高温气气换热器的制作方法

本实用新型涉及一种高温气气换热器。

背景技术：

随着中国经济快速增长，资源能源消费约束明显显现，能源供求矛盾日益突出，高污染、高能耗的特点也使工业在防污减排、节能降耗等方面承受着一定的压力。提高加热炉的余热利用是节能减排的一项重要举措。目前国内加热炉烟气余热利用率较低，烟气量大且烟温较高。缺乏一种有效的烟气回收利用的装置。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种高温气气换热器，以解决上述技术问题的至少一个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种高温气气换热器，包括箱体，箱体上设有多个平行排列的换热片和箱体连接件，换热片由两个板片连接而成，换热片上部和下部均设有开口，换热片上部和下部相连通，相邻的两个换热片之间形成废气换热腔体，废气换热腔体的一侧形成废气入口，另一侧形成废气出口，箱体上设有空气入口和空气出口，空气入口和空气出口均与换热片的上部的开口相连通，箱体连接件设有空腔，空腔与换热片的下部的开口相连通。

本实用新型中，废气是指加热炉或者其他类似设备排放的高温尾气，高温废气从废气入口进入到废气换热腔体中(即进入到两个换热片之间)，而空气则从空气入口进入换热片的上部在进入到换热片中，最后到达换热片的下部，在此过程中，废气是高温气体，会与换热片进行热传递，而使得换热片温度升高，换热片与空气进行热传递，从而加热空气，经过加热后的空气到达换热片的下部并进入到箱体连接件的空腔中，再由空腔进入到其他(与空气出口相连通的)换热片中，此时会再次进行一次热传递，使得空气再次被废气加热，经过两次加热后，空气可以充分吸收废气中的热量，增大效率。由于本实用新型中的废气换热腔体和换热片可以有多个，可以增大换热效率，当将空气换热腔体、废气换热腔体的宽度缩小以及换热片的厚度减小，可以使得整个装置换热片紧密排布、结构紧凑，并且可以增大换热效率。

在一些实施方式中，空气入口设在箱体上端的右侧，和空气出口设在箱体上端的左侧，箱体上设有隔板，隔板位于空气入口和空气出口之间，隔板将与空气入口连通的换热片以及与空气出口连通的换热片隔开。由此，通过设置隔板，可以将与空气入口连通的换热片以及与空气出口连通的换热片隔开，也即是部分换热片可以让空气进入，其余换热片使得加热后的空气排出。

在一些实施方式中，板片上成型有多个凸点或者凹点，换热片由两个板片焊接而成。由此，通过设置凸点或者凹点，可以增大换热片的热传导面积，即可以增大换热片与空气以及换热片与废气的接触面积，从而增大热传导的效率。

在一些实施方式中，箱体的下端设有箱体连接件，箱体连接件呈锥形或者梯形。由此，箱体连接件可以起到支撑箱体的作用，并且箱体连接件还可以起到缓冲空气的作用，使得空气从空气入口经由与空气入口连通的换热片进入到箱体连接件中，再由箱体连接件经由与空气出口连通的换热片排出到空气出口中。

在一些实施方式中，箱体连接件与箱体之间设有伸缩膨胀节。由此，在进行热传导的过程中会有热胀冷缩，因此，伸缩膨胀节在热胀冷缩中起到保护作用，防止温差过大时产生的应力拉裂箱体。

在一些实施方式中，箱体、换热片、箱体连接件、伸缩膨胀节均采用不锈钢材料制成。由此，采用不锈钢材料制成的上述各部件，可以在一定程度上增大换热效率，并且延长使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种高温气气换热器的结构示意图；

图2为图1所示高温气气换热器的左视图；

图3为图1所示高温气气换热器的俯视图；

图4为图1所示高温气气换热器的纵向截面结构示意图；

图5为图4所示高温气气换热器中的换热片沿A-A方向的截面示意图；

图6为图4所示高温气气换热器中的换热片沿B-B方向的截面示意图。

具体实施方式

图1～图6示意性的显示了本实用新型一种实施方式的高温气气换热器的结构。

如图1～图6所示，一种高温气气换热器，包括箱体1和箱体连接件5，从图2中可以看出，在箱体1上安装(如：焊接有)多个平行排列的换热片2，结合图2和图4，可以看出，从图4的正面看过去换热片2有四排，每一排有多列(图2中可以看出)，换热片2本身由两个板片21组合而成，具体结构如图4～图6所示，两个板片21组成一个换热片2，其中一个板片21的左侧面与另一个板片21的左侧面焊接在一起，右侧面和另一个板片21的右侧面的右侧面焊接在一起，从而两个板片21组成的换热片2的侧面不会与外界连通，即侧面是密封的，而换热片2的上部(即图1或者图4所示的上端)和下部(即图1或者图4所示的下端)均成型有开口，该开口由两个板片21焊接后形成(换热片2本身的上端和下端是贯通的，空气进入到换热片2中)。

