擱置於該等毗鄰第一熱傳導元 件之該等各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者以一方式經組態，使得該等第一熱傳導元件之該等凹紋區段中之每一者面向該等毗鄰第二熱傳導元件之該等各別凸紋區段。
在本發明之另一態樣中，提供用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成。該熱傳導總成包括複數個熱傳導元件，該複數個熱傳導元件中之每一者包括：複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，其跨越該等熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態於其上，其中該等凹口中之每一者具有自該等熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該複數個熱傳導元件以彼此間隔之一關係用一方式堆疊，使得該等熱傳導元件中之一者之該等凹口中之每一者擱置於該等毗鄰熱傳導元件之該等各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者以一方式經組態，使得該等熱傳導元件中之一者上之凹紋區段中之每一者面向該等毗鄰熱傳導元件之該等各別凸紋區段。
在本發明之另一態樣中，提供用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成之一熱傳導元件。該熱傳導元件包括：複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，其跨越該熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態，其中該等凹口中之每一者具有自該熱傳導元件之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊。
在本發明之以上兩項態樣之一實施例中，熱傳導元件經組態而以一方式包含複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口以使得扁平區段及凹口中之每一者藉由該等凸紋區段及該等凹紋區段中之至少一者而彼此間隔開。
在本發明之另一態樣中，提供用於製作用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成之一熱傳導元件之一方法。該方法包括：跨越該熱 傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，該等凹口具有自該熱傳導元件之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊。
在以上所提及之本發明之所有各種態樣中，該等凸紋區段係組態為與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且該等凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
此等態樣連同本發明之其他態樣以及表徵本發明之各種新穎性特徵在隨附至本發明之申請專利範圍中特定指出且形成本發明之一部分。為更好理解本發明、其操作優點及藉由其使用實現之特定目的，應參考附圖及其中存在本發明之經圖解說明之實例性實施例之說明性材料。
100‧‧‧旋轉式再生預熱器/預熱器
102‧‧‧轉子總成
104‧‧‧殼體
106‧‧‧轉子柱
108‧‧‧隔膜/隔板
110‧‧‧隔間
112‧‧‧煙道氣進氣道
114‧‧‧煙道氣出氣道
116‧‧‧空氣進氣道
118‧‧‧空氣出氣道
120‧‧‧扇形板
122‧‧‧空氣扇區
124‧‧‧氣體扇區
126‧‧‧熱煙道氣流/煙道氣流
128‧‧‧燃燒氣流
200‧‧‧熱傳導總成
210‧‧‧熱傳導元件/熱傳導元件或片/頂部熱傳導元件/下部熱傳導元件
220‧‧‧凹口/特性
220a‧‧‧隆脊
220b‧‧‧隆脊
230‧‧‧扁平區段/特性
240‧‧‧通道/封閉通道
250‧‧‧凹紋區段/特性/凹紋
260‧‧‧凸紋區段/特性/凸紋
300‧‧‧熱傳導總成
310a‧‧‧熱傳導元件/第一熱傳導元件
310b‧‧‧熱傳導元件/第二熱傳導元件
320‧‧‧凹口
320a‧‧‧隆脊
320b‧‧‧隆脊
330‧‧‧扁平區段/扁平面
340‧‧‧通道
350‧‧‧凹紋區段/凹紋
360‧‧‧凸紋區段/凸紋
400‧‧‧熱傳導總成
