CN102692033A

CN102692033A - 一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器

Info

Publication number: CN102692033A
Application number: CN2012101622440A
Authority: CN
Inventors: 喻克洪; 王涓; 曹柏青; 鲜平; 杨彦斌
Original assignee: SICHUAN AEROSPACE TUOXIN BASALT INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: SICHUAN AEROSPACE TUOXIN BASALT INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明公开了一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，属烟气换热装置，包括热交换筒体，热交换筒体的上部与下部分别设置有废气出口与废气入口，且热交换筒体上部与下部的侧面任意位置设置有助燃风出口与助燃风入口，所述的热交换筒体内部的废气出口与废气入口之间设置有废气通道，且热交换筒体的内壁与外壁之间设置有腔体，所述的热交换筒体的内壁与外壁之间的腔体分为相互连通的一级换热段、二级换热段以及三级换热段，所述的一级换热段与助燃风入口相连通。本发明所提供的一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器结构简单，气体换热效率高，适宜于作为各种设备的烟气换热装置，并由其适宜用于玄武岩纤维生产设备中进行废气换热，应用范围广阔。

Description

一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器

技术领域

本发明涉及一种烟气换热装置，更具体的说，本发明主要涉及一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器。

背景技术

玄武岩连续纤维材料被誉为“21世纪的新材料”，是以玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔炉中熔化后再由拉丝装置拉制称各种规格的连续纤维，由于该方法用水量少，也几乎无空气污染，本身无化学挥发物，因此是一种对环境污染无影响的纤维制备方法。由于玄武岩矿石储量丰富，价格十份低廉，生产成本较低，因此应用前景十分广泛。在国内，大多数生产玄武岩纤维的厂家都是采用电熔法拉丝，而随着玄武岩生产工业的不断发展目前也有部分生产厂家所采用的是气电结合技术，而采用此种方式玄武岩纤维生产的气电结合炉中，热交换器是一个非常重要的装置，其呈筒形结构状，在使用过程中，它是将天然气和空气混合燃烧的废气利用来加热助燃空气，有助于降低天然气的消耗，节约能源，使废气能够得到合理的回收利用；另一方面，它可以使排烟温度降低，降低环境温度。因此此种方式可以使玄武岩纤维生产技术发展到池窑方式生产，如果利用上该热交换器可以使废气能够得到合理的利用，以降低生产成本。而传统结构的热交换器是采用相互套装的双筒直接换热的方式，助燃效率较低，且助燃空气经换热后依然温度偏低，助燃效果不理想。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，以期望解决现有技术中玄武岩生产废气换热效率较低、废气换热后排放的温度较高等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，包括热交换筒体，热交换筒体的上部与下部分别设置有废气出口与废气入口，且热交换筒体上部与下部的侧面任意位置设置有助燃风出口与助燃风入口，所述的热交换筒体内部的废气出口与废气入口之间设置有废气通道，且热交换筒体的内壁与外壁之间设置有腔体，助燃风出口与助燃风入口分别与该腔体相连通，所述的热交换筒体的内壁与外壁之间的腔体分为相互连通的一级换热段、二级换热段以及三级换热段，所述的一级换热段与助燃风入口相连通。所述的热交换器中还设置有散热片与膨胀节，散热片位于与三级换热段相邻的上方或与一级换热段相邻的下方，所述的膨胀节位于与散热片相邻的位置，且膨胀节还与助燃风出口相连通。

进一步的技术方案是：所述的热交换筒体内壁与外壁之间的腔体中还设置有中间层，且中间层上设置有多个喷流孔，中间层使热交换筒体内壁与外壁之间的腔体内部形成弯曲通道，弯曲通道用于由助燃风入口进入的气流经过并由助燃风出口排出。

进一步的技术方案是：所述的中间层也为三段，且分别对应一级换热段、二级换热段以及三级换热段呈相互独立状，所述的三段中间层的一端固定在热交换筒体的外壁上，另一端固定在热交换筒体的内壁上。

进一步的技术方案是：所述的三段中间层中相邻的两端分别固定在换热筒体的内壁与外壁上。

更进一步的技术方案是：所述的散热片固定在热交换筒体的内壁上，并环向均布于废气通道的外部，所述的散热片与热交换筒体的内壁与外壁之间腔体中的三级换热段相连通，散热片用于对由助燃风入口进入的气流进行四次换热。

