CN218296854U - 一种具有旋转内管的高温热辐射换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，属于换热设备技术领域。该具有旋转内管的高温热辐射换热器包括换热壳体、法兰盖、旋转内管机构、驱动机构和传动机构；旋转内管机构包括热侧进气腔、第一内管支撑板、第二内管支撑板和至少两个旋转内管，旋转内管的外侧壁均布设置有扰流导热片；驱动机构靠近法兰盖设置用于通过传动机构驱动旋转内管旋转。本实用新型中通过设置多个直径较小的旋转内管，解决了传统烟气管道中部的高温废气无法与外管内的冷空气进行有效换热的问题，并且旋转内管在旋转过程中，扰流导热片能够使冷空气在旋转内管的外表面形成扰流，使得冷空气均匀包裹整个旋转内管进一步提升了换热效果。

Description

一种具有旋转内管的高温热辐射换热器

技术领域

本实用新型涉及一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，属于换热设备技术领域。

背景技术

随着国民经济的发展，能源利用以及环境保护成为了人们关注的热点问题之一。能源利用途径分布在各个行业各个领域，在工业生产过程中，热水洗、脱脂、烘干、固化等加热工序，常采用燃烧燃料加热的方式，加热过程中燃料燃烧后会产生大量高温的烟气和废气，这些高温空气如果直接排放到大气中，则白白浪费热能，而通过余热回收装置可以有效的回收热量并进行再次利用。

目前，用于高温废气的余热回收装置大多是圆筒环缝式辐射换热器，它主要是由两个同心安装的烟气管道与外管组成,烟气以低速流经过直径较大的烟气管道，冷空气以高速流过外管与烟气管道之间留有环形通道，高温烟气主要以辐射方式将热量传给烟气管道内壁，被烟气加热到高温的内壁以对流方式将热量传给环形通道中的冷空气。此外，烟气管道内壁又以辐射方式将热量传给外管，外管再以对流方式将热量传给冷空气，将其加热到高温。

目前的辐射换热器存在以下问题：

1、目前的辐射换热器由于其烟气管道直径较大，烟气管道中部的高温废气无法与外管内的冷空气进行有效换热，因此换热效率受到影响；

2、目前的辐射换热器在换热过程中，经过外管内的冷空气分布不均，进一步影响了换热效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种具有旋转内管的高温热辐射换热器。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，包括换热壳体、法兰盖、旋转内管机构、驱动机构和传动机构，换热壳体为管状且两端制有连接法兰，换热壳体的一端上部设置有冷侧出口，换热壳体的另一端下部设置有冷侧进口，换热壳体靠近冷侧出口的一端下部设置有热侧进口，换热壳体靠近冷侧进口一端的连接法兰处设置为热侧出口；

法兰盖与换热壳体靠近冷侧出口一端的连接法兰固接；

旋转内管机构包括热侧进气腔、第一内管支撑板、第二内管支撑板和至少两个旋转内管，热侧进气腔设置在换热壳体内靠近热侧进口一端，第一内管支撑板与热侧进气腔固接且竖直设置，第二内管支撑板设置在换热壳体内靠近热侧出口一端且竖直设置，旋转内管通过密封轴承可沿自身轴线旋转的设置在第一内管支撑板和第二内管支撑板之间，旋转内管的外侧壁均布设置有扰流导热片；

驱动机构靠近法兰盖设置用于通过传动机构驱动旋转内管旋转。

上述技术方案的改进是：驱动机构包括电机、减速器、主动轮、从动轮和驱动转轴，电机的输出轴与减速器的输入端连接，减速器的输出轴与主动轮的中部固接，驱动转轴贯穿法兰盖中部设置，驱动转轴与法兰盖之间设置有密封轴承，驱动转轴的一端与从动轮的中部固接，主动轮通过皮带与从动轮连接，驱动转轴的另一端用于通过传动机构驱动旋转内管旋转。

上述技术方案的改进是：旋转内管为两个。

上述技术方案的改进是：传动机构包括相互啮合的主动齿轮和两个齿圈，主动齿轮的中部与驱动转轴固接，两个齿圈的内侧分别与旋转内管的外侧壁固接。

上述技术方案的改进是：旋转内管为四个。

上述技术方案的改进是：传动机构包括主动齿轮、四个中间齿轮和四个齿圈，主动齿轮分别与四个中间齿轮的一侧啮合设置，四个中间齿轮的另一侧分别与四个齿圈啮合设置，主动齿轮的中部与驱动转轴固接，四个齿圈的内侧分别与旋转内管的外侧壁固接。