410a‧‧‧熱傳導元件/第一熱傳導元件
410b‧‧‧熱傳導元件/第二熱傳導元件
420‧‧‧凹口
420a‧‧‧隆脊
420b‧‧‧隆脊
430‧‧‧扁平區段/扁平面
440‧‧‧通道
450‧‧‧凹紋區段/凹紋
460‧‧‧凸紋區段/凸紋
500‧‧‧熱傳導總成
510a‧‧‧熱傳導元件/第一熱傳導元件
510b‧‧‧熱傳導元件/第二熱傳導元件
520‧‧‧凹口
520a‧‧‧隆脊
520b‧‧‧隆脊/熱傳導元件
530‧‧‧扁平區段/扁平面
540‧‧‧通道
550‧‧‧凹紋區段/凹紋
560‧‧‧凸紋區段/凸紋
A‧‧‧煙道氣流方向
B‧‧‧熱傳導方向
Φ‧‧‧角度
α‧‧‧角度
藉由參考結合附圖所進行之以下詳細說明及申請專利範圍而將更佳理解本發明之優點及特徵，其中相同元件係用相同符號識別，且在圖式中：圖1圖解說明一旋轉式再生預熱器之一透視圖，藉此根據本發明之各種實例性實施例之各種熱傳導總成被採用；圖2A及圖2B分別根據本發明之一實例性實施例圖解說明一熱傳導總成之側視圖及俯視圖；圖3A及圖3B分別根據本發明之另一實例性實施例圖解說一熱傳導總成之側視圖及俯視圖；圖4A及圖4B分別根據本發明之另一實例性實施例圖解說明一熱傳導總成之側視圖及俯視圖；及圖5A及圖5B分別根據本發明之另一實例性實施例圖解說明一熱傳導總成之側視圖及俯視圖。
貫穿對圖式之數個視圖之闡述，相同元件符號指代相同部件。
為透徹理解本發明，應結合以上所闡述之圖式參考以下詳細闡述，包含隨附申請專利範圍。儘管已結合實例性實施例來闡述本發明，但本發明並不意欲限於本文中所闡明之特定形式。應理解，在情況可表明或呈現適宜時預期等效形式之省略及替代，但此等意欲在不背離本發明之申請專利範圍之精神或範疇之情況下涵蓋應用或實施方案。同樣，應理解，本文中所用之措詞及術語是用於闡述目的而不應視為限制性。
術語「第一」、「第二」及諸如此類在本文中並不表示任何次序、卓越性或重要性，而係用於將元件彼此區分開。此外，術語「一」(「a」、「an」)及「複數個」在本文中並不表示對量之一限制，而是表示存在所提及項之至少一者。
參考圖1，圖解說明一旋轉式再生預熱器100(在下文中稱為「預熱器100」)之一透視圖，藉此根據本發明之各種實例性實施例之如圖2A至圖5B中所示之各種熱傳導總成200、300、400及500中之至少一者可被採用且將結合各別圖加以詳細闡釋。
預熱器100包含以可旋轉方式安裝於一殼體104以沿著一轉子柱106旋轉之一轉子總成102。轉子總成102經組態以包含自轉子柱106徑向延伸至轉子總成102之一外之隔膜或隔板108。此外，隔板108界定用於容納各種熱傳導總成200、300、400或500之各種隔間110。殼體104包含用於使經加熱煙道氣流動穿過預熱器100之一煙道氣進氣道112及一煙道氣出氣道114。殼體104進一步包含用於使燃燒空氣流動穿過預熱器100之一空氣進氣道116及一空氣出氣道118。此外，預熱器100包含毗鄰於轉子總成102之下部面及上部面跨越殼體104延伸之扇形板120，藉此將預熱器100劃分成一空氣扇區122及一氣體扇區124。一箭頭「A」指示一煙道氣流126穿過轉子總成102之方向。進 入穿過煙道氣進氣道112之熱煙道氣流126將熱傳導至安裝於隔間110中之熱傳導總成200、300、400或500。經加熱熱傳導總成200、300、400或500然後旋轉至預熱器100之空氣扇區122。熱傳導總成200、300、400或500之所儲存熱然後傳導至一燃燒氣流128，如由箭頭「B」所指示，進入穿過空氣進氣道116。在此闡釋性段落中，應理解，進入至預熱器100中之煙道氣流126之熱用於加熱熱傳導總成200、300、400或500，該等熱傳導總成繼而加熱出於預定目的進入預熱器100之燃燒氣流128。
現在將結合圖1至圖5B闡釋熱傳導總成200、300、400、500。熱傳導總成200、300、400或500包含複數個熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b，該複數個熱傳導元件以彼此間隔之關係以一方式堆疊以使得該等熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b中之一者之複數個凹口220、320、420、520中之每一凹口220、320、420、520擱置於該等毗鄰熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b之複數個扁平區段230、330、430、530中之各別扁平區段230、330、430、530上以組態彼此隔離之複數個通道240、340、440、540。