一种采用烟气进行余热发电的节能热交换器的制作方法

本发明涉及一种采用烟气进行余热发电的节能热交换器；属于节能环保领域。

背景技术：

工业生产中产生的烟尘通常会携带一定的热量，将其直接排放到大气当中，会使烟尘对环境造成污染，同时，热量会直接散失，存在一定的浪费。将携带有热量的烟尘通过换热器进行换热，能够将热量用于发电，实现余热发电。现有的换热器结构通常为金属制成，在使用过程中，外部结构散热较大，造成热量浪费，同时由于结构热交换面积小，造成热交换效率低，并且，由于烟气中含有粉尘，造成换热器容易腐蚀。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采用烟气进行余热发电的节能热交换器及其安装方法，能够改善现有技术存在的问题，通过采用陶瓷制成外部保护壳，能够起到良好的保护作用的同时，利用陶瓷为热的不良导体的特点，实现对换热器内部的保温，同时，采用外部的保温棉结构，能够使热量不容易通过换热器外壁散失，有助于提高热量的利用效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种采用烟气进行余热发电的节能热交换器，包括中空的保护壳及设置在保护壳内部的换热结构，在所述的保护壳两端内侧分别设置有支架，在所述的保护壳两侧分别设置有输入管和输出管，所述的保护壳和所述的输入管均为陶瓷制成，在所述的保护壳外壁上设置有保温棉，所述的换热结包括中部呈S形结构的数个导热管，所述的支架位于所述的导热管两端，所述的导热管为呈矩阵排列的数个，在所述的导热管中部设置有通孔，所述的通孔沿所述的导热管长度方向设置，在所述的通孔内设置有输液管，所述的输液管为贴合在所述的通孔内壁上的铜片制成，在所述的导热管两端分别设置有支架，所述的支架包括设置在两端的边板及设置在两个边板之间的中间板，所述的边板面向所述的中间板一侧设置有呈半圆形的第一凹槽，在所述的中间板与所述的边板相向的端面上设置有呈半圆形的第二凹槽，所述的第一凹槽与所述的第二凹槽的位置和数量相对应，所述的边板与所述的中间板相向的端面相互贴合时，所述的导热管卡接在所述的第一凹槽与所述的第二凹槽形成的圆形空腔内，在所述的第一凹槽和所述的第二凹槽中部分别设置有密封槽，所述的密封槽的两侧侧壁呈楔形面，在所述的密封槽内设置有呈半圆环状的密封环，所述的密封环为黄铜制成，所述的密封环的一侧端面为弧形面，所述的密封环的另一侧端面为平面，在所述的边板和所述的中间板上分别设置有螺纹孔，在所述的螺纹孔内分别设置有紧固螺栓，所述的紧固螺栓分别螺纹连接在所述的螺纹孔内，所述的紧固螺栓末端顶压在所述的密封环的平面一侧端面上，所述的导热管为石墨制成的中空圆形管，在所述的导热管中部外侧边缘套装有支撑架，所述的支撑架为陶瓷制成，所述的支撑架面向所述的导热管方向设置有呈半圆状的支撑槽，在所述的支撑槽中部设置有弹性支撑片，所述的弹性支撑片为铜制成的薄片状结构，所述的弹性支撑片两端分别固定连接在所述的支撑槽内，所述的弹性支撑片中部向所述的导热管方向拱起，所述的弹性支撑片中部贴合在所述的导热管外壁上，在所述的弹性支撑片中部设置有预留孔，所述的导向管面向所述的弹性支撑片一侧外壁贴合在所述的预留孔内，在2个所述的边板上设置有连接边，所述的连接边分别通过螺栓将2个所述的边板相互连接，在所述的边板和所述的中间板同侧的端面上分别设置有固定槽，所述的连接边卡接在所述的固定槽内侧，在所述的保护壳上设置有螺纹孔，在所述的螺纹孔内设置有螺栓，该螺栓螺纹连接在所述的保护壳上，且该螺栓的末端顶压在所述的连接边上。

进一步的，为更好地实现本发明，所述的导热管包括位于中部的热交换段和位于所述的热交换段两端的连接段，所述的热交换段呈S形弯折结构，所述的连接段分别卡接在所述的支架上。

进一步的，为更好地实现本发明，在所述的导热管外壁上设置有间隔排布的集热叶片，相邻所述的集热叶片之间形成导热槽。

进一步的，为更好地实现本发明，在所述的热交换段与所述的连接段相向的端面上设置有定位凸缘，在所述的连接段与所述的热交换段相向的端面上设置有用于卡接所述的定位凸缘的卡槽。

