CN105627352B - 一种内置式烟气余热热交换器 - Google Patents

一种内置式烟气余热热交换器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置式烟气余热热交换器，包括外壳和设于外壳内的内芯，外壳包括截面为倒凵型的外壳本体，外壳本体的上端面板的中心设有贯穿上端面板的排烟口，外壳本体的两个侧向面板的底部通过长方形的导流翻盖连接，导流翻盖的一端枢接在其中一个侧向面板的外壁底部，导流翻盖的另一端通过活动式箱扣固定在另一个侧向面板的外壁底部，内芯通过活动式箱扣固定在外壳上，内芯包括分别位于两端的结构相同的长方体的扩散仓和聚气仓，扩散仓和聚气仓之间通过多个换热管连通，导流翻盖的长度小于扩散仓和聚气仓之间的最短距离。本发明的内置式烟气余热热交换器安装快捷、耗材量小，有利于大面积推广。

Description

一种内置式烟气余热热交换器
技术领域
本发明涉及纺织机械领域，尤其是涉及一种内置式烟气余热热交换器。
背景技术
纺织印染企业属于高污染企业，高排放的废气、污水触目惊心。近年来，随着国家对环境污染的重视和大力整治，浙江省的绍兴市、杭州市、宁波市都在进行大力整治，其中2015年底绍兴市的柯桥区直接关停整治的企业达64家。就全国来讲，节能减排是大多数企业面临的难题难点，环保节能、减排的历史潮流将不可逆转。定型机是纺织印染企业面料整理的主要设备，热能消耗巨大；一台定型机的正常消耗在每小时60万大卡以上，24小时运转就在1440万大卡以上了。绍兴市以4500台为例则每天的日消耗在6480000万大卡，折合标煤约9257吨每天，而实际消耗远超万吨。每燃烧一吨标煤排放的二氧化碳约为2.6吨，二氧化硫约为24公斤，氮氧化合物约为7公斤，则每天的二氧化碳排放量约为2.6万吨，二氧化硫约为240吨，氮氧化合物约为70吨，这还没有包括粉尘等。每一立方天然气完全燃烧排放的是1立方二氧化碳和2立方水蒸汽。则4500台的二氧化碳排放量约在8100000立方，折合约为1.62万吨，二氧化硫的排放量为0。如果采用天然气替代标煤则二氧化碳的减排量为38％，二氧化硫的减排量为100％。目前政府在推广采用天然气替代煤炭，大力推进煤改气项目。煤改气一般采用燃烧机直燃式供热。经估算，一般定型机在织物加工定型过程中所消耗的热能仅占30％，机体热损失约占7～9％，其余60％以上的高热能跟随废气一起直排散失了，造成严重的环境污染和火灾隐患。直燃式定型机的余热回收潜力巨大。二氧化碳的减排量可大幅提升。
本公司目前已获取专利名称为节能定型机的实用新型专利，专利号为ZL201520114757.3，节能减排效果显著，安全性能突出，由于余热回收交换器要嫁接到定型机外排烟管上；安装施工时，耗时费工，不利于大面积推广，急需改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种内置式烟气余热热交换器，安装快捷、耗材量小，有利于大面积推广。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种内置式烟气余热热交换器，包括外壳和设于外壳内的内芯，所述外壳包括截面为倒凵型的外壳本体，所述外壳本体的上端面板的中心设有贯穿上端面板的排烟口，外壳本体的两个侧向面板的底部通过长方形的导流翻盖连接，所述导流翻盖的一端枢接在其中一个侧向面板的外壁底部，导流翻盖的另一端通过活动式箱扣固定在另一个侧向面板的外壁底部，所述内芯通过活动式箱扣固定在外壳上，内芯包括分别位于两端的结构相同的长方体的扩散仓和聚气仓，所述扩散仓和聚气仓之间通过多个换热管连通，所述导流翻盖的长度小于扩散仓和聚气仓之间的最短距离。
所述内芯还包括位于扩散仓下底面中心且连通扩散仓的进气口和位于聚气仓下底面中心且连通聚气仓的出气口，所述进气口和出气口上均连接有耐高温金属纤维软管。
