專利名稱：波紋螺旋板式熱交換器燃煤熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高放熱系數(shù)，低能耗，可靠性高的手燒燃煤熱風(fēng)爐，是一項應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、民用采暖、加熱領(lǐng)域的新技術(shù)，專利分類為F部，F(xiàn)27爐，F(xiàn)28熱交換。
本實用新型是在對現(xiàn)有相似機型做出重大改進后的新產(chǎn)品。當(dāng)前，國內(nèi)市場上與本實用新型相似的產(chǎn)量較大的主要是被稱之為紅外熱輻射爐的RFL型爐，該爐為立筒快裝式，全爐由鋼板焊接組合，燃燒室與熱交換器做成一體，其熱交換器為板翅式，煙氣與空氣分別在相間隔的板層內(nèi)呈上下折返流動。該機結(jié)構(gòu)緊湊，制造工藝簡單，可移動、安裝快、使用運輸方便、造價較低。但其缺陷亦較突出，由于煙氣與空氣流道為上下折返式，流體流動阻力較大，消耗動力較多、易積垢，又因燃燒室內(nèi)高溫火焰直接對爐壁、爐頂輻射放熱，造成這些部位熱負荷過大，爐壁、爐頂及相關(guān)件易熱變形，易燒損，需經(jīng)常維修、給用戶帶來很多麻煩，至使這一適合中小型用戶的，具有較多優(yōu)點的熱風(fēng)爐，因無法解決上述缺陷而日益受到用戶的冷落和拼棄。
本實用新型的目的是提供一種燃煤熱風(fēng)爐的新結(jié)構(gòu)。該新機型在保持RFL型爐的優(yōu)點基礎(chǔ)上，解決了其爐壁、爐頂易變形、易燒損、流體內(nèi)阻過大的缺陷，并求得單位材料消耗有所降低、爐型更為緊湊。
本實用新型所采用的熱交換器，力求在不提高或有所降低流體阻力的條件下，獲得較高的對流放熱系數(shù)，改變熱交換過程，將RFL型爐的爐壁輻射放熱為主，變本實用新型的流道內(nèi)的對流放熱為主，從而降低爐壁的熱負荷，使?fàn)t子不易被燒損，保證可靠工作。其技術(shù)方案為一是采用立式波紋羅旋板式熱交換器，以強化對流放熱，二是將部分廢煙氣回收，以降低爐壁及爐頂?shù)臏囟群蜔嶝摵?；三是在爐壁及爐頂?shù)耐鈧?cè)空間內(nèi)，加裝輻射熱接收傳導(dǎo)器件，以加快爐壁，爐頂?shù)姆艧?，四是設(shè)爐膛煙氣短路裝置，以在非正常工作情況下，保護爐壁和熱交換器不會過熱而受損。
本實用新型，由于采用了波紋螺旋板式熱交換器，流體沿羅旋線運動，較現(xiàn)有相似爐熱交換器流體呈上下折返運動，明顯地降低了流體流動阻力，從而為提高流體速度，強化對流放熱提供了可能性。實踐證明，羅旋流道較折返流道，在相同條件下(流道當(dāng)量直徑，流體密度、速度、溫度)，放熱系數(shù)可高出一倍左右。又因羅旋板呈波紋狀，波紋方向與流體流向垂直、造成流體呈紊流擾動，強化了放熱，可獲得較高的對流放熱系數(shù)，從而使實用新型更加緊湊，用材量僅相當(dāng)現(xiàn)有對比機型的三分之二。由于波紋羅旋式熱交換器強化了對流放熱，從而為降低爐壁、爐頂?shù)妮椛浞艧崽峁┝丝赡苄?。實踐證明，當(dāng)前的紅外熱輻射爐60％左右的熱量是靠爐壁、爐頂熱輻射傳導(dǎo)的，而本實用新型則將爐壁、爐頂?shù)妮椛鋫鲗?dǎo)熱量降至20％左右。主要措施是，增大燃盡室的容積，并將一部分廢煙氣回收到燃盡室，使燃盡室內(nèi)的煙氣平均溫度降至850℃以下，大容積的燃盡室結(jié)構(gòu)，使輻射距離拉長，有效地保護爐壁、爐頂免受熱損傷。