专利名称：一种无换向高温换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无换向高温换热器，用于不采用热水或蒸汽回收热量使用场合的
工业窑炉。
背景技术：
蓄热式高温空气燃烧技术(HTAC)是20世纪80年代末出现的一种全新概念的燃烧技术，把回收余热与高效燃烧及降低NOx排放等技术有机地结合起来，从而实现了节能和降低NOx排放量的双重目标。随着设备与材料的进步，蓄热式换热技术在冶金企业的加热炉和钢包烘烤器上得到了广泛应用。然而，这项技术拥有巨大节能潜力的同时还存在一些自身的问题。·例如，在有色冶金行业，对于熔铝炉由于其工艺特征，炉内的温度变化极大。刚刚装完冷料的炉子炉温在500°C 600°C之间，甚至更低。此时的炉温低于燃料的着火温度，同时由于炉内物料的遮挡，换向式蓄热无法保证每次换向后燃料的正常燃烧。一般采用传统燃烧方式将炉温提高到800°C以上再开启蓄热系统的方法，或者采用长明灯或值班烧嘴连续点燃换向燃烧烧嘴的方法。这样既造成了燃料的无谓浪费，又提高了工人的劳动强度。传统换向式技术，烧嘴成对工作每个烧嘴燃烧排烟交替进行，这样势必造成炉压波动，频繁换相致使调节阀易损坏，以及点火不成功导致故障报警等问题。换向设备故障而引起的燃烧系统无法工作从而直接影响生产，同时存在一定的安全隐患。对于间断换向式燃烧器增加了换向部分的投入，同时如果使用煤气作为燃料，燃烧系统换向也增加了操作人员的操作风险，为解决这个问题，也要投入相当的资金。如何解决这些问题，使这项节能技术应用领域更加的广阔、节能效果更加显著是非常有必要的。这就要求在脉冲热回收器基础上根据长期以来的使用经验及对这些系统局限性的认识而进一步研发出性能更加稳定优越的新式热回收器。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种无换向高温换热器。本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种无换向高温换热器，特点是包括框架、蓄热装置和驱动机构，所述蓄热装置呈圆柱形结构，包含依次布置的下筒体、转子蓄热体和上筒体，下筒体固定在框架上，下筒体内部分隔有低温空气腔及低温烟气腔，下筒体侧面设有低温空气进口及低温烟气出口 ；转子蓄热体旋转自如地支撑于下筒体上，转子蓄热体填充有蓄热介质；上筒体位于转子蓄热体上且固定在框架上，上筒体内部分隔有高温烟气腔及高温空气腔，上筒体顶部设有高温烟气进口及高温空气出口 ；上筒体上的高温烟气进口与下筒体上的低温烟气出口相地应，下筒体上的低温空气进口与上筒体上的高温空气出口相对应；框架上安装有驱动机构，驱动机构与转子蓄热体驱动连接带动其旋转。进一步地，上述的一种无换向高温换热器，所述转子蓄热体的上端面和下端面分别安装有迷宫密封法兰，分别与上筒体、下筒体相对接；转子蓄热体内部由隔板划分为多个蓄热单元，每个热单元均填充蓄热介质，每个隔板上均安装带有加强压板的密封条。更进一步地，上述的一种无换向高温换热器，所述下筒体的低温空气进口处连接一散热管，散热管出口均匀布置在上筒体与转子蓄热体结合处。再进一步地，上述的一种无换向高温换热器，所述转子蓄热体的下部外圈沿周向均布有销齿组件，驱动机构的电机输出轴上安装钝轮，钝轮与销齿组件相啮合。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在