所述外壳本体的两个侧向面板的底部向内延伸形成水平的限位板，所述限位板的长度大于导流翻盖的长度且小于扩散仓和聚气仓之间的最短距离。
所述活动式箱扣包括搭扣和搭座，所述搭扣包括第一座体、手柄、销轴、搭环和螺母，所述手柄枢接在第一座体上，手柄上垂直穿设销轴，所述销轴两端穿设搭环，所述搭环穿入销轴的两端部均设有外螺纹，每端的外螺纹上均设有两个螺母，同一端的两个螺母分别位于销轴的两侧，所述搭座包括第二座体和两个搭接片，两个搭接片垂直设于第二座体的两侧，搭接片上设有可与搭环扣接的搭接凹口。
所述导流翻盖的末端设有与其垂直的盖沿，所述盖沿可贴合对应的外壳本体的侧向面板的底部的外壁，所述导流翻盖的外壁末端设有搭扣，所述外壳本体的相对应的侧向面板的外壁设有与搭扣配合的搭座。
所述扩散仓和聚气仓的下底面的两端均设有搭扣，所述外壳本体的两个侧向面板的外壁均设有与搭扣配合的搭座。
所述导流翻盖的一端通过两个转轴枢接在其中一个侧向面板的外壁底部。
所述换热管为扁型合金板式换热管，换热管的截面为中空的腰圆形，换热管的长度a和宽度b的比值为10:1。
所述扩散仓和聚气仓为对称设置且两者的位置可互换。
本发明的有益效果是：由于采用了内置式安装，取消了热交换器的外壳保温，大大减少了相应的耗材；安装、拆卸便捷，采用螺栓固定，省略了嫁接在外排支气管烟囱的焊接；导流翻盖采用活动式箱扣固定，有利于日常清理内芯上的残留灰尘；热交换器的风机接入口和燃烧器均采用耐高温金属纤维软管相连接，有利于安装管道的便捷性和管道走向的合理性；由于采用了内置式安装，取消了油水分离装置，消除了滴油滴水现象；主要部件可工业自动化生产，运作成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的俯视图；
图5为本发明的仰视图；
图6为本发明的右视图；
图7为本发明的外壳的俯视图；
图8为本发明的内芯的主视图；
图9为本发明的内芯的仰视图；
图10为本发明的换热管的结构示意图；
图11为本发明的搭扣的结构示意图；
图12为本发明的搭座的结构示意图；
图13为本发明安装于定型机烘箱内的结构示意图；
图14为图13的侧视的工作原理图。
图中：外壳本体1、排烟口11、限位板12、转轴13、扩散仓2、聚气仓21、进气口22、出气口23、换热管24、导流翻盖3、盖沿31、耐高温金属纤维软管4、搭扣5、搭座51、第一座体52、手柄53、销轴54、搭环55、螺母56、第二座体57、搭接片58、搭接凹口59、定型机烘箱6、喷嘴61、燃烧器62、防火套筒63、T型管64、C型挡板65、内循环风机66、风机接入口7。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1～图14所示，一种内置式烟气余热热交换器，包括外壳和设于外壳内的内芯，所述内芯通过活动式箱扣固定在外壳上，内芯包括分别位于两端的结构相同的长方体的扩散仓2和聚气仓21，所述扩散仓2和聚气仓21之间通过多个换热管24连通，所述换热管24为扁型合金板式换热管，换热管24的截面为中空的腰圆形，换热管24的长度a和宽度b的比值为10:1，本发明的换热管24采用高导热耐腐蚀合金材料，其长度a为100mm,宽度b为10mm。
所述外壳包括截面为倒凵型的外壳本体1，即本发明的外壳本体1仅包括三个面，在本发明中具体为上端面板和前后两个侧向面板，所述外壳本体1的上端面板的中心设有贯穿上端面板的排烟口11，外壳本体1的两个侧向面板的底部通过长方形的导流翻盖3连接，所述导流翻盖3的一端枢接在其中一个侧向面板的外壁底部，更具体的是导流翻盖3的一端通过两个转轴13枢接在其中一个侧向面板的外壁底部，导流翻盖3的另一端通过活动式箱扣固定在另一个侧向面板的外壁底部，所述导流翻盖3的长度小于扩散仓2和聚气仓21之间的最短距离。即本发明的导流翻盖3能遮挡住中间部分的换热管24，导流翻盖3起到烟气引流和方便日常清理灰尘的作用，并且通过打开导流翻盖3，松开内芯与外壳的活动式箱扣，可便捷地拆卸内芯。本发明的内芯的长度、宽度和高度均与外壳本体1的尺寸相当，高度单指扩散仓2和聚气仓21的高度，不包括进气口22和出气口23。
