CN210267299U - 一种燃烧换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃烧换热器，包括燃烧室、换热室和燃烧器及附属管路；其特点是还包括换热壳体，燃烧室和换热室内部连通且并列设置在所述换热壳体内；燃烧室的一端连接燃烧器，另一端通过第一连接室与换热室一端连接；换热室另一端设置为气液混合物出口；换热壳体沿燃烧室/换热室径向方向设置换热介质出口和换热介质进口，换热介质出口设置在燃烧室一侧，换热介质进口设置在换热室一侧；换热壳体与燃烧室及换热室构成的空间为换热介质流通的空间。本实用新型的优点是以尽可能利用热能为原则进行设计，将燃烧室和换热室集成于同一换热壳体内，结构简单，体积小，有效利用热能，换热效率高，既能够避免对产品造成污染，又环保节能。

Description

一种燃烧换热器

技术领域

本实用新型属于换热设备领域，尤其涉及一种高换热效率的燃烧换热器。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。用于皮革生产的燃烧换热器包括燃烧室和蒸发室，燃烧室一端设进气口和进火口，另一端连接蒸发室，在蒸发室内设置需要加热蒸发的产品，其原理是燃烧室提供液体蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化，蒸发时气液两相完全分离。现有技术中燃烧换热器以煤炭作为燃料，使用煤炭在燃烧室内燃烧产生热烟气作为换热介质，热烟气通入蒸发室，携带的大量热量可用于产品的蒸发。缺点是燃料燃烧产生的热烟气中灰尘较多，若直接通入蒸发室，容易对产品造成污染，并且热烟气从蒸发室排放出还会污染环境；另外这种燃烧换热器的热能利用率低，燃烧换热器使用寿命短。

中国专利申请，申请号CN201811129910.4，申请日20180927，申请公布号CN109028126A，申请公布日20181218，公开了“一种燃烧换热器”，它主要包括燃烧器和换热器，所述燃烧器为两端开口的圆筒形结构，其外表面刷涂有一层高温银粉漆，燃烧器的一端通过一过渡圆台设有燃气入口，燃烧器的另一端连接有一个用于排出烟气并传递热量的第一烟箱；所述换热器通过支板设置在燃烧器的顶部，换热器的一端与第一烟箱连接，另一端通过第二烟箱与排烟管连接，所述排烟管的一端连接在第二烟箱的上端部，另一端通过螺栓连接有一烟管法兰，所述燃烧器内设置有多根换热管，且每根换热管之间均设置有供烟气通过的间隙，它具有结构简单、实用性强，可有效减少热量损耗等特点。该技术方案虽然提供了一种新型的有效减少热量损耗的燃烧换热器，但是其换热效率还存在很大的提高空间。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种燃烧换热器，结构简单，换热效率高，换热得到的热空气为洁净气体，用于产品蒸发使用时可有效避免对产品的污染，天然气为洁净能源，在本换热器内得到充分燃烧，最大化地利用燃烧产生的热能，具有节能环保的优势。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种燃烧换热器，包括燃烧室、换热室和燃烧器及附属管路，本实用新型所述附属管路包括燃烧器的供料管路，所述燃烧器使用天然气作为燃料；其特点是还包括换热壳体，所述燃烧室和换热室内部连通且并列设置在所述换热壳体内；所述燃烧室的一端连接燃烧器，另一端通过第一连接室与换热室一端连接；所述换热室另一端设置为气液混合物出口；所述换热壳体沿燃烧室/换热室径向方向设置换热介质出口和换热介质进口，所述换热介质出口设置在燃烧室一侧，所述换热介质进口设置在换热室一侧；所述换热壳体与燃烧室及换热室构成的空间为换热介质流通的空间。本实用新型在燃烧室和换热室外侧设置换热外壳，使燃烧室既作为供热设备进行供热又作为换热设备进行换热；应用时，换热介质首先进入换热室进行一次换热，然后进入燃烧室外侧进行二次换热，这样一次换热时只要达到稍低于目标温度的温度，经过燃烧室外侧的二次换热后达到目标温度，与现有技术只使用换热室(或称为换热器)进行换热相比减少了燃烧室到换热室之间的热量损耗，增加换热行程，达到节约能源的目的。

进一步地，所述换热室内设若干平行分布的换热管，管内流通的介质为燃烧热气。

进一步地，所述燃烧室为两端开口的圆筒形结构，与燃烧器连接的一端为进火口，与第一连接室连接的一端为出火口，所述燃烧室使用310S不锈钢材质制作；所述燃烧室外侧的换热壳体对应设置为弧形，使燃烧室外部的换热区更贴近燃烧室。

