一种用于喷雾干燥的热风发生器的制作方法

本实用新型涉及传热学领域，尤其涉及一种用于喷雾干燥的热风发生器。

背景技术：

喷雾干燥是一种把流动状态的物料，经喷雾器在干燥塔内喷洒成雾状，使其与干燥介质充分接触，直接干燥为干粉物料的工艺。由于雾滴很细，具有巨大的蒸发表面积，所以瞬间就可以完成干燥。喷雾干燥的难点就在于如何产生高温介质。能否向喷雾干燥塔提供廉价的无污染高温干燥介质，是目前喷雾干燥技术中的一个难点和关键。

目前常用产生热空气的方法主要有电加热、蒸汽加热、和采用燃油、燃气、燃煤产生高温烟气，采用常规列管换热器或采用热管换热器进行间接换热获得热空气等。以上几种产生干燥介质的方法中，电加热方法耗电量大，生产成本高，从实用性和经济性方面考虑不大合适；蒸汽加热产生高温烟气时锅炉的饱和蒸汽压力受到限制，达不到干燥工艺所需温度，影响设备的产量和产品的质量，而且锅炉的结构复杂，投资成本较高，管理不便，从技术和管理上存在较大的困难；采用燃煤、燃油、燃气的方法获得高温热空气的方法，常采用常规列管换热器进行间接换热，这种方式的热交换介质为气-气，而气体的换热系数较小，这就导致设备金属耗量大，设备体积庞大，热损失大，安全可靠性低，而且由于列管常常被氧化、磨损、过热及露点腐蚀的原因，容易导致列管局部穿透，温差应力也常常使管板和管子的连接处发生破坏，从而导致烟气和空气贯通，使产品质量产生严重的不良后果；以高温热管作为传热元件的高温热管换热器，水及有机工质均不适宜做热管工质，在高温条件下，水的饱和蒸汽压力太高，且气化潜热随着温度升高而减少，超过一定的温度极限有机工质将发生裂解和碳化，在高温条件下换热阻力增大会导致金属材料强度急聚下降，热管的安全操作性无法保障。高温热管以液态金属作为工作介质，以不锈钢或其他耐热钢为管壳，具有良好的热稳定性和较低的饱和蒸汽压，但是，几乎所有的高温热管都具有吸液芯，即使在有重力辅助作用的条件下工作的高温热管也是如此，高温热管的制造设备、制造材料和制造工艺都要求较高，形成换热设备成本较高，用户接受程度差，市场推广存在一定难度。

专利ZL.2015 2 1134371.5公开了“一种用于烟叶烘烤设备的高效热风炉”，采用非相变循环回路换热元件，解决了在高热流密度工况条件下高温烟气与空气的换热难题，可以生产高温热风介质，用于多领域的喷雾干燥工艺是合适的。但是由于混合烟气进入热风发生器换热后的排放路径较短，热风发生器上部的中、低温余热没能得到充分转换利用即进入烟囱向外排放，虽然炉顶表面设置有金属肋片，但肋片的换热面积小，加之肋片受金属导热性质的限制，热阻较大，热风发生器中、低温区域的热量不能及时有效转换利用，造成大量热量无效流失。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于喷雾干燥的热风发生器。包括弯曲状导热管(1)，循环回路导热管(2)，螺旋翅片(3)，直肋翅片(4)，箱顶(5)，箱体 (6)和排烟口(7)；本实用新型能够使热风发生器中、低温区域的热量得到充分转换利用，使热风发生器的使用效率、运行效率、和热能转换效率得到进一步提升，与非相变循环回路传热元件形成合力，为喷雾干燥工艺提供洁净的干燥媒介，对减少设备余热排放、提高设备利用效率、降低喷雾干燥成本发挥重要作用。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：包括：弯曲状导热管(1)，循环回路导热管(2)，螺旋翅片(3)，直肋翅片(4)，箱顶(5)，箱体(6)和排烟口(7)；其特征在于，在箱顶(5)的板面上，围绕排烟口(7)分布设置弯曲状导热管(1)；弯曲状导热管(1)为弯曲形状的相变重力热管；弯曲状导热管(1)冷凝段的轴线与水平方向形成有一定夹角；弯曲状导热管(1)的冷凝段设置有螺旋翅片(3)，弯曲状导热管(1)的蒸发段为光管。在箱体(6)的箱壁上设置循环回路导热管(2)，循环回路导热管(2)为一组非相变循环回路导热管，循环回路导热管(2)围绕箱体(6)的周长依次排列分布，沿箱体(6)的高度方向垂直设置，循环回路导热管(2)两端的弧形弯曲段在箱体(6)上穿越固定，循环回路导热管(2)的两条轴线以箱体(6)为隔板布置在箱体(6)的内、外两侧，箱体(6) 外侧的管段上设置有直肋翅片(4)，箱体(6)内侧的管段为光管。箱体(6)下端设置与热源连接固定的法兰盘(8)。

