高溫氣氣換熱器的製作方法

2023-04-25 21:08:12 1

本實用新型涉及一種高溫氣氣換熱器。

背景技術：

隨著中國經濟快速增長，資源能源消費約束明顯顯現，能源供求矛盾日益突出，高汙染、高能耗的特點也使工業在防汙減排、節能降耗等方面承受著一定的壓力。提高加熱爐的餘熱利用是節能減排的一項重要舉措。目前國內加熱爐煙氣餘熱利用率較低，煙氣量大且煙溫較高。缺乏一種有效的煙氣回收利用的裝置。

技術實現要素：

本實用新型公開了一種高溫氣氣換熱器，以解決上述技術問題的至少一個。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種高溫氣氣換熱器，包括箱體，箱體上設有多個平行排列的換熱片和箱體連接件，換熱片由兩個板片連接而成，換熱片上部和下部均設有開口，換熱片上部和下部相連通，相鄰的兩個換熱片之間形成廢氣換熱腔體，廢氣換熱腔體的一側形成廢氣入口，另一側形成廢氣出口，箱體上設有空氣入口和空氣出口，空氣入口和空氣出口均與換熱片的上部的開口相連通，箱體連接件設有空腔，空腔與換熱片的下部的開口相連通。

本實用新型中，廢氣是指加熱爐或者其他類似設備排放的高溫尾氣，高溫廢氣從廢氣入口進入到廢氣換熱腔體中(即進入到兩個換熱片之間)，而空氣則從空氣入口進入換熱片的上部在進入到換熱片中，最後到達換熱片的下部，在此過程中，廢氣是高溫氣體，會與換熱片進行熱傳遞，而使得換熱片溫度升高，換熱片與空氣進行熱傳遞，從而加熱空氣，經過加熱後的空氣到達換熱片的下部並進入到箱體連接件的空腔中，再由空腔進入到其他(與空氣出口相連通的)換熱片中，此時會再次進行一次熱傳遞，使得空氣再次被廢氣加熱，經過兩次加熱後，空氣可以充分吸收廢氣中的熱量，增大效率。由於本實用新型中的廢氣換熱腔體和換熱片可以有多個，可以增大換熱效率，當將空氣換熱腔體、廢氣換熱腔體的寬度縮小以及換熱片的厚度減小，可以使得整個裝置換熱片緊密排布、結構緊湊，並且可以增大換熱效率。

在一些實施方式中，空氣入口設在箱體上端的右側，和空氣出口設在箱體上端的左側，箱體上設有隔板，隔板位於空氣入口和空氣出口之間，隔板將與空氣入口連通的換熱片以及與空氣出口連通的換熱片隔開。由此，通過設置隔板，可以將與空氣入口連通的換熱片以及與空氣出口連通的換熱片隔開，也即是部分換熱片可以讓空氣進入，其餘換熱片使得加熱後的空氣排出。

在一些實施方式中，板片上成型有多個凸點或者凹點，換熱片由兩個板片焊接而成。由此，通過設置凸點或者凹點，可以增大換熱片的熱傳導面積，即可以增大換熱片與空氣以及換熱片與廢氣的接觸面積，從而增大熱傳導的效率。

在一些實施方式中，箱體的下端設有箱體連接件，箱體連接件呈錐形或者梯形。由此，箱體連接件可以起到支撐箱體的作用，並且箱體連接件還可以起到緩衝空氣的作用，使得空氣從空氣入口經由與空氣入口連通的換熱片進入到箱體連接件中，再由箱體連接件經由與空氣出口連通的換熱片排出到空氣出口中。

在一些實施方式中，箱體連接件與箱體之間設有伸縮膨脹節。由此，在進行熱傳導的過程中會有熱脹冷縮，因此，伸縮膨脹節在熱脹冷縮中起到保護作用，防止溫差過大時產生的應力拉裂箱體。

在一些實施方式中，箱體、換熱片、箱體連接件、伸縮膨脹節均採用不鏽鋼材料製成。由此，採用不鏽鋼材料製成的上述各部件，可以在一定程度上增大換熱效率，並且延長使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種高溫氣氣換熱器的結構示意圖；

圖2為圖1所示高溫氣氣換熱器的左視圖；

圖3為圖1所示高溫氣氣換熱器的俯視圖；

圖4為圖1所示高溫氣氣換熱器的縱向截面結構示意圖；

圖5為圖4所示高溫氣氣換熱器中的換熱片沿A-A方向的截面示意圖；

圖6為圖4所示高溫氣氣換熱器中的換熱片沿B-B方向的截面示意圖。

具體實施方式

圖1～圖6示意性的顯示了本實用新型一種實施方式的高溫氣氣換熱器的結構。

如圖1～圖6所示，一種高溫氣氣換熱器，包括箱體1和箱體連接件5，從圖2中可以看出，在箱體1上安裝(如：焊接有)多個平行排列的換熱片2，結合圖2和圖4，可以看出，從圖4的正面看過去換熱片2有四排，每一排有多列(圖2中可以看出)，換熱片2本身由兩個板片21組合而成，具體結構如圖4～圖6所示，兩個板片21組成一個換熱片2，其中一個板片21的左側面與另一個板片21的左側面焊接在一起，右側面和另一個板片21的右側面的右側面焊接在一起，從而兩個板片21組成的換熱片2的側面不會與外界連通，即側面是密封的，而換熱片2的上部(即圖1或者圖4所示的上端)和下部(即圖1或者圖4所示的下端)均成型有開口，該開口由兩個板片21焊接後形成(換熱片2本身的上端和下端是貫通的，空氣進入到換熱片2中)。

