專利名稱：具有半模塊化轉(zhuǎn)子構(gòu)造的空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及通常用作空氣預(yù)熱器的旋轉(zhuǎn)再生熱交換器，更具體地說涉及一種兼有模塊和非模塊構(gòu)造方法優(yōu)點的改進的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。
旋轉(zhuǎn)再生熱交換器被用來將熱從一個熱氣流如熱的煙氣流傳送給另一個冷氣流如燃燒空氣。轉(zhuǎn)子含有大量的吸熱材料，經(jīng)首先旋轉(zhuǎn)通過熱氣流的通道，在那里熱被吸熱材料吸收。當轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，加熱的吸熱材料進入冷氣流的通道，在那里熱從吸熱材料被轉(zhuǎn)移到冷氣流。
在一典型的旋轉(zhuǎn)熱交換器如旋轉(zhuǎn)再生空氣預(yù)熱器中，圓筒形的轉(zhuǎn)子被設(shè)置在一個直立的中央轉(zhuǎn)子支柱上并被多個從轉(zhuǎn)子支柱延伸到轉(zhuǎn)子外周殼的被稱為隔板的徑向間壁分隔成多個扇狀隔間。在這些扇狀隔間內(nèi)載有模塊化的熱交換框，其內(nèi)含有大量吸熱材料，通常被制成層疊板狀的元件。
這種熱交換器的轉(zhuǎn)子或是制成非模塊化的、在車間內(nèi)裝配的轉(zhuǎn)子或是制成模塊化的轉(zhuǎn)子。非模塊化的轉(zhuǎn)子具有一系列分別裝在轉(zhuǎn)子支柱上并向外延伸到轉(zhuǎn)子殼體的隔板，從而將轉(zhuǎn)子劃分成多個扇形區(qū)。另外，每個扇形區(qū)還被在隔極之間延伸而互相間隔開的撐板劃分成多個隔間。然后從頂端(煙道端)沿軸向?qū)⒛K化的熱交換框裝到這些隔間內(nèi)。非模塊化的轉(zhuǎn)子是費人工的，因為大部分轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)先要在車間內(nèi)裝配，然后為了裝運，至少部分又要被拆開。結(jié)果制造和現(xiàn)場裝配將花費更多的總時間。
模塊化的轉(zhuǎn)子是由一系列車間裝配的扇形模塊構(gòu)成的，這些扇形模塊然后在現(xiàn)場裝配成一個完整的轉(zhuǎn)子。每一扇形模塊在兩側(cè)各有一塊隔板，這兩塊隔板由撐板連結(jié)著。當這些模塊要在現(xiàn)場裝配成轉(zhuǎn)子時，相鄰的隔板互相連結(jié)形成一塊具有雙板的隔板。雖然模塊化的轉(zhuǎn)子比非模塊化的轉(zhuǎn)子只需較少的時間進行現(xiàn)場裝配，但卻需要兩倍的單個隔板，這些隔板占用氣體流動區(qū)域，并對相同尺寸的轉(zhuǎn)子和支柱直徑使熱交換面積減少。而且，它們是零件密集型的，因為在隔板的位置上需要許多零件來把相鄰的模塊連結(jié)在一起。
大多數(shù)模塊化的和非模塊化的轉(zhuǎn)子設(shè)計，如上所述都含有撐板。撐板可增強轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)并支承熱交換框。因為這些框?qū)⒀剌S向插入并且必須配裝到撐板隔間內(nèi)，所以這些筐的尺寸必須做小，以便安裝和移走。這將減少可供框熱傳遞流動用的自由面積并在框的周圍造成流動的旁路間隙。結(jié)果將減少空氣預(yù)熱器的效率并對任何具體的作業(yè)要求都選用較大的空氣預(yù)熱器。
本發(fā)明的綜述本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)再生熱交換器用的轉(zhuǎn)子的構(gòu)造，更具體點說，涉及轉(zhuǎn)子的制造方法，其中兼用車間裝配的扇形模塊和現(xiàn)場裝配的零件，總之是要消除通常的模塊化轉(zhuǎn)子用的雙層隔板并減少通常的非模塊化轉(zhuǎn)子的完整的車間裝配所帶來的高費用。在一較優(yōu)的實施例中，車間裝配的模塊包括一個、兩個或多個扇形模塊，主要根據(jù)轉(zhuǎn)子尺寸來決定，而提供的現(xiàn)場裝配的零件則被配裝在間隔開的車間裝配的扇形模塊之間。本發(fā)明還取消使用撐板，而用在隔板之間伸展的支承柵格來替代，并構(gòu)成敞開的支承件，在其上支承著框。而這些框是沿徑向而不是沿軸向裝入到扇形模塊內(nèi)。這樣便可消除在框周圍保留間隙和將框的尺寸做小的需要。這些支承格柵既是車間裝配的模塊的一部分，也是現(xiàn)場裝配零件的一部分，它們實實在在地方便現(xiàn)場的裝配。
