一种翅片及具有该翅片的全预混冷凝式换热装置的制作方法

文档序号:15212675发布日期:2018-08-21 16:20阅读:171来源:国知局

本发明涉及换热设备领域,特别涉及一种翅片及具有该翅片的全预混冷凝式换热装置。



背景技术:

全预混冷凝式换热装置是一种常见的换热设备,通常包括壳体、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件,壳体的下端侧壁配合形成燃烧腔,燃烧器组件位于燃烧腔内,高温换热装置位于燃烧腔的上方,冷凝换热装置位于高温换热装置的上方,燃烧器组件在燃烧腔内燃烧,燃烧产生的烟气经过先后经过高温换热装置和冷凝换热装置后排出,燃烧器组件燃烧产生的火焰直接与壳体的侧壁接触,容易造成壳体的局部高温,造成壳体的损坏,减低壳体的使用寿命;同时一般冷凝换热装置的换热主体采用的翅片多为长条形的翅片,长条形的两侧边缘为不规整的且不对称,从而难以实现翅片的连续切割,且容易产生废弃料,造成浪费。



技术实现要素:

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷,提供一种结构简单,能够进行连续切割生产,废料少的翅片,以及具有该翅片的全预混冷凝式换热装置。

为实现上述目的,本发明提供一种翅片,包括翅片本体,所述翅片本体上设置有多个管孔,所述翅片本体呈u形结构,通过板材套裁连续切割形成,相同的两块所述翅片本体,其中一块翅片本体的u形底部外缘能够无缝拼接于另一块所述翅片本体的u形底部内缘内,所述翅片本体的u形底部外缘轮廓的形状、大小与u形底部的内缘轮廓的形状、大小相同。

进一步设置为:所述翅片本体对应u形开口两侧的端部设置有凹陷结构。

一种全预混冷凝式换热装置,包括壳体、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件,所述高温换热装置和冷凝换热装置位于外壳的径向平面内;

所述壳体中空设置有腔体,所述壳体设置有腔体相连通的烟气出口;

所述高温换热装置呈u形结构设置,包括换热管以及翅片,所述翅片相互堆叠,所述换热管插设在翅片的管孔内,所述高温换热装置的u形开口朝向壳体的侧壁并与壳体的侧壁配合形成燃烧腔;

所述冷凝换热装置包括一个或者一个以上的冷凝换热单元,所述冷凝换热单元为具有冷却管的管式或者管翅式换热结构;

所述燃烧器组件包括穿过壳体的侧壁伸入燃烧腔内的燃烧部,所述燃烧部上设置有燃烧孔,所述燃烧孔产生的火焰朝向高温换热装置的u形开口;

所述燃烧器组件燃烧产生的烟气依次经过高温换热装置、冷凝换热装置,最后从烟气出口排出。

进一步设置为:所述燃烧部为板式结构,包括燃烧层,所述燃烧层为平板结构或者弧形板结构的、具有燃烧孔的金属板。

进一步设置为:燃烧器组件还包括混合气连接部和鼓风部,所述混合气连接部连接鼓风部和燃烧部。

进一步设置为:冷凝换热装置还包括分区隔板组件,所述分区隔板组件包括第一隔板和第二隔板,所述第一隔板与第二隔板交错位于壳体的两侧,第一隔板、第二隔板与壳体配合形成蛇形的冷凝换热通道,所述冷凝换热装置设置在冷凝换热通道内。

进一步设置为:所述第一隔板和第二隔板均为双层板体结构,包括第一板体和朝向冷凝换热装置的第二板体,所述第一板体与第二板体之间呈间隔设置,形成有绝热腔。

进一步设置为:位于冷凝换热装置两侧的第二板体均设置有凸起的凸胞结构,两侧的所述凸胞结构呈交替对应冷凝换热装置的冷却管设置。

与现有技术相比,本发明的翅片结构简单,能够进行连续切割,废料产生率低;全预混冷凝式换热装置结构紧凑,显著强化了烟气换热,有效提高了换热效率,同时通过高温换热装置的u形结构与壳体的侧壁围合形成燃烧腔,燃烧器组件在燃烧腔内且燃烧孔朝向高温换热装置,有效提高了高温换热装置与烟气的接触面积,提高了热交换效率,再者,避免了燃烧器组件燃烧产生的火焰直接与壳体接触,避免了壳体局部高温损坏,提高了壳体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明翅片的结构示意图;

图2是本发明全预混冷凝式换热装置的结构示意图;

图3图是图2的a部放大结构示意图;

图4图是全预混冷凝式换热装置的横向剖面结构示意图;

图5是第一隔板的结构示意图。

结合附图在其上标记以下附图标记:

1、壳体;11、燃烧腔;12、冷凝换热通道;13、烟气出口;2、高温换热装置;21、翅片;211、翅片本体;2111、管孔;22、换热管;3、冷凝换热装置;31、冷凝换热单元;311、冷却管;4、燃烧器组件;41、燃烧部;411、燃烧孔;42、混合气连接部;43、鼓风部;5、分区隔板;51、第一隔板;511、第一板体;512、第二板体;5121、凸胞结构;52、第二隔板;ht、高温烟气区;mt、中温烟气区;lt、低温烟气区;e1、第一换热区;e2、第二换热区。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明翅片21如图1所示,包括翅片本体211,翅片本体211上设置有若干管孔2111,翅片本体211为u形结构设置,通过套裁连续切割形成;相同的两块翅片本体211,其中一块翅片本体211的u形底部外缘能够无缝拼接于另一块所述翅片本体211的u形底部内缘内,翅片本体211的u形底部外缘轮廓的形状、大小与翅片本体211的形底部的内缘轮廓的形状、大小相同,从而能够实现翅片21的连续切割成型,最大限制的减少废弃料,提高生产效益。

