专利名称：空气处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气处理装置，用于处理一种沿基本水平方向流动的并经过该装置从入口端送到出口端的气流，该装置至少包括一个垫板，所述垫板具有一入口表面、一出口表面以及多个从所述入口表面延伸到所述出口表面的狭窄的气流通道，所述通道的壁由一种刚性材料的波纹板形成，通常将所述波纹板以这样一种方式在相互平行的、基本上垂直的平面中相互邻近地安装并定位，即，由任意两块相邻板的波纹形成的通道沿两个不同的方向从所述入口表面延伸到所述出口表面。
现在经常要使用这种空气处理装置，尤其是为了在所述垫板通有水的时候加湿和冷却空气流。比如，参见由Munters Component AB 1993发行的使用手册“用于蒸发冷却／加湿的CELdek／GLASdek接触物质”。然后，水被蒸发，从而使空气将显热转换成潜热。形成垫板的波纹板最好充满一种湿润的介质，因此通道壁的整个表面区域经常保持湿润，以便保证有效的蒸发作用。波纹板的刚性材料可以是纤维素材料、玻璃纤维材料、合成纤维材料，或者塑性材料，或者甚至可以是设有一层吸温表面层的铝合金材料。将波纹板设置成使其波纹沿交替的方向排列，最好每隔一块波纹板其排列方向一样，从而使由波纹形成的通道在邻近或相邻的波纹板中朝着不同的方向。在生产的时候，在那些波纹相互交叉的地方将板粘在一起，从而形成一种刚性的并且稳定的装置。通常，在边缘部分处，可将由波纹板形成的垫板牢固地安装在一个例如由不锈钢、铝或者一些其它的刚性的、不易燃烧的并且抗腐蚀的材料制成的框架中。
该垫板还可用作液滴分离器，其设置在一个冷却垫板下游或者一空气处理装置或系统中气流具有较高速度并且含有水滴的其它某个地方处。由于垫板中的通道相对于气流入口流动方向成一个角度，因此水滴将碰到通道壁并被其湿润的壁所吸收。
上述的、尤其是那些由Munters以注册商标CELdek和GLASdek制造和销售的冷却或者分离器垫板已经被证实能够在公用的、办公处、工业、农业以及牲畜所用的建筑物中的冷却和通风系统中有效地工作并且可靠地具有较长寿命。最后提到的用途已经变得非常重要了，尤其是对于饲养动物和鸟类，特别是大批的小鸡。这些垫板还可以应用在燃气轮机的进口处。
因此，这种具有波纹板垫板的空气处理装置在商业上已经变得非常重要，而且还不断需要作进一步的改进。因此，本发明的主要目的在于提供一种具有更高效率、更高强度以及大体上改进的性能的空气处理装置。更进一步的特定目的在于提供一种改进了的垫板，该垫板能够允许更高的气流速度并且使冷却和加湿效率更高。
这些目的可以通过一种空气处理装置来实现，其中，至少在垫板的中间的主要区域中，所述波纹板的所述相互平行的面相对于与所述入口表面垂直的基本上水平的方向而倾斜排列，因此，由于所述相互平行平面的所述倾斜排列，沿所述基本上水平的法线方向可以看出，所述气流通道不仅在所述相互平行平面中沿所述两个方向斜向延伸，而且还沿一个第三方向斜向地延伸。由此可见，对于一个给定的垫板厚度，气流将被迫在通道中从垫板的入口表面到出口表面要经过一个更长的距离，因此就加长了蒸发过程。当然，也会由于气流的额外偏转而导致压降增加。然而，已经证明最终的效果是分别显著地改进了垫板(对于一个给定的体积或厚度)的冷却和加湿能力并且大大提高了液滴分离器的能力。这样，在显著地提高了冷却和加湿效率的同时，可以保持气流流动的总质量或总体积。所述提高了的效率对于相对较薄的垫板以及相对较高的空气速度来说尤其显著。另外，还可以采用一种更薄的垫板以获得同样的冷却和加湿效果。
这种新颖的垫板还具有加强的强度，尤其是抗弯曲能力，这在制造和运输期间装卸该垫板的时候很重要。这种增强的强度主要是由于在给定的体积中波纹板的波纹之间有更多的粘胶连接处。
