CN105841149B - 一种高效天然气加热辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效天然气加热辊，包括辊体、端盖、连接轴、传热腔、传热介质、燃烧器及排气管道，其中辊体包括辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状结构，一对所述端盖分别与辊体的两端密封连接，一对所述连接轴分别与端盖固定连接，传热腔沿辊体的圆周方向环形分布，传热方向与辊体的轴向相同，传热介质填充在传热腔内，填充有传热介质的传热腔两端密封，燃烧器设有喷火嘴，所述喷火嘴通过管道延伸至辊体的中空腔体内，排气管道由辊体的中空腔体内连通至辊体外部。本发明的天然气加热辊，结构简单，使用寿命较长，辊体外表面的温差较小；与电加热方式相比，成本更低，加热效率更高；与导热油加热和电磁加热相比，加热效率和加热温度更高。

Description

一种高效天然气加热辊

技术领域

本发明涉及一种加热辊，具体涉及一种高效天然气加热辊。

背景技术

加热辊广泛应用于造纸、印染、无纺布、印刷、纸张等各领域的平整压光，目前，加热辊常见的加热方式主要有电加热、电磁感应加热和导热油加热等。

其中电加热方式的加热辊，通常在辊体的圆周方向分布设置有若干电热管，电热管在导电状态下，将热量通过传热介质传热至辊体外表面。但是，该电加热方式的用电成本比较高，并且电热管的寿命有限，导致电加热方式的加热辊寿命较短，在长时间使用后，需要不定期更换加热管。由于若干电热管的寿命并不完全相同，即使只是其中一个电热管损坏，为了加热辊的稳定性更好，需要将全部电热管更换，导致维护成本较高。

关于电磁感应加热的加热辊，高频交变电流通过电磁感应线圈后产生交变磁场，交变磁场的电磁感应作用使辊壁产生感应电流，进而由于辊壁的阻抗特性产生热能，达到加热辊壁的作用。该种方式的缺陷在于加热的效率和加热温度比较低。

另外，导热油加热方式的加热辊，由于导热油对环境具有污染，且导热油的温度不能过高，传热过程中的均匀性较差，致使加热辊表面的温差较大，因此，导热油加热方式的加热辊正逐步被淘汰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效天然气加热辊，以解决现有技术中其他加热方式加热辊的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种高效天然气加热辊，至少包括：

辊体，该辊体包括辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状结构；

端盖，一对所述端盖分别与辊体的两端密封连接；

连接轴，一对所述连接轴分别与端盖固定连接；

传热腔，该传热腔沿辊体的圆周方向环形分布，传热方向与辊体的轴向相同；

传热介质，该传热介质填充在传热腔内，填充有传热介质的传热腔两端密封；

燃烧器，该燃烧器设有喷火嘴，所述喷火嘴通过管道延伸至辊体的中空腔体内；

排气管道，该排气管道由辊体的中空腔体内连通至辊体外部。

作为优选，所述辊壁一端的端面设有若干沿辊体轴向延伸的沉孔，所述沉孔沿辊壁的圆周方向均匀分布，所述沉孔形成所述传热腔。

作为优选，所述传热腔包括沿圆周方向均布设置于辊壁内侧的导管，所述导管至少包括部分与辊壁内壁贴合的外表面，所述导管与辊壁内壁贴合的部分沿辊体的轴向连续。

作为优选，所述辊壁的内侧沿圆周方向均布设有若干U型管，所述U型管的敞口部与辊壁的内侧密封连接，所述U型管与辊壁形成的空腔即为所述传热腔。

进一步的，所述U型管与辊壁的内侧焊接在一起。

作为优选，所述辊壁包括内壁和外壁，所述内壁和外壁之间具有空腔，该空腔形成所述传热腔。

进一步的，所述传热介质选自无机超导传热介质、复合型导热纤维介质、石墨导热介质或碳纤维导热介质中的至少一种。

进一步的，连接燃烧器与喷火嘴的管道由辊体一端的连接轴内部穿过。

进一步的，所述排气通道由远离燃烧器一端的连接轴内部穿过。

本发明的天然气加热辊，结构简单，使用寿命较长，辊体外表面的温差较小；天然气加热方式与电加热方式相比，成本更低，加热效率更高；与导热油加热和电磁加热相比，加热效率和加热温度更高。

