[发明专利]用于旋转热交换器的传热元件

说明书

一种用于利用废热对空气进行预热的旋转热交换器，其包括多个传热元件，所述多个传热元件可在壳体中的第一开口与第二开口之间移动，以在加热的废气与新鲜空气流之间交换热量。至少一个传热元件包括第一板，该第一板具有在其中以隔开的间隔相对于流动方向以第一角度定向的多个细长凹口。所述板还包括多个细长起伏部，所述多个细长起伏部在所述板中以隔开的间隔形成并且相对于流动方向定向成第二角度定向，其中，第一角度不同于第二角度。所述多个细长凹口中的每个的第一高度大于所述多个细长起伏部中的每个的第二高度。传热元件可以堆叠在容器中以安装在旋转热交换器中。

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2017年6月29日提交的美国非临时专利申请No.15/636,673和2017年9月13日提交的美国非临时专利申请No.15/703,092的优先权，两者的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及用于旋转热交换器的传热元件。

背景技术

传统的燃煤发电厂使用蒸汽驱动的涡轮机发电。煤在锅炉中燃烧以加热水产生蒸汽。多年来，虽然燃煤发电厂的效率有所提高，但燃煤过程会产生大量颗粒物，这些颗粒物会导致部件结垢和后端腐蚀，例如旋转式空气预热器和旋转式燃气/燃气加热器中的传热元件的冷端层结垢和腐蚀，从而导致维护成本高昂。迄今为止，对这种热交换器的研究主要集中在开发与燃煤锅炉兼容的传热元件轮廓上，尤其是减轻与冷端结垢有关的问题。

就热效率和减少排放而言，天然气是有吸引力的煤替代物，但是直到最近，天然气仍然昂贵并且不如煤容易获得。水力压裂的最新发展增加了天然气的利用率并降低了天然气成本。结果，许多燃煤锅炉现在被转换为烧天然气。然而，最初为燃煤锅炉设计的诸如旋转热交换器之类的部件没有充分利用与天然气或“压裂”气体相关的更清洁、气流排放更少、以及热势更高的优点。因此，需要对用于清洁燃料应用的旋转热交换器和其使用的传热元件进行改进。

发明内容

本发明的一方面包括一种用于具有壳体的旋转热交换器的传热元件容器，该壳体具有与第一气流流体连通的第一开口和与第二气流流体连通的第二开口，所述第一和第二气流具有流动方向。传热元件容器包括在其间限定空间的一对支撑构件以及堆叠在该对支撑构件之间的空间中的多个传热元件。多个传热元件中的至少一个包括第一板，该第一板具有多个细长凹口，所述多个细长凹口以隔开的间隔形成在所述第一板中并相对于流动方向以第一角度取向。所述板还包括多个细长起伏部，所述细长起伏部在所述凹口之间形成在所述板中并且相对于所述流动方向以第二角度取向，其中所述第一角度不同于所述第二角度。多个细长凹口中的每个的第一高度大于多个细长起伏部中的每个的第二高度。

本发明的实施例可以包括与上述基本相同并且以交替方式堆叠在支撑构件之间的多个传热元件，其中，相邻的传热元件相对于彼此具有相反的取向以维持元件之间的期望间隔并引起湍流，从而增加气流与元件之间的热交换。例如，传热元件容器可包括第二传热元件，该第二传热元件包括第二板，所述第二板与第一板平行且相邻，并且具有以隔开的间隔形成在所述第二板中的多个细长凹口以及在所述第二板中形成在多个细长凹口之间的多个细长起伏部。第二板中的多个细长凹口可相对于第一板中的多个细长凹口交叉取向以限定板之间的间隔，并且第二板中的多个起伏部可相对于第一板中的多个起伏部交叉取向以在气流中引起湍流，从而改善传热。

本发明的另一方面包括一种用于具有流动方向的旋转热交换器的传热元件。在一实施例中，传热元件包括板，该板具有以隔开的间隔形成在所述板中的多个细长凹口。细长凹口均相对于流动方向以第一角度取向并且相对于板的表面具有第一高度。所述板还具有以隔开的间隔形成在其中的多个细长起伏部。细长起伏部均相对于流动方向以第二角度取向并且相对于板的表面具有第二高度。多个细长凹口中的每个的第一高度大于多个细长起伏部中的每个的第二高度，并且第一角度不同于第二角度。