燃气模温机的制作方法

本实用新型涉及一种燃气模温机，尤其涉及对该燃气模温机结构的改进。

背景技术：

模温机作为一种通过热能转换来对用热设备提供能量的设备，其在工业生产中已得到广泛应用。在模温机中为降低从其燃烧室排出的高温烟气温度，使之达到排放标准，通常是将高温烟气导入能对烟气热量进行吸收再利用的热量回收器中；而为将热油中所溶气体从油液中排出，避免所溶气体对管路中的油液形成不均衡压力，产生压力波动，造成出油压力不稳，热油流速失衡，导致受热设备的温度出现波动，使受热设备的工作稳定性变差的现象，在机身上都设置有油气分离器；

另外为保证导热油能以恒定的温度对用热设备加热，则导热油的温度波动就必需控制在合理的范围内，为此一个稳定可靠的对导热油油温进行控制的系统也是必不可少的。针对上述要领，现行机器上都设置了与之相应的装置或系统，但因技术或其它方面的原因其实际使用效果并不理想，究其原因，一是现行机上所用高温烟气热量回收器中所用散热管为内壁光滑的普通钢管，则烟气在管内流动时基本没有流阻，烟气在管内流速相对较快，造成烟气与受热介质的热交换时间过短，热交换不充分，烟气中仍有大量热量随着烟气一起被排至大气，热量再利用吸收效果不佳，烟气在管内长时间流动后，烟尘不可避免地会在管子内壁上产生圆柱形积垢层，该圆柱形积垢层在管子受热膨胀或冷却收缩时其内部会形成均匀应力，圆柱形积垢层在管壁上的附着力就相对较强，不易自行剥落，这样散热管的散热性能就受到影响，特别是随着积垢层变厚，散热性也会变得越来越差，这也就直接导致了最终排出的烟气温度过高，达不到排放要求，且现行高温烟气热量回收器中的高温烟气导入箱和低温烟气排出箱分别设置于受热介质箱两端，则烟气由高温烟气导入箱导入散热管后就直接从低温烟气排出箱排出，烟气散热行程与散热管长度相当，散热时间较短，不利于烟气热量的充分交换，另外在受热介质箱内，由介质导入管导入箱内的介质是由介质排出管直接排出的，这样处于受热介质箱内的受热介质其与散热管间的热交换时间也就相对较短，受热介质难以升到预期的温度值，这就会对后继热应用设备的正常工作造成影响；二是现行机身上所用油气分离器上其进油管轴线和出油管轴线与罐体中心轴线间的轴交角均设置为垂角，在热油由进油管进入罐体内时，在管内压力作用下，其仅能在与进油管管口相对应且垂直于罐体中心轴线的液层上形成旋流，相应地在出油管处亦是如此，这样在进油管和出油管之间的液层上就缺乏能使油液进行回旋涤荡的冲涮力，这就不利于热油中所溶气体形成气泡，也就抑制了气体的溢出，形成溢气不彻底，出油油压仍会产生一定的波动，相应地受热设备的温度也会跟随波动，难以使受热设备达到稳定的工作状态；三是现行机器上所用油温控制系统均是由继电器和接触器组成，这种控制系统不但结构复杂、布线繁锁，而且控制响应速度慢、控制精度低，很难将油温控制在期望范围内。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种烟气热转换效果好，油气分离充分彻底，油温控制稳定精度高的燃气模温机。

为解决上述技术问题，本实用新型的燃气模温机包括机架，固定设置于机架上的导热油炉，所述导热油炉的燃烧室中所设置盘管由外盘管和至少一道内盘管逐层嵌套而成，该外盘管和各层内盘管相串接；该导热油炉上方机架上设置有烟气热量回收器，该烟气热量回收器一端相连密封设置着排烟室和烟气导入室，该烟气热量回收器另一端密封设置有烟气换向室，该烟气热量回收器内平行设置着若干根螺纹烟管，该螺纹烟管内孔中设置有螺旋突伸，该烟气热量回收器内沿螺纹烟管轴向相间隔交错设置有前导流隔板和后导流隔板；该导热油炉上方机架上设置有油气分离罐和溢油罐，该油气分离罐处于溢油罐下方，该油气分离罐通过出油管与盘管通连设置，该出油管设置于油气分离罐一侧，在油气分离罐另一侧设置有分离罐出油管，该出油管轴线与油气分离罐轴线轴交角α为80^O～90^O，该分离罐出油管轴线与油气分离罐轴线轴交角β为80^O～90^O，该油气分离罐与溢油罐相通连；在机架上还设置有油温控制装置。

