專利名稱：濕交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種濕交換器，特別是空氣換氣過程中用于降低濕度的濕交換器。
現(xiàn)有的降濕裝置大都采用轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)輪由吸濕材料組成，它的一部分位于濕風道中吸濕，該部位旋轉(zhuǎn)后進入排風道，將一部分濕氣吹除，多數(shù)裝置采用排風道加熱的方式，將濕氣蒸發(fā)再吹除，以提高降濕效果。中國專利“一種轉(zhuǎn)輪除濕設備”(授權(quán)公告號2043730)就采用這種方式降濕。
這類裝置需要很強的排風，或者需要對排風進行加熱，這兩種方式都要消耗很多能量。
本實用新型的目的是提供一種節(jié)能型濕交換器，利用較小的排風就能將濕氣排出。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的將進風通道和排風通道部分隔成相等數(shù)量的小通道(考慮到效果與經(jīng)濟的關(guān)系，可設置2-10個進風或排風通道)，互相間隔交叉排列，小通道橫截面呈扇型，整體結(jié)構(gòu)橫截面外圍仍成圓形，每組小的進、排風通道使用同一個透濕膜隔開，并且透濕膜采用透濕性能良好的非金屬材料制成(這種非金屬材料叫透濕膜)，這樣每個進風通道都會向兩測的排風通道透濕，每個排風通道也會將兩測透濕膜附近的濕氣排出。我們將上述結(jié)構(gòu)稱為轉(zhuǎn)輪機芯。為了減小透濕膜附近層流的厚度，甚至人為地產(chǎn)生湍流，以提高透濕效果，可以設計一臺電機拖動轉(zhuǎn)輪機芯沿軸線旋轉(zhuǎn)，并將進風通道的排出口和排風通道的排出門均設置在與軸線垂直的徑向方向上，因而各小通道在各自排出口處的軸線方向均加設擋板，阻止空氣繼續(xù)沿軸向運動，而改由徑向離心排出。轉(zhuǎn)輪機芯及其固定不動的進風、排風口，以及轉(zhuǎn)輪機芯的拖動電機，共同組成濕交換器。
濕氣高效傳遞的機理是；機芯高速旋轉(zhuǎn)時，人為地產(chǎn)生一個作用于濕交換通道內(nèi)透濕膜附近空氣的湍流運動，減小甚至消除了濕交換通道透濕膜附近的層流邊界層，達到空氣濕氣快速傳遞的目的，從而實現(xiàn)濕氣從高濕空氣通過透濕膜向低濕空氣的濕傳遞。整個轉(zhuǎn)輪機芯高速旋轉(zhuǎn)，不僅可以產(chǎn)生離心力，而且也可產(chǎn)生很大的科氏力?？諝夥肿釉谶@兩種力的作用下，有效地削弱了交換器中透濕膜附近空氣層流的邊界層，直至產(chǎn)生湍流，大大地增加了分子與透濕膜的碰撞次數(shù)，從而提高了交換器的換濕效率。該裝置的轉(zhuǎn)輪機芯高速旋轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的作用于邊界層的慣性力的大小與空氣濕度相關(guān)，邊界層中的空氣存在著濕度梯度和含濕量梯度，導致慣性力和梯度會更大，空氣混合加強，使?jié)窠粨Q效率提高。
每個轉(zhuǎn)輪機芯旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力和科氏力的同時還產(chǎn)生兩個作用一是把廢氣吸入交換器內(nèi)，并把廢氣壓到排風管中送出；二是把新風吸入交換器內(nèi)，并把新風壓到新風送風管中。內(nèi)，并把廢氣壓到排風管中送出；二是把新風吸入交換器內(nèi)，并把新風壓到新風送風管中。在整個轉(zhuǎn)輪機芯中，廢氣與新風被透濕膜隔開，分別流過不同的通道，不會混合。機芯在工作時，同時產(chǎn)生雙向空氣吸送作用，能同時將內(nèi)側(cè)污濁空氣排到外側(cè)，又可將外側(cè)的新鮮空氣送到內(nèi)側(cè)，實現(xiàn)了內(nèi)、外雙向換濕通風。