通过一个不断旋转的蓄热体，实现助燃空气与烟气之间有效隔离的同时实现不间断的换热，燃烧系统工作过程中燃气与空气均不换向，火焰连续稳定燃烧，有效减少换向存在的 安全隐患，燃烧器工作过程连续从而保证了炉内温度和压力的稳定，从根本上解决了间断换热技术自身存在的问题，以及传统蓄热燃烧方式在铝行业使用过程中需要采用长明灯或值班烧嘴连续点燃换向燃烧所造成的能源浪费问题。转子蓄热体的转动将高温烟气的热量不断的传递给助燃风，转子与上、下筒体连接处采用迷宫密封和气密封杜绝热气体外漏，实现热态连续运行及换热；运行环境稳定，工作连续进行且换热效率高。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明
图I:本发明的结构示意 图2 :转子蓄热体的俯视示意图。
具体实施例方式如图I所示，一种无换向高温换热器，包括框架6、蓄热装置和驱动机构3，蓄热装置呈圆柱形结构，包含依次布置的下筒体4、转子蓄热体2和上筒体1，下筒体4固定在框架6上，下筒体内部分隔有低温空气腔及低温烟气腔，下筒体侧面设有低温空气进口 9及低温烟气出口 8 ;转子蓄热体2旋转自如地支撑于下筒体4上，转子蓄热体2填充有蓄热介质；上筒体I位于转子蓄热体上且固定在框架上，上筒体内部分隔有高温烟气腔及高温空气腔，上筒体顶部设有高温烟气进口 7及高温空气出口 10 ;上筒体上的高温烟气进口 7与下筒体上的低温烟气出口 8相通，下筒体上的低温空气进口 9与上筒体上的高温空气出口 10相通；框架上安装有驱动机构3，转子蓄热体的下部外圈沿周向均布有销齿组件，驱动机构的电机输出轴上安装钝轮，钝轮与销齿组件相啮合，驱动机构3驱动转子蓄热体2围绕中心转动。转子蓄热体2在工作时，为了防止空气与烟气之间的流通，在转子蓄热体2上下端面均设置密封板。针对换热器不同部位的工作温度的差别，在与高温气体接触的金属表面涂耐火涂料。如图2所示，转子蓄热体2的上端面和下端面分别安装有迷宫密封法兰21，分别与上筒体I、下筒体4相对接，转子蓄热体2与上筒体I之间采用迷宫法兰密封和冷空气密封，从下筒体低温空气进口 9处引一散热管5至上筒体，散热管5出口均匀的布置在上筒体I与转子蓄热体2结合处，采用冷空气密封，双重保险措施有效杜绝热气体外漏；转子蓄热体2与下筒体4之间采用迷宫法兰密封。转子蓄热体内部由隔板24划分为多个蓄热单元，每个热单元均填充蓄热介质，每个隔板24上均安装带有加强压板的密封条23，转子与上、下筒体之间分别安装宽密封区设计布置多道密封，将烟气与助燃空气有效分离开形成各自的流动通道；蓄热体并不是完全充满转子，两端均留一定空余与上、下固定筒体之间形成间隙，间隙中采用上密封板22形成了宽密封区，使烟气与空气有各自的通道，实现连续换热的同时防止相互泄露。具体应用时，当烧嘴点燃后，高温烟气A通过上筒体上高温烟气进口 7及烟道进入转子蓄热体2，高温烟气自上而下的通过蓄热室并将蓄热介质加热，热能便储存在蓄热体中，经过换热的废气通过下筒体上的低温烟气出口 8排出。助燃空气B由下筒体上低温空气进口 9进入转子蓄热体2，自下而上的通过蓄热室，助燃空气经过蓄热体时与高温蓄热体发生热交换，被加热的助燃空气经过上筒体上高温空气出口 10被送入燃烧器参与燃烧。换热器中央传动部分将蓄热室缓慢转动，当已蓄热的蓄热介质转到冷助燃空气进入侧时，冷的助燃空气被加热，同时蓄热介质被冷却，然后热的助燃空气与燃料混合燃烧，加热炉膛。由于转子是连续运转，冷却后的蓄热介质又转向烟气侧，蓄热体重新被加热，蓄热体再次储存新的热能，如此连续不断的热能转换，从而可实现连续不断的向烧嘴供给经过预热的助燃空气。