CN107421114B - 一种渐缩、再热式余热循环加热机 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种渐缩、再热式余热循环加热机，其包括用于支撑整个装备的支架、第一导管，支架上安装有炉体，炉体顶部设置有出风口，炉体底部分别安装有用于向炉体内供风的供风系统、向炉体内供雾状燃油的供油系统，第一导管向炉体喷嘴内供油气混合物，炉体靠近底部一端套接有火焰挡板，火焰挡板上方设置有固定分流板，固定分流板上缠绕有热管，热管包括第一热管、第二热管、第三热管，并且第一热管、第二热管、第三热管自炉体底部至炉体顶部方向其缠绕半径分别逐渐减小。

Description

一种渐缩、再热式余热循环加热机

技术领域

本发明涉及一种加热机，具体涉及一种渐缩、再热式余热循环加热机。

背景技术

清洗工业污垢时冷水无法达到最佳的清洗效果，对冷水进行加热并采用热水进行清洗，可以有效的清洗污垢并节约清洗用水消耗量，同时热水具有更佳的清洁能力，清洗过程中节约了清洗时间，提高了清洗效率和工人的工作效率。

目前可加热清洗设备具有下面的弊端：1.热管布局不合理导致炉体体积较大，空间利用率较低；2.热管管程较短，热管加热时间短，导致热水温度较低；3.出口烟气温度较高，排出的烟气带走的热量较多，造成能源浪费燃油利用率低。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、热管管程较长、供水温度较高的加热机并且本加热机对出口烟气进行了回收利用，提高了燃油利用率。

一种渐缩、再热式余热循环加热机，其包括用于支撑整个装备的支架、第一导管，支架上安装有炉体，炉体顶部设置有出风口，炉体底部分别安装有用于向炉体内供风的供风系统、向炉体内供雾状燃油的供油系统，供风系统的出风口与供油系统的出油口分别连接第一导管的的一端并在第一导管内形成油气混合物，第一导管在炉体内腔底部的端口安装有第二喷嘴并且第二喷嘴与炉体的轴线同轴，第一导管的剩余端口分别设置有第一喷嘴，第一喷嘴、第二喷嘴上分别设置有点火装置，第二喷嘴上方设置有关于炉体轴线同轴的锥台状火焰挡板，锥台状火焰挡板上方设置有固定分流板，固定分流板包括两块分别与炉体同轴套接的第一固定分流板、第二固定分流板，第一固定分流板设置于第二固定分流板上方，第一固定分流板、第二固定分流板分别呈锥台状并且自炉体底部至炉体顶部方向半径逐渐减小，第一固定分流板、第二固定分流板中心位置分别设置有开口，第一固定分流板与第二固定分流板上安装有热管，所述的热管包括第一热管，第二热管，第三热管，第一热管的进料端连接冷水其出料端连接第二热管的进料端，第二热管的出料端连接第三热管的进料端，第三热管的出料端排出热水，第一热管绕第二固定分流板的中心线缠绕安装于第二固定分流板的内壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第一热管的缠绕半径逐渐减小，第二热管绕第二固定分流板的中心线缠绕安装于第二固定分流板的外壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第二热管的缠绕半径逐渐减小，第三热管绕第一固定分流板的中心线缠绕安装于第一固定分流板的内壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第三热管的缠绕半径逐渐减小，所述的第一喷嘴安装于第一固定分流板、第二固定分流板之间。

工作时，供风系统和供油系统分别工作，供风系统将空气供入第一导管、供油系统将雾状燃油供入第一导管，油气混合物通过导管分别进入第一喷嘴、第二喷嘴并由点火装置点燃，油气混合物在第一喷嘴处点燃后形成火焰并沿第一喷嘴轴线向上运动，火焰与锥台状火焰挡板接触后沿锥台状火焰挡板周向方向散开并沿锥台状火焰挡板母线向炉体顶部运动，火焰运动至锥台状火焰挡板开口处继续上升与第一热管形成接触加热并沿第二固定分流板由第二固定分流板远离中心线一侧运行至第二固定分流板靠近中心线一侧，烟气在第二固定分流板靠近中心线处，沿第二固定分流板中心线继续上升至第一固定分流板中心处并继续上升通过炉体顶部出风口排出，油气混合物在第一喷嘴处被点燃后喷入第一固定分流板与第二固定分流板的空腔并沿固定分流板的母线由喷嘴运行至固定分流板靠近轴线一侧，火焰在运动过程中对缠绕于第一固定分流板与第二固定分流板之间第二热管、第三热管分别进行加热，烟气在固定分流板靠近轴线一侧继续上升并由炉体顶部的出风口排出。

