專利名稱：干燥濕介質的換熱器及方法
技術領域：
本發明涉及通常用于從氣體中去除溶劑的換熱器及方法，例如干燥一種濕介質。本發明作為干燥壓縮空氣的換熱器和方法特別有用。因為設計新穎，本發明可以在一個甚至同一個焊接的換熱器殼體中干燥壓縮空氣。
背景技術：
干燥壓縮空氣需要的步驟有冷卻空氣使水冷凝、收集這些水、最后加熱所述的空氣以將其輸送到各種壓縮空氣控制設備?，F有技術中，所述的冷卻步驟和加熱步驟是在具有一個冷凝器的不同的換熱器中進行的，例如位于其間的一個旋風分離器。這就導致裝置非常昂貴且笨重。沒有實現如何在同一個換熱器殼體中實現所有這些步驟。這樣，就有一種改進換熱器的需求。

發明內容
本發明是通過提供一種換熱器來解決上述問題的，該換熱器設置一個內部跨接通路，允許濕介質折返回自身，在第一步驟冷卻自身、最后步驟中加熱自身，這樣就會有高效率。本發明還在焊接的換熱器中劃分出分隔區域允許水的冷凝和流出。
一方面，本發明提供了一種換熱器，包括具有凹槽圖案和進口、出口連接件的多個板，所述板被置于殼體中并且被焊接在一起形成用于兩種介質的分開的通道，第一組通道設置用于允許第一介質在第一成對板之間流動，并且第二組通道設置用于允許第二介質在另一成對板之間流動。
根據本發明，在所述的殼體中由隔板至少限定一個界定的地帶，所述的隔板在所述的用于所述第二介質的第二組通道中隔開區域，同時在所述的用于所述第一介質的第一組通道中沒有隔開區域。所述的地帶具有一個進口和一個出口，所述進口以跨接通路的形式設置在第一成對通道和第二組通道之間，所述出口用于第一介質通過所述區域在所述界定的地帶中在與所述第一介質熱交換下的循環。
一個實施例中，至少一個較遠的出口設置在第一組通道上并且連接到一個僅允許液體通過的外部閥。
優選地，在所述第一組通道中，分隔區域以能夠降低所述第一介質流速的空間的形式設置。
第二方面，本發明提供一種干燥濕介質的方法，其中所述的濕介質作為第一介質循環，冷卻劑作為第二介質循環。
所述的濕介質可以是含水的壓縮空氣，所述的冷卻劑可以是一種氟化烴，例如氟里昂。


下面將結合附圖詳細描述本發明，其中圖1是根據本發明的典型換熱器板；圖2是第一組通道中的流動的示意圖；圖3是第二組通道中的流動的示意圖。
優選實施方式板式換熱器是兩種不同介質之間換熱的廣泛知曉的設備。板式換熱器應用廣泛，本發明并不限于下面描述的特定設備，但是在干燥壓縮空氣方面特別有用。本發明還極其容易應用到全焊接型換熱器上。這就意味著所述的換熱器通常包括具有凹槽圖案的換熱板和兩種介質的進口和出口連接件。所述的換熱板被置于殼體中并且被焊接在一起形成一個固定的單元。用于兩介質的分開的通道就這樣形成了，兩種介質在另一成對的板之間以相反的方向流動。該技術是公知的，在此就不再贅述了。
本發明能夠干燥壓縮空氣，該壓縮空氣在8巴、45℃時可以達到百分之百的相對濕度。所述的空氣首先被冷卻，于是水冷凝并且被收集起來，然后空氣被再次加熱到合適的溫度，例如37℃，這樣在輸送干燥過的空氣的管道和機器上就不會發生冷凝。如同下面詳細描述的，引入的濕空氣通過與換熱器一部分中輸出的干空氣進行熱交換從而被第一次冷卻。在所述換熱器的第二部分中，所述空氣通過與冷卻劑換熱進一步被冷卻。水的冷凝和收集發生在該第二部分。最后，又在第一部分，干空氣通過與引入的空氣逆流熱交換而被加熱。