此外，通道240、340、440、540中之每一者以一方式包含組態以使得熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b中之一者之複數個凹紋區段250、350、450、550中之每一凹紋區段250、350、450、550面向毗鄰之熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b之複數個凸紋區段260、360、460、560中之各別凸紋區段260、360、460、560。此外，每一凹口220、320、420、520具有自熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰之雙隆脊220a、220b；320a、320b；420a、420b；520a、520b以組態經間隔關係同時堆疊熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b 以組態熱傳導總成200、300、400及500。出於透徹理解本發明之目的，本文中將結合其各別圖來闡釋熱傳導總成200、300、400及500中之每一者。
如所提及之熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b係藉由預定尺寸(諸如，如所使用之長度、寬度及厚度)之金屬片或板獲得且適於製作滿足其將安裝於其中之工業機具之所需要求的預熱器100。本文中將結合特定實施例闡釋包含各種組態之熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b。
現在參考圖2A及圖2B，其分別根據本發明之一例示性實施例圖解說明熱傳導總成200之側視及俯視圖。熱傳導總成200包含複數個熱傳導元件，諸如熱傳導元件210。熱傳導元件210中之每一者包含：複數個凹口，諸如凹口220；複數個扁平區段，諸如扁平區段230；複數個凹紋區段，諸如凹紋區段250；及複數個凸紋區段，諸如凸紋區段260，(本文中亦可統稱或個別稱為「特性220、230、250及260」)。此外，每一凹口220包含自熱傳導元件210之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰的雙隆脊220a及220b。所有所提及四個特性可跨越熱傳導元件210之寬度且彼此毗鄰地組態於該熱傳導元件上。在如上文所提及之本實施例中，所有特性220、230、250及260係組態於熱傳導元件210上。然而，此等特性220、230、250及260可以兩個一組合之方式組態於一個以上熱傳導元件上，且將結合圖3A至圖5B來闡釋。此外，繪示各種種類之熱傳導總成200、300、400及500之圖2A至5B實質上繪示此等總成之一部分，且可不視為限制性，如所展示。藉由重複應用特性220、230、250及260來形成任何此等總成。
在本發明之一項實施例中，凹口220及扁平區段230與熱傳導元件210中之每一者上之凹紋區段250及凸紋區段260中之至少一者間隔開。在一例示性實施例中，如圖2A及圖2B中所示，特性220、230、 250及260按以下次序(諸如扁平區段230、凸紋區段260、凹口220及凹紋區段250)經組態。然而，在不背離本發明之範疇之情況下，取決於工業要求，特性220、230、250及260可以任何次序經組態以獲得通道240。根據本發明之此實施例，所有所提及之特性220、230、250及260係藉由單輥製造程序，利用一單個組輥以其最可能形式組態於單個熱傳導元件210中之每一者上。繼組態特性220、230、250及260之後，每一此等熱傳導元件或片210可塗佈有一適合塗層，諸如搪瓷，此使得熱傳導元件或片210稍厚且亦防止金屬片基板與煙道氣直接接觸，藉此防止由彼氣流內之煙灰、灰或可冷凝蒸汽之效應引起的腐蝕。
特性220、230、250及260以一特定方式組態於熱傳導元件210中之每一者上。在一項實施例中，凸紋區段260之每一凸紋係組態為與扁平區段230及凹口220中之至少一者成一角度。舉例而言，如圖2B中所示，凸紋260係組態為關於扁平區段230成一角度「Φ」，或可係組態為關於凹口220成一角度「α」。在一個範圍中，角度「Φ」及「α」可係相同度數，且在另一範圍中，該等角度可係不同的，取決於要求。此外，諸如凹紋區段250之特性亦關於凹口220及扁平區段230中之至少一者以一特定方式經組態。在如圖2B中所示之一項實施例中，凹紋區段250係組態為平行於凹口220及扁平區段230中之至少一者。自以上關於特性220、230、250及260之書面說明，可清楚顯而易見，凸紋或凸紋區段260關於凹口220或扁平區段230成角度地延伸，且凹紋或凹紋區段250係組態為關於凹口220或扁平區段230平行。諸如「凹紋」或「凹紋區段」；「扁平面」或「扁平區段」及「凸紋」或「凸紋區段」之術語貫穿說明交替且可交換地使用且可視為相同。
