專利名稱：脈動(dòng)式再生換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種再生換熱器，特別是涉及一種高效率、無(wú)泄露的再生換熱器。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)生產(chǎn)中使用的回轉(zhuǎn)式再生換熱器是熱煙氣通過(guò)換熱元件加熱冷空氣的 一種熱交換裝置?；剞D(zhuǎn)式再生換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省成本，性能可靠，是電廠熱回收和煙氣 脫硫的理想設(shè)備?；剞D(zhuǎn)式再生換熱器主要裝置是一個(gè)圓筒形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子從上到下用隔板沿徑向分 隔成互不相通的若干個(gè)扇形倉(cāng)，扇形倉(cāng)里面為大面積換熱元件，在轉(zhuǎn)子的截面上，扇形倉(cāng)被 分隔成為煙氣流通區(qū)、空氣流通區(qū)和密封區(qū)三部分。在煙氣流通區(qū)，高溫?zé)煔鈴南孪蛏贤ㄟ^(guò) 扇形倉(cāng)內(nèi)的換熱元件，將熱量?jī)?chǔ)存在換熱元件內(nèi)；在空氣流通區(qū)，低溫空氣從上向下通過(guò)扇 形倉(cāng)的換熱元件，將高溫?zé)煔鈨?chǔ)存在換熱元件內(nèi)的熱量帶走。密封區(qū)的作用是將煙氣流通 區(qū)和空氣流通區(qū)密封隔開。回轉(zhuǎn)式再生換熱器在使用時(shí)，轉(zhuǎn)子沿同一方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，高 溫?zé)煔鈱崃窟B續(xù)不斷的儲(chǔ)存在換熱元件中，同時(shí)，通過(guò)進(jìn)入轉(zhuǎn)子的冷空氣將儲(chǔ)存在換熱 元件內(nèi)的熱量不斷的帶走。高溫?zé)煔馔淇諝馔ㄟ^(guò)換熱元件交替進(jìn)行熱交換，使高溫?zé)煔?中的熱量再生轉(zhuǎn)化成空氣中的熱量?；剞D(zhuǎn)式再生換熱器由于轉(zhuǎn)子與扇形板和外殼之間有間隙、且各種結(jié)構(gòu)件在工作時(shí) 受熱變形，同時(shí)由于空氣與煙氣之間存在相當(dāng)大的壓力差，使回轉(zhuǎn)式再生換熱器在熱態(tài)運(yùn) 行時(shí)漏風(fēng)嚴(yán)重。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)式再生換熱器存在泄露的問(wèn)題，所以該種換熱器不能用于預(yù)熱煤氣。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有回轉(zhuǎn)式再生換熱器的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種脈動(dòng)式再生換熱
ο本發(fā)明所提供的脈動(dòng)式再生換熱器，具有密封無(wú)泄露，熱效率大于80 %，在煙氣水 當(dāng)量同被加熱氣體水當(dāng)量相等時(shí)排煙溫度低于100°C等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明脈動(dòng)式再生換熱器由2個(gè)以上換熱室、換熱室的2倍 個(gè)換向閥、高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管等組成。每個(gè) 換熱室之間是用隔板分隔或獨(dú)立而成。每個(gè)換熱室上均設(shè)有2個(gè)氣體進(jìn)出開口，每一個(gè)氣 體進(jìn)出開口都有兩個(gè)互相轉(zhuǎn)化的功能，其中一個(gè)氣體進(jìn)出開口為高溫?zé)煔膺M(jìn)口 /高溫空氣 出口，另一個(gè)氣體進(jìn)出開口為低溫?zé)煔獬隹?/冷空氣進(jìn)口。換熱器內(nèi)設(shè)的高溫空氣引出管、 高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管等4根管道可根據(jù)實(shí)際情況布置。每個(gè)換 熱室的高溫?zé)煔膺M(jìn)口 /高溫空氣出口，同一個(gè)換向閥的某一開口相連，該換向閥的另外兩 個(gè)口分別同高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管相連通。每個(gè)換熱室的低溫?zé)煔獬隹?/冷空 氣進(jìn)口，同另一換向閥的某一開口相連，該換向閥的另外兩個(gè)口分別同低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管相連通。