CN218884018U - 一种空气预热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种空气预热器。空气预热器，包括：容器本体和芯体；所述容器本体具有内筒和外筒，所述芯体安装在所述内筒和外筒之间；所述芯体包括第一板件和第二板件，所述第一板件的波峰和第二板件的波谷围成第一空腔，所述第一板件、第二板件、内筒和外筒围成第二空腔，解决了预热器的规模无法做大的问题。

Description

一种空气预热器

技术领域

本实用新型涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种空气预热器。

背景技术

空气预热器(air pre-heater)是利用锅炉烟气或其他热流体通过内部的散热片将空气预热到一定温度的设备。

现有技术中公开了一种空气预热器，如图1所示，其在预热器中设置波状散热片板，波状散热片与预热器的外筒壁和内筒壁分别围成两个隔绝的空腔从而实现热交换，但该结构中的两个空腔均是由散热片和预热器的壁围成的，因此该预热器要增加换热量就只能增大预热器的直径，导致预热器的规模无法做大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型实施例的目的是提供一种空气预热器，以解决预热器的规模无法做大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种空气预热器，包括：容器本体和芯体；所述容器本体具有内筒和外筒，所述芯体安装在所述内筒和外筒之间；所述芯体包括第一板件和第二板件，所述第一板件的波峰和第二板件的波谷围成第一空腔，所述第一板件、第二板件、内筒和外筒围成第二空腔。

优选的，所述芯体呈螺旋状绕制在所述容器本体的内筒和外筒之间。

优选的，所述第一板件和第二板件为波纹板。

优选的，所述波纹板横截面呈矩形。

优选的，所述第一空腔内气体流动方向和第二空腔内气体流动方向相反。

优选的，所述容器本体第一端设置第一连通块，第二端设置第二连通块，所述第一连通块内侧具有进气口连通内筒，第一连通块下侧与所述第二空腔连通；所述第二连通块上侧与第二空腔连通，外侧设置排气口。

优选的，所述容器本体第二端设置分配器，所述分配器具有与所述第二连通块交叉设置的多个第三连通块，所述第三连通块与所述第一空腔连通。

优选的，所述分配器具有环形空腔，环形空腔设置进气管，所述第三连通块呈圆周阵列方式设置在环形空腔上，第三连通块设置第三连通口。

优选的，所述容器本体第一端设置收集器，所述收集器具有与所述第一连通块交叉设置的多个第四连通块，第四连通块下端与所述第一空腔连通。

优选的，所述收集器远离第四连通块的一侧设置凸台，所述凸台为直径小于外筒的中空结构，凸台上设置有第一排气管和第二排气管。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型空气预热器的内筒和外筒之间具有腔室，腔室内设置芯体，芯体具有两个板件，两个板件之间围成通入冷热流体的一个空腔，两个板件外侧的腔室形成通入另一冷热流体的一个空腔。因此，该芯体结构可以在内、外筒的腔室中呈螺旋状布置，可绕着内筒卷制多层，增大了预热器的换热量。因此，当需要增大换热量时，只需适当增大内、外筒之间的距离，而无需增大整个预热器的外径，解决了预热器的规模无法做大的问题，能够适应不同规模的换热器。

2、本实用新型提出的空气预热器，热侧空气将热量传递给冷侧空气，使冷侧空气升温，整体采用内、外筒的环状结构，方便与其他部件嵌套，可以在环状结构内嵌套小直径的其他部件，也可以将该预热器嵌套在其他较大的部件内，体积小且便于维护。

3、本实用新型的预热器底部设置分配器，分配器具有环形空腔，环形空腔上设置多个第三连通口，气体经环形空腔和第三连通口均匀的进入第一口腔内，极大的提高流体分配的均匀性，使换热过程更加稳定可控，同时提高了换热效率。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是背景技术中提到的现有的预热器示意图；

图2是本实用新型实施例提供的空气预热器外形示意图；

图3是本实用新型实施例提供的空气预热器的芯体示意图；

图4是本实用新型实施例提供的空气预热器的芯体细节示意图；

图5是本实用新型实施例提供的容器本体、分配器和收集器示意图；

图6是本实用新型实施例提供的分配器示意图；

图7是本实用新型实施例提供的空气预热器中空气流通示意图；

图8是本实用新型实施例提供的隐藏分配器和收集器的示意图；

图9是本实用新型实施例提供的空气预热器中热流体流通示意图；

图中：1、容器本体；11、外筒；12、内筒；13、第一连通块；14、进气口；15、第二连通块；16、排气口；2、分配器；21、第三连通块；22、进气管；23、第三连通口；3、收集器；31、凸台；32、第一排气管；33、第二排气管；34、第四连通块；4、芯体；41、第一板件；42、第二板件；43、第一空腔；44、第二空腔；

