一种分体式热风炉的制作方法

本发明涉及热风炉技术领域，具体而言，涉及一种分体式热风炉。

背景技术：

目前，市场上常用的热风炉的换热器多为列管式结构，高温烟气在列管内部流动，空气在列管外部流动，通过列管的管壁，将高温烟气的热量传给空气。

在列管式换热器的热风炉中，由于列管内的烟气和列管外空气的温差很大，会使换热面之间形成很大的温差应力，容易导致换热列管的膨胀和管板拉裂，维修难度大。另外，由于单位长度的列管换热面积小，换热效率低，因此列管式热风换热器的体积大，排出尾烟温度高达170℃以上，浪费不少的热能。

专利文献cn203464485u公开了一种热管式生物质热风炉，其主要包括燃烧室和换热室，燃烧室通过烟道与换热室相通，燃烧室包括相互连通的第一炉膛和第二炉膛，换热室内设有中隔板，中隔板上设置有多根热管。该热风炉采用热管作为换热元件，一定程度上解决了列管式换热器容易膨胀和管板拉裂的问题；并且，该热风炉通过设置第二炉膛，延长了烟道的长度，生物质颗粒燃烧更加充分。

然而，上述的热风炉还存在以下主要不足：补入第一炉膛内的常温空气未被预热，温度较低，特别是在秋冬季的北方，空气温度低于零度，生物质颗粒燃烧效率相对低些，燃烧不是很充分；仍然会有不少未烧完的颗粒和火星进入烟气换热室内；第二炉膛的匀风作用不大，进入热管下端烟气通道各部位的烟气温度差别较大，温度高的热管的使用寿命会受到影响。未对进入换热室的烟气温度、排出的尾烟温度和从排风室排出的干净空气的温度进行调控，不便于将烟气温度调控在热管的安全工作温度范围，也不便于根据使用需要调节排出的干净热空气的温度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种分体式热风炉，以至少解决现有技术中的热风炉生物质颗粒燃烧不够充分、进入热管下端烟气通道各部位的烟气温度差别大、二次燃烧炉热量损失大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种分体式热风炉，包括燃烧机、二次燃烧炉和烟气换热装置，燃烧机的火焰喷嘴与二次燃烧炉的火焰接收口连通，二次燃烧炉的烟气出口与烟气换热装置的烟气入口连通，二次燃烧炉的炉壁内设有进气夹层，进气夹层的空气入口与一送风机的出风口连通，进气夹层通过进风口与二次燃烧炉的炉膛连通。

进一步地，进风口包括：第一进风口，第一进风口靠近火焰接收口的上沿设置；第二进风口，第二进风口靠近火焰接收口的下沿设置；第三进风口，第三进风口设置在二次燃烧炉与火焰喷嘴正对的一侧炉壁上；第一进风口、第二进风口和第三进风口均将二次燃烧炉的炉膛与进气夹层连通。

进一步地，二次燃烧炉的炉膛底部转动安装一排渣绞龙，排渣绞龙的转轴为空心轴，转轴上开有多个通孔，通孔将转轴的内腔与二次燃烧炉的炉膛连通，转轴伸出至二次燃烧炉外部的一端与一送风装置连接。

进一步地，排渣绞龙的外围设有一中空绞龙外壳，中空绞龙外壳的上侧通过一连接法兰与二次燃烧炉的底部连接，连接法兰上开有通风槽孔，中空绞龙外壳与进气夹层通过通风槽孔互相连通，中空绞龙外壳的一端连接一用于向中空绞龙外壳的内腔中送风的送风装置。

进一步地，燃烧机火焰喷嘴与二次燃烧炉火焰接收口的四周之间相间隔，形成供空气进入的补风口。

进一步地，烟气出口设于二次燃烧炉的炉膛上部，二次燃烧炉与烟气换热装置之间间隔形成一匀风通道，烟气出口与匀风通道的上端连通，烟气入口与匀风通道的下端连通。

进一步地，烟气出口处安装有多块上烟气匀风板，烟气入口处安装有多块下烟气匀风板。

进一步地，烟气出口处安装有多块均布错位通孔的上烟气匀风板，烟气入口处安装有多块均布错位通孔的下烟气匀风板，通孔可以是圆形的，也可以是长腰孔或其它形状的。

进一步地，炉壁上于进气夹层的外侧设有隔热层。

进一步地，烟气换热装置包括一热管换热室，热管换热室内沿水平方向设有一中间隔板，中间隔板将热管换热室的内腔分隔成位于下部的烟气换热腔和位于上部的干净空气换热腔，中间隔板上沿竖直方向安装有多根热管，热管的下端伸入烟气换热腔内，热管的上端伸入干净空气换热腔内，烟气换热腔的一端通过烟气入口与二次燃烧炉的炉膛连通，烟气换热腔的另一端通过一烟气风管连接一抽烟风机，干净空气换热腔于靠近烟气换热腔的出风口一端设有干净空气进风口，干净空气换热腔的另一端设有干净热风出口。

