CN113375343B - 一种节能型热风炉内胆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型热风炉内胆，热风炉内胆包括：螺旋导风槽，螺旋导风槽由多个首尾相接的导风子槽组成，导风子槽为一段螺旋向上的弧形凹槽，且通过俯视的导风子槽的首端和尾端相连成闭环结构，各个导风子槽规格相同，螺旋导风槽的下方设置有与螺旋导风槽相切的第一入风口，第一入风口用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近螺旋导风槽的内壁呈螺旋上升，螺旋导风槽的上方设置与螺旋导风槽相切第一废气出口，螺旋导风槽外部的下方设置与螺旋导风槽相切的冷风入口，冷风入口用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近螺旋导风槽的外壁呈螺旋上升，螺旋导风槽外部的上方设置与螺旋导风槽相切的热风出口。本发明提高了热风炉的热利用率。

Description

一种节能型热风炉内胆

技术领域

本发明涉及热风炉领域，特别是涉及一种节能型热风炉内胆。

背景技术

热风炉作为工业常用的加热设备，被广泛地应用在各个领域，如冶炼、烧制、烘干等。热风炉可以通过燃烧燃料对冷风或者常温空气进行加热，生产所需温度的热风从而对物料进行加热。

热风炉内胆，又称之为炉胆，常作为热风炉的燃烧室。炉胆作为燃烧室，要求吸热效率高，传热效率也高，这样才能保证热利用率高。现有的内胆由于结构限制，导致吸热效率不高，传热效率也差，热利用率低下，浪费了很多能源。

发明内容

有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种节能型热风炉内胆，旨在调高热风炉的热利用率，减少能源浪费。

因此，本发明提供了一种节能型热风炉内胆，所述热风炉内胆包括：螺旋导风槽，所述螺旋导风槽由多个首尾相接的导风子槽组成，所述导风子槽为一段螺旋向上的弧形凹槽，且通过俯视的所述导风子槽的首端和尾端相连成闭环结构，各个所述导风子槽规格相同，所述螺旋导风槽的下方设置有与所述螺旋导风槽相切的第一入风口，所述第一入风口用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近所述螺旋导风槽的内壁呈螺旋上升，所述螺旋导风槽的上方设置与所述螺旋导风槽相切第一废气出口，所述螺旋导风槽外部的下方设置与所述螺旋导风槽相切的冷风入口，所述冷风入口用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近所述螺旋导风槽的外壁呈螺旋上升，所述螺旋导风槽外部的上方设置与所述螺旋导风槽相切的热风出口。

可选的，所述热风炉内胆还包括：设置在所述热风出口的第一温度传感器；

所述第一温度传感器，用于监测所述热风出口的热风温度并进行反馈，以调节所述冷风入口的通风速率。

可选的，所述热风炉内胆还包括：设置在所述第一废气出口的第二温度传感器；

所述第二温度传感器，用于监测第一废气出口的废气温度并进行反馈，以调节所述螺旋导风槽中的燃料的量以及所述第一入风口的通风速率。

可选的，所述螺旋导风槽的内壁涂覆用于增强所述螺旋导风槽吸热能力的吸热涂料。

可选的，所述螺旋导风槽的外壁为粗糙结构，用于增加与未加热的空气的接触面积。

可选的，所述热风炉内胆还包括：设置在所述螺旋导风槽下方的烟灰堂；

所述烟灰堂，用于收集燃料燃烧后的灰烬。

可选的，所述热风炉内胆还包括：所述螺旋导风槽的外壁沿垂直方向依次设置有I个外壁温度传感器，所述外壁温度传感器与控制器相连接，所述控制器包括：温度采集控制单元、计算单元、比较单元、报警单元；

所述温度采集控制单元，用于控制所述外壁温度传感器获得所述螺旋导风槽的外壁垂直方向各个位置的即时温度t_i；所述i为采集到的所述即时温度沿所述螺旋导风槽的外壁自上而下的编号；

