專利名稱：一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種換熱或空氣預(yù)熱裝置，具體來說涉及一種U型或W型輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器。
背景技術(shù)：
中國專利公開號:CN102168928，
公開日:2011年8月31日，發(fā)明名稱《用煙氣余熱預(yù)熱空氣的對夾式換熱器》，包括由內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的換熱夾套腔，內(nèi)筒兩端的開口用于流經(jīng)余熱煙氣，外筒兩端與內(nèi)筒之間由環(huán)形板封閉，外筒的側(cè)面一邊連著冷空氣進(jìn)口，另一邊連著熱空氣出口，并且冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口互為正對面，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，氣流阻力小，換熱效果較好。但該技術(shù)方案中空氣的流向與煙氣流向相垂直，冷空氣與余熱煙氣管壁接觸的面積較小，冷熱接觸及熱交換的時間過短，預(yù)熱溫度提升有限，換熱效率較低，若在余熱煙氣管上多設(shè)幾組換熱器串聯(lián)使用，預(yù)熱溫度可大幅提升，但設(shè)備體積龐大，場地適應(yīng)性差，換熱器安裝不便且成本成倍增加?，F(xiàn)有的U型或W型輻射管燒嘴有兩個管口，一個是加熱氣體進(jìn)口，另一個是煙氣出口，加熱氣體在輻射管內(nèi)加熱后從煙氣出口排出，煙氣出口排出的煙氣溫度較高，通?？蛇_(dá)800°C 1000°C，但其熱能未能得到充分利用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有換熱器中空氣與煙氣管壁接觸面積小，熱交換時間短，換熱效率較低和輻射管燒嘴排出煙氣未能合理利用的缺陷和不足，提出一種空氣與煙氣管壁接觸面積較大，熱交換時間充分，換熱效率較高的輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器。它設(shè)計(jì)合理，空氣預(yù)熱升溫快，預(yù)熱溫度高，節(jié)能效果明顯，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，制作成本較低，安裝方便，便于推廣使用。本實(shí)用新型的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，包括煙氣導(dǎo)管和空氣導(dǎo)管，煙氣導(dǎo)管上設(shè)置有煙氣進(jìn)口和煙氣出口，所述的煙氣導(dǎo)管內(nèi)同軸設(shè)置有一換熱管，換熱管上靠近煙氣出口的一端為低溫端，遠(yuǎn)離煙氣出口的一端為高溫端，換熱管的外徑小于煙氣導(dǎo)管的內(nèi)徑，所述的空氣導(dǎo)管包括外徑小于換熱管內(nèi)徑的冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管，所述的冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管均與換熱管同軸設(shè)置于換熱管內(nèi)，其中，所述的冷空氣導(dǎo)管位于換熱管內(nèi)的低溫端一側(cè)，冷空氣導(dǎo)管的空氣出口朝向并靠近換熱管低溫端的端面，所述的熱空氣導(dǎo)管位于換熱管內(nèi)的高溫端一側(cè)，熱空氣導(dǎo)管的進(jìn)氣口朝向并靠近換熱管高溫端的端面，所述冷空氣導(dǎo)管上的空氣進(jìn)口穿過換熱管并從煙氣導(dǎo)管上煙氣進(jìn)口 一側(cè)的管壁伸出，所述熱空氣導(dǎo)管的出氣口從換熱管上靠近煙氣進(jìn)口部位的管壁伸出。所述換熱管的高溫端一側(cè)的外表面和內(nèi)表面上均設(shè)置有翅片。所述換熱管的外徑等于煙氣導(dǎo)管內(nèi)徑的1/2 3/4。所述冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管的直徑相等，且冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管的外徑等于換熱管內(nèi)徑的1/2 3/4。所述冷空氣導(dǎo)管的空氣出口至換熱管低溫端端面的距離等于換熱管內(nèi)徑的I 2倍，所述熱空氣導(dǎo)管的進(jìn)氣口至換熱管高溫端端面的距離等于換熱管內(nèi)徑的1/4 3/4。