CN107401937B - 换热器及锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换热器及锅炉，换热器包括：壳体、换热管网、入水管和出水管；换热管网设置在壳体内，并且两端分别与入水管和出水管连接，外部水源通过入水管将水注入到换热管网内，并通过出水管排出；壳体具有入风口和出风口，高温气体能够从入风口进入壳体内并对换热管网进行加热后，通过出风口排出；换热管网上设置有多个流通孔，使换热管网内的水可以通过流通孔从换热管网内流出，并对壳体内流通的高温气体进行冲刷。本发明设计合理、结构简单，能够降低了换热器在受热时变形损坏的概率，从而延长了使用寿命，同时还能够降低排放烟气中的粉尘含量，有利于环保。

Description

换热器及锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，特别涉及一种换热器及锅炉。

背景技术

随着科学技术的不断进步和和人们环保意识的不断增强，节能设备在锅炉生产系统中的应用也越来越广泛。

锅炉用节能设备的工作原理是利用锅炉排放的烟气的热量将水加热后，在将加热得水注入锅筒内，这样既能够节约能源，同时又能够降低排放到空气中的烟气的温度。

在实际工作中，由于锅炉排放的烟气温度非常高，而锅炉用节能设备直接承受烟气的热量，这样容易造成锅炉用节能设备受热变形损坏，导致使用寿命过低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种换热器及锅炉，其能够降低换热器在受热时变形损坏的概率，从而延长了使用寿命。

本发明一方面提供了一种换热器，包括：壳体、换热管网、入水管和出水管；

所述换热管网设置在所述壳体内，并且两端分别与所述入水管和所述出水管连接，外部水源通过所述入水管将水注入到所述换热管网内，并通过所述出水管排出；

所述壳体具有入风口和出风口，高温气体能够从所述入风口进入所述壳体内并对所述换热管网进行加热后，通过所述出风口排出；

所述换热管网上设置有多个流通孔，使所述换热管网内的水可以通过所述流通孔从所述换热管网内流出，并对所述壳体内流通的高温气体进行冲刷；

所述壳体上与所述入水管和所述出水管对应的位置设置有第一通孔和第二通孔，所述入水管穿设在所述第一通孔中，所述出水管穿设在所述第二通孔中；

所述第一通孔的直径大于所述入水管的外径，所述第二通孔的直径大于所述出水管的外径；

在所述第一通孔的内壁与所述入水管的外壁之间和/或在所述壳体的表面上与所述第一通孔的对应位置设置有第一密封部件，用以密封所述第一通孔与所述入水管外壁之间的间隙；

在所述第二通孔的内壁与所述出水管的外壁之间和/或在所述壳体的表面上与所述第二通孔的对应位置设置有第二密封部件，用以密封所述第二通孔与所述出水管外壁之间的间隙。

较优地，还包括温度检测装置；

在所述流通孔上设置有电控阀门，所述温度检测装置设置在所述壳体内部，用以实时检测所述壳体内热空气的温度信息；

所述温度检测装置与所述电控阀门电连接，用以根据所述壳体内热空气的温度信息控制所述电控阀门打开或关闭。

较优地，还包括烟尘浓度检测装置；

在所述流通孔上设置有电控阀门，所述烟尘浓度检测装置与所述壳体连接，用以实时检测所述壳体内热空气中粉尘的浓度信息；

所述烟尘浓度检测装置与所述电控阀门电连接，用以根据所述壳体内热空气中粉尘的浓度度信息控制所述电控阀门打开或关闭。

较优地，在所述壳体上设置有观测孔，所述烟尘浓度检测装置连接在所述观测孔上。

较优地，还包括烟气采集管和烟气收集箱；

所述烟气采集管的一端连接在所述烟气收集箱上，另一端通过所述观测孔插入所述壳体内部，使壳体内部的热空气能够通过所述烟气采集管进入所述烟气收集箱；

所述烟尘浓度检测装置设置在所述烟气收集箱内，用以对进入所述烟气收集箱内的热空气中的粉尘浓度进行检测。

较优地，在所述壳体的底部设置有排放管，所述排放管上设置有排放阀门，所述换热管网内的水通过所述流通孔流出后能够通过所述排放管流至所述壳体的外部。

较优地，还包括第一压盖和第二压盖；

所述第一压盖的端面上设置有圆形的第一凹槽，在所述第一凹槽的底部设置有与所述第一凹槽同轴的第一安装孔，所述第一压盖通过所述第一安装孔套设在所述入水管上，并连接在所述壳体上，使所述第一凹槽与所述壳体和所述入水管的外壁共同形成圆环形的第一限位空间，所述第一密封部件设置在所述第一限位空间内；