进一步地，烟气换热腔为两个，两个烟气换热腔并排设置，两个烟气换热腔之间通过一竖直烟气隔板隔开，且两个烟气换热腔于端部互相连通形成u型的烟气通道；干净空气换热腔为两个，两个干净空气换热腔并排设置，两个干净空气换热腔之间通过一竖直干净空气隔板隔开，且两个干净空气换热腔于端部互相连通形成u型的干净空气通道。

进一步地，分体式热风炉还包括一自动调温电控装置，自动调温电控装置包括：烟气测温探头，安装在烟气换热腔的靠近烟气入口处，用于检测从二次燃烧炉进入到烟气换热腔的烟气温度；干净空气测温探头，安装在干净空气换热腔的靠近干净热风出口处，用于检测经换热后的干净热风温度；尾烟测温探头，安装在烟气换热腔靠近尾烟出口或尾烟管处，用于检测排出尾烟的温度；烟气测温探头、干净空气测温探头、尾烟测温探头、送风机、抽烟风机、排渣绞龙以及燃烧机均与调温控制器连接。

应用本发明的技术方案，通过在二次燃烧炉的炉壁内设置进气夹层，该进气夹层的空气入口与一台送风机的出风口连通，进气夹层通过进风口与二次燃烧炉的炉膛连通。该分体式热风炉使用时，通过送风机向进气夹层内送入常温空气，空气在进气夹层内流动并经进风口进入炉膛内与烟气进行混合；一方面，由于炉膛内温度较高，常温空气经过进气夹层时会对炉膛进行冷却降温，减少热量传到炉壁外侧，使炉壁外侧温度降到安全温度，同时对空气进行预热；预热后的空气进入二次燃烧炉内补充氧气使未烧尽的烟尘充分燃烧，进入炉膛内的空气温度相对较低，可降低高温烟气的温度；另一方面，通过调节抽烟风机的风量，可以调节从燃烧机火焰喷嘴与二次燃烧炉火焰接收口之间补风口补充的常温空气流量，使进入烟气换热装置内的烟气温度调控在热管的安全工作温度范围之内，尾烟温度控制在70℃以内。该分体式热风炉热量损失小，热量利用率高，生物质颗粒燃烧充分，并且方便调节烟气温度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的分体式热风炉的结构示意图。

图2为本发明实施例的分体式热风炉的二次燃烧炉沿图1中a-a面的剖视示意图。

图3为本发明实施例的分体式热风炉中排渣绞龙和中空绞龙外壳的结构示意图。

图4为本发明实施例的分体式热风炉中排渣绞龙和中空绞龙外壳的俯视结构示意图。

图5为本发明实施例的分体式热风炉中排渣绞龙和中空绞龙外壳的左视结构示意图。

图6为本发明实施例的分体式热风炉中排渣绞龙和中空绞龙外壳的右视结构示意图。

图7为本发明实施例的分体式热风炉中中空绞龙外壳的主视结构示意图。

图8为本发明实施例的分体式热风炉中中空绞龙外壳的俯视结构示意图。

图9为本发明实施例的分体式热风炉中u型烟气通道的结构示意简图。

图10为本发明实施例的分体式热风炉中u型干净空气通道的结构示意简图。

图11为本发明另一实施例的分体式热风炉的结构示意图。

图12为本发明又一实施例的分体式热风炉的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、燃烧机；11、火焰喷嘴；12、调温控制器；20、二次燃烧炉；21、火焰接收口；22、烟气出口；23、炉壁；24、进气夹层；25、送风机；26、排渣绞龙；27、补风口；28、中空绞龙外壳；29、连接法兰；30、烟气换热装置；31、烟气入口；40、匀风通道；50、烟气测温探头；60、干净空气测温探头；70、抽烟风机；80、烟气风管；90、旋风除尘器；221、上烟气匀风板；241、第一进风口；242、第二进风口；243、第三进风口；261、转轴；291、通风槽孔；311、下烟气匀风板；321、中间隔板；322、烟气换热腔；323、干净空气换热腔；324、热管；325、干净空气进风口；326、干净热风出口；327、竖直烟气隔板；328、竖直干净空气隔板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

