一种能提高热量转化率的换热器的制作方法

本发明涉及热交换，特别涉及一种能提高热量转化率的换热器。

背景技术：

1、废气处理过程中，我们通常将废气进行燃烧处理，通过燃烧将废气转化成无污染的气体后再排入空气中。燃烧后的气体存在大量的热量，这些高温空气如果直接排放到大气中，直接造成热能浪费，同时废气燃烧过程中也需要大量的热量。通过余热回收装置可以有效的将燃烧后气体的热量回收给待燃烧的废气。这样直接将热量直接转移，比将热量转化成其他能量来的简单、便捷且成本低。

2、燃烧后的气体通过换热管道输送，为了提高热量转移的效率，将换热管道设置成u型管道或s型管道或螺旋管道，通过延长换热管长度来增加废气与换热管道的接触面积。但是废气运动方向和换热管的设置方向是相同，废气只能沿着换热管运动，没有阻力影响，不利于废气均匀的与换热管接触，使得离换热管近的废气吸收的热量多、离换热管远的废气吸收的热量低，热量转移效率还是不理想。

3、为了增加废气的热量转移效率，本案提出一种通过改变废气的运动路径来增加热量转换效率的换热器。

技术实现思路

1、因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构设计合理、能减少热能浪费的一种能提高热量转化率的换热器。

2、为解决上述技术问题，本发明采取的解决方案为:一种能提高热量转化率的换热器，包括炉胆、设置于炉胆外部的炉胆外套，所述炉胆由左往右依次设置有供燃烧后的废气排出的废气出口、用于交换燃烧后废气热量的换热腔、用于使燃烧后的废气向炉胆内壁均匀分散以便于炉壁吸收废气热量的分散腔、用于供废气和燃烧火焰穿入的燃烧口，所述换热腔的左端部的外壁正面上设置有供待燃烧废气进入的废气进口，所述换热腔的左端口和右端口上分别设置有用于将限制废气向两端扩散的截流管板，两个所述截流管板上对应均匀开设有安装孔，两个所述截流管板之间设置有将分散腔内的燃烧后的废气贯穿换热腔向废气出口输送实现热交换的若干换热管，所述换热管的两端部分别密合插设于所述安装孔内，所述换热管之间形成供废气流动、限制废气通过的流动量使废气贴合换热管均匀穿过提高换热效率的流动间隙，所述换热腔内设置有用于引导待燃烧废气沿垂直换热管方向运动、增加废气运动过程阻力延长废气与换热管接触时长的折流结构，所述炉胆外套位于所述换热腔后端部密合套设于所述炉胆上，所述炉胆与炉胆外套之间设置有用于保持固定间距的若干支撑块，所述炉胆与炉胆外套之间形成输气通道，所述换热腔后端部的腔体开设有供换热腔内废气进入到炉胆外壁与炉胆外套之间的输气通道的透气孔，所述炉胆外套右端面上设置有用于连接外部燃烧器的连接口，所述燃烧口上设置有用于燃烧器发出的火焰集中与废气充分燃烧的分布板，所述分布板与所述连接口之间形成燃烧间距，所述炉胆外套位于所述燃烧间距位置处的上端部设置有用于在炉胆和炉胆外套内压力过大时自动排泄压力的泄爆结构，所述分散腔内设置有用于对集中燃烧完的废气进行分散的分散结构，所述炉胆和炉胆外套的下端部间隔设置有多组便于移动的移动结构。

3、进一步改进的是：所述输气通道内设置有用于延长废气运动路程充分吸热的导向结构。

4、进一步改进的是：所述导向结构为螺旋缠绕固定设置于输气通道内的螺旋导向板。

5、进一步改进的是：所述螺旋导向板均分成八段设置，每段之间间距为100-300mm，八段所述螺旋导向板缠绕所述炉胆外壁一圈。

6、进一步改进的是：所述换热腔的腔体上设置有在进气压力过大时自适应形变与恢复以防止炉胆炸裂的膨胀结构。

7、进一步改进的是：所述膨胀结构为双层波纹管，所述换热腔的腔体上位于废气进口与炉胆外套的左端部之间分割成两段，所述双层波纹管设置于两段所述换热腔的腔体之间，所述双层波纹管两端部分别密合固定设置所述换热腔的腔体上。

8、进一步改进的是：所述折流结构包括位于所述废气进口至换热腔右端部之间间隔设置的若干半圆形折流板，所述半圆形折流板的弧形侧面垂直固定设置于所述换热腔的上面内壁或下面内壁上，相邻所述半圆形折流板的平面侧面相向设置，所述半圆形折流板上开设有供所述换热管垂直穿过的穿插孔。

9、进一步改进的是：所述透气孔包括均匀开设于所述换热腔上腔体的后端部上单列设置的上透气孔。

10、进一步改进的是：所述透气孔还包括开设于所述换热腔下面内壁右端口上的下透气孔，所述上透气孔的孔径小于所述下透气孔的孔径，位于换热腔内最右端上的半圆形折流板的平面侧面朝向正面。

11、进一步改进的是：所述泄爆结构包括竖直设置的泄爆通道，所述泄爆通道的上端设置有倾斜泄爆口，所述泄爆口上设置有用于闭合泄爆口的端盖，所述端盖的高处侧可转动铰接设置于所述泄爆通道上，所述端盖的倾斜角度为10-25°，所述端盖上表面上设置有用于手动启闭端盖的把手。