本实用新型的技术效果在于：本实用新型在热风发生器箱顶上，围绕排烟口设置了一簇具有高效换热性能的相变重力热管，能够将热风发生器中、低温区域的热量得到充分转换利用，使热风发生器的使用效率、运行效率、和热能转换效率得到进一步提升，与非相变循环回路传热元件形成合力，为喷雾干燥工艺提供洁净的干燥媒介，对减少设备余热排放、提高设备利用效率、降低喷雾干燥成本发挥重要作用。

附图说明

图1是一种用于喷雾干燥的热风发生器剖面结构示意图。

图2是热风发生器上的弯曲状导热管结构示意图。

图3是热风发生器上的循环回路导热管结构示意图。

图4是热风发生器的横截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括弯曲状导热管(1)，循环回路导热管(2)，螺旋翅片 (3)，直肋翅片(4)，箱顶(5)，箱体(6)和排烟口(7)；箱顶(5)的板面上，围绕排烟口(7)分布设置有弯曲状导热管(1)；箱体(6)的箱壁上设置有循环回路导热管(2)；箱体(6)下端还设置有与热源连接固定的法兰盘(8)。

如图2或图1所示，弯曲状导热管(1)为弯曲形状的相变重力热管；弯曲状导热管(1) 冷凝段的轴线与水平方向形成有一定夹角；弯曲状导热管(1)的冷凝段设置有螺旋翅片(3)，弯曲状导热管(1)的蒸发段为滑壁光管。

如图3或图1所示，箱体(6)的板面上设置有循环回路导热管(2)；循环回路导热管(2)为一簇非相变循环回路导热管，循环回路导热管(2)围绕箱体(6)的周长依次排列分布，沿箱体(6)的高度方向垂直设置，循环回路导热管(2)两端的弧形弯曲段在箱体(6) 上穿越固定，循环回路导热管(2)的两条轴线以箱体(6)为隔板布置在箱体(6)的内、外两侧，箱体(6)外侧的管段上设置有直肋翅片(4)，箱体(6)内侧的管段为光管。

如图4所示，循环回路导热管(2)为非相变循环回路导热管，循环回路导热管(2) 一侧的管段上设置有直肋翅片(4)，另一侧的管段为光管。

本实用新型的技术原理：本实用新型在使用时，将本实用新型下端的法兰与燃烧器烟气出口连接固定，并置于供热室内循环风机的下方，热风发生器运行时，燃烧器产生的高温烟气从下部进入热风发生器，首先流经非相变循环回路导热管内侧管束，管内工质受热后分子密度扩散产生动力，工质携热向上运动，将高温区域的高热流密度热量快速传递给直肋翅片并释放出热量；当混合烟气进入中、低温区域、流经相变热管时，热管腔体内的工质受热产生沸腾发生相变，工质由液态转化为汽态并沿着热管腔体向上运动，将热量传递给螺旋翅片并放出热量，腔体内的汽态工质冷凝转化为液态，液态工质依靠重力作用回流至蒸发段继续受热，形成往复循环，实现导热工质的合理流动和热量传递过程。

热风发生器释放的热量，在循环风机的作用下，通过强制对流方式与空气进行交换，被加热空气以循环流动方式被送入喷雾干燥塔，为喷雾干燥工艺提供洁净的干燥介质干燥物料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。