CN103090534B - 一种热风炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热风炉，属于干燥机械技术领域，解决了现有热风炉耗能高、热效率低的技术问题，本发明的热风炉包括炉体，所述炉体下方设有炉膛和灰膛，所述炉体内具有换热腔，所述换热腔内设有多个换热部，每个换热部内包含有若干换热管，所述的多个换热部沿着炉体长度方向排列并且逐个串接，位于炉体前端的换热部与炉膛连通，位于炉体末端的换热部设有排烟口，换热部内换热管的数量沿炉体长度方向变化，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少。本发明实施例可应用燃煤型热风炉，也可适用于其他燃料的热风炉。

Description

一种热风炉

【技术领域】

本发明涉及一种热风炉，属于干燥机械技术领域。

【背景技术】

现有热风炉热管布置形式有平行布置、S形布置，但其热管大都在炉膛上方，且热管分布密集、空间相对较小，冷风流经热管的流程短、时间少，热交换不充分，而且热管距离排风口较近，热能流失大。热风风道布置形式与热管布置形式有向匹配，并且逆向从烟道热管出口附近进入，通过集中布置的烟道热管外壁，再从烟道热管进口或炉膛外侧附近出风，完成热交换过程。目前也有双通道逆向进风或风道中间有交错隔板，使热风风道相对加长，但总体上来说，热风风道基本都是横向穿越烟道热管，热风流经热管时流程短，热风通过烟道热管外壁时间少，热交换不充分，烟道热管能量流失大，且烟道出口风无再次利用机构，所以普遍存在耗能高、热效率低、浪费能源严重的问题。

综上，现有的热风炉存在耗能高、热效率低的问题，浪费能源严重，影响了热风炉进一步发展。

【发明内容】

本发明提供一种热风炉，提高热交换效率，减少热能损耗，降低能耗。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种热风炉，包括炉体，所述炉体下方设有炉膛和灰膛，所述炉体内具有换热腔，所述换热腔内设有多个换热部，每个换热部内包含有若干换热管，所述的多个换热部沿着炉体长度方向排列并且逐个串接，位于炉体前端的换热部与炉膛连通，位于炉体末端的换热部设有排烟口，换热部内换热管的数量沿炉体长度方向变化，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少。

进一步的，相邻换热部之间通过汇流管连通，并且同侧相邻的汇流管之间通过隔板隔开。

进一步的，多个换热部内的换热管直径相同。

进一步的，所述换热管的外侧壁设有翅片。

进一步的，所述翅片沿着换热管轴向方向排列，或者所述翅片呈螺旋形分布。

进一步的，炉体侧壁设有进风通道，所述进风通道自炉体前端延伸至炉体末端并且与换热腔相通，炉体前端还设有热风出口，外部空气经进风通道进入换热腔并从炉体末端的换热部开始逐一通过各个换热部。

进一步的，所述热风出口设于炉体前端且与炉膛侧壁相邻处。

进一步的，相邻换热部之间设有导流隔板，并且导流隔板与换热腔之间留有通风口，相邻的通风口相互错位设置。

进一步的，所述排烟口设有排烟风机。

本发明的有益效果：

本发明热风炉内部设置有多个换热部，每个换热部内包含有若干换热管，并且换热部内换热管的数量沿炉体长度方向变化，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少，相应的，靠近炉体前端的换热部所包含的换热管数量则较多，由于炉体前端靠近炉膛，温度较高，设置较多数量的换热管，可以明显提高散热面积，而且换热管数量的增加，可以延缓热气流在换热管内的流动速度，从而延长与换热管管壁的热交换时间，而靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量最少，这样就能减少排烟口处的热能损失，达到了提高热交换效率，减少热能损耗，降低能耗的目的。

换热腔内相邻换热部之间通过汇流管连通，并且同侧相邻的汇流管之间通过隔板隔开，前一换热部的换热管内的气流通过汇流管汇集再分配到下一换热部的换热管内，这种布置结构加工简单，换热管内热气流在汇流管内产生混流，产生不同换热管之间的热风温差以及同一换热管中心部分与近管壁处的热风温差，在汇流管内得以充分混合，利于下一级热交换；同时混流又能将拐角处的沉积烟灰卷起，随着热气流排出，起到管内自动清灰清洁作用。

炉体侧壁设置进风通道，进风通道自炉体前端延伸至炉体末端并且与换热腔相通，炉体前端设有热风出口，外部空气经进风通道进入换热腔并从炉体末端的换热部开始逐一通过各个换热部。由于进风通道设置在炉体侧壁，外部空气经过炉体侧壁时，与炉体侧壁进行热交换，利用炉体侧壁处的热能，防止其流失，减少热能损失，大大提高了热交换效率。更为优选的方式：热风出口设于炉体前端且与炉膛侧壁相邻处，热风出口设置在高温的炉膛侧壁处，利用炉膛侧壁处的热能，防止其流失，利于提高热交换效率。

