專利名稱：蓄熱式熱氧化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及熱氧化器，以便燃燒和消除在工業(yè)場所產(chǎn)生的有害過程氣體，具體而言，涉及具有放置在氣流通路中的換熱部的蓄熱式熱氧化器。
背景技術(shù)：
通常，具有用于氧化從工業(yè)場所內(nèi)的過程氣體產(chǎn)生的例如揮發(fā)性有機復(fù)合物的有害氣體并將被氧化的產(chǎn)物排放到外部的多種熱氧化器。能夠使用從過程氣體的燃燒獲得的出口過程氣體的高熱能對入口過程氣體進行預(yù)熱的蓄熱式熱氧化器具有節(jié)省能量并有效地消除有害的氣體的優(yōu)點。
傳統(tǒng)的蓄熱式熱氧化器每個包括燃燒和氧化過程氣體的燃燒室、換熱部和周期地旋轉(zhuǎn)以將過程氣體供給到燃燒室內(nèi)或者從燃燒室排放所述過程氣體的轉(zhuǎn)子。在通過換熱部之后，從轉(zhuǎn)子供給的過程氣體在燃燒室內(nèi)燃燒。此后，被燃燒的過程氣體通過換熱部和轉(zhuǎn)子排放到外部。在該過程中，用于排放氣體的換熱部的部分(section)存儲來自燃燒氣體的熱能。熱能用于預(yù)熱從轉(zhuǎn)子供給的過程氣體。
圖1是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)型蓄熱式熱氧化器的部分分解透視圖。
參照圖1，傳統(tǒng)的蓄熱式熱氧化器內(nèi)的過程氣體流如下。過程氣體在順序通過入口管30、轉(zhuǎn)子20的入口開口22、分配板(distribution plate)10的多個開口12和換熱部50之后被吸入燃燒室60。過程氣體在燃燒室60內(nèi)燃燒，并在通過分配板10的開口12、轉(zhuǎn)子20的出口開口24和出口管道40之后被排放到外部。
轉(zhuǎn)子20的上表面與具有多個開口12的分配板10緊密接觸。一些形成在分配板10上的開口12對應(yīng)轉(zhuǎn)子20的入口開口22，剩余的開口12對應(yīng)轉(zhuǎn)子20的出口開口24，這樣分別提供入口和出口過程氣流通路(gas flow path)。換言之，轉(zhuǎn)子20的開口12將通過入口開口22的過程氣體引導(dǎo)到換熱部50，并在通過換熱部50之后燃燒的過程氣體引導(dǎo)到轉(zhuǎn)子20的出口開口50。分隔單元(未示出)設(shè)置在換熱部50和分配板10之間以防止入口過程氣體和被燃燒的過程氣體彼此混合。
在傳統(tǒng)的蓄熱式熱氧化器中，由于轉(zhuǎn)子20將入口和出口過程氣體彼此分開，過程氣體的流量通過轉(zhuǎn)子的入口和出口開口22和24的面積確定。因此，為了增加過程氣體流，即，處理過程氣體的能力，轉(zhuǎn)子的截面區(qū)域必須增加。該目的可以通過增加轉(zhuǎn)子的尺寸實現(xiàn)。但是，為了操作較大的轉(zhuǎn)子，需要具有較高功率消耗的驅(qū)動單元。由于該特征，蓄熱式熱氧化器的制造成本和操作其的成本極大地增加。
轉(zhuǎn)子尺寸的增加導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和相鄰部件之間的密封狀態(tài)的維護困難。例如，如圖1所示的轉(zhuǎn)子20必須密封地連接到相鄰的部件，例如入口室31、出口管道40和分配板10。為了實現(xiàn)上述目的，將密封材料施加到轉(zhuǎn)子20的預(yù)定部分上。轉(zhuǎn)子的尺寸的增加引起密封材料必須施加的區(qū)域的增加。結(jié)果，存在難于提供良好密封的結(jié)構(gòu)。
同時，蓄熱式熱氧化器必須防止入口和出口過程氣體在轉(zhuǎn)子中彼此混合。同樣，入口過程氣流通路和出口過程氣流通路必須獨立地限定在轉(zhuǎn)子的下端內(nèi)。此外，在如圖1所示的蓄熱式熱氧化器中，通過入口室31的出口管道40連接到轉(zhuǎn)子20。這樣，傳統(tǒng)的蓄熱式熱氧化器的不利之處在于所述結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明謹記現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種蓄熱式熱氧化器，所述蓄熱式熱氧化器具有簡單的結(jié)構(gòu)并增加了過程氣體處理能力，但是具有尺寸與典型的轉(zhuǎn)子相似的轉(zhuǎn)子。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于燃燒過程氣體的蓄熱式熱氧化器，包括反應(yīng)室，具有燃燒室，以燃燒過程氣體；換熱部，所述換熱部被放置與反應(yīng)室接觸并具有多個用于與過程氣體換熱的扇形部(sector)；第一管道，所述第一管道通過蓄熱式熱氧化器的上端與外部連通同時通過換熱部；第二管道，所述第二管道設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的下端上以將過程氣體供給到換熱部內(nèi)或者從換熱部排出所述過程氣體；轉(zhuǎn)子形分配單元，所述分配單元被放置以與第一管道緊密接觸，并提供與第一管道相關(guān)聯(lián)、并設(shè)置在轉(zhuǎn)子形分配單元之上的第一氣流通路和與第二管道相關(guān)聯(lián)并設(shè)置在轉(zhuǎn)子形分配單元之下的第二氣流通路；多個分隔板，以限定換熱部的扇形部，同時延伸到換熱部的下端以防止通過第一和第二氣流通路的過程氣體彼此混合；和驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元在預(yù)定的速度上旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，蓄熱式熱氧化器的轉(zhuǎn)子形分配單元可以包括設(shè)置在換熱部之下的圓柱形轉(zhuǎn)子，并包括上開口，所述上開口設(shè)置在與第一管道接觸的圓柱形轉(zhuǎn)子的上表面上；下開口，所述下開口設(shè)置在與上開口相對的圓柱形轉(zhuǎn)子的下表面上，這樣上開口提供了將換熱部的扇形部的一部分通過第一管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第一氣流通路，下開口提供了將換熱部的扇形部的另外一部分通過第二管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第二氣流通路。