附圖的簡要說明

圖1為傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)再生空氣預(yù)熱器的一般透視圖。
圖2為按照現(xiàn)有技術(shù)的、非模塊化的、車間裝配的轉(zhuǎn)子的平面圖。
圖3為示出熱交換框在轉(zhuǎn)子內(nèi)的位置而在圖3中沿3-3線切開的剖視圖。
圖4為轉(zhuǎn)子一部分的分解圖，其中示出現(xiàn)有技術(shù)的模塊化轉(zhuǎn)子的三個扇形模塊被布置在轉(zhuǎn)子軸的周圍正準備移動到位并連結(jié)在軸上。
圖5為本發(fā)明的半模塊化的轉(zhuǎn)子的一部分的分解或拆開的平面圖，其中示出車間裝配的模塊和現(xiàn)場裝配的零件正準備移動到位、互相連續(xù)并連結(jié)到轉(zhuǎn)子軸上。
圖6為本發(fā)明的裝配好的半模塊化轉(zhuǎn)子的一部分的剖視圖，其中示出熱交換框所在位置。
優(yōu)先實施例的說明圖1為一典型的空氣預(yù)熱器的部分切開的剖視圖，在殼體12內(nèi)有一轉(zhuǎn)子14裝在驅(qū)動軸或支柱16上以便按箭頭18所示方向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子由多個扇形區(qū)20構(gòu)成，每一扇形區(qū)都含有數(shù)個框模塊，每一扇形區(qū)都是由隔板34限定的?？蚰K含有熱交換表面。殼體用阻流的扇形板24劃分成為煙氣側(cè)和空氣側(cè)。在該單元的底部也設(shè)有一塊相應(yīng)的扇形板。熱的煙氣通過煙氣進入管道26進入空氣預(yù)熱器，流動通過轉(zhuǎn)子，在那里將熱傳送給轉(zhuǎn)子，然后通過煙氣排出管道28逸出。而對向流動的空氣通過空氣進入管道30進入，流動通過轉(zhuǎn)子，在那里從轉(zhuǎn)子得到熱，然后通過空氣排出管道32逸出。
現(xiàn)在參閱圖2，其中示出現(xiàn)有技術(shù)的、車間裝配的、非模塊化的轉(zhuǎn)子的一部分的平面圖。隔板34在轉(zhuǎn)子的中心部或轂部36與轉(zhuǎn)子的外殼38之間沿徑向延伸。而撐板40則以相互隔開的間距在隔板之間延伸并連結(jié)到隔板34上，從而形成撐板隔間42?？蚰K22被堆積在每一個撐板隔間內(nèi)。一個這樣的框模塊在圖2中示出，而其余的隔間內(nèi)則是空的。由于這些框模塊22是從頂上裝入并取出的，因此在每一框的周圍必須設(shè)有間隙44以便使裝入和取出容易進行。這些間隙44會使可被容納在轉(zhuǎn)子內(nèi)的框的尺寸減少，從而減少熱傳遞面積和熱效率并造成煙氣的旁路間隙。
為了進一步了解這種現(xiàn)有技術(shù)的、非模塊化的、車間裝配的轉(zhuǎn)子，可參閱圖3，這是一個沿圖2中3-3線切開的剖視圖，該圖示出在位的框模塊，還示出冷端框，這將在下面說明。圖中以截面示出的為撐板40，它被連結(jié)到隔板34上如用焊接。連結(jié)到每一撐板40的底部上的為一框支承件48，在其上支承著堆積的框22?？蛑С屑?8也可從圖2中看到。
位在轉(zhuǎn)子內(nèi)框模塊22的排列下面并在轉(zhuǎn)子的冷端有一組不同的框46，它們以前被提到過并被稱為冷端框。冷端框較多受到煙氣流中成分的腐蝕作用，因為這些成分能在冷端溫度下凝結(jié)出來落在框上。在所畫出的現(xiàn)有技術(shù)的空氣預(yù)熱器中，冷端框46是從轉(zhuǎn)子的周邊沿徑向被插入而不是從頂上插入并且冷端框是被支承在一般地用標號50指出的格柵或桁架結(jié)構(gòu)上，這在圖2中也可見到。因此，如圖3所示，撐板40短于隔板的高度。圖3還示出間隙44。由于冷端框較多受到腐蝕，并且需要較頻繁地更換，它們能被沿徑向取走而可不需取走熱端框。
