CN201830878U - 一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器，属于烟叶烤制设施技术领域。换热器包括炉体、炉拱、炉顶出口连接管、换热管、右侧烟箱、左侧烟箱、清灰门和烟囱。换热管元件及烟气联箱均采用导热性能较高且抗热震性能较好的无机非金属材料，提高了换热器的换热效率；换热管叉排的结构布置方式有利于气流扰动增强换热；右侧烟箱和左侧烟箱分别由多个分体模块组成，有利于生产工艺及安装；换热管元件与烟气联箱连接处采用凸台进行线连接易于密封；换热器右侧烟箱和左侧烟箱均开设清灰门，便于清灰。整个换热器可在有效保证烟叶烘烤工艺需求及烟叶质量的前提下，提高烤房有效热利用率并降低能耗。

Description

一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器

技术领域

本实用新型属于烟叶烤制设施技术领域，涉及一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器。

背景技术

密集烤房是建设现代烟草农业的重要组成部分，从2005年11月被国家局列入烟叶生产基础设施补贴项目以来，在全国烟区得到快速推广。特别是从2008年以来，为适应烟叶种植规模发展需要，每年实际推广和应用数量均在15万座以上。截至2009年7月，全国已累计推广密集烤房约41万座，投入补贴资金80多亿元，辐射烟叶种植面积800多万亩，为现代烟草农业的发展作出了积极贡献。根据适度规模种植和现代烟草农业的发展需要，未来3年国家局将再建40万座左右以满足生产需要，不论是在建设数量还是在资金投入规模方面，密集烤房都是现代烟草农业建设的重点推进项目。

换热器是密集烤房供热系统中的关键设备之一，换热器的性能直接影响着烟叶烘烤过程中的能耗以及烤后烟叶的品质。烟叶烘烤用换热器分为金属换热器和非金属换热器。用于烟叶烘烤的换热器其材料的热力性能和换热效果要好，且换热器应有合理的结构设计，最重要是换热器必须要满足烟叶烘烤工艺能耗需求，而且安装维护也必须要求便利。而目前国内用于烟叶烘烤的非金属换热器主要存在以下问题：（1）近几年在国内已有部分厂家开始了陶瓷等非金属材料换热器的研究与开发，但存在着导热性能差及换热效率低的问题，并且由于材料的导热性能不高，这样就给换热器结构设计带来很大的困难；（2）非金属材料的抗热震性能较差，由于换热器内流动着高温的烟气，换热器外是强制流动的低温空气，换热器内外温差很大，这样在长期烟叶烘烤过程中非金属换热器极易出现表面剥落或炸裂等严重后果，使得换热器使用寿命大为缩短；（3）由于目前国内已有的非金属换热器导热性能差，大多数非金属换热器在结构设计上追求较大的换热面积，首先，这样会使材料用量大大增加，而且模具开发业很困难，最终使得整体的成本增加；其次，这会使换热器整体体积庞大且笨重，占地较多，不利于安装和维护，在机械化程度不高的边远山区这种矛盾尤为突出；再者，由于换热器体积过大可能造成其结构设计不合理，造成烤房加热室中热气流流动阻力大，给烟叶烘烤带来不利的影响；（4）目前国内几个非金属换热器生产厂家生产的换热器在密封与清灰方面都存在一定的问题。因此，开发换热效率高、热力性能好、结构设计合理及使用寿命长的非金属换热器势在必行。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器，该换热器结构设计合理，可提高换热器的换热效率，减少换热器制造的非金属原料及模具开发成本，同时密封问题得到改善，清灰过程也相对简单，易于操作。

本实用新型提供的用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器，特征在于：它包括炉体、炉顶出口连接管，以及由导热性能高且抗热震性能高的无机非金属材料制成的炉拱、换热管、清灰门和两个烟箱，换热管为叉排的结构方式布置，两个烟箱分别由多个分体模块连接构成，炉拱扣压在炉体的上方，两个烟箱直接通过换热管进行连接且两烟箱处于同一水平面，炉拱出口连接管下端与炉拱连接，上端与一个烟箱连接，烟囱下端与另一个烟箱连接，另一端暴露在大气中；换热管与两个烟箱连接处采用凸台进行线连接，清灰门位于烟箱上。