圓柱形轉(zhuǎn)子包括一體操作的上下圓柱體，這樣上開口設(shè)置在上圓柱體的上表面上，下開口設(shè)置在下圓柱體的下表面上。上、下圓柱體分別包括第一和第二側(cè)開口，這樣上開口和第一側(cè)開口都放置在第一氣流通路上同時下開口和第二側(cè)開口都放置在第二氣流通路上。上開口可以設(shè)置在圓柱形轉(zhuǎn)子的上表面的中心部分上，下開口可以沿著圓柱形轉(zhuǎn)子的下表面的周邊設(shè)置。圓柱形轉(zhuǎn)子可以進一步包括設(shè)置在圓柱形轉(zhuǎn)子的相對側(cè)壁上的第一和第二側(cè)開口，上開口和第一側(cè)開口都放置在第一氣流通路上同時第二側(cè)開口和下開口都放置在第二氣流通路上。
根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，轉(zhuǎn)子形分配單元可以包括設(shè)置在換熱部之下的板型分配轉(zhuǎn)子，并包括具有多個槽的氣體出口，與第一管道連通，并設(shè)置在板型分配轉(zhuǎn)子的中心部分上；多個開口，所述多個開口沿著板型分配轉(zhuǎn)子的周邊設(shè)置在預(yù)定的位置上，這樣具有多個槽的氣體出口提供了將換熱部的扇形部的一部分通過第一管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第一氣流通路，和多個開口提供了將換熱部的扇形部的另外一部分通過第二管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第二氣流通路。
根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，轉(zhuǎn)子形分配單元可以包括設(shè)置在換熱部下的環(huán)型分配轉(zhuǎn)子，并包括兩個同心環(huán)，所述同心環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)；和至少兩個分隔葉片，所述分隔葉片從內(nèi)環(huán)的外表面延伸到外環(huán)以將外環(huán)分隔成至少兩個部分，這樣內(nèi)環(huán)連接到第一管道，并提供將換熱部的扇形部的一部分通過第一管道和內(nèi)環(huán)的側(cè)開口連接到蓄熱式熱氧化器的第一氣流通路，外環(huán)提供了通過第二管道和由分隔葉片分隔的部分的一部分將換熱部的扇形部的另外一部分連接到蓄熱式熱氧化器的外部。
如上所述，本發(fā)明提供了其中轉(zhuǎn)子的不同部分被用作入口和出口過程氣流通路的蓄熱式熱氧化器，這樣增加了過程氣體的處理能力，而具有與典型的轉(zhuǎn)子相似的轉(zhuǎn)子，并簡化了轉(zhuǎn)子和相鄰的部件的結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明的上述和其它目的、特征和其它優(yōu)點將在結(jié)合附圖時從下述的詳細說明而得到更清楚的理解，其中圖1是在轉(zhuǎn)子上定中心的傳統(tǒng)蓄熱式熱氧化器的部分分解透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例，具有作為分配單元的圓柱型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖；圖3是使用在圖2的蓄熱式熱氧化器內(nèi)的轉(zhuǎn)子的詳細結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是具有圖3的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的透視圖；圖5是顯示了具有根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的圓柱分配轉(zhuǎn)子型的分配單元的透視圖；圖6是具有圖5的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的板型分配轉(zhuǎn)子的透視圖；圖8是具有圖7的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖；圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例的板型分配轉(zhuǎn)子的透視圖；和圖10是具有圖9的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖。
具體實施例方式
此后，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
