CN117387407A - 一种余热回收装置及其余热回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及余热回收技术领域，具体涉及一种余热回收装置，外壳主体的内部卡设有将外壳主体分隔成换热腔和两组传动腔的两组支撑板，换热腔的上端设置有进液管，换热腔的底端设置有出液管，外壳主体包括换热调节机构和换热强化机构，换热调节机构包括热效控制模组和防滑保障模组，热效控制模组可根据热气的温度选择换热的接触面积，增加换热效率，防滑保障模组用于保证热效控制模组的调节后的稳定性，避免发生打滑，本发明通过设计防滑保障模组配合热效控制模组，它可以根据实际需要调整接触面积，处理温度高的气体时，它可以增大换热的接触面积，以减少余热的浪费，处理温度低的气体时，它可以减小换热的接触面积，从而减小热阻，保障换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种余热回收装置及其余热回收方法。
背景技术
余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％-67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。余热回收最常用的就是加热自来水，以供人们日常使用。
现有余热回收装置，不同温度的热气所需的换热面积不同，在设计和优化换热装置时，需要综合考虑气体的温度、接触面积和流量等因素，以实现高效的换热，并且搅拌可以增加液体或气体混合物的运动和扩散，从而增加热量传递的面积和速度，进而提高热交换的效率，在加热或冷却过程中，搅拌可以使不同温度的液体或气体混合物均匀分布。
为此，提出一种余热回收装置及其余热回收方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种余热回收装置及其余热回收方法，以解决上述背景技术中提出的适应性差和换热效率低问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种余热回收装置，外壳主体的内部卡设有将外壳主体分隔成换热腔和两组传动腔的两组支撑板，换热腔的上端设置有进液管，换热腔的底端设置有出液管，外壳主体包括换热调节机构和换热强化机构，换热调节机构包括热效控制模组和防滑保障模组，热效控制模组可根据热气的温度选择换热的接触面积，增加换热效率，防滑保障模组用于保证热效控制模组的调节后的稳定性，避免发生打滑。
优选的，热效控制模组包括两端转动连接在支撑板上的中心管，中心管的两端分别转动连接有延伸至外壳主体两侧的进气管和出气管，进气管的上设置有过滤箱，中心管的外侧均匀设置有若干组换热管，中心管的内侧固定连接若干组限位环，限位环的内侧通过环形槽卡设有转板，转板的两侧均设置有挡板，转板套接在第一转杆的外侧，第一转杆的一插设过滤箱并且固定连接有第一锥形齿轮。
优选的，过滤箱的底端插设有第二转杆，第二转杆的上端固定连接有第二锥形齿轮，第二转杆的底端延伸至过滤箱外并且固定连接有旋钮。
优选的，中心管的外侧若干组换热管形成的夹角设置为a，且0°<a<180°，挡板的弧度夹角设置为b，且b>a。
优选的，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮相识配合，第二转杆的外侧套设有第一弹簧，第一弹簧设置在过滤箱和旋钮之间。
优选的，防滑保障模组包括开设在限位环内部的活动腔，活动腔的内部套设有限位板并且滑动连接，活动腔的内壁与限位板之间设置有第二弹簧，限位板的底端固定连接有卡块，卡块的底端呈半球形设置并且插设在转板上开设的卡槽内。
优选的，卡槽开设有若干组，若干组卡槽形成的夹角设置为c，且c＝a。
优选的，换热强化机构包括旋转换热模组和防堵模组，旋转换热模组包括设置在传动腔一侧的电机，电机的输出轴贯穿外壳主体并且固定连接有第一齿轮，第一齿轮啮合有第一齿环，第一齿环套接在中心管的一端上，第一齿轮的直径大小小于第一齿环的直径大小。
优选的，防堵模组包括套接在中心管另一端上的第二齿环，第二齿环啮合有第二齿轮，第二齿轮的一侧固定连接有第三转杆的一端，第三转杆的另一端贯穿外壳主体并且通过垂直啮合的两组锥形齿轮传动连接有往复丝杆，往复丝杆的外侧螺纹传动连接有清理刷，清理刷的毛刷端贴设在过滤网的一侧上，第二齿环的直径大小等于第一齿轮的直径大小，第二齿环的直径大小大于第二齿轮的直径大小。
一种余热回收装置的余热回收方法，包括以下步骤；
S1、手握旋钮向上推动，旋钮通过第二转杆带动第二锥形齿轮啮合第一锥形齿轮，接着转动旋钮，旋钮通过第一锥形齿轮和第二锥形齿轮带动第一转杆转动，第一转杆通过转板带动挡板转动，使挡板对覆盖换热管的进出口，从而改变可通气的换热管通道数量，最后松开旋钮，限位板的恢复力带动第二锥形齿轮脱离第一锥形齿轮；
S2、第一转杆带动转板转动时，在转板转动力的作用下，卡块脱离当前的卡槽进入到活动腔内，然后在第二弹簧的恢复力作用下卡块进入到另一组卡槽内，避免转板在中心管内发生打滑；
