CN101738135A - 用于热能利用装置的热交换器单元 - Google Patents

用于热能利用装置的热交换器单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于热能利用装置的热交换器单元。根据本发明的热交换器单元具有多个喷嘴，这些喷嘴同时对唯一一个板式热交换器的一个侧面，在该侧面上设置有该热交换器的一个端口。按照这种方式通过喷射清洗流体尽可能在端口的整个宽度上对废气通道进行清洗。若板式热交换器分步骤地转动180°，若也是分步骤地转换清洗方向，其清洗是特别有效的。通过转动90°也可清洗输气通道。这可节省输气过滤器。

Description

用于热能利用装置的热交换器单元
技术领域
本发明涉及一种用于特别是纺织机形式的热能利用装置的热交换器单元。在工业界已使用多种形式的热能利用装置。为了对产品进行加工或者处理常常使用带热的流体流。这些流体流进入到工序中，并且从工序中出来。为了使热损失最小化通常使用这样的原理，即使得流入的介质和排出的介质在对流中进行热交换。
背景技术
为此例如WO 2006/021164 A1公开了一种在纺织物处理装置中使用的，其形状为所谓的干燥拉幅机的管式热交换器。在该装置中为了进行干燥和/或定型用热空气对纺织的织物幅面进行处理。在该装置中在干燥或者定型工序中加热的空气在织物幅面预处理之后或多或少地弄得很脏。因为通常在循环中运行的空气或者循环空气的至少一部分必须不断地和新鲜空气进行交换。为了重新获得应交换的空气的热量而使用热交换器。流过热交换器的废气带有脏物，并且会逐渐地将热交换器弄脏。这降低了热交换器的效率，并且提高了流动阻力。
为了能随时地去掉污物在热交换器上设置一个管式清洗装置。这个清洗装置可自动控制运行，并且因此无需手工操作或者拆开。该装置包括至少一个依次***每个管中的高压软管。这个高压软管用于将处于高压下的清洗流体流入到该管中。如是沉淀被溶解，并且被冲刷掉。
借助一个***到各单个的管子中的软管对热交换器进行清洗是很费事的。
发明内容
由此出发，本发明的任务是提供一种经改进的热交换器单元。
根据本发明的热交换器单元包括一个热交换器，该热交换器设置在至少一个清洗喷嘴的附近。清洗喷嘴是为此而设置的，即将清洗流体，例如热水、蒸汽、或者水/蒸汽混合物喷射到该热交换器中。为此清洗喷嘴并不引入到该热交换器中。而是该清洗喷嘴将清洗流体在对着该热交换器的一个端口的方向上喷射，这样清洗流体就到达该热交换器的有关通道。其中所谓“端口”应理解为它的通道的，例如它的供应气通道和/或它的废气通道的一个入口或者出口。若将热水用作清洗流体，则水部分地汽化，并且出现水/蒸汽混合物。所出现的水/蒸汽混合物具有良好的清洗作用，将有关的通道清洗干净。
在一个特别有利的实施形式中热交换器和清洗喷嘴可相互转换到不同的位置中，这样清洗喷嘴就可到达热交换器的不同端口。通过清洗喷嘴相对于热交换器作运动的办法可达到不同的相对位置。也可以使热交换器相对于喷嘴作运动。此外也可以使喷嘴和热交换器彼此间作相对运动。另一种替代方案是分别在热交换器的两个或者多个端口的附近分别设置至少一个喷嘴，其中，这些喷嘴可单个地或者成组地激活。通过这些措施中的每个措施都可以对热交换器的不同通道，也就是例如由在必要时多个单个通道构成的废气通道，或者由在必要时多个单个通道构成的供应气通道进行冲洗。其中去掉了沉积物。此外也可通过喷嘴和热交换器的相对运动，或者代替地对不同的喷嘴进行不同的激活都会引起清洗流体在不同的方向，也包括彼此相反的方向流过热交换器的通道。
优选地将一种板式热交换器用作热交换器。这种热交换器在热传导能力方面具有高的效率。它的缝隙形的单个通道产生小的流动阻力，并且易于清洗。特别是板式热交换器的大开口的端口非常适合容纳清洗流体射流。这个射流以距端口规定的距离在真正的板式热交换器的外部被喷射。
在清洗期间板式热交换器优选地是静止的。代替地它在此也可是运动的。也可以另一种方式，例如通过喷嘴垂直于射束流出方向运动达到喷嘴和热交换器之间的相对运动。在清洗过程中的单个情况下这样一种相对运动可以支持清洗效果。