这种新颖结构的空气处理垫板的另一个优点在于它的挡光能力。由于气流通道的斜向设置，任何照射到垫板一侧上的光线不会通到另一侧去，除非光线在通道壁处反射。通过对这些壁进行适当的处理，可以几乎消除光的反射。因此，几乎没有光穿透该垫板。在某些应用环境中，如在养鸡农场中，这种特点可能非常重要，尤其是当采用与日光不同步的人造光的时候。在这种设置中，冷却和加湿板通常作为壁件安装在建筑物中(将风扇安装在相对的壁上)。
还可以将该新颖的垫板用作一种用于伴随着气流的小颗粒或液滴的过滤器，例如与喷射室或者类似装置的通风装置相连。
可以通过在气流中含有至少两个依次设置的垫板部分来显著地提高光线或颗粒的阻挡能力，其中相邻部分的通道沿相对的方向斜向延伸。
为了保证在垫板的侧边部分也有良好的运作，在垫板的侧边部分可以设置通道，该通道在与所述法线方向一致的平面中延伸，并且与位于这些边缘部分之间的区域中相关的斜向排列的通道相通。这种边缘部分最好是楔形的。
可以相对于气流以各种不同方式设置垫板，要么使法线方向基本上与空气处理装置的轴向主方向一致，要么使法线方向与这一轴向主方向成一倾角。另外，该空气处理装置可以设有两个或者多个空气入口区域，每一个入口区域具有一个特定的入口流动方向。在后一种情况下，最好在每一个入口区域中设置两个或者多个以Z字形结构相互邻近的垫板。
下面将参照附图对本发明作进一步地说明，这些附图示出了根据本发明的空气处理装置的一些优选实施例。
图1以剖视图示出了本发明的空气处理装置的第一实施例，包括一个设有一冷却垫板和一液滴分离器的空气管道；图2以透视图的形式示出了图1所示空气处理装置所包含的冷却垫板；图3示意性地示出了图2所示垫板的剖视图(该剖视图是平行于垫板的波纹板而截取的)；图4同样示意性地示出了具有楔形侧边部分的垫板的顶视图；图5同样示意性地示出了有两个部分具有沿相反方向斜向延伸的通道的垫板的顶视图；图6示意性地示出了根据本发明空气处理装置的第二实施例的顶视图；图7和8示出了图6中第二实施例的改进型式；图9以示意性的透视图示出了根据本发明空气处理装置的第三实施例；以及图10示出了图9中的装置的剖视图。
在图1中所示的空气处理装置包括一个纵向延伸的空气管道1，在该管道1中安装有一个空气处理装置，该空气处理装置包括一个冷却和加湿垫板10以及一个液滴分离器20，沿图1中箭头P所指示的轴向的、基本水平的主方向看，后者设置在冷却和加湿垫板10的下游。安装有一个风扇(未示出)，以便保持流经该空气处理装置的稳定气流。
众所周知，冷却和加湿垫板10由一个例如不锈钢或者铝的金属框架11支承。同样，液滴分离器垫板20由一个框架21支承。虽然在图1中没有示出，但是还设有一个带有喷嘴的供水系统，用以把水喷到冷却和加湿垫板10的顶部表面上。因此，众所周知，例如参见瑞典专利申请No．9700968-2，垫板10连续地或者至少是经常地有水，从而使得在其所有部分都保持同样稳定的湿润。供给到该垫板的顶部表面上的水将经过通道流下来，一直流到底部，以便始终保持通道壁湿润。多余的水将被收集在一个设置在垫10和20下面的排水容器30中。该排水容器30还将收集来自液滴分离器20的水。液滴分离器在顶部没有水的供给，而是将只收集包含在以相对较高的速率从垫板10流出的气流中的水滴。
在图1中所示的空气处理装置中，沿箭头P的方向流进该装置的气流将通过冷却和加湿垫板10，在那里通过气流通道中水的蒸发作用而将空气冷却和加湿。当空气从垫板10中流出的时候，会含有一些水滴，然而这些水滴在液滴分离器20中被吸收掉。
垫板10和20的基本结构如图2、3和4中所示。
