专利名称：一种高头翅片铸铁空气预热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械装备工程中的热交换高效换热节能设备技术，特别是涉及一种高 头翅片铸铁空气预热器。
背景技术：
现有技术中，通常的铸铁空气预热器如图1所示，其结构包括有壳体2、烟气入口 1、烟气出口 7、空气入口 6、空气出口 4，以及设置于壳体2内的换热元件3和密封结构5。其 工作过程为烟气从烟气入口 1进入，自烟气入口 1经换热元件3热交换放热后向烟气出口 7排出，空气从壳体2侧壁的空气入口 6进入，自空气入口 6经换热元件3热交换吸热后向 壳体2侧壁的空气出口 4排出。其换热元件3通常包括有多个铸铁翅片板换热单元，铸铁 翅片板换热单元包括有基板31、以及分别位于基板31的两侧的内翅片34和外翅片33，铸 铁翅片板换热单元由两块基板31沿纵向对齐、并分别通过密封螺栓10密封连接其边沿端 部的密封面32，在密封面32之间为了更好地密封可以加装密封垫9。其工作原理为尚带低温余热的烟气从铸铁空气预热器的壳体2设置的烟气入口 1高速进入铸铁空气预热器，经铸铁翅片板换热单元热交换放热后，从铸铁空气预热器的壳 体2设置的烟气出口 7排出。而空气侧的流程分为两程，从铸铁空气预热器侧壁的空气入 口 6高速压进，水平流到盖板8后完成一程，然后90°转折沿着盖板8继续流动，再90°转 折后水平流到铸铁空气预热器侧壁的空气出口 4而流出，完成第二程，在这两程中，空气从 铸铁翅片板换热单元热交换吸热，其中空气的流动方向与烟气的流动方向相垂直。如图2和图3所示，上述现有技术中的铸铁空气预热器，存在铸铁翅片板换热单元 的无翅空间。即两块基板31组成一个铸铁翅片板换热单元后，各自的内翅片34之间存在 无翅间隙A，由于这部分空间对气流没有任何的折流阻拦，使得小部分气流直接从铸铁翅片 板换热单元的流道的一端流到另一端，而未经热交换换热而短路，使得换热效率较低，而且 还导致能耗较大。并且，上述铸铁空气预热器所存在的无翅空间导致换热效率低的问题，同时也是 其它类型的空气预热器所存在的共同问题，因此，针对现有技术中的上述问题进行改进，在 工程技术领域具有极为深远和重大的意义。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种换热效率高、节能降 耗，且结构简单的高头翅片铸铁空气预热器。本发明的目的通过以下技术方案实现一种高头翅片铸铁空气预热器，包括有壳 体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于所述壳体内的换热元件和密封结 构，所述换热元件包括有多个铸铁翅片板换热单元，所述铸铁翅片板换热单元包括有两块 互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别位于所述基板两侧的内翅片和外翅片，所述两块 基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封连接，其中所述基板的内翅片包括有高头翅片和低头翅片，所述高头翅片与所述低头翅片相间排列设置；所述高头翅片顶端高于所述密 封面，所述低头翅片顶端低于所述密封面；所述两块基板的密封面对齐时，其中一块基板的 高头翅片与另一块基板的低头翅片相抵接，一块基板的低头翅片与另一块基板的高头翅片 相抵接。烟气从所述烟气入口进入，经所述换热元件从所述烟气出口排出，空气从所述壳 体侧壁的空气入口进入，经所述换热元件从所述壳体侧壁的空气出口排出。其中，所述高头翅片和所述低头翅片沿所述基板的横向相间排列设置。其中，所述高头翅片和所述低头翅片沿所述基板的纵向相间排列设置。其中，所述高头翅片和所述低头翅片分别沿所述基板的横向和纵向相间排列设 置。其中，所述内翅片和所述外翅片为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的 一种结构或者几种结构的组合结构。本发明的目的还可以通过以下技术方案实现一种高头翅片铸铁空气预热器，包 括有壳体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于所述壳体内的换热元件和 密封结构，所述换热元件包括有多个铸铁翅片板换热单元，所述铸铁翅片板换热单元包括 有两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别位于所述基板两侧的内翅片和外翅片，所 述两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封连接，其中所述基板的内翅片包括有高 头翅片和空位，所述高头翅片与所述空位相间排列设置；所述高头翅片顶端高于所述密封 面；所述两块基板的密封面对齐时，其中一块基板的高头翅片与另一块基板的空位相插设 置，一块基板的空位与另一块基板的高头翅片相插设置。烟气从所述烟气入口进入，经所述换热元件从所述烟气出口排出，空气从所述壳 体侧壁的空气入口进入，经所述换热元件从所述壳体侧壁的空气出口排出。其中，所述高头翅片和所述空位沿所述基板的横向相间排列设置。其中，所述高头翅片和所述空位沿所述基板的纵向相间排列设置。其中，所述高头翅片和所述空位分别沿所述基板的横向和纵向相间排列设置。其中，所述内翅片和所述外翅片为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的 一种结构或者几种结构的组合结构。