為如以上所提及根據本發明組態通道240，各種熱傳導元件210 以彼此具有經間隔關係堆疊。其堆疊之方式使得熱傳導元件210中之一者之凹口220中之一者擱置於毗鄰熱傳導元件210之扁平面230上。舉例而言，如圖2A中所示，頂部熱傳導元件210之凹口220擱置於毗鄰之下部熱傳導元件210之扁平面230，類似地，下部熱傳導元件210之凹口220擱置於毗鄰之頂部熱傳導元件210之扁平面230上，藉此組態通道240。類似地，當各種此等熱傳導元件210堆疊在一起時，跨越熱傳導元件210組態各種通道240。熱傳導元件210之堆疊可足夠緊以避免鬆弛且仍允許實質上較大大小之煙灰或灰顆粒從中通過。
通道240(如所形成)包含一特定組態以根據本發明之各種實施例達成上述目的。通道240由於凹口220及扁平面230之間的接觸而彼此隔離，(在下文中亦可選擇性稱為「封閉通道240」)，且可係大體筆直且跨越其端部敞開。封閉通道240促進流體(諸如來自衝擊式吹灰器噴嘴之彼等)之流動，以直接通過而無需跨越熱傳導元件210之寬度擴散或擴展。此外，在堆疊各種熱傳導元件210時，由於凹口220之存在且更特定而言由於擱置於毗鄰之熱傳導元件210之各別扁平面230上之隆脊220a及220b，在兩個連續熱傳導元件210之間達成一適合間隔。此歸因於凹口220之隆脊220a及220b以達成連續熱傳導元件210之間所需間隔之此等所量測預定高度經組態之事實。兩個連續熱傳導元件210之間的此所需間隔導致封閉通道240之一適合深度以實質上允許大煙灰或灰顆粒從中通過，此繼而防止熱傳導總成200且因此預熱器100之堵塞或阻塞。舉例而言，本發明之封閉通道240可能夠有效地通過高達約9/32英寸(大約7毫米)之大小之煙灰或灰顆粒。然而，在不背離本發明之範疇之情況下，熱傳導總成200可經組態以達成通過甚至更大大小之煙灰或灰顆粒。
如以上所述，在安裝於某些預熱器中之一習用熱傳導總成中通常係鬆弛堆疊之元件以允許較大煙灰或灰粒子從中通過。此等鬆弛堆 疊之熱傳導總成導致熱傳導元件由於由衝擊式吹灰器噴嘴所致之有力振動而彼此碰撞。本發明可能夠排除此等問題，此歸因於凹口220及扁平面230處於緊密組態中或擱置於彼此上且由於隆脊220a及220b之大小實質上為高而仍使得能夠通過來自封閉通道之大大小之煙灰或灰顆粒。具體而言，如以上所提及，繼用所提及特性製作熱傳導元件210之後，熱傳導元件210經塗佈有一適合塗層。此等塗層在鬆弛堆疊之總成中由於在吹灰期間熱傳導元件210之碰撞而易於損壞，此通常不可能係本發明之情形。
此外，每一通道240組態於熱傳導總成200中，毗鄰熱傳導板210上之凹紋250及凸紋260之對準之方式使得其彼此面向。在本發明之一項實施例中，在經堆疊用於組態通道240之兩個連續熱傳導元件210之凹紋250與毗鄰凸紋260之間，存在實質性距離之一間隙，且在另一實施例中，存在約空值之間隙。通道240之此一組態能夠使熱傳導效率增加超過當前冷端表面，從而增加預熱器100之總熱傳導效率。
現在參考圖3A至圖4B，其中根據本發明之另一實施例圖解說明熱傳導總成，諸如熱傳導總成300及400。具體而言，參考圖3A及圖3B，熱傳導總成300包含複數個熱傳導元件，諸如複數個第一熱傳導元件310a及複數個第二熱傳導元件310b。第一熱傳導元件310a中之每一者包含複數個凸紋區段(諸如，凸紋區段360)及複數個扁平區段(諸如，扁平區段330)。凸紋區段360及扁平區段330中之每一者跨越第一熱傳導元件310a中之每一者之寬度以交替方式組態。此外，第二熱傳導元件310b中之每一者包含複數個凹紋區段(諸如，凹紋區段350)及複數個凹口(諸如，凹口320)。凹紋區段350及凹口320中之每一者跨越第二熱傳導元件310b中之每一者之寬度以交替方式組態。
在此實施例中，如所提及與所圖解說明，每熱傳導元件310a、310b(替代僅在一個熱傳導元件中(諸如，在熱傳導元件210中))組態 來自320、330、350及360中之兩個特性。為組態通道，諸如通道340，第一及第二熱傳導元件310a、310b以一方式交替堆疊以使得第二熱傳導元件310b之凹口320擱置於毗鄰之第一熱傳導元件310a之扁平區段330上。通道340具有類似於通道240之組態之組態，且為簡潔起見，本文中不包含對其之闡釋。複數個第一熱傳導元件310a與第二熱傳導元件310b之堆疊具有彼此經間隔之關係，且亦以如上文所闡釋之緊緊壓緊之方式，此歸因於組態於第二熱傳導元件310b中之每一者上之凹口320之隆脊320a及320b之適合高度。