如圖5和圖6所示，換熱片2上成型有多個凸點211和(或者)凹點212，可以有以下作用，凸點211和(或者)凹點212可以增大板片21(即換熱片2)的熱傳導面積，增大換熱效率，同時，凸點211和(或者)凹點212可以使得空氣在換熱片2中流動時，形成狹小緊促的空間，進一步增大換熱效率。

如圖1和圖2所示，相鄰的兩個換熱片2之間形成廢氣換熱腔體，圖1中，最左邊的廢氣換熱腔體的左側可以接入廢氣(煙氣)，即箱體1的左側為廢氣入口31，最右邊的廢氣換熱腔體的右側可以排出廢氣(煙氣)，即箱體1的右側為廢氣出口32，在圖1中換熱片2有多個(有四排，每一排大約35個)，部分換熱片2(圖1和圖2右側)的上部與箱體1上方的空氣入口相連通，其餘換熱片2(圖1和圖2左側)的上部與箱體1上方的空氣出口相連通，所有換熱片2的下部與箱體1下方的箱體連接件5相連通(即箱體連接件5成型有空腔)，即空氣從空氣入口41進入到與空氣入口41相連通的換熱片2中，然後進入到箱體連接件5的空腔中，再從箱體連接件5的空腔中進入到與空氣出口42相連通的換熱片2中，最後從空氣出口42排出。

在本實施例中，箱體1可以呈錐形，在其他實施例中，箱體1也可以呈梯形，箱體1呈錐形或者錐形可以起到方便改變空氣流向的作用。

如圖3所示，在空氣入口41和空氣出口42之間安裝有隔板7，通過設置隔板7，可以將與空氣入口連通的換熱片2以及與空氣出口連通的換熱片2隔開，也即是部分換熱片2可以讓空氣進入，其餘換熱片2使得加熱後的空氣排出。

如圖1所示，箱體連接件5與箱體1之間安裝有伸縮膨脹節6。在進行熱傳導的過程中會有熱脹冷縮，因此，伸縮膨脹節6在熱脹冷縮中起到保護作用，防止溫差過大時產生的應力拉裂箱體1。

本實施例中，箱體1、換熱片2、箱體連接件5、伸縮膨脹節6均採用不鏽鋼材料製成。採用不鏽鋼材料製成的上述各部件，可以在一定程度上增大換熱效率，並且延長使用壽命。在其他實施例中，箱體1、換熱片2、箱體連接件5、伸縮膨脹節6也可以採用其他的材料製成，如：合金材料，只需要具有良好的熱傳導性能以及可以長時間的承受熱脹冷縮即可。

如圖1～圖6所示，本實用新型具體的工作原理以及工作過程如下：首先，將圖1所示的換熱器接入到外界廢氣排出口處，將外界廢氣排出口排出的廢氣(或者煙氣)經由左側的廢氣入口31進入到廢氣換熱腔體，同時，將乾淨的空氣從右側空氣入口41排入，空氣則從空氣入口41進入到與空氣入口41相連通的換熱片2中(由於換熱片2的側面是由兩個板片21焊接而成，之間沒有任何縫隙，因此，空氣不會從換熱片2的側面排出，並進入到廢氣換熱腔體中)此時，廢氣會與換熱片2發生熱傳遞，從而加熱換熱片2，而換熱片2又與空氣又接觸，因此，換熱片2又加熱空氣，從而在箱體1的右側第一次發生熱傳遞。之後空氣經由換熱片2進入到箱體連接件5的空腔中，經過箱體連接件5的作用，將空氣的流向改變，空氣從箱體連接件5的空腔中進入到與空氣出口42相連通的換熱片2中，此時，與空氣出口42相連通的換熱片2中的空氣還會再次與廢氣發生熱傳遞(廢氣從左往右流動過程中會與空氣發生熱傳遞，因此廢氣從左往右溫度逐漸降低)，原理和過程與上述廢氣與空氣發生熱傳遞的過程一樣，此處不再贅述，進一步加熱空氣，使得空氣被二次加熱。增大了換熱效率。

本實用新型中，最好如圖1所示，將空氣入口41設置在右側，空氣出口42設置在右側，而廢氣入口31設置在上部的左側，廢氣出口32設置在上部的右側，這樣是因為廢氣再流動過程中會與空氣間接發生熱傳遞，因此廢氣從左往右溫度逐漸降低，空氣與相對較低溫度的廢氣先進行一次熱傳遞，再與相對溫度較高的左側的廢氣進行二次熱傳遞，可以最大程度利用廢氣中的熱能。

本實用新型中，一些部件的尺寸優選如下：換熱片2的高度為1220mm，寬度為295mm，整體高度為2314mm，箱體連接件5的高度為278mm，伸縮膨脹節6的寬度為19mm，空氣出口的外徑為875mm，內徑為820mm，空氣入口的外徑為655mm等等，無論何種尺寸，只需要各部件能夠進行裝配，並且各個部件之間能夠正常的進行工作即可。

以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。