CN202254761U - 一种双向流气体辐射加热窑炉 - Google Patents

Abstract

一种双向流气体辐射加热窑炉装置，包括高温气体流通腔室，放置被加热产品的炉窑及辐射传热装置。高温气体流通腔室包括：设置在腔室的下部，并且与包围被加热产品的炉窑进行隔离的辐射体；设置在腔室顶部的隔热保温材料；加热辐射体的气体均温结构。其中，加热辐射体的气体均温装置包括高温气体进出口通道及导流槽。放置被加热产品的炉窑包括：设置在顶部与高温气体流通腔室底部共用的辐射体装置；设置在炉窑两侧及底部的隔热装置；设置在炉窑另外两侧的被加热产品的进口通道及出口通道。本实用新型为解决气体辐射窑炉辐射体面积较大而引起辐射体温度场分布不均匀的问题，在高温气体流通腔室内增加一种辐射体均温装置，由此可使辐射传热装置能够比较均匀地被高温气体加热，防止被加热产品因辐射受热不均而影响产品质量。

Description

一种双向流气体辐射加热窑炉

技术领域

本实用新型属于加热窑炉技术领域，具体涉及一种气体均匀辐射加热产品的装置。 

背景技术

在某些工业产品加工、生产过程中，加热是一道重要的工序，加热质量的好坏直接关系到产品的质量。在该类工业产品被加热的过程中，往往需要该产品处于清洁的氛围内，因此目前绝大部分是通过电加热辐射传热方式来实现，而目前电力资源较为紧张，且电价居高不下，极大地增加了该类工业产品的加热成本。 

目前，在该领域技术人员的努力下，虽然进行了利用比较廉价的燃气替代昂贵的电力资源，来加热该类工业产品的研究与开发，但对于工业加热窑炉而言，如果采用燃气辐射加热，由于辐射体截面面积较大，高温气体在流道中流动时不容易将辐射体加热均匀，这样不仅会因辐射体温度不均产生的热应力影响辐射体的使用寿命，并且还容易使产品受热不均匀从而影响产品质量。 

高温气体从气体辐射窑炉的气体流通腔室进口流至出口的过程中，主要以对流方式将高温气体中的热量传递给辐射体，放热能力不断发生变化，导致辐射体的温度场沿气体流动方向分布不均匀。且气体在流通腔室内流动过程中，由于辐射体的长度和宽度尺寸往往都较大，因此辐射体的温度场沿气体流动的横向方向也会分布不均匀。 

为解决辐射体的温度场分布不均匀问题，通常的措施是采用燃气辐射管加热技术，燃气辐射管加热装置是在密封套管内燃烧，通过受热的套管表面以热辐射为主的形式把热量传递到被加热物体。燃气辐射管由于管径较小，燃烧后的高温气体沿流动的横向方向温度分布比较均匀，但该技术会带来两个问题：一是辐射管成细长的形状，沿长度方向会存在较大的温差，二是气体燃烧对辐射管内表面造成局部高温灼烧及氧化腐蚀，大大降低了辐射管的使用寿命。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种双向流气体辐射加热窑炉，提高热辐射的均匀性。 

本实用新型的技术方案如下： 

一种双向流气体辐射加热窑炉，包括高温气体流通腔室、放置被加热产品的炉窑及辐射体；高温气体流通腔室和放置被加热产品的炉窑平行布置，中间通过辐射体分隔。在高温气体流通腔室内被纵向分隔成多个高温气体导流槽，高温气体导流槽下端通辐射体上表面，并在高温气体导流槽前后两侧的上部设置高温气体入口联箱，下部设置高温气体出口联箱；一个高温气体入口联箱和高温气体出口联箱与奇数位的高温气体导流槽连通，另一个高温气体入口联箱和高温气体出口联箱与偶数位的高温气体导流槽连通。

进入本实用新型的双向流均温传热装置的高温气体分为两股，一股高温气体从双向流气体辐射加热窑炉的一面侧墙的入口联箱进入内部的高温气体导流槽与辐射体进行热交换后，从双向流气体辐射加热窑炉的另一面侧墙的出口联箱流出；另一股高温气体则与前一股高温气体流向相反，即从双向流气体辐射加热窑炉的一面侧墙的入口联箱进入内部的高温气体导流槽与辐射体进行热交换后，从双向流气体辐射加热窑炉的另一面侧墙的出口联箱流出。 

其中，高温气体入口联箱为等压室结构，即剖面呈直角梯形形状，保证了在高温气体入口联箱内，沿高温气体流动方向流入高温气体导流槽内的气体流量均匀分布。相邻的两个高温气体导流槽内的气体流动方向相反，这样在高温气体导流槽宽度足够小的情况下，可以认为相邻的两个高温气体导流槽沿导流槽纵向方向的温度分布是均匀的。导流槽内，还可以增设各种形状的扰流或挡板装置，以增加高温烟气在导流槽内的流动行程及增强高温烟气在导流槽内的扰动，从而强化了高温烟气对辐射体的传热。 