所述内芯还包括位于扩散仓2下底面中心且连通扩散仓2的进气口22和位于聚气仓21下底面中心且连通聚气仓21的出气口23，所述进气口22和出气口23上均连接有耐高温金属纤维软管4，耐高温金属纤维软管4均通过抱箍固定，有利于安装拆卸。
所述外壳本体1的两个侧向面板的底部向内延伸形成水平的限位板12，所述限位板12的长度大于导流翻盖3的长度且小于扩散仓2和聚气仓21之间的最短距离，限位板12能在内芯放入外壳本体1内时起定位的作用，由于限位板12的存在，扩散仓2和聚气仓21只能位于限位板12的两端外，限位板12还能在导流翻盖3盖合时与导流翻盖3的内壁贴合，防止烟气从导流翻盖3的两端逸出。
所述活动式箱扣包括搭扣5和搭座51，所述搭扣5包括第一座体52、手柄53、销轴54、搭环55和螺母56，所述手柄53枢接在第一座体52上，手柄53上垂直穿设销轴54，所述销轴54两端穿设搭环55，所述搭环55穿入销轴54的两端部均设有外螺纹，每端的外螺纹上均设有两个螺母56，同一端的两个螺母56分别位于销轴54的两侧，所述搭座51包括第二座体57和两个搭接片58，两个搭接片58垂直设于第二座体57的两侧，搭接片58上设有可与搭环55扣接的搭接凹口59，搭扣5可通过第一座体52进行固定，搭座51可通过第二座体57进行固定，本发明的活动式箱扣为市面上常见的采购件，在此不做详述。
所述导流翻盖3的末端设有与其垂直的盖沿31，所述盖沿31可贴合对应的外壳本体1的侧向面板的底部的外壁，所述导流翻盖3的外壁末端设有搭扣5，所述外壳本体1的相对应的侧向面板的外壁设有与搭扣5配合的搭座51，盖沿31可以起到定位和防止烟气逸出的作用。
所述扩散仓2和聚气仓21的下底面的两端均设有搭扣5，所述外壳本体1的两个侧向面板的外壁均设有与搭扣5配合的搭座51，可便捷地拆卸内芯。
所述扩散仓2和聚气仓21为对称设置且两者的位置可互换，本发明的外壳、内芯、导流板可以根据定型机烘箱6的内腔结构不同作不同形状调整，但工作原理不变。
所有热能定型机的高温气流，经定型机特定的上下两个喷嘴61喷射，形成一张持续上下交织、聚密匀称的高温“气流网”，此“气流网”本公司技术研究人员称之为“内炉膛”效应区即：恒温控制区；纺织定型加工物在经过该区后产生大量的油烟、水蒸汽和粉尘、微小颗粒废气，在引风机的引力作用下高温废气流被外排出定型机烘箱6,，在引风机的引力作用下被引离的高温废气流外排部分，被本公司技术研究人员称之为“外炉膛”效应区即：分离利用区，本发明的内置式烟气余热热交换器就设计定置在该区范围内。本发明的外壳本体1和内芯均位于定型机烘箱6内部，唯有排烟口11贯穿伸出定型机烘箱6的顶壁。
本发明的工作原理为：在风机接入口7接送风机，送风机将新鲜空气通过耐高温金属纤维软管4送入扩散仓2并分散到有序分布的多个换热管24，换热管24内腔的腔壁与腔外的烟气仅仅间隔为1毫米，已经微分的新鲜空气被对流的烟气瞬间加热(图14中黑色实心箭头为新鲜空气，黑色空心箭头为烟气，烟气从导流翻盖3两侧进入换热管24之间的空隙)，烟气被外部的引风机瞬时降温外排出排烟口11，加热至高温状态的新鲜空气通过聚气仓21后从耐高温金属纤维软管4被压入燃烧器62中实现了高温空气助燃的目的，燃烧器62喷发的高温火焰使高温空气温度进一步提高并通过防火套筒63将高温空气推入T型管64，T型管64前端将高温空气打到C型挡板65上并通过内循环风机66负压吸入，在内循环风机66的作用下高温气体呈高温高压状气流被压入定型机烘箱6的两个喷嘴61，高温气流上下相对吹到布面的正反面上，布面被烘干定型，从布面分离出的烟气则进入本发明的内置式烟气余热热交换器内(本发明的工作原理可参考已授权的本公司的节能定型机专利，专利号为ZL201520114757.3)