專利名稱：矩陣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種矩陣(matrix)裝置。特別是但不局限于，本發(fā)明涉 及一種用于傳熱和/或清潔組件中的矩陣裝置。本發(fā)明的實施例涉及包括 矩陣裝置的傳熱和/或清潔組件。
背景技術：
在海洋和化學工程行業(yè)中，通常需要冷卻(有時還清潔)熱氣體。用 于該目的的已知裝置包括只使用水射流或者使用填充塔。通過與液體例如 水形成緊密接觸，氣體可以被冷卻和/或清潔。這樣的操作也稱為驟冷或 洗滌。不過，已知裝置可能占據(jù)太大的空間，或者產生較低溫度變化。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種矩陣裝置，該矩陣裝置包括板， 該板確定了供第一流體流過的多個孔，該裝置布置成使第二流體在該板上 流動，使得第一和第二流體相互交叉，以便進行傳熱和/或清潔。
該裝置可以包括多個板，這些板可以一起在它們之間確定了至少一個 槽道，在使用時，第二流體可以沿該槽道流動。
該板或各板可以包括網(wǎng)。該網(wǎng)或各網(wǎng)可以包括多個長型部件，例如金 屬絲。該長型部件可以斷續(xù)地與相鄰長型部件接合，以便確定所述孔。各 長型部件可以有基本為正弦形的形狀。該網(wǎng)或各網(wǎng)可以包括展開的 (expanded)網(wǎng)，并可以包括凸起的展開的(raised expanded)網(wǎng)。該 網(wǎng)或各網(wǎng)可以由金屬形成，并可以由耐腐蝕金屬形成，例如不銹鋼。
在網(wǎng)中的孔可以為菱形形狀。
各長型部件可以包括流體接觸表面，該流體接觸表面在使用時可以與 第二流體接觸。有可能是， 一個長型部件的流體接觸表面與相鄰長型部件
的流體接觸表面形成基本連續(xù)表面。
有可能是，各流體接觸表面定向成與該板成第一角度，它形成該板的 一部分。該板或各板可以基本為平面形，且第一角度可以在流體接觸表面和板的平面之間。
有可能是，第一角度可以在5。和85°之間，特別是在30。和50° 之間。
有可能是，該板或各板定向成與豎直方向成一定角度，該角度形成第 二角度。有可能是，第二角度在O。和45°之間，并可以在5。和16°之 間。有可能是，笫二角度基本為ll。。
這些板可以布置成使得該槽道或各槽道具有菱形輪廓。
該槽道或各槽道可以為長型形，并可以基本上是豎直的，且可以布置 成與豎直方向基本成該第二角度。
在一個實施例中，這些板可以確定多個槽道，且各槽道可以與其它槽 道基本平行。這些板可以相互成十字形或交叉，以便提供槽道。這些板可 以確定多排槽道。
該裝置可以用于傳熱和/或清潔。該裝置可以用于清潔第一流體，和/ 或可以用于冷卻第一流體。第一流體可以是氣體。第二流體可以是液體， 并可以是水。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于傳熱或清潔的組件，該組件 包括用于第一流體的第一通路和用于第二流體的第二通路，其中，第一和 第二通路在流體交叉區(qū)域處相互交叉，該組件包括布置在所述流體交叉區(qū) 域處的流體接觸裝置，該流體接觸裝置使得第一和第二流體能夠相互接 觸，以便進行傳熱和/或清潔。
在優(yōu)選實施例中，流體接觸裝置包括上述矩陣裝置。
第 一通路可以是用于要冷卻或清潔的氣體，笫二通路可以是用于冷卻 或清潔液體，例如水。
矩陣裝置可以布置成使得第一通路基本上橫向于前述多個板延伸。第 二通路可以延伸為使第二流體流過該槽道。因此，第二流體可以沿所述槽 道在板的流體接觸表面上流動。
優(yōu)選是，該組件包括流體排出裝置，以便使所述第一流體從該組件排
出。流體排出裝置優(yōu)選是包括分離器，以便使第二流體與笫一流體分離。 第二流體可以為液滴形式。
優(yōu)選是，流體排出裝置包括葉片部件，以便使第一流體減速，并使所 夾帶的第二流體能夠與第一流體分離。流體排出裝置可以包括分離腔室。