进一步地，所述第一连接室面对出火口的内侧设隔火板，防止燃烧室内喷出的火焰对第一连接室的破坏，所述隔火板为310S不锈钢板。

进一步地，所述换热介质出口连接第一引风机，引导换热后的换热介质向用热装置运动。

进一步地，所述气液混合物出口连接第二连接室，所述第二连接室设与换热壳体外部连通的出口；所述出口连接第二引风机，引导换热后在第一连接室和换热管内产生的气液混合物外排；所述第二连接室设置导向斜板，所述导向斜板的倾斜方向为远离开口的一端靠近换热管，连接开口的一端远离换热管。

进一步地，所述换热管包括数量相同的一级换热管和二级换热管，所述一级换热管和二级换热管平行并列设置，所述一级换热管一端连接第一连接室，另一端通过第三连接室与二级换热管一端连接，二级换热管另一端连接换热壳体外部的出口，所述出口连接第二引风机，引导换热后在第一连接室和换热管、第三连接室内产生的气液混合物外排；二级换热管靠近换热介质进口，换热介质首先与二级换热管壳程进行首次换热，在进入一级换热管壳程进行再次换热，在换热介质离开换热室时能够达到稍低于目标温度的温度，最后进入燃烧室外侧进行二次换热，达到目标温度，将换热管进行层级的划分，有效增加燃烧热气的管程，使燃烧热气尽可能多的与换热介质进行热量交换，使换热效率得到提高。

进一步地，所述第三连接室呈直角梯形结构，所述直角梯形结构的下底边设置为换热管的支撑板，斜腰的倾斜方向使所述一级换热管向二级换热管的空间逐渐缩小，一级换热管出来的燃烧热气进入第三连接室，冲击上底板，设置斜腰可以使在同样的条件下，燃烧热气快速进入二级换热管。

进一步地，所述换热壳体与燃烧室、第一连接室、换热室、第二连接室/第三连接室构成的空间设置为换热介质流通的空间；在换热介质流通的空间内，所述换热壳体、燃烧室、换热室、第一连接室、第二连接室/第三连接室所有与换热介质接触的表面满布散热片；所述散热片的分布走向与换热介质从换热介质进口至换热介质出口的流通方向一致，燃烧室和换热室所暴露在换热壳体中的部分都是有效的散热部分，也会有换热介质流通，满布散热片可以增加换热面积，最大程度利用燃烧产生的热能。

进一步地，所述散热片包括换热室的换热管外壁上的第一换热部、燃烧室上的第二换热部、第一连接室上的第三换热部，第三连接室上的第四换热部，增加换热面积，提高换热效率；所述第一换热部为铝质散热片，环绕在换热管外壁上；所述第一换热部呈波纹形，增加换热面积，提高换热效率；所述第二换热部为不锈钢材质制作的散热片，环绕在燃烧室外壁上不易腐蚀断裂，第二换热部与燃烧室焊接固定，防脱落；所述第二换热部呈波纹形，增加有效换热面积，提高换热效率；所述第二换热部的宽度为30-50mm，厚度为0.25-0.3mm。

使用时，燃烧器以天然气为燃料，在进火口和出火口之间的燃烧室内燃烧，喷出的火焰冲击第一燃烧室时设计有隔火板，燃烧热气通过第一连接室，热量也会传递到第一连接室，因此在第一连接室设置第三换热部，燃烧热气进入换热室，从换热介质进口进入的循环空气通过换热管上的第一换热部预热后与燃烧室上的第二换热部换热，在换热介质出口前换热介质达到目标温度，由换热介质出口的第一引风机引导至需热设备，进行生产；第一连接室和换热管内产生的气液混合物由第二引风机引导排出。

与现有技术相比，本实用新型的优点是以尽可能利用热能为原则进行设计，将燃烧室和换热室集成于同一换热壳体内，结构简单，体积小，有效利用热能，换热效率高，既能够避免对产品造成污染，又环保节能。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例1或2正视示意图。

图2是本实用新型实施例1俯视剖面示意图。

图3是本实用新型实施例1或2左视剖面示意图。

图4是本实用新型实施例2俯视剖面示意图。

图中：1-燃烧室 2-换热室 3-燃烧器 4-换热壳体 5-第一连接室 6-气液混合物出口 7-换热介质出口 8-换热介质进口 9-换热管 10-进火口 11-出火口 12-隔火板 13-第一引风机 14-第二连接室 15-第二引风机 16-导向斜板 17第一换热部 18-第二换热部19-第三换热部 20-第三连接室 21-第三引风机 22-下底边 23-斜腰 24-上底边 25-第四换热部 26-第五换热部。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。

