离心式筒型热交换换气机制造技术

本实用新型专利技术属于热交换技术和通风换气技术领域。本新型提出了在热交换膜片上制成两种或两种以上的、波纹高度和波距均不相等的多种波纹，且波距和波高随着旋转速度的增大而增大，由此种换热片构成的芯体，并结合“离心式筒型换气机”技术，和采用内转子电机驱动，进一步提高热交换效率和换气量，减少体积，便于安装。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热交换技术和通风
本技术是在专利技术专利“动力惯性驱动热交换器”原理的基础上(专利申请号90104278.1)，结合“离心式筒型换气机”技术(技术专利申请号93210331.6)，经过多种样机试制与测试后完成的。由新的换热器芯体结构形式代替“离心式筒型换气机”的筒型气流通道构成了“离心式筒型热交换换气机”。根据专利技术专利“动力惯性驱动换气机”的原理，其气流热交换通道是在双圆筒内绕轴成辐射状分布，通道数目为偶数，形成两股逆向气流通道交替排列，通道间的隔壁由导热材料制成，从而在气流输运时达到热交换的目的。其结构示意图如图1所示。图中［2］阴影部分表示同一流向气流截面，空白部分［1］表示另一同向气流。从图中不难看出，气流通道截面接近梯形形状，且上宽下窄。这就存在由于旋转半径大处通道壁间的距离大而使该区域的气流阻力小产生气流流量大，使该区域冷热流体的热量交换不充分。本新型的目的是通过改变换热膜片的形状的结构设计，改变气流通道的截面形状，从而进一步提高该类型换热器的热交换效率；并结合“离心式筒型换气机”的离心叶轮技术，达到进一步提高风量的效果。本新型的换热膜片由薄的高导热材料如不锈铝箔制成。每一换热膜片表面制成有两种或两种以上的波高和波距均不相等的多种波纹，在热交换膜片形成热交换通道间壁时其膜片上的波距和波高随着旋转半径的增加而增大。具体的波距和波纹高度以及波纹种数由通道的数目及换热器芯体的内径和外径等尺寸决定。换热器膜片上的不同波纹用专用成型模具压或滚制而成。新的膜片的结构形式如图2所示。图中的三条虚线表示每段波纹剖切后的示意线，表示三段波纹波形。图中的a1，a2，a3和b1，b2，b3分别表示不同波纹段的波纹高度和波纹波距，并且a1＞a2＞a3，b1＞b2＞b3。由这样的膜片形成的气流通道如图3所示。θ表示通道的分度角，由通道数N决定，即θ＝360°／N，图中黑影部分表示通道在沿轴向看去时的透光空间。芯体结构如图4所示。芯体旋转方式由内转子电机驱动。整机结构和安装方式如图5所示，外形如图6所示。由本新型提出的换热膜片的结构形式构成的芯体结构从图2和图3可以看出，其特点是气流通道截面在径向方向上随着换热片的距离增大，波纹的纹高和波距也随着增大。从图中黑影部分可以得出气流阻力在通道截面上趋于相同，气流趋于均匀。因此这种结构形式较好地克服了“动力惯性驱动热交换器”通道结构的固有缺点。目前有的该类型换热器对芯体换热膜片结构提出了各种形式增加表面粗糙这一常规的提高换热效率的方法，对提高换热效率取得了明显效果，但是其结构特点是在每一膜片上只布置有一种波纹结构形式。由此种结构形式的换热膜片构成的芯体气流通道剖面如图7所示。图中黑影部分同样表示通道在沿轴向方向看去时的透光空间。比较图3和图7不难看出，这种结构形式形成的气流通道截面上的阻力仍然不均匀，仍然存在旋转半径大处通道阻力小而产生气流集中的缺点。而且随着波纹高度的增加变得明显。同时由于采用的是单一波纹的结构形式，大波纹结构时要想缩小芯体内筒［5］的尺寸D1是困难的。因此，现有类似换热器是采用外转子电机驱动方式。这就使在通道数目和长度相同的情况下取得相同的换热总面积，明显的后者芯体的外径要小于前者的芯体外径。这对降低机器噪声和节省功率十分有利。现用试制中的一个样机为例说明。具体尺寸如下芯体长度为400毫米，通道数为60，芯体内径为32毫米(即膜片宽度尺寸为54毫米)采用30瓦内转子电机驱动，芯体两端采用外径为160毫米前向叶轮排风，叶片数为30。膜片采用两种波纹，大波纹波高为2.5毫米，小波纹波高为1.25毫米，总的换热面积为1.65米2。测试结果为换热效率大于70％，风量大于300米3／小时(双向流量之和)。