专利名称：一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃煤热风炉，特别是涉及一种农业塑料暖棚使用的高效燃煤热风炉。
背景技术：
我国冬季北方农村(或林区)塑料暖棚通常采用燃煤地火龙或间隔摆放燃煤炉供暖，并设专人值守。这种供暖方式的主要弊端是煤耗量大、室温不高、塑料暖棚温度不均衡 (无论在垂直方向，还是在水平方向的温度梯度皆很大，特别是处于距煤炉较远处的作物颇易冻伤)、人力资源的浪费也颇大。简言之，目前的塑料暖棚用燃煤热风炉大都存在着换热效率低、能耗大、供热量小、对环境污染严重、成本较高等缺点。问世不久的塑料暖棚燃煤热风炉是民用热风炉之佼佼者，其中大部分是采用立式结构。它占地面积小，并且其烟气、热风各走其道，互不干扰，输出的热风对环境污染较小， 但是它存在下述不足①热风换热管的内、外表面大都为光滑的金属管。因此，被换热的空气和烟气两者的接触面积小，换热风的流程短，并且存在大量的“流体(烟气和被换热的空气)换热死区”，从而导致换热管局部的热量滞留，形成某些局部的高温区。这不仅使得换热效率下降，而且也导致钢管局部区域长时间处于过热状态，缩短了换热管的使用寿命。②虽然现在有些热风炉的换热管外表面采用了翅片管结构，在其外表面形成气体(被换热的空气)的紊流，消除了某些“流体换热的死区”，在一定程度上改善了换热效率，但是其内部仍保留原来的光滑表面。根据流体力学理论可知，该结构将要在其内部光滑管壁的表面附近产生静止烟气的附面层，从而增加了表面层的摩擦和粘滞系数。它不仅减缓了烟气的导热速度，降低了换热效率，而且也会产生局部“烟气换热死区”，形成管壁表面的局部高温区， 缩短了换热管的使用寿命。③现在的热风炉烟气通道大都采用与换热管的直联结构或烟气沉降过渡装置，而没有采用热风导向隔板结构。因此，热风换热流程短，换热效率低。④为了保证热风炉的输出热风功率，我国的绝大多数燃煤热风炉都是使用离心风机。因此热风炉不仅功耗大，体积大，而且噪声很大(高达60分贝以上)，污染了周围环境。⑤大多数燃煤热风炉为了增加热风流量，提高燃煤热风炉的输出功率、热效率，不采用优化结构，也不设计最佳工作参数，而是采取治标不治本的办法，简单地提高风机功率和增加煤耗量，结果产生了恶性循环不仅增加了运行成本，缩短了热风炉的使用寿命，并且造成对环境更大的污染。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种采用轴流风机或横流风机的塑料暖棚用高效燃煤热风炉。它使用优化结构，特别采用具有旋进旋涡结构的换热翅片管和热风导向隔板结构，不仅可以节约燃煤和电量，提高换热效率，而且能够延长热风炉的使用寿命，减少对环境的污染(粉尘、一氧化碳、黑烟和噪声等)。本实用新型是这样实现的一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉，它包括左、右炉体、烟道、燃煤燃烧室、炉盖、炉箅、炉门、落灰膛、换热筒、集烟腔、烟筒、横管板、热风导向横隔板、换热翅片管、进风口、风机(轴流风机或贯流风机，当然也可以使用离心风机)、出风口和暖棚内风道，其特征在于，所述的燃煤热风炉的左、右两炉体是通过炉体下部的烟道连通的。烟道经由换热筒、集烟腔，与烟筒相通，烟筒通向塑料暖棚外，而进风口与风机连接，出风口与暖棚内的散热风道连接。其右炉体包括燃煤燃烧室、顶部可通风的炉盖、位于炉体中部的并且四周被耐火材料填充的燃烧室、位于燃烧室下部的炉箅、位于炉箅的上方和燃烧室的下部的一个炉门(看火、清炉用)、位于炉箅下方和炉底之间的清灰用第二个炉门。它的左炉体包括八大部分——烟道、落灰炉膛、换热筒、集烟腔、换热翅片管、烟筒、出风口和进风口。烟道是左、右两炉体的连通装置。烟道的下方有落灰炉膛，在它的侧面设置了清灰用的炉门；在烟道的上方有换热筒，在换热筒内有两块管板——上、下横管板；在两块横管板之间安装有两块热风导向横隔板——上、下热风导向横隔板，它们是本实用新型的关键部件之一。其功能是延长换热空气的换热流程，提高换热效率。此外，在两块横管板和两块横隔板之间有数根换热翅片管纵向穿过，该翅片管的两端是敞口的，并且该翅片管的内部之全部或局部(至少有一小段)具有旋进旋涡突起结构。上述结构能够在其内、外表面附近产生气体(被换热的空气)旋进旋涡的紊流场在表层流动、烟气的旋转增压流动和涡轮效应，从而可以消除某些“流体换热死区”以及增大烟气流速、流量，改善换热效率，延长热风炉的使用寿命。在上横管板的上方设置了集烟腔，并且与烟筒相连接。在换热筒的前下方具有进风口，并且可与风机(轴流风机或横流风机，当然也可以使用离心风机) 相连接(图中没有示出)。烟道经由换热筒、集烟腔等，与烟筒相连，烟筒通向塑料暖棚外； 出风口设置在换热筒的上方，与暖棚内散热风道连接(图中没有示出)。具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管是本实用新型的另一个关键部件。