如图5和图6所示，换热片2上成型有多个凸点211和(或者)凹点212，可以有以下作用，凸点211和(或者)凹点212可以增大板片21(即换热片2)的热传导面积，增大换热效率，同时，凸点211和(或者)凹点212可以使得空气在换热片2中流动时，形成狭小紧促的空间，进一步增大换热效率。

如图1和图2所示，相邻的两个换热片2之间形成废气换热腔体，图1中，最左边的废气换热腔体的左侧可以接入废气(烟气)，即箱体1的左侧为废气入口31，最右边的废气换热腔体的右侧可以排出废气(烟气)，即箱体1的右侧为废气出口32，在图1中换热片2有多个(有四排，每一排大约35个)，部分换热片2(图1和图2右侧)的上部与箱体1上方的空气入口相连通，其余换热片2(图1和图2左侧)的上部与箱体1上方的空气出口相连通，所有换热片2的下部与箱体1下方的箱体连接件5相连通(即箱体连接件5成型有空腔)，即空气从空气入口41进入到与空气入口41相连通的换热片2中，然后进入到箱体连接件5的空腔中，再从箱体连接件5的空腔中进入到与空气出口42相连通的换热片2中，最后从空气出口42排出。

在本实施例中，箱体1可以呈锥形，在其他实施例中，箱体1也可以呈梯形，箱体1呈锥形或者锥形可以起到方便改变空气流向的作用。

如图3所示，在空气入口41和空气出口42之间安装有隔板7，通过设置隔板7，可以将与空气入口连通的换热片2以及与空气出口连通的换热片2隔开，也即是部分换热片2可以让空气进入，其余换热片2使得加热后的空气排出。

如图1所示，箱体连接件5与箱体1之间安装有伸缩膨胀节6。在进行热传导的过程中会有热胀冷缩，因此，伸缩膨胀节6在热胀冷缩中起到保护作用，防止温差过大时产生的应力拉裂箱体1。

本实施例中，箱体1、换热片2、箱体连接件5、伸缩膨胀节6均采用不锈钢材料制成。采用不锈钢材料制成的上述各部件，可以在一定程度上增大换热效率，并且延长使用寿命。在其他实施例中，箱体1、换热片2、箱体连接件5、伸缩膨胀节6也可以采用其他的材料制成，如：合金材料，只需要具有良好的热传导性能以及可以长时间的承受热胀冷缩即可。

如图1～图6所示，本实用新型具体的工作原理以及工作过程如下：首先，将图1所示的换热器接入到外界废气排出口处，将外界废气排出口排出的废气(或者烟气)经由左侧的废气入口31进入到废气换热腔体，同时，将干净的空气从右侧空气入口41排入，空气则从空气入口41进入到与空气入口41相连通的换热片2中(由于换热片2的侧面是由两个板片21焊接而成，之间没有任何缝隙，因此，空气不会从换热片2的侧面排出，并进入到废气换热腔体中)此时，废气会与换热片2发生热传递，从而加热换热片2，而换热片2又与空气又接触，因此，换热片2又加热空气，从而在箱体1的右侧第一次发生热传递。之后空气经由换热片2进入到箱体连接件5的空腔中，经过箱体连接件5的作用，将空气的流向改变，空气从箱体连接件5的空腔中进入到与空气出口42相连通的换热片2中，此时，与空气出口42相连通的换热片2中的空气还会再次与废气发生热传递(废气从左往右流动过程中会与空气发生热传递，因此废气从左往右温度逐渐降低)，原理和过程与上述废气与空气发生热传递的过程一样，此处不再赘述，进一步加热空气，使得空气被二次加热。增大了换热效率。

本实用新型中，最好如图1所示，将空气入口41设置在右侧，空气出口42设置在右侧，而废气入口31设置在上部的左侧，废气出口32设置在上部的右侧，这样是因为废气再流动过程中会与空气间接发生热传递，因此废气从左往右温度逐渐降低，空气与相对较低温度的废气先进行一次热传递，再与相对温度较高的左侧的废气进行二次热传递，可以最大程度利用废气中的热能。

本实用新型中，一些部件的尺寸优选如下：换热片2的高度为1220mm，宽度为295mm，整体高度为2314mm，箱体连接件5的高度为278mm，伸缩膨胀节6的宽度为19mm，空气出口的外径为875mm，内径为820mm，空气入口的外径为655mm等等，无论何种尺寸，只需要各部件能够进行装配，并且各个部件之间能够正常的进行工作即可。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。