所述的冷空氣導(dǎo)管上的空氣進(jìn)口上設(shè)置有法蘭，所述熱空氣導(dǎo)管的出氣口制成錐形的噴口形狀。所述的換熱管、冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管均采用耐熱鋼制成。所述煙氣導(dǎo)管的煙氣進(jìn)口和煙氣出口上均設(shè)置有法蘭。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn):1.本實(shí)用新型在煙氣導(dǎo)管內(nèi)部沿軸向設(shè)置換熱管，并在換熱管內(nèi)部沿軸向設(shè)置冷空氣導(dǎo)管和熱空氣導(dǎo)管，使冷空氣通過換熱管的管壁與U型或W型輻射管燒嘴排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，換熱管與高溫?zé)煔獾慕佑|面積大，對管壁的預(yù)熱充分，熱量利用率高，特別是冷空氣導(dǎo)管上的空氣出口和熱空氣導(dǎo)管上的進(jìn)氣口分別靠近和朝向換熱管的低溫端和高溫端，加長了冷空氣在換熱管內(nèi)的流動路徑，延長了冷空氣熱交換和預(yù)熱的時間，即延長了高溫?zé)煔鈱諝獾募訜釙r間，對煙氣余熱熱量的利用充分，換熱效率大大提高，增強(qiáng)了冷空氣的預(yù)熱效果，冷空氣的預(yù)熱升溫快，預(yù)熱溫度高。2.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，體積小，不占用煙氣管外部的空間，安裝使用方便，不影響煙氣的排放，對高溫廢氣的熱能利用率提高，所用能耗進(jìn)一步降低，節(jié)能降耗效果明顯。3.本實(shí)用新型的冷空氣導(dǎo)管、熱空氣導(dǎo)管、換熱管都是采用耐熱鋼制成，具有耐溫高、導(dǎo)熱性能好、質(zhì)量輕、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。4.本實(shí)用新型燒嘴的設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，加工制作方便，成本較低?？蓮V泛用于鋼鐵冶金、建筑材料、耐火材料、玻璃、陶瓷等行業(yè)中的空氣預(yù)熱和換熱，特別適于向U型或W型輻射管燒嘴提供預(yù)熱的高溫助燃空氣，便于推廣使用。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，煙氣導(dǎo)管1，煙氣進(jìn)口 2，煙氣出口 3，換熱管4，冷空氣導(dǎo)管5，空氣進(jìn)口 51，空氣出口 52，熱空氣導(dǎo)管6，進(jìn)氣口 61，出氣口 62，翅片7。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，本實(shí)用新型的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，一種煙氣余熱換熱器，包括煙氣導(dǎo)管I和空氣導(dǎo)管，煙氣導(dǎo)管I上設(shè)置有煙氣進(jìn)口 2和煙氣出口 3，其特征在于:所述的煙氣導(dǎo)管I內(nèi)同軸設(shè)置有一換熱管4，換熱管4上靠近煙氣出口 3的一端為低溫端，遠(yuǎn)離煙氣出口 3的一端為高溫端，換熱管4的外徑小于煙氣導(dǎo)管I的內(nèi)徑，所述的空氣導(dǎo)管包括外徑小于換熱管4內(nèi)徑的冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6，所述的冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6均與換熱管4同軸設(shè)置于換熱管4內(nèi)，其中，所述的冷空氣導(dǎo)管5位于換熱管4內(nèi)的低溫端一側(cè)，冷空氣導(dǎo)管5的空氣出口 52朝向并靠近換熱管4低溫端的端面，所述的熱空氣導(dǎo)管6位于換熱管4內(nèi)的高溫端一側(cè)，熱空氣導(dǎo)管6的進(jìn)氣口 61朝向并靠近換熱管4高溫端的端面，所述冷空氣導(dǎo)管5上的空氣進(jìn)口 51穿過換熱管4并從煙氣導(dǎo)管I上煙氣進(jìn)口 2 —側(cè)的管壁伸出，所述熱空氣導(dǎo)管6的出氣口 62從換熱管4上靠近煙氣進(jìn)口 2部位的管壁伸出。所述煙氣導(dǎo)管I上的煙氣進(jìn)口 2與U型或W型輻射管燒嘴上的煙氣出口相連接，煙氣出口 3與排煙管道相連接，為便于煙氣導(dǎo)管I分別與燒嘴上的煙氣出口和排煙管道連接，所述煙氣導(dǎo)管I的煙氣進(jìn)口 2和煙氣出口 3上均設(shè)置有法蘭。