用于使热交换器(或者喷嘴)运动的定位装置优选地是一个旋转装置。这个旋转装置优选地使板式热交换器绕一个轴线转动，所述轴线垂直于它的板。若这个旋转装置区分两个以180°对置的旋转位置，并且若热交换器在彼此对置的侧面具有端口，这些端口通过一个通道连接，则有关的通道可在两个彼此相反的方向被流过。这种办法提高了清洗的效果。
优选地板式热交换器为长方体形，其中，它在所有四个侧翼(侧面)上具有端口。这四个侧翼例如可通过以90°的步角的转动到达一个清洗喷嘴的口的前面，或者一组清洗喷嘴的口的前面。然后可激活喷嘴而连续地运行或者间歇地运行，以进行清洗。当采用的是喷嘴组时可同时连续地或者间歇地，或者单个地和交替地，或者喷嘴组的一部分交替地激活这些喷嘴，以便在必要时在热水或者蒸汽消耗最小的情况下提高清洗效果。
在一个优选的实施形式中将热交换器可转动地或者以另一种方式可定位地设置在一个壳体中。这个壳体用于给热交换器输入和排出流体，例如供应气和废气。壳体具有密封装置，这些密封装置可分别绕热交换器的端口密封。优选地这些密封装置为有针对性地可激活或可关闭的密封装置，例如通过压缩空气可膨胀的柔性软管密封装置。
附图说明
从附图说明或者从属权利要求中可得到本发明的有利的实施形式的其它细节。这个说明并不限于本发明的主要观点和其它的情况。补充地使用一些附图。这些附图是：
图1：具有连接的热交换器单元的工业用耗热器简图。
图2：图1的热交换器单元的进一步简化图。
图3：图2的在运行中的热交换器单元的部分简图。
图4：图3的处于清洗阶段的热交换器单元的部分简图。
图5和6：根据图3和图4处于运行位置中的热交换器单元的一个密封装置。
图7：本发明的一个改型的实施形式，它具有静止设置的清洗喷嘴和静止的热交换器。
具体实施方式
图1示出一个热能利用装置1。在此例如一个纺织品处理装置2属于该热能利用装置。纺织物幅面3穿过这个处理装置。这个纺织物幅面3在一个由纺织品处理装置2包围的腔室4中要经历一种规定的气氛。这个气氛例如是由加热的空气构成。将热量输送到在腔室4中的气氛中。在图中未进一步地示出相应的加热装置。在图1中用箭头5、6象征性地示出了热的输送情况。
通过一个管道7将热的、干净的和干燥的空气输送到纺织品处理装置2中。通过管道8将废气排出。这个废气是热的，并且是潮湿的，因为它从纺织物幅面3中吸收了水分。
在管道7中设置了一个鼓风机9。它将干净且热的输入空气输送到腔室4中。可附加地或者替代地在管道8中设置一个相应的鼓风机。
通过一个热交换器单元10使送入空气和废气进行热交换。热交换器单元10通过一个管道11从外界获得新鲜空气。通过管道12将被冷却的，在必要时已去除脏物的废气排出。鼓风机13将这种废气输送到一个废气出口或者烟囱。
在单个情况下热交换器单元10也可以具有一个在图1中用虚线条14象征性示出的旁通道，为的是将通过管道8从纺织品处理装置2中引出的废气的一部分通过管道7回送到腔室4中，并且因此达到循环流动。这个旁通道是任选的，优选地取消这种旁通道。
热交换器单元10具有一个清洗装置15。通过这个清洗装置在此可输入清洗流体。这样一种清洗流体例如是温水或者热水。这种水通过一个管道16和一个阀门17至少引导到至少一个喷嘴18。在热交换器单元中沉积的冷凝物可通过一个相应的管道19排出。
图2示出热交换器单元10。在本实施例中这个热交换器单元具有两个板式热交换器20、21。这些热交换器设置在一个外部壳体22中。该壳体导引有一个供应气流23和一个废气流24。为此，该壳体22包含中间壁25、26、27、28。这些壁在壳体22中划分成腔室，并且将空气导引到板式热交换器20、21的端口中。这些端口通过供应气入口29、供应气出口30、废气入口31和废气出口32形成。板式热交换器20是一个交叉流式热交换器。它具有一个供应气通道，该通道将供应气入口29和供应气出口30彼此连接起来。它具有一个废气通道，该废气通道将废气进口31和废气出口32连接起来。两个通道具有一个彼此以90°的不同的流通方向。供应气入口29位于板式热交换器20的长方体形的壳体的与供应气出口30对面的一侧。废气入口31位于板式热交换器20的壳体的与废气出口32对面的一侧。板式热交换器20具有一个优选地基本为方形的底表面和盖面。在它的四个侧面设置有端口。