本发明全预混冷凝式换热装置如图2和图4所示,包括壳体1、高温换热装置2、冷凝换热装置3和燃烧器组件4,高温换热装置2和冷凝换热装置3设置在壳体1的径向平面内。

壳体1内设置有腔体,该腔体空间根据烟气的流动和温度分布,划分为高温烟气区ht、中温烟气区mt、低温烟气区lt、第一换热区e1和第二换热区e2,第一换热区e1位于高温烟气区ht和中温烟气区mt之间,第二换热区e2位于中温烟气区mt和低温烟气区lt之间,壳体1设置有与低温烟气区lt相连通的烟气出口13;高温换热装置2位于第一换热区e1内,冷凝换热装置3位于第二换热区e2内,燃烧器组件4燃烧产生高温烟气形成高温烟气区ht,高温烟气按照预定路径流动并先后流过高温换热区、第一换热区e1、中温烟气区mt、第二换热区e2、低温烟气区lt、烟气出口13;高温烟气经过第一换热区e1与高温换热装置2进行热交换,转化为中温烟气并进入中温烟气区mt,中温烟气流过第二换热区e2与冷凝换热装置3进行热交换,转化为低温烟气并进入低温烟气区lt,最后从烟气出口13排出。

在本装置中,高温烟气区ht内的高温烟气温度一般在1000℃~1200℃之间,中温烟气区mt内的中温烟气一般在70℃~200℃之间,低温烟气区lt内的低温烟气一般在55℃以下。

如图1和图2所示,高温换热装置2为u形结构,环绕设置在高温烟气区ht的外侧,位于第一换热区e1内,包括换热管22以及翅片21,翅片21相互堆叠,换热管22插设在翅片21的管孔2111内,高温换热装置2的u形开口朝向壳体1的侧壁并与壳体1的侧壁配合形成燃烧腔11;优选高温换热装置2呈侧直设置,高温换热装置2的u形开口呈水平设置,从而烟气中携带的异物不会掉入燃烧孔411内造成堵塞,同时烟气冷凝产生的冷凝水也不会落在燃烧器组件4上,从而保证了燃烧器组件4工作的稳定性。

燃烧器组件4包括燃烧部41、混合气连接部42和鼓气部43,燃烧部41穿过壳体1的侧壁伸入燃烧腔11内的燃烧部41,燃烧部41为板式结构,包括燃烧层,燃烧层为平板结构或者弧形板结构的、具有燃烧孔411的金属板,燃烧孔411朝向高温换热装置2,火焰在燃烧孔411上燃烧并产生高温烟气,火焰朝向高温换热装置2,在燃烧腔11内形成高温烟气区ht;混合气连接部42连接燃烧部41和鼓气部43,该鼓气部43将混合气(燃气和空气)鼓入燃烧部41并在燃烧孔411上燃烧。

如图2和图3所示,冷凝换热装置3位于第二换热区e2内,为具有冷却管311的管式或者管翅式换热结构,包括一个或者一个以上的冷凝换热单元31,在同一冷凝换热单元内,冷却管311呈阵列设置,优选相邻的三根冷却管31的中心构成等边三角形。

如图4和图5所示,壳体1内还设置有分区隔板5,该分区隔板5包括第一隔板51和第二隔板52,该第一隔板51和第二隔板52交错设置在壳体1相对的两侧壁上并与壳体1侧壁配合形成蛇形的了冷凝换热通道12,冷凝换热装置3上设置在冷凝换热通道12内,通过分区隔板5能够强制烟气的流动,延长烟气流动路径,提高中温烟气与冷凝换热装置3的换热效果。

如图5所示,第一隔板51和第二隔板52均为双层板结构,包括第一板体511和靠近冷凝换热装置3的第二板体,第一板体511和第二本体之间形成有绝热腔,有效提高了分区隔板5的绝热效果;第二板体设置有向冷凝换热装置3凸起的凸胞结构5121,两侧的凸胞结构5121呈交替对应冷凝换热装置3的冷却管31设置,能够有效的减小冷却管31与分区隔板5之间的间隙,强制烟气经过冷却管31进行换热,提高换热效率。

与现有技术相比,本发明的翅片结构简单,能够进行连续切割,废料产生率低;全预混冷凝式换热装置结构紧凑,显著强化了烟气换热,有效提高了换热效率,通过高温换热装置的u形结构与壳体侧壁围合形成燃烧腔,燃烧器在燃烧腔内燃烧产生高温烟气,有效提高了高温换热装置与烟气的接触面积,从而提高了热交换效率,再者,高温换热装置避免了燃烧器燃烧的火焰直接与壳体接触,避免了壳体局部高温损坏,提高了壳体的使用寿命。

以上公开的仅为本发明的实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

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