葉片部件可以布置在分離腔室內的內部導管中。優(yōu)選是，內部導管在它的開口端部處終止于分離腔室中。該開口端部可以擴口。
該組件可以包括流體引導裝置，用于引導第一和第二流體。優(yōu)選是， 流體引導裝置包括基本上為柱形的引導部件，該引導部件環(huán)繞流體接觸裝 置延伸。
柱形引導部件可以包括內部和外部皮層。第二流體通路可以在該內部 和外部皮層之間延伸。優(yōu)選是，第二流體通路在流體接觸裝置的上方。
柱形引導部件可以包括供給裝置，以便將第二流體供給流體接觸裝 置。該供給裝置可以包括一對間隔開的且基本平行的壁以及基座部件。基 座部件可以確定多個孔，以便將第二流體供給流體接觸裝置。該孔可以是 槽孔。
該組件可以包括流體出口，以便能夠從該組件中除去第二流體。流體
出口優(yōu)選是布置在引導部件的下面。
射流裝置可以布置成將另外的第二流體噴射至從流體接觸裝置離開 的第一流體上。從該射流裝置噴射的第二流體提供了對第一流體的進一步
冷卻和/或清潔。


下面將參考附圖通過實例來介紹本發(fā)明的實施例，附圖中 圖l是傳熱和/或清潔組件的透視圖，其中部分剖開，以便表示內部 部件；
圖1A表示了葉片部件的放大圖； 圖2是圖1中的II標記的區(qū)域的放大圖； 圖2A是圖2中的A標記的區(qū)域的放大圖； 圖3A和3B分別表示了用于形成網(wǎng)的板的俯視平面圖和側視圖； 圖4A和4B分別表示了進行拉伸的板的俯視平面圖和側視圖； 圖5A和5B分別表示了板在拉伸形成網(wǎng)后的俯視平面圖和側視圖； 圖6表示了有網(wǎng)的板的一部分在使用時的放大詳細正視圖；以及 圖7是沿圖6的線VII-VII的詳細側剖圖，表示了有網(wǎng)的板在使用 時的情況。
具體實施例方式
參考附圖，圖中表示了傳熱組件IO，該傳熱組件10包括柱形形狀的外部或主殼體12以及同心的內部或輔助殼體14。
傳熱組件10確定了第一通路16，用于要冷卻和/或洗滌的氣體流 動；以及第二通路18，用于冷卻和洗滌水流動。
組件IO還包括矩陣裝置20，該矩陣裝置在圖2中更清楚地表示，并 且該矩陣裝置包括用網(wǎng)狀材料形成的多個板22，該多個板布置成確定多 個槽道24，各槽道24有菱形輪廓。槽道24大致沿豎向延伸，以便適應 水18流過矩陣裝置20。如圖所示，有多排槽道24穿過矩陣裝置20延伸。
內部殼體14包括第一和第二同心皮層26、 28。皮層26、 28具有上 部區(qū)域，該上部區(qū)域確定了成導管30形式的引導部件，該導管30提供了 第二流體通路18的一部分。
成水*區(qū)域32形式的供給裝置布置在矩陣裝置20的上方，并通過 從第一皮層26垂下的第一壁36和從第二皮層28垂下的第二壁38來確定 前部和后部。^L腔室32還由環(huán)繞矩陣裝置20延伸的皮層26來確定。
傳熱組件還包括從外部殼體12的下部區(qū)域伸出的流體出口導管40。 流體出口 40允許已經(jīng)由流過矩陣裝置20的氣體加熱的冷卻水從傳熱裝置 10離開。
傳熱裝置10還包括流體排出裝置42，該流體排出裝置42包括內部 導管44，該內部導管44包括葉片部件46，該葉片部件46在導管44的出 口附近布置在導管44內的中央。流體排出裝置42還包括分離腔室48， 以便使得在排出氣體中的任何水滴都與它分離。
葉片部件46布置成捕獲在流過排出裝置42的氣體中的水滴，并使其 中的水滴與該氣體分離。圖1A中表示了一個葉片部件46。它包括主體部 分46A和沿該主體部分46A的邊緣47延伸的鉤部分46B。鉤部分46B布 置成捕獲水滴，以便使它們與流過排出裝置42的氣體分離。
流體排出裝置42還包括布置在分離腔室48頂部的排出導管50，氣 體可以通過該排出導管50排出。如圖1中所示，內部導管44的出口向外 擴口。
傳熱組件10還包括射流裝置52，該射流裝置52有安裝在水供給源 上的供給導管54以及用于將水噴射在從矩陣裝置20離開的氣體上的射流 噴嘴56。