垫板10由交替设置的纤维素材料作的波纹板制成，用化学方法把该纤维素材料浸透专用化合物，以防止腐蚀并使该材料为刚性且不易燃烧。波纹是以这样一种方式排列的，即，由此形成的通道在任意两个相邻或邻近的板中沿不同的方向排列，如图2中的板12和13。尤其是，参看图3，每隔一块板的通道可以向上倾斜一锐角如60角，而设在其间的板的通道则向下倾斜约30度，这在平行于相应的板12、13的垂直平面中可以看出。在波纹相互交叉的地方，相邻的板12、13通过在制造垫板的时候涂敷的胶而牢固地固定在一起。
根据本发明，沿分别垂直于垫板10、20的入口表面101、201和出口表面102、202的基本上水平的方向N可以看出，垫板10和20中所有的波纹板，至少是如图4所示的其中间部分中的波纹板是斜向排列的。在这个实施例中，通道14和15也相对于轴向的主方向P而斜向地延伸。
上面概括地讨论过，垫板的这种结构带来了几个优点。
对于冷却和加湿垫板，如垫板10(参见图4)，倾斜的固定角α相对于垂直于入口和出口表面101、102的方向N最好为30°-60°，通常为40°-50°。
另一方面，对于液滴分离器，如分离器垫板20，其对应的角度α则应该较小，特别是5°-30°，最好是10°-20°。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，应当根据垫板的特定尺寸来选择特定的角度。典型的冷却和加湿垫板可以长为50-200cm、宽度为60cm并且厚度为2．5-30cm。相应地，典型的液滴分离器垫板可以长为50-200mm，宽度为60cm并且厚度为2．5-30cm。
为了确保整个垫板有效地工作，最好设有楔形侧边部分，该楔形侧边部分具有垂直延伸到入口和出口表面101、102的通道，如图4中所示。这样，在图4中的右边，朝着垫板的侧边而斜向地流动的气体将在侧边部分16的笔直通道中偏转。相应地，在图4中的左边，相对的侧边部分17的通道将与垫板中间部分的通道14、15相通。这样，整个垫板可具有易于安装进一个诸如在图1中所示的框架11、21的长方形框架中的平行六角体块形状。
另一种可能的改进是沿轴向的主方向依次设置两个或多个垫板部分，如图5中大致所示，其中第一部分10a的通道沿一个第一方向倾斜地布置。而另一部分10b的通道沿相反的方向倾斜地布置。
如图6-8所示，本发明的第二实施例提供了空气管道中每一个垫板的倾斜取向，在该空气管道中气流沿主方向P流动。在图6中，有一个倾斜地设置的单一垫板10，这样气流P就会相对于与垫板入口表面101垂直的方向N以一个角度β进行冲击。虽然不是必要的，但是角β最好基本上与构成垫板10的板12、13和所述法线方向N之间的夹角α相等。这样，垫板10中的通道将基本上与空气管道中气流的轴向主方向P一致。这种设置已经被证实特别有效并且能够使空气速度非常高，如高达4m／s左右或者甚至更高。在这样的空气速度下，将会进一步地提高该装置的效率和能力。这可以通过下列事实来说明，即，虽然由于空气流经每一个倾斜取向的通道所经过的路程较长将多少会增加压降，但是，在给定体积的垫板中气流通道的有效表面积的提高以及空气速度的提高将带来整体的改进。
空气管道中气流的主方向P和垂直于垫板10入口表面101的方向N之间的夹角β应该是20°-60°，优选是30°-60°，最好是40°-50°，尤其是大约45°。如上所述，夹角β不必与夹角α相同。
垫板的厚度通常是在2．5-30cm的范围内。
尤其是在空气管道相对较宽的情况下，通常最好设置两个或多个相互邻近的垫板10，从而形成一种如图7中所示的V形结构，或者如图8中所示的Z字形结构。
根据本发明的第三实施例，如图9和图10所示，空气处理装置的入口区域可以分成两个或多个入口区，其中每一个都具有一特定的入口方向。所示的这个实施例包括一个具有四个侧壁的箱形装置，每个侧壁都由一个垫板10构成。在该装置的一个端壁40处，即图9中上部的那个端壁处，设有一个排气扇50，该排气扇把空气吸进该装置中，通过侧壁垫板10进入到该装置的内部，然后通过上端壁出去。在图中没有示出的下端壁可以由一块垫板或者一个封闭壁形成。