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型一实施例中记载了一种空气预热器，如图2-图9所示，包括：容器本体1和芯体4；所述容器本体1具有内筒12和外筒11，所述芯体4安装在所述内筒12和外筒11之间；所述芯体4包括第一板件41和第二板件42，所述第一板件41的波峰和第二板件42的波谷围成第一空腔43，所述第一板件41、第二板件42、内筒12和外筒11围成第二空腔44。

如图4所示，芯体4为高温气气换热芯体，其为连续卷制的波纹板式换热芯体，波纹板横截面呈矩形，高温气气换热芯体包含第一板件41(即上波纹板)以及第二板件42(即下波纹板)，上波纹板的波谷和下波纹板的波峰相抵，相抵的波谷和波峰为波纹板形成了支撑。上波纹板的波峰和下波纹板的波谷形成的气体流道为第一空腔43。两个连续波峰与内筒壁或外筒壁之间形成的气体流道为第二空腔44。

如图3所示，上波纹板与下波纹板形成了一组卷制单元，卷制单元轴心进行卷制，从而形成了双层螺旋波纹板。第一空腔由两个板件的波谷、波峰之间的空间围成，第二空腔由两个板件的外侧与内、外筒围成，因此第二空腔的体积大于第一空腔的体积，根据冷热流体即空气与热流体的体积流量之比，确定气体的流动位置，小体积流量气体在双层螺旋波纹板的第一空腔中流动。在相邻波峰或波谷之间形成了另一个流体流道(即第二空腔)，且该流道的流动空间大于第一空腔的流道，大体积流量气体在第二空腔中流动。

本实用新型空气预热器的内筒和外筒之间具有腔室，腔室内设置芯体，芯体具有两个板件，两个板件之间围成通入冷热流体的一个空腔(即第一空腔，简单地可以理解为换热器的管侧)，两个板件外侧的腔室形成通入另一冷热流体的一个空腔(即第二空腔，简单地可以理解为换热器的壳侧)。因此，该芯体结构可以在内、外筒的腔室中呈螺旋状布置，可绕着内筒卷制多层，增大了预热器的换热量。因此，当需要增大换热量时，只需适当增大内、外筒之间的距离，而无需增大整个预热器的外径，解决了预热器的规模无法做大的问题。

本实用新型具有连续卷制的环形波纹板芯体，该板连续加工，一体成型，中心区域无焊点，具有较好的耐高温性能及热膨胀性能。

本实用新型中连续卷制的换热板为波纹板，具有更高的对流换热系数。另本实用新型卷制的双层螺旋波纹板，具有两个大小不同的尺寸，可以根据流量的不同选择合适的冷热流体流动位置。

另外，空气预热器的现有技术中，多数空气预热器都是单独部件，需要与其他部件通过管路连接组成系统，因此具有系统体积大，不利于保温，压力损失较大，不利于装配等问题。

本实用新型提出的空气预热器，采用间壁式换热，热侧空气将热量传递给冷侧空气，使冷侧空气升温，整体采用内、外筒的环状结构，方便与其他部件嵌套，可以在环状结构内嵌套小直径的其他部件，也可以将该预热器嵌套在其他较大的部件内，体积小且便于维护。

所述第一空腔43内气体流动方向和第二空腔44内气体流动方向相反，通过采用逆流换热提高预热器的换热效率。本实施例中以第一空腔中为冷侧，第二空腔中为热侧进行详细说明：

如图8所示，所述容器本体1第一端(即图8中上端)呈圆周阵列方式间隔设置多个第一连通块13，第二端(即图8中下端)呈圆周阵列方式间隔设置多个第二连通块15，第一、第二连通块均为中空的立方体结构。所述第一连通块13内侧具有进气口14连通内筒12，第一连通块13下侧与所述第二空腔44连通；所述第二连通块15上侧与第二空腔44连通，外侧设置排气口16。