所述第二压盖的端面上设置有圆形的第二凹槽，在所述第二凹槽的底部设置有与所述第二凹槽同轴的第二安装孔，所述第二压盖通过所述第二安装孔套设在所述出水管上，并连接在所述壳体上，使所述第二凹槽与所述壳体和所述出水管的外壁共同形成圆环形的第二限位空间，所述第二密封部件设置在所述第二限位空间内。

较优地，在所述壳体的内壁上敷设有耐火材料。

较优地，在所述壳体的内壁上设置有横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋的数量和所述纵向加强筋的数量均为为至少两个；

所述横向加强筋和所述纵向加强筋垂直，使两个以上所述横向加强筋和两个以上所述纵向加强筋共同在所述壳体的内壁上形成网格，所述耐火材料敷设在所述网格内。

较优地，在所述壳体的壳壁内设置有冷却通道；

所述冷却通道的一端为允许水进入所述冷却通道内部的入水孔，另一端为能够使水排出所述冷却通道的出水孔。

本发明有一方面提供一种锅炉，包括以上任意技术特征的换热器；

所述锅炉的烟道通过所述入风口与所述壳体连通。

本发明的提供的换热器，通过采用所述壳体上与所述入水管和所述出水管对应的位置设置有第一通孔和第二通孔，所述入水管穿设在所述第一通孔中，所述出水管穿设在所述第二通孔中并且所述第一通孔的直径大于所述入水管的外径，所述第二通孔的直径大于所述出水管的外径的技术方案,能够在所述壳体受热变形时，与所述入水管或所述出水管之间产生位移，进而能够降低了换热器在受热时变形损坏的概率，从而延长了使用寿命，同时还能够降低排放烟气中的粉尘含量，有利于环保。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的换热器一实施例结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中入水管和壳体之间第一种密封结构示意图；

图4是图1中入水管和壳体之间第二种密封结构示意图；

图5是图1中壳体的局部剖面示意图；

图6是图5的K向示意图；

图7是图1中壳体的局部示意图；

图8是图7的A--A剖面示意图。

图中：1壳体；11入风口；12出风口；13第一通孔；14第一限位槽；15第一密封部件；16耐火材料；17横向加强筋；18纵向加强筋；19冷却通道；191入水口；2换热管网；21第一换热管；22第二换热管；23电控阀门；3入水管；4出水管；5第一压盖；51第一安装孔；6排放管；61排放阀门；7温度检测装置；8烟尘浓度检测装置；9烟气采集管；10烟尘收集箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1、2所示，一种换热器，包括：壳体1、换热管网2、入水管3和出水管4。换热管网2设置在壳体1内，并且两端分别与入水管3和出水管4连接，外部水源通过入水管3将水注入到换热管网2内，并通过出水管4排出。壳体1具有入风口11和出风口12，高温气体能够从入风口11进入壳体1内并对换热管网2进行加热后，通过出风口12排出。以该换热器应用在锅炉上为例，安装时可以将锅炉的烟道直接连接至入风口11，将引风风机连接在出风口12上。入水管3可以直接与注水装置(例如水泵)连通，出水管4可以与锅炉的锅筒连通，这样注水装置可以将水通过入水管3注入到换热管网2中，然后再经出水管4注入到锅炉的锅炉的锅筒中。工作时，锅炉的炉膛内部产生的高温烟气，能够在引风机的作用下进入壳体1内的内部，对换热管网2内的水进行加热后，通过引风机将释放热量的烟气从出风口12抽出。此时流经换热管网2的水被加热后具有一定的温度再注入到锅炉的锅筒中，蒸发效率会大大提高。进而实现了烟气中热量的再次利用，实现了节能目的。同时高温烟气在为换热管网2进行加热后，自身的温度会降低，即从出风口12排放出的烟气的温度得到了降低，实现了环保的目的。

