矩阵装置的制作方法

专利名称：矩阵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矩阵(matrix)装置。特别是但不局限于，本发明涉 及一种用于传热和/或清洁组件中的矩阵装置。本发明的实施例涉及包括 矩阵装置的传热和/或清洁组件。
背景技术：
在海洋和化学工程行业中，通常需要冷却(有时还清洁)热气体。用 于该目的的已知装置包括只使用水射流或者使用填充塔。通过与液体例如 水形成紧密接触，气体可以被冷却和/或清洁。这样的操作也称为骤冷或 洗涤。不过，已知装置可能占据太大的空间，或者产生较低温度变化。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种矩阵装置，该矩阵装置包括板， 该板确定了供第一流体流过的多个孔，该装置布置成使第二流体在该板上 流动，使得第一和第二流体相互交叉，以便进行传热和/或清洁。
该装置可以包括多个板，这些板可以一起在它们之间确定了至少一个 槽道，在使用时，第二流体可以沿该槽道流动。
该板或各板可以包括网。该网或各网可以包括多个长型部件，例如金 属丝。该长型部件可以断续地与相邻长型部件接合，以便确定所述孔。各 长型部件可以有基本为正弦形的形状。该网或各网可以包括展开的 (expanded)网，并可以包括凸起的展开的(raised expanded)网。该 网或各网可以由金属形成，并可以由耐腐蚀金属形成，例如不锈钢。
在网中的孔可以为菱形形状。
各长型部件可以包括流体接触表面，该流体接触表面在使用时可以与 第二流体接触。有可能是， 一个长型部件的流体接触表面与相邻长型部件
的流体接触表面形成基本连续表面。
有可能是，各流体接触表面定向成与该板成第一角度，它形成该板的 一部分。该板或各板可以基本为平面形，且第一角度可以在流体接触表面和板的平面之间。
有可能是，第一角度可以在5。和85°之间，特别是在30。和50° 之间。
有可能是，该板或各板定向成与竖直方向成一定角度，该角度形成第 二角度。有可能是，第二角度在O。和45°之间，并可以在5。和16°之 间。有可能是，笫二角度基本为ll。。
这些板可以布置成使得该槽道或各槽道具有菱形轮廓。
该槽道或各槽道可以为长型形，并可以基本上是竖直的，且可以布置 成与竖直方向基本成该第二角度。
在一个实施例中，这些板可以确定多个槽道，且各槽道可以与其它槽 道基本平行。这些板可以相互成十字形或交叉，以便提供槽道。这些板可 以确定多排槽道。
该装置可以用于传热和/或清洁。该装置可以用于清洁第一流体，和/ 或可以用于冷却第一流体。第一流体可以是气体。第二流体可以是液体， 并可以是水。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于传热或清洁的组件，该组件 包括用于第一流体的第一通路和用于第二流体的第二通路，其中，第一和 第二通路在流体交叉区域处相互交叉，该组件包括布置在所述流体交叉区 域处的流体接触装置，该流体接触装置使得第一和第二流体能够相互接 触，以便进行传热和/或清洁。
在优选实施例中，流体接触装置包括上述矩阵装置。
第 一通路可以是用于要冷却或清洁的气体，笫二通路可以是用于冷却 或清洁液体，例如水。
矩阵装置可以布置成使得第一通路基本上横向于前述多个板延伸。第 二通路可以延伸为使第二流体流过该槽道。因此，第二流体可以沿所述槽 道在板的流体接触表面上流动。
优选是，该组件包括流体排出装置，以便使所述第一流体从该组件排
出。流体排出装置优选是包括分离器，以便使第二流体与笫一流体分离。 第二流体可以为液滴形式。
优选是，流体排出装置包括叶片部件，以便使第一流体减速，并使所 夹带的第二流体能够与第一流体分离。流体排出装置可以包括分离腔室。
叶片部件可以布置在分离腔室内的内部导管中。优选是，内部导管在它的开口端部处终止于分离腔室中。该开口端部可以扩口。
该组件可以包括流体引导装置，用于引导第一和第二流体。优选是， 流体引导装置包括基本上为柱形的引导部件，该引导部件环绕流体接触装 置延伸。
柱形引导部件可以包括内部和外部皮层。第二流体通路可以在该内部 和外部皮层之间延伸。优选是，第二流体通路在流体接触装置的上方。
柱形引导部件可以包括供给装置，以便将第二流体供给流体接触装 置。该供给装置可以包括一对间隔开的且基本平行的壁以及基座部件。基 座部件可以确定多个孔，以便将第二流体供给流体接触装置。该孔可以是 槽孔。
该组件可以包括流体出口，以便能够从该组件中除去第二流体。流体
出口优选是布置在引导部件的下面。
射流装置可以布置成将另外的第二流体喷射至从流体接触装置离开 的第一流体上。从该射流装置喷射的第二流体提供了对第一流体的进一步