凹口320、扁平面330、凹紋350及凸紋360以一特定方式組態於各別熱傳導元件310a及310b上。在一項實施例中，凸紋260以與扁平面330成一角度組態於第一熱傳導元件310a上。舉例而言，如圖3B中所示，凸紋360係組態為關於扁平面330成一角度「Φ」。此外，凹紋350亦關於第二熱傳導元件310b上之凹口320以一特定方式組態。在如圖3B中所示之一項實施例中，凹紋區段350係組態為平行於凹口320。自以上書面說明，可清楚顯而易見，凸紋360關於第一熱傳導元件310a上之扁平區段330成角度地延伸，且凹紋350係組態為關於第二熱傳導元件310b上之凹口320平行。
現在參考圖4A及圖4B，圖解說明熱傳導總成400。熱傳導總成400實質上類似於熱傳導總成300。類似於熱傳導總成300，熱傳導總成400亦包含複數個熱傳導元件，諸如複數個第一熱傳導元件410a及複數個第二熱傳導元件410b。第一熱傳導元件410a中之每一者包含複數個凸紋區段(諸如，凸紋區段460)及複數個扁平區段(諸如，扁平區段430)。凸紋區段460及扁平區段430中之每一者跨越第一熱傳導元件410a中之每一者之寬度以交替方式組態。此外，第二熱傳導元件410b中之每一者包含複數個凹紋區段(諸如，凹紋區段450)及複數個凹口(諸如，凹口420)。凹紋區段450及凹口420中之每一者跨越第二熱傳 導元件410b中之每一者之寬度以交替方式組態。熱傳導總成300與熱傳導總成400之間的變更之事實可係凹紋之組態之間。凹紋450之形狀可係較彎曲且圓形且緊湊，而凹紋350可係尖利且較不緊湊。凹紋450之彎曲及緊湊性可能夠跨越熱傳導總成400之全部具有相當較佳效率。通道440藉由交替地堆疊第一熱傳導元件410a及第二熱傳導元件410b而組態，如在熱傳導總成300之情形中。為簡潔起見，本文中不包含對其之詳細闡釋。凹口420、扁平面430、凹紋450及凸紋460如以上關於圖3A及圖3B所闡釋以一類似方式組態於各別熱傳導元件410a及410b上。舉例而言，如圖4B中所示，凸紋460以關於扁平區段430成一角度「Φ」組態於第一熱傳導元件410a上。此外，凹紋區段450平行於凹口420而組態於第二熱傳導元件410b上。
現在參考圖5A及圖5B，根據本發明之另一實施例圖解說明一熱傳導總成，諸如熱傳導總成500。熱傳導總成500包含複數個熱傳導元件，諸如複數個第一熱傳導元件510a及複數個第二熱傳導元件510b。第一熱傳導元件510a中之每一者包含複數個扁平區段(諸如，扁平區段530)及複數個凹紋區段(諸如，凹紋區段550)。扁平區段530及凹紋區段550中之每一者跨越第一熱傳導元件510a中之每一者之寬度以交替方式組態。此外，第二熱傳導元件510b中之每一者包含複數個凹口(諸如，凹口520)及複數個凸紋區段(諸如，凸紋區段560)。凸紋區段560及凹口520中之每一者跨越第二熱傳導元件510b中之每一者之寬度以交替方式組態。
在類似於如圖3A至圖4B中所繪示之以上實施例之此實施例中，每熱傳導元件510a、510b(替代一個熱傳導元件(諸如圖2A及圖2B中所繪示之熱傳導元件210))組態來自520、530、550及560中之兩個特性。為組態通道(諸如，通道540)，第一熱傳導元件510a及第二熱傳導元件510b以一方式交替地堆疊以使得第二熱傳導元件510b之凹口 520擱置於毗鄰之第一熱傳導元件510a之扁平區段530上。通道540具有類似於通道240、340及440之組態之組態，且為簡潔起見本文中不包含對其之闡釋。複數個第一熱傳導元件510a與第二熱傳導元件510b之堆疊具有彼此經間隔之關係，且亦以如上文所闡釋之緊緊壓緊之方式，此歸因於組態於每一第二熱傳導元件510b上之凹口520之隆脊520a及520b之適合高度。
此外，凹口520、扁平面530、凹紋550及凸紋560組態於各別熱傳導元件510a及510b上。凹紋區段550以關於扁平面530之一特定方式組態於第一熱傳導元件510a中之每一者上。具體而言，凹紋區段550經組態成平行於凹口520。此外，凸紋區段560以與凹口520成一角度而組態於第二熱傳導元件510b上。舉例而言，凸紋560經組態成關於凹口扁平區段330成一角度「Φ」。
