[其他]換向式陶瓷蜂窩體熱交換器

無效

• 申請號: 86210235
• 申請日: 1986-12-15
• 公開（公告）號: CN86210235U
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 侯長連;楊曉音;武德剛
• 申請（專利權）人: 冶金部鞍山熱能研究所
• 主分類號: F28D7/08
• 分類號: F28D7/08
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 張長保,戰志新

本實用新型是一種應用于回收高溫煙氣余熱的熱交換器。

國內外的工業爐多采用金屬換熱器，如光滑管式、翅片管式等。它們的優點是氣密性好，工作可靠，但體積較大，由于耐高溫合金鋼價格昂貴，所以多采用普通金屬材料制造，不但空氣予熱溫度低（400℃以下），而且不能回收高溫煙氣的余熱。七十年代中期，美、英等國相繼研制了一種用陶瓷蜂窩體做蓄熱元件的回轉式熱交換器（簡稱熱輪），用來回收高溫煙氣的余熱。它具有體積小，空氣予熱溫度高（600－800℃）及熱回收率高（70－80％）等優點。但這種熱交換器需用耐熱合金鋼制造，造價高。另外由于旋轉，密封問題很難解決，漏氣率高達20％以上工作條件惡劣，可靠性低，限制了這種熱交換器的應用。

鑒于現有技術的不足，本實用新型的目的是利用陶瓷蜂窩體換熱面積大，承受高溫，熱工特性優良等優點，研制一種漏氣率低、造價低、工作可靠、熱效率高的熱交換器。

本實用新型是一種以陶瓷蜂窩體為蓄熱元件的熱交換器，其特征在于熱交換器的陶瓷蜂窩體固定不動，在其進出口兩側安裝有換向機構。將蓄熱元件回轉為蓄熱元件固定在不動的殼體內，并設置換向機構，采用彈性浮動密封，減少漏氣，關鍵部位冷卻，達到本實用新型目的。該實用新型由“”形聯接管道〔1〕〔7〕、彈性浮動密封系統〔2〕換向閥板〔3〕〔6〕、“日”形殼體〔5〕、陶瓷蜂窩體〔4〕、以及換向驅動機構〔8〕等構成。換向閥板〔3〕〔6〕分別安裝在殼體〔5〕和聯接管道〔1〕〔7〕之間（如圖1所示）。在空氣－煙氣，空氣、煙氣與大氣之間采用彈性浮動密封系統〔2〕，定時自動啟動換向驅動機構〔8〕，使換向閥板〔3〕與換向閥板〔6〕同步做往復直線運動，使煙氣與空氣交替通過“日”形殼體〔5〕中的A與B兩部份陶瓷蜂窩體〔4〕，在其內進行熱交換，以預熱助燃空氣的方式來達到余熱回收的目的。

本實用新型的工作過程是（見圖1）：高溫煙氣由“”形聯接管道〔1〕的右半部通過熱端換向閥板〔3〕的B₃孔進入“日”形殼體〔5〕的B部份中的陶瓷蜂窩體，將熱量傳給B部份中的陶瓷蜂窩體，然后經冷端換向閥板〔6〕的B₁孔進入冷端聯接管道〔7〕的左半部。與此同時，冷空氣由“”形聯接管道〔7〕的右半部經冷端換向閥板〔6〕的A₃孔進入“日”形殼體〔5〕中的A部份陶瓷蜂窩體，并與之熱交換加熱空氣，再經熱端換向閥板〔3〕的A₁孔進入“”形聯接管道〔1〕的左半部。定時啟動驅動機構，將冷端換向閥板〔6〕與熱端換向閥板〔3〕同時向左移動至A₂、B₂孔置于工作位置（A₁、B₁孔置于非工作位置）。此時熱煙氣從“”形聯接管道〔1〕的右半部經熱端換向閥板〔3〕的A₂孔進入“日”形殼體〔5〕中的A部份陶瓷蜂窩體，熱交換后經冷端換向閥板〔6〕的A₃孔進入“”形聯接管道〔7〕的左半部。冷空氣從“”形聯接管道〔7〕的右半部經冷端換向閥板〔6〕的B₂孔進入殼體〔5〕中的B部份陶瓷蜂窩體，被預熱后經熱端換向閥板〔3〕的B₃孔進入“”形聯接管道〔1〕的左半部，一個熱交換過程到此完成，然后如前所述進行第二個熱交換過程，如此反復，實現空氣與煙氣的熱交換。

本實用新型由于采用陶瓷蜂窩體做蓄熱元件。可以用來回收800－1000℃的高溫煙氣的余熱，空氣預熱溫度可達700－900℃，熱回收率在70％以上。由于采用換向機構，換向閥板〔3〕〔6〕為三孔平板結構，它與“”形聯接管道〔1〕〔7〕及殼體〔5〕的聯接采用彈性浮動密封系統〔2〕，該系統用彈簧、炭素復合材料等做密封元件，使之與換向閥板〔3〕〔6〕之間保持良好接觸，由于炭素復合材料磨擦系數很小，并由彈簧將其壓緊在接觸面上，因而密封性能良好，漏風率可在5％以下。由于采用內側絕熱，并在殼體〔5〕、換向閥板〔3〕〔6〕、聯接管道〔1〕〔7〕等關鍵部位冷卻，使密封元件可靠工作。殼體〔5〕、聯接管道〔1〕〔7〕等可用鑄鐵等廉價材料制造，換向閥板〔3〕〔6〕可用普通鋼板焊接加工。由于采用逆流熱交換方式，冷、熱端兩換向閥板〔6〕〔3〕的三孔位置不同（見圖3；圖5）可使氣流均勻通過陶瓷蜂窩體〔4〕。使用該種熱交換器，工業爐窯可節能30－50％，設備回收期約一年。

本實用新型有如下附圖：

圖1－為該裝置結構及工作原理示意圖；

圖2－為該裝置“”形聯接管道〔1〕〔7〕的剖面簡圖；