CN107036466A - 换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热装置，包括内筒体和外筒体，内筒体具有内腔室、内筒进口和内筒出口，内腔室与内筒进口和内筒出口均连通。外筒体外套在内筒体上，外筒体与内筒体之间可相对转动，外筒体具有外筒进口和外筒出口，外筒体的内周壁与内筒体的外周壁之间限定出外腔室，外腔室与外筒进口和外筒出口均连通。根据本发明的换热装置，通过设置内筒体与外筒体，且两个筒体之间可以相对转动的结构，可以将两种不同温度的物料分别放置在内腔室和外腔室内，装在内腔室和外腔室内的物料可以随着筒体进行相对运动，可以使内腔室或外腔室内更多的物料与内筒体接触，从而可以提高物料与内筒体的换热效率，进而降低能耗，节约成本。

Description

换热装置

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，尤其涉及一种换热装置。

背景技术

在冶金和化工领域，众多半成品或最终产品的获得均需要经过高温加热过程。产品往往以高温形式进行出料，并且经过缓慢冷却进入下一道工序。产品的温度大多在600℃以上，自身携带大量的物理热，然而在冷却过程中这些热量并没有得到有效利用，造成了能源的白白浪费。相关技术中，采用一种在冷、热固体颗粒之间不掺混进行换热的管壳式固固换热器，冷、热固体颗粒分别在壳程、管程内流化流动，通过换热管在冷、热固体颗粒之间实现换热。但这种固体颗粒在壳程、管程内流动极易造成管路堵塞、维修维护复杂的困扰，而且固体颗粒在壳程、管程内换热效率较低，没有形成搅拌扰动。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种换热装置，所述换热装置具有结构简单，换热效率高的特点。

根据本发明实施例的换热装置，包括：内筒体，所述内筒体具有内腔室、内筒进口和内筒出口，所述内腔室与所述内筒进口和所述内筒出口均连通；和外筒体，所述外筒体外套在所述内筒体上，且所述外筒体与所述内筒体之间可相对转动，所述外筒体具有外筒进口和外筒出口，所述外筒体的内周壁与所述内筒体的外周壁之间限定出外腔室，所述外腔室与所述外筒进口和所述外筒出口均连通。

根据本发明实施例的换热装置，通过设置内筒体与外筒体，且两个筒体之间可以相对转动的结构，可以将两种不同温度的物料分别放置在内腔室和外腔室内，装在内腔室和外腔室内的物料可以随着筒体进行相对运动，可以使内腔室或外腔室内更多的物料与内筒体接触，从而可以提高物料与内筒体的换热效率，进而降低能耗，节约成本。

根据本发明的一些实施例，所述内筒体上设有搅拌件，所述搅拌件设在所述内腔室和所述外腔室中的至少一个内。搅拌件可以随着相对于外筒体转动，从而可以使搅拌件对腔室中的物料进行搅拌，进而加快物料与内筒体接触，加快换热效率。

在本发明的一个实施例中，所述搅拌件穿设在所述内筒体上，所述搅拌件的一部分位于所述内腔室内，所述搅拌件的另一部分位于所述外腔室内。内筒体与外筒体相对运动时，搅拌件可以对内腔室与外腔室中的物料进行搅拌，由此可以提高腔室内物料与筒体的接触面积，进而可以加快物料与筒体间的换热效率。

进一步地，位于所述内腔室内的所述搅拌件的形状与位于所述外腔室内的所述搅拌件的形状相同。

在本发明的又一个实施例中，所述搅拌件为间隔开的多个，多个所述搅拌件均匀分布，从而可以扩大搅拌件对物料的作用范围，提高物料的换热效率。

在本发明的再一个实施例中，所述搅拌件呈杆状或片状，既可以提高搅拌件的安装稳定性，又可以扩大搅拌件与物料的接触面积。

进一步地，所述搅拌件呈螺旋片状，螺旋片体状的搅拌件可以推进物料流动，从而可以提高物料的换热效率。

根据本发明的一个实施例，所述内筒体可转动地设在所述外筒体内，搅拌件既可以对内腔室的物料进行搅拌，也可以对外腔室的物料进行搅拌，从而提高换热效率。

根据本发明的一个实施例，所述内筒进口和所述内筒出口分别位于所述内筒体的两端，物料从内筒进口到内筒出口可以与内筒体充分接触，提高物料的换热效率。

在本发明进一步的实施例中，所述外筒进口靠近所述内筒出口，所述外筒出口靠近所述内筒进口，内筒体中的物料与外筒体中的物料可以与内筒体充分接触，提高物料的换热效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的换热装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的换热装置的结构示意图。