在外壳体22中设置至少一个喷嘴18，或者如图3所示设置一组喷嘴18a、b、c、d。这些喷嘴18a至18d以到板式热交换器20的端口统一的距离，例如以到它的废气出口32和供应气出口30的距离排成行地，或者以其它形式成组地设置。
板式热交换器20可绕一个旋转轴线或者一个回转轴线33转动。这个轴线垂直于废气流24和供应气流23设置。在图3中通气箭头34示出了板式热交换器20的定向。一个未进一步示出的驱动装置可引起板式热交换器20的转动。优选地它可按90°的步角绕旋转轴线33转动，也可按图4所示地固定在中间位置中。在图3所示的位置中板式热交换器20的角分别和中间壁25、26、27、28相连，为了进行密封在此设置了主动的密封装置，如在图5和图6中所示的。这样一种密封装置35具有一个例如硅树脂软管形式的可膨胀的体部36。这个体部一侧嵌入在中间壁25、26、27、28中的一个壁中，另一侧是可膨胀的。因此它的内腔室可加载压缩空气，这样，这样该体部36就靠置在板式热交换器20的一个角上。
图6示出密封装置35处于未激活的状态中。
上述热交换器单元10按下述步骤工作：
在运行时板式热交换器20、21具有在图2中所示位置。它们在交叉流中对供应气流23和废气流24进行导向，并且在此使两股气流进行热交换。在供应气流23被加热之时废气流24被冷却。
因为废气流24可能会带有脏物，因此必须考虑在废气通道的空隙形的部分通道中逐渐地形成积淀。为了消除这些积淀必须对热交换器20进行清洗。为此可将热交换器从图3的运行位置转换为图4的清洗位置。为此，板式热交换器20绕优选地水平设置的旋转轴线33转动大约45°(也就是八分之一圈)，这个旋转轴线优选地垂直地立于它的方形的面(底表面和顶盖表面)。这样，在本实施例中废气出口32就直接和清洗喷嘴18a至18d对置。这些喷嘴可单个地或者一起地，同时地或者时间错开地激活。优选地它们输出热水。这种热水通过它的内部的热含量和突然的膨胀而部分地汽化，这样就出现了蒸气一水一空气混合物。这种混合物进入到废气出口32中，并且按照规定的方向优选地竖直从上向下流过废气通道。从废气通道中脱离的脏物和冷凝水向下流出，并且被外壳22收容，并且通过冷凝物出口19排出。
也可按相反方向清洗废气通道。为此将板式热交换器20绕转轴线33回转180°，这样，废气出口31就处于喷嘴18a至18d的下方，并且位于它们的对面。这样当启动这些喷嘴18a至18d时废气通道，但现在是反方向被流过，并且被清洗。
在必要时可多次地重复此过程。
在必要时通过再转动90°供应气入口29和供应气出口30也可和喷嘴18a至18d对置地定位，沿着方向和相反方向流过，并且被清洗。
为了重新进行正常的运行，将板式热交换器20重新转回到图3中的位置，因此它可继续它的运行。
需要说明的是也可静止地安装热交换器20。为了达到多个端口，可将清洗喷嘴18a至18d运动地设置。可代替地按照图7地既将板式热交换器20也将喷嘴18a、18b例如以距废气出口32和供应气出口30一定距离地位置固定地设置。喷嘴18a、18b可同时或者交替地激活，并且在这种情况中将相应的清洗流体，例如部分地汽化的热水喷射到板式热交换器20的相应的对置的端口中，以清洗这个热交换器。
根据本发明的热交换器单元具有多个喷嘴。这些喷嘴同时对准一个板式热交换器的一个侧面，在这个侧面上设置有该板式热交换器的一个端口。可按照这种方式通过将清洗流体尽可能喷射到端口的整个宽度上实现清洗废排气路径。若板式热交换器步进地转动180°，也就是当清洗方向步进地转向则这种清洗特别有效。通过转动90°也可清洗供应气路径。这种做法可省掉供应气过滤器。
附图标记列表
1        热能利用装置
2        纺织物处理装置
3        纺织物幅面
4        腔室
5，6     箭头
7，8     管道
9        壳体
10       热交换器单元
11，12   管道
13       鼓风机
14       旁通道
15       清洗装置
16       管道
17       阀门