此外，以上實施例之通道340、440及540之組態全部類似於通道240，且包含如在本文發明之範疇中結合通道240所闡釋之所有優點特徵。類似地，熱傳導總成300、400及500亦包含結合熱傳導總成200所闡釋且為簡潔起見本文中不包含之所有有利特徵。此外，根據本發明之各種實施例，在經堆疊用於分別組態通道340、440及540之兩個連續熱傳導元件310a及310b、410a及410b、520a及520b之凹紋350、450及550與毗鄰凸紋360、460、560之間，可存在實質性距離之一間隙，或可存在約空值之間隙。
本文中通常按照一雙扇區類型空氣預熱器來闡述熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b及各別熱傳導總成200、300、400或500。然而，本發明擴展以包含其他種類之空氣預熱器(諸如，一種三扇區或四扇區類型空氣預熱器)之各種熱傳導元件之組態及堆疊，且為簡潔起見本文中不包含對其之闡釋。一般而言，預熱器100可係雙扇區、三扇區或四扇區類型之空氣預熱器中之任何者且本 發明之各種熱傳導元件之組態及堆疊可按照空氣預熱器之種類之要求而進行。
除了以上所提及以外，分別經組態而藉此結合預熱器100用於一工業機具中之熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b及熱傳導總成200、300、400或500提供以下優點。本發明有利於整體且具體而言針對空氣預熱器之冷端表面提供經改良之熱傳導效率。此外，本發明之熱傳導總成有利於提供經改良之吹灰效率。此外，熱傳導元件及其總成經緊緊壓緊且仍能能夠在不必鬆弛熱傳導總成之情況下允許大煙灰或灰粒子自其中通過。由於經緊緊壓緊之總成(此排除熱傳導元件之碰撞)，熱傳導元件上之搪瓷或諸如此類之塗層未被破壞，藉此減小腐蝕熱傳導元件之機會。此外，該等總成亦能夠准許吹灰機能以足夠能量穿透熱傳導表面以清潔遠離吹灰設備定位之熱傳導元件，此仍清潔用於腐蝕防護之塗層，且促成灰或煙灰沈積物移除。此外，封閉通道特徵可適於各應用，諸如DeNOx應用，其中硫酸氫銨沈積物可形成於熱傳導總成中。本發明之總成能夠節省吹灰能，藉此使得熱傳導元件能夠有效使用DeNOx應用。此外，所揭示之熱傳導元件210；310a、310b；410a、410b；510a、510b亦可用於通常用於煙道氣再熱之氣對氣熱交換器中。
已出於圖解說明及闡述之目的提供了對本發明之特定實施例之前述說明。其並意欲窮盡或將本發明限制於所揭示之確切形式，且明顯地，鑒於以上教示其諸多修改及變化形式係可能的。該等實施例經選擇及闡述以便最佳地闡釋本發明之原理及其實際應用，藉此使熟悉此項技術者能夠最佳地利用本發明及具有各種適合於所涵蓋特定使用之修改形式之各種實施例。應理解，在情況可表明或呈現適宜時預期等效形式之省略及替代，但此等意欲在不背離本發明之申請專利範圍之精神或範疇之情況下涵蓋應用或實施方案。
100‧‧‧旋轉式再生預熱器/預熱器
102‧‧‧轉子總成
104‧‧‧殼體
106‧‧‧轉子柱
108‧‧‧隔膜/隔板
110‧‧‧隔間
112‧‧‧煙道氣進氣道
114‧‧‧煙道氣出氣道
116‧‧‧空氣進氣道
118‧‧‧空氣出氣道
120‧‧‧扇形板
122‧‧‧空氣扇區
124‧‧‧氣體扇區
126‧‧‧熱煙道氣流/煙道氣流
128‧‧‧燃燒氣流
200‧‧‧熱傳導總成
300‧‧‧熱傳導總成
400‧‧‧熱傳導總成
500‧‧‧熱傳導總成
A‧‧‧煙道氣流方向
B‧‧‧熱傳導方向

Claims (12)

  1. 一種用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導總成，該熱傳導總成包括：複數個熱傳導元件，其以彼此間隔之關係用一方式堆疊，使得來自該等熱傳導元件中之一者之複數個凹口中之每一凹口擱置於來自該等毗鄰熱傳導元件之複數個扁平區段之各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者具有以一方式之一組態，使得來自該等熱傳導元件中之一者之複數個凹紋區段之每一凹紋區段面向來自該等毗鄰熱傳導元件之複數個凸紋區段之各別凸紋區段，其中該等凹口中之每一者具有自該等熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，以組態該複數個熱傳導元件中之每一者之間的該間隔關係，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中凸紋區段係組態為與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且其中凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