冷水在第一热管的靠近炉体底部的进料端进入，冷水在第一热管内加热后由第一热管靠近炉体顶部的出料端流出并进入第二热管靠近炉体顶部的进料端，热水在第二热管内再次加热并由第二热管靠近炉体底部的出料端流出，再次加热后的热水由第二热管的出料端进入第三热管靠近炉体底部的进料端进入并在第三热管内进行最终加热，加热完成后的热水由第三热管靠近炉体顶部的出料端流出炉体的内腔并用于清洗设备。

供风系统的入风口处安装有第二导管，第一固定分流板上方安装有截面形状为月牙形且向下弯曲的回热挡板，回热挡板由其截面本体绕炉体的中轴线旋转一周获得并且回热挡板中心处构成有烟气排放孔，回热挡板的中心处相对于四周环壁位置较低；回热挡板下端母线方向设置有若干烟气回热孔并且相邻的烟气回热孔呈均匀间隔分布，烟气回热孔与回热挡板的内腔接通，且第二导管与回热挡板的内腔接通；高温烟气通过固定分流板并沿固定分流板轴线向上运动时，高温烟气与回热挡板靠近中轴线的下弧面接触并沿下弧面进入弧面、炉体以及第一固定分流板之间的空腔，其中温度较高的气体由烟气回热孔进入回热挡板的内腔，烟气温度较低烟气由弧面的引流作用进入沿第一固定分流板的母线进入第一固定分流板中轴线一侧并沿炉体的中轴线向上运动，温度较低烟气穿过回热挡板中心处的烟气排放孔，并由炉体上方的排气孔排出，烟气温度较高的烟气进入回热挡板的内腔沿第二导管运动至供风系统的入风口，高温烟气由供风系统再次送入炉体内，提高了油气混合物的点火温度、降低了烟气排放温度同时节约了燃油，提高了燃油利用率。

所述的供油系统包括油泵与油箱，油泵位于油箱液面以下并且可以将燃油输送至第一导管的进料端。

所述的供风系统包括风机与通风管道，通风管道的一端与风机连接，通风管道的另一端与第一导管的进料口连接。

缠绕于第二固定分流板内壁的第一热管的缠绕间隙为第一热管管径的0.1-0.15倍，缠绕于第二固定分流板外壁的第二热管的缠绕间隙为第二热管管径的0.1-0.15倍，缠绕于第一固定分流板内壁的第三热管的缠绕间隙为第三热管管径的0.1-0.15倍；热管缠绕层之间具有间隙使热管在接受火焰加热时加热面更大、换热效率更高。

第一喷嘴的轴线与第一固定分流板的母线平行；通过该装配方式使第一喷嘴加热喷向第二热管、第三热管的火焰平行于第一固定分流板的母线，第二热管与第三热管的受到火焰的加热强度相同，同时火焰所受的阻力更小，保证了火焰的稳定性以及烟气流动的流畅性。

本发明与现有技术相比，取得的进步以及优点在于本发明的一种渐缩、再热式余热循环加热机的热管采用多层环形缠绕的布局方式加长了热管的加热行程，同时采用该热管布局方式减小了加热机的体积；本加热机具有烟气循环的功能，将高温烟气再次循环输入加热机炉体内腔，提高了油气混合物的点火温度、降低了烟气排放温度同时节约了燃油，提高了燃油利用率；第一喷嘴的轴线与固定分流板的母线平行，通过该装配方式使第一喷嘴加热喷向第二热管、第三热管的火焰平行于固定分流板的母线，第二热管与第三热管的受到火焰的加热强度相同，同时火焰所受的阻力更小，保证了火焰的稳定性以及烟气流动的流畅性；第一热管、第二热管、第三热管沿固定分流板母线方向上相邻的缠绕层之间分别具有间隙，热管缠绕层之间具有间隙使热管在接受火焰加热时加热面更大、换热效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明剖视图。