换热管网2上设置有多个流通孔(图未示出)，使换热管网2内的水可以通过流通孔从换热管网2内流出，并对壳体1内流通的高温气体进行冲刷；这样能够降低壳体1内流通的烟气的温度，进而更有效地防止壳体1内的烟气温度过高对壳体1和换热管网2造成损坏，同时当水从换热管网2内流出时在壳体1内部自由下落，能够将壳体1内流通的烟气中的粉尘冲到壳体的底部，这样能够对壳体1内流通的烟气进行净化，使从出风口12排放出的烟气的粉尘含量大幅度降低，实现了环保目的。

进一步地，在壳体1的底部设置有排放管6，排放管61上设置有排放阀门，换热管网2内的水通过流通孔流出后能够通过排放管6流至壳体1的外部。这样从换热管网2内流出的水能够将壳体1内流通的烟气中的粉尘冲到壳体的底部并经排放管6排出，避免了水和粉尘的混合物在壳体1底部存留而腐蚀壳体1。

如图3、4所示，壳体1上与入水管3和出水管4对应的位置设置有第一通孔13和第二通孔(图中未示出)，入水管3穿设在第一通孔中13，出水管4穿设在第二通孔中。其中，第一通孔13的直径大于入水管3的外径，第二通孔的直径大于出水管4的外径。这样在壳体1受热变形时，能够入水管3或出水管4之间产生位移，避免其对入水管3或出水管4产生作用力，进而能够降低了换热器在受热时变形损坏的概率，从而延长了使用寿命。

在第一通孔13的内壁与入水管3的外壁之间和/或在壳体1的表面上与第一通孔13的对应位置设置有第一密封部件15，用以密封第一通孔13与入水管3外壁之间的间隙，以防止烟气从第一通孔13与入水管3外壁之间的间隙渗出。在第二通孔的内壁与出水管4的外壁之间和/或在壳体1的表面上与第二通孔的对应位置设置有第二密封部件(图未示出)，用以密封第二通孔与出水管4外壁之间的间隙，以防止烟气从第二通孔与出水管4外壁之间的间隙渗出。具体地，第一密封部件15和第二密封部件均为石墨盘根，但并不限于此，也可以是毛毡等密封材料。

作为一种可实施方式，如图1中所示，还包括温度检测装置7；在流通孔上设置有电控阀门23，温度检测装置7设置在壳体1内部，用以实时检测壳体1内热空气的温度信息，温度检测装置7与电控阀门23电连接，用以根据壳体1内热空气的温度信息控制电控阀门23打开或关闭。

当温度检测装置7检测到壳体1内的烟气温度过高时，控制电控阀门打开，此时换热管网2内的水通过流通孔流出以对壳体1内的烟气进行降温。

作为一种可实施方式，还包括烟尘浓度检测装置8，在流通孔上设置有电控阀门23，烟尘浓度检测装置8与壳体1连接，用以实时检测壳体1内热空气中粉尘的浓度信息，烟尘浓度检测装置8与电控阀门23电连接，用以根据壳体1内热空气中粉尘的浓度度信息控制电控阀门23打开或关闭。当烟尘浓度检测装置8检测到壳体1内热空气中粉尘的浓度过高时，控制电控阀门打开，此时换热管网2内的水通过流通孔流出以对壳体1内的烟气进行除尘。

具体地，在壳体1上设置有观测孔(图未示出)，烟尘浓度检测装置8连接在观测孔上。更优地，还包括烟气采集管9和烟气收集箱10，烟气采集管9的一端连接在烟气收集箱10上，另一端通过观测孔插入壳体1内部，使壳体1内部的热空气能够通过烟气采集管9进入烟气收集箱10，烟尘浓度检测装置8设置在烟气收集箱10内，用以对进入烟气收集箱10内的热空气中的粉尘浓度进行检测。这样能够使烟尘浓度检测装置8远离壳体1，避免其因受壳体1的烘烤而影响使用寿命。

关于第一密封部件15的具体安装方式本实施例中提供了两种可选的技术方案。

第一种方案，如3所示，在第一通孔13的内壁上沿周向设置有截面形状为V形的第一限位槽14，第一密封部件15设置在第一限位槽14中。这样不仅结构简单，而且能够能够增强第一密封部件15安装的牢固性，防止其脱落而影响密封效果。