附图说明

图1所示为本实施例高效天然气加热辊第一种实施方式的结构示意图；

图2为图1所示A-A剖视图；

图3所示为本实施例高效天然气加热辊第二种实施方式的结构示意图；

图4为图3所示B-B剖视图；

图5为本实施例高效天然气加热辊第三种实施方式的结构示意图；

图6为图5所示C-C剖视图；

图7为本实施例高效天然气加热辊第四种实施方式的结构示意图；

图8为图7所示D-D剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，实施例的一种高效天然气加热辊，至少包括一个辊体1，该辊体1包括辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状结构。由辊壁形成的圆筒状结构的两端连接有端盖2，该端盖2与圆筒状结构的两端密封连接。在上述端盖2上还固定连接有连接轴3，驱动系统通过该连接轴3驱动辊体1旋转。还包括沿辊体1的圆周方向环形分布的传热腔4，该传热腔4内填充有传热介质，填充有传热介质的传热腔4两端密封。

在该实施例中，加热结构为用天然气做燃料的燃烧器5，该燃烧器5设有喷火嘴7，该喷火嘴7通过管道6由辊体1一端的连接轴3内部延伸至辊体1的中空腔体内。排气管道8穿过远离燃烧器5一端的连接轴3内部，使辊体1的中空腔体与外部连通，用于排出中空腔体内的燃烧废气。

其中喷火嘴7至少为一个，喷火嘴的数量可根据辊体的直径进行调整，如果辊体的直径较大，可适当增加喷火嘴的数量。天然气燃烧的火焰由喷火嘴喷至辊体的中空腔体内，产生的热量直接加热辊壁内侧，热能经传热介质沿辊壁的轴向方向快速传导。天然气加热方式的优势在于加热效率高，成本低，且能达到更高的温度，使加热辊的应用范围更广。

在该实施例中，传热介质选自无机超导传热介质、复合型导热纤维介质、石墨导热介质或碳纤维导热介质中的至少一种。需要说明的是，上述各传热介质均为现有技术，并非本申请的发明点所在，故，在此对各传热介质的具体组成成分不做详细赘述。作为优选，当传热介质采用无机超导传热介质时，具有更高的传热效率，且辊壁上各处的温差最小。

图1、图2所示为本实施例高效天然气加热辊的第一种实施方式，在该实施方式中，辊壁一端的端面设有若干沿辊体轴向延伸的沉孔41，该沉孔41沿辊壁的圆周方向均匀分布，该沉孔41即为本实施方式的传热腔。

图3、图4所示为本实施例高效天然气加热辊的第二种实施方式，在该实施方式中，传热腔包括沿圆周方向均布设置于辊壁内侧的导管42，该导管42至少包括部分与辊壁内壁贴合的外表面，所述导管与辊壁内壁贴合的部分沿辊体1的轴向连续。

图5、图6所示为本实施例高效天然气加热辊的第三种实施方式，在该实施方式中，辊壁的内侧沿圆周方向均布设有若干U型管43，所述U型管43的敞口部与辊壁的内侧密封连接，优选为焊接。上述U型管43与辊壁形成的空腔即为本实施方式的传热腔。

图7、图8所示为实施例高效天然气加热辊的第四种实施方式，在该实施方式中，辊壁包括内壁11和外壁12，所述内壁11和外壁12之间具有空腔，该空腔即为本实施方式的传热腔4。

其中第二种实施方式和第三种实施方式相对于第一种实施方式的优势在于，辊壁更薄，传热效率更高。并且在第一种实施方式中，在辊壁上打沉孔的工艺更复杂，制造成本更高。而第四种实施方式中，传热介质更多，传热效率更高，且由于传热介质的覆盖面更广，使辊体外表面各处的温差更小。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高效天然气加热辊，至少包括：

辊体，该辊体包括辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状结构；

端盖，一对所述端盖分别与辊体的两端密封连接；

连接轴，一对所述连接轴分别与端盖固定连接；

其特征在于，还包括：

传热腔，该传热腔沿辊体的圆周方向环形分布，传热方向与辊体的轴向相同；

传热介质，该传热介质填充在传热腔内，填充有传热介质的传热腔两端密封；

燃烧器，该燃烧器设有喷火嘴，所述喷火嘴通过管道延伸至辊体的中空腔体内；

排气管道，该排气管道由辊体的中空腔体内连通至辊体外部;

其中，所述传热腔结构为所述辊壁的内侧沿圆周方向均布设有若干U型管，所述U型管的敞口部与辊壁的内侧密封连接，所述U型管与辊壁形成的空腔即为所述传热腔；

所述喷火嘴至少为一个；所述传热介质选自无机超导传热介质、复合型导热纤维介质、石墨导热介质或碳纤维导热介质中的至少一种；

所述U型管与辊壁的内侧焊接在一起；

连接燃烧器与喷火嘴的管道由辊体一端的连接轴内部穿过；

所述排气通道由远离燃烧器一端的连接轴内部穿过。