所述计算单元，用于根据所述即时温度t_i获得工况评价参数E，所述工况评价参数E满足

其中，T_i为标准温度，所述标准温度为所述螺旋导风槽在工况良好的情况下各个所述外壁温度传感器测得的温度，β_i为各个位置的所述计时温度的参考权重，当I为奇数时，有

当I为偶数时，有

所述比较单元，用于将所述工况评价参数E与报警预设值E_TH进行比较；

所述报警单元，用于响应于所述工况评价参数E大于报警预设值E_TH，发出报警提醒。

可选的，所述控制器还包括：标准温度修正单元；

所述标准温度修正单元，用于在所述外壁温度传感器进行M次不发出报警提醒的测量后，对所述标准温度T_i进行修正，即，

其中，t_(i,m)表示在进行第m次测量时，第i个所述外壁温度传感器采集的即时温度。

本发明的有益效果：1、本发明热风炉内胆的螺旋导风槽由多个首尾相接的导风子槽组成，导风子槽为一段螺旋向上的弧形凹槽，螺旋导风槽的下方设置有与螺旋导风槽相切的第一入风口，第一入风口用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近螺旋导风槽的内壁呈螺旋上升。通过这样的设置使得燃烧产生的热风增加在螺旋导风槽内停留时间，从而螺旋导风槽可以从热风中吸收更多热量，提高了内胆的吸热效率，提高了热利用率。此外，螺旋状凹槽结构也使得热风与螺旋导风槽接触面积增大，也提高了内胆的吸热效率，提高了热利用率。2、本发明的螺旋导风槽外部的下方设置与螺旋导风槽相切的冷风入口，冷风入口用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近螺旋导风槽的外壁呈螺旋上升。使得未加热的空气可以长时间接触螺旋导风槽外壁，同时增加了未加热的空气与螺旋导风槽之间的接触面积，大大提高了传热效率，提高了热利用率。3、本发明通过第一温度传感器监测热风出口的热风温度并进行反馈，以调节冷风入口的通风速率。保证了出来的热风为所需求温度。4、本发明通过第二温度传感器监测第一废气出口的废气温度并进行反馈，以调节螺旋导风槽中的燃料的量以及第一入风口的通风速率。这样可以避免炉火过旺或不足导致的热利用率低下问题。5、本发明的沿垂直方向依次设置有I个外壁温度传感器，外壁温度传感器与控制器相连接，控制器包括：温度采集控制单元、计算单元、比较单元、报警单元。本发明通过采集外壁温度传感器监测螺旋导风槽外壁各个位置的温度，从而监测螺旋导风槽的工况，避免了螺旋导风槽因为堵塞或者其它因素导致炸炉等情况产生。6、本发明通过标准温度修正单元在外壁温度传感器进行M次不发出报警提醒的测量后，对标准温度T_i进行修正。随着螺旋导风槽工作时间增加，一些设计参数由于外界因素影响会产生改变，因此根据实际情况调整标准温度T_i可以更好地对螺旋导风槽的工况进行检测。综上，本发明通过螺旋状结构的螺旋导风槽以及设置第一入风口和冷风入口与螺旋导风槽相切，从而提高了螺旋导风槽的吸热效率和传热效率，提高了热利用率，减少了能源浪费。

附图说明

图1是本发明一具体实施例提供的一种节能型热风炉内胆的结构示意图；

图2是本发明一具体实施例提供的一种节能型热风炉内胆的俯视结构示意图；

图3是本发明一具体实施例提供的螺旋导风槽壁的构造示意图；

图4是本发明一具体实施例提供的导风子槽的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种节能型热风炉内胆，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明人经研究发现：炉胆作为燃烧室，要求吸热效率高，传热效率也高，这样才能保证热利用率高。现有的内胆由于结构限制，导致吸热效率不高，传热效率也差，热利用率低下，浪费了很多能源。