本實用新型的燃燒室雖然仍位于熱交換器內(nèi)，但其與熱交換器實質(zhì)上成為分體結(jié)構(gòu)，燃燒室的熱變形不會累及熱交換器，保證了熱交換器總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當(dāng)前相似爐型易燒損，壽命低的原因之一是，當(dāng)非正常情況下，熱交換器內(nèi)的火床仍很旺盛，很大的熱量悶在爐膛內(nèi)，使?fàn)t壁以致熱交換器壁面溫度持續(xù)升高造成金屬板過熱軟化而影響爐子壽命。針對這一情況，本新型加設(shè)了使?fàn)t膛自動通風(fēng)冷卻的降溫裝置，當(dāng)該裝置起作用時，煙氣將不流經(jīng)熱交換器，而直接排入大氣，并由爐門進入冷風(fēng)為爐膛降溫。上述諸項重大創(chuàng)新措施，使實用新型較現(xiàn)有機型單位材料消耗和配套動力均有所降低，最重要是獲得了國內(nèi)很多專家致力要達到的使該型爐壽命延長，耐燒、運行可靠的積極效果。
附圖
表達了波紋螺旋板式熱交換器燃煤熱風(fēng)爐的構(gòu)造。(為清晰起見，與當(dāng)前相似爐型共有的結(jié)構(gòu)附件如爐門、煙氣引風(fēng)機、熱空氣引風(fēng)機、灰門以及空氣、煙氣管道等沒在附圖中標示)。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細描述。
本實用新型構(gòu)造的熱風(fēng)爐，主要由燃燒器、熱交換器兩大部分和一些附件構(gòu)成、件(1)(2)(3)(4)(5)(6)構(gòu)成燃燒器部分，件(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)構(gòu)成熱交換器部分。
當(dāng)熱風(fēng)爐正常工作時，燃燒著的燃煤布滿在爐排(2)上，火焰充滿在燃燒室(3)的空間內(nèi)，燃燒室由低碳鋼板焊成的筒狀外殼，和內(nèi)襯耐火材料構(gòu)成。其直徑和高度按常規(guī)計算公式計算求得。燃燒生成高溫?zé)煔馍仙M入燃盡室(5)，燃盡室為鍋爐鋼板焊成的元頂筒狀結(jié)構(gòu)，在其上部沿切線方向開有一個通向熱交換器煙氣內(nèi)環(huán)流道(7)的接口煙道(6)。當(dāng)高溫?zé)煔庥扇紵?3)進入燃盡室(5)時，與從煙氣回收箱來的經(jīng)由燃燒室(3)外壁和內(nèi)爐體(4)之間的空間進入的廢煙氣混合，混合比可由廢煙氣回收閘門開度大小來調(diào)節(jié)，以保持燃盡室(5)內(nèi)的煙氣平均溫度不大于850℃。煙氣進入流道(7)后，流速增加至12－14m／s。高溫?zé)煔饬鹘?jīng)流道(7)和煙氣外環(huán)流道(8)的過程中與一壁之隔的低溫空氣進行強烈的對流熱交換，溫度逐漸下降，流至煙氣出口(1)經(jīng)一短管道進入助燃引風(fēng)機入口，由該風(fēng)機的出口排入大氣。在助燃引風(fēng)機出口至排煙管區(qū)段內(nèi)，裝設(shè)一支短管(筒)與煙氣回收箱(19)相通，實現(xiàn)煙氣回收。煙氣內(nèi)外環(huán)流道(7)(8)的兩側(cè)壁用波紋低炭鋼板焊合。如熱交換器較大，應(yīng)在波紋板的適當(dāng)位置上用角鋼圈加固。當(dāng)爐在運行中出現(xiàn)非正常情況時(如停電)，按裝在煙氣短路管(16)內(nèi)的電磁伐門，將排煙管開通，同時爐門打開，外界空氣由爐門進入燃燒室(3)，經(jīng)接口煙道(6)直接排入大氣。