现在市售有一种机器的机芯，芯体外径为190毫米，内径为110毫米，长度为350毫米，通道数也为60，采用单一波纹和50瓦外转子电机驱动。其换风量为200米3／小时(双向流量之和)，而换热效率没有给出。若按芯体实际长度440毫米(滚制波纹前膜片的长度)计算则换热总面积为1.06米2。上述两种芯体的换热总面积相差很多，明显在换热效率上会有区别。综上所述，采用新型换热片结构的芯体和“离心式筒型换气机”的技术构成的“离心式筒型热交换换气机”具有高的热交换效率，换风量大，噪声低，体积小等优点。图1为“动力惯性驱动热交换器”芯体结构示意图。图中［1］，［2］，分别表示两股逆向气流的流动方向，［3］表示排气孔排气方向，［5］、［6］分别表示芯体的内筒管道和外筒管道。图2表示换热膜片上多种波纹的结构形式。图中三条虚线表示每一段波纹剖切后的示意线，也就是表示三段波纹的波形，a1，a2，a3和b1，b2，b3分别表示波纹波高和波距，同时a1＞a2＞a3，b1＞b2＞b3。图3表示由图2所示的换热膜片结构形式所形成的芯体纵向剖面示意图。图中a1，a2，a3和b1，b2，b3的意义与图2相同。图4表示整个芯体结构示意图，图中［7］表示左右端排风离心叶轮，［8］表示芯体轴，［4］表示芯体旋转方向，［10］分别表示左右叶轮的叶片，［9］表示左右端面上的进风孔。图4(a)和(b)分别表示芯体的左视图和右视图。图5表示整机结构及安装示意图，不难看出，“离心式筒型热交换换气机”整机结构为挂式结构，［13］、［16］分别表示室内外进气口，［14］、［15］表示室内外出风方向，［17］表示机壳，由铁板和铸塑件制成，［18］表示位于室外进风管道上的过滤器，［19］表示墙壁或窗户。［11］表示轴承。在整体设计上，室外进风管道与出风管道做成外形为一个管道，中间隔开，便于安装。图6表示机型外形示意图，图中［20］表示室内进风方向。图7表示由单一种波纹换热膜片构成的芯体纵向剖面示意图。 附图说明图1“动力惯性驱动热交换器”的芯体结构示意图图2具有多种波纹结构热交换膜片示意图图3新型换热膜片构成的芯体纵向剖面示意图图4芯体总体结构示意图图5整体结构及安装示意图图6整机外型图图7单一波纹结构换热膜片构成的芯体纵向剖面示意图图中所使用的编号表示Ⅰ热交换器的芯体a1，a2，a3波纹波高b1，b2，b3波纹波距θ.......气流通道分度角D1.......芯体内筒直径D2.......芯体外筒直径D3.......叶轮外径L.......芯体长度1.气流流动方向 11.轴承2.气流流动方向 12.电机3.排气方向 13.室内进风口4.芯体旋转方向 14.室内出风方向5.芯体内筒管道 15.室外出风方向6.芯体外筒管道 16.室外进风方向 7.芯体左右离心叶轮 17.机壳8.芯体轴 18.过虑器9.芯体左右端面进气口 19.隔壁或窗户10.左右叶轮叶片 20.室内进风方向实施例换热膜片0.04毫米不锈铝箔。换热膜片上的波纹形状二种波纹，波高分别为2.5毫米和1.25毫米，波距分别为6毫米和3毫米。换热膜片的长400毫米(展开长度为500毫米)，宽度为54毫米。两端离心叶轮外径160毫米，为前向叶轮，叶片数为30，芯体热交换通道数为60。构成芯体外径140毫米，内径为32毫米。采用内转子30瓦电机轴端直接连接。室外过滤器采用滚动式，特点是储存量大，使用时间长。机壳采用0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由“动力惯性驱动热交换器”改进的，并结合“离心式筒型换气机”技术构成的“离心式筒型热交换换气机”其特征为：构成双向热交换通道间壁的（１）热交换膜片由薄的高导热材料如不锈铝箔制成；（２）热交换膜片表面制成有两种或两种以上的，波高和波距均不相等的多种波纹；（３）热交换膜片上的多种波纹的波高和波距随着旋转半径的增大而增大。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁忠喜，陈佳洱，拉索尔，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]