因此，本发明实施例提供了一种节能型热风炉内胆，如图1-4所示，热风炉内胆包括：螺旋导风槽1，螺旋导风槽1由多个首尾相接的导风子槽2组成，导风子槽2为一段螺旋向上的弧形凹槽，且通过俯视的导风子槽2的首端和尾端相连成闭环结构，各个导风子槽2规格相同，螺旋导风槽1的下方设置有与螺旋导风槽1相切的第一入风口3，第一入风口3用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近螺旋导风槽1的内壁呈螺旋上升，螺旋导风槽1的上方设置与螺旋导风槽1相切第一废气出口4，螺旋导风槽1外部的下方设置与螺旋导风槽1相切的冷风入口5，冷风入口5用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近螺旋导风槽1的外壁呈螺旋上升，螺旋导风槽1外部的上方设置与螺旋导风槽1相切的热风出口6。

具体的，图1中的虚线箭头为燃烧所需的空气紧贴螺旋导风槽1内壁的流动方向，实线箭头为未加热的空气紧贴螺旋导风槽1外壁的流动方向。图1中虚线圆柱框体和图2中虚线圆为热风炉的外壳7。冷风入口5和热风出口6均连接在螺旋导风槽1和外壳7之间。

在一具体实施例中，导风子槽2的结构如图4所示，为一段螺旋向上的弧形凹槽。且导风子槽2的俯视图为为闭环结构，图4中未示出。多个导风子槽2构成了螺旋导风槽1。

在一具体实施例中，螺旋导风槽1的槽壁结构如图3所示。在热风炉工作时，燃烧所需空气紧贴内壁凹槽流动，未加热空气紧贴外壁导风子槽2间形成的凹槽流动。

需要说明的是，螺旋导风槽1的螺旋结构以及第一入风口3与螺旋导风槽1相切的设置可以使从第一入风口3进来的空气沿着螺旋导风槽1内壁的凹槽进行流动。这样使得燃烧产生的热风增加在螺旋导风槽1内停留时间，从而螺旋导风槽1可以从热风中吸收更多热量，同时也增大了热风与螺旋导风槽1接触面积增大。此外第一废气出口4与螺旋导风槽1相切设置，可以保证排出的废气朝一个方向流动。

螺旋导风槽1的螺旋结构以及冷风入口5与螺旋导风槽1相切的设置可以使未加热空气沿着螺旋导风槽1的外壁上导风子槽2之间的凹槽进行流动。使得未加热的空气可以长时间接触螺旋导风槽1外壁，同时增加了未加热的空气与螺旋导风槽1之间的接触面积。

可选的，热风炉内胆还包括：设置在热风出口6的第一温度传感器；

第一温度传感器，用于监测热风出口6的热风温度并进行反馈，以调节冷风入口5的通风速率。

在一具体实施例中，响应于热风出口6的热风温度高于所需温度，则增加冷风入口5的通风速率。响应于热风出口6的热风温度低于所需温度，则减少冷风入口5的通风速率。

需要说明的是，热风出口6的热风温度比所需温度高，说明空气加热时间过长，需要加快通风速率，减少加热时间。热风出口6的热风温度比所需温度低，说明空气加热时间过短，需要减少通风速率，增加加热时间。

可选的，热风炉内胆还包括：设置在第一废气出口4的第二温度传感器；

第二温度传感器，用于监测第一废气出口4的废气温度并进行反馈，以调节螺旋导风槽1中的燃料的量以及第一入风口3的通风速率。

在一具体实施例中，响应于第一废气出口4的废气温度高于预设值，则减少燃料的量以及第一入风口3的通风速率；响应于第一废气出口4的废气温度低于预设值，则增加燃料的量以及第一入风口3的通风速率。

需要说明的是，第一废气出口4的废气温度高于预设值，说明螺旋导风槽1内燃烧过于旺盛，产生热能浪费，因此减少燃料的量以及第一入风口3的通风速率。第一废气出口4的废气温度低于预设值，说明螺旋导风槽1内燃烧不够旺盛，因此增加燃料的量以及第一入风口3的通风速率。