在本發(fā)明的實施例的描述中，為了方便，用于過程氣體的分配的旋轉(zhuǎn)型裝置被分類為圓柱型分配轉(zhuǎn)子和板型分配轉(zhuǎn)子。圓柱型分配轉(zhuǎn)子指的是其中限定了用于過程氣體分配的空間的轉(zhuǎn)子。板型分配轉(zhuǎn)子指的是其中平面分配單元在預(yù)定的方向上引導(dǎo)過程氣體的轉(zhuǎn)子，但是該轉(zhuǎn)子沒有使用用于過程氣體分配的內(nèi)空間。現(xiàn)在參照附圖，其中相同的參考數(shù)字在所有的各附圖中指示相同或者相似的部件。
具有圓柱型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器圖2-4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的具有圓柱型分配轉(zhuǎn)子作為分配單元的蓄熱式熱氧化器的視圖。
圖2是本發(fā)明的蓄熱式熱氧化器100的剖視圖。如圖中所示，根據(jù)第一實施例的蓄熱式熱氧化器100包括換熱部130。換熱部130將蓄熱式熱氧化器100的內(nèi)部分隔為上、下部分。蓄熱式熱氧化器100的上部在其中限定了燃燒室140，蓄熱式熱氧化器100的下部在其中限定了分配室120。燃燒室140具有例如燃燒器的燃燒單元140以燃燒過程氣體。
如箭頭所示，通過第二管道112吸入蓄熱式熱氧化器100的過程氣體通過圓柱型分配轉(zhuǎn)子200、分配室120、換熱部130和燃燒室140，并在燃燒室140內(nèi)燃燒。被燃燒的過程氣體再次通過換熱部130、分配室120和轉(zhuǎn)子200，此后，被燃燒的過程氣體經(jīng)由通過換熱部130的第一管道150被排放到外部。
圖3是詳細地顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的蓄熱式熱氧化器內(nèi)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的透視圖。轉(zhuǎn)子200的內(nèi)部通過中間板216分隔為上、下部。第一側(cè)開口214A和第二側(cè)開口214B分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子200的上部和下部的側(cè)壁上。此外，上開口212和下開口218分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子200的上表面和下表面上。開口212、214A、214B和218限定了入口和出口過程氣流通路?？紤]到轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)，基于轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)軸182，第一側(cè)開口214A和第二側(cè)開口214B在轉(zhuǎn)子200上徑向相對位置處彼此對稱地形成。旋轉(zhuǎn)軸182連接到轉(zhuǎn)子200的中間板216。
參照圖3，轉(zhuǎn)子200插入蓄熱式熱氧化器100內(nèi)的分離器160。分離器160在其中支撐換熱部130的多個扇形部，此外，在換熱部130下限定分配室120。如圖中所示，分離器160包括構(gòu)成第一管道150的圓柱形管170。分離器160還包括從圓柱形管170徑向向外延伸的多個分隔板162。分隔板162支撐換熱部130并防止入口過程氣體和出口過程氣體在分配室120內(nèi)彼此混合。多個槽176設(shè)置在分離器160的圓柱形管170的下端的側(cè)壁174上以將過程氣體供給到分配室120或者從分配室120排放過程氣體。對應(yīng)轉(zhuǎn)子200的第一和第二側(cè)開口214A、214B的槽176提供入口和出口過程氣流通路。
入口和出口過程氣流通路將在下面參照圖2、3進行說明。如單點鏈線的箭頭所示，通過第二管道112吸入蓄熱式熱氧化器100的過程氣體通過轉(zhuǎn)子200的下開口218和第二側(cè)開口214B供給到分配室120內(nèi)。此后，在通過換熱部130之后，過程氣體通過燃燒器燃燒。在通過轉(zhuǎn)子200的第一側(cè)開口214A吸入轉(zhuǎn)子200之前，被燃燒的過程氣體再次通過換熱部130和分配室120。此后，被燃燒的過程氣體通過上開口212和第一管道150被排放到外部。如上所述，在從分配室120到第一側(cè)開口214A的過程氣體流以及在從第二側(cè)開口214B到分配室120的過程氣體流中，過程氣體總是通過形成在分離器160的下端的側(cè)壁174的多個槽176。此處，分離器160的下端的側(cè)壁174的槽176的每個可以分為上部和下部以確保提供過程氣體流的密封，但是，這沒有在附圖中顯示。
在本發(fā)明的蓄熱式熱氧化器100中，用于流入過程氣體的下開口218和用于排放被燃燒的過程氣體的上開口212被形成在轉(zhuǎn)子200的相對表面上。由于該結(jié)構(gòu)，吸入轉(zhuǎn)子200內(nèi)的過程氣體流和從轉(zhuǎn)子200排放的被燃燒過程氣體流在相同的方向上彼此平行。和該特征不同，在傳統(tǒng)的熱氧化器中，過程氣體通過形成在圓柱體的下表面上的開口吸入圓柱體以及通過所述形成在圓柱體的下表面上的開口從所述圓柱體排放，這樣入口和出口過程氣體流在相反的方向上彼此平行。
這樣，在傳統(tǒng)的熱氧化器中，圓柱體的下表面用作入口開口和出口開口。但是，在本發(fā)明的蓄熱式熱氧化器，由于轉(zhuǎn)子的下表面和上表面分別用于過程氣體的流入和流出，可以處理大量的過程氣體。此外，在本發(fā)明的蓄熱式熱氧化器中，用于過程氣體流入的第二管道112和用于過程氣體流出的第一管道150彼此空間分離。因此，蓄熱式熱氧化器內(nèi)的管布置以及轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)顯著簡化。