12、进一步改进的是：所述分布板中部开设有供内圈火焰直接穿过的开孔，所述分布板周沿上开设有供外圈火焰和废气穿过的通孔，所述分布板上位于通孔与所述开孔之间裁切设置形成供火焰和废气穿过的导向孔和将穿过导向孔的火焰和废气向中部导向集中的导向板，所述导向板外侧固定设置于所述导向孔外侧上，所述导向板内侧向分散腔翻折40-50°。

13、进一步改进的是：所述导向板的翻折角度为45°。

14、进一步改进的是：所述导向孔与导向板的形状为等腰梯形，所述等腰梯形的短边朝向所述分布板中部。

15、进一步改进的是：所述分散结构包括从右往左依次设置的第一挡风圈、第二挡风圈，所述第一挡风圈和第二挡风圈上分别设置有第一挡风扇叶和第二挡风扇叶，所述第一挡风扇叶和第二挡风扇叶中部凸向分布板、外侧朝向换热腔固定设置于所述第一挡风圈和第二挡风圈上，所述第一挡风圈和第二挡风圈外壁上分别设置有至少两根用于将挡风圈固定于分散腔内壁上的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板相互错开并倾斜设置，所述第一支撑板一端固定设置于所述第一挡风圈上，另一端固定设置于所述分散腔内壁上，所述第二支撑板一端固定设置于所述第二挡风圈上，另一端固定设置于所述分散腔内壁上，所述第一支撑板与第二支撑板的倾斜角度为40-50°，所述第一挡风扇叶的外径小于所述第二挡风扇叶的外径。

16、进一步改进的是：所述移动结构包括支撑座，所述支撑座上端面开设有与炉胆外壁或录单外套外壁贴合的弧形槽，所述支撑座下端部沿垂直炉胆中轴线方向设置有支撑轴，所述支撑轴两端部分别设置有滚轮。

17、进一步改进的是：所述炉胆外套外周上罩设有隔热保护罩。

18、进一步改进的是：所述炉胆外套右端面上位于所述连接口周沿填充设置有保温棉。

19、进一步改进的是：所述支撑块为u型支撑块，所述u型支撑块的底面与所述炉胆外壁贴合。

20、进一步改进的是：所述炉胆上位于所述换热腔的左端口上为直径由右向左逐渐缩小的出口锥体，所述出口锥体的左端口上设置有出气管道，所述出口锥体右端部与所述换热腔的腔体固定连接，左端部与所述进气管道的进气端固定连接。

21、进一步改进的是：所述换热腔的左端部外壁正面上固定设置有进气管道，所述进气管道的出气端与所述换热腔内部相连通。

22、进一步改进的是：所述炉胆上位于所述换热腔的右端口上为直径由右向左逐渐增大的连接锥体，所述连接锥体左端口与所述换热腔的腔体固定连接，右端口与所述分散腔的腔体固定连接，所述炉胆外套上位于所述连接锥体位置处设置有与炉胆形状相适应的缩径段，所述炉胆外套内壁上位于所述缩径段处沿轴向均匀分布设置有至少三片的导流板，所述导流板外侧固定设置于所述炉胆外套内壁上。

23、通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

24、1、本案中使用的换热管是直管，换热管直接插设在截流管板上容易拆卸和安装，且每一根换个管直接都是独立的，后续便于独立更换。

25、2、本案中在换热腔内沿垂直换热管设置的半圆形折流板，对废气进行导向，使废气沿着垂直波纹管方向运动，保证进入换热腔内废气能均匀与换热管接触，换热管之间的流动间隙减慢了废气的流动速度，同时缩小了废气和换热管之间的距离，使得废气能有充分吸收热量，提高热量转化率。

26、3、 本案中换热腔的腔体上开设的透气孔包括上透气孔和下透气孔，上透气孔呈单列设置，下透气孔层多列设置，上透气孔的孔径小于下透气孔的孔径，以迫使吸收热量后的废气能克服热气上升特性尽可能多的与换热管接触，多多的吸收热量，同时上透气孔在换热腔压力过大时能增加换热腔内废气进入到输气通道的废气量避免内胆炸裂，上透气孔能加快废气运动速度，使上下的废气运动速度不一样，穿过上透气孔的废气的温度没有穿过下透气孔废气的温度高，在螺旋导向板的螺旋导向下，穿过上透气孔的废气和透过下透气孔的废气能混合均匀综合温度，以便于后续稳定燃烧。

27、4、本案中输气通道内设置的螺旋导向板的绕设炉胆外壁一周，螺旋导向板均分为八段，每段之间间隔180mm设置，间隔距离合适，在气压正常下，废气是沿着螺旋导向板做螺旋活动的；在气压过大的，一部分气压可以直接穿过螺旋导向板间的间距直接向泄爆口运动，直接做轴向运动路径缩短行程，加速废气的流动，以防止压力过大损坏炉胆和炉胆外套。

28、5、本案中炉胆上设置的连接锥体以及炉胆壳体相应的缩径设置，一来有利于废气反向运动时可以导向扩大废气，使废气均匀进入换热管内，二来，缩径处的输气通道可以对废气进行加速，缩径处设置的导向板可以限制废气做旋转运动，有利于将全部能量进行轴向加速。

29、6、本案中分散腔内设置的第一挡风扇叶和第二挡风扇叶对向换热管运动的废气进行均匀分散，提高废气的输出效率。

30、7、本案中的分布板上开设的导向孔和导向板，有利于将穿过导向孔的火焰和废气向中部导向集中的导向板，以便于充分燃烧均匀，导向板和导向孔呈等腰梯形状，且短边朝向分布板中部，有利于进一步对废气进行导向。