空氣在流道內(nèi)與煙氣逆向流動，外界空氣自切向進氣口(12)進入由熱交換器外筒(18)圍成的外層流道(14)，經(jīng)由中環(huán)流道(11)內(nèi)環(huán)流道(10)進入熱空氣出口(9)由引風(fēng)機引出至用熱器。內(nèi)環(huán)流道(10)內(nèi)布置有一個由波紋板制成的輻射熱接收傳導(dǎo)器件(13)，該件接收來自件(5)壁面的輻射熱，隨之以對流方式傳導(dǎo)給流動于內(nèi)環(huán)流道(10)的空氣，在熱空氣出口(9)內(nèi)亦布置有帶有通道的輻射熱接收傳導(dǎo)器件(17)，用以接收件(5)頂部輻射熱，并隨之傳導(dǎo)給流經(jīng)此處的熱空氣?？諝鈨?nèi)中環(huán)流道(10)(11)的內(nèi)外壁由波紋板制造。爐頂殼蓋(15)用于熱交換器上部的保護，減少熱損失。
權(quán)利要求1.一種燃煤熱風(fēng)爐，其特征在于熱交換器為波紋螺旋板式結(jié)構(gòu)，燃燒室位于熱交換器的中心部位且與熱交換器成分體式，部分廢氣回收至燃盡室，以降低爐壁及爐頂?shù)臒嶝摵伞?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于煙氣內(nèi)環(huán)流道(7)、外環(huán)流道(8)、空氣內(nèi)環(huán)流道(10)、中環(huán)流道(11)的內(nèi)外側(cè)壁的一側(cè)或兩側(cè)由波紋板構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的熱風(fēng)爐，其特征在于波紋螺旋板在不需要很大的對流放熱系數(shù)時，用平板制成流道(7)(8)(10)(11)的內(nèi)外側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于燃燒室(3)的外壁與內(nèi)爐體(4)壁板之間留有一定間隙做為廢煙氣回收通道，并應(yīng)用于冷卻燃燒室(3)的外壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于裝有煙氣短路裝置(16)，該短路排煙管內(nèi)裝設(shè)有手動或電動開閉風(fēng)門。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于在燃盡室(3)的外側(cè)壁與煙氣內(nèi)環(huán)流道(7)的內(nèi)側(cè)壁之間，裝設(shè)有輻射熱接收傳導(dǎo)器件(13)，該件用玻紋板或平板焊翅制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱風(fēng)爐，其特征在于位于燃盡室(3)頂部上方的熱風(fēng)出口(9)內(nèi)裝置有輻射熱接收傳導(dǎo)板件(17)。該件用型材板或管材制造。
專利摘要本實用新型提供了一種波紋螺旋板式熱交換器燃煤熱風(fēng)爐，該爐主要由燃燒器和熱交換器兩部分構(gòu)成。主要特征在于采用波紋螺旋板式熱交換器，使對流放熱系數(shù)較傳統(tǒng)的上下折返板翅式熱交換器提高1倍以上，采用部分廢煙氣回收至燃盡室和增設(shè)煙氣短路裝置，以降低爐壁、爐頂?shù)臒嶝摵?，從而有效地延長熱風(fēng)爐的使用壽命、并使其結(jié)構(gòu)更緊湊，造價有所降低。
文檔編號F27B1/00GK2140506SQ9223181
公開日1993年8月18日 申請日期1992年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月27日
發(fā)明者邢柏林, 周樹林, 邢佐群 申請人:邢柏林