其原理是新風通道一端(吸口)具有較小的半徑，另一端(出口)具有較大的半徑，當轉(zhuǎn)輪機芯繞軸旋轉(zhuǎn)時，通道因旋轉(zhuǎn)半徑不同而使離心力不同，必然在通道兩端產(chǎn)生壓力差而導致空氣的定向運輸，其輸運方向僅取決于通道端口構(gòu)型，即空氣從半徑較小的端口進入，沿著平行于旋轉(zhuǎn)軸的通道從半徑較大的端口流出，而空氣輸運方向與通道繞軸的旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。排風通道的結(jié)構(gòu)與此類似。根據(jù)此原理，該裝置可以很容易地將相鄰兩濕交換通道中的空氣輸運方向安排成相反的錯流。一個濕交換器的核心是由兩股不同濕度空氣經(jīng)透濕膜隔開，成對相間地排列在旋轉(zhuǎn)軸周圍。轉(zhuǎn)輪機芯通道橫截面為徑向輻射狀，通道入口的位置半徑小，而出口位置相對于半徑大，相鄰通道的空氣入出口是互相定替的，即一個通道的入口間隔安放著相鄰通道的出口，相鄰通道間進行濕交換的兩股空氣平行于旋轉(zhuǎn)軸逆向傳輸，同時整個交換機芯的兩端入出口為反對稱構(gòu)型。轉(zhuǎn)輪機芯的長度，由濕交換效率以及總的濕交換透濕膜的面積而定。
在該裝置中，轉(zhuǎn)輪機芯和固定不動的進、排風口之間應設計成氣密連接結(jié)構(gòu)。
該裝置在交換機芯中，還可將透濕膜表面制成波紋或凸棱等形狀，通過增大交換表面積的方法，來提高換濕效率。若要進一步提高整體濕交換性能，還可以通過增加機芯的長度、增加通道數(shù)量及增加濕交換機芯的旋轉(zhuǎn)半徑等方法來實現(xiàn)。
透濕膜是由多個波紋形的導濕板按向心排列方式插粘在芯筒及風機葉輪上組成的。導濕板外纏裹上一層尼龍布，并涂上一層膠體，既壓緊粘牢導濕板，使通道與外界隔離，又在兩組波紋型導濕板間形成通道。
透濕膜是用透濕性能好，強度大的非金屬材料組成。為了增加機芯的強度，可夾在鋁制的網(wǎng)格中以增加支撐性。
透濕膜可采用透濕性能好，強度大的水刺法非織造布制作。
為了增加透濕性，水刺法非織造布的纖維原料宜采用纖維素纖維等親水性纖維，其透濕途徑主要有以下四種(1)由于水刺法非織造布孔隙的存在，當水刺法非織造布外的空氣層水蒸汽分壓大于周圍環(huán)境中的水蒸汽分壓時，水汽會通過水刺法非織造布的孔隙，散失于外界環(huán)境之中；(2)由于水刺法非織造布孔隙的存在，液態(tài)水從孔隙中滲出；(3)水刺法非織造布的吸濕性決定了其有吸收水分和放出水分的功能。水刺法非織造布一方面吸收水分，另一方面通過纖維內(nèi)部擴散，而不斷地放出水分；(4)水刺法非織造布中纖維的毛細管作用能傳遞液態(tài)水，使液態(tài)水散失到外界環(huán)境中。
(4)水刺法非織造布中纖維的毛細管作用能傳遞液態(tài)水，使液態(tài)水散失到外界環(huán)境中。
這四種途徑的重要程度與空氣的含濕量有關(guān)?？諝庵械乃种饕ㄟ^第一種、第三種途徑完成濕傳遞，即依靠水蒸汽分壓差和纖維吸濕途徑，把水分散發(fā)出去。但當空氣含濕量增大，或在水刺法非織造布中增加吸濕性材料時，透濕途徑往往是四種并存，而第二種、第四種途徑則充當主要透濕排水角色。因為當水分增大時，在纖維內(nèi)部形成芯吸作用，水刺法非織造布內(nèi)的毛細管也能形成連續(xù)的毛細管道，從而構(gòu)成暢通的濕傳遞結(jié)構(gòu)。
水刺法非織造布結(jié)構(gòu)中充滿微孔，且纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)較疏松，毛細管現(xiàn)象容易發(fā)生。纖維網(wǎng)中纖維受到水針作用及支承網(wǎng)反射水作用產(chǎn)生無規(guī)則纏結(jié)，而且這種纏結(jié)通常是包纏螺旋結(jié)構(gòu)，因而比一般的紗線縱橫向排列松散，且纖維是在缺乏積極握持條件下進行水刺加固的，因此纖維容易產(chǎn)生滑動及轉(zhuǎn)動。這一結(jié)構(gòu)特征決定了水刺法非織造布較其它工藝生產(chǎn)的布松軟而孔隙率高。