附图标记：

换热装置100，

内筒体110，内筒进口111，内筒出口112，内腔室113，

外筒体120，外筒进口121，外筒出口122，外腔室123，

搅拌件130，片状131，杆状132，

直线a。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的换热装置100。

根据本发明实施例的换热装置100，如图1-图2所示，换热装置100包括内筒体110和外筒体120。其中，内筒体110具有内腔室113、内筒进口111和内筒出口112，内腔室113与内筒进口111和内筒出口112均可以连通。物料可以从内筒进口111进入内腔室113后，从内筒出口112流出。如图1-图2所示，外筒体120外套在内筒体110上，且外筒体120与内筒体110之间可相对转动。可以理解的是，当外筒体120固定不动时，内筒体110可转动；当内筒体110不动时，外筒体120转动；当外筒体120和内筒体110均转动时，外筒体120和内筒体110的转速不相同。

如图1-图2所示，外筒体120具有外筒进口121和外筒出口122，外筒体120的内周壁与内筒体110的外周壁之间限定出外腔室123，外腔室123与外筒进口121和外筒出口122均连通。物料可以从外筒进口121进入外腔室123后，与内腔室113中物料换热后，从外筒出口122流出。可以理解的是，内腔室113中的物料与外腔室123中的物料可以是相对运动的，由此，可以使内腔室113或外腔室123内更多的物料与内筒体110接触，从而可以使更多的物料与内筒体110进行换热，进而可以提高换热效率。

根据本发明实施例的换热装置100，通过设置内筒体110与外筒体120，且两个筒体之间可以相对转动的结构，可以将两种不同温度的物料分别放置在内腔室113和外腔室123中，装在内腔室113和外腔室123内的物料可以随着筒体进行相对运动，可以使内腔室113或外腔室123内更多的物料与内筒体110接触，从而可以使更多的物料与内筒体110进行换热，加快了换热效率，进而降低能耗，节约成本。

需要说明的是，内筒体110与外筒体120的相对位置可以任意设定，只要外筒体120能够套设在内筒体110上。例如，如图1-图2所示，内筒体110的中心轴线与外筒体120的中心轴线可以在同一直线a上，从而外腔室123内的物料可以稳定地、平缓地流动，进而提高内腔室113内的物料与外腔室123内的物料换热效率。

优选地，内筒体110与外筒体120的长度(即如图1-图2所示的左右方向的长度)可以设置成相同的值，也可以设置成不同的值。例如，如图1-图2所示，可以将内筒体110的长度设置成略大于外筒体120的长度，从而可以方便内筒进口111与内筒出口112的设置。

进一步地，内筒进口111与内筒出口112、外筒进口121与外筒出口122均可以设置成任意形状，例如，可以是圆筒形、锥筒形和长方体形等，从而可以方便物料进入或是流出内筒。更进一步地，外筒进口121与外筒出口122可以设置成相同的形状，例如，可以设置成上下方向的(如图1-图2所示的上下方向)圆筒形。内筒进口111与内筒出口112可以设置成相同的形状，例如，可以设置成斜向的锥筒形。

根据本发明的一些实施例，内筒体110上可以设有搅拌件130，搅拌件130可以设在内腔室113和外腔室123中的至少一个内。可以理解的是，搅拌件130可以设在内腔室113中，搅拌件130也可以设在外腔室123中。随着内筒体110与外筒体120的相对运动，搅拌件130可以推动内腔室113或是外腔室123中的物料运动，可以加快物料与内筒体110的接触，从而可以使两个腔室内的物料与内筒体110进行热量交换，进而可以加快换热效率。