  2. 如請求項1之熱傳導總成，其中該複數個熱傳導元件中之每一者包括：該複數個凸紋區段，該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口，其跨越該等熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態於該等熱傳導元件上。
  3. 如請求項2之熱傳導總成，其中該複數個熱傳導元件中之每一者經組態而以一方式包含該複數個凸紋區段、該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口，使得該等扁平區段及凹口中之每一者藉由該等凸紋區段及該等凹紋區段中之至少一 者而彼此間隔開。
  4. 如請求項1之熱傳導總成，其中該複數個熱傳導元件包括，複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括該複數個凸紋區段及該複數個扁平區段，該等凸紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件中之每一者之寬度以一交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括該複數個凹紋區段及該複數個凹口，該等凹紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件中之每一者之寬度以一交替方式組態。
  5. 如請求項1之熱傳導總成，其中該複數個熱傳導元件包括，複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括該複數個凹紋區段及該複數個扁平區段，該等凹紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件中之每一者之寬度以一交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括該複數個凸紋區段及該複數個凹口，該等凸紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件中之每一者以一交替方式組態。
  6. 一種用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導總成，該熱傳導總成包括：複數個熱傳導元件，該複數個熱傳導元件中之每一者包括，複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，其跨越該等熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態於該等熱傳導元件上，其中該等凹口中之每一者具有自該等熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊， 其中該複數個熱傳導元件以彼此間隔之關係用一方式堆疊，使得來自該等熱傳導元件中之一者之該等凹口中之每一者擱置於來自該等毗鄰熱傳導元件之各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者具有以一方式之一組態，使得來自該等熱傳導元件中之一者之該等凹紋區段中之每一者面向來自該等毗鄰熱傳導元件之該等各別凸紋區段，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中該等凸紋區段係組態為與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且其中凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
  7. 如請求項6之熱傳導總成，其中該複數個熱傳導元件中之每一者經組態而以一方式包含該複數個凸紋區段、該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口，使得扁平區段及凹口中之每一者藉由該等凸紋區段及該等凹紋區段中之至少一者而彼此間隔開。