煙氣導(dǎo)管I內(nèi)同軸設(shè)置有換熱管4，換熱管4上遠(yuǎn)離煙氣出口 3的一端即深入U型或W型輻射管燒嘴上的煙氣出口內(nèi)部的一端為高溫端，靠近煙氣出口 3的一端為低溫端，換熱管4內(nèi)部同軸設(shè)置有冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6，冷空氣導(dǎo)管5設(shè)置于換熱管4的低溫端一側(cè)，冷空氣導(dǎo)管5的空氣出口 52朝向并靠近換熱管4低溫端的端面，當(dāng)所述冷空氣導(dǎo)管5的空氣出口 52至換熱管4低溫端端面的距離等于換熱管4內(nèi)徑的I 2倍時，可以使進(jìn)入換熱管4內(nèi)的冷空氣在低溫段充分吸熱和升溫，熱空氣導(dǎo)管6設(shè)置于換熱管4內(nèi)的高溫端一側(cè)，熱空氣導(dǎo)管6的進(jìn)氣口 61朝向并靠近換熱管4高溫端的端面，當(dāng)所述熱空氣導(dǎo)管6的進(jìn)氣口 61至換熱管4高溫端端面的距離等于換熱管4內(nèi)徑的1/4 3/4時，既可以滿足對流入熱空氣導(dǎo)管6空氣的加熱需要，又可滿足熱空氣在熱空氣導(dǎo)管內(nèi)流動的流量要求。為了提高換熱效果，可以在所述換熱管4的高溫端一側(cè)的外表面和內(nèi)表面上均設(shè)置有翅片7。所述換熱管4的外徑等于煙氣導(dǎo)管I內(nèi)徑的1/2 3/4。所述冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6的直徑相等，且冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6的外徑等于換熱管4內(nèi)徑的1/2 3/4。在滿足煙氣和空氣流動中流量要求的同時，也兼顧的高溫?zé)煔馀c空氣間的預(yù)熱和換熱效果，使得經(jīng)預(yù)熱后的空氣溫度可達(dá)400°C 600°C。熱效率可提高20%以上。所述的冷空氣導(dǎo)管5上的空氣進(jìn)口上設(shè)置有法蘭，可與U型或W型輻射管燒嘴上煙氣出口的法蘭相連接，所述熱空氣導(dǎo)管6的出氣口 62制成錐形的噴口形狀，以便于與U型或W型輻射管燒嘴上的預(yù)熱空氣進(jìn)口相連接。所述的換熱管4、冷空氣導(dǎo)管5和熱空氣導(dǎo)管6均采用導(dǎo)熱性能良好的耐熱鋼制成，其換熱效率高，使用壽命長。本實(shí)用新型的工作過程是:由U型或W型輻射管燒嘴排出的高溫?zé)煔鈴臒煔鈱?dǎo)管I的煙氣進(jìn)口 2進(jìn)入，從煙氣導(dǎo)管I上的煙氣出口 3流出，在流動過程中，高溫?zé)煔庀葘Q熱管4的高溫端進(jìn)行加熱，后通過換熱管4與煙氣導(dǎo)管I之間的空間對換熱管4整體進(jìn)行加熱，再從煙氣導(dǎo)管I上的煙氣出口 3排出。在換熱管4內(nèi)部冷空氣導(dǎo)管5的空氣進(jìn)口 51設(shè)置在煙氣導(dǎo)管I上的煙氣進(jìn)口 2 —側(cè)，即設(shè)置在換熱管4中煙氣進(jìn)口 2和煙氣出口 3之間的一段上，冷空氣在冷空氣導(dǎo)管5內(nèi)從換熱管4的中部向換熱管4的低溫端流動從空氣出口 52流出，進(jìn)入換熱管4內(nèi)，再從換熱管4的低溫端向高溫端流動，空氣在換熱管4內(nèi)部流動的路徑貫穿換熱管4的全長，使其換熱的路徑和時間延長，且空氣的流動方向與高溫?zé)煔獾牧鲃臃较虺誓嫦蛄鲃?，?shí)現(xiàn)逆對流熱交換，換熱效率高。流至換熱管4高溫端的空氣進(jìn)入熱空氣導(dǎo)管6的進(jìn)氣口 61，再向熱空氣導(dǎo)管6的出氣口 62流動，從出氣口 62流出，將預(yù)熱后的空氣送入U型或W型輻射管燒嘴上的空氣進(jìn)口，對燒嘴內(nèi)噴出的可燃?xì)怏w進(jìn)行助燃。本實(shí)用新型直接利用燒嘴燃燒所產(chǎn)生高溫?zé)煔獾挠酂釋χ伎諝膺M(jìn)行加熱，形成將自身熱能預(yù)熱空氣再進(jìn)行高溫燃燒的循環(huán)利用，無需外部的預(yù)熱熱源或預(yù)熱空氣，結(jié)構(gòu)簡單，熱效率高，節(jié)能效果顯著。