工作时，烟气与助燃空气逆向运动，通过中间转子的连续回转将高温烟气的热量不断的交换给助燃空气，燃烧器可连续工作，经过换热烟气排放温度小于200°C，助燃空气温度可达到烟气温度-150°C，实现热态连续运行及换热。通过一个不断旋转的蓄热体，实现助燃空气与烟气之间有效隔离的同时实现不间断的换热，燃烧系统工作过程中燃气与空气均不换向，火焰连续稳定燃烧，有效减少换向存在的安全隐患，燃烧器工作过程连续从而保证了炉内温度和压力的稳定，从根本上解决了间断换热技术自身存在的问题，以及传统蓄热燃烧方式在铝行业使用过程中需要采用长明灯或值班烧嘴连续点燃换向燃烧所造成的能源浪费问题。转子的转动将高温烟气的热量不断的传递给助燃风，转子与上、下筒体连接处采用迷宫密封和气密封杜绝热气体外漏，实现热态连续运行及换热；运行环境稳定，工作连续进行且换热效率高。需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无换向高温换热器，其特征在于包括框架、蓄热装置和驱动机构，所述蓄热装置呈圆柱形结构，包含依次布置的下筒体、转子蓄热体和上筒体，下筒体固定在框架上，下筒体内部分隔有低温空气腔及低温烟气腔，下筒体侧面设有低温空气进口及低温烟气出口 ；转子蓄热体旋转自如地支撑于下筒体上，转子蓄热体填充有蓄热介质；上筒体位于转子蓄热体上且固定在框架上，上筒体内部分隔有高温烟气腔及高温空气腔，上筒体顶部设有高温烟气进口及高温空气出口 ；上筒体上的高温烟气进口与下筒体上的低温烟气出口相地应，下筒体上的低温空气进口与上筒体上的高温空气出口相对应；框架上安装有驱动机构，驱动机构与转子蓄热体驱动连接带动其旋转。
2.根据权利要求I所述的一种无换向高温换热器，其特征在于所述转子蓄热体的上端面和下端面分别安装有迷宫密封法兰，分别与上筒体、下筒体相对接；转子蓄热体内部由隔板划分为多个蓄热单元，每个热单元均填充蓄热介质，每个隔板上均安装带有加强压板的密封条。
3.根据权利要求I所述的一种无换向高温换热器，其特征在于所述下筒体的低温空气进口处连接一散热管，散热管出口均匀布置在上筒体与转子蓄热体结合处。
4.根据权利要求I所述的一种无换向高温换热器，其特征在于所述转子蓄热体的下部外圈沿周向均布有销齿组件，驱动机构的电机输出轴上安装钝轮，钝轮与销齿组件相啮口 o
全文摘要
本发明涉及无换向高温换热器，蓄热装置包含依次布置的下筒体、转子蓄热体和上筒体，下筒体固定在框架上，下筒体内部分隔有低温空气腔及低温烟气腔，下筒体侧面设有低温空气进口及低温烟气出口；转子蓄热体旋转自如地支撑于下筒体上，转子蓄热体填充有蓄热介质；上筒体位于转子蓄热体上且固定在框架上，上筒体内部分隔有高温烟气腔及高温空气腔，上筒体顶部设有高温烟气进口及高温空气出口；上筒体上高温烟气进口与下筒体上低温烟气出口相通，下筒体上低温空气进口与上筒体上高温空气出口相通；框架上的驱动机构与转子蓄热体驱动连接带动其旋转。转子蓄热体的转动将高温烟气热量不断的传递给助燃风，实现热态连续运行及换热，换热效率高。
文档编号F27D17/00GK102954701SQ201210500998
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者李 浩, 谢晓燕, 路振龙, 杨志敏, 贵广臣, 李世轩, 兰田, 王峥嵘, 刘正春 申请人:苏州有色金属研究院有限公司, 苏州新长光热能科技有限公司, 上海惠铎热工设备有限公司