在第二通孔的内壁上沿周向设置有截面形状为V形的第二限位槽，第二密封部件设置在第二限位槽中。由于第二密封部件的安装方式与第一密封部件15的安装方式和工作原理相同，因此附图中没有示出第二密封部件的安装结构，具体可参照图3。

第二种方案，如4所示，还包括第一压盖5和第二压盖(图为示出)；

其中，第一压盖5的端面上设置有圆形的第一凹槽(图为示出)，在第一凹槽的底部设置有与第一凹槽同轴的第一安装孔51，第一压盖5通过第一安装孔51套设在入水管3上，并连接在壳体1上，使第一凹槽与壳体1和入水管3的外壁共同形成圆环形的第一限位空间，第一密封部件15设置在第一限位空间内。具体地，第一压盖5可通过螺钉将第一压盖5连接在壳体1上。这样不仅能够保证密封效果，同时还有利与第一密封部件15的安装或更换。

第二压盖的端面上设置有圆形的第二凹槽，在第二凹槽的底部设置有与第二凹槽同轴的第二安装孔，第二压盖通过第二安装孔套设在出水管上，并连接在壳体上，使第二凹槽与壳体和出水管的外壁共同形成圆环形的第二限位空间，第二密封部件设置在第二限位空间内。由于第二密封部件的安装方式与第一密封部件15的安装方式和工作原理相同，因此附图中没有示出第二密封部件的安装结构，具体可参照图4。

具体地，换热管网2包括第一换热管21和第二换热管22，此时流通孔可直接设置第一换热管21和/或第二换热管22上，第一换热管21的数量为两个以上，相邻的两个第一换热管21通过第二换热管22串接，使两个以上第一换热管21依次连通。进一步地，第二换热管22为圆弧型弯管或与第一换热管相垂直的直管。这样当第一换热管21受热出线长度变化时，第二换热管22能够对其进行变形补偿，也就是说第二换热管22起到管道补偿器的作用，需要说明的使第二换热管22的补偿原理是一种现有技术，本发明只是利用了这一现有技术，并不意图对其进行改进，因此此处不再详述。

作为一种可实施方式，如图5、6所示，在壳体1的内壁上敷设有耐火材料16。其中耐火材料16可以使耐火水泥，这样能够避免壳体1直接接触高温烟气，进而降低了烟气对壳体1的烘烤强度，进而降低了壳体1的变形概率。

进一步地，在壳体1的内壁上设置有横向加强筋17和纵向加强筋18，横向加强筋17的数量和纵向加强筋18的数量均为为至少两个，横向加强筋17和纵向加强筋18垂直，使两个以上横向加强筋17和两个以上纵向加强筋共18同在壳体的内壁上形成网格，耐火材料18敷设在网格内。其中，横向加强筋17和纵向加强筋18可以采用钢板角钢等型钢制作，通过壳体1的内壁上设置有横向加强筋17和纵向加强筋18能够增强壳体的强度。同时采用耐火材料18敷设在网格内，能够提高耐火材料18敷设的牢固性，降低其出现脱落的可能。

作为一种可实施方式，如图7、8所示，在壳体1的壳壁内设置有冷却通道19。冷却通道19的一端为允许水进入冷却通道19内部的入水孔191，另一端为能够使水排出冷却通道19的出水孔(图为示出)。在实际安装时，冷却通道19通过入水孔191与外部供水装置(例如水泵)连接，并通过出水孔与锅炉的锅筒连通，使外部供水装置能够将水通过入水孔191注入到冷却通道19，然后通过出水孔注入至锅炉的锅筒内。在实际工作中壳体1的壳壁因吸收高温烟气的热量具有较高的温度，因此流经冷却通道19的水能够吸收壳体1的壳壁的热量，进而使壳体1的壳壁得到了冷却，防止其因温度过高出现变形。

为实现发明目的本发明有一方面提供一种锅炉，包括以上实施例描述的换热器，其中锅炉的烟道通过入风口11与壳体1连通。

以上实施例使本发明具有设计合理、结构简单，能够降低了换热器在受热时变形损坏的概率，从而延长了使用寿命，同时还能够降低排放烟气中的粉尘含量，有利于环保的优点。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种换热器，其特征在于：应用于锅炉中，