圖4是具有圖2的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的透視圖。如圖4所示，換熱部130的多個扇形部130’設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的分離器內(nèi)。換熱部130由預(yù)定的材料形成，其中多個微小通道，即開口孔形成在所述換熱部130內(nèi)，以在過程氣體通過換熱部130時與過程氣體換熱。如圖所示，換熱部130包括多個扇形部130’，所述扇形部130’每個具有餅形狀(pie shape)和預(yù)定的內(nèi)角。扇形部130’通過分離器160的分隔板162彼此分開。第一管道150沿著換熱部130的縱向軸線通過換熱部130以排放被燃燒的過程氣體。如上參照圖3描述的分離器160的圓柱形管170構(gòu)成第一管道150。第一管道150的端部與轉(zhuǎn)子的上開口(圖3的212)緊密接觸。第一管道150的另外一端在通過換熱部130之后延伸到蓄熱式熱氧化器的外部。
分隔板162分開換熱部130的扇形部130’并延伸到轉(zhuǎn)子200的下端以在蓄熱式熱氧化器100內(nèi)形成分配室120。通過分隔板162，分別沿著通過轉(zhuǎn)子的第二側(cè)開口214B和第一側(cè)開口214A限定的入口和出口過程氣流通路流動的入口和出口過程氣體被防止彼此混合。因此，換熱部130的各扇形部130’通過分隔板162分為過程氣體流入側(cè)或者過程氣體流出側(cè)。
轉(zhuǎn)子200通過連接到旋轉(zhuǎn)軸182的電動機180旋轉(zhuǎn)。例如，轉(zhuǎn)子200間斷旋轉(zhuǎn)對應(yīng)換熱部130的各扇形部130’的內(nèi)角的角向單元。根據(jù)轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)，第一側(cè)開口214A和第二側(cè)開口214B的每一個對應(yīng)換熱部130的其它扇形部130’。換言之，已經(jīng)在過程氣體流出側(cè)內(nèi)的扇形部130’通過轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)被移動到過程氣體流入側(cè)。這樣，流入過程氣體流入側(cè)的新的過程氣體通過與過程氣體流出側(cè)內(nèi)的被燃燒過程氣體換熱而可以通過在已經(jīng)在過程氣體流出側(cè)內(nèi)的扇形部130’內(nèi)存儲的熱能預(yù)熱。
如圖3所示，轉(zhuǎn)子200的第一和第二側(cè)開口214A、214B的每個具有細長的槽。但是，可選地，開口214A、214B的每一個可以包括多個槽，所述槽的每一個具有對應(yīng)換熱部130的扇形部130’的每一個的內(nèi)側(cè)周向長度。
此外，根據(jù)第一實施例的蓄熱式熱氧化器100可以在其中限定用于供給吹掃氣(purge gas)的吹掃氣供給通路，以及入口和出口過程氣流通路，但是吹掃氣供給通路未在圖中示出。為了實現(xiàn)上述目的，額外的開口214C可以形成在將與第一側(cè)開口214A和第二側(cè)開口214B之間的空間對齊的轉(zhuǎn)子200的預(yù)定部分上。轉(zhuǎn)子200的旋轉(zhuǎn)軸182的軸向中心部用作吹掃氣供給管并與開口214C連通，這樣限定了吹掃氣供給通路的布置。適于吹掃氣供給通路的轉(zhuǎn)子的設(shè)計很容易被普通技術(shù)人員理解，因此進一步的說明被認為是不必要的。
此后，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例具有作為分配單元的圓柱型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器將參照圖5、6進行說明。
圖5是使用在第二實施例中的圓柱型分配轉(zhuǎn)子300的結(jié)構(gòu)的透視圖。如圖5所示的轉(zhuǎn)子300比如圖3所示第一實施例的轉(zhuǎn)子具有更大的直徑和更低的高度。但是，過程氣體以與圖3所示的轉(zhuǎn)子描述的相同的方式從轉(zhuǎn)子的下端吸入并通過轉(zhuǎn)子的上端排出。
參照圖5，第二實施例的轉(zhuǎn)子300具有圓柱形形狀。轉(zhuǎn)子300具有圓形開口312的下板320和上板340。下開口318具有弧形并沿著將延伸預(yù)定長度的轉(zhuǎn)子300的下板320的周邊形成。兩個側(cè)開口314A、314B設(shè)置在轉(zhuǎn)子300的側(cè)壁上用于過程氣體的流入和流出。上開口312、下開口318和兩個側(cè)開口314A、314B形成入口和出口過程氣流通路，將過程氣體引導(dǎo)到燃燒室內(nèi)，并允許被燃燒的過程氣體被排放到外部。旋轉(zhuǎn)軸182連接到轉(zhuǎn)子300的下板320。
轉(zhuǎn)子300的下開口318和第二側(cè)開口314B將吸入到蓄熱式熱氧化器內(nèi)的過程氣體引導(dǎo)到分配室(圖6中的120)。第一側(cè)開口314A和上開口312將來自分配室120的被燃燒過程氣體引導(dǎo)到第一管道(圖6中的150)。通過下開口318和第二側(cè)開口314B的過程氣體通過轉(zhuǎn)子300的內(nèi)壁330從通過第一側(cè)開口314A、上開口312的被燃燒過程氣體隔離。當(dāng)轉(zhuǎn)子300連接到分離器160，轉(zhuǎn)子300的上表面340可旋轉(zhuǎn)地與第一管道150緊密接觸。