18       喷嘴18a-18d
19       冷凝物出口
20，21   板式热交换器
22       外壳
23       供应气流
24       废气流
25-28    中间壁
29       供应气入口
30       供应气出口
31       废气入口
32       废气出口
33       旋转轴线
34       箭头
35       密封装置
36       体部。

Claims (16)

1.用于热能利用装置(1)的，特别是用于纺织机械或者纺织物处理装置的热交换器单元(10)，具有至少一个热交换器(20)，所述热交换器既具有至少一个废气入口(31)，也具有至少一个废气出口(32)，这些入口和出口通过由废气流过的废气通道连接，热交换器单元还具有至少一个清洗喷嘴(18)，它设置在热交换器(20)的附近，并且它的口朝向热交换器(20)。
2.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，设置定位装置，借助该定位装置可将热交换器(20)或者清洗喷嘴(18)转换到至少两个不同的位置上，以便选择地将废气入口(31)或者废气出口(32)和清洗喷嘴(18)对置地定位。
3.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，热交换器(20)是板式热交换器。
4.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，热交换器(20)除了废气通道外还具有供应气通道，该供应气通道具有供应气入口(29)和供应气出口(30)。
5.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，热交换器(20)是交叉流式热交换器。
6.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，废气入口(31)和废气出口(32)相互对置地设置在热交换器(20)上。
7.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，定位装置是旋转装置，用这个旋转装置可将热交换器(20)转换到至少两个不同的旋转位置上。
8.按照权利要求7所述的热交换器单元，其特征在于，所述两个旋转位置彼此相差转动180°。
9.按照权利要求7所述的热交换器单元，其特征在于，在废气入口(31)和废气出口(32)之间设置的废气通道确定流动方向；并且热交换器(20)可绕回转轴线(33)摆动或者转动，所述回转轴线垂直于流动方向固定设定。
10.按照权利要求4所述的热交换器单元，其特征在于，供应气入口(29)和供应气出口(30)彼此对置地设置在热交换器(20)上。
11.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，供应气入口(29)、废气入口(31)、供应气出口(30)和废气出口(32)设置在长方体形构成的热交换器(20)的四个不同的侧面。
12.按照权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于，热交换器(20)可运动地设置在壳体(22)中，该壳体通过接片(25、26、27、28)分成腔室，这些腔室确定空气输入通道和空气排出通道。
13.按照权利要求13所述的热交换器单元，其特征在于，密封装置(35)作用在接片(25、26、27、28)和热交换器(20)之间。
14.按照权利要求13所述的热交换器单元，其特征在于，这些密封装置(35)可受控制地可激活和可关闭。
15.借助由至少一个喷嘴(18)出来的流体射束清洗热交换器(20)的方法，在该方法中该热交换器(20)在运行位置和清洗位置之间运动。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，流体射束由水/蒸汽-混合物形成。
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