采用上述结构后，由于将盘管设置为相嵌套的内盘管和外盘管，且将内盘管和外盘管相串接，则盘管的长度得以增长，则额定流速下的导热油流过盘管的时间就相对变长，导热油就能获得充分的加热时间，导热油的油温便能获得快速升温，这就保证了对工作速度快、热耗大的用热设备的热量供给，具有能延长导热油加热时间，油温升速快的优点。又由于在烟气热量回收器一端设置排烟室和烟气导入室，而在烟气热量回收器另一端设置烟气换向室，则烟气热量回收器内所设置散热管便分成了与排烟室连接和与烟气导入室连接的两部分，而该两部分散热管通过烟气换向室相通连串为一体，对烟气的散热就变为由相串的两根管进行，烟气的散热行程得以增长，亦即延长了烟气的热交换时间，保证了烟气与箱内受热介质间能进行充分的热交换，同时也保证了最终排出的烟气能符合热排放标准，具有热交换时间长，散热充分、效果好的优点；而用螺纹烟管作散热管，且该螺纹烟管内孔中设置有螺旋突伸，这样相比内壁光滑的光管，一方面其传热面积增大1.7-1.8倍，管子自身的散热性能大为增强，另一方面螺旋突伸也会对管内烟气产生一定的阻尼，延缓了烟气通过管子的时间，使烟气与受热介质间热转换变得更为充分，又一方面积聚在螺旋突伸上的烟垢其应力方向各异，在管子发生膨胀和收缩时，烟垢在该方向相异应力作用下便能自行脱落，具有能自行清洁管壁积垢的优点；而在烟气热量回收器内设置有前导流隔板和后导流隔板，且将该前导流隔板和后导流隔板沿螺纹烟管轴向交错间隔设置，这样在受热介质箱内，就形成了由前导流隔板和后导流隔板隔开的介质流道，受热介质在该流道中流动时其流动行程得以增长，也就延长了受热介质在箱内的流动时间，保证了受热介质能充分吸烟气热量获得预期的温升值， 同样具有热交换时间长，散热充分、效果好的优点。还由于通过在油气分离罐罐体两侧分别设置出油管和分离罐出油管，且将出油管位置设置为低于分离罐出油管位置，则为油液能在罐内产生回旋冲刷提供了结构上的保证，而通过将出油管轴线与油气分离罐轴线轴交角α设置为80O～90O，则热油由出油管进入油气分离罐时，就会以一定的角度沿罐体内壁产生螺旋流动，这样处于出油管和分离罐出油管之间液层上的油液在进油压力作用下就得以被搅动，而产生涤荡冲涮，油液中的气体也就能得以产生气泡并充分溢出，能使罐内油液产生流动冲涮，溢气充分彻底，且结构合理的优点，同样将分离罐出油管轴线与油气分离罐轴线轴交角β设置为80O～90O，也会使与油泵相连的出油管在吸油时产生与进油管一样的对油搅动效果，进一步增强了油液在罐内的流动冲涮，加速了热油中气泡的形成，保证了油液中气体的充分溢出。再由于在机架上设置了油温控制装置，通过该油温控制装置可将油温控制在设定范围内，且能保持较高的控制精度。

本实用新型的一种优选实施方式是，所述油温控制装置包括温控单元，与温控单元电连接的油温传感器，所述温控单元电连接于PLC的输入端子上，该PLC的输出端子上电连接着小火电磁阀的线圈和大火电磁阀的线圈，该小火电磁阀和大火电磁阀并联连接于燃气主阀和燃气导入管之间，该燃气导入管通连设置于燃烧器上，该燃烧器上通连设置着热气竖流道以及点火控制器和火焰检测开关，该火焰检测开关与点火控制器电连接，该燃气导入管上设置有气压开关，该热气竖流道上设置有风压开关，该气压开关和风压开关均电连接于控制电路中；所述小火电磁阀出气口串联连接着小火针阀，该小火针阀与燃气导入管相通连；所述大火电磁阀出气口串联连接着着燃气流量阀，该燃气流量阀与燃气导入管相通连；所述燃气流量阀阀门通过连杆与阀门控制器传动连接，该阀门控制器通过控制系统中的电气元件受PLC控制；所述油温传感器为两只，该两只油温传感器分别为出油油温传感器和进油油温传感器。通过以上设置，燃气经燃气主阀后就可分为两路并汇入燃气导入管进而进入燃烧器中，这样就可实现在起始加热时通过控制系统让小火电磁阀和大火电磁阀均打开，让燃气以最大流量进入燃烧室将导热油快速加热至设定温度值，而后让大火电磁阀工作切断该路进气，小火电磁阀工作状态不变，即在油温达到设置温度时由小火电磁阀保持加热，以达到对导热油进行保温并延缓导热油温度下降的时间，这就直接有效地减缓了油温的波动，且在导热油温度降至设置温度下限时，则大火电磁阀又重先开启恢复两路供气，使油温又能快速恢复至温度设定值，从而有效地避免了油温波动的延续，具有结构合理，油温控制稳定的优点；通过油温传感器可采集油温信号并将之转换成模拟电信号导入温控模块，温控模块可将该模拟电信号转换成数字信号后传送给PLC,PLC又通过与之相连的数模转换器将该数字信号转换成电信号，通过该电信号可实现对控制电路中相关电元件触点的控制，从而实现了对大火电磁阀及小火电磁阀线圈的控制，具有响应速度快，控制精度高的优点；通过在燃烧器上设置热气竖流道则能向燃烧器内引入足够空气，保证了燃气能得到充分燃烧，而在燃气导入管上设置气压开关，在热气竖流道上设置风压开关，且将该气压开关和风压开关均电连接于控制电路中，则实现了能在燃气和空气均导通的情况下让点火器进行点火，保证了点火的时序性，火焰检测开关的设置则能在点火成功后，对点火开关电路进行适时断开，保证了点火开关的使用寿命。