实施例1

参见图1至图8，一种本发明实施例的分体式热风炉，该分体式热风炉主要用于将生物质颗粒进行燃烧，将燃烧产生的烟气热量进行回收，形成干净的热空气，用于物料(如粮食)的干燥或工业、生活用热风。

由图1至图8可见，该分体式热风炉主要包括燃烧机10、二次燃烧炉20和烟气换热装置30。其中，燃烧机10的火焰喷嘴11与二次燃烧炉20的火焰接收口21连通，二次燃烧炉20的烟气出口22与烟气换热装置30的烟气入口31连通。二次燃烧炉20的炉壁23内设置有进气夹层24，在炉壁23上安装有一台送风机25，该送风机25的出风口与进气夹层24的空气入口连通，进气夹层24通过进风口与二次燃烧炉20的炉膛连通。

上述的分体式热风炉，通过送风机25向进气夹层24内送入常温空气，空气在进气夹层24内流动并经进风口进入炉膛内与烟气进行混合。如此设置，一方面由于炉膛内温度较高，常温空气经过进气夹层24时会对炉膛进行冷却降温，减少热量传到炉壁23的外侧，使炉壁23外侧温度降到安全温度，同时对空气进行预热；另一方面，预热后的空气进入二次燃烧炉20内补充氧气使未烧尽的烟尘充分燃烧，进入炉膛内的空气温度相对较低，可降低高温烟气的温度，并且通过调节送风机25的送风量可使进入烟气换热装置30内的烟气温度在热管的工作温度范围之内。该分体式热风炉热量损失小，热量利用率高，生物质颗粒燃烧充分，并且方便调节烟气温度。

具体来说，参见图1，在本实施例中，进风口包括第一进风口241、第二进风口242和第三进风口243。其中，第一进风口241靠近火焰接收口21的上沿设置；第二进风口242靠近火焰接收口21的下沿设置；第三进风口243设置在二次燃烧炉20与火焰喷嘴11正对的一侧炉壁23上；并且，第一进风口241、第二进风口242和第三进风口243均将二次燃烧炉20的炉膛与进气夹层24连通。通过第一进风口241在火焰喷嘴11的上侧、第二进风口242在火焰喷嘴11的下侧以及第三进风口243在火焰喷嘴11的对面同时通入空气，使空气与烟气混合更加均匀，使烟气中的生物质小颗粒燃烧更加充分，也使烟气温度更加均匀。

进一步地，参见图1至图8，在本实施例中，在二次燃烧炉20的炉膛底部转动安装有一根排渣绞龙26，该排渣绞龙26主要用于将二次燃烧炉20底部沉积的炉渣排出。该排渣绞龙26的转轴261为空心轴，且转轴261上开设有多个通孔，该通孔将转轴261的内腔与二次燃烧炉20的炉膛连通，转轴261伸出至二次燃烧炉20外部的一端与一个送风装置(图中未示出)连接。通过该送风装置向转轴261的内腔中通入空气。排渣绞龙26的外围为中空绞龙外壳28，中空绞龙外壳28的上侧通过连接法兰29与二次燃烧炉20的底部连接，该连接法兰29上开有通风槽孔291，中空绞龙外壳28与进气夹层24通过通风槽孔291互相连通，中空绞龙外壳28的一端连接有一个用于向中空绞龙外壳28的内腔中送风的送风装置。通过该送风装置向中空绞龙外壳28的内腔中通入空气，预热后送入炉膛内部。排渣绞龙26通过轴承安装在中空绞龙外壳28上，通过减速机和链轮传动机构驱动排渣绞龙26转动，排渣绞龙26的端部连接进气软管。如此设置，可充分利用堆积在排渣绞龙26上方未燃尽炉渣燃烧的余热，降低排渣绞龙26和中空绞龙外壳28的温度，并可向炉膛补充空气，有利于生物质小颗粒的充分燃烧。

参见图1，在本实施例中，燃烧机的火焰喷嘴11与二次燃烧炉20的火焰接收口21的四周之间相间隔，形成供空气进入的补风口27。可从该补风口27处向炉膛内送入空气，补充炉膛内物料燃烧所需氧气，降低炉膛内部烟气温度。