以下結(jié)合附圖和實施例作進一步說明。


圖1是濕交換器正視圖；圖2是濕交換器俯視圖；圖3是濕交換器A-A剖面圖；圖4是濕交換器B-B剖面圖；圖5是濕交換器C-C剖面圖；濕交換器，由殼體1、轉(zhuǎn)軸2、固定于轉(zhuǎn)軸上的若干進風通道3和與之間隔排列且數(shù)量相等的排風通道4組成，進風通道3與排風通道4由透濕膜7隔開，在交換器一端設置有高濕空氣進風通道的入口5，在另一端設置擋板10，擋板內(nèi)側(cè)徑向位置設置有排風口8，與此對應，在交換器另一端設置有排風通道的入口6，在另一端設置擋板，擋板內(nèi)側(cè)徑向位置設置有排風口9。高濕空氣經(jīng)進風通道的入口5進入交換器內(nèi)，排風則經(jīng)排風通道的入口6進入。因為每組小的進風通道3、排風通道4使用同一個透濕膜7隔開，這樣每個進風通道都會向兩測的排風通道透濕，每個排風通道也會將兩測透濕膜7附近的濕氣排出。為了減小透濕膜附近層流的厚度，甚至人為地產(chǎn)生湍流以提高透濕效果，由一臺電機拖動上述結(jié)構(gòu)沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，機芯高速旋轉(zhuǎn)時，人為地產(chǎn)生一個作用于濕交換通道內(nèi)透濕膜附近空氣的湍流運動，減小甚至消除了濕交換通道層流邊界層，達到空氣濕氣快速傳遞的目的，從而實現(xiàn)從高濕空氣通過透濕膜向低濕空氣的濕傳遞。整個轉(zhuǎn)輪機芯同步高速旋轉(zhuǎn)，不僅可以產(chǎn)生離心力，而且也可產(chǎn)生很大的科氏力。空氣分子在這兩種力的作用下，有效地削弱了交換器中透濕膜附近空氣層流的邊界層，直至產(chǎn)生湍流，大大地增加了分子與透濕膜的碰撞次數(shù)，從而提高了交換器的換濕效率。
權(quán)利要求1.一種濕交換器，特別是空氣換氣過程中用于去除濕氣的濕交換器，其特征在于它由殼體1、轉(zhuǎn)軸2、固定于轉(zhuǎn)軸上的若干進風通道3和與之間隔排列且數(shù)量相等的排風通道4組成，進風通道3與排風通道4由透濕膜7隔開，在交換器一端設置有高濕空氣進風通道的入口5，在另一端設置擋板10，擋板內(nèi)側(cè)徑向位置設置有排風口8，與此對應，在交換器另一端設置有排風通道的入口6，在另一端設置擋板，擋板內(nèi)側(cè)徑向位置設置有排風口9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕交換器，其特征是透濕膜的材料是水刺法非織造布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濕交換器，其特征是小進風通道的數(shù)量范圍是2-10。
專利摘要濕交換器將進風通道和排風通道都分隔成相等數(shù)量的小通道，互相間隔交叉排列，每對小通道使用同一個透濕膜隔開，每個進風通道都會向兩側(cè)的排風通道透濕，每個排風通道也會將兩側(cè)透濕膜附近的濕氣排出，使用一臺電機拖動上述芯沿軸線旋轉(zhuǎn)，并將進風通道的排出口和排風通道的排出口均設置在與軸線垂直的徑向方向上，各小通道在各自排出口處的軸線方向均加設擋板，阻止空氣繼續(xù)沿軸向運動，而改由徑向離心排出。
文檔編號F24F3/12GK2531295SQ0220281
公開日2003年1月15日 申請日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月29日
發(fā)明者程忠慶, 姜海波 申請人:中國人民解放軍海軍后勤學院