在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

在实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1、图2、图3所示，一种燃烧换热器，包括燃烧室1、换热室2和燃烧器3及附属管路，附属管路包括燃烧器3的供料管路，燃烧器3使用天然气作为燃料；其特点是还包括换热壳体4，燃烧室1和换热室2内部连通且并列设置在所述换热壳体4内；燃烧室1的一端连接燃烧器3，另一端通过第一连接室5与换热室2一端连接；换热室2另一端设置为气液混合物出口6；换热壳体4沿燃烧室1/换热室2径向方向设置换热介质出口7和换热介质进口8，换热介质出口7设置在燃烧室1一侧，换热介质进口8设置在换热室2一侧；换热壳体4与燃烧室1及换热室2构成的空间为换热介质流通的空间。本实用新型在燃烧室1和换热室2外侧设置换热外壳4，使燃烧室1既作为供热设备进行供热又作为换热设备进行换热；应用时，换热介质首先进入换热室2进行一次换热，然后进入燃烧室1外侧进行二次换热，这样一次换热时只要达到稍低于目标温度的温度，经过燃烧室1外侧的二次换热后达到目标温度，与现有技术只使用换热室(或称为换热器)进行换热相比减少了燃烧室到换热室之间的热量损耗，增加换热行程，达到节约能源的目的。

换热室2内设若干平行分布的换热管9，管内流通的介质为燃烧热气。

燃烧室1为两端开口的圆筒形结构，与燃烧器3连接的一端为进火口10，与第一连接室5连接的一端为出火口11，燃烧室1使用310S不锈钢材质制作；燃烧室外侧的换热壳体4对应设置为弧形，使燃烧室1外部的换热区更贴近燃烧室1。

第一连接室5面对出火口的内侧设隔火板12，防止燃烧室1内喷出的火焰对第一连接室5的破坏，隔火板12为310S不锈钢板。

换热介质出口7连接第一引风机13，引导换热后的换热介质向用热装置运动。

气液混合物出口6连接第二连接室14，第二连接室14设与换热壳体4外部连通的出口；出口连接第二引风机15，引导换热后在第一连接室5和换热管9内产生的气液混合物外排；第二连接室14设置导向斜板16，导向斜板16的倾斜方向为远离开口的一端靠近换热管9，连接开口的一端远离换热管9。

换热壳体4与燃烧室1、第一连接室5、换热室2、第二连接室14构成的空间设置为换热介质流通的空间；在换热介质流通的空间内，换热壳体4、燃烧室1、换热室2、第一连接室5、第二连接室14所有与换热介质接触的表面满布散热片；散热片的分布走向与换热介质从换热介质进口8至换热介质出口7的流通方向一致，燃烧室1和换热室2所暴露在换热壳体4中的部分都是有效的散热部分，也会有换热介质流通，满布散热片可以增加换热面积，最大程度利用燃烧产生的热能。

散热片包括换热室2的换热管9外壁上的第一换热部17、燃烧室1上的第二换热部18、第一连接室5上的第三换热部19，第二连接室14上的第五换热部26，增加换热面积，提高换热效率；第一换热部17为铝质散热片，环绕在换热管9外壁上；第一换热部17呈波纹形，增加换热面积，提高换热效率；第二换热部18为不锈钢材质制作的散热片，环绕在燃烧室1外壁上不易腐蚀断裂，第二换热部18与燃烧室1焊接固定，防脱落；第二换热部18呈波纹形，增加有效换热面积，提高换热效率；第二换热部18的宽度为30-50mm，厚度为0.25-0.3mm。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种更优化的燃烧器设计方案。

如图1、图3、图4所示，换热管9包括数量相同的一级换热管和二级换热管，一级换热管和二级换热管平行并列设置，一级换热管一端连接第一连接室5，另一端通过第三连接室20与二级换热管一端连接，二级换热管另一端连接换热壳体4外部的出口，出口连接第三引风机21，引导换热后在第一连接室5和换热管9、第三连接室20内产生的气液混合物外排；二级换热管靠近换热介质进口8，换热介质首先与二级换热管壳程进行首次换热，在进入一级换热管壳程进行再次换热，在换热介质离开换热室2时能够达到稍低于目标温度的温度，最后进入燃烧室1外侧进行二次换热，达到目标温度，将换热管进行层级的划分，有效增加燃烧热气的管程，使燃烧热气尽可能多的与换热介质进行热量交换，使换热效率得到提高。

第三连接室20呈直角梯形结构，直角梯形结构的下底边22设置为换热管9的支撑板，斜腰23的倾斜方向使一级换热管向二级换热管的空间逐渐缩小，一级换热管出来的燃烧热气进入第三连接室20，冲击上底板24，设置斜腰24可以使在同样的条件下，燃烧热气快速进入二级换热管。