图2为本发明烟气流向示意图。

图3为本发明热水流向示意图。

图中各个标号意义为：10.炉体，11.支架；

20.供风系统；30.供油系统；

40.导管，41.第一导管，42.第二导管；

50.第一喷嘴，52.第二喷嘴；

60.锥台状火焰挡板；

70.热管，71第一热管，72第二热管，73第三热管；

80.固定分流板，81.第一固定分流板，82.第二固定分流板；

90.回热挡板，91.烟气回热孔。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。

参见附图1-3，本发明的一种渐缩、再热式余热循环加热机包括用于支撑的支架11、第一导管41，支架11上安装有炉体10，炉体10顶部设置有出风口，炉体10底部分别安装有用于向炉体内供风的供风系统20、向炉体内供雾状燃油的供油系统30，供风系统20的出风口与供油系统30的出油口分别连接第一导管41的进料端并在第一导管41内形成油气混合物，第一导管41在炉体10内腔底部的端口安装有第二喷嘴52并且第二喷嘴52与炉体10的轴线同轴，第一导管41的剩余端口分别设置有第一喷嘴51，第一喷嘴51沿炉体10周向均匀分布，第一喷嘴51、第二喷嘴52上分别设置有点火装置，第二喷嘴52上方设置有关于炉体10轴线同轴的锥台状火焰挡板60，锥台状火焰挡板60的开口半径自炉体10底部至炉体10顶部逐渐增大，锥台状火焰挡板上方设置有固定分流板80，固定分流板80包括两块分别与炉体10同轴套接的第一固定分流板81、第二固定分流板82，第一固定分流板81设置于第二固定分流板82上方，第一固定分流板81、第二固定分流板82分别呈锥台状并且自炉体10底部至炉体10顶部方向半径逐渐减小，第一固定分流板81、第二固定分流板82中心位置分别设置有开口，第一固定分流板81与第二固定分流板82上安装有热管70，所述的热管70包括第一热管71，第二热管72，第三热管73，第一热管71的进料端连接冷水其出料端连接第二热管72的进料端，第二热管72的出料端连接第三热管73的进料端，第三热管73的出料端排出热水，第一热管71绕第二固定分流板82的中心线缠绕安装于第二固定分流板82的内壁并且自炉体10底部至炉体10顶部方向第一热管71的缠绕半径逐渐减小，第二热管72绕第二固定分流板82的中心线缠绕安装于第二固定分流板82的外壁并且自炉体10底部至炉体10顶部方向第二热管72的缠绕半径逐渐减小，第三热管73绕第一固定分流板81的中心线缠绕安装于第一固定分流板81的内壁并且自炉体10底部至炉体10顶部方向第三热管73的缠绕半径逐渐减小，所述的第一喷嘴51安装于第一固定分流板81、第二固定分流板82之间。

工作时，供风系统20和供油系统30分别工作，供风系统20将空气供入第一导管41、供油系统30将雾状燃油供入第一导管41，油气混合物通过导管41分别进入第一喷嘴51、第二喷嘴52并由点火装置点燃，油气混合物在第二喷嘴52处点燃后形成火焰并沿第二喷嘴52轴线向上运动，火焰与锥台状火焰挡板60接触后沿锥台状火焰挡板周向方向散开并沿锥台状火焰挡板60母线向炉体10顶部运动，火焰运动至锥台状火焰挡板60开口处继续上升与第一热管71形成接触加热并沿第二固定分流板82由第二固定分流板82远离中心线一侧运行至第二固定分流板82靠近中心线一侧，烟气在第二固定分流板82靠近中心线处，沿第二固定分流板82中心线继续上升至第一固定分流板81中心处并继续上升通过炉体10顶部出风口排出，油气混合物在第一喷嘴51处被点燃后喷入第一固定分流板81与第二固定分流板82的空腔并沿固定分流板80的母线由喷嘴51运行至固定分流板80靠近轴线一侧，火焰在运动过程中对缠绕于第一固定分流板81与第二固定分流板82之间第二热管72、第三热管73分别进行加热，烟气在固定分流板80靠近轴线一侧继续上升并由炉体10顶部的出风口排出。