参见图1，在本实施例中，烟气出口22设置于二次燃烧炉20的炉膛上部，二次燃烧炉20与烟气换热装置30之间间隔形成一个匀风通道40，烟气出口22与匀风通道40的上端连通，烟气换热装置30的烟气入口31与匀风通道40的下端连通。如此设置，二次燃烧炉20的炉膛内混合燃烧后的烟气经烟气出口22进入匀风通道40，再沿匀风通道40向下经烟气入口31进入烟气换热装置30内，通过上述结构设置，可使烟气更加均匀，且下降到适应烟气换热装置30工作的温度范围。

为了进一步提高烟气的均匀性，参见图1，在本实施例中，在烟气出口22处安装有多块上烟气匀风板221，在烟气入口31处安装有多块下烟气匀风板311。多块上烟气匀风板221沿烟气的前进方向平行倾斜向下设置；多块下烟气匀风板311沿烟气的前进方向平行倾斜向下设置。烟气从上烟气匀风板221或下烟气匀风板311通过时，从相邻的匀风板之间通过，使烟气更加均匀。进一步地，烟气出口22处安装有多块均布错位通孔的上烟气匀风板221，烟气入口31处安装有多块均布错位通孔的下烟气匀风板311，通孔可以是圆形的，也可以是长腰形或其它形状。

为了进一步降低热量损失，降低炉壁23外侧的温度，提高设备使用的安全性，在本实施例中，炉壁23上还设置有隔热层(图中未示出)，该隔热层设置在进气夹层24的外侧。通过该隔热层与进气夹层24相结合，大大降低了二次燃烧炉20的热量损失，提高了热量利用率，提高了二次燃烧炉20的使用安全性。具体的，可以在进气夹层24的外侧设置内隔板和外隔板，在内隔板和外隔板之间设置隔热棉，如此形成隔热层。

具体来说，参见图1，在本实施例中，烟气换热装置30包括一个热管换热室，该热管换热室内沿水平方向设置有一块中间隔板321，该中间隔板321将热管换热室的内腔分隔成位于下部的烟气换热腔322和位于上部的干净空气换热腔323；在中间隔板321上沿竖直方向安装有多根热管324，该热管324的下端伸入烟气换热腔322内，热管324的上端伸入干净空气换热腔323内。烟气换热腔322的一端通过烟气入口31与二次燃烧炉20的炉膛连通；烟气换热腔322的另一端通过一根烟气风管80连接一台抽烟风机70。

上述的烟气换热装置30，通过在热管换热室的上部设置干净空气换热腔323，在热管换热室的下部设置烟气换热腔322，并在中间隔板321上设置多根热管324；中温烟气进入烟气换热腔322后对热管324的下部进行加热并自由变形，热管324内的工质(工作液体)吸收热量蒸发后快速向热管324的上端(处于干净空气换热腔323内)流动，利用工质蒸汽的潜热对常温干净空气进行加热，产生干净热空气，蒸汽凝结后又落入热管324的下部，不断循环。通过采用热管324进行换热，解决了现有的采用列管换热器容易导致换热列管高温膨胀和管板拉裂、维修难度大的问题。

进一步地，参见图1，干净空气换热腔323于靠近烟气换热腔322的出风口一端设有干净空气进风口325，干净空气换热腔323的另一端设有干净热风出口326。这样，烟气与干净空气呈对向流动。由于沿着烟气的前进方向，烟气换热腔322内热管324的温度逐渐降低，如此设置，可以充分利用热量，降低尾烟温度，减少热量损失。

为了除去经换热后的低温尾气中的灰尘，在本实施例中，分体式热风炉还包括一个旋风除尘器90，该旋风除尘器90的进风口与烟气风管80的出口端连接，用于对换热后的低温尾气进行除尘；在旋风除尘器90的出口处还连接一布袋除尘器(图中未示出)，进一步沉降细小灰尘，达到环保要求，排入大气。

具体来说，本发明中使用的燃烧机10可采用现有的普通的生物质颗粒燃烧机或防结渣的生物质颗粒燃烧机。普通的生物质颗粒燃烧机喷出的是高温烟气和火焰，夹带少量未燃尽的生物质小颗粒。只能使用木质颗粒，而使用稻壳颗粒、秸秆颗粒、竹子颗粒、甘蔗渣颗粒会结渣堵死炉膛。防结渣的生物质颗粒燃烧机喷出高温烟气和火焰，同时还排出基本燃尽的炉渣，适用于多种林业和农业生物质边角料制造的颗粒燃料。