轉(zhuǎn)子300插入分離器160。分離器160支撐換熱部的多個扇形部并在其中限定位于換熱部之下的分配室120，其方式與第一實施例描述的相同。分離器160具有在其中容納轉(zhuǎn)子300的內(nèi)空間部170’。此外，多個開口176’形成在內(nèi)空間部170’的側(cè)壁上以對應(yīng)轉(zhuǎn)子的側(cè)開口314A和314B。
同時，如圖中所示，轉(zhuǎn)子300可以進一步包括用于供給吹掃氣的額外的開口350。開口350形成在將與第一、第二側(cè)開口314A、314B之間的空間對齊的轉(zhuǎn)子300的預(yù)定部分上。開口350將吹掃氣通過分配室120引導(dǎo)到對應(yīng)開口350的換熱部130的一部分，這樣凈化換熱部130的對應(yīng)部分。當(dāng)吹掃氣在高于過程氣體的壓力上被吸入時，被供給的吹掃氣可以用作防止入口過程氣體和出口過程氣體彼此混合的氣簾。吹掃氣供給管未在圖中示出，但是其可以用典型的方法設(shè)計。例如，旋轉(zhuǎn)軸182的軸向中空中心部用作吹掃氣供給管并通過轉(zhuǎn)子300的內(nèi)部與開口350連通，這樣限定了吹掃氣供給通路的布置。
圖6是具有第二實施例的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖。參照圖6，通過第二管道112吸入的過程氣體通過轉(zhuǎn)子300的下開口318和第二側(cè)開口314B、分配室120和換熱部130(參考，單點鏈線的箭頭)。此后，過程氣體在燃燒室140內(nèi)被燃燒。被燃燒的過程氣體在通過轉(zhuǎn)子的第一側(cè)開口314A和上開口320被排放到外部之前再次通過換熱部130和分配室120。
與第一實施例的方式相同，換熱部130包括具有餅形狀的扇形部并通過分離器160的分隔板162彼此分開。分隔板162延伸到轉(zhuǎn)子300的下端并形成圍繞轉(zhuǎn)子300防止入口和出口過程氣體彼此混合的分配室120。
轉(zhuǎn)子300的旋轉(zhuǎn)期間在換熱部130和過程氣體之間發(fā)生的換熱的原理與第一實施例的相同，因此所述原理的進一步說明被認為是不必要的。
具有板型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器直到現(xiàn)在，盡管已經(jīng)說明了具有圓柱型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器，本發(fā)明的精神可以在不限于上述技術(shù)領(lǐng)域的情況下適于不同的蓄熱式熱氧化器。此后，具有用作分配單元的板型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器參照圖7-10進行說明。
圖7、8是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的具有板型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的視圖。
圖7是用于第三實施例中的板型分配轉(zhuǎn)子的透視圖。
參照圖7，轉(zhuǎn)子400包括其中心部分上的外氣體出口430B、沿著分配板410的周邊具有多個弧形開口412的分配板410。多個外槽432設(shè)置在外氣體出口430B的側(cè)壁上。各外槽432的尺寸可以根據(jù)各弧形開口412的寬度不同。分配板410的外氣體出口430B固定到分離器160的下端，同時連接到第一管道(圖8中的150)。圖7的頂部顯示了將分配板410連接到分離器160的圓柱形管170的下端。
此外，轉(zhuǎn)子400與分配板410緊密接觸并包括通過旋轉(zhuǎn)軸182旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)板420。旋轉(zhuǎn)板420在其中心部分上具有內(nèi)氣體出口430A。內(nèi)槽434形成在內(nèi)氣體出口430A上的預(yù)定位置上。旋轉(zhuǎn)板420進一步具有弧形旋轉(zhuǎn)開口422，所述旋轉(zhuǎn)開口422沿著旋轉(zhuǎn)板420的周邊形成在預(yù)定的部分上。
分配板410和構(gòu)成轉(zhuǎn)子400的旋轉(zhuǎn)板420組裝到一起以用作轉(zhuǎn)子型分配單元。旋轉(zhuǎn)板420的內(nèi)氣體出口430A插入分配板410的外氣體出口430B以一起形成一體地連接到第一管道(圖8中的150)的單個氣體出口組(圖8中的430)。分別設(shè)置在外氣體出口430B和內(nèi)氣體出口430A的側(cè)壁上的外槽432和內(nèi)槽434將通過換熱部(圖8中的130)的過程氣體引導(dǎo)到第一管道150，這樣提供了入口和出口過程氣流通路。內(nèi)氣體出口430A可旋轉(zhuǎn)地插入到外氣體出口430B同時它們之間的間隙被密封用于氣密結(jié)構(gòu)。
在組裝在一起的狀態(tài)下，對應(yīng)旋轉(zhuǎn)板420的旋轉(zhuǎn)開口422的分配板410的一些弧形開口412與過程氣體的流入換熱部130相關(guān)聯(lián)。沒有對應(yīng)旋轉(zhuǎn)板420的旋轉(zhuǎn)開口422的剩余的弧形開口412與過程氣體的流入無關(guān)。在第三實施例中，可以限定用于讓吹掃氣流入轉(zhuǎn)子400的吹掃氣供給通路。圖7顯示了設(shè)置在旋轉(zhuǎn)板上的預(yù)定位置處的吹掃氣供給孔424。單獨的吹掃氣供給管可以連接到吹掃氣供給孔424以從外部供給吹掃氣，但是圖中未示出。與圖中所示的不同，吹掃氣供給孔424可以形成在旋轉(zhuǎn)板420的內(nèi)氣出口430A的側(cè)壁上的預(yù)定位置處。這樣的結(jié)構(gòu)有利之處在于中空旋轉(zhuǎn)軸182被用于供給吹掃氣。
