[發(fā)明專利]一種自清潔和抑垢的污水換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011180199.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112344764B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 那威;陳琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D3/02
• 分類號(hào): F28D3/02;F28D11/04;F28F25/06;F28F1/00;F28F5/00;F28G9/00
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種自清潔和抑垢的污水換熱器，其特征在于，包括污水提升泵、上供水箱、上供水箱污水進(jìn)口、上供水箱排污口、上供水箱底部布水器接管、布水器、單葉雙曲面換熱模組、旋轉(zhuǎn)桶軸、內(nèi)部限位齒輪、傳動(dòng)齒輪、動(dòng)力齒輪、動(dòng)力輸出控制箱、接水箱、接水箱排污口、接水箱污水出口、污水排出泵、桶軸支架擋板，其中：

所述上供水箱通過(guò)螺栓連接或焊接方式固定在所述桶軸支架擋板上，上供水箱污水進(jìn)口布置于所述上供水箱的側(cè)面中部；上供水箱排污口布置于所述上供水箱的側(cè)面底部；上供水箱底部布水器接管均勻布于所述上供水箱的底部，并連接所述布水器；

所述布水器的下方放置所述單葉雙曲面換熱模組，所述單葉雙曲面換熱模組具體包括斜布換熱盤(pán)管管列、轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架、換熱介質(zhì)入口、換熱介質(zhì)出口，其中：

位于所述單葉雙曲面換熱模組兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架分別通過(guò)兩個(gè)內(nèi)部限位齒輪連接兩旋轉(zhuǎn)桶軸；所述旋轉(zhuǎn)桶軸安裝在換熱器兩側(cè)的桶軸支架擋板上；所述桶軸支架擋板左側(cè)的旋轉(zhuǎn)桶軸上固定安裝傳動(dòng)齒輪，該傳動(dòng)齒輪與安裝在動(dòng)力輸出控制箱中的動(dòng)力齒輪相嚙合；

所述單葉雙曲面換熱模組采用其旋轉(zhuǎn)軸與地面水平的方式安裝，內(nèi)部的斜布換熱盤(pán)管管列由若干換熱單管傾斜安裝組成，呈現(xiàn)多層單葉雙曲面結(jié)構(gòu)排布，且各層之間以及每層相鄰的單管之間均通過(guò)蛇形連接為內(nèi)部貫通的整體；

所述斜布換熱盤(pán)管管列的兩端固定在所述轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架上，所述轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架呈圓盤(pán)狀，兩圓心處分別留有換熱介質(zhì)入口和換熱介質(zhì)出口的預(yù)留孔；

其中，所述斜布換熱盤(pán)管管列共有從內(nèi)到外多層按照單葉雙曲面排列的換熱單管，即多個(gè)由小到大依次嵌套的單葉雙曲面管排，滿足方程為：

其中，a，c為正的常數(shù)，影響單葉雙曲面的具體形狀比例；單葉雙曲面管排的中心旋轉(zhuǎn)軸方向?yàn)閦軸方向；旋轉(zhuǎn)軸中部且與旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面為x軸y軸組成的平面；單葉雙曲面旋轉(zhuǎn)軸中部，即單葉雙曲面的最細(xì)處與xy平面相交為一個(gè)圓周，直徑為2a；

沿中心旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱，且由內(nèi)至外各層雙曲面的a取值逐漸增大，控制各單葉雙曲面之間的距離在1～2倍換熱管管徑；

其中，每層單葉雙曲面上的每根換熱單管均采用與單葉雙曲面換熱模組的旋轉(zhuǎn)軸成一定角度的安裝方式，即均采用重復(fù)的同向傾斜環(huán)繞安裝，使換熱單管組成的換熱面呈單葉雙曲面；

每根換熱單管均為所在單葉雙曲面上不同的直母線，各換熱單管之間相互無(wú)接觸，無(wú)交叉，同一單葉雙曲面上的各換熱單管的間隔距離為1～2倍換熱管管徑；

所述換熱介質(zhì)入口、換熱介質(zhì)出口通過(guò)預(yù)留孔伸出兩側(cè)的轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架，并分別與外部的換熱介質(zhì)管道相連，連接處位于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)桶軸的中空腔內(nèi)，在連接處采取可旋轉(zhuǎn)的密封連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自清潔和抑垢的污水換熱器，其特征在于，所述布水器的布置方式具體為：

沿所述單葉雙曲面換熱模組最外層單葉雙曲面管排的頂端直母線的垂直投影進(jìn)行平行布置，即所述布水器以所述斜布換熱盤(pán)管管列最外層頂部的兩根換熱單管的垂直投影為前后邊界，左右兩端與轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架內(nèi)側(cè)平齊，最終體現(xiàn)為一個(gè)含有一條與旋轉(zhuǎn)軸平行的對(duì)角線的平行四邊形布水器；

所述布水器的污水滴落口采取多條直線分布，其位置分別與所述布水器下部投影范圍內(nèi)的各根換熱單管對(duì)應(yīng)；

所述布水器的安裝高度控制在其左右兩側(cè)與所述單葉雙曲面換熱模組的最高點(diǎn)恰好不接觸，恰好不影響所述單葉雙曲面換熱模組的正常旋轉(zhuǎn)的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自清潔和抑垢的污水換熱器，其特征在于，

在所述污水換熱器連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，以轉(zhuǎn)輪式盤(pán)管框架上的兩旋轉(zhuǎn)桶軸連線為軸，經(jīng)由人工控制或自動(dòng)運(yùn)行的動(dòng)力輸出控制箱，通過(guò)動(dòng)力齒輪與傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)其按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；

旋轉(zhuǎn)后，使所述斜布換熱盤(pán)管管列中按多層單葉雙曲面結(jié)構(gòu)排布的各換熱單管與固定的布水器的相對(duì)位置發(fā)生改變，即通過(guò)定期的旋轉(zhuǎn)改變?cè)胁妓鞯囊旱位蛞褐c斜布換熱盤(pán)管管列內(nèi)各換熱單管的接觸順序，接觸角度和所形成液膜的流動(dòng)路徑來(lái)不斷改變液膜的形成狀態(tài)和流動(dòng)狀態(tài)，最終以此強(qiáng)化換熱盤(pán)管表面流動(dòng)液膜的擾動(dòng)作用，達(dá)到自清潔和抑垢效果；

所述斜布換熱盤(pán)管管列表面的污垢脫落后，同污水共同落入接水箱中，在運(yùn)行間歇期，所述上供水箱通過(guò)上供水箱排污口泄水、檢修、清污；所述接水箱通過(guò)接水箱排污口泄水、檢修、清污；

其中，所述上供水箱排污口與接水箱排污口均以3％的坡度布置。