实施例2

本发明分体式热风炉的另一实施例，本实施例的热风炉的主要结构与实施例1相同，主要区别在于烟气换热腔322和干净空气换热腔323的结构不同。参见图9和图10，在本实施例中，为了方便运输，减小设备的整体长度，分体式热风炉的烟气换热腔322设置为两个，两个烟气换热腔322并排设置，两个烟气换热腔322之间通过一块竖直烟气隔板327隔开，且两个烟气换热腔322于端部互相连通形成u型的烟气通道；干净空气换热腔323也为两个，两个干净空气换热腔323并排设置，两个干净空气换热腔323之间通过一块竖直干净空气隔板328隔开，且两个干净空气换热腔323于端部互相连通形成u型的干净空气通道。

如此设置，可以通过增加烟气换热装置30的宽度来缩短其长度，对于一些对场地长度有特殊要求的场合(如需要集装箱运输)，可使用这种形式的烟气换热装置30。

实施例3

本发明分体式热风炉的另一实施例，该实施例的热风炉的主要结构与实施例1或实施例2相同，与实施例1和实施例2相比，本实施例的分体式热风炉的主要区别在于增加了自动调温电控装置。

参见图1，为了更加方便地对烟气温度和干净热风温度进行调控，分体式热风炉还包括一个自动调温电控装置，该自动调温电控装置包括烟气测温探头50、干净空气测温探头60、尾烟测温探头(图中未示出)和调温控制器12。烟气测温探头50安装在烟气换热腔322的靠近烟气入口31处，用于检测从二次燃烧炉20进入到烟气换热腔322的烟气温度；干净空气测温探头60安装在干净空气换热腔323的靠近干净热风出口326处，用于检测经换热后的干净热风温度；尾烟测温探头安装在烟气换热腔322的靠近尾烟出口或尾烟管处，用于检测排出尾烟的温度；烟气测温探头50、干净空气测温探头60、送风机25、排渣绞龙26、燃烧机10、抽烟风机70和尾烟测温探头均与调温控制器12连接。

使用时，设定输出干净空气的上限温度、下限温度以及输入烟气的上限温度，当干净热风出口326处的干净空气温度升高接近上限温度时，减少或停止燃料进给；当干净空气温度降低接近下限温度时，通过调节燃烧机10的进料量增加燃料进给，使干净空气温度稳定在设定值的正负3℃；当烟气温度接近上限温度时，减少或停止燃料进给，同时增加抽烟风机70的风量，增加常温空气的风量，降低烟气温度。燃烧机10未完全燃烧的炉渣落在排渣绞龙26上，堆积后继续燃烧，发挥余热，经调温控制器12联动调节，间断排出。调温控制器12可采用plc。

应用发现，本发明的分体式热风炉经过二次燃烧炉20处理后，可以将燃烧机10输入的1000℃以上的高温火焰和烟气均匀地降低到中温热管324安全使用的温度，保证热管324安全高效长期运行；可使未燃尽的炉渣和小颗粒燃料在二次燃烧炉20内继续燃烧完全，发挥余热，提高燃料的转换率；可使从烟气换热装置30输出的低温尾烟中不带火星且温度低于70℃，提高了尾烟排放的安全性和经济性；可将二次燃烧炉20的炉壁23外表面的温度控制在安全温度内，更加安全、节能；该分体式热风炉的换热效率可达90％以上。

实施例4

参见图11，本发明分体式热风炉的另一实施例，该实施例的热风炉的主要结构与实施例3相同，其主要区别在于，干净热风出口326不同。在本实施例中，将干净热风出口326加大设置，部分干净热风出口326位于二次燃烧炉20的上方。这样，可以加大热风的输出量，适合于大型热风炉。图11中，烟气换热腔322后端部分的结构以及送风机25未示出。

实施例5

参见图12，本发明分体式热风炉的另一实施例，该实施例的热风炉的主要结构与实施例4相同，其主要区别在于，上烟气匀风板221采用在挡板上开设多排通孔的结构，并且将二次燃烧炉20的顶板、二次燃烧炉20与匀风通道40之间的隔板以及干净热风出口326与匀风通道40之间的隔板设置为耐火层板。本实施例的热风炉同样可以加大热风的输出量，适合于大型热风炉，且耐火性能更好。

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。