可选的，螺旋导风槽1的内壁涂覆用于增强螺旋导风槽1吸热能力的吸热涂料。

需要说明的是，吸热涂料一般为黑色耐高温且吸热性能好的涂料。

可选的，螺旋导风槽1的外壁为粗糙结构，用于增加与未加热的空气的接触面积。

需要说明的是，粗糙可以使外壁表面增加，增大与未加热空气的接触面积，提高热利用率。

可选的，热风炉内胆还包括：设置在螺旋导风槽1下方的烟灰堂；

烟灰堂，用于收集燃料燃烧后的灰烬。

可选的，热风炉内胆还包括：螺旋导风槽1的外壁沿垂直方向依次设置有I个外壁温度传感器，外壁温度传感器与控制器相连接，控制器包括：温度采集控制单元、计算单元、比较单元、报警单元；

温度采集控制单元，用于控制外壁温度传感器获得螺旋导风槽1的外壁垂直方向各个位置的即时温度t_i；i为采集到的即时温度沿螺旋导风槽1的外壁自上而下的编号；

计算单元，用于根据即时温度t_i获得工况评价参数E，工况评价参数E满足

其中，T_i为标准温度，标准温度为螺旋导风槽1在工况良好的情况下各个外壁温度传感器测得的温度，β_i为各个位置的计时温度的参考权重，当I为奇数时，有

当I为偶数时，有

比较单元，用于将工况评价参数E与报警预设值E_TH进行比较；

报警单元，用于响应于工况评价参数E大于报警预设值E_TH，发出报警提醒。

需要说明的是，在热风炉工作过程中，需要检测热风炉工况，避免热风炉因为种种情况产生炸炉的风险。采用本实施例采集温度监测的方法，在热风炉温度异常时，发出警告，停止工作，可以有效避免炸炉风险。

可选的，在一实施例中，报警提醒可以为发光和/或发声。

可选的，控制器还包括：标准温度修正单元；

标准温度修正单元，用于在外壁温度传感器进行M次不发出报警提醒的测量后，对标准温度T_i进行修正，即，

其中，t_(i,m)表示在进行第m次测量时，第i个外壁温度传感器采集的即时温度。

需要说明的是，随着螺旋导风槽1工作时间增加，一些设计参数由于外界因素影响会产生改变，因此根据实际情况调整标准温度T_i可以更好地对螺旋导风槽1的工况进行检测。

本发明实施例热风炉内胆的螺旋导风槽1由多个首尾相接的导风子槽2组成，导风子槽2为一段螺旋向上的弧形凹槽，螺旋导风槽1的下方设置有与螺旋导风槽1相切的第一入风口3，第一入风口3用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近螺旋导风槽1的内壁呈螺旋上升。通过这样的设置使得燃烧产生的热风增加在螺旋导风槽1内停留时间，从而螺旋导风槽1可以从热风中吸收更多热量，提高了内胆的吸热效率，提高了热利用率。此外，螺旋状凹槽结构也使得热风与螺旋导风槽1接触面积增大，也提高了内胆的吸热效率，提高了热利用率。本发明实施例的螺旋导风槽1外部的下方设置与螺旋导风槽1相切的冷风入口5，冷风入口5用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近螺旋导风槽1的外壁呈螺旋上升。使得未加热的空气可以长时间接触螺旋导风槽1外壁，同时增加了未加热的空气与螺旋导风槽1之间的接触面积，大大提高了传热效率，提高了热利用率。本发明实施例通过第一温度传感器监测热风出口6的热风温度并进行反馈，以调节冷风入口5的通风速率。保证了出来的热风为所需求温度。本发明实施例通过第二温度传感器监测第一废气出口4的废气温度并进行反馈，以调节螺旋导风槽1中的燃料的量以及第一入风口3的通风速率。这样可以避免炉火过旺或不足导致的热利用率低下问题。本发明实施例的沿垂直方向依次设置有I个外壁温度传感器，外壁温度传感器与控制器相连接，控制器包括：温度采集控制单元、计算单元、比较单元、报警单元。本发明实施例通过采集外壁温度传感器监测螺旋导风槽1外壁各个位置的温度，从而监测螺旋导风槽1的工况，避免了螺旋导风槽1因为堵塞或者其它因素导致炸炉等情况产生。本发明实施例通过标准温度修正单元在外壁温度传感器进行M次不发出报警提醒的测量后，对标准温度T_i进行修正。随着螺旋导风槽1工作时间增加，一些设计参数由于外界因素影响会产生改变，因此根据实际情况调整标准温度T_i可以更好地对螺旋导风槽1的工况进行检测。综上，本发明实施例通过螺旋状结构的螺旋导风槽1以及设置第一入风口3和冷风入口5与螺旋导风槽1相切，从而提高了螺旋导风槽1的吸热效率和传热效率，提高了热利用率，减少了能源浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种节能型热风炉内胆，其特征在于，所述热风炉内胆包括：螺旋导风槽，所述螺旋导风槽由多个首尾相接的导风子槽组成，所述导风子槽为一段螺旋向上的弧形凹槽，且通过俯视的所述导风子槽的首端和尾端相连成闭环结构，各个所述导风子槽规格相同，所述螺旋导风槽的下方设置有与所述螺旋导风槽相切的第一入风口，所述第一入风口用于通入燃烧所需的空气且通入的空气贴近所述螺旋导风槽的内壁呈螺旋上升，所述螺旋导风槽的上方设置与所述螺旋导风槽相切第一废气出口，所述螺旋导风槽外部的下方设置与所述螺旋导风槽相切的冷风入口，所述冷风入口用于通入未加热的空气且未加热的空气贴近所述螺旋导风槽的外壁呈螺旋上升，所述螺旋导风槽外部的上方设置与所述螺旋导风槽相切的热风出口；