圖8是具有第三實施例的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器的剖視圖。
在根據(jù)第三實施例的蓄熱式熱氧化器100內(nèi)，轉(zhuǎn)子400的結(jié)構(gòu)與第一和第二實施例的結(jié)構(gòu)不同。但是，燃燒室140、換熱部130、分配槽120和入口室110的結(jié)構(gòu)與第一和第二實施例的結(jié)構(gòu)相似，因此進一步的說明被認為是不必要的。
參照圖8，過程氣流通路如下(參看，單點鏈線的箭頭)。在通過入口室110之后，通過第二管道112吸入蓄熱式熱氧化器的過程氣體沿著通過旋轉(zhuǎn)板420的開口422、412和轉(zhuǎn)子的分配板410限定的入口過程氣流通路被供給到分配室120內(nèi)。被吸入的過程氣體通過換熱部130，此后，在燃燒室140內(nèi)燃燒。此后，在通過轉(zhuǎn)子400的氣體出口組430的內(nèi)、外槽434、432被引導(dǎo)到第一管道150之前，被燃燒的過程氣體再次通過換熱部130。
在根據(jù)第三實施例的蓄熱式熱氧化器100內(nèi)，分配室120必須密封組裝到入口室110。為了實現(xiàn)上述目的，將預(yù)定的密封材料施加到轉(zhuǎn)子400的外表面。分配室120包括從換熱部130延伸到轉(zhuǎn)子的開口412和422的分隔板(圖7中的162)，這樣防止吸入到燃燒室140內(nèi)的過程氣體和從燃燒室140排放的過程氣體彼此混合。分隔板的數(shù)目通過換熱部130的扇形部的數(shù)目確定。
與第一和第二實施例的方式相同，即使在第三實施例的情況下，出口和入口過程氣流通路基于轉(zhuǎn)子被形成在蓄熱式熱氧化器的上部和下部。因此，本發(fā)明簡化了用于將入口過程氣體和出口過程氣體在轉(zhuǎn)子400或者入口室110內(nèi)彼此分開的結(jié)構(gòu)。
此后，具有根據(jù)第四實施例的板型分配轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器將參照圖9、10進行說明。關(guān)于設(shè)有分配環(huán)的轉(zhuǎn)子，所述分配環(huán)具有將入口過程氣體和出口過程氣體彼此分開的內(nèi)空間，第四實施例的轉(zhuǎn)子可以看作上述的板型分配轉(zhuǎn)子和圓柱型分配轉(zhuǎn)子的組合。
圖9是使用在第四實施例中的板型分配轉(zhuǎn)子500的結(jié)構(gòu)的透視圖。
參照圖9，轉(zhuǎn)子500包括分配板510和分配環(huán)520。多個弧形開口512沿著分配板510的周邊圍繞分配板510的中心形成并在規(guī)則的角向間距上分開。分配板510在其中心部上具有圓形開口530。圓形開口530連接到分離器160的圓柱形管170的下端，這樣連接到第一管道(圖10中的150)。圖9的頂部顯示了將分配板510連接到分離器160的圓柱形管170的下端。
分配環(huán)520包括通過至少兩個分隔葉片545彼此支撐的內(nèi)環(huán)540和外環(huán)550。內(nèi)環(huán)540與分配板510的圓形開口530緊密接觸以與第一管道150連通。內(nèi)環(huán)540和圓形開口530之間的結(jié)合部通過預(yù)定的密封材料氣密封同時內(nèi)環(huán)540和圓形開口530彼此可旋轉(zhuǎn)地組裝。此外，內(nèi)環(huán)540具有側(cè)開口542。旋轉(zhuǎn)軸連接到內(nèi)環(huán)540的下端。
如圖中所示，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的空間通過分隔葉片545分隔為三個區(qū)域。具有開口545的第一區(qū)域(A)與過程氣體的流入相關(guān)。稱為入口區(qū)域(A)的第一區(qū)域(A)將吸入到轉(zhuǎn)子500內(nèi)的過程氣體引導(dǎo)到分配室(圖10中的120)。第二區(qū)域(B)與內(nèi)環(huán)540的側(cè)開口542連通并與過程氣體的流出相關(guān)。稱為出口區(qū)域(B)的第二區(qū)域(B)將被燃燒的過程氣體引導(dǎo)到第一管道。第三區(qū)域(C)被限定在入口區(qū)域(A)和出口區(qū)域(B)之間，并與對應(yīng)第三區(qū)域(C)的換熱部的清潔部(purging part)用的吹掃氣的供給相關(guān)。當(dāng)吹掃氣在高于過程氣體的壓力上吸入時，被供給的吹掃氣可以用作防止入口過程氣體和出口過程氣體彼此混合的氣簾。與通過吹掃氣供給區(qū)域(C)供給吹掃氣相關(guān)的吹掃氣供給管在圖中未示出，但是它是被典型設(shè)計的。例如，吹掃氣通過旋轉(zhuǎn)軸182的中空中心軸，此后經(jīng)由通過內(nèi)環(huán)540的預(yù)定的管吸入吹掃氣供給區(qū)域(C)。
圖10是設(shè)有上述轉(zhuǎn)子500的蓄熱式熱氧化器100的剖視圖。
在該蓄熱式熱氧化器100內(nèi)，轉(zhuǎn)子500的結(jié)構(gòu)與第一至第三實施例的結(jié)構(gòu)不同。但是，燃燒室140、換熱部130、分配室120和入口室110的結(jié)構(gòu)與第一至第三實施例的結(jié)構(gòu)相同，因此進一步的說明被認為是不必要的。