需要说明的是，搅拌件130可以设置成任何材质，例如，铁、铜和铝等金属材质，金属材质的导热性能好，可以通过搅拌件130将内腔室113内的物料的温度传递到外腔室123，由此可以提高传热速率。

在本发明的一个实施例中，搅拌件130可以穿设在内筒体110上，搅拌件130的一部分可以位于内腔室113内，搅拌件130的另一部分可以位于外腔室123内。当内筒体110与外筒体120相对运动时，搅拌件130可以对内腔室113与外腔室123中的物料进行搅拌，由此可以提高物料在相应的腔室内的运动速度，进而可以使不同的物料与内筒体110接触，进而可以使具有不同温度的物料与内筒体110进行热量交换，从而可以加快换热效率。

进一步地，位于内腔室113内的搅拌件130的形状与位于外腔室123内的搅拌件130的形状可以相同。可以理解的是，搅拌件130的形状是中心对称或是上下对称的(如图1-图2所示的上下方向)，将搅拌件130穿设在内筒体110上时，位于内腔室113内的搅拌件130的一部分与位于外腔室123内的搅拌件130的另一部分可以是中心对称的，或是上下对称的(如图1-图2所示的上下方向)，从而可以使搅拌件130与内腔室113或是外腔室123的物料充分接触，进而提高换热效率。

在本发明的又一个实施例中，搅拌件130可以为间隔开的多个，多个搅拌件130可以间隔地设置在内筒体110上，多个搅拌件130可以对内腔室113或外腔室123内的物料进行搅拌，由此可以提高内腔室113或外腔室123内物料的运动速度，可以提高不同的物料与内筒体110接触的接触面积，进而可以使具有不同温度的物料与内筒体110进行热量交换，从而可以加快换热效率。

进一步地，多个搅拌件130均匀分布，可以理解的是，可以将内筒体110分隔成均匀的区间段，每个区间段上对应一个搅拌件130。内腔室113或外腔室123的每个区间的物料都可以被搅拌件130接触，在搅拌件130数目确定的基础上扩大搅拌件130的作用范围，进而提高搅拌件130的搅拌效率。

在本发明的再一个实施例中，如图2所示，搅拌件130可以呈杆状132或片状131，由此既可以提高搅拌件130的安装稳定性，又可以提高搅拌件130与物料的接触面积。搅拌件130还可以作为传热件，内腔室113的物料可以与位于内腔室113的搅拌件130接触、换热，热量可以通过搅拌件130传递至外腔室123内的物料。同样，外腔室123内的物料可以与位于外腔室123的搅拌件130接触、换热，热量可以通过搅拌件130传递至内腔室113内的物料，进而可以提升换热效率。

进一步地，搅拌件130可以呈螺旋片体状，螺旋片体状的搅拌件130可以推进物料流动，从而可以提高物料的换热效率。或是，搅拌件130中的杆状132为导热棒，其作用为导热，而片状131的作用为搅拌。

根据本发明的一个实施例，如图1-图2所示，内筒体110可转动地设在外筒体120内。内筒体110的转动可以带动内腔室113中的物料的运动，可以使内腔室113中的物料与外腔室123中的物料均可以与内筒体110充分接触，从而提高内腔室113中的物料、外腔室123中物料与内筒体110的换热效率。

根据本发明的一个实施例，如图1-图2所示，内筒进口111和内筒出口112分别位于内筒体110的两端，物料从内筒进口111到内筒出口112可以与搅拌件130充分接触，提高物料的换热效率。

在本发明进一步的实施例中，外筒进口121靠近内筒出口112，外筒出口122靠近内筒进口111。可以理解的是，内腔室113中的物料与外腔室123中的物料的运动方向呈现逆流状态，内腔室113中的物料从内筒进口111进入内筒体110后，依次与靠近内筒进口111处的部分内筒体110、内筒体110中间段及靠近内筒出口112处的部分内筒体110接触换热后，从内筒出口112流出。外腔室123中的物料从外筒进口121进入外筒体120后，依次与靠近外筒进口121处的部分内筒体120、外筒体120中间段及靠近外筒出口122处的部分外筒体120接触换热后，从外筒出口122流出。

