[發(fā)明專利]輻射管用的換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010196502.8
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101846328A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫東和薄板裝備制造有限公司
• 主分類號: F23L15/00
• 分類號: F23L15/00
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務(wù)所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬熱能工程中的輻射加熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻射管用的換熱器，安裝在輻射管的末端，利用輻射管排出的廢熱空氣的熱能對進入輻射管的助燃空氣加熱。

背景技術(shù)

輻射管換熱器與輻射管的配合方式是公知的，具體是將換熱器的一部分或稱一端從輻射管的末端伸進到輻射管內(nèi)，而換熱器的另一端或稱另一部分露在輻射管的外部，廢氣在換熱器的外層空腔內(nèi)流動，外層空腔即殼程，而助燃空氣在換熱器的內(nèi)層空腔即管程內(nèi)流動，利用管程中的廢氣的余熱對殼程中的助燃空氣加熱，藉以達到節(jié)能的目的。

關(guān)于輻射管換熱器，在中國專利文獻中不乏有報道，CN2791499Y推薦有一種噴射式輻射管換熱器，在內(nèi)、外管之間所形成的空隙即殼程內(nèi)增設(shè)曲折布置的噴射板，并且在噴射板上開設(shè)噴射孔(專利稱射流孔)，方案能改變殼程內(nèi)的助燃空氣的軸間流動通道，使內(nèi)管管腔即管程內(nèi)的廢熱氣體對殼程內(nèi)的助燃氣體有效加熱，對進入燃燒器如燃燒嘴的空氣溫度的提高有所建樹，但是由內(nèi)管引出的廢熱氣體的溫度并不會有效降低，因為內(nèi)管依然是內(nèi)壁光滑的并且為直管形式的結(jié)構(gòu)。此外，由于換熱器外形尺寸受到空間的限制，熱交換面積有限，因此熱交換效率并不能達到令人滿意的程度，廢氣的最終排放溫度并不會顯著降低，其中仍會有大量的熱量未能得到利用而直接外排，同時，外排的高溫廢氣對外界環(huán)境的熱輻射較大，造成作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境溫度升高，影響工人的作業(yè)環(huán)境。

CN201368470Y提供有鍍鋅退火爐輻射管二次換熱器，配套有一箱體，在箱體的底部接續(xù)高溫煙氣引入接口，頂部接續(xù)煙氣引出接口，并且在箱體的箱腔內(nèi)以叉指形式設(shè)置擋煙板，通過擋煙板使由高溫煙氣引入接口引入到箱腔中的煙氣的流通通道表現(xiàn)為S形，從而使同樣以S形的彎曲形狀設(shè)置于箱腔內(nèi)的助燃空氣引入管中的助燃空氣的加熱時間延長，減少能源消耗和降低企業(yè)生產(chǎn)成本。但是該專利方案具有使用上的挑剔性，因為需要配備適應(yīng)不同使用場所的換熱器箱，并且還需對換熱器箱實施保溫例如設(shè)置保溫層，尤其是使換熱器的整體體積龐大。

CN201163160Y介紹的與輻射管燒嘴配套使用的帶內(nèi)外翅片的換熱器與CN2295983Y公開的輻射管換熱器在結(jié)構(gòu)上具有相同之處，不同的是：前者將外管(專利稱換熱管)的內(nèi)外壁均賦予翅片，也就是說由外管上的內(nèi)翅片(外管內(nèi)壁的翅片)改變殼程內(nèi)的助燃空氣的流道，以使助燃空氣獲得與內(nèi)管的換熱效果，即由內(nèi)管(管程)中的高溫熱煙氣將殼程中的助燃空氣加熱。后者在內(nèi)管的內(nèi)壁設(shè)置輻射狀的換熱片，由輻射狀的換熱片提高對殼程中的助燃空氣的換熱效果(具體可見該專利的說明書第3頁第2至第9行)。上述兩項專利方案共同存在的弊端之一，由于管體均為直管體，如前述由于外形尺寸受到空間制約而不允許也不可能表現(xiàn)為過于冗長，因此熱交換面積有限，從內(nèi)管的管腔即管程中排至外界的煙氣溫度依然可高達400-600℃左右，熱能浪費較大；之二，不論是前一專利的外管的內(nèi)外壁上的內(nèi)外翅片的設(shè)置還是后一專利的內(nèi)管的內(nèi)壁上的輻射狀換熱片的設(shè)置均并不能表現(xiàn)出令人如意的換熱效果，因為前一專利注重了殼程，而后一專利注重了管程。或許有人會提出這樣的問題，那就是：只要將CN201163160Y的內(nèi)管的內(nèi)壁也構(gòu)成翅片，以及將CN2295983Y的外管的內(nèi)壁也設(shè)置輻射狀的換熱片，換熱效率均會得以改善，但是本申請人認為翅片的結(jié)構(gòu)也不足以顯著提升換熱效率。因為不論是翅片還是輻射狀的換熱片均使氣體表現(xiàn)出接近于層流的狀態(tài)，其方向與換熱媒體或稱換熱介質(zhì)平行，沒有沖擊作用，因而并不會表現(xiàn)出理想的熱交換效果，即熱交換是不充分的。

綜上所述，有必要對已有技術(shù)中的輻射管用的換熱器加以改進，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種熱交換充分而藉以降低外排煙氣溫度、節(jié)約能源和保護環(huán)境的輻射管用的換熱器。

本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種輻射管用的換熱器，包括：一內(nèi)管體，該內(nèi)管體的一端具有廢氣進氣口，而另一端具有廢氣出氣口；一外管體，位于所述內(nèi)管體外，與內(nèi)管體連接并且與內(nèi)管體隔絕，該外管體的一端具有助燃氣進氣口，而另一端具有一助燃氣出氣口，所述內(nèi)管體的管腔構(gòu)成為管程，而所述外管體的內(nèi)壁與內(nèi)管體的外壁之間的空間構(gòu)成為殼程，特征在于：所述的內(nèi)管體和所述的外管體均為圓弧過渡連接的彎管結(jié)構(gòu)，在所述的管程中并且沿管程的長度方向設(shè)置有管程螺旋導(dǎo)流板，而在所述的殼程中并且沿殼程的長度方向設(shè)置有殼程螺旋導(dǎo)流板，所述的廢氣進氣口和廢氣出氣口均與所述的管程相通，而所述的助燃氣進氣口和助燃氣出氣口均與所述的殼程相通。