參照圖10，過程氣流通路如下(參看單點鏈線的箭頭)。通過第二管道112吸入蓄熱式熱氧化器的過程氣體通過入口室110和轉(zhuǎn)子500的外環(huán)550的入口區(qū)域(A)供給到分配室120。被吸入的過程氣體通過換熱部130，此后，在燃燒室140內(nèi)燃燒。此后，在通過外環(huán)550的出口區(qū)域(B)、內(nèi)環(huán)540的側(cè)開口542和轉(zhuǎn)子500的分配板510的圓形開口530被引導(dǎo)到第一管道150之前，被燃燒的過程氣體再次通過換熱部130。
分配室120包括延伸到轉(zhuǎn)子500的上端的分隔板(圖9中的162)，這樣防止吸入到燃燒室140中的過程氣體和從燃燒室140排放的過程氣體彼此混合。分隔板162將換熱部130分為幾個扇形部。
設(shè)有具有上述結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的蓄熱式熱氧化器使用轉(zhuǎn)子的上表面和下表面作為出口和入口過程氣流通路(air flow path)。因此，蓄熱式熱氧化器有利之處在于一次將被處理的過程氣體的量增加，此外，轉(zhuǎn)子和入口室110的結(jié)構(gòu)被簡化。
在本發(fā)明的上述的實施例中，入口和出口過程氣流通路可以切換。換言之，在各實施例中，連接到轉(zhuǎn)子的上端的第一管道可以用作過程氣體流入的入口管，位于轉(zhuǎn)子之下的第二管道用作出口管道。普通技術(shù)人員可以理解，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明需要用于蓄熱式熱氧化器的上述結(jié)構(gòu)，但是，其不需要普通技術(shù)人員難于實現(xiàn)的特別的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的上述實施例中，盡管具有換熱部的蓄熱式熱氧化器出于說明的目的已經(jīng)被公開，但是本發(fā)明的蓄熱式熱氧化器可以進一步包括換熱部上的催化劑層。這樣，普通技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以進行不同的修改、添加和替換。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明提供了一種蓄熱式熱氧化器，所述蓄熱式熱氧化器具有分配單元來分配所述分配單元之上和之下的處理氣體，這樣分配單元的結(jié)構(gòu)得到簡化，同樣，本發(fā)明可以處理比傳統(tǒng)的氧化裝置更多量的過程氣體，盡管分配單元的尺寸與傳統(tǒng)的分配單元的尺寸相似。因此，本發(fā)明減小了蓄熱式熱氧化器的制造成本和操作所述蓄熱式熱氧化器的成本。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒過程氣體的蓄熱式熱氧化器，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室具有燃燒單元，以燃燒過程氣體；換熱部，所述換熱部被放置與反應(yīng)室接觸并包括多個用于與過程氣體換熱的扇形部；第一管道，所述第一管道通過蓄熱式熱氧化器的上端與外部連通同時通過換熱部；第二管道，所述第二管道設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的下端上以將過程氣體供給到換熱部內(nèi)或者從換熱部排出所述過程氣體；圓柱形轉(zhuǎn)子，所述圓柱形轉(zhuǎn)子設(shè)置在換熱部下，并包括上開口，所述上開口設(shè)置在與第一管道接觸的圓柱形轉(zhuǎn)子的上表面上；下開口，所述下開口設(shè)置在與上開口相對的圓柱形轉(zhuǎn)子的下表面上，其中上開口提供了將換熱部的一些扇形部通過第一管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第一氣流通路，下開口提供了將換熱部的其它扇形部通過第二管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第二氣流通路；多個分隔板，以限定換熱部的扇形部，并防止在換熱部之下通過第一和第二氣流通路的過程氣體彼此混合；和驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元連接到圓柱形轉(zhuǎn)子的下端，用于在預(yù)定的速度上旋轉(zhuǎn)所述圓柱形轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式熱氧化器，其中圓柱形轉(zhuǎn)子包括一體操作的上、下圓柱體，這樣上開口設(shè)置在上圓柱體的上表面上，下開口設(shè)置在下圓柱體的下表面上，其中上、下圓柱體分別包括第一和第二側(cè)開口，這樣上開口和第一側(cè)開口都放置在第一氣流通路上同時下開口和第二側(cè)開口都放置在第二氣流通路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式熱氧化器，其中上開口設(shè)置在圓柱形轉(zhuǎn)子的上表面的中心部分上，下開口沿著圓柱形轉(zhuǎn)子的下表面的周邊設(shè)置，其中圓柱形轉(zhuǎn)子進一步包括設(shè)置在圓柱形轉(zhuǎn)子的相對側(cè)壁上的第一和第二側(cè)開口；以及上開口和第一側(cè)開口都放置在第一氣流通路上同時第二側(cè)開口和下開口都放置在第二氣流通路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的蓄熱式熱氧化器，其中上開口可旋轉(zhuǎn)地與第一管道緊密接觸。