下面参考图1-图2详细描述根据本发明的换热装置100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。

如图1-图2所示，换热装置100包括内筒体110和外筒体120。

具体而言，如图1-图2所示，内筒体110具有内腔室113、内筒进口111和内筒出口112，内腔室113与内筒进口111和内筒出口112均可以连通。外筒体120具有外筒进口121和外筒出口122，外筒体120的内周壁与内筒体110的外周壁之间限定出外腔室123，外腔室123与外筒进口121和外筒出口122均连通。内筒体110可转动地设在外筒体120内。内筒体110的转动可以带动内腔室113中的物料的运动，可以使内腔室113中的物料与外腔室123中的物料均与内筒体110充分接触，从而提高内腔室113中的物料与外腔室123中物料的换热效率。

如图1-图2所示，内筒体110中的物料可以从内筒进口111进入内腔室113后，与内腔室113中物料换热后，再从内筒出口112流出。需要说明的是，物料从内筒进口111进入内腔室113后，再从内筒出口112流出所需的动力可以是以任何方式实现，例如，物料可以是通过外在压力实现传送，内筒进口111的延伸方向与内腔室113的延伸方向之间的夹角可以呈钝角(大于90度且小于180度)，内筒进口111内的物料对于内腔室113内靠近内筒进口111处的物料具有作用力，从而推进内腔室113内靠近内筒进口111处的物料移动，进而推动内腔室113其它部分的物料移动；也可以是通过搅拌件130中片状131形成的螺旋送料结构的转动带动螺旋送料结构周围的物料的运动。

外筒体120中的物料可以从外筒进口121进入外腔室123后，与内腔室113中物料换热后，从外筒出口122流出。可以理解的是，内腔室113中的物料与外腔室123中的物料可以是相对运动的，由此，可以使内腔室113或外腔室123内更多的物料与内筒体110接触，从而可以使更多的物料与内筒体110进行换热，进而可以提高换热效率。

需要说明的是，物料从外筒进口121进入外腔室123后，再从外筒出口122流出所需的动力可以是以任何方式实现，例如，物料可以是通过外在压力实现传送，外筒进口121的延伸方向与外腔室123的延伸方向之间的夹角可以呈钝角(大于90度且小于180度)，外筒进口121内的物料对于外腔室123内靠近外筒进口121处的物料具有压力，从而推进外腔室123内靠近外筒进口121处的物料移动，进而推动外腔室123其它部分的物料移动；也可以是通过搅拌件130中片状131形成的螺旋送料结构的转动带动螺旋送料结构周围的物料的运动。

搅拌件130在搅动外腔室123内及内腔室113内的物料实现有效换热的同时，推动外腔室123中及内腔室113中的物料，向相反的方向运动。

如图1-图2所示，内筒体110的中心轴线与外筒体120的中心轴线可以在同一直线a上，从而外腔室123内的物料可以稳定地、平缓地流动，进而提高内腔室113内的物料与外腔室123内的物料换热效率。内筒体110的长度可以略大于外筒体120的长度，从而可以方便内筒进口111与内筒出口112的设置。

如图1-图2所示，内筒进口111和内筒出口112分别位于内筒体110的两端。外筒进口121靠近内筒出口112，外筒出口122靠近内筒进口111。可以理解的是，内腔室113中的物料与外腔室123中的物料的运动方向呈现逆流状态，内腔室113中的物料从内筒进口111进入内筒体110后，依次与靠近内筒进口111处的部分内筒体110、内筒体110中间段及靠近内筒出口112处的部分内筒体110接触换热后，从内筒出口112流出。外腔室123中的物料从外筒进口121进入外筒体120后，依次与靠近外筒进口121处的部分内筒体120、外筒体120中间段及靠近外筒出口122处的部分外筒体120接触换热后，从外筒出口122流出。