圖1表示了一個典型的矩形換熱板，同傳統換熱板一樣具有凹槽和凸脊圖案。每個第二換熱板同傳統換熱板一樣以交叉的形式設置有這些的凹槽和凸脊。如同傳統做法，第一組通道形成于第一成對板之間，第二組通道形成于另一第二成對板之間。但是，與傳統換熱器相反，隔板3用于將換熱器的第一部分1和第二部分2隔開。這個界定的地帶1適當地位于換熱板的一角并且大約延伸到換熱板中部。所述的隔板3僅影響第二組通道中的流動。所述隔板是于另一換熱板上的接觸的凹槽與凹壁之間通過連續焊接形成的。這種隔板的更為詳細討論在授予EP Technology AB的歐洲專利1097346中有描述。
第一組通道具有一個進口4用于第一介質A，例如空氣。但是第一組通道沒有通往外部的通常的空氣出口。取而代之的是有一個跨接通路5使介質A從第一組通道進入到第二組通道中。所述的跨接通路5通?？梢酝ㄟ^在換熱板上制造一個縫隙而形成。所述的縫隙位于隔板3內側，例如位于換熱器的第一部分1中。所述的跨接通路5適當地靠近邊緣設置。
第一組通道還設置有其它出口。至少有一個冷凝水的出口6。該出口被連接到閥8，該閥8被設計成只允許水通過而空氣不能通過。優選地，還有用于冷凝水的第二出口7，被設置在鉤狀收集凸脊9的鉤狀部分中。出口7可以連接到相同的閥8或另外的閥(未圖示)。所述的收集凸脊9以與隔板3相同的方式形成，但是僅影響第一組通道。
在第一組通道中還設置有多個分隔區域10，這些分隔區域中沒有形成凹槽或凸脊。這些區域的作用是降低經過的介質的流速，例如降低到4m/s，并且獲得沒有渦旋的層流。這樣有助于冷凝所述的水。
所述的第二通道具有下述連接件。具有用于第一介質A，例如空氣的出口11，所述空氣經過所述跨接通路5進入。該界定的地帶的出口11的位置與所述跨接通路5對角地相對。第二介質B，例如冷卻劑，從進口12進入并且從出口13流出。
結合附圖2和3中示出的流動示意圖描述換熱器的功能。在干燥過程中，所述空氣進口和空氣出口應被定位成朝上，同時水的出口6和7應該被定位成朝下。
圖2表示第一組通道中的流動。因為在這里沒有隔板，所以雖然與第二組通道中的不同的介質A和B具有換熱關系，同樣的介質A流經整個換熱器。所述的隔板3用虛線表示。所述濕空氣從換熱器第一部分1中的進口4進入。(所述濕空氣被預先冷卻到130-140℃。)通過與流出空氣的逆流熱交換，流入空氣被冷卻到45℃到23℃。所述空氣進入到換熱器的第二部分2，在其中所述空氣被進一步冷卻到例如10℃。而且，水被冷凝、收集，經過出口6、7。
由于如圖1所示的分隔區域10的作用，冷凝效率被加強了。但是如果流速足夠小，則分隔區域10就沒有必要了。為了達到足夠小的流速則還可以增加凹槽的高度。但是凹槽的高度，例如約為3mm導致分隔區域的高度為大約6mm都是優選的，因此換熱器將具有更牢固的結構而且將更緊湊，并且其制造過程包括彎曲和焊接換熱板的過程都被簡化。
而且，所述收集凸脊和出口7也不需要了，但是具有所述收集凸脊和出口7是優選的。所述收集凸脊9幫助將所述空氣向下轉向并且防止空氣對冷凝水施加提升力。
在換熱器第二部分中，空氣轉向上并且從所述跨接通路5被引出進入到另一側，例如進入到第二組通道中。
第二組通道中的流動如圖3所示。在換熱器的第一部分1中，空氣A通過所述的跨接通路5進入并且通過出口11排出。在該流通過程中，所述流出空氣被流入空氣加熱，例如從10℃加熱到37℃。
換熱器第二部分中的冷卻劑，可以是氟化烴，例如氟里昂，通過進口12進入并且從出口13流出。因為隔板3，第二部分中的冷卻劑通常與第一部分中的空氣分隔開，即使這兩種介質在同一對板之間，本申請稱之為第二組通道中流動。
本領域技術人員會理解本發明已經解決了干燥濕空氣并且在同一換熱器中實施所要求的冷卻和加熱步驟的問題。因為由隔板和跨接通路形成了所述界定的地帶，獲得了非常有效的工序。所述換熱器也適用于其它工序，例如將溶劑從氣體中分離出來。本文中的術語干燥等同于將溶解于另一種氣體中的任何蒸汽或者氣體冷凝。本發明的范圍僅受所附的權利要求的限定。