圖4示出現(xiàn)有技術(shù)的空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子的另一種基本的型式，即模塊化的、現(xiàn)場裝配的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子如其名稱的含義是由多個扇形模塊在現(xiàn)場裝配而成。每一扇形模塊的構(gòu)造與圖2所示的車間裝配的轉(zhuǎn)子的扇形部在很多地方都是一樣的。主要的不同是最后造成的轉(zhuǎn)子具有雙層的隔板，這是由于將相鄰模塊的隔板34對接在一起而造成的。換句話說，與非模塊化的轉(zhuǎn)子比，隔板數(shù)要多出一倍。這是費錢的，加上雙層隔板增加的前面面積，對給定的轉(zhuǎn)子尺寸來說，會使熱傳遞面積減少。模塊化的熱交換框22和冷端框46均被定位并支承在這些扇形模塊52上，其方式與圖3所示的非模塊化轉(zhuǎn)子相同。模塊52包括有在其內(nèi)端上的配件或凸耳54，它們適宜被插入到轉(zhuǎn)子轂部36內(nèi)并用銷釘固定在位。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本發(fā)明的圖5和6，轉(zhuǎn)子是由一系列車間裝配的模塊56和一系列現(xiàn)場裝配的構(gòu)件構(gòu)成，現(xiàn)場裝配的構(gòu)件被設(shè)置在兩個車間裝配的模塊之間，這樣來完成轉(zhuǎn)子的構(gòu)造而可不需采用任何一種雙層隔板。圖5示出的車間裝配的模塊56具有三塊隔板34，因此包括兩個一般地以標號58和60指出的扇形區(qū)。但本發(fā)明的這些車間裝配的模塊56能夠制成只有一個扇形區(qū)或三個或多個扇形區(qū)的，這要看轉(zhuǎn)子的大小和其他一些能規(guī)定車間裝配構(gòu)件和現(xiàn)場裝配構(gòu)件的合適混合比例的因素而定。在某些情況下，的確可能甚至需要將轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場裝配部制成支承的格柵結(jié)構(gòu)66，只需將它交替地插置在兩個車間裝配的模塊之間便可制成完整的轉(zhuǎn)子。每一車間裝配的模塊56都具有隔板34和內(nèi)側(cè)的凸耳55，該凸耳與圖4中的凸耳54類似但較大，因為它聯(lián)接著兩個扇形區(qū)58和60。與此類似，現(xiàn)場裝配部的模塊大小還被影響，雖然它并不包括模塊凸耳。
車間裝配的模塊56并不包含任何撐板。作為替代，隔板34被一般地用標號62指出的支承柵條連結(jié)在一起。如從圖6可見到，這些柵條構(gòu)成框模塊22和冷端框模塊46的支承。格柵可具有任何希望有的構(gòu)造和外形只要它們能夠提供一個剛性的轉(zhuǎn)子并支承框模塊即可。如同以前說明過的，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子是沿徑向裝載的轉(zhuǎn)子并不是如圖2和4那樣是沿軸向或管道裝載的轉(zhuǎn)子。
如同圖5所示，車間裝配的模塊按間隔開的位置被連結(jié)到轉(zhuǎn)子軸或轂部36上，在它們之間留出空位。然后轉(zhuǎn)子的其余構(gòu)件被現(xiàn)場裝配并設(shè)置在這些空位內(nèi)?，F(xiàn)場裝配的構(gòu)件具有模塊凸耳和隔板的組合件及格柵的組合件66。模塊凸耳和隔板的組合件64包括一個基本上與隔板34相同的隔板68，及一個基本上與凸耳55相同的凸耳70。格柵組合件66基本與構(gòu)成車間裝配模塊56的一部分的格柵62相同。這些格柵66可與車間裝配模塊56的格柵62比擬。這些格柵66最好用焊接連結(jié)到車間裝配模塊56和隔板68之間來完成轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。格柵66被設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)每一個框模塊的水平面上，如同從圖6可看到的格柵62設(shè)置在車間裝配模塊56內(nèi)的情況一樣。當然，車間裝配模塊56和現(xiàn)場裝配構(gòu)件64和66是連續(xù)不斷環(huán)繞轂部36組合的以便構(gòu)成一個完整的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。只是為了舉例的目的說明一下，一個具有24個扇形區(qū)的轉(zhuǎn)子可設(shè)有包括12個扇形區(qū)的六個車間裝配模塊(假定每個模塊兩個扇形區(qū))和六組也包括12個扇形區(qū)的現(xiàn)場裝配構(gòu)件，這樣一共便是24個扇形區(qū)。