脈動(dòng)式再生換熱器的換熱室工作時(shí)有一半處于吸熱狀態(tài)，另外一半處于放熱狀 態(tài)。當(dāng)換熱室處于吸熱狀態(tài)時(shí)，高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔膺M(jìn)入管，此時(shí)該端的換向閥的煙氣閥 板打開、空氣閥板關(guān)閉，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)該端的換向閥進(jìn)入換熱室流經(jīng)冷態(tài)換熱元件將熱量 留下后，進(jìn)入另一端的換向閥，此時(shí)另一端的換向閥的煙氣閥板打開、空氣閥板關(guān)閉，煙氣 通過(guò)另一端的換向閥進(jìn)入低溫?zé)煔庖龉?，排出換熱器。當(dāng)換熱室處于放熱狀態(tài)時(shí)，冷空氣進(jìn)入冷空氣進(jìn)入管，此時(shí)該端的換向閥的空氣 閥板打開、煙氣閥板關(guān)閉，冷空氣通過(guò)該端的換向閥逆向進(jìn)入換熱室流經(jīng)熱態(tài)換熱元件將 熱量帶走后，進(jìn)入另一端的換向閥，此時(shí)另一端的換向閥的空氣閥板打開、煙氣閥板關(guān)閉， 被預(yù)熱的空氣通過(guò)另一端的換向閥進(jìn)入高溫空氣引出管，排出換熱器。換熱室的氣體進(jìn)出開口設(shè)置換熱室的上、下位置時(shí)，表示換熱室垂直放置。換熱室 也可水平放置，換熱室水平放置時(shí)，其氣體進(jìn)出開口設(shè)在換熱室的左、右兩端。高溫空氣引 出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管等可以根據(jù)實(shí)際情況布置在合適位 置。每臺(tái)脈動(dòng)式再生換熱器的換熱室至少2個(gè)以上，假設(shè)換熱室共2η個(gè)，換熱器工作 時(shí)其中1 η號(hào)換熱室處在吸熱狀態(tài)，即高溫?zé)煔鈴倪@些換熱室流過(guò)變成低溫?zé)煔?，另外?η+1 2η號(hào)換熱室處在放熱狀態(tài)，即冷空氣從這些換熱室流過(guò)變成高溫空氣。上述狀態(tài)延 續(xù)間隔時(shí)間t后，1號(hào)換熱室同η+1號(hào)換熱室通過(guò)各自換向閥的動(dòng)作完成這兩個(gè)換熱室工 作狀態(tài)的交換，1號(hào)換熱室由吸熱狀態(tài)變放熱風(fēng)狀態(tài)，η+1號(hào)換熱室由放熱狀態(tài)變成吸熱狀 態(tài)。再過(guò)一個(gè)換向間隔時(shí)間t時(shí)間后，2號(hào)換熱室同η+2號(hào)換熱室交換工作狀態(tài)。再過(guò)一個(gè)
換向間隔時(shí)間t時(shí)間后，3號(hào)換熱室同n+3號(hào)換熱室交換工作狀態(tài).......以此類推換熱
室按照這樣的規(guī)律變換著自己的工作狀態(tài)。從換熱器斷面上看，進(jìn)入換熱室的煙氣、被預(yù)熱 的空氣之間間隔逆向流動(dòng)，同時(shí)煙氣、煤氣又沿著各自固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使換熱器完成換 熱功能。由于進(jìn)入換熱室的煙氣，被預(yù)熱的空氣沿著各自固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)是通過(guò)換向閥 的換向來(lái)完成的，只要換向閥能保正密封，換熱器就不存在泄漏，而換向閥的密封問(wèn)題已經(jīng) 解決，所以脈動(dòng)式再生換熱器無(wú)泄露，該種換熱器可以用于預(yù)熱空氣，也可以用來(lái)預(yù)熱煤氣。


圖1是設(shè)置10個(gè)換熱室的脈動(dòng)式再生換熱器俯視圖。圖2是設(shè)置10個(gè)換熱室的脈動(dòng)式再生換熱器主視圖。下面通過(guò)設(shè)有10個(gè)換熱室的脈動(dòng)式再生換熱器實(shí)例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一 步說(shuō)明。在實(shí)例中，脈動(dòng)式再生換熱器是由10個(gè)換熱室構(gòu)成的。換熱室1 10圖中件號(hào)為 (1) (10)，每個(gè)換熱室之間用隔板(11)分隔而成，每個(gè)換熱室內(nèi)均設(shè)有換熱元件(20)。 每個(gè)換熱室的下部設(shè)高溫?zé)煔膺M(jìn)口 /高溫空氣出口(12)，每個(gè)換熱室的上部設(shè)低溫?zé)煔獬?口 /冷空氣進(jìn)口(13)。在換熱室的下面設(shè)高溫空氣引出管(14)、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管(15)；在 換熱室的上面設(shè)低溫?zé)煔庖龉?16)、冷空氣進(jìn)入管(17)。每個(gè)換熱室下部進(jìn)/出口(12)同下?lián)Q向閥(18)的上口相連，下?lián)Q向閥(18)的另外兩個(gè)口分別同高溫空氣引出管(14)、高 溫?zé)煔膺M(jìn)入管(15)相連通。每個(gè)換熱室上部進(jìn)/出口(13)同上換向閥(19)的下口相連， 上換向閥(19)的另外兩個(gè)口分別同低溫?zé)煔庖龉?16)、冷空氣進(jìn)入管(17)相連通。