射流裝置52增強了對沿通路16流動的氣體的冷卻。
維護進入門60布置在主殼體12的一個端部處，以便允許進入來維護傳熱組件IO。
參考圖2A，圖中表示了一個網(wǎng)材料板22的一部分。如圖所示，形成 板22的網(wǎng)狀材料包括成扁平金屬絲62形式的多個長型部件，各長型部件 布置成正弦波狀結構，其中， 一個波的波峰64附接到各相鄰波的波谷66， 反之亦然。這提供了在網(wǎng)中的孔68，該孔68為大致菱形形狀。金屬絲62 為大致扁平形狀，它們的高度小于它們的寬度。板22可以由金屬形成， 該金屬可以耐腐蝕，且可以是不銹鋼。
圖3A、 3B、 4A、 4B、 5A和5B是制造板22的方法的示意圖。 圖3A和3B分別表示了一個板22在它形成網(wǎng)之前的平面圖和側視圖。 圖3A和3B中的板22設置有多排70狹縫71，這些狹縫71橫過板22的 寬度73延伸。
在圖4A和4B中，由箭頭X和Y表示的力施加在板22的相對兩端72X 和72Y上。該力使得板22被縱向拉伸，但是它的寬度73變窄，并將狹縫 71打開成橫過板22延伸的多個菱形孔68。
圖5B表示了圖5A中的板22的側視圖，可以看見，板22的材料延伸 至它的主平面的外部。當板22被拉伸時，扁平金屬絲62稍微扭曲到板 22的平面之外，從而使板22有前部面86和后部面88。
圖6和7表示了使用時的板22。在前部面86上看見，各扁平金屬絲 62包括流體接觸表面80,各流體接觸表面80與相鄰扁平金屬絲62的鄰 接流體接觸表面80形成基本連續(xù)表面。當板22的平面基本沿豎向時，流 體接觸表面80的朝向大致向上。
如圖7所示，各流體接觸表面80定向為與板22成第一角度82， 該第一角度在5。和85°之間。在一個實例中，第一角度可以在30。 和50°之間。
各板22定向為與豎直方向成第二角度84,該第二角度84在0°和 45°之間，更優(yōu)選是在5。和16°之間。在一個實例中，第二角度84基 本為11° 。
在使用時，氣體沿氣體流動通路16流過孔68。流體例如水(在一個 示例中為海水)沿液體流動通路18在連續(xù)流體接觸表面80上流動，并因 此與氣體緊密接觸。液體在流體接觸表面80之上很薄地散開，以便通過 表面張力和重力來潤濕該表面80。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由第一角度82和第二角度 84確定的流體接觸表面80的方位以及流體接觸表面80的連續(xù)性質允許在相對較小空間中獲得相對較大的冷卻/清潔效果。
應當知道，當考慮到液體流動通路18時，前部面和后部面86、 88 并不相似，這在本領域技術人員考慮了圖7后則是很明顯的。圖"A^ 部面88上的視圖。沿該面88向下流動的任何液體都很可能通過板22流 向前部面86或者從后部面88掉落。申請人發(fā)現(xiàn)通過仔細定向該板"， 能夠提供大大優(yōu)于普通裝置的矩陣裝置20。板22可以經(jīng)濟地制造。氣流 有相對較低的壓力降。傳熱和/或清潔的效率相對較高。該裝置可以用于 冷卻和/或清潔多種氣體。設計簡單和牢固。
在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以進行各種變化，例如，槽道22的 排數(shù)可以變化。網(wǎng)的尺寸、厚度和材料可以變化，以便適應矩陣裝置的用 途。形成的孔可以為任意合適的尺寸或形狀。矩陣裝置可以包括任意合適 數(shù)目的板，這些板可以布置成任意合適形狀。
盡管在前述說明中試圖強調本發(fā)明的這些特征特別重要，但是應當知 道，申請人要求保護前面所述和/或附圖中所示的任何可專利特征或特征 組合，不管是否特別強調。
ii
權利要求
1. 一種矩陣裝置，該矩陣裝置包括板，該板確定了供第一流體流過的多個孔，該裝置布置成使第二流體在該板上流動，使得第一流體和第二流體相互交叉，以便進行傳熱和/或清潔。
2. 根據(jù)權利要求l所述的裝置，其中該裝置包括多個板。