本发明的有益效果本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气入 口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于壳体内的换热元件和密封结构；烟气从烟气 入口进入，自上而下经过换热元件从烟气出口排出，空气从壳体侧面的空气入口进入，自下 而上经过换热元件从壳体侧面的空气出口排出；换热元件包括有多个铸铁翅片板换热单 元，铸铁翅片板换热单元包括有两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别位于基板两 侧的内翅片和外翅片，两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封连接，其中，基板的内 翅片包括有高头翅片和低头翅片，高头翅片与低头翅片相间排列设置；高头翅片顶端高于 密封面，低头翅片顶端低于密封面；当两块基板的密封面对齐时，其中一块基板的高头翅片 与另一块基板的低头翅片相抵接，一块基板的低头翅片与另一块基板的高头翅片相抵接。 本发明通过高头翅片与低头翅片相抵，形成互抵重叠高度D，从而消除了现有技术中的无翅 间隙A，提高换热效率的同时，具有良好的节能减排降耗以及结构简单的特点。本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于壳体内的换热元件和密封结构；烟气从烟气入口进入，自上而 下经过换热元件从烟气出口排出，空气从壳体侧面的空气入口进入，自下而上经过换热元 件从壳体侧面的空气出口排出；换热元件包括有多个铸铁翅片板换热单元，铸铁翅片板换 热单元包括有两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别位于基板两侧的内翅片和外翅 片，两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封连接，其中，基板的内翅片包括有高头翅 片和空位，高头翅片和空位相间排列设置；高头翅片顶端高于密封面，低头翅片顶端低于密 封面；当两块基板的密封面对齐时，其中一块基板的高头翅片与另一块基板的空位相插设 置，一块基板的空位与另一块基板的高头翅片相插设置。本发明通过高头翅片与空位相插 接，形成互插重叠高度E，从而消除了现有技术中的无翅间隙A，提高换热效率的同时，具有 良好的节能减排降耗以及结构简单的特点。本发明的技术方案为高温工况下大面积及窄间隙大流量的铸铁翅片板换热单元 的研发提供了技术基础。
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制， 对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其 它的附图。图1是现有技术的铸铁空气预热器的结构示意图。图2是现有技术的铸铁空气预热器的铸铁翅片板换热单元的部分结构示意图。图3是现有技术的铸铁空气预热器的铸铁翅片板换热单元的另一视角的部分结 构示意图。图4是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例1的部分结构示意图。图5是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例1的另一视角的结构示意 图。图6是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例2的结构示意图。图7是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例3的结构示意图。图8是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例4的部分结构示意图。图9是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例4的另一视角的结构示意 图。图10是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例5的结构示意图。图11是本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的实施例6的结构示意图。在图1至图11中包括有1——烟气入口、2——壳体、3——换热元件、31—— 基板、32——密封面、33——外翅片、34——内翅片、341——高头翅片、342——低头翅片、 343——空位、35——密封螺栓孔、4——空气出口、5——密封结构、6——空气入口、7—— 烟气出口、8——盖板、9——密封垫、10——密封螺栓、
A——无翅间隙、B——烟气流道、C——空气流道、 D——互抵重叠高度、E——互插重叠高度。
具体实施例方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。实施例1
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之一，如图1、图2和图3所示， 包括有壳体2、烟气入口 1、烟气出口 7、空气入口 6、空气出口 4，以及设置于壳体2内的换 热元件3和密封结构5 ；烟气从烟气入口 1进入，自上而下经过换热元件3从烟气出口 7排 出，空气从壳体1侧面的空气入口 6进入，自下而上经过换热元件3从壳体2侧面的空气出 口 4排出；空气流动方向与烟气流动方向相垂直，换热元件3包括有多个铸铁翅片板换热单 元，铸铁翅片板换热单元包括有基板31、以及分别位于基板31的两侧的内翅片34和外翅片 33，铸铁翅片板换热单元由两块基板31沿纵向对齐、并分别通过密封螺栓10密封连接其两 端的密封面32。设置于基板31的两侧的内翅片34和外翅片33分别与基板31—体铸造成 型。具体的，如图4和图5所示，基板31的内翅片34包括有高头翅片341和低头翅片 342 ；高头翅片341顶端高于密封面32，低头翅片342顶端低于密封面32 ；高头翅片341和 低头翅片342相间排列设置；当两块基板31的密封面32对齐时，其中一块基板31的高头 翅片341与另一块基板31的低头翅片342相抵接，一块基板31的低头翅片342与另一块 基板31的高头翅片341相抵接。基板31的两侧分别设置有密封螺栓孔35。