相邻换热部之间设有导流隔板，并且导流隔板与换热腔之间留有通风口，相邻的通风口相互错位设置。利用导流隔板的阻挡，使得外部空气能沿着换热管的管壁流动，加长外部空气的流程，从而延长了热交换时间。换热管中的热气流与外部空气的流动方向相反，换热管中的热气流沿着流程向排烟口方向流动，其温度越来越低，最后从炉体末端的排烟口排出；而外部空气沿着逆向流程向热风出口方向流动，其温度越来越高，最后从炉体前端的热风出口排出。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明热风炉的换热管中热气流的流程示意图；

图2为图1的K-K剖视图；

图3为本发明热风炉换热管的又一优选布局结构示意图；

图4为本发明热风炉换热管的又一优选布局结构示意图；

图5为本发明热风炉的换热腔中外部空气的流程示意图；

【具体实施方式】

本发明提供一种热风炉，包括炉体，炉体下方设有炉膛和灰膛，炉体内具有换热腔，换热腔内设有多个换热部，每个换热部内包含有若干换热管，而多个换热部沿着炉体长度方向排列并且逐个串接，位于炉体前端的换热部与炉膛连通，位于炉体末端的换热部设有排烟口，换热部内换热管的数量沿炉体长度方向变化，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少。

在炉体长度方向上的多个换热部，每个换热部包含的换热管数量不一致，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少，这与相应炉体内相应位置的换热需求相适应，从而达到提高热交换效率，减少热能损耗，降低能耗的目的。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照图1，一种热风炉，包括炉体1，炉体1下方设有炉膛11和灰膛12，炉体1内具有换热腔，换热腔内设有7个换热部，每个换热部内包含有若干换热管2，这7个换热部沿着炉体1长度方向排列并且逐个串接，位于炉体1前端的换热部与炉膛11连通，位于炉体1末端的换热部设有排烟口16，排烟口16设有排烟风机（图中未示出），换热部内换热管2的数量沿炉体1长度方向变化，越靠近排烟口16的换热部，其包含的换热管2数量越少，并且多个换热部内的换热管2直径相同。

参照图2，为方便说明，将本实施例的7个换热部定位：换热部A、换热部B、换热部C、换热部D、换热部E、换热部F、换热部G，其中换热部A位于炉体1前端并与炉膛11连通，换热部G位于炉体1末端且设有排烟口16。根据本实施例中换热管2的分布特点，换热部A中包含12根换热管2，换热部B和换热部C中各包含9根换热管2，换热部D和换热部E中各包含6根换热管2，换热部F和换热部G中各包含5根换热管2。由于换热部F和换热部G较靠近排烟口16，因此换热部F和换热部G中包含的换热管2数量为最少。换热管2数量较多的换热部，其热交换能力也较强，换热管2数量较少的换热部，其热交换能力也较弱，换热管2的分布特点根据炉体1内相应位置的换热需求而定，从而能提高热交换效率，减少热能损耗。

由本实施例的换热管2布局可以看出：除去换热部A，其余的六个换热部是以两个为一组，换热管数量逐组递减，形成规律的变化，当然这只是一种优选方式。根据实际排烟口16的温度可以适当增减换热部数量，并且每个换热部内换热管2的数量可以根据炉体1内相应位置的换热需求而适当增减，以利于充分利用烟道热风热能。而且多个换热部内的换热管2直径也可以做相应改变，原则上只要保证多个换热部的换热能力逐步递减即可。

因此，本实施例的方案还有如下几种情况：

参照图3，换热部A中包含12根换热管2，换热部B、换热部C及换热部D中各包含9根换热管2，换热部E、换热部F及换热部G中各包含6根换热管2；

参照图4，换热部A中包含12根换热管2，换热部B中包含11根换热管2，换热部C中包含10根换热管2，换热部D中包含9根换热管2，换热部E中包含8根换热管2，换热部F中包含7根换热管2，换热部G中包含6根换热管2。

其他布局结构不再一一举例。

参照图1，可以看出，相邻换热部之间是通过汇流管相连通的，并且同侧相邻的汇流管之间通过隔板隔开，由此形成逐层串接的结构，即换热部A的下端连通炉膛11，换热部A的上端与换热部B的上端通过第一汇流管3连通，换热部B的下端与换热部C的下端通过第二汇流管4连通，换热部C的上端与换热部D的上端通过第三汇流管5连通，换热部D的下端与换热部E的下端通过第四汇流管6连通，换热部E的上端与换热部F的上端通过第五汇流管7连通，换热部F的下端与换热部G的下端通过第六汇流管8连通，其中第一汇流管3、第三汇流管5、第五汇流管7之间通过上隔板13隔开，第二汇流管4、第四汇流管6、第六汇流管8之间通过下隔板10隔开。