S3、启动电机，电机通过第一齿轮和第一齿环减速带动中心管转动，使中心管外侧的换热管与换热腔内的液体热交换效率变高；
S4、中心管通过第二齿环带动第二齿轮加速转动，第二齿轮通过第三转杆带动往复丝杆转动，往复丝杆带动清理刷给过滤箱内的过滤网进行清理，避免随着气体进入的杂质堵塞过滤网。
本发明的有益效果：
1.本发明通过设计防滑保障模组配合热效控制模组，推动旋钮使第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合，进而转动旋钮带动第一转杆转动，第一弹簧的恢复力可以使第一锥形齿轮和第二锥形齿轮分离开，既能带动第一转杆转动，又能避免对中心管转动造成阻碍，第一转杆通过转板可以带动挡板对换热管的通气数量进行调控，它可以根据实际需要调整接触面积，处理温度高的气体时，可以增大换热的接触面积，以减少余热的浪费，处理温度低的气体时，它可以减小换热的接触面积，从而减小热阻，保障换热效率，并且转板的旋转会使卡块脱离卡槽进入到下一组卡槽中，既不妨碍选择通气的换热管数量，又能维持稳定性，避免中心管转动过程中发生打滑。
2.本发明通过设计防堵模组配合旋转换热模组，电机可以减速带动中心管上的换热管旋转，加快热交换过程，减小温度差异，并且中心管的转动可以加速带动清理刷不断对过滤网进行清理，既能避免热气携带的杂质进入中心管，又能防止过滤网发生堵塞，影响换热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，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为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的整体立体示意图；
图2为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的图1中A-A处剖视示意图；
图3为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的图2中B处放大示意图；
图4为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的图2中C处放大示意图；
图5为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的局部立体示意图；
图6为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的局部爆炸示意图；
图7为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的热效控制模组放大示意图；
图8为本发明实施例一种余热回收装置及其余热回收方法的防堵模组放大示意图。
图中标记为：1、外壳主体；2、支撑板；3、换热腔；4、传动腔；5、进液管；6、出液管；7、中心管；8、进气管；9、过滤箱；10、出气管；11、换热管；12、限位环；13、转板；14、环形槽；15、挡板；16、第一转杆；17、第一锥形齿轮；18、第二转杆；19、第二锥形齿轮；20、旋钮；21、第一弹簧；22、活动腔；23、第二弹簧；24、限位板；25、卡块；26、卡槽；27、电机；28、第一齿轮；29、第一齿环；30、第二齿环；31、第二齿轮；32、第三转杆；33、往复丝杆；34、清理刷；35、过滤网。
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明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种余热回收装置，外壳主体1的内部卡设有将外壳主体1分隔成换热腔3和两组传动腔4的两组支撑板2，换热腔3的上端设置有进液管5，换热腔3的底端设置有出液管6，外壳主体1包括换热调节机构和换热强化机构，换热调节机构包括热效控制模组和防滑保障模组，热效控制模组可根据热气的温度选择换热的接触面积，增加换热效率，防滑保障模组用于保证热效控制模组的调节后的稳定性，避免发生打滑，如图2和图3以及图7所示，不同温度的热气所需的换热面积不同，在设计和优化换热装置时，需要综合考虑气体的温度、接触面积和流量等因素，以实现高效的换热，热效控制模组包括两端转动连接在支撑板2上的中心管7，中心管7的两端分别转动连接有延伸至外壳主体1两侧的进气管8和出气管10，进气管8的上设置有过滤箱9，中心管7的外侧均匀设置有若干组换热管11，中心管7的内侧固定连接若干组限位环12，限位环12的内侧通过环形槽14卡设有转板13，转板13的两侧均设置有挡板15，转板13套接在第一转杆16的外侧，第一转杆16的一插设过滤箱9并且固定连接有第一锥形齿轮17，过滤箱9的底端插设有第二转杆18，第二转杆18的上端固定连接有第二锥形齿轮19，第二转杆18的底端延伸至过滤箱9外并且固定连接有旋钮20，中心管7的外侧若干组换热管11形成的夹角设置为a，且0°<a<180°，挡板15的弧度夹角设置为b，且b>a，第一锥形齿轮17与第二锥形齿轮19相识配合，第二转杆18的外侧套设有第一弹簧21，第一弹簧21设置在过滤箱9和旋钮20之间，使用时，手握旋钮20向上推动，旋钮20通过第二转杆18带动第二锥形齿轮19啮合第一锥形齿轮17，接着转动旋钮20，旋钮20通过第一锥形齿轮17和第二锥形齿轮19带动第一转杆16转动，第一转杆16通过转板13带动挡板15转动，使挡板15对覆盖换热管11的进出口，从而改变可通气的换热管11通道数量，最后松开旋钮20，第一弹簧21的恢复力带动第二锥形齿轮19脱离第一锥形齿轮17，从而避免对后续的旋转换热模组的转动造成阻碍。