众所共知，为了实现烟气的旋转增压流动和涡轮效应，从而可以消除某些“流体换热死区”以及增大烟气流速、流量，改善换热效率，常规技术是采用离心风机。可是因为烟气温度很高(摄氏数百度)，所以高温轴承和高温密封件很难解决。本实用新型的具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管不包含任何旋转零件。它由管壁、翅片和翅片管内具有旋进旋涡突起结构的烟气旋流导向板叶片构成。其特征在于，所述的翅片管管壁之横断面呈椭圆形或圆形，其翅片成螺旋状地分布于管壁之外表面，并与管壁的外表面为物理紧密接触。翅片管内具有旋进旋涡突起结构的烟气旋流导向板叶片置于换热翅片管管壁内部，是由耐高温材料构成的。它的一端与管壁的内表面为物理紧密接触，而另一端悬空，各旋流导向板叶片等间隔地设置，成螺旋状，各叶片的悬空端应留有适当间隔，并且在换热翅片管半径方向上，该间隔随着烟气流向逐步减少，换言之，烟气旋流导向板叶片围绕椭圆形或圆形管壁内表面，沿前进方向呈上升螺旋状。本实用新型的塑料暖棚用高效燃煤热风炉的效果在于，可实现棚内温度均衡、升温快、节约燃煤、一次填煤可连续燃烧10-12小时，对环境污染小(粉尘、一氧化碳、黑烟和噪声等)并且能够节约劳动力、降低暖棚的运营成本。简言之，不仅可以节煤、节电，降低暖棚的运营成本，提高换热效率，而且能够延长热风炉的使用寿命，减少对环境的污染(粉尘、一氧化碳、黑烟和噪声等)。特别需要强调的是由于采用具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管以及具有旋涡突起结构的热风管，它们不仅能够提高热风管中热风的流速，改善了和热风的流动形态，而且可以消除换热翅片管的某些“流体换热死区”，增大了换热翅片管中的换热流程和换热量，因而才有可能在保持热风量输出不变的前提条件下，以轴流风机或者横流风机代替离心风机，才有可能大幅度的降低热风炉的功耗和噪声。
本实用新型的结构可以结合下述附图和实例说明图1示意地表示出一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉结构的主视图；图2示意地表示出一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉结构的俯视图；图3是一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉的B-B剖面示意图；图4是一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉的A-A剖面示意图；图5是一根具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管的C-C剖面示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉30，它包括左炉体31、右炉体32、烟道33、清理炉门1、燃煤燃烧室34、炉盖5、耐火保温层6、炉箅7、上炉门 35、下炉门36、落灰膛37、落灰炉膛43、换热筒3、集烟腔39、烟筒46、第一块横管板2、第二块横管板45、第二块热风导向横隔板10、第一块热风导向横隔板11、换热翅片管4、进风口 9、轴流风机、横流风机或离心风机40 (图中没有示出)、出风口 8、暖棚内风道41 (图中没有示出)，其特征在于，所述的燃煤热风炉的左、右两炉体31、32是通过炉体下部的烟道33连通的。其右炉体32包括顶部可通风的炉盖5、中部有四周被耐火材料填充的耐火保温层6 之燃烧室34。在燃烧室34下部有炉箅7。在炉箅7的上方和燃烧室34的下部有看火、清炉用的炉门35 ；在炉箅7下方和炉底42之间有清灰用的炉门36。它的左炉体31包括烟道33、落灰炉膛43、换热筒3、集烟腔39、翅片管4、烟筒46， 出风口 8和进风口 9，共八大部分。清灰用的炉门1设在烟道33的下方。在烟道33的上方有上、下两块横管板45、2。如图3和图4所示，在两块横管板45、2之间安装有两块热风导向横隔板10、11，它们本实用新型的一个关键部件。其功能是延长了被换热的空气之换热流程，提高了换热效率。另外，在两块横管板45、2和两块横隔板10、11之间有数根换热翅片管4纵向穿过，该翅片管的两端是敞口的，并且该翅片管的全部或局部(至少管的一部分) 具有旋进旋涡突起结构50，该结构能够在翅片管4的内、外表面产生气体(烟气与被换热的空气)紊流，消除某些“流体换热死区”以及增大管4内的换热量，实现烟气的旋转增压流动和涡轮效应，从而大大地改善换热效率。如图1所示，在上横管板2的上方，则是与烟筒46相连接的集烟腔39。在换热筒3的前下方具有进风口 9，并且可与风机(轴流风机、 横流风机或离心风机)40(图中没有示出)相连接。烟道33经由换热筒3、集烟腔39，与烟筒46相连，烟筒46可通向塑料暖棚外；出风口 8设置在换热筒3后上方，与暖棚内散热风道47 (图中没有示出)连接。