旋轉再生式熱交換器的傳熱件組件制造技術

用于旋轉再生式熱交換器的傳熱件（３４）具有帶斷流凹部（４６）、間隔布置的脊部或凹槽（４２），凹部以選定的間距位于凹槽（４２）的尖端而伸進流動通道（３６、３８）內。這些凹部（４６）阻斷附面層而造成擾動和混拌，從而加強熱量的傳遞。對不同的凹部（４６）成形方法作了說明。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

技術介紹
本專利技術涉及旋轉再生式空氣預熱器，用以將來自廢氣流的熱量傳給進入的燃燒空氣流，具體地說涉及用于空氣預熱器的傳熱件的結構及其制造方法。旋轉再生式熱交換器用以將來自熱氣流如熱廢氣流的熱量傳給另一冷氣流如燃燒空氣。轉子包含著大量的吸熱材料，先使轉子轉動而進入熱氣流的通道，在此通道內吸熱材料吸取熱量。在轉子繼續轉動時，經加熱的吸熱材料進入冷氣流通道，在此通道內將來自吸熱材料的熱量傳給冷氣流。在普通的旋轉式熱交換器如旋轉再生式空氣預熱器內，筒形轉子裝在水平或垂直的中央轉子支柱上，通過很多徑向隔板分成很多扇形隔間，稱之為隔膜的隔板從轉子支柱延伸到轉子的外周殼體。在這些扇形隔間內裝有模件式熱交換筐件，筐件包含著大量一般由疊置板狀吸熱件構成的熱交換材料。一般用于再生式空氣預熱器的傳熱件為成形壓制或滾壓成的鋼板，再將這些鋼板疊置起來而構成大量的傳熱材料。一種常用的結構是使板件作成形加工而帶有間隔布置的脊體、一般是從板件相背兩側凸出的雙脊體，脊體沿流動的方向或與之傾斜的方向延伸而用以使板件彼此相隔一定距離。這種間隔在板件之間構成流動通道以便廢氣和空氣從中流動。作為這種傳熱件的示例可參閱美國專利4,744,410和4,553,458。采用這些脊體使傳熱件作間隔布置的作用之一是使脊體構成經過成沓傳熱件的流動通路，而此通路具有與板件其他部分每表面面積的截面積相比較大的每板件外露表面面積的截面積。這就造成與板件其他部分相比較小的流動阻力、較弱的擾動和混拌作用、較大的廢氣和空氣的質量流量和較少的傳遞熱量。因此，脊體盡管提供了結構上的完整性和準確的間隔，仍具有其傳熱方面的負面作用。專利技術概述本專利技術涉及使傳熱件成形的方法和用此方法形成的傳熱件，從而改善傳熱件的傳熱性能。具體地說，本專利技術涉及具有橫跨板件形成的間隔布置的脊或凹槽，其中，在凹槽的尖端以選定的間距形成擾流凹部，此凹部伸進由凹槽形成的流動通道部分內。此擾流凸體改變了流動通道的尺寸(高度、寬度和(或)斷面面積)，阻斷了界面層，產生了擾動和混拌的作用，從而加強了熱量的傳遞。附圖的詳細描述附圖說明圖1為普通旋轉再生式空氣預熱器的透視全圖。圖2為本專利技術傳熱組件的部分透視圖。圖3為傳熱組件的部分側視圖，示出流動通道。圖4為本專利技術傳熱板的部分透視放大圖。圖5為板件成形方法的部分剖面圖，示出帶凹槽板件的成形。圖6為圖5輥子的另一剖面圖，示出用以形成擾流凹部的結構。圖7為圖5、6輥子之一的部分透視圖。圖8為本專利技術另一板件成形方法的部分剖面圖。圖9為圖8凹部成形輥子的前視圖。圖10為將本專利技術用于波紋狀板件時傳熱組件的部分透視圖。優選實施例的描述圖1為一常用空氣預熱器經部分剖去后的透視圖，示出在殼體12內轉子14裝在驅動軸或支柱16上并繞其作如箭頭18所示轉動。轉子由很多扇形區20構成，每扇形區裝有很多筐式模件22，每扇形區以隔板34為界。筐式模件含有熱交換表面。殼體通過氣流不能透過的扇形板24分成廢氣側的空氣側。在此裝置的底部也裝有相應的扇形板。熱廢氣通過廢氣入口管道26進入空氣預熱器，氣流穿過轉子而將熱量傳給轉子，再通過廢氣出口管道28離去。反向流動的空氣通過空氣入口管道30進入而穿過轉子，從而從轉子吸取熱量，再通過空氣出口管道32離去。圖2部分地示出三個裝在筐式模件22內、按本專利技術成形的疊置熱交換板34。當然，在每模件內設有大量的這種板件34。板件34是相隔一定間距疊置的，因而在其間形成供廢氣和空氣流動的通路36、38。板件34一般由金屬薄板構成而可將其滾壓或沖壓成所需形狀。成形的板件具有平面段40和朝向相反的凹槽42，凹槽用以使相鄰板件相隔一預定的間距以便形成以上所述流動通道或通路36、38。圖3為三個疊置板件的部分側視圖，在凹槽42和相鄰板件之間畫上交叉陰影線的流體流動可用面積44就每表面面積外露的傳熱表面而言，明顯地大于其余(未畫上交叉陰影線的)相鄰板件平面段40之間流體流動面積。