權(quán)利要求1.一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，包括煙氣導(dǎo)管(I)和空氣導(dǎo)管，煙氣導(dǎo)管(I)上設(shè)置有煙氣進(jìn)口(2)和煙氣出口(3)，其特征在于:所述的煙氣導(dǎo)管(I)內(nèi)同軸設(shè)置有一換熱管(4)，換熱管(4)上靠近煙氣出口(3)的一端為低溫端，遠(yuǎn)離煙氣出口(3)的一端為高溫端，換熱管(4)的外徑小于煙氣導(dǎo)管(I)的內(nèi)徑，所述的空氣導(dǎo)管包括外徑小于換熱管(4)內(nèi)徑的冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)，所述的冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)均與換熱管(4)同軸設(shè)置于換熱管(4)內(nèi)，其中，所述的冷空氣導(dǎo)管(5)位于換熱管(4)內(nèi)的低溫端一側(cè)，冷空氣導(dǎo)管(5)的空氣出口(52)朝向并靠近換熱管(4)低溫端的端面，所述的熱空氣導(dǎo)管(6)位于換熱管(4)內(nèi)的高溫端一側(cè)，熱空氣導(dǎo)管(6)的進(jìn)氣口(61)朝向并靠近換熱管(4)高溫端的端面，所述冷空氣導(dǎo)管(5)上的空氣進(jìn)口(51)穿過換熱管(4)并從煙氣導(dǎo)管(I)上煙氣進(jìn)口( 2 ) —側(cè)的管壁伸出，所述熱空氣導(dǎo)管(6 )的出氣口( 62 )從換熱管(4)上靠近煙氣進(jìn)口( 2 )部位的管壁伸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述換熱管(4)的高溫端一側(cè)的外表面和內(nèi)表面上均設(shè)置有翅片(J)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述換熱管(4)的外徑等于煙氣導(dǎo)管(I)內(nèi)徑的1/2 3/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)的直徑相等，且冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)的外徑等于換熱管(4)內(nèi)徑的1/2 3/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述冷空氣導(dǎo)管(5)的空氣出口(52)至換熱管(4)低溫端端面的距離等于換熱管(4)內(nèi)徑的I 2倍，所述熱空氣導(dǎo)管(6)的進(jìn)氣口(61)至換熱管(4)高溫端端面的距離等于換熱管(4)內(nèi)徑的1/4 3/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述的冷空氣導(dǎo)管(5)上的空氣進(jìn)口上設(shè)置有法蘭，所述熱空氣導(dǎo)管(6)的出氣口(62)制成錐形的噴口形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述的換熱管(4)、冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)均采用耐熱鋼制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，其特征在于:所述煙氣導(dǎo)管(I)的煙氣進(jìn)口(2)和煙氣出口(3)上均設(shè)置有法蘭。
專利摘要一種輻射管燒嘴用煙氣余熱換熱器，屬于換熱或空氣預(yù)熱裝置，所述的煙氣導(dǎo)管(1)內(nèi)同軸設(shè)置有一換熱管(4)，冷空氣導(dǎo)管(5)和熱空氣導(dǎo)管(6)均與換熱管(4)同軸設(shè)置于換熱管(4)內(nèi)，冷空氣導(dǎo)管(5)位于換熱管(4)內(nèi)的低溫端一側(cè)，熱空氣導(dǎo)管(6)位于換熱管(4)內(nèi)的高溫端一側(cè)，空氣進(jìn)口(51)穿過換熱管(4)并從煙氣進(jìn)口(2)一側(cè)的管壁伸出，熱空氣導(dǎo)管(6)的出氣口(62)從換熱管(4)上靠近煙氣導(dǎo)管(1)上煙氣進(jìn)口(2)的管壁伸出。直接利用高溫?zé)煔獾挠酂釋χ伎諝膺M(jìn)行加熱，形成自身熱能轉(zhuǎn)換成熱空氣的循環(huán)利用，無需外部預(yù)熱的熱源，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，熱效率高，節(jié)能降耗效果明顯。
文檔編號F23L15/00GK202973984SQ201220737878
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李鴻亮, 李 浩, 任瑞坤 申請人:武漢宇宙科技有限公司