冷却和/或清洁。


下面将参考附图通过实例来介绍本发明的实施例，附图中 图l是传热和/或清洁组件的透视图，其中部分剖开，以便表示内部 部件；
图1A表示了叶片部件的放大图； 图2是图1中的II标记的区域的放大图； 图2A是图2中的A标记的区域的放大图； 图3A和3B分别表示了用于形成网的板的俯视平面图和侧视图； 图4A和4B分别表示了进行拉伸的板的俯视平面图和侧视图； 图5A和5B分别表示了板在拉伸形成网后的俯视平面图和侧视图； 图6表示了有网的板的一部分在使用时的放大详细正视图；以及 图7是沿图6的线VII-VII的详细侧剖图，表示了有网的板在使用 时的情况。
具体实施例方式
参考附图，图中表示了传热组件IO，该传热组件10包括柱形形状的外部或主壳体12以及同心的内部或辅助壳体14。
传热组件10确定了第一通路16，用于要冷却和/或洗涤的气体流 动；以及第二通路18，用于冷却和洗涤水流动。
组件IO还包括矩阵装置20，该矩阵装置在图2中更清楚地表示，并 且该矩阵装置包括用网状材料形成的多个板22，该多个板布置成确定多 个槽道24，各槽道24有菱形轮廓。槽道24大致沿竖向延伸，以便适应 水18流过矩阵装置20。如图所示，有多排槽道24穿过矩阵装置20延伸。
内部壳体14包括第一和第二同心皮层26、 28。皮层26、 28具有上 部区域，该上部区域确定了成导管30形式的引导部件，该导管30提供了 第二流体通路18的一部分。
成水*区域32形式的供给装置布置在矩阵装置20的上方，并通过 从第一皮层26垂下的第一壁36和从第二皮层28垂下的第二壁38来确定 前部和后部。^L腔室32还由环绕矩阵装置20延伸的皮层26来确定。
传热组件还包括从外部壳体12的下部区域伸出的流体出口导管40。 流体出口 40允许已经由流过矩阵装置20的气体加热的冷却水从传热装置 10离开。
传热装置10还包括流体排出装置42，该流体排出装置42包括内部 导管44，该内部导管44包括叶片部件46，该叶片部件46在导管44的出 口附近布置在导管44内的中央。流体排出装置42还包括分离腔室48， 以便使得在排出气体中的任何水滴都与它分离。
叶片部件46布置成捕获在流过排出装置42的气体中的水滴，并使其 中的水滴与该气体分离。图1A中表示了一个叶片部件46。它包括主体部 分46A和沿该主体部分46A的边缘47延伸的钩部分46B。钩部分46B布 置成捕获水滴，以便使它们与流过排出装置42的气体分离。
流体排出装置42还包括布置在分离腔室48顶部的排出导管50，气 体可以通过该排出导管50排出。如图1中所示，内部导管44的出口向外 扩口。
传热组件10还包括射流装置52，该射流装置52有安装在水供给源 上的供给导管54以及用于将水喷射在从矩阵装置20离开的气体上的射流 喷嘴56。
射流装置52增强了对沿通路16流动的气体的冷却。
维护进入门60布置在主壳体12的一个端部处，以便允许进入来维护传热组件IO。
参考图2A，图中表示了一个网材料板22的一部分。如图所示，形成 板22的网状材料包括成扁平金属丝62形式的多个长型部件，各长型部件 布置成正弦波状结构，其中， 一个波的波峰64附接到各相邻波的波谷66， 反之亦然。这提供了在网中的孔68，该孔68为大致菱形形状。金属丝62 为大致扁平形状，它们的高度小于它们的宽度。板22可以由金属形成， 该金属可以耐腐蚀，且可以是不锈钢。
图3A、 3B、 4A、 4B、 5A和5B是制造板22的方法的示意图。 图3A和3B分别表示了一个板22在它形成网之前的平面图和侧视图。 图3A和3B中的板22设置有多排70狭缝71，这些狭缝71横过板22的 宽度73延伸。
在图4A和4B中，由箭头X和Y表示的力施加在板22的相对两端72X 和72Y上。该力使得板22被纵向拉伸，但是它的宽度73变窄，并将狭缝 71打开成横过板22延伸的多个菱形孔68。
图5B表示了图5A中的板22的侧视图，可以看见，板22的材料延伸 至它的主平面的外部。当板22被拉伸时，扁平金属丝62稍微扭曲到板 22的平面之外，从而使板22有前部面86和后部面88。
图6和7表示了使用时的板22。在前部面86上看见，各扁平金属丝 62包括流体接触表面80,各流体接触表面80与相邻扁平金属丝62的邻 接流体接触表面80形成基本连续表面。当板22的平面基本沿竖向时，流 体接触表面80的朝向大致向上。
如图7所示，各流体接触表面80定向为与板22成第一角度82， 该第一角度在5。和85°之间。在一个实例中，第一角度可以在30。 和50°之间。
各板22定向为与竖直方向成第二角度84,该第二角度84在0°和 45°之间，更优选是在5。和16°之间。在一个实例中，第二角度84基 本为11° 。