更进一步的技术方案是：所述的废气出口与废气入口上设置有连接法兰。

更进一步的技术方案是：所述的助燃风出口与助燃风入口上也设置有连接法兰。

更进一步的技术方案是：所述的热交换筒体整体呈现圆筒状。

更进一步的技术方案是：所述的热交换筒体的内壁采用到导热金属加工制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在热交换筒体内壁与外壁之间的腔体中设置三个换热段与中间层所形成的弯曲通道，降低了助燃风经过热交换器的速度，同时在中间层上的喷流孔作用下，使助燃风呈喷射状的与热交换筒体的内壁相互接触，保证了助燃风与受废气影响而升温的热交换筒体内壁充分接触，进一步提升换热效率，且助燃风还经过散热片进行四次换热，同时在膨胀节的作用下，可防止热交换筒体在高温下而发生变形。且本发明所提供的一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器结构简单，气体换热效率高，适宜于作为各种设备的烟气换热装置，并由其适宜用于玄武岩纤维生产设备中进行废气换热，应用范围广阔。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图。

图中，1为热交换筒体、2为废气出口、3为废气入口、4为助燃风出口、5为助燃风入口、6为废气通道、7为内壁、8为外壁、9为一级换热段、10为二级换热段、11为三级换热段、12为散热片、13为膨胀节、14为中间层、15为喷流孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明所提供的第一个实施例为用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，包括热交换筒体1，热交换筒体1的上部与下部分别设置有废气出口2与废气入口3，且热交换筒体1上部与下部的侧面任意位置设置有助燃风出口4与助燃风入口5，所述的热交换筒体1内部的废气出口2与废气入口3之间设置有废气通道6，且热交换筒体1的内壁7与外壁8之间设置有腔体，助燃风出口4与助燃风入口5分别与该腔体相连通，所述的热交换筒体1的内壁7与外壁8之间的腔体分为相互连通的一级换热段9、二级换热段10以及三级换热段11，所述的一级换热段9与助燃风入口5相连通，所述的热交换器中还设置有散热片12与膨胀节13，散热片12位于与三级换热段11相邻的上方或与一级换热段9相邻的下方，所述的膨胀节13位于与散热片12相邻的位置，且膨胀节13还与助燃风出口4相连通。废气从废气通道6中经过时，使得热交换筒体1的内壁7得到升温，由于进入助燃风入口5的气流是从热交换筒体1的内壁7获得温度进行换热，因此作为热交换筒体1的内壁7最好采用高导热的金属加工制成。

而图1所示出的是前述的两种结构中的一种，另一种结构与图1所示出的结构完全相反，具体为膨胀节13与散热片12都设置在一级换热段9的下方，由助燃风入口5进入的气流首先经过膨胀节13，然后经过散热片12，随后再依次的经过一级换热段9、二级换热段10以及三级换热段11，不过此种实施方式与附图1所示出的结构相比，所实现的效果稍显逊色，但其也能提升热交换器的换热效果。

上述为本发明基础的实施例，根据三个换热段与散热片12的配合，基本能使得由助燃风入口5进入的气流得到充分的换热，从而解决现有技术中换热效率较低的问题，而在此基础之上，为进一步提升由于助燃风入口进入的气流与废气通道中废气的换热效率，对于上述热交换筒体1内壁7与外壁8之间的腔体还可作如下的改进：所述的热交换筒体1内壁7与外壁8之间的腔体中设置中间层14，且中间层14上设置多个喷流孔15，中间层14使热交换筒体1内壁7与外壁8之间的腔体内部形成弯曲通道，弯曲通道用于由助燃风入口5进入的气流经过并由助燃风出口4排出。前述内容与本发明的上一个基础的实施例相结合，即可成为本发明优选的另一个实施例。