權利要求
1.一種換熱器，包括具有凹槽圖案和進口、出口連接件的多個板，所述板被置于殼體中并且被焊接在一起形成用于兩種介質(A、B)的分開的通道，第一組通道設置用于允許第一介質(A)在第一成對板之間流動，并且第二組通道設置用于允許第二介質(B)在另一成對板之間流動，其特征在于，在所述的殼體中由隔板(3)至少限定一個界定的地帶(1)，所述的隔板(3)在所述的用于所述第二介質(B)的第二組通道中隔開區域，同時在所述的用于所述第一介質的第一組通道中沒有隔開區域，所述的地帶(1)具有一個進口(5)和一個出口(11)，所述進口(5)以跨接通路的形式設置在第一成對通道和第二組通道之間，所述出口(11)用于第一介質(A)通過所述區域在所述界定的地帶(1)中在與(本身)所述第一介質(A)熱交換下的循環。
2.如權利要求1所述的換熱器，其特征在于，至少一個較遠的出口(6、7)設置在第一組通道上并且連接到一個僅允許液體通過的外部閥(8)。
3.如權利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，所述的跨接通路(5)是設置在相應板中的一個縫隙。
4.如前述權利要求中任一所述的換熱器，其特征在于，所述的板基本上是矩形的并且所述的界定的地帶(1)位于所述板的一個角上。
5.如權利要求4所述的換熱器，其特征在于，所述的跨接通路(5)被設置在所述板中部附近的位置，靠近邊緣，并且所述界定的地帶(1)的出口位于與所述跨接通路(5)對角地相對的位置。
6.如前述權利要求中任一所述的換熱器，其特征在于，在所述第一組通道中，分隔區域(10)以能夠降低所述第一介質(A)流速的空間的形式設置。
7.如權利要求6所述的換熱器，其特征在于，所述的分隔區域(10)設置成沒有凹槽的平的區域的形式。
8.如權利要求6或7所述的換熱器，其特征在于，在所述板中所述的界定的地帶(1)的外側設置有多個分隔區域(10)。
9.如權利要求2到8中任一所述的換熱器，其特征在于，一個收集凸脊(9)位于所述板中所述界定的地帶(1)的外側并且設置成將冷凝液體疏導到一個第二較遠的出口(7)中，所述第二較遠的出口(7)設置在第一組通道中并且連接到一個設置成僅允許液體通過的外部閥(8)。
10.如權利要求6所述的換熱器，其特征在于，所述的收集凸脊(9)是鉤狀的，并且所述第二較遠的出口(7)設置在所述的鉤狀部分中。
11.一種干燥濕介質的方法，其特征在于，在如權利要求2到10中任一所述的換熱器中的循環，所述濕介質作為第一介質(A)且一種冷卻劑作為第二介質(B)。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述的濕介質是含水的壓縮空氣。
13.如權利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述冷卻劑是一種氟化烴，例如氟里昂。
全文摘要
本發明涉及干燥濕介質的換熱器和方法。在所述換熱器中設有一個內部跨接通路(5)，在冷卻自身的第一步驟和加熱自身的最后步驟中，允許所述濕介質在由隔板(3)界定的地帶(1)中折回自身。本發明的特征還在于允許在換熱器內冷凝和收集水的分隔區域(10)。本發明能夠在同一換熱器殼體中干燥壓縮空氣。
文檔編號B21D53/26GK1748117SQ200480003437
公開日2006年3月15日 申請日期2004年1月29日 優先權日2003年2月3日
發明者L·佩松 申請人:先進流體科技有限公司, Ep技術股份公司