如图1和图5所示，本实用新型的具有旋进旋涡结构50的换热翅片管4是本实用新型的另一个关键部件。众所共知，为了实现烟气的旋转增压流动和涡轮效应，从而可以消除某些“流体换热死区”以及增大烟气流速、流量，改善换热效率，常规技术是采用离心风机。可是烟气温度很高(摄氏数百度)，高温轴承和高温密封件目前很难解决。本实用新型的具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管4不包含任何旋转零件。它由翅片51、管壁52、烟气导向板叶片M构成的，阳代表烟气的流动方向。其特征在于，翅片管管壁52的横断面呈椭圆形或圆形，其翅片51由耐高温材料构成，呈螺旋状地分布于管壁52之外表面，并与管壁52的外表面为物理紧密接触。导向板叶片M置于换热翅片管管壁52的内部，也是由耐高温材料构成的。该烟气旋流导向板叶片M的一端56与管壁52的内表面为物理紧密接触，而另一端57悬空，各叶片的悬空端57之间应留有间隔58，在换热翅片管半径方向上，该间隔58随着烟气流向逐步减少，并且各片旋流导向板叶片M等间距地设置，构成螺旋状。
权利要求1.一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉，它包括左、右炉体、烟道、燃烧室、炉盖、炉箅、炉门、落灰膛、换热筒、集烟腔、烟筒、横管板、热风导向横隔板、换热翅片管、进风口、风机、出风口和暖棚内风道，其特征在于，所述的燃煤热风炉的左、右炉体是通过下部的烟道连通的，烟道经由换热筒、集烟腔，与烟筒相通，烟筒通向塑料暖棚外，而进风口与风机连接，出风口与暖棚内的散热风道连接。
2.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，其特征在于，右炉体包括顶部可通风的炉盖、位于炉体中部的并且四周被耐火材料填充的燃烧室、位于燃烧室下部的炉箅、位于炉箅的上方和燃烧室的下部的看火和清炉用炉门、位于炉箅下方和炉底之间的清灰用炉门。
3.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，它的左炉体包括烟道、落灰炉膛、换热筒、 集烟腔、换热翅片管、烟筒、出风口和进风口，其特征在于，在烟道的下方有落灰炉膛，在它的侧面设置了清灰用的炉门，在烟道的上方有换热筒，在换热筒内有两块管板——上、下横管板，在两块横管板之间安装有上、下热风导向隔板，在上横管板的上方，设置有与烟筒相连接的集烟腔，烟筒通向塑料暖棚外，在换热筒的前下方具有进风口，可与风机相连接，出风口设置在换热筒的后上方，与暖棚内的散热风道连接。
4.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，其特征在于，在两块横管板和两块横隔板之间有数根换热翅片管纵向穿过，该翅片管的两端是敞口的，并且该翅片管的内部至少有一小段具有旋进旋涡突起结构。
5.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，它的换热翅片管包括管壁、翅片、烟气旋流导向板叶片，其特征在于，其管壁之横断面可以呈椭圆形，而其翅片成螺旋状地分布于管壁之外表面，并与管壁的外表面为物理紧密接触。
6.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，具有旋进旋涡突起结构的换热翅片管包括管壁、翅片、烟气旋流导向板叶片，其特征在于，其管壁之横断面可以呈圆形，而其翅片成螺旋状地分布于管壁之外表面，并与管壁的外表面为物理紧密接触。
7.根据权利要求1所述的高效燃煤热风炉，其特征在于，翅片管内具有旋进旋涡突起结构的烟气旋流导向板叶片的一端与管壁的内表面为物理紧密接触，而另一端悬空，各旋流导向板叶片等间距地设置，成为螺旋状，各叶片的悬空端应具有间隔，并且在换热翅片管半径方向上，该间隔随着烟气的流向逐步减少。
专利摘要一种塑料暖棚用高效燃煤热风炉，它在已有的农业用立式结构燃煤热风炉的换热筒内，增加了两块横管板，并在它们之间安装了两块热风导向横隔板，以便延长换热空气的换热流程。此外，在两块管板和横隔板之间纵向安装了数根两端敞口的换热翅片管，并在该翅片管内的全部或部分地安装有可产生气体旋进旋涡结构的耐高温叶片，以便在其内、外表面附近分别产生换热空气的紊流和烟气的旋流，从而消除“换热死区”，增大热风流量和出口温度，改善换热效率，延长热风炉的使用寿命。因此，本实用新型提供了一种采用轴流风机或贯流风机的塑料暖棚用高效燃煤热风炉，不仅可以节能，提高换热效率，而且能够延长热风炉的寿命，减少粉尘、黑烟和噪声等污染。
文档编号A01G9/24GK202285711SQ2011200411
公开日2012年7月4日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者孙勇, 林金秋 申请人:哈尔滨鑫鼎昊热能机械有限公司