上述技术方案的改进是：换热壳体的中部设置有膨胀机构，膨胀机构包括波纹管和支撑装置，支撑装置沿波纹管的圆周方向均匀间隔设置在换热壳体的外侧壁上。

上述技术方案的改进是：支撑装置包括支撑板和支撑螺杆，支撑板为两块且对称设置在波纹管的两端，支撑板与换热壳体的外侧壁固接，支撑螺杆的两端分别贯穿支撑板，支撑板的两侧分别设置有限位螺母，限位螺母分别与支撑螺杆螺纹连接。

本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：本实用新型的具有旋转内管的高温热辐射换热器中，将传统的直径较大的单个烟气管道改变为多个直径较小的旋转内管，解决了传统烟气管道中部的高温废气无法与外管内的冷空气进行有效换热的问题，并且旋转内管通过驱动机构旋转，旋转内管在旋转过程中，扰流导热片能够使冷空气在旋转内管的外表面形成扰流，使得冷空气均匀包裹整个旋转内管进一步提升了换热效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例1具有旋转内管的高温热辐射换热器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1具有旋转内管的高温热辐射换热器的剖视结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中传动机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中旋转内管的扰流导热片处剖视结构示意图；

图5是本实用新型实施例2具有旋转内管的高温热辐射换热器的剖视结构示意图；

图6是本实用新型实施例2中传动机构的结构示意图；

其中：1-电机，2-减速器，3-主动轮，4-皮带，5-从动轮，6-驱动转轴，7-法兰盖，8-冷侧出口，9-换热壳体，10-热侧进口，11-冷侧进口，12-热侧出口，13-波纹管，14-支撑螺杆，15-支撑板，16-热侧进气腔，17-第一内管支撑板，18-旋转内管，19-扰流导热片，20-第二内管支撑板，21-齿圈，22-主动齿轮，23-中间齿轮。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，如图1-4所示，包括换热壳体9、法兰盖7、旋转内管机构、驱动机构和传动机构，换热壳体9为管状且两端制有连接法兰，换热壳体9的一端上部设置有冷侧出口8，换热壳体9的另一端下部设置有冷侧进口11，换热壳体9靠近冷侧出口8的一端下部设置有热侧进口10，换热壳体9靠近冷侧进口11一端的连接法兰处设置为热侧出口12；

法兰盖7与换热壳体9靠近冷侧出口8一端的连接法兰固接；

旋转内管机构包括热侧进气腔16、第一内管支撑板17、第二内管支撑板20和两个旋转内管18，热侧进气腔16设置在换热壳体9内靠近热侧进口10一端，第一内管支撑板17与热侧进气腔16固接且竖直设置，第二内管支撑板20设置在换热壳体9内靠近热侧出口12一端且竖直设置，第二内管支撑板20为圆盘状且外侧与换热壳体9的内壁固接，旋转内管18通过密封轴承可沿自身轴线旋转的设置在第一内管支撑板17和第二内管支撑板20之间，旋转内管18的外侧壁均布设置有扰流导热片19；

驱动机构靠近法兰盖7设置用于通过传动机构驱动旋转内管18旋转。

本实施例的具有旋转内管的高温热辐射换热器中，如图1所示，驱动机构包括电机1、减速器2、主动轮3、从动轮5和驱动转轴6，电机1的输出轴与减速器2的输入端连接，减速器2的输出轴与主动轮3的中部固接，驱动转轴6贯穿法兰盖7中部设置，驱动转轴6与法兰盖7之间设置有密封轴承，驱动转轴6的一端与从动轮5的中部固接，主动轮3通过皮带4与从动轮5连接，驱动转轴6的另一端用于通过传动机构驱动旋转内管18旋转。

本实施例的具有旋转内管的高温热辐射换热器中，如图3所示，传动机构包括相互啮合的主动齿轮22和两个齿圈21，主动齿轮22的中部与驱动转轴6固接，两个齿圈21的内侧分别与旋转内管18的外侧壁固接。

本实施例的具有旋转内管的高温热辐射换热器中，如图1所示，换热壳体9的中部设置有膨胀机构，膨胀机构包括波纹管13和支撑装置，支撑装置沿波纹管13的圆周方向均匀间隔设置在换热壳体9的外侧壁上。支撑装置包括支撑板15和支撑螺杆14，支撑板15为两块且对称设置在波纹管13的两端，支撑板15与换热壳体9的外侧壁固接，支撑螺杆14的两端分别贯穿支撑板15，支撑板15的两侧分别设置有限位螺母，限位螺母分别与支撑螺杆14螺纹连接。