作为本发明的一种实施例，如图2和图4以及图6所示，因为在中心管7转动的过程中，容易在惯性的作用下带动与中心管7转动连接的转板13打滑，防滑保障模组包括开设在限位环12内部的活动腔22，活动腔22的内部套设有限位板24并且滑动连接，活动腔22的内壁与限位板24之间设置有第二弹簧23，限位板24的底端固定连接有卡块25，卡块25的底端呈半球形设置并且插设在转板13上开设的卡槽26内，卡槽26开设有若干组，若干组卡槽26形成的夹角设置为c，且c＝a，使用时，第一转杆16带动转板13转动，因为卡块25的底端呈半球形设置，所以在转板13转动力的作用下，卡块25脱离当前的卡槽26进入到活动腔22内，然后在第二弹簧23的恢复力作用下卡块25进入到另一组卡槽26内，从而避免转板13在中心管7内发生打滑。
作为本发明的一种实施例，如图5和图6以及图8所示，搅拌可以增加液体或气体混合物的运动和扩散，从而增加热量传递的面积和速度，进而提高热交换的效率，在加热或冷却过程中，搅拌可以使不同温度的液体或气体混合物均匀分布，换热强化机构包括旋转换热模组和防堵模组，旋转换热模组包括设置在传动腔4一侧的电机27，电机27的输出轴贯穿外壳主体1并且固定连接有第一齿轮28，第一齿轮28啮合有第一齿环29，第一齿环29套接在中心管7的一端上，第一齿轮28的直径大小小于第一齿环29的直径大小，防堵模组包括套接在中心管7另一端上的第二齿环30，第二齿环30啮合有第二齿轮31，第二齿轮31的一侧固定连接有第三转杆32的一端，第三转杆32的另一端贯穿外壳主体1并且通过垂直啮合的两组锥形齿轮传动连接有往复丝杆33，往复丝杆33的外侧螺纹传动连接有清理刷34，清理刷34的毛刷端贴设在过滤网35的一侧上，第二齿环30的直径大小等于第一齿轮28的直径大小，第二齿环30的直径大小大于第二齿轮31的直径大小，启动电机27，电机27通过第一齿轮28和第一齿环29减速带动中心管7转动，使中心管7外侧的换热管11与换热腔3内的液体热交换效率变高，并且减速转动可以减小水的阻力给换热充分的反应时间，接着中心管7通过第二齿环30带动第二齿轮31加速转动，第二齿轮31通过第三转杆32带动往复丝杆33转动，往复丝杆33带动清理刷34给过滤箱9内的过滤网35进行清理，避免随着气体进入的杂质堵塞过滤网35，影响换热效果。
一种余热回收装置的余热回收方法，包括以下步骤；
S1、手握旋钮20向上推动，旋钮20通过第二转杆18带动第二锥形齿轮19啮合第一锥形齿轮17，接着转动旋钮20，旋钮20通过第一锥形齿轮17和第二锥形齿轮19带动第一转杆16转动，第一转杆16通过转板13带动挡板15转动，使挡板15对覆盖换热管11的进出口，从而改变可通气的换热管11通道数量，最后松开旋钮20，限位板24的恢复力带动第二锥形齿轮19脱离第一锥形齿轮17；
S2、第一转杆16带动转板13转动时，在转板13转动力的作用下，卡块25脱离当前的卡槽26进入到活动腔22内，然后在第二弹簧23的恢复力作用下卡块25进入到另一组卡槽26内，避免转板13在中心管7内发生打滑；
S3、启动电机27，电机27通过第一齿轮28和第一齿环29减速带动中心管7转动，使中心管7外侧的换热管11与换热腔3内的液体热交换效率变高；
S4、中心管7通过第二齿环30带动第二齿轮31加速转动，第二齿轮31通过第三转杆32带动往复丝杆33转动，往复丝杆33带动清理刷34给过滤箱9内的过滤网35进行清理，避免随着气体进入的杂质堵塞过滤网35。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种余热回收装置，外壳主体(1)的内部卡设有将外壳主体(1)分隔成换热腔(3)和两组传动腔(4)的两组支撑板(2)，换热腔(3)的上端设置有进液管(5)，所述换热腔(3)的底端设置有出液管(6)，其特征在于：
所述外壳主体(1)包括换热调节机构和换热强化机构，所述换热调节机构包括热效控制模组和防滑保障模组，热效控制模组可根据热气的温度选择换热的接触面积，增加换热效率，防滑保障模组用于保证热效控制模组的调节后的稳定性，避免发生打滑。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述热效控制模组包括两端转动连接在支撑板(2)上的中心管(7)，所述中心管(7)的两端分别转动连接有延伸至外壳主体(1)两侧的进气管(8)和出气管(10)，所述进气管(8)的上设置有过滤箱(9)，所述中心管(7)的外侧均匀设置有若干组换热管(11)，所述中心管(7)的内侧固定连接若干组限位环(12)，所述限位环(12)的内侧通过环形槽(14)卡设有转板(13)，所述转板(13)的两侧均设置有挡板(15)，所述转板(13)套接在第一转杆(16)的外侧，所述第一转杆(16)的一插设过滤箱(9)并且固定连接有第一锥形齿轮(17)。
