CN104764009A - 阵列火管冷凝式换热器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阵列火管冷凝式换热器装置。包括有燃烧装置，换热装置和冷却循环系统；其中所述的燃烧装置包括有一个密封的金属外壳的燃烧室，燃烧室内安装有燃烧棒，燃烧棒为内空结构，中间通入可燃性气体点燃；所述的换热装置为火管，连通在燃烧室底部，火管为蛇形形状并且两个一组设置在同一平面内，构成火管片，多个火管片等距离阵列排布在燃烧室下方；所述的火管下方的开口均集中连通在一个烟气管内；所述的冷却循环系统包括有一个容器，容器内盛满换热介质液体并外接有循环管路，且将燃烧室、火管片和烟气管均浸没于液体中，烟气管的出口延伸出容器外。本发明结构简单，具有较高的热交换效率，更加节能环保，其排放的CO和氮氧化合物极低，并且具有更大的热负荷调节范围。

Description

阵列火管冷凝式换热器装置

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及到一种用于锅炉暖通行业的阵列火管冷凝式换热器装置。

背景技术

 换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备等近30多种产业，相互形成产业链条。

换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。常见的为沉浸式蛇管换热器，这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中.蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造；其缺点是容器内液体湍动程度低，管外给热系数小.为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。

经过测试表明，该换热器排烟温度过高达160℃----250℃，CO排放不达标，氮氧化合物 排放超标，热交换不充分，热效率低，其效率为87%---91%，燃烧不充分易产生积碳，影响热交换效率，热负荷调节范围为过窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种结构简单，具有较高的热交换效率，更加节能环保，其排放的CO和氮氧化合物极低，并且具有更大的热负荷调节范围的阵列火管冷凝式换热器装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，包括有燃烧装置，换热装置和冷却循环系统；其中所述的燃烧装置包括有一个密封的金属外壳的燃烧室，燃烧室内安装有燃烧棒，燃烧棒为内空结构，中间通入可燃性气体点燃，在燃烧室内形成360度全角度燃烧，最大化产生热能；所述的换热装置为火管，连通在燃烧室底部，火管为蛇形形状并且两个一组设置在同一平面内，构成火管片，多个火管片等距离阵列排布在燃烧室下方，构成火管片矩阵，且火管上方的开口均与燃烧室连通，燃烧室燃烧产生的高温气体在火管中与外界介质产生热交换；所述的火管下方的开口均集中连通在一个烟气管内，烟气管将热交换后的废气排出；所述的冷却循环系统包括有一个容器，容器内盛满换热介质液体并外接有循环管路，且将燃烧室、火管片和烟气管均浸没于液体中，烟气管的出口延伸出容器外。

在上述方案中，所述的燃烧室为圆筒状结构，安装在容器内壁上，并在容器壁位置对应处开有圆孔，燃烧棒为可拆卸结构从圆孔处伸入燃烧室。

在上述方案中，所述的燃烧棒为一端封闭的管状结构，其封闭端的棒体侧面沿圆周一圈密集分布有多个燃烧孔用于可燃气体的排出燃烧。

在上述方案中，所述的燃烧棒上还安装有可拆卸的点火装置，点火装置采用电火花点火器，电火花点火器可从容器壁的圆孔处伸入燃烧棒的燃烧孔位置处。

在上述方案中，所述的燃烧棒内填充的为预先混合的燃气，燃烧棒的点火装置外接有电控装置，实现自动点火。

在上述方案中，所述的火管采用导热性能良好的金属材料制成，火管与燃烧室、烟气管的连接处均为密封结构。

本发明的原理在于，将燃气全预混通入燃烧棒，火焰在燃烧室内360度全角度充分燃烧，最大化产生高温烟气，进入后火管与换热介质（水、油、液体）产生换热，当烟气进入烟气管时，烟气温度接近露点，烟气的汽化潜热得以释放，产生冷凝水，这时排烟温度低于20度，只有10度---15度，所产生的热效率高达109%。

本发明的有益效果在于：

采用全预混燃烧方式，热交换充分把燃烧热能完全转化，排烟温度低，热效率高，并实现了一氧化碳零排放，氮氧化合物只有5PPM，热负荷调节范围大，比传统的换热器节约40%---50%。

附图说明

图1是本发明实施例整体结构图；

图2是本发明实施例的火管表面结构图；

图中：1燃烧室，2燃烧棒，3火管，4烟气管，5点火装置，6水箱。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