如图10中所示，空气将在不同的入口区域(与箱形装置的四个侧面相邻)处沿着不同的入口流动方向P1、P2、P3和P4流进该装置，每一个方向都垂直于相应的侧壁垫板10。
概括地说，根据第三实施例或本发明，当然可以在每一个具有一基本上水平的主入口流动方向的入口区域中以V形或Z字形结构设置两个或多个相互邻近的垫板，即，类似于图6-8所示的结构。
此外，可以在附上的权利要求书的范围内以各种不同方式对本发明的空气处理装置中垫板的结构进行改进。举例来说，图3中所示出的角度，即，在波纹板的垂直平面中的倾斜角度，可以任意地改变，只要其波纹彼此交叉，从而形成一种稳定的并且刚性的结构。同样，构成垫板的刚性材料可以通过很多方式进行改进，例如通过如上所述的方式。另一种可能的改进是仅用垫板作为一种用于吸收气流中所含的固体颗粒或者液滴的过滤器。可以想到将一层粘性层涂敷到每一块波纹板上，而不是使该垫板通上水。这样，颗粒或者液滴就会在这种用作可更换的过滤器的垫板结构中被永久地吸收。
权利要求
1．一种空气处理装置，用于处理一种沿着基本水平的方向流动并通过该装置从一入口端送到一出口端的气流，该装置至少包括一块垫板(10，20)，所述垫板具有一个入口表面(101，201)、一个出口表面(102，202)以及多个从所述入口表面延伸到所述出口表面的狭窄的气流通道(14，15)，所述通道的壁由一种刚性材料的波纹板(12，13)形成，通常以下列方式将所述板在相互平行的、基本上垂直的平面中相互邻近地安装并定位，即，由任意两块相邻板的波纹形成的通道沿两个不同的方向从所述入口表面延伸到所述出口表面，其特征在于，至少在垫板的中间的主要区域中，所述波纹板的所述相互平行的平面相对于与所述入口表面(101，201)垂直的基本水平的方向(N)而倾斜地排列，因此，由于所述相互平行平面的所述倾斜排列，所述气流通道不仅在所述相互平行平面中沿所述两个方向斜向地延伸，而且还沿一个第三方向斜向地延伸，如沿所述基本水平的法线方向(N)所看到的一样。
2．如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述相互平行的平面相对于所述法线方向(N)以50°-60°的固定角度(α)倾斜地排列。
3．如权利要求2所述的空气处理装置，所述垫板(10)用于加湿和冷却流过其中的空气，其特征在于，所述固定角度(α)为30°-60°，最好是40-50°。
4．如权利要求2所述的空气处理装置，所述垫板(20)用于从所述气流中分离出水滴，其特征在于，所述固定角度(α)为5°-30°。
5．如权利要求4所述的空气处理装置，其特征在于，所述固定角度(α)为10°-20°。
6．如权利要求1-5中任一项所述的空气处理装置，所述垫板至少包括依次设在所述气流中的两个部分(10a，10b)，其特征在于，所述相互平行平面在所述的至少两个部分中以不同角度倾斜地排列。
7．如权利要求6所述的空气处理装置，其特征在于，所述不同角度是彼此相对的，从而使相邻部分(10a，10b)中的通道沿相对的方向倾斜地排列。
8．如上述权利要求中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述垫板具有带有通道的侧边部分(16，17)，这些通道在与所述法线方向(N)一致的平面内延伸，并且该通道与设置在位于所述侧边部分之间的所述垫板的中间区域中的倾斜排列的通道(12，13)相通。
9．如权利要求8所述的空气处理装置，其特征在于，包括所述侧边部分(16，17)的整个垫板为一平行六面体块。
10．如权利要求9所述的空气处理装置，其特征在于，所述侧边部分(16，17)是楔形的。