3.根据权利要求2所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述过滤箱(9)的底端插设有第二转杆(18)，所述第二转杆(18)的上端固定连接有第二锥形齿轮(19)，所述第二转杆(18)的底端延伸至过滤箱(9)外并且固定连接有旋钮(20)。
4.根据权利要求2所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述中心管(7)的外侧若干组换热管(11)形成的夹角设置为a，且0°<a<180°，所述挡板(15)的弧度夹角设置为b，且b>a。
5.根据权利要求3所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述第一锥形齿轮(17)与第二锥形齿轮(19)相识配合，所述第二转杆(18)的外侧套设有第一弹簧(21)，所述第一弹簧(21)设置在过滤箱(9)和旋钮(20)之间。
6.根据权利要求1所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述防滑保障模组包括开设在限位环(12)内部的活动腔(22)，所述活动腔(22)的内部套设有限位板(24)并且滑动连接，所述活动腔(22)的内壁与限位板(24)之间设置有第二弹簧(23)，所述限位板(24)的底端固定连接有卡块(25)，所述卡块(25)的底端呈半球形设置并且插设在转板(13)上开设的卡槽(26)内。
7.根据权利要求6所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述卡槽(26)开设有若干组，若干组所述卡槽(26)形成的夹角设置为c，且c＝a。
8.根据权利要求7所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述换热强化机构包括旋转换热模组和防堵模组，所述旋转换热模组包括设置在传动腔(4)一侧的电机(27)，所述电机(27)的输出轴贯穿外壳主体(1)并且固定连接有第一齿轮(28)，所述第一齿轮(28)啮合有第一齿环(29)，所述第一齿环(29)套接在中心管(7)的一端上，所述第一齿轮(28)的直径大小小于第一齿环(29)的直径大小。
9.根据权利要求8所述的一种余热回收装置，其特征在于，所述防堵模组包括套接在中心管(7)另一端上的第二齿环(30)，所述第二齿环(30)啮合有第二齿轮(31)，所述第二齿轮(31)的一侧固定连接有第三转杆(32)的一端，所述第三转杆(32)的另一端贯穿外壳主体(1)并且通过垂直啮合的两组锥形齿轮传动连接有往复丝杆(33)，所述往复丝杆(33)的外侧螺纹传动连接有清理刷(34)，所述清理刷(34)的毛刷端贴设在过滤网(35)的一侧上，所述第二齿环(30)的直径大小等于第一齿轮(28)的直径大小，所述第二齿环(30)的直径大小大于第二齿轮(31)的直径大小。
10.适用于权利要求1-9任一项所述的一种余热回收装置的余热回收方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、手握旋钮(20)向上推动，旋钮(20)通过第二转杆(18)带动第二锥形齿轮(19)啮合第一锥形齿轮(17)，接着转动旋钮(20)，旋钮(20)通过第一锥形齿轮(17)和第二锥形齿轮(19)带动第一转杆(16)转动，第一转杆(16)通过转板(13)带动挡板(15)转动，使挡板(15)对覆盖换热管(11)的进出口，从而改变可通气的换热管(11)通道数量，最后松开旋钮(20)，限位板(24)的恢复力带动第二锥形齿轮(19)脱离第一锥形齿轮(17)；
S2、第一转杆(16)带动转板(13)转动时，在转板(13)转动力的作用下，卡块(25)脱离当前的卡槽(26)进入到活动腔(22)内，然后在第二弹簧(23)的恢复力作用下卡块(25)进入到另一组卡槽(26)内，避免转板(13)在中心管(7)内发生打滑；
S3、启动电机(27)，电机(27)通过第一齿轮(28)和第一齿环(29)减速带动中心管(7)转动，使中心管(7)外侧的换热管(11)与换热腔(3)内的液体热交换效率变高；
S4、中心管(7)通过第二齿环(30)带动第二齿轮(31)加速转动，第二齿轮(31)通过第三转杆(32)带动往复丝杆(33)转动，往复丝杆(33)带动清理刷(34)给过滤箱(9)内的过滤网(35)进行清理，避免随着气体进入的杂质堵塞过滤网(35)。
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2023
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