如图1图2所示的阵列火管冷凝式换热器装置，包括有燃烧装置，换热装置和冷却循环系统；其中所述的燃烧装置包括有一个密封的金属外壳的燃烧室1，燃烧室1内安装有燃烧棒2，燃烧棒2为内空结构，中间通入可燃性气体点燃，在燃烧室1内形成360度全角度燃烧，最大化产生热能；所述的换热装置为火管3，连通在燃烧室1底部，火管3为蛇形形状并且两个一组设置在同一平面内，构成火管片，多个火管片等距离阵列排布在燃烧室1下方，构成火管片矩阵，且火管3上方的开口均与燃烧室1连通，燃烧室1燃烧产生的高温气体在火管3中与外界介质产生热交换；所述的火管3下方的开口均集中连通在一个烟气管4内，烟气管4将热交换后的废气排出；所述的冷却循环系统包括有一个水箱6，水箱6内盛满水并外接有循环管路，且将燃烧室1、火管片和烟气管4均浸没于水中，烟气管4的出口延伸出水箱6外。

在本实施例中，所述的燃烧室1为圆筒状结构，安装在水箱6内壁上，并在水箱6壁位置对应处开有圆孔，燃烧棒2为可拆卸结构从圆孔处伸入燃烧室1。

在本实施例中，所述的燃烧棒2为一端封闭的管状结构，其封闭端的棒体侧面沿圆周一圈密集分布有多个燃烧孔用于可燃气体的排出燃烧。

在本实施例中，所述的燃烧棒2上还安装有可拆卸的点火装置5，点火装置5采用电火花点火器，电火花点火器可从水箱6壁的圆孔处伸入燃烧棒2的燃烧孔位置处。

在本实施例中，所述的燃烧棒2内填充的为预先混合的石油液化气，燃烧棒2的点火装置5外接有电控装置，实现自动点火。

在本实施例中，所述的火管3采用不锈钢制成，火管3与燃烧室1、烟气管4的连接处均为密封结构。

使用时，将全预混的石油液化气通入燃烧棒2，火焰在燃烧室1内360度全角度充分燃烧，最大化产生高温烟气，进入后火管3与水产生换热，当烟气进入烟气管4时，烟气温度接近露点，烟气的汽化潜热得以释放，产生冷凝水，这时排烟温度只有10度---15度，所产生的热效率高达109%。

以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，包括有燃烧装置，换热装置和冷却循环系统；其中所述的燃烧装置包括有一个密封的金属外壳的燃烧室，燃烧室内安装有燃烧棒，燃烧棒为内空结构，中间通入可燃性气体点燃，在燃烧室内形成360度全角度燃烧，最大化产生热能；所述的换热装置为火管，连通在燃烧室底部，火管为蛇形形状并且两个一组设置在同一平面内，构成火管片，多个火管片等距离阵列排布在燃烧室下方，构成火管片矩阵，且火管上方的开口均与燃烧室连通，燃烧室燃烧产生的高温气体在火管中与外界介质产生热交换；所述的火管下方的开口均集中连通在一个烟气管内，烟气管将热交换后的废气排出；所述的冷却循环系统包括有一个容器，容器内盛满换热介质液体并外接有循环管路，且将燃烧室、火管片和烟气管均浸没于液体中，烟气管的出口延伸出容器外。

2.如权利要求1所述的阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，所述的燃烧室为圆筒状结构，安装在容器内壁上，并在容器壁位置对应处开有圆孔，燃烧棒为可拆卸结构从圆孔处伸入燃烧室。

3.如权利要求1所述的阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，所述的燃烧棒为一端封闭的管状结构，其封闭端的棒体侧面沿圆周一圈密集分布有多个燃烧孔用于可燃气体的排出燃烧。

4.如权利要求1所述的阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，所述的燃烧棒上还安装有可拆卸的点火装置，点火装置采用电火花点火器，电火花点火器可从容器壁的圆孔处伸入燃烧棒的燃烧孔位置处。

5.如权利要求1所述的阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，所述的燃烧棒内填充的为预先混合的燃气，燃烧棒的点火装置外接有电控装置，实现自动点火。

6.如权利要求1所述的阵列火管冷凝式换热器装置，其特征在于，所述的火管采用导热性能良好的金属材料制成，火管与燃烧室、烟气管的连接处均为密封结构。