當(dāng)換熱室處于吸熱狀態(tài)時(shí)，高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔膺M(jìn)入管(15)，此時(shí)下?lián)Q向閥的煙氣閥板打開、空氣閥板關(guān)閉，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)下?lián)Q向閥(18)進(jìn)入換熱室流經(jīng)冷態(tài)換 熱元件(20)將熱量留下后，進(jìn)入上換向閥(19)，此時(shí)上換向閥(19)的煙氣閥板打開、空氣 閥板關(guān)閉，煙氣通過(guò)上換向閥(19)進(jìn)入低溫?zé)煔庖龉?16)，排出換熱器。當(dāng)換熱室處于放熱狀態(tài)時(shí)，冷空氣進(jìn)入冷空氣進(jìn)入管(17)，此時(shí)上換向閥(19)的 空氣閥板打開、煙氣閥板關(guān)閉，冷空氣通過(guò)上換向閥(19)逆向進(jìn)入換熱室流經(jīng)熱態(tài)換熱元 件(20)將熱量帶走后，進(jìn)入下?lián)Q向閥(18)，此時(shí)下?lián)Q向閥(18)的空氣閥板打開、煙氣閥板 關(guān)閉，被預(yù)熱的空氣通過(guò)下?lián)Q向閥(18)進(jìn)入高溫空氣引出管(14)，排出換熱器。實(shí)例中換熱室共10個(gè)，換熱器工作時(shí)其中1號(hào) 5號(hào)換熱室(件號(hào)1 5)處在 吸熱狀態(tài)，即高溫?zé)煔鈴倪@些換熱室流過(guò)變成低溫?zé)煔猓? 10號(hào)換熱室(件號(hào)6 10)處 在放熱狀態(tài)，即冷空氣從這些換熱室流過(guò)變成高溫空氣。上述狀態(tài)延續(xù)一定時(shí)間t后，1號(hào) 換熱室(1)同6號(hào)換熱室(6)通過(guò)各自換向閥的動(dòng)作完成這兩個(gè)換熱室工作狀態(tài)的交換， 1號(hào)換熱室(1)由吸熱狀態(tài)變成放熱狀態(tài)，6號(hào)換熱室(6)由放熱狀態(tài)變成吸熱狀態(tài)。再過(guò) 時(shí)間t時(shí)后，2號(hào)換熱室(2)同7號(hào)換熱室(7)交換工作狀態(tài)。再過(guò)時(shí)間t后，3號(hào)換熱室 (3)同8號(hào)換熱室(8)交換工作狀態(tài)。再過(guò)時(shí)間t后，4號(hào)換熱室(4)同9號(hào)換熱室(9)交 換工作狀態(tài)。再過(guò)時(shí)間t后，5號(hào)換熱室(5)同10號(hào)換熱室(10)交換工作狀態(tài)。再過(guò)時(shí) 間t后，6號(hào)換熱室(6)同1號(hào)換熱室(1)再次交換工作狀態(tài)。以此類推換熱室按照這樣的 規(guī)律不停變換著自己的工作狀態(tài)。從換熱器斷面上看，進(jìn)入換熱室的煙氣，被預(yù)熱的空氣相 互間間隔逆向流動(dòng)，同時(shí)煙氣、空氣又沿著各自的固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使換熱器完成換熱功 能。
權(quán)利要求
脈動(dòng)式再生換熱器由2個(gè)以上換熱室、換熱室的2倍個(gè)換向閥、高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管等組成。每個(gè)換熱室之間是用隔板分隔或獨(dú)立而成。每個(gè)換熱室上均設(shè)有2個(gè)氣體進(jìn)出開口，每一個(gè)氣體進(jìn)出開口都有兩個(gè)互相轉(zhuǎn)化的功能，其中一個(gè)氣體進(jìn)出開口為高溫?zé)煔膺M(jìn)口/高溫空氣出口，另一個(gè)氣體進(jìn)出開口為低溫?zé)煔獬隹?冷空氣進(jìn)口。換熱器內(nèi)設(shè)的高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管等可根據(jù)實(shí)際情況布置。