发明效果：

(1)本发明采用陶瓷制成保护壳和输入管，能够起到良好的耐腐蚀作用，可以将输入管和保护壳利用模具一体成型加工，由于烟气通过导热管进行热交换之后，输出烟气的温度大大降低，因此输出管可以采用陶瓷，也可以采用其他耐腐蚀结构，本发明中，通过在导热管外部设置支撑结构，并采用弹性支撑片，能够对导热管起到弹性支撑作用，在导热管受热发生膨胀时，能够起到避免导热管由于膨胀变形而断裂的问题，同时，由于在弹性支撑片上设置了预留孔，使得导热管能够卡接在预留孔形成的凹坑内，从而使得导热管不容易受到外部的冲击力而断裂；

(2)本发明通过采用第一凹槽和第二凹槽结构，能够实现对导热管的固定的同时，能够方便进行密封，同时本发明采用了黄铜制成的密封环，在采用紧固螺栓将密封环压紧在密封槽的楔形面上时，由于黄铜硬度较小，在紧固螺栓的压紧作用下，能够更好地贴合在密封槽的楔形面上，从而能更好的实现密封和紧固，相比采用橡胶密封结构，不容易老化，密封更加有效，同时利用紧固螺栓即可调节密封效果，调节方便；

(3)本发明通过采用连接边结构，能够通过连接边将两个边板相互连接起来，使得边板将中间板卡接在其之间，同时，本发明中可以采用螺栓将中间板也固定连接在连接边上，从而使结构更加稳固，由于采用外部连接的方式，操作和安装非常方便；本发明中，可以在边板和中间板外侧端面设置凹槽，将连接边卡接在凹槽内，并通过螺栓将连接边固定在边板和中间板上，使连接更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明密封槽局部结构示意图。

其中：101.导热管，102.输液管，103.边板，104.中间板，105.第一凹槽，106.第二凹槽，107.密封槽，108.密封环，109.紧固螺栓，110.支撑架，111.支撑槽，112.弹性支撑片，113.连接边，114.热交换段，115.连接段，116.导热槽，117.集热叶片，118.定位凸缘，119.卡槽，120.固定槽，121.保护壳，122.输入管，123.输出管，124.保温棉。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细介绍，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、2所示，一种采用烟气进行余热发电的节能热交换器，包括中空的保护壳及设置在保护壳内部的换热结构，在所述的保护壳两端内侧分别设置有支架，在所述的保护壳两侧分别设置有输入管和输出管，所述的保护壳和所述的输入管均为陶瓷制成，在所述的保护壳外壁上设置有保温棉124，所述的换热结包括中部呈S形结构的数个导热管，所述的支架位于所述的导热管两端，所述的导热管为呈矩阵排列的数个，在所述的导热管中部设置有通孔，所述的通孔沿所述的导热管长度方向设置，在所述的通孔内设置有输液管102，所述的输液管为贴合在所述的通孔内壁上的铜片制成，在所述的导热管两端分别设置有支架，所述的支架包括设置在两端的边板103及设置在两个边板之间的中间板104，所述的边板面向所述的中间板一侧设置有呈半圆形的第一凹槽105，在所述的中间板与所述的边板相向的端面上设置有呈半圆形的第二凹槽106，所述的第一凹槽与所述的第二凹槽的位置和数量相对应，所述的边板与所述的中间板相向的端面相互贴合时，所述的导热管卡接在所述的第一凹槽与所述的第二凹槽形成的圆形空腔内，在所述的第一凹槽和所述的第二凹槽中部分别设置有密封槽107，所述的密封槽的两侧侧壁呈楔形面，在所述的密封槽内设置有呈半圆环状的密封环108，所述的密封环为黄铜制成，所述的密封环的一侧端面为弧形面，所述的密封环的另一侧端面为平面，在所述的边板和所述的中间板上分别设置有螺纹孔，在所述的螺纹孔内分别设置有紧固螺栓109，所述的紧固螺栓分别螺纹连接在所述的螺纹孔内，所述的紧固螺栓末端顶压在所述的密封环的平面一侧端面上，所述的导热管为石墨制成的中空圆形管，在所述的导热管中部外侧边缘套装有支撑架110，所述的支撑架为陶瓷制成，所述的支撑架面向所述的导热管方向设置有呈半圆状的支撑槽111，所述的导热管面向所述的支撑架一侧边缘卡接在所述的支撑槽内，在所述的支撑槽中部设置有弹性支撑片，所述的弹性支撑片为铜制成的薄片状结构，所述的弹性支撑片两端分别固定连接在所述的支撑槽内，所述的弹性支撑片112中部向所述的导热管方向拱起，所述的弹性支撑片中部贴合在所述的导热管外壁上，在所述的弹性支撑片中部设置有预留孔，所述的导向管面向所述的弹性支撑片一侧外壁贴合在所述的预留孔内，在2个所述的边板上设置有连接边113，所述的连接边分别通过螺栓将2个所述的边板相互连接，在所述的边板和所述的中间板同侧的端面上分别设置有固定槽120，所述的连接边卡接在所述的固定槽内侧，在所述的保护壳上设置有螺纹孔，在所述的螺纹孔内设置有螺栓，该螺栓螺纹连接在所述的保护壳上，且该螺栓的末端顶压在所述的连接边上。