5.一種用于燃燒過程氣體的蓄熱式熱氧化器，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室具有燃燒單元，以燃燒過程氣體；換熱部，所述換熱部被放置與反應(yīng)室接觸并包括多個用于與過程氣體換熱的扇形部；第一管道，所述第一管道通過蓄熱式熱氧化器的上端與外部連通同時通過換熱部；第二管道，所述第二管道設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的下端上以將過程氣體供給到換熱部內(nèi)或者從換熱部排出所述過程氣體；設(shè)置在換熱部之下的板型分配轉(zhuǎn)子，并包括具有多個槽的氣體出口，與第一管道連通，并設(shè)置在板型分配轉(zhuǎn)子的中心部分上；多個開口，所述多個開口沿著板型分配轉(zhuǎn)子的周邊設(shè)置在預(yù)定的位置上，其中具有多個槽的氣體出口提供將換熱部的一些扇形部通過第一管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第一氣流通路，多個開口提供了將換熱部的其它扇形部通過第二管道連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第二氣流通路；多個分隔板，以限定換熱部的扇形部，同時延伸到換熱部的下端以防止通過第一和第二氣流通路的過程氣體彼此混合；和驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元連接到板型分配轉(zhuǎn)子的下端以在預(yù)定的速度上旋轉(zhuǎn)板型分配轉(zhuǎn)子。
6.一種用于燃燒過程氣體的蓄熱式熱氧化器，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室具有燃燒單元，以燃燒過程氣體；換熱部，所述換熱部被放置與反應(yīng)室接觸并包括多個用于與過程氣體換熱的扇形部；第一管道，所述第一管道通過蓄熱式熱氧化器的上端與外部連通同時通過換熱部；第二管道，所述第二管道設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的下端上以將過程氣體供給到換熱部內(nèi)或者從換熱部排出所述過程氣體；設(shè)置在換熱部下的環(huán)型分配轉(zhuǎn)子，并包括兩個同心環(huán)，所述同心環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)；和至少兩個分隔葉片，所述分隔葉片從內(nèi)環(huán)的外表面延伸到外環(huán)以將外環(huán)分隔成至少兩個部分，其中內(nèi)環(huán)連接到第一管道，并提供第一氣流通路以將換熱部的一些扇形部通過第一管道和內(nèi)環(huán)的側(cè)開口連接到蓄熱式熱氧化器的外部，外環(huán)提供了通過第二管道和由分隔葉片分隔的部分的一部分將換熱部的其它扇形部連接到蓄熱式熱氧化器的外部的第二氣流通路；多個分隔板，以限定換熱部的扇形部，同時延伸到換熱部的下端以防止通過第一和第二氣流通路的過程氣體彼此混合；和驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元連接到環(huán)型分配轉(zhuǎn)子的下端以在預(yù)定的速度上旋轉(zhuǎn)環(huán)型分配轉(zhuǎn)子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄熱式熱氧化器，還包括分配板，所述分配板安裝到第一管道上并具有多個開口，用于分配過程氣體以供給到環(huán)型分配轉(zhuǎn)子內(nèi)或者從環(huán)型分配轉(zhuǎn)子排放。
8.一種用于燃燒過程氣體的蓄熱式熱氧化器，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室具有燃燒單元，以燃燒過程氣體；換熱部，所述換熱部被放置與反應(yīng)室接觸并包括多個用于與過程氣體換熱的扇形部；第一管道，所述第一管道通過蓄熱式熱氧化器的上端與外部連通同時通過換熱部；第二管道，所述第二管道設(shè)置在蓄熱式熱氧化器的下端上以將過程氣體供給到換熱部內(nèi)或者從換熱部排出所述過程氣體；轉(zhuǎn)子形分配單元，所述分配單元被放置以與第一管道緊密接觸，并提供與第一管道相關(guān)聯(lián)并設(shè)置在轉(zhuǎn)子形分配單元之上的第一氣流通路和與第二管道相關(guān)聯(lián)并設(shè)置在轉(zhuǎn)子形分配單元之下的第二氣流通路；多個分隔板，以限定換熱部的扇形部，同時延伸到換熱部的下端，以防止通過第一和第二氣流通路的過程氣體彼此混合；和驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元用于在預(yù)定的速度上旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃燒和消除在工業(yè)場所內(nèi)產(chǎn)生的有害過程氣體的蓄熱式熱氧化器。本發(fā)明提供了其中轉(zhuǎn)子的不同部分被用作入口和出口過程氣流通路以增加處理所述過程氣體的能力的蓄熱式熱氧化器。根據(jù)本發(fā)明，處理所述過程氣體的能力得到提高，盡管轉(zhuǎn)子的尺寸與典型的轉(zhuǎn)子的尺寸相似，以及轉(zhuǎn)子和相鄰的部件的結(jié)構(gòu)得到簡化。
文檔編號F28D19/00GK1859965SQ200380110580
公開日2006年11月8日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者李賢宰, 尹明洙, 蔡明國, 李祥馥 申請人:恩必安有限公司