3. 根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中這些板在它們之間確定了至 少一個槽道，在使用時，第二流體沿該槽道流動。
4. 根據(jù)前述任意一項權利要求所述的裝置，其中該板或各板包括網(wǎng)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中該網(wǎng)或各網(wǎng)包括多個長型部件。
6. 根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中該長型部件斷續(xù)地與相鄰長 型部件接合，以便確定所述孔。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的裝置，其中各長型部件有基本為正 弦形的形狀。
8. 根據(jù)權利要求4至7中任意一項所述的裝置，其中該網(wǎng)或各網(wǎng) 包括展開的網(wǎng)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中該網(wǎng)或各網(wǎng)包括凸起的、展 開的網(wǎng)。
10. 根據(jù)權利要求4至9中任意一項所述的裝置，其中在網(wǎng)中的 孔為菱形形狀。
11. 根據(jù)權利要求5或其任意從屬權利要求所述的裝置，其中各 長型部件包括流體接觸表面，該流體接觸表面在使用時與第二流體接觸。
12. 根據(jù)權利要求11所述的裝置，其中 一個長型部件的流體接觸 表面與相鄰長型部件的流體接觸表面形成基本連續(xù)表面。
13. 根據(jù)權利要求11或12所述的裝置，其中各流體接觸表面定 向成與該板成第一角度，該流體接觸表面形成該板的一部分。
14. 根據(jù)前述任意一項權利要求所述的裝置，其中該板或各板基 本為平面形。
15. 根據(jù)從屬于權利要求13時的權利要求14所述的裝置，其中 第一角度在流體接觸表面和板的平面之間。
16. 根據(jù)權利要求14或15所述的裝置，其中第一角度在5°和85°之間。
17. 根據(jù)權利要求14至16中任意一項所述的裝置，其中第一角 度在30°和50°之間。
18. 根據(jù)前述任意一項權利要求所述的裝置，其中該板或各板定向成與豎直方向成一定角度，該角度形成第二角度。
19. 根據(jù)權利要求18所述的裝置，其中第二角度在0。和45°之間。
20. 根據(jù)權利要求18或19所述的裝置，其中第二角度在5°和 16°之間。
21. 根據(jù)權利要求18至20中任意一項所述的裝置，其中第二角 度基本為11° 。
22. 根據(jù)權利要求3或其任意從屬權利要求所述的裝置，其中這 些板布置成使得該槽道或各槽道具有菱形輪廓。
23. 根據(jù)權利要求3或其任意從屬權利要求所述的裝置，其中該 槽道或各槽道為長型。
24. 根據(jù)權利要求23所述的裝置，其中該槽道或各槽道基本上是 豎直的。
25. 根據(jù)從屬于權利要求18的權利要求24或其任意從屬權利要求 所述的裝置，其中該槽道或各槽道布置成與豎直方向基本成該第二角 度。
26. 根據(jù)權利要求3或其任意從屬權利要求所述的裝置，其中這 些板確定多個槽道。
27. 根據(jù)權利要求26所述的裝置，其中各槽道與其它槽道基本平行。
28. 根據(jù)權利要求26或27所述的裝置，其中這些板相互成十字 形或交叉，以便提供所述槽道。
29. 根據(jù)權利要求26至28中任意一項所述的裝置，其中這些板 確定多排槽道。
30. 根據(jù)前述任意一項權利要求所述的裝置，其中該裝置用于傳 熱和/或清潔。
31. 根據(jù)權利要求30所述的裝置，其中該裝置用于清潔第一流體， 和/或用于冷卻第一流體。
32. 根據(jù)前述任意一項權利要求所述的裝置，其中第一流體是氣體。
33. 根據(jù)前述任意一個權利要求所述的裝置，其中第二流體是液體。