本发明通过高 头翅片341与低头翅片342相抵，形成互抵重叠高度D，从而消除了现有技术中的无翅间隙 A，提高换热效率的同时，具有良好的节能减排降耗的特点，同时由于本发明结构简单，便于 市场上的普及与推广。另，本发明的高头翅片341的高度要高出密封面32与基本内侧面之间的高度的 0. 5倍至1倍。优选的，本发明的高头翅片341的高度要高出密封面32与基本内侧面之间 的高度的0. 8倍至1倍。由于本发明的基板31内侧的内翅片34中高头翅片341与低头翅片342呈相间排 列的方式，使得基板31只需一种模具即可完成铸造，当基板31铸造成型后，将每两块基板 31之间调转方向配对组装，即可形成高头翅片341与低头翅片342的互抵结构，铸造方便 且成本较低；同时本发明也可以采用两种模具铸造，即分别铸造基板31上的高头翅片341， 及与铸造的高头翅片341相对应的低头翅片342，这样也可以使得两块基板31中的高头翅 片341与低头翅片342高低互抵配合，但是由于需要两种模具铸造，增加了生产成本，所以 本发明优选一种模具即可完成铸造的方法。具体的，高头翅片341和低头翅片342沿基板31的横向相间排列设置。为了使当 两块基板31的密封面32对齐时，其中一块基板31的高头翅片341与另一块基板31的低 头翅片342相抵接，一块基板31的低头翅片342与另一块基板31的高头翅片341相抵接， 在基板31的铸造中，基板31上的高头翅片341沿基板31的纵向中轴线为对称轴对应设置 有低头翅片342。基板31的横向方向及基板31的长度方向，所谓高头翅片341和低头翅 片342沿基板31的横向相间排列设置，即一列高头翅片341相对应的设置有一列低头翅片 ；342，紧接着再设置第二列高头翅片341及第二列低头翅片342，依次设置，总共可以设置η 列，其中η>1。具体的，内翅片34和外翅片33的结构可以有多种形式，内翅片34可以为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的一种结构或者几种结构的组合结构；外翅片33可以 为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的一种结构或者几种结构的组合结构。其中， 片状结构的内翅片34的长度方向与壳体流道方向一致，片状结构的外翅片33的长度方向 与壳体流道方向一致，有利于本发明的高头翅片341铸铁空气预热器工作后对壳体内部的清洗。另，设置基板31的外翅片33可以全部都是等高的高头型翅片，或者也可以是部分 高头型翅片与部分低头型翅片相间排列设置，即高头型翅片与低头型翅片相间设置。本实用新型具体可用于石油炼制与化工、煤化工、化肥、空调、空冷、电力设施装备 等具有热交换要求的技术领域。实施例2
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之二，如图6所示，本实施例 的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在 此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，高头翅片341和低头翅片342沿基板 31的纵向相间排列设置。基板31的纵向方向及基板31的宽度方向，所谓高头翅片341和 低头翅片342沿基板31的纵向相间排列设置，即一排高头翅片341相对应的设置有一排低 头翅片342，紧接着再设置第二排高头翅片341及第二排低头翅片342，依次设置，总共可以 设置η列，其中η>1。在基板31的铸造中，基板31上的高头翅片341沿基板31的横向中轴线为对称轴 对应设置有低头翅片342，同理基板31上的低头翅片342沿基板31的横向中轴线为对称轴 对应设置有高头翅片341。实施例3
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之三，如图7所示，本实施例 的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在 此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，高头翅片341和低头翅片342分别沿基 板31的横向和纵向相间排列设置。即在基板31的横向方向，一个高头翅片341对应设置 一个低头翅片342，再紧接着设置第二个高头翅片341，再紧接着设置第二个低头翅片342， 依次直至第η个低头翅片342 ；在基板31的纵向方向，所述一个高头翅片341对应设置一 个低头翅片342，再紧接着设置第二个高头翅片341，再紧接着设置第二个低头翅片342，依 次直至第m个低头翅片342。这种结构，在基板31上设置高头翅片341的数量减少，有利于 降低成本。实施例4
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之四，如图8和图9所示，本 实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解 释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，基板31的内翅片34包括有高头 翅片341和空位343，高头翅片341和空位343相间排列设置；当两块基板31的密封面32 对齐时，其中一块基板31的高头翅片341与另一块基板31的空位343相插设置，一块基板 31的空位343与另一块基板31的高头翅片341相插设置。所谓高头翅片341与空位343 相插接，实际为高头翅片341设置的较为疏，使得一块基板31内侧的高头翅片341插入另 一块基板31内侧设置的两个高头翅片341之间的空隙内，即形成互插的结构。
7
另，空位343原本的定义为晶格点缺陷的一种概述，指在晶体结构中本应由质点 正常占有的位置，实际上缺失了质点而留下的空位343 ；本发明中的空位343实质上同上 述定义，具体为在基板31的翅片结构中本应由低头翅片342正常占有的位置，实际上缺失 了低头翅片342而留下的空位343。具体的，高头翅片341和空位343沿基板31的横向相间排列设置。对于横向相间 排列设置的解释同实施例1中的解释。实施例5