此流動通道44具有較小的阻力和較弱的擾動和混拌作用。就每外露的傳熱件表面面積而言，流徑這些通道44的流量百分比大于流經其余流動通路38以及流經流動通路36的流量百分比。所有這些因素造成這一區域44內較低的熱量傳遞。本專利技術提供一種流動通道44的結構，用以擾動氣體，從而至少加大流動阻力、產生擾動和混拌并阻斷界面層。這種氣流干擾結構因而改善了通道44內的單位傳熱性能和疊置板件總的傳熱性能。這還是以將某些氣流推出凹槽通道而使其與其他區域內如圖2、3內的流動通路36、38內的氣流混拌。這種混拌減少了通路44和通路36、38之間的溫差，否則就會產生這種溫差。圖2示出氣體干擾結構，這是由變形體或凹部46構成的，這是在凹槽42尖端內形成而以一定間距伸進通道44內的。這些凹部在圖4板件34的部分放大圖中作了很清楚的圖示。如圖4所示，在向上延伸的左邊凹槽42內凹部46由凹槽尖端內的小坑構成，使凹部46的下側伸進板件下方的流動區44內。與此相似，在向下延伸的右邊凹槽42內所形成的凹部46向上伸進板件上方的右邊流動區44內。這些氣流干擾結構或凹部46，由于其伸進經過通道44的流體流動通路內，就干擾了界面層而產生振動和混拌作用，從而改善了熱量的傳遞。事實上，即使在凹部46很小時也可明顯地改善熱量的傳遞而不為使其相隔很近。例如，在凹槽高度為0.38英寸(從板件一側的凹槽尖端到板件另一側相配凹槽的尖端的距離)時，相隔間距為2.5英寸而深度僅為0.100英寸的凹部就對某一相同體積或相同量的傳熱板顯示出9.5％的傳熱增長值。或則，由于傳熱量的增加而可進一步加大板件相隔的間距，與不采用本專利技術的板件相比，在模件中減少8％的板件材料就可取得同等的傳熱量。圖5、6、7示出本專利技術傳熱板成形方法所用設備。在此方法中，改造了用以形成板件34中凹槽42的對置成形輥子48、50以形成凹部46。圖5為通過輥子而在無凹部的部位通過板件所作剖面圖。成形輥子上的凸體52和凹體54相配合以形成凹槽42。圖6與圖5相似而為通過輥子和在具有用以形成凹部結構的部位通過板件所作剖面圖。圖7為一輥子的部分透視圖，示出這些凹部的成形結構。如圖所示，在成形輥子上的凸體52在56處予以切除而在形狀上和程度上符合形成凹部46的要求。凹體54裝有壓凹銷釘58而使其從凹體54的底部伸出以便與配對的輥子上配對的切除部分56相配合而形成凹部。圖8、9示出另一本專利技術傳熱板內形成凹部46的方法。在圖8中，成形輥子60、62與圖5成形輥子48、50相似，但僅用以形成凹槽42。對這些輥子未予作出用以形成凹部46的改制。在圖8.9所示方法中，使帶有已形成凹槽42的板件34通過凹部成形輥子64、66。輥子64由一組圓盤68構成，圓盤相隔一與凹部之間所需間距相同的距離如圖9所示。輥子64最好在圓盤68之間具有分隔器72而可采用不同寬度的分隔器72以改變凹部之間的距離。對圓盤68的周邊予以定形和定位，使其與凹槽42接合而形成形狀和深度符合要求的凹部。輥子66用以在形成凹部時支承其兩側上的凹槽。這就控制著凹部的深度并防止凹部特定區域外的薄板產生不應有的變形。輥子66具有一組圓盤70，圓盤器有凹槽支承體74。這些凹槽支承體的形狀使其伸入凹槽并與凹槽的形狀相符。將凹槽支承體排列在輥子66上而使在每本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳熱件組件，用于旋轉再生式熱交換器，具有很多以間隔的關系疊置的傳熱板，從而在相鄰的板之間提供很多通路以便熱交換流體從中流動，每個所述板具有間隔布置，與之橫向延伸并從所述板到一尖端向外伸出的凹槽，從而所述間隔布置的凹槽支承呈所述間隔關系的相鄰的板并在相鄰的板之間提供所述很多道路，所述間隔布置的凹槽具有在所述尖端內以選定的間距形成的凹部，所述凹部從所述尖端伸進所述通路和所述熱交換流體流內。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：WS康德曼，GF布朗，TC布若斯特瓦，MM陳，SF哈丁格，JD西巴德，
申請(專利權)人：阿爾斯托姆電力公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]