如图1-图2所示，外筒进口121与外筒出口122可以设置成上下方向的(如图1-图2所示的上下方向)圆筒形。内筒进口111与内筒出口112可以设置成斜向的锥筒形。

如图1-图2所示，搅拌件130可以穿设在内筒体110上，搅拌件130的一部分可以位于内腔室113内，搅拌件130的另一部分可以位于外腔室123内。当内筒体110转动时，搅拌件130可以对内腔室113与外腔室123中的物料进行搅拌，由此可以提高物料在相应的腔室内的运动速度，进而可以使不同的物料与内筒体110接触，进而可以使具有不同温度的物料与内筒体110进行热量交换，从而可以加快换热效率。

如图1-图2所示，位于内腔室113内的搅拌件130的形状与位于外腔室123内的搅拌件130的形状可以相同。可以理解的是，搅拌件130的形状是中心对称或是上下对称的(如图1-图2所示的上下方向)，将搅拌件130穿设在内筒体110上时，位于内腔室113内的搅拌件130的一部分与位于外腔室123内的搅拌件130的另一部分相对于筒体可以是中心对称的，从而可以使搅拌件130与内腔室113或是外腔室123的物料充分接触，进而提高换热效率。

如图1-图2所示，搅拌件130可以为间隔开的多个，多个搅拌件130可以间隔地设置在内筒体110上，多个搅拌件130可以对内腔室113或外腔室123内的物料进行搅拌，由此可以提高内腔室113或外腔室123内物料的运动速度，可以提高不同的物料与内筒体110接触的接触面积，进而可以使具有不同温度的物料与内筒体110进行热量交换，从而可以加快换热效率。

如图1-图2所示，多个搅拌件130均匀分布，可以理解的是，可以将内筒体110分隔成均匀的区间段，每个区间段上对应一个搅拌件130。内腔室113或外腔室123的每个区间的物料都可以被搅拌件130接触，在搅拌件130数目确定的基础上扩大搅拌件130的作用范围，进而提高搅拌件130的搅拌效率。

如图2所示，搅拌件130可以呈杆状132或螺旋片体状，由此既可以提高搅拌件130的安装稳定性，又可以提高搅拌件130与物料的接触面积，而且螺旋片体状的搅拌件130可以推进物料流动，从而可以提高物料的换热效率。搅拌件130还可以作为传热件，内腔室113的物料可以与位于内腔室113的搅拌件130接触、换热，热量可以通过搅拌件130传递至外腔室123内的物料。同样，外腔室123内的物料可以与位于外腔室123的搅拌件130接触、换热，热量可以通过搅拌件130传递至内腔室113内的物料，进而可以提升换热效率。

搅拌件130可以设置成任何材质，例如，铁、铜和铝等金属材质，金属材质的导热性能好，可以通过搅拌件130将内腔室113内的物料的温度传递到外腔室123，由此可以提高传热速率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换热装置，其特征在于，包括：

内筒体，所述内筒体具有内腔室、内筒进口和内筒出口，所述内腔室与所述内筒进口和所述内筒出口均连通；和

外筒体，所述外筒体外套在所述内筒体上，且所述外筒体与所述内筒体之间可相对转动，所述外筒体具有外筒进口和外筒出口，所述外筒体的内周壁与所述内筒体的外周壁之间限定出外腔室，所述外腔室与所述外筒进口和所述外筒出口均连通。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述内筒体上设有搅拌件，所述搅拌件设在所述内腔室和所述外腔室中的至少一个内。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述搅拌件穿设在所述内筒体上，所述搅拌件的一部分位于所述内腔室内，所述搅拌件的另一部分位于所述外腔室内。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，位于所述内腔室内的所述搅拌件的形状与位于所述外腔室内的所述搅拌件的形状相同。

5.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述搅拌件为间隔开的多个，多个所述搅拌件均匀分布。

6.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述搅拌件呈杆状或片状。

7.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述搅拌件呈螺旋片体状。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述内筒体可转动地设在所述外筒体内。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述内筒进口和所述内筒出口分别位于所述内筒体的两端。

10.根据权利要求9所述的换热装置，其特征在于，所述外筒进口靠近所述内筒出口，所述外筒出口靠近所述内筒进口。