更为完善的，冷水在第一热管71的靠近炉体10底部的进料端进入，冷水在第一热管71内加热后由第一热管71靠近炉体10顶部的出料端流出并进入第二热管72靠近炉体10顶部的进料端，热水在第二热管72内再次加热并由第二热管72靠近炉体10底部的出料端流出，再次加热后的热水由第二热管72的出料端进入第三热管73靠近炉体10底部的进料端进入并在第三热管73内进行最终加热，加热完成后的热水由第三热管73靠近炉体10顶部的出料端流出炉体10的内腔并用于清洗设备。

在本发明中采用双层锥台状的热管布局其相对于现有的直筒式加热方式有诸多优点，其一，在本发明中热管与火焰直接接触面大大增加，可以再更短的实际内实现升温；其二，在本发明中热管的多层缠绕，可提升热管的有效加热长度，提高了空间利用率，可降低加热机在竖直方向上的高度缩减一半。

更优的，供风系统20的入风口处安装有第二导管42，第一固定分流板82上方安装有截面形状为月牙形且向下弯曲的回热挡板90，回热挡板90由其截面本体绕炉体10的中轴线旋转一周获得并且回热挡板90中心处构成有烟气排放孔，回热挡板90的中心处相对于四周环壁位置较低；回热挡板90下端母线方向设置有若干烟气回热孔91并且相邻的烟气回热孔91呈均匀间隔分布，烟气回热孔91与回热挡板90的内腔接通，且第二导管42与回热挡板90的内腔接通；高温烟气通过固定分流板80并沿固定分流板80轴线向上运动时，高温烟气与回热挡板90靠近中轴线的下弧面接触并沿下弧面进入弧面、炉体10以及第一固定分流板81之间形成的空腔，由于温度较高的烟气密度与比重较小，因此高温烟气悬浮于空腔上部并由烟气回热孔91进入回热挡板90的内腔内，烟气温度较低烟气由弧面的引流作用进入沿第一固定分流板81上部的母线进入第一固定分流板81中轴线一侧并沿炉体10的中轴线向上运动，温度较低烟气穿过回热挡板90中心处的烟气排放孔，并由炉体10上方的排气孔排出，烟气温度较高的烟气进入回热挡板90的内腔沿第二导管42运动至供风系统20的入风口并在入风口处与新鲜空气掺混，含有高温烟气的空气由供风系统20送入炉体10内并与供油系统30的雾状燃油混合燃烧，采用高温烟气循环的技术，提高了油气混合物的点火温度、对温度较高的气体进行了回收、降低了烟气排放温度同时节约了燃油，提高了燃油利用率。

所述的供油系统30包括油泵与油箱，油泵位于油箱液面以下并且可以将燃油输送至第一导管的进料端；油泵将油箱内燃油通过油管雾化输送至与第一导管41的进料端连接的出油口。

所述的供风系统20包括风机与通风管道，通风管道的一端与风机连接，通风管道的另一端与第一导管的进料口连接；风机将自然风供入通风管道的入风口，通风管道的出风口与第一导管41的进料端连接。

更为优选的，缠绕于固定分流板80的热管70沿固定分流板80母线方向上相邻的缠绕层之间分别具有间隙；更优的，间隙大小为热管70直径的0.1-0.15倍之间，更为具体地，缠绕于第二固定分流板82内壁的第一热管71的缠绕间隙为第一热管71管径的0.1-0.15倍，缠绕于第二固定分流板82外壁的第二热管72的缠绕间隙为第二热管72管径的0.1-0.15倍，缠绕于第一固定分流板81内壁的第三热管73的缠绕间隙为第三热管73管径的0.1-0.15倍；热管70缠绕层之间具有间隙使热管70在接受火焰加热时加热面更大、换热效率更高，当间隙距离大于热管70直径的0.15倍时，热管70的有效加热行程较短，造成低空间利用率较、低燃油利用率，间隙大小小于热管70直径的0.15倍时，火焰无法完全进入相邻缠绕层之间的缝隙，造成热管70的有效受热面积较小，加热效率较低、影响了热能利用率。