上述所述的相邻换热部之间通过汇流管相连通，事实上是相应换热部内的换热管2连接在汇流管上，类似于制冷设备中的换热器结构。由于不同换热部的换热管2数量不同，换热能力存在差异，这种差异使得汇流管内产生混流，例如：换热部A内包含12根换热管2，而换热部B内包含9根换热管2，换热部A的散热面积较大，换热管2内热气流的流速较慢，换热部B的散热面积较小，但换热管2内热气流的流速稍有加快，产生不同换热管2之间的热风温差以及同一换热管2中心部分与近管壁处的热风温差，在第一汇流管3内得以充分混合，利于下一级热交换；同时混流又能将拐角处的沉积烟灰卷起，随着热气流排出，起到管内自动清灰清洁作用。此后的换热部之间的差异则安装上述原理类推，到最后的换热部G，其换热效率较换热部A已大幅下降，而换热部G的换热管2内热气流的流速加快，起到清洁管内积灰的作用。

为了进一步提高换热效率，可以在换热管2的外侧壁设置翅片21，翅片21可以沿着换热管2轴向方向排列，也可以采用螺旋翅片，沿着换热管2轴向方向螺旋延伸。

从现有技术来看，风道基本都是横向穿越换热管，外部空气流经热管时流程短，即便有类似的换热管不规则布局，也难以提高热交换效率，参照图5，本实施例炉体1侧壁设有进风通道17，进风通道17自炉体1前端延伸至炉体1末端并且与换热腔相通，炉体1前端还设有热风出口14，外部空气经进风通道17进入换热腔并从炉体1末端的换热部开始逐一通过各个换热部。由于进风通道17设置在炉体侧壁，外部空气经过炉体侧壁时，与炉体侧壁进行热交换，利用炉体侧壁处的热能，防止其流失，减少热能损失，大大提高了热交换效率。热风出口设置在高温的炉膛侧壁处，利用炉膛侧壁处的热能，防止其流失，利于提高了热交换效率。

不仅如此，相邻换热部之间设有导流隔板，且导流隔板与换热腔之间留有通风口，相邻的通风口相互错位设置。按照该本实施例方案形成的风道，与上述换热部逐层串接结构相类似，区别仅在于：换热管中的热气流沿着流程向排烟口方向流动，其温度越来越低，最后从炉体末端的排烟口排出；而外部空气沿着逆向流程向热风出口方向流动，其温度越来越高，最后从炉体前端的热风出口排出。

本方案增加了风道长度，延长了外部空气流程，延长了外部空气在换热腔中的热交换时间，并且，外部空气在逐一通过各个换热部时，是沿着换热管2的外壁流动，较大限度的保证了热交换效率，减少热能损耗。

上述的导流隔板15可以单独设置在两个换热部之间，也可以与汇流管之间的隔板一体。

综上可以理解：本实施例旨在提供一种热风炉，其内部具有多个换热部，且不同换热部内换热管的数量与相应炉体内相应位置的换热需求相适应，较大限度的减少热能消耗，提高热交换效率；同时结合逆向风道，来提高热能的利用率，使得本案的热风炉具有热交换效率高，热能损耗少的特点；且相比现有技术，本实施例的热风炉内的布局结构更为简单而合理，改造成本低，适于推广应用。

本发明实施例可应用燃煤型热风炉，也可适用于其他燃料的热风炉。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.一种热风炉，包括炉体，所述炉体下方设有炉膛和灰膛，所述炉体内具有换热腔，所述换热腔内设有多个换热部，每个换热部内包含有若干换热管，其特征在于：所述的多个换热部沿着炉体长度方向排列并且逐个串接，位于炉体前端的换热部与炉膛连通，位于炉体末端的换热部设有排烟口，换热部内换热管的数量沿炉体长度方向变化，越靠近排烟口的换热部，其包含的换热管数量越少，相邻换热部之间通过汇流管连通，并且同侧相邻的汇流管之间通过隔板隔开，炉体侧壁设有进风通道，所述进风通道自炉体前端延伸至炉体末端并且与换热腔相通，炉体前端还设有热风出口，外部空气经进风通道进入换热腔并从炉体末端的换热部开始逐一通过各个换热部，相邻换热部之间设有导流隔板，并且导流隔板与换热腔之间留有通风口，相邻的通风口相互错位设置。

2.如权利要求1所述的一种热风炉，其特征在于：多个换热部内的换热管直径相同。

3.如权利要求1所述的一种热风炉，其特征在于：所述换热管的外侧壁设有翅片。

4.如权利要求3所述的一种热风炉，其特征在于：所述翅片沿着换热管轴向方向排列，或者所述翅片呈螺旋形分布。

5.如权利要求1所述的一种热风炉，其特征在于：所述热风出口设于炉体前端且与炉膛侧壁相邻处。

6.如权利要求1所述的一种热风炉，其特征在于：所述排烟口设有排烟风机。