本发明采用陶瓷制成保护壳和输入管，能够起到良好的耐腐蚀作用，可以将输入管和保护壳利用模具一体成型加工，由于烟气通过导热管进行热交换之后，输出烟气的温度大大降低，因此输出管可以采用陶瓷，也可以采用其他耐腐蚀结构，本发明中，通过在导热管外部设置支撑结构，并采用弹性支撑片，能够对导热管起到弹性支撑作用，在导热管受热发生膨胀时，能够起到避免导热管由于膨胀变形而断裂的问题，同时，由于在弹性支撑片上设置了预留孔，使得导热管能够卡接在预留孔形成的凹坑内，从而使得导热管不容易受到外部的冲击力而断裂；本发明通过采用呈S形的导热管中部结构进行热交换，能够增大导热管与高温烟气之间的热交换面积，提高热交换效率，同时，本发明采用矩阵排列的方式，能够同时设置多个导热管结构，使烟气流通的同时，实现高温烟气与导热管的热交换，由于输液管中的液体在通过呈S形的导热管流动时，其流动的路程增大，使得热交换效率更高；本发明通过采用石墨制成导热管，能够利用石墨具有耐腐蚀、高导热率的特点，提高导热效率，同时，能够提高使用寿命，同时，本发明采用同制成输液管，使得输液管不容易腐蚀，并且具有高导热率，能够提高热交换效率；本发明采用陶瓷制成支撑架，能够提高支撑架的耐磨性，同时，通过支撑架上的支撑槽对导热管位置进行限定，能够避免导热管在受热时发生膨胀变形，从而避免由于导热管变形导致密封结构失效出现烟气泄漏的问题；本发明通过采用第一凹槽和第二凹槽结构，能够实现对导热管的固定的同时，能够方便进行密封，同时本发明采用了黄铜制成的密封环，在采用紧固螺栓将密封环压紧在密封槽的楔形面上时，由于黄铜硬度较小，在紧固螺栓的压紧作用下，能够更好地贴合在密封槽的楔形面上，从而能更好的实现密封和紧固，相比采用橡胶密封结构，不容易老化，密封更加有效，同时利用紧固螺栓即可调节密封效果，调节方便；本发明通过采用连接边结构，能够通过连接边将两个边板相互连接起来，使得边板将中间板卡接在其之间，同时，本发明中可以采用螺栓将中间板也固定连接在连接边上，从而使结构更加稳固，由于采用外部连接的方式，操作和安装非常方便；本发明中，可以在边板和中间板外侧端面设置凹槽，将连接边卡接在凹槽内，并通过螺栓将连接边固定在边板和中间板上，使连接更加可靠。

本实施例中，为了方便安装和生产，优选地，所述的导热管101包括位于中部的热交换段114和位于所述的热交换段114两端的连接段115，所述的热交换段呈S形弯折结构，所述的连接段分别卡接在所述的支架上。通过将S形的热交换部位与两端的固定结构分别生产，能够方便生产，采用外部结构进行拼接和安装即可。

为了提高热交换效率，本实施例中，优选地，在所述的导热管外壁上设置有间隔排布的集热叶片117，相邻所述的集热叶片117之间形成导热槽116。通过采用集热叶片结构，能够增大导热管外壁与高温烟气之间的热交换面积，从而能够提高热交换效率。在高温烟气沿着导热槽流动时，高温烟气所携带热量与集热叶片进行热交换，相对平面结构的导热管，能够有效增大热交换面积，本实施例中，将集热叶片安装在呈S形的热交换段即可。

为了方便安装，本实施例中，优选地，在所述的热交换段与所述的连接段相向的端面上设置有定位凸缘118，在所述的连接段与所述的热交换段相向的端面上设置有用于卡接所述的定位凸缘的卡槽119。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。