可见，为解决气体辐射窑炉辐射体面积较大而引起辐射体温度场分布不均匀的问题，在高温气体流通腔室内增加一种辐射体均温结构，保证辐射体沿纵向和横向方向的温度场分布的均匀性，由此可使辐射传热装置能够比较均匀地被高温气体加热，防止被加热产品因辐射受热不均而影响产品质量。 

附图说明

图1为双向流气体辐射加热窑炉主视图。 

图2为双向流气体辐射加热窑炉侧视图。 

图3为双向流气体辐射加热窑炉双向流均温加热装置图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型提供的双向流气体辐射加热窑炉进行详细说明。 

如图1和图2所示，本实用新型的双向流气体辐射加热窑炉由高温气体流通腔室、高温气体入口联箱8和9，高温气体出口联箱7和10，高温气体导流槽3，辐射体2，放置被加热物体的炉窑1，耐高温材料4，保温材料5及双向流气体辐射加热窑炉壳体6等组成。高温气体流通腔室和放置被加热物体的炉窑1在窑炉中平行布置，中间由耐高温的辐射体2隔开。窑炉的外墙由耐高温材料4，保温材料5及双向流气体辐射加热窑炉壳体6三层构成。 

在高温气体流通腔室内设计有双向流均温传热结构，包括：高温气体入口联箱8和9，高温气体出口联箱7和10，高温气体导流槽3。高温气体导流槽3是在高温气体流通腔室内纵向分隔形成，高温气体导流槽3下端通辐射体2上表面，并在高温气体导流槽3前后两侧的上部设置高温气体入口联箱8和9，下部设置高温气体出口联箱7和10。高温气体入口联箱8和高温气体出口联箱7与奇数位的高温气体导流槽3连通，高温气体入口联箱9和高温气体出口联箱10与偶数位的高温气体导流槽3连通。 

如图3所示，进入窑炉的高温气体分为两股，一股高温气体从双向流气体辐射加热窑炉的一面侧墙的入口联箱8进入内部的偶数位上的高温气体导流槽3与辐射体2进行热交换后，从双向流气体辐射加热窑炉的另一面侧墙的出口联箱10流出；另一股高温气体则与前一股高温气体流向相反，即从双向流气体辐射加热窑炉的一面侧墙的入口联箱9进入内部的奇数位的高温气体导流槽3与耐高温辐射体2进行热交换后，从双向流气体辐射加热窑炉的另一面侧墙的出口联箱7流出。 

如图2和图3所示，高温气体入口联箱8和入口联箱9为等压室结构，即剖面呈直角梯形形状，保证了在高温气体入口联箱8和入口联箱9内，沿高温气体流动方向流入高温气体导流槽3内的气体流量均匀分布，从而保证了每个导流槽3内的高温气体传递给辐射体2的热量基本相等。 

如图3所示，相邻的两个高温气体导流槽3内的气体流动方向相反，在高温气体导流槽3宽度足够小的情况下，可以认为相邻的两个高温气体导流槽3沿导流槽纵向方向的温度分布是均匀的。 

另外，在在导流槽3内，还可以增设各种形状的扰流或挡板装置，以增加高温烟气在导流槽3内的流动行程及增强高温烟气在导流槽3内的扰动，从而强化了高温烟气对辐射体2的传热。 

Claims (5)

1.一种双向流气体辐射加热窑炉，包括高温气体流通腔室、放置被加热产品的炉窑及辐射体；高温气体流通腔室和放置被加热产品的炉窑平行布置，中间通过辐射体分隔；其特征在于：在高温气体流通腔室内被纵向分隔成多个高温气体导流槽（3），高温气体导流槽（3）下端通辐射体（2）上表面，并在高温气体导流槽（3）前后两侧的上部设置高温气体入口联箱（8和9），下部设置高温气体出口联箱（7和10）；高温气体入口联箱（8）和高温气体出口联箱（7）与奇数位的高温气体导流槽（3）连通，高温气体入口联箱（9）和高温气体出口联箱（10）与偶数位的高温气体导流槽（3）连通。

2.根据权利要求1所述的双向流气体辐射加热窑炉，其特征在于，所述高温气体入口联箱（8和9）的进气方向相反，使所述相邻的两个高温气体导流槽（3）内的气体流动方向相反。

3.根据权利要求1或2所述的双向流气体辐射加热窑炉，其特征在于，所述的高温气体入口联箱（8和9）为等压室结构，即剖面呈直角梯形形状，截面积逐渐减小，保证在高温气体入口联箱（8和9）内，沿高温气体流动方向流入高温气体导流槽（3）内的气体流量均匀分布。

4.根据权利要求3所述的双向流气体辐射加热窑炉，其特征在于，所述的高温气体导流槽（3）内，设置有扰流或挡板装置。

5.根据权利要求3所述的双向流气体辐射加热窑炉，其特征在于，所述加热窑炉的外墙由耐高温材料（4）、保温材料（5）和壳体（6）组成。

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