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之五，如图10所示，本实施例 的主要技术方案与实施例4相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例4中的解释，在 此不再进行赘述。本实施例与实施例4的区别在于，高头翅片341和空位343沿基板31的 纵向相间排列设置。对于纵向相间排列设置的解释同实施例2中的解释。实施例6
本发明的一种高头翅片铸铁空气预热器的具体实施方式
之六，如图11所示，本实施例 的主要技术方案与实施例4相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例4中的解释，在 此不再进行赘述。本实施例与实施例4的区别在于，高头翅片341和空位343分别沿基板 31的横向和纵向相间排列设置。对于横向和纵向相间排列设置的解释同实施例3中的解释。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
权利要求
1.一种高头翅片铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出 口，以及设置于所述壳体内的换热元件和密封结构，所述换热元件包括有多个铸铁翅片板 换热单元，所述铸铁翅片板换热单元包括有两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别 位于所述基板两侧的内翅片和外翅片，所述两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封 连接，其特征在于所述基板的内翅片包括有高头翅片和低头翅片，所述高头翅片与所述低 头翅片相间排列设置；所述高头翅片顶端高于所述密封面，所述低头翅片顶端低于所述密 封面；所述两块基板的密封面对齐时，其中一块基板的高头翅片与另一块基板的低头翅片相 抵接，一块基板的低头翅片与另一块基板的高头翅片相抵接。
2.根据权利要求1所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述低头翅片沿所述基板的横向相间排列设置。
3.根据权利要求1所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述低头翅片沿所述基板的纵向相间排列设置。
4.根据权利要求1所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述低头翅片分别沿所述基板的横向和纵向相间排列设置。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述 内翅片和所述外翅片为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的一种结构或者几种结 构的组合结构。
6.一种高头翅片铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出 口，以及设置于所述壳体内的换热元件和密封结构，所述换热元件包括有多个铸铁翅片板 换热单元，所述铸铁翅片板换热单元包括有两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别 位于所述基板两侧的内翅片和外翅片，所述两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封 连接，其特征在于所述基板的内翅片包括有高头翅片和空位，所述高头翅片与所述空位相 间排列设置；所述高头翅片顶端高于所述密封面；所述两块基板的密封面对齐时，其中一 块基板的高头翅片与另一块基板的空位相插设置，一块基板的空位与另一块基板的高头翅 片相插设置。
7.根据权利要求6所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述空位沿所述基板的横向相间排列设置。
8.根据权利要求6所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述空位沿所述基板的纵向相间排列设置。
9.根据权利要求6所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述高头翅片和所 述空位分别沿所述基板的横向和纵向相间排列设置。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的高头翅片铸铁空气预热器，其特征在于所述 内翅片和所述外翅片为片状结构、圆柱状结构和圆锥钉头状结构中的一种结构或者几种结 构的组合结构。
全文摘要
一种高头翅片铸铁空气预热器，包括壳体、烟气入口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设于壳体内的换热元件和密封结构；换热元件包括多个铸铁翅片板换热单元，其包括两块互相对应的沿纵向对齐的基板、以及分别位于基板两侧的内外翅片，两块基板两端的密封面分别通过密封螺栓密封连接，基板的内翅片包括高头翅片和低头翅片或者空位，高头翅片与低头翅片或者空位相间排列设置；高头翅片顶端高于密封面，低头翅片顶端低于密封面；当两块基板的密封面对齐时，高头低头翅片相抵或者高头翅片与空位相插接。本发明通过高头低头翅片相抵，或者高头翅片与空位相插，消除了现有技术中的无翅间隙，提高换热效率的同时，具有良好的节能减排降耗的特点。
文档编号F23L15/02GK102121707SQ201110102260
公开日2011年7月13日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者陈孙艺 申请人:茂名重力石化机械制造有限公司