本实施例的具有旋转内管的高温热辐射换热器的实际应用方法为：将传统的直径较大的单个烟气管道改变为多个直径较小的旋转内管18，第一内管支撑板17和第二内管支撑板20分别设置有与旋转内管18连通的通孔，从而使热侧进气腔16与旋转内管18形成热侧的烟气通道，换热壳体9与热侧进气腔16外部和旋转内管18外部之间的空隙形成冷空气通道，解决了传统烟气管道中部的高温废气无法与外管内的冷空气进行有效换热的问题；并且在换热过程中，启动电机，通过驱动机构和传动机构带动旋转内管18旋转，旋转内管18在旋转过程中，扰流导热片19能够使冷空气在旋转内管18的外表面形成扰流，使得冷空气均匀包裹整个旋转内管18进一步提升了换热效果。

实施例2

本实施例的一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，如图5和6所示，机构基本与实施例1相同，不同之处在于：旋转内管18为四个。传动机构如图6所示，包括主动齿轮22、四个中间齿轮23和四个齿圈21，主动齿轮22分别与四个中间齿轮23的一侧啮合设置，四个中间齿轮23的另一侧分别与四个齿圈21啮合设置，主动齿轮22的中部与驱动转轴6固接，四个齿圈21的内侧分别与旋转内管18的外侧壁固接。

本实施例的具有旋转内管的高温热辐射换热器的实际应用中，旋转内管18设置较多个时，由于传动机构的中间齿轮23较小而齿圈21较大，安装时会出现齿圈21相互干涉无法安装的问题，因此通过增加中间齿轮23来增加齿圈21与中间齿轮23之间的距离，从而解决齿圈21无法安装的问题。本实施例的一种具有旋转内管的高温热辐射换热器在使用过程中，需定期向主动齿轮22、中间齿轮23和齿圈21以及各个密封轴承之间添加耐高温润滑油，防止高温工况下部分齿轮出现抱死情况。

本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：包括换热壳体、法兰盖、旋转内管机构、驱动机构和传动机构，所述换热壳体为管状且两端制有连接法兰，所述换热壳体的一端上部设置有冷侧出口，所述换热壳体的另一端下部设置有冷侧进口，所述换热壳体靠近所述冷侧出口的一端下部设置有热侧进口，所述换热壳体靠近所述冷侧进口一端的连接法兰处设置为热侧出口；

所述法兰盖与所述换热壳体靠近所述冷侧出口一端的连接法兰固接；

所述旋转内管机构包括热侧进气腔、第一内管支撑板、第二内管支撑板和至少两个旋转内管，所述热侧进气腔设置在所述换热壳体内靠近所述热侧进口一端，所述第一内管支撑板与所述热侧进气腔固接且竖直设置，所述第二内管支撑板设置在所述换热壳体内靠近所述热侧出口一端且竖直设置，所述旋转内管通过密封轴承可沿自身轴线旋转的设置在所述第一内管支撑板和第二内管支撑板之间，所述旋转内管的外侧壁均布设置有扰流导热片；

所述驱动机构靠近所述法兰盖设置用于通过所述传动机构驱动所述旋转内管旋转。

2.根据权利要求1所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述驱动机构包括电机、减速器、主动轮、从动轮和驱动转轴，所述电机的输出轴与所述减速器的输入端连接，所述减速器的输出轴与所述主动轮的中部固接，所述驱动转轴贯穿所述法兰盖中部设置，所述驱动转轴与所述法兰盖之间设置有密封轴承，所述驱动转轴的一端与所述从动轮的中部固接，所述主动轮通过皮带与所述从动轮连接，所述驱动转轴的另一端用于通过所述传动机构驱动所述旋转内管旋转。

3.根据权利要求2所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述旋转内管为两个。

4.根据权利要求3所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述传动机构包括相互啮合的主动齿轮和两个齿圈，所述主动齿轮的中部与所述驱动转轴固接，两个所述齿圈的内侧分别与所述旋转内管的外侧壁固接。

5.根据权利要求2所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述旋转内管为四个。

6.根据权利要求5所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述传动机构包括主动齿轮、四个中间齿轮和四个齿圈，所述主动齿轮分别与四个所述中间齿轮的一侧啮合设置，所述四个所述中间齿轮的另一侧分别与四个所述齿圈啮合设置，所述主动齿轮的中部与所述驱动转轴固接，四个所述齿圈的内侧分别与所述旋转内管的外侧壁固接。

7.根据权利要求1所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述换热壳体的中部设置有膨胀机构，所述膨胀机构包括波纹管和支撑装置，所述支撑装置沿所述波纹管的圆周方向均匀间隔设置在所述换热壳体的外侧壁上。

8.根据权利要求7所述的具有旋转内管的高温热辐射换热器，其特征在于：所述支撑装置包括支撑板和支撑螺杆，所述支撑板为两块且对称设置在所述波纹管的两端，所述支撑板与所述换热壳体的外侧壁固接，所述支撑螺杆的两端分别贯穿所述支撑板，所述支撑板的两侧分别设置有限位螺母，所述限位螺母分别与所述支撑螺杆螺纹连接。

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