在使用时，气体沿气体流动通路16流过孔68。流体例如水(在一个 示例中为海水)沿液体流动通路18在连续流体接触表面80上流动，并因 此与气体紧密接触。液体在流体接触表面80之上很薄地散开，以便通过 表面张力和重力来润湿该表面80。已经发现，由第一角度82和第二角度 84确定的流体接触表面80的方位以及流体接触表面80的连续性质允许在相对较小空间中获得相对较大的冷却/清洁效果。
应当知道，当考虑到液体流动通路18时，前部面和后部面86、 88 并不相似，这在本领域技术人员考虑了图7后则是很明显的。图"A^ 部面88上的视图。沿该面88向下流动的任何液体都很可能通过板22流 向前部面86或者从后部面88掉落。申请人发现通过仔细定向该板"， 能够提供大大优于普通装置的矩阵装置20。板22可以经济地制造。气流 有相对较低的压力降。传热和/或清洁的效率相对较高。该装置可以用于 冷却和/或清洁多种气体。设计简单和牢固。
在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种变化，例如，槽道22的 排数可以变化。网的尺寸、厚度和材料可以变化，以便适应矩阵装置的用 途。形成的孔可以为任意合适的尺寸或形状。矩阵装置可以包括任意合适 数目的板，这些板可以布置成任意合适形状。
尽管在前述说明中试图强调本发明的这些特征特别重要，但是应当知 道，申请人要求保护前面所述和/或附图中所示的任何可专利特征或特征 组合，不管是否特别强调。
ii
权利要求
1. 一种矩阵装置，该矩阵装置包括板，该板确定了供第一流体流过的多个孔，该装置布置成使第二流体在该板上流动，使得第一流体和第二流体相互交叉，以便进行传热和/或清洁。
2. 根据权利要求l所述的装置，其中该装置包括多个板。
3. 根据权利要求2所述的装置，其中这些板在它们之间确定了至 少一个槽道，在使用时，第二流体沿该槽道流动。
4. 根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中该板或各板包括网。
5. 根据权利要求4所述的装置，其中该网或各网包括多个长型部件。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中该长型部件断续地与相邻长 型部件接合，以便确定所述孔。
7. 根据权利要求5或6所述的装置，其中各长型部件有基本为正 弦形的形状。
8. 根据权利要求4至7中任意一项所述的装置，其中该网或各网 包括展开的网。
9. 根据权利要求8所述的装置，其中该网或各网包括凸起的、展 开的网。
10. 根据权利要求4至9中任意一项所述的装置，其中在网中的 孔为菱形形状。
11. 根据权利要求5或其任意从属权利要求所述的装置，其中各 长型部件包括流体接触表面，该流体接触表面在使用时与第二流体接触。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中 一个长型部件的流体接触 表面与相邻长型部件的流体接触表面形成基本连续表面。
13. 根据权利要求11或12所述的装置，其中各流体接触表面定 向成与该板成第一角度，该流体接触表面形成该板的一部分。
14. 根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中该板或各板基 本为平面形。
15. 根据从属于权利要求13时的权利要求14所述的装置，其中 第一角度在流体接触表面和板的平面之间。
16. 根据权利要求14或15所述的装置，其中第一角度在5°和85°之间。
17. 根据权利要求14至16中任意一项所述的装置，其中第一角 度在30°和50°之间。
18. 根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中该板或各板定向成与竖直方向成一定角度，该角度形成第二角度。
19. 根据权利要求18所述的装置，其中第二角度在0。和45°之间。
20. 根据权利要求18或19所述的装置，其中第二角度在5°和 16°之间。
21. 根据权利要求18至20中任意一项所述的装置，其中第二角 度基本为11° 。
22. 根据权利要求3或其任意从属权利要求所述的装置，其中这 些板布置成使得该槽道或各槽道具有菱形轮廓。
23. 根据权利要求3或其任意从属权利要求所述的装置，其中该 槽道或各槽道为长型。
24. 根据权利要求23所述的装置，其中该槽道或各槽道基本上是 竖直的。
25. 根据从属于权利要求18的权利要求24或其任意从属权利要求 所述的装置，其中该槽道或各槽道布置成与竖直方向基本成该第二角 度。