更为完善的，第一喷嘴51的轴线与第一固定分流板81的母线平行；通过该装配方式使第一喷嘴51加热喷向第二热管72、第三热管73的火焰平行于固定分流板80的母线，第二热管72与第三热管73的受到火焰的加热强度相同，同时火焰所受的阻力更小，保证了火焰的稳定性以及烟气流动的流畅性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，其包括用于支撑整个装备的支架、第一导管，支架上安装有炉体，炉体顶部设置有出风口，炉体底部分别安装有用于向炉体内供风的供风系统、向炉体内供雾状燃油的供油系统，供风系统的出风口与供油系统的出油口分别连接第一导管的的一端并在第一导管内形成油气混合物，第一导管在炉体内腔底部的端口安装有第二喷嘴并且第二喷嘴与炉体的轴线同轴，第一导管的剩余端口分别设置有第一喷嘴，第一喷嘴、第二喷嘴上分别设置有点火装置，第二喷嘴上方设置有关于炉体轴线同轴的锥台状火焰挡板，锥台状火焰挡板上方设置有固定分流板，固定分流板包括两块分别与炉体同轴套接的第一固定分流板、第二固定分流板，第一固定分流板设置于第二固定分流板上方，第一固定分流板、第二固定分流板分别呈锥台状并且自炉体底部至炉体顶部方向半径逐渐减小，第一固定分流板、第二固定分流板中心位置分别设置有开口，第一固定分流板与第二固定分流板上安装有热管，所述的热管包括第一热管，第二热管，第三热管，第一热管的进料端连接冷水其出料端连接第二热管的进料端，第二热管的出料端连接第三热管的进料端，第三热管的出料端排出热水，第一热管绕第二固定分流板的中心线缠绕安装于第二固定分流板的内壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第一热管的缠绕半径逐渐减小，第二热管绕第二固定分流板的中心线缠绕安装于第二固定分流板的外壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第二热管的缠绕半径逐渐减小，第三热管绕第一固定分流板的中心线缠绕安装于第一固定分流板的内壁并且自炉体底部至炉体顶部方向第三热管的缠绕半径逐渐减小，所述的第一喷嘴安装于第一固定分流板、第二固定分流板之间。

2.根据权利要求1所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，冷水在第一热管的靠近炉体底部的进料端进入，冷水在第一热管内加热后由第一热管靠近炉体顶部的出料端流出并进入第二热管靠近炉体顶部的进料端，热水在第二热管内再次加热并由第二热管靠近炉体底部的出料端流出，再次加热后的热水由第二热管的出料端进入第三热管靠近炉体底部的进料端进入并在第三热管内进行最终加热，加热完成后的热水由第三热管靠近炉体顶部的出料端流出炉体的内腔。

3.根据权利要求1或2所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，供风系统的入风口处安装有第二导管，第一固定分流板上方安装有截面形状为月牙形且向下弯曲的回热挡板，回热挡板由其截面本体绕炉体的中轴线旋转一周获得并且回热挡板中心处构成有烟气排放孔，回热挡板的中心处相对于四周环壁位置较低；回热挡板下端母线方向设置有若干烟气回热孔并且相邻的烟气回热孔呈均匀间隔分布，烟气回热孔与回热挡板的内腔接通，且第二导管与回热挡板的内腔接通。

4.根据权利要求1或2所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，所述的供油系统包括油泵与油箱，油泵位于油箱液面以下并且可以将燃油输送至第一导管的进料端。

5.根据权利要求1或2所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，所述的供风系统包括风机与通风管道，通风管道的一端与风机连接，通风管道的另一端与第一导管的进料口连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，第一热管、第二热管、第三热管沿固定分流板母线方向上相邻的缠绕层之间分别具有间隙。

7.根据权利要求6所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，缠绕于第二固定分流板内壁的第一热管的缠绕间隙为第一热管管径的0.1-0.15倍，缠绕于第二固定分流板外壁的第二热管的缠绕间隙为第二热管管径的0.1-0.15倍，缠绕于第一固定分流板内壁的第三热管的缠绕间隙为第三热管管径的0.1-0.15倍。

8.根据权利要求1或2所述的一种渐缩、再热式余热循环加热机，其特征在于，第一喷嘴的轴线与固定分流板的母线平行。