本發(fā)明兼有模塊化和非模塊化轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)點并消除了某些它們各自具有的缺點。由于消除了模塊化設(shè)計的雙層隔板，結(jié)合支承格柵的使用又消除了撐板，可供熱傳遞面使用的空間增加。而且在使用支承格柵時，框模塊的安裝是通過周邊裝置進行的，框模塊可用斜楔方式裝入到扇形區(qū)內(nèi)互相接觸并與隔板接觸。這樣便可不需在框模塊四周留出間隙，可以加強轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)并進一步增加有效的熱傳遞自由面積和熱效率。
權(quán)利要求
1．一種旋轉(zhuǎn)再生空氣預(yù)熱器用轉(zhuǎn)子的制造方法，該預(yù)熱器具有一個轉(zhuǎn)子轂部和多個從所述轂部沿徑向向外延伸的隔板，所述隔板將所述轉(zhuǎn)子劃分成多個扇形區(qū)以便用來支承模塊化的熱交換框，所述方法包括下列步驟a．裝配多個轉(zhuǎn)子模塊，每一模塊至少包括一個扇形區(qū)并具有ⅰ．在徑向上沿每一扇形區(qū)側(cè)邊延伸的隔板，ⅱ．在每一扇形區(qū)內(nèi)所述兩個隔板之間安裝的至少一個支承格柵，所述格柵適宜將所述模塊化的熱交換框支承在其內(nèi)，ⅲ．裝在所述隔板上而適宜將所述轉(zhuǎn)子模塊安裝在所述轉(zhuǎn)子轂部上的裝置；b．構(gòu)成多個隔板組合件，每一組合件包括一個獨立的沿徑向延伸的隔板和適宜將所述獨立的隔板裝到所述轉(zhuǎn)子轂部上的裝置；c．構(gòu)成多個分開的支承格柵，所述格柵適宜被安裝在所述轉(zhuǎn)子的扇形區(qū)內(nèi)并適宜用來支承所述模塊化的熱交換框；d．將所述多個轉(zhuǎn)子模塊按分隔開的間隔安裝在所述轉(zhuǎn)子轂部上；e．將所述多個隔板組合件中的一個安裝到所述轉(zhuǎn)子轂部上的在所述間隔開的轉(zhuǎn)子模塊之間的每一個所述間隔內(nèi)，從而在每一所述隔板組合件的兩側(cè)、在所述隔板組合件與相鄰的所述轉(zhuǎn)子模塊之間形成扇形空間；f．將所述多個分開的支承格柵中的至少一個安裝到在所述隔板組合件和所述相鄰的轉(zhuǎn)子模塊之間的每一個所述扇形空間內(nèi)。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，每一轉(zhuǎn)子模塊包圍至少兩個扇形部。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，每一扇形部包括多個支承格柵。
4．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，所述隔板組合件被安裝在所述分隔開的轉(zhuǎn)子模塊之間的所述間隔的中間。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)再生空氣預(yù)熱器的轉(zhuǎn)子(14)由車間裝配的轉(zhuǎn)子扇形模塊(56)和現(xiàn)場裝配的構(gòu)件組合制成,以資消除傳統(tǒng)的模塊化轉(zhuǎn)子(14)中出現(xiàn)的雙層隔板。車間裝配的模塊(56)具有一個或多個扇形部(58、60),而現(xiàn)場裝配的構(gòu)件配裝在環(huán)繞轉(zhuǎn)子轂部(36)間隔開的車間裝配的模塊之間的間隔內(nèi)在隔板(68)之間的支承格柵(66)支承著模塊化的熱交換框(22),所述熱交換框(22)從周邊沿徑向被裝載到轉(zhuǎn)子(14)內(nèi)。
文檔編號F28D19/00GK1212047SQ9719247
公開日1999年3月24日 申請日期1997年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月22日
發(fā)明者M·E·布羅菲, W·C·科克斯, H·E·芬內(nèi)莫雷, G·D·馬蒂森, R·R·斯尼德, M·W·萬德林 申請人:Abb.空氣預(yù)熱器有限公司