26. 根据权利要求3或其任意从属权利要求所述的装置，其中这 些板确定多个槽道。
27. 根据权利要求26所述的装置，其中各槽道与其它槽道基本平行。
28. 根据权利要求26或27所述的装置，其中这些板相互成十字 形或交叉，以便提供所述槽道。
29. 根据权利要求26至28中任意一项所述的装置，其中这些板 确定多排槽道。
30. 根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中该装置用于传 热和/或清洁。
31. 根据权利要求30所述的装置，其中该装置用于清洁第一流体， 和/或用于冷却第一流体。
32. 根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中第一流体是气体。
33. 根据前述任意一个权利要求所述的装置，其中第二流体是液体。
34. —种用于传热或清洁的组件，该组件包括用于第一流体的第一 通路和用于第二流体的第二通路，其中，第一通路和笫二通路在流体交 叉区域处相互交叉，该组件包括布置在所述流体交叉区域处的流体接触 装置，该流体接触装置使得第一流体和第二流体能够相互接触，以便进 行传热和/或清洁。
35. 根据权利要求34所述的组件，其中流体接触装置包括如权利 要求1至33中任意一项所述的矩阵装置。
36. 根据权利要求34或35所述的组件，其中第一通路用于要冷 却或清洁的气体，第二通路用于冷却或清洁液体。
37. 根据权利要求35或36所述的组件，其中矩阵装置布置成使 得第 一通路基本上橫向于前述板延伸。
38. 根据从属于权利要求3或其任意从属权利要求的权利要求35或 其任意从属权利要求所述的组件，其中第二通路延伸为使第二流体流 过所述槽道。
39. 根据从属于权利要求11的权利要求38或其任意从属权利要求 所述的组件，其中第二流体沿所述槽道在板的流体接触表面上流动。
40. 根据权利要求34至39中任意一项所述的组件，其中该组件 包括流体排出装置，以便使第一流体从该组件排出。
41. 根据权利要求40所述的组件，其中流体排出装置包括分离器， 以便使第二流体与第 一流体分离。
42. 根据权利要求40或41所述的组件，其中流体排出装置包括 叶片部件，以便使第一流体减速，并使所夹带的第二流体能够与它分离。
43. 根据权利要求40至42中任意一项所述的组件，其中流体排 出装置还包括分离腔室。
44. 根据从属于权利要求42的权利要求43所述的组件，其中叶 片部件布置在分离腔室内的内部导管中。
45. 根据权利要求44所述的组件，其中内部导管在它的开口端部 处终止于分离腔室中。
46. 根据权利要求34至45中任意一项所述的组件，其中该组件 包括流体引导装置，用于引导笫一流体和第二流体。
47. 根据权利要求46所述的组件，其中流体引导装置包括基本上 为柱形的引导部件，该引导部件环绕流体接触装置延伸。
48. 根据权利要求47所述的组件，其中该柱形引导部件包括内部 和外部皮层。
49. 根据权利要求48所述的组件，其中第二流体通路在该内部和 外部皮层之间延伸。
50. 根据权利要求49所述的组件，其中第二流体通路在流体接触 装置的上方。
51. 根据权利要求47至50中任意一项所述的组件，其中柱形引 导部件包括供给装置，以便将第二流体供给流体接触装置。
52. 根据权利要求51所述的组件，其中该供给装置包括一对间隔 开的且基本平行的壁和基座部件。
53. 根据权利要求52所述的组件，其中基座部件确定多个孔，以 便将第二流体供给流体接触装置。
54. 根据权利要求53所述的组件，其中该孔是槽孔。
55. 根据权利要求34至54中任意一项所述的组件，其中设置有 射流装置，以便将另外的第二流体喷射至从流体接触装置离开的第一流 体上。
56. —种矩阵装置，基本如前面参考附图所述。
57. —种用于传热或清洁的组件，基本如前面参考附图所述。
58. —种新颖的主题或组合，包括这里所述的新颖主题，不管是否 在本发明前述权利要求的范围内或关于如前述权利要求任意一项所述的 相同发明。
全文摘要
用于传热和/或清洁组件中的矩阵装置(20)包括板(22)，该板(22)确定了供第一流体流过的多个孔(68)。该装置(20)布置成用于使第二流体在板(22)上流动，使得第一和第二流体相互交叉，以便进行传热和/或清洁。
文档编号F28C1/04GK101449126SQ200780018575
公开日2009年6月3日 申请日期2007年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者G·A·肖特 申请人:特兰斯瓦克系统有限公司