  8. 一種用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導總成，該熱傳導總成包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括複數個凸紋區段及複數個扁平區段，該等凸紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件之寬度以一交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括複數個凹紋區段及複數個凹口，該等凹口中之每一者具有自該等第二熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凹紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱 傳導元件之寬度以一交替方式組態，且其中該等第一及第二熱傳導元件中之每一者以一彼此間隔且交替之方式堆疊，使得該第二熱傳導元件之該等凹口中之每一者擱置於該毗鄰第一熱傳導元件之該等各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個封閉通道，其中該等通道中之每一者具有以一方式之一組態，使得該等第二熱傳導元件之凹紋區段中之每一者面向該等毗鄰第一熱傳導元件之該等各別凸紋區段，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中該等凸紋區段係組態為與該等扁平區段成一角度，且其中該等凹紋區段係組態為平行於該等凹口。
  9. 一種用於一旋轉式再生預熱器之熱傳導總成，該熱傳導總成包括：複數個第一熱傳導元件，該等第一熱傳導元件中之每一者包括複數個凹紋區段及複數個扁平區段，該等凹紋區段及該等扁平區段中之每一者跨越該等第一熱傳導元件之寬度以一交替方式組態；及複數個第二熱傳導元件，該等第二熱傳導元件中之每一者包括複數個凸紋區段及複數個凹口，該等凹口中之每一者具有自該等第二熱傳導元件中之每一者之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凸紋區段及該等凹口中之每一者跨越該等第二熱傳導元件之寬度以一交替方式組態，且其中該等第一及第二熱傳導元件中之每一者以彼此間隔且交替之方式堆疊，使得該第二熱傳導元件之該等凹口中之每一者擱置於該等毗鄰第一熱傳導元件之該等各別扁平區段上，以組態彼此隔離之複數個通道，其中該等通道中之每一者具有以一方式之一組態，使得該等第一熱傳導元件之凹紋區段中之每一 者面向該等毗鄰第二熱傳導元件之該等各別凸紋區段，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中該等凸紋區段係組態為與該等凹口成一角度，且其中該等凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段。
  10. 一種用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成之熱傳導元件，該熱傳導元件包括：複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，其跨越該熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態，其中該等凹口中之每一者具有自該熱傳導元件之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中該等凸紋區段係組態為與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且其中該等凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
  11. 如請求項10之熱傳導元件，其中該熱傳導元件經組態而以一方式包含該複數個凸紋區段、該複數個凹紋區段、該複數個扁平區段及該複數個凹口，使得該等扁平區段及凹口中之每一者藉由該等凸紋區段及該等凹紋區段中之至少一者而彼此間隔開。
  12. 一種用於製作用於一旋轉式再生預熱器之一熱傳導總成之一熱傳導元件之方法，該方法包括：跨越該熱傳導元件之寬度且彼此毗鄰地組態複數個凸紋區段、複數個凹紋區段、複數個扁平區段及複數個凹口，該等凹口具有自該熱傳導元件之相對側橫向延伸之毗鄰雙隆脊，其中該等凹紋區段經組態為平行於該等毗鄰雙隆脊之至少一者，其中該等凸紋區段係組態為與該等扁平區段及該等凹口中之至少一者成一角度，且其中該等凹紋區段係組態為平行於該等扁平區段及該等凹口中之至少一者。
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