在上述的本发明优选的另一个实施例中的技术方案的基础之上，更加优选的技术方案是：所述的中间层14也为三段，且分别对应一级换热段9、二级换热段10以及三级换热段11呈相互独立的结构，所述的三段中间层14的一端固定在热交换筒体1的外壁8上，另一端固定在热交换筒体1的内壁7上。而前述更加细节的结构为所述的三段中间层14中相邻的两端都分别固定在换热筒体的内壁7与外壁8上。前述技术手段的作用为，进一步延长气流在弯曲通道中与热交换筒体1接触的时间，进而增进换热的效率。而与前述的技术手段相类似，上述本发明的基础实施例中所提到的散热片12固定在热交换筒体1的内壁7上，并环向均布于废气通道6的外部，所述的散热片12与热交换筒体1的内壁7与外壁8之间腔体中的三级换热段11相连通，散热片12用于对由助燃风入口5进入的气流进行四次换热。前述技术手段与上述本发明的两个实施例相结合，即可组成为本发明能实现相同或相类似技术效果的一个或多个实施例。

同时为增加本发明与其他设备的固定安装与组合，在上述的技术方案基础上还可增加的技术手段为在废气出口2与废气入口3上，以及助燃风出口4与助燃风入口5上都设置连接法兰的结构。同时考虑到热交换筒体1应用的普适性，以及尽量不阻碍由助燃风入口5进入的气流向上部的助燃风出口4流动，最好将其设置为圆筒状。

本发明在实际使用过程中，高温废气首先由废气入口3进入，进入废气通道6，然后由废气出口2排出，在该过程中，助燃风的气流由助燃风入口5进入热交换筒体1的内壁7与外壁8之间的腔体，并在腔体中依次经过一级换热段、二级换热段与三级换热段，由中间层14所构成的弯曲通道向上部的助燃风出口4流动，在流动的过程中，还在中间层14上方设置的多个喷流孔15作用下，呈喷射状的与热交换筒体1的内壁7接触和碰撞，最后经过散热片进行第四次换热，最后由助燃风出口4排出，在实际应用中，换热效果优异，且经换热后由废气出口2排出的废气温度较低。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，包括热交换筒体（1），热交换筒体（1）的上部与下部分别设置有废气出口（2）与废气入口（3），且热交换筒体（1）上部与下部的侧面任意位置设置有助燃风出口（4）与助燃风入口（5），其特征在于：所述的热交换筒体（1）内部的废气出口（2）与废气入口（3）之间设置有废气通道（6），且热交换筒体（1）的内壁（7）与外壁（8）之间设置有腔体，助燃风出口（4）与助燃风入口（5）分别与该腔体相连通，所述的热交换筒体（1）的内壁（7）与外壁（8）之间的腔体分为相互连通的一级换热段（9）、二级换热段（10）以及三级换热段（11），所述的一级换热段（9）与助燃风入口（5）相连通；所述的热交换器中还设置有散热片（12）与膨胀节（13），散热片（12）位于与三级换热段（11）相邻的上方或与一级换热段（9）相邻的下方，所述的膨胀节（13）位于与散热片（12）相邻的位置，且膨胀节（13）还与助燃风出口（4）相连通。

2.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的热交换筒体（1）内壁（7）与外壁（8）之间的腔体中还设置有中间层（14），且中间层（14）上设置有多个喷流孔，中间层（14）使热交换筒体（1）内壁（7）与外壁（8）之间的腔体内部形成弯曲通道，弯曲通道用于由助燃风入口（5）进入的气流经过并由助燃风出口（4）排出。

3.根据权利要求2所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的中间层（14）也为三段，且分别对应一级换热段（9）、二级换热段（10）以及三级换热段（11）呈相互独立状，所述的三段中间层（14）的一端固定在热交换筒体（1）的外壁（8）上，另一端固定在热交换筒体（1）的内壁（7）上。

4.根据权利要求3所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的三段中间层（14）中相邻的两端分别固定在换热筒体的内壁（7）与外壁（8）上。

5.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的散热片（12）固定在热交换筒体（1）的内壁（7）上，并环向均布于废气通道（6）的外部，所述的散热片（12）与热交换筒体（1）的内壁（7）与外壁（8）之间腔体中的三级换热段（11）相连通，散热片（12）用于对由助燃风入口（5）进入的气流进行四次换热。

6.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的废气出口（2）与废气入口（3）上设置有连接法兰。

7.根据权利要求1或5所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的助燃风出口（4）与助燃风入口（5）上也设置有连接法兰。

8.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的热交换筒体（1）整体呈现圆筒状。

9.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产设备的热交换器，其特征在于：所述的热交换筒体（1）的内壁采用到导热金属加工制成。