如图9所示，热流体从内筒(内筒中的燃烧器)下端进入，经内筒上的进气口14进入第一连通块13(为了清楚表达，图9中省略了第一连通块13)，流动方向发生了90度折转，从沿着轴向方向变成了沿着径向辐射状扩散，经多个微小矩形口均匀进入的热流体进入第二空腔，在高温气气换热芯体热侧放热，降低温度后从第二连通块15外侧的排气口16径向排出。

如图5、图6所示，所述容器本体1第二端设置分配器2，所述分配器2具有与所述第二连通块15交叉设置的多个第三连通块21，所述第三连通块21与所述第一空腔43连通。所述分配器2具有环形空腔，环形空腔设置进气管22，所述第三连通块21呈圆周阵列方式设置在环形空腔上，第三连通块21为中空的立方体结构，上端设置第三连通口23与所述第一空腔43连通。

本实用新型的预热器底部设置分配器，分配器具有环形空腔，环形空腔上设置多个第三连通口，气体经环形空腔和第三连通口均匀的进入第一口腔内，极大的提高流体分配的均匀性，使换热过程更加稳定可控，同时提高了换热效率。

如图5所示，所述容器本体1第一端设置收集器3，所述收集器3具有与所述第一连通块13交叉设置的多个第四连通块34，第四连通块34为中空的立方体结构，下端与所述第一空腔43连通。所述收集器3远离第四连通块34的一侧设置凸台31，所述凸台31为直径小于外筒11的中空结构，凸台31上设置有第一排气管32和第二排气管33。分配器和收集器均为钣金工艺制作而成，成本低廉、制作简易。

芯体4两端具有密封结构，使两种流体不混合，密封结构可以通过焊接的方式进行连接。

如图7所示，冷空气从进气管22进入，冲击到环形空腔的内壁面上，然后将空气均匀的分布到垂直于轴向的环形平面上，再经过多个第三连通块21均匀进入芯体4的冷侧(即第一空腔)，在高温气气换热芯体4中被加热。被加热后的空气经过多个第四连通块34进入收集器15，经第一排气管32和第二排气管33排出，通过设置两个排气管用于后续不同的用途。

收集器15内部可为空腔，也可在空腔的基础上增加扰流结构以增强出口温度的均匀性。空气出口收集器15具有两级结构，第一级直径等于容器外筒的直径，第二级结构为凸台31直径小于容器外筒的直径，被加热后的空气经两级收集后从两个出口流出。通过设置小直径的凸台结构，便于两个排气管的布置。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种空气预热器，其特征在于，包括：容器本体和芯体；

所述容器本体具有内筒和外筒，所述芯体安装在所述内筒和外筒之间；

所述芯体包括第一板件和第二板件，所述第一板件的波峰和第二板件的波谷围成第一空腔，所述第一板件、第二板件、内筒和外筒围成第二空腔。

2.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述芯体呈螺旋状绕制在所述容器本体的内筒和外筒之间。

3.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述第一板件和第二板件为波纹板。

4.如权利要求3所述的空气预热器，其特征在于，所述波纹板横截面呈矩形。

5.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述第一空腔内气体流动方向和第二空腔内气体流动方向相反。

6.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述容器本体第一端设置第一连通块，第二端设置第二连通块，所述第一连通块内侧具有进气口连通内筒，第一连通块下侧与所述第二空腔连通；所述第二连通块上侧与第二空腔连通，外侧设置排气口。

7.如权利要求6所述的空气预热器，其特征在于，所述容器本体第二端设置分配器，所述分配器具有与所述第二连通块交叉设置的多个第三连通块，所述第三连通块与所述第一空腔连通。

8.如权利要求7所述的空气预热器，其特征在于，所述分配器具有环形空腔，环形空腔设置进气管，所述第三连通块呈圆周阵列方式设置在环形空腔上，第三连通块设置第三连通口。

9.如权利要求6所述的空气预热器，其特征在于，所述容器本体第一端设置收集器，所述收集器具有与所述第一连通块交叉设置的多个第四连通块，第四连通块下端与所述第一空腔连通。

10.如权利要求9所述的空气预热器，其特征在于，所述收集器远离第四连通块的一侧设置凸台，所述凸台为直径小于外筒的中空结构，凸台上设置有第一排气管和第二排气管。

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