每個(gè)換熱室的高溫?zé)煔膺M(jìn)口/高溫空氣出口，同一個(gè)換向閥的某一開口相連，該換向閥的另外兩個(gè)口分別同高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管相連通。每個(gè)換熱室的低溫?zé)煔獬隹?冷空氣進(jìn)口，同另一換向閥的某一開口相連，該換向閥的另外兩個(gè)口分別同低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動(dòng)式再生換熱器，其特征是換熱器內(nèi)的換熱室工作時(shí)有 一半處于吸熱狀態(tài)，另外一半處于放熱狀態(tài)。當(dāng)換熱室處于吸熱狀態(tài)時(shí)，高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔膺M(jìn)入管，此時(shí)該端的換向閥的煙氣 閥板打開、空氣閥板關(guān)閉，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)該端的換向閥進(jìn)入換熱室流經(jīng)冷態(tài)換熱元件將熱 量留下后，進(jìn)入另一端的換向閥，此時(shí)另一端的換向閥的煙氣閥板打開、空氣閥板關(guān)閉，煙 氣通過(guò)另一端的換向閥進(jìn)入低溫?zé)煔庖龉?，排出換熱器。當(dāng)換熱室處于放熱狀態(tài)時(shí)，冷空氣進(jìn)入冷空氣進(jìn)入管，此時(shí)該端的換向閥的空氣閥板 打開、煙氣閥板關(guān)閉，冷空氣通過(guò)該端的換向閥逆向進(jìn)入換熱室流經(jīng)熱態(tài)換熱元件將熱量 帶走后，進(jìn)入另一端的換向閥，此時(shí)另一端的換向閥的空氣閥板打開、煙氣閥板關(guān)閉，被預(yù) 熱的空氣通過(guò)另一端的換向閥進(jìn)入高溫空氣引出管，排出換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動(dòng)式再生換熱器，其特征是換熱室共2η個(gè)，換熱器工作 時(shí)1 η號(hào)換熱室處在吸熱狀態(tài)，另外的η+1 2η號(hào)換熱室處在放熱狀態(tài)。上述狀態(tài)延續(xù) 時(shí)間t后，1號(hào)換熱室同η+1號(hào)換熱室通過(guò)各自換向閥的動(dòng)作完成這兩個(gè)換熱室工作狀態(tài)的 交換，1號(hào)換熱室由吸熱狀態(tài)變成放熱狀態(tài)，η+1號(hào)換熱室由放熱狀態(tài)變成吸熱狀態(tài)。再過(guò) 時(shí)間t后，2號(hào)換熱室同n+2號(hào)換熱室交換工作狀態(tài)。再過(guò)時(shí)間t后，3號(hào)換熱室同n+3號(hào)換熱室交換工作狀態(tài).......以此類推換熱室按照這樣的規(guī)律變換著自己的工作狀態(tài)。從換熱器斷面上看，進(jìn)入換熱室的煙氣，被預(yù)熱的空氣相互之間間隔逆向流動(dòng)，煙氣、空氣又 沿著各自的固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使換熱器完成換熱功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈動(dòng)式再生換熱器，其特征是進(jìn)入換熱室的煙氣、被預(yù)熱的 空氣各自沿著某一固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)是由換向閥換向來(lái)完成的。
全文摘要
脈動(dòng)式再生換熱器由2n個(gè)換熱室、4n(n≥1)個(gè)換向閥、高溫空氣引出管、高溫?zé)煔膺M(jìn)入管、低溫?zé)煔庖龉?、冷空氣進(jìn)入管組成。在換熱器工作時(shí)換熱室有一半處于吸熱狀態(tài)，另外一半處于放熱狀態(tài)。通過(guò)換向閥的動(dòng)作，每隔一定時(shí)間相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)換熱室互換工作狀態(tài)。從換熱器斷面上看，進(jìn)入換熱室的煙氣、被預(yù)熱的空氣相互之間間隔逆向流動(dòng)，同時(shí)通過(guò)換向閥的動(dòng)作，使進(jìn)入換熱室的煙氣、被預(yù)熱的空氣又沿著各自的固定方向脈動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使換熱器完成換熱功能。
文檔編號(hào)F28D17/00GK101936677SQ200910151018
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者溫向陽(yáng) 申請(qǐng)人:北京金信合達(dá)能源科技有限公司