换热壳体4与燃烧室1、第一连接室5、换热室2、第三连接室20构成的空间设置为换热介质流通的空间；在换热介质流通的空间内，换热壳体4、燃烧室1、换热室2、第一连接室5、第三连接室20所有与换热介质接触的表面满布散热片；散热片的分布走向与换热介质从换热介质进口8至换热介质出口7的流通方向一致，燃烧室1和换热室2所暴露在换热壳体4中的部分都是有效的散热部分，也会有换热介质流通，满布散热片可以增加换热面积，最大程度利用燃烧产生的热能。

散热片包括换热室2的换热管9外壁上的第一换热部17、燃烧室1上的第二换热部18、第一连接室5上的第三换热部19，第三连接室20上的第四换热部25，增加换热面积，提高换热效率；第一换热部17为铝质散热片，环绕在换热管9外壁上；第一换热部17呈波纹形，增加换热面积，提高换热效率；第二换热部18为不锈钢材质制作的散热片，环绕在燃烧室1外壁上不易腐蚀断裂，第二换热部18与燃烧室1焊接固定，防脱落；第二换热部19呈波纹形，增加有效换热面积，提高换热效率；第二换热部18的宽度为30-50mm，厚度为0.25-0.3mm。

本实施例2与实施例最大的不同在于对换热管层级的划分，实施例1的燃烧热气从第一连接室进入到换热管的一端后经换热从另一端出来，进入第二连接室，燃烧热气在换热室内停留时间短，热能不能得到有效释放。本实施例在增加燃烧热气在换热室停留时间的同时，第三连接室的包括斜腰、上底边、直角腰等暴露在换热介质流通的空间，设置第四换热部使换热面积进一步增大，提高换热效率。

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。

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实用新型。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，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制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 (10)

1.一种燃烧换热器，包括燃烧室、换热室和燃烧器及附属管路；其特征在于：还包括换热壳体，所述燃烧室和换热室内部连通且并列设置在所述换热壳体内；所述燃烧室的一端连接燃烧器，另一端通过第一连接室与换热室一端连接；所述换热室另一端设置为气液混合物出口；所述换热壳体沿燃烧室/换热室径向方向设置换热介质出口和换热介质进口，所述换热介质出口设置在燃烧室一侧，所述换热介质进口设置在换热室一侧；所述换热壳体与燃烧室、第一连接室及换热室构成的空间为换热介质流通的空间。

2.根据权利要求1所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述换热室内设若干平行分布的换热管，管内流通的介质为燃烧热气。

3.根据权利要求1所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述燃烧室为两端开口的圆筒形结构，与燃烧器连接的一端为进火口，与第一连接室连接的一端为出火口，所述燃烧室使用310S不锈钢材质制作；所述燃烧室外侧的换热壳体对应设置为弧形。

4.根据权利要求1所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述第一连接室面对出火口的内侧设隔火板，所述隔火板为310S不锈钢板。

5.根据权利要求1所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述换热介质出口连接第一引风机。

6.根据权利要求2所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述气液混合物出口连接第二连接室，所述第二连接室设与换热壳体外部连通的出口，所述出口连接第二引风机，引导换热后在第一连接室和换热管内产生的气液混合物外排；所述第二连接室设置导向斜板，所述导向斜板的倾斜方向为远离开口的一端靠近换热管，连接开口的一端远离换热管。

7.根据权利要求2所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述换热管包括数量相同的一级换热管和二级换热管，所述一级换热管和二级换热管平行并列设置，所述一级换热管一端连接第一连接室，另一端通过第三连接室与二级换热管一端连接，二级换热管另一端连接换热壳体外部的出口，所述出口连接第二引风机，引导换热后在第一连接室和换热管、第三连接室内产生的气液混合物外排。

8.根据权利要求6或7所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述换热壳体与燃烧室、第一连接室、换热室、第二连接室/第三连接室构成的空间设置为换热介质流通的空间；在换热介质流通的空间内，所述换热壳体、燃烧室、换热室、第一连接室、第二连接室/第三连接室所有与换热介质接触的表面满布散热片；所述散热片的分布走向与换热介质从换热介质进口至换热介质出口的流通方向一致。

9.根据权利要求8所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述散热片包括换热室的换热管外壁上的第一换热部、燃烧室上的第二换热部、第一连接室上的第三换热部，第二连接室上的第五换热部，第三连接室上的第四换热部，增加换热面积，提高换热效率；所述第一换热部为铝质散热片，环绕在换热管外壁上；所述第一换热部呈波纹形；所述第二换热部为不锈钢材质制作的散热片，环绕在燃烧室外壁上并与燃烧室焊接固定。

10.根据权利要求7所述一种燃烧换热器，其特征在于：所述第三连接室呈直角梯形结构，所述直角梯形结构的下底边设置为换热管的支撑板，斜腰的倾斜方向使所述一级换热管向二级换热管的空间逐渐缩小。

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