包括：壳体、换热管网、入水管和出水管；

所述换热管网设置在所述壳体内，并且两端分别与所述入水管和所述出水管连接，外部水源通过所述入水管将水注入到所述换热管网内，并通过所述出水管排出；

所述壳体具有入风口和出风口，锅炉的烟道通过所述入风口与所述壳体连通，高温气体能够从所述入风口进入所述壳体内并对所述换热管网进行加热后，通过所述出风口排出；

所述换热管网上设置有多个流通孔，使所述换热管网内的水可以通过所述多个流通孔从所述换热管网内流出，并对所述壳体内流通的高温气体进行冲刷以对所述壳体内的烟气进行降温、除尘；

所述壳体上与所述入水管和所述出水管对应的位置设置有第一通孔和第二通孔，所述入水管穿设在所述第一通孔中，所述出水管穿设在所述第二通孔中；

所述第一通孔的直径大于所述入水管的外径，所述第二通孔的直径大于所述出水管的外径；

在所述第一通孔的内壁与所述入水管的外壁之间和/或在所述壳体的表面上与所述第一通孔的对应位置设置有第一密封部件，用以密封所述第一通孔与所述入水管外壁之间的间隙；

在所述第二通孔的内壁与所述出水管的外壁之间和/或在所述壳体的表面上与所述第二通孔的对应位置设置有第二密封部件，用以密封所述第二通孔与所述出水管外壁之间的间隙；

还包括温度检测装置；

在所述多个流通孔上设置有电控阀门，所述温度检测装置设置在所述壳体内部，用以实时检测所述壳体内热空气的温度信息；

所述温度检测装置与所述电控阀门电连接，用以根据所述壳体内热空气的温度信息控制所述电控阀门打开或关闭；

还包括烟尘浓度检测装置；

所述烟尘浓度检测装置与所述壳体连接，用以实时检测所述壳体内热空气中粉尘的浓度信息；

所述烟尘浓度检测装置与所述电控阀门电连接，用以根据所述壳体内热空气中粉尘的浓度信息控制所述电控阀门打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

在所述壳体上设置有观测孔，所述烟尘浓度检测装置连接在所述观测孔上。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于：

还包括烟气采集管和烟气收集箱；

所述烟气采集管的一端连接在所述烟气收集箱上，另一端通过所述观测孔插入所述壳体内部，使壳体内部的热空气能够通过所述烟气采集管进入所述烟气收集箱；

所述烟尘浓度检测装置设置在所述烟气收集箱内，用以对进入所述烟气收集箱内的热空气中的粉尘浓度进行检测。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

在所述壳体的底部设置有排放管，所述排放管上设置有排放阀门，所述换热管网内的水通过所述多个流通孔流出后能够通过所述排放管流至所述壳体的外部。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：

还包括第一压盖和第二压盖；

所述第一压盖的端面上设置有圆形的第一凹槽，在所述第一凹槽的底部设置有与所述第一凹槽同轴的第一安装孔，所述第一压盖通过所述第一安装孔套设在所述入水管上，并连接在所述壳体上，使所述第一凹槽与所述壳体和所述入水管的外壁共同形成圆环形的第一限位空间，所述第一密封部件设置在所述第一限位空间内；

所述第二压盖的端面上设置有圆形的第二凹槽，在所述第二凹槽的底部设置有与所述第二凹槽同轴的第二安装孔，所述第二压盖通过所述第二安装孔套设在所述出水管上，并连接在所述壳体上，使所述第二凹槽与所述壳体和所述出水管的外壁共同形成圆环形的第二限位空间，所述第二密封部件设置在所述第二限位空间内。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的换热器，其特征在于：

在所述壳体的内壁上敷设有耐火材料。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于：

在所述壳体的内壁上设置有横向加强筋和纵向加强筋，所述横向加强筋的数量和所述纵向加强筋的数量均为至少两个；

所述横向加强筋和所述纵向加强筋垂直，使两个以上所述横向加强筋和两个以上所述纵向加强筋共同在所述壳体的内壁上形成网格，所述耐火材料敷设在所述网格内。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的换热器，其特征在于：

在所述壳体的壳壁内设置有冷却通道；

所述冷却通道的一端为允许水进入所述冷却通道内部的入水孔，另一端为能够使水排出所述冷却通道的出水孔。

9.一种锅炉，其特征在于：

包括权利要求1至8任意一项所述的换热器。