所述热风炉内胆还包括：所述螺旋导风槽的外壁沿垂直方向依次设置有I个外壁温度传感器，所述外壁温度传感器与控制器相连接，所述控制器包括：温度采集控制单元、计算单元、比较单元、报警单元；

所述温度采集控制单元，用于控制所述外壁温度传感器获得所述螺旋导风槽的外壁垂直方向各个位置的即时温度t_i；所述i为采集到的所述即时温度沿所述螺旋导风槽的外壁自上而下的编号；

所述计算单元，用于根据所述即时温度t_i获得工况评价参数E，所述工况评价参数E满足

其中，T_i为标准温度，所述标准温度为所述螺旋导风槽在工况良好的情况下各个所述外壁温度传感器测得的温度，β_i为各个位置的所述即时温度的参考权重，当I为奇数时，有

当I为偶数时，有

所述比较单元，用于将所述工况评价参数E与报警预设值E_TH进行比较；

所述报警单元，用于响应于所述工况评价参数E大于报警预设值E_TH，发出报警提醒。

2.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述热风炉内胆还包括：设置在所述热风出口的第一温度传感器；

所述第一温度传感器，用于监测所述热风出口的热风温度并进行反馈，以调节所述冷风入口的通风速率。

3.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述热风炉内胆还包括：设置在所述第一废气出口的第二温度传感器；

所述第二温度传感器，用于监测第一废气出口的废气温度并进行反馈，以调节所述螺旋导风槽中的燃料的量以及所述第一入风口的通风速率。

4.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述螺旋导风槽的内壁涂覆用于增强所述螺旋导风槽吸热能力的吸热涂料。

5.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述螺旋导风槽的外壁为粗糙结构，用于增加与未加热的空气的接触面积。

6.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述热风炉内胆还包括：设置在所述螺旋导风槽下方的烟灰堂；

所述烟灰堂，用于收集燃料燃烧后的灰烬。

7.根据权利要求1所述的热风炉内胆，其特征在于，所述控制器还包括：标准温度修正单元；

所述标准温度修正单元，用于在所述外壁温度传感器进行M次不发出报警提醒的测量后，对所述标准温度T_i进行修正，即，

其中，t_(i,m)表示在进行第m次测量时，第i个所述外壁温度传感器采集的即时温度。

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