34. —種用于傳熱或清潔的組件，該組件包括用于第一流體的第一 通路和用于第二流體的第二通路，其中，第一通路和笫二通路在流體交 叉區(qū)域處相互交叉，該組件包括布置在所述流體交叉區(qū)域處的流體接觸 裝置，該流體接觸裝置使得第一流體和第二流體能夠相互接觸，以便進 行傳熱和/或清潔。
35. 根據(jù)權利要求34所述的組件，其中流體接觸裝置包括如權利 要求1至33中任意一項所述的矩陣裝置。
36. 根據(jù)權利要求34或35所述的組件，其中第一通路用于要冷 卻或清潔的氣體，第二通路用于冷卻或清潔液體。
37. 根據(jù)權利要求35或36所述的組件，其中矩陣裝置布置成使 得第 一通路基本上橫向于前述板延伸。
38. 根據(jù)從屬于權利要求3或其任意從屬權利要求的權利要求35或 其任意從屬權利要求所述的組件，其中第二通路延伸為使第二流體流 過所述槽道。
39. 根據(jù)從屬于權利要求11的權利要求38或其任意從屬權利要求 所述的組件，其中第二流體沿所述槽道在板的流體接觸表面上流動。
40. 根據(jù)權利要求34至39中任意一項所述的組件，其中該組件 包括流體排出裝置，以便使第一流體從該組件排出。
41. 根據(jù)權利要求40所述的組件，其中流體排出裝置包括分離器， 以便使第二流體與第 一流體分離。
42. 根據(jù)權利要求40或41所述的組件，其中流體排出裝置包括 葉片部件，以便使第一流體減速，并使所夾帶的第二流體能夠與它分離。
43. 根據(jù)權利要求40至42中任意一項所述的組件，其中流體排 出裝置還包括分離腔室。
44. 根據(jù)從屬于權利要求42的權利要求43所述的組件，其中葉 片部件布置在分離腔室內的內部導管中。
45. 根據(jù)權利要求44所述的組件，其中內部導管在它的開口端部 處終止于分離腔室中。
46. 根據(jù)權利要求34至45中任意一項所述的組件，其中該組件 包括流體引導裝置，用于引導笫一流體和第二流體。
47. 根據(jù)權利要求46所述的組件，其中流體引導裝置包括基本上 為柱形的引導部件，該引導部件環(huán)繞流體接觸裝置延伸。
48. 根據(jù)權利要求47所述的組件，其中該柱形引導部件包括內部 和外部皮層。
49. 根據(jù)權利要求48所述的組件，其中第二流體通路在該內部和 外部皮層之間延伸。
50. 根據(jù)權利要求49所述的組件，其中第二流體通路在流體接觸 裝置的上方。
51. 根據(jù)權利要求47至50中任意一項所述的組件，其中柱形引 導部件包括供給裝置，以便將第二流體供給流體接觸裝置。
52. 根據(jù)權利要求51所述的組件，其中該供給裝置包括一對間隔 開的且基本平行的壁和基座部件。
53. 根據(jù)權利要求52所述的組件，其中基座部件確定多個孔，以 便將第二流體供給流體接觸裝置。
54. 根據(jù)權利要求53所述的組件，其中該孔是槽孔。
55. 根據(jù)權利要求34至54中任意一項所述的組件，其中設置有 射流裝置，以便將另外的第二流體噴射至從流體接觸裝置離開的第一流 體上。
56. —種矩陣裝置，基本如前面參考附圖所述。
57. —種用于傳熱或清潔的組件，基本如前面參考附圖所述。
58. —種新穎的主題或組合，包括這里所述的新穎主題，不管是否 在本發(fā)明前述權利要求的范圍內或關于如前述權利要求任意一項所述的 相同發(fā)明。
全文摘要
用于傳熱和/或清潔組件中的矩陣裝置(20)包括板(22)，該板(22)確定了供第一流體流過的多個孔(68)。該裝置(20)布置成用于使第二流體在板(22)上流動，使得第一和第二流體相互交叉，以便進行傳熱和/或清潔。
文檔編號F28C1/04GK101449126SQ200780018575
公開日2009年6月3日 申請日期2007年3月21日 優(yōu)先權日2006年3月21日
發(fā)明者G·A·肖特 申請人:特蘭斯瓦克系統(tǒng)有限公司