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内置式烟气余热热交换器，包括外壳和设于外壳内的内芯，其特征在于：所述外壳包括截面为倒凵型的外壳本体(1)，所述外壳本体(1)的上端面板的中心设有贯穿上端面板的排烟口(11)，外壳本体(1)的两个侧向面板的底部通过长方形的导流翻盖(3)连接，所述导流翻盖(3)的一端枢接在其中一个侧向面板的外壁底部，导流翻盖(3)的另一端通过活动式箱扣固定在另一个侧向面板的外壁底部，所述内芯通过活动式箱扣固定在外壳上，内芯包括分别位于两端的结构相同的长方体的扩散仓(2)和聚气仓(21)，所述扩散仓(2)和聚气仓(21)之间通过多个换热管(24)连通，所述导流翻盖(3)的长度小于扩散仓(2)和聚气仓(21)之间的最短距离。
2.如权利要求1所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述内芯还包括位于扩散仓(2)下底面中心且连通扩散仓(2)的进气口(22)和位于聚气仓(21)下底面中心且连通聚气仓(21)的出气口(23)，所述进气口(22)和出气口(23)上均连接有耐高温金属纤维软管(4)。
3.如权利要求2所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述外壳本体(1)的两个侧向面板的底部向内延伸形成水平的限位板(12)，所述限位板(12)的长度大于导流翻盖(3)的长度且小于扩散仓(2)和聚气仓(21)之间的最短距离。
4.如权利要求1所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述活动式箱扣包括搭扣(5)和搭座(51)，所述搭扣(5)包括第一座体(52)、手柄(53)、销轴(54)、搭环(55)和螺母(56)，所述手柄(53)枢接在第一座体(52)上，手柄(53)上垂直穿设销轴(54)，所述销轴(54)两端穿设搭环(55)，所述搭环(55)穿入销轴(54)的两端部均设有外螺纹，每端的外螺纹上均设有两个螺母(56)，同一端的两个螺母(56)分别位于销轴(54)的两侧，所述搭座(51)包括第二座体(57)和两个搭接片(58)，两个搭接片(58)垂直设于第二座体(57)的两侧，搭接片(58)上设有可与搭环(55)扣接的搭接凹口(59)。
5.如权利要求4所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述导流翻盖(3)的末端设有与其垂直的盖沿(31)，所述盖沿(31)可贴合对应的外壳本体(1)的侧向面板的底部的外壁，所述导流翻盖(3)的外壁末端设有搭扣(5)，所述外壳本体(1)的相对应的侧向面板的外壁设有与搭扣(5)配合的搭座(51)。
6.如权利要求4所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述扩散仓(2)和聚气仓(21)的下底面的两端均设有搭扣(5)，所述外壳本体(1)的两个侧向面板的外壁均设有与搭扣(5)配合的搭座(51)。
7.如权利要求1所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述导流翻盖(3)的一端通过两个转轴(13)枢接在其中一个侧向面板的外壁底部。
8.如权利要求1所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述换热管(24)为扁型合金板式换热管，换热管(24)的截面为中空的腰圆形，换热管(24)的长度a和宽度b的比值为10:1。
9.如权利要求1所述一种内置式烟气余热热交换器，其特征在于：所述扩散仓(2)和聚气仓(21)为对称设置且两者的位置可互换。
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