11．如权利要求1-10中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，沿着一个基本平行于所述法线方向(N)的该装置的轴向主方向(P)吹送所述气流。
12．如权利要求1-10中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，沿着该装置的一个基本上与垂直于所述至少一个垫板的入口表面的所述方向(N)成一个倾斜角(β)的轴向主方向(P)吹送气流。
13．如权利要求12所述的空气处理装置，其特征在于，所述至少一个垫板安装在空气管道中相对的壁之间，所述法线方向与所述主方向(P)成一个20°-60°的倾斜角(β)。
14．如权利要求13所述的空气处理装置，其特征在于，所述倾斜角(β)为30°-60°。
15．如权利要求14所述的空气处理装置，其特征在于，所述倾斜角(β)为40°-50°。
16．如权利要求13-15中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述倾斜角(β)基本上与所述的波纹板的所述相互平行平面和所述的垂直于所述入口表面的方向(N)之间的夹角(α)相同，从而使在其中设置有所述至少一个垫板气流通道的所述相互平行平面基本上平行于所述气流的轴向主方向(P)。
17．如权利要求13-16中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，在所述相对的壁之间倾斜地安装有一个垫板。
18．如权利要求13-16中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，在所述相对的壁之间以V形结构相互邻近地安装有两个垫板。
19．如权利要求13-16中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，在所述相对的壁之间以Z字形结构相互邻近地安装有一组垫板。
20．如权利要求1-10中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述装置的入口端的所述气流被分成至少两个空气入口区域，每一个区域具有一个特定的入口流动方向。
21．如权利要求20所述的空气处理装置，其特征在于，至少将一个垫板设置在每个入口区域内，其中，与所述垫板的入口表面垂直的所述方向(N)相对于相关的入口流动方向而倾斜地排列。
22．如权利要求21所述的空气处理装置，其特征在于，至少将两个垫板以Z字形结构相互邻近地安装在每个入口区域内。
23．如权利要求20-22中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，至少安装有四个垫板，以形成一种箱形装置，所述的至少四个垫板形成所述箱形装置的侧壁并作为所述气流的入口区域，后者的气流是通过设在所述箱形装置的一个端壁处的一个风扇而排出的。
全文摘要
一种用于处理气流的空气处理装置,包括一个具有多个狭窄的气流通道的垫板(10,20),该通道的壁由刚性材料的波纹板(12,13)形成,通常将所述板以下列方式相互邻近地安装并定位在平行平面中,即,从垫板的入口端到其出口端来看,由任意两块相互邻近的板的波纹形成的通道在对应的板的垂直平面中沿两个不同方向延伸。至少在垫板的中心区域中,所有的板(12,13)倾斜地定位,从而使所有通道都相对于垫板的入口和出口表面(101,102,201,202)而倾斜地延伸。
文档编号F24F6/02GK1283262SQ98812559
公开日2001年2月7日 申请日期1998年12月21日 优先权日1997年12月22日
发明者贝蒂尔·伦丁, 杰弗里·鲍尔斯, 帕特里夏·泰森·托马斯 申请人:蒙特斯有限公司