本实用新型提供的非金属换热器，其原料经过球磨、高压注浆成型及等静压处理等一系列工艺流程，从而提高换热管元件和烟箱生坯的密度。在此之后，生坯经过高温烧结进一步提高生坯成型密度，降低坯体烧成后的气孔率，并使得换热器材料导热性能大大提高，可提高换热器的换热效率并减少换热器制造的非金属原料；同时，各种原材料的优良混配可提高材料的抗热震性能。换热管在结构设计上采用叉排的布置方式，有利于加强换热。左右烟箱分别由三个分体模块组成，有利于生产工艺及安装。换热管与烟箱连接处采用凸台连接，有利于密封。换热器左右烟箱均开设清灰门，便于清灰。

附图说明

图1为本实用新型密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器的一种具体实施方式的结构示意图（主视图）。

图2为图1的图1中非金属换热器的换热管布置示意图。

图3为图1的左右箱体分体模块示意图。

图4为图1中清灰门示意图。

具体实施方式

下面结合实例和附图对本实用新型作进一步的详细说。

如图1所示，本实用新型提供的非金属换热器包括炉体1、炉拱2、炉拱出口连接管3、换热管4、右侧烟箱5、左侧烟箱6、清灰门7及烟囱8等八个部分。炉体1位于整个非金属换热器最下方，炉拱2扣压在炉体1的正上方，炉拱出口连接管3下端与炉拱2连接，上端与右侧烟箱5连接，右侧烟箱5与左侧烟箱6直接通过换热管4进行连接且两烟箱处于同一水平面，清灰门7分别在两烟箱的外侧，烟囱8下端与左侧烟箱6连接，另一端暴露在大气中。其中参与热交换部分包括炉拱2、炉顶出口连接管3、换热管4、右侧烟箱5、左侧烟箱6及清灰门7，除炉顶出口连接管3用铸铁制成以外，其他五个部件均由耐腐蚀、高导热且抗热震性能高的非金属材料制成。这种非金属材料的原料矿石经初步破碎及球磨机粉碎，球磨机内有高铝衬石，不会引入含铁的杂质，否则会影响后期工艺制品的烧结性能。原料矿石经过粉碎后于其他功能性添加原料按一定比例进行均匀混合，然后经过高压注浆成型及等静压处理，这样可以加快水分扩散，加快吸浆速度，缩短注浆时间，并最终提高生坯的致密度及密度的均匀一致。生坯经过干燥与修坯后在窑炉中经过高温烧成，高温烧成可以进一步提高生坯的致密度，减少气孔率，从而使得最终的非金属材料的导热性能大大提高；由于此换热器的非金属材料的原料基体中添加了一些线性膨胀率和弹性模量低以及热导率高的第二相材料，有利于提高非金属材料的抗热震性能。

如图2所示，换热器中的换热管4在结构设计上采用从上至下“3-4-4”的叉排布置方式，即从上至下第一排3根换热管，第二和第三排均为4根换热管。从流体力学和传热学角度来看，这种叉排的布置方式会有利于不同管之间空气的扰动，换热效果明显增强，从而提高换热效率。

右侧烟箱5及左侧烟箱6均采用多个分体模块构成。如图1、2、3所示，右侧烟箱5及左侧烟箱6各自由三个如图3中所示的分体模块组成，因分体模块尺寸较之整个箱体来说尺寸较小，有利于成型工艺，而且其重量相对减少，有利于安装。

如图2、3所示，换热管4与右侧烟箱5和左侧烟箱6连接处采用凸台9进行进行平面上的线连接，避免了复杂的曲面连接，从而降低了密封难度；两一方面，这种连接增大了换热管4与右侧烟箱5和左侧烟箱6的接触面积，有利于用耐火泥进行密封，进而有效防止烘烤过程中换热管4发生烟气泄露。

如图1和4所示，右侧烟箱5和左侧烟箱6均设计清灰门7，可以进行双侧清灰，清灰时只需取下清灰门7，将换热管4及左右箱体中的积灰进行清除，清灰完毕后盖上清灰门即可。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器，特征在于：它包括炉体、炉顶出口连接管，以及由导热性能高且抗热震性能高的无机非金属材料制成的炉拱、换热管、清灰门和两个烟箱，换热管为叉排的结构方式布置，两个烟箱分别由多个分体模块连接构成；炉拱扣压在炉体的上方，两个烟箱直接通过换热管进行连接且两个烟箱处于同一水平面，炉拱出口连接管下端与炉拱连接，上端与一个烟箱连接，烟囱下端与另一个烟箱连接，另一端暴露在大气中；换热管与两个烟箱连接处采用凸台进行线连接，清灰门位于烟箱上。

2.根据权利要求1所述的用于密集烤房烟叶烘烤的非金属换热器，其特征在于，换热管与两个烟箱间凸台处为密封连接，清灰门与两个烟箱的侧面清灰口之间也为密封连接。

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