通过小火针阀可对小火支路中的燃气流量进行调节，也就实现了在热油保温阶段能根据热油实际的吸热量来调整燃气流量，使二者基本匹配；通过燃气流量阀可对大火支路中的燃气流量进行控制，而通过阀门控制器，结合plc可实现对燃气流量阀的自动调节，具有控制方便，自动化程序高的优点；通过出油油温传感器和进油油温传感器可分别对出油管和分离罐出油管中的温度进行信号采集。

本实用新型的又一种优选实施方式是，所述盘管的节距P与管子直径d的关系为P=2.2d；所述盘管为两根，该两根盘管同轴交错并联设置；所述螺纹烟管内孔中所设置螺旋突伸的螺旋角在8度至30度间；所述前导流隔板和后导流隔板至少各为一块。将盘管节距设置为管子直径d的2.2倍，则保证了能方便地将两根盘管以交错插入方式同轴并联设置为一起，这样在结构上就形成了双头盘管,而将两根并联设置的进油管接入一根总的进油管，将两根并联设置的出油管接入一根总的出油管，则由总的进油管导入的导热油就由与其相连的两分支进油管分别导入各自所连的盘管内，而在出油口又由与各自连接的出油管汇流入总的出油管，在此过程中由总的进油管导入的导热油就形成两分支进入各自所对应的盘管内获得加热，这就使对流油的加热变得更加充分，导热油温升就变得更加迅速，更加保证了对受热设备热量的供给；将螺旋突伸的螺旋角设置在8度至30度角度范围内既能保证烟气在管内能获得理想的工作流阻，增强烟气与受热介质的热交换效果，又保证了对螺旋突伸进行加工的工艺性。前导流隔板和后导流隔板设置块数的多少依据烟气热量回收器的实际长度而定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的燃气模温机作进一步说明。

图1是本实用新型的燃气模温机一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是单根盘管的立体图；

图4是两根盘管关联设置后的立体图；

图5是螺纹烟管的立体图；

图6是烟气热量回收器局部剖开的立体图；

图7是图1及图6中所示前导流隔板或后导流隔板的立体图；

图8是图1中所示油气分离部分的结构示意图；

图9是图1中所示油温控制装置的结构示意图。

图中，1-烟气热量回收器，1.1-后导流隔板，1.2螺纹烟管，1.2.1-螺旋突伸,1.3-前导流隔板，1.4-排烟室，1.5-烟气导入室，1.6-烟气换向室，1.7-空气进口，2-热气横流道，3-热气竖流道，4-燃气主管，5-导热油炉，5.1-隔热层，5.2-炉壳，5.3-隔块一，5.4-外盘管，5.5-内盘管，5.6-排烟道，5.7-出油管，5.8-进油管，5.9-隔块二，5.10-观察镜，6-机架，7-油气分离罐，8-溢油罐，9-溢油管，10-积油箱，11-放油阀，12-排气管，13-压力空气，14-燃烧室，15-溢气管，16-分离罐出油管，17-燃烧器，18-油温控制装置，18.1-燃气主阀，18.2-小火电磁阀， 18.3-小火针阀，18.4-燃气流量阀，18.5-火焰检测开关，18.6-PLC，18.7-点火器控制器， 18.8-燃气气压表，18.9-出油油温传感器，18.10-进油油温传感器，18.11-进油油压表，18.12-出油油压表，18.13-温控模块，18.14-阀门控制器，18.15-燃气导入管，18.16-风压开关，18.17-气压开关，18.18-大火电磁阀，18.19-导线。

图中以带圈的单尾实心箭头线示出了热空气的流向；

图中以单尾空心箭头线示出了导热油的流向；

图中以三尾空心箭头线示出了燃气的流向；

图中以单尾实心箭头线示出了烟气的流向。

具体实施方式

在图1及图2所示的燃气模温机中，机架6上固定安装着导热油炉5，该导热油炉5的燃烧室14中设置着盘管，该盘管与炉内壁间以隔块一5.3隔开，该盘管的节距P为管子直径d的2.2倍，该盘管由同轴设置的外盘管5.4和内盘管5.5串接而成（见图3），该外盘管5.4和内盘管5.5间以隔块一5.3隔开，该盘管为两根，该两根盘管同轴线彼此交错并联在一起（见图4），该两根盘管的两根进油管5.8并联接入一根总的进油管，该总的进油管上安装着进油油温传感器18.10和进油油压表18.11，两根盘管的两根出油管5.7并联接入一根总的出油管，该总的出油管上安装着出油油温传感器18.9和出油油压表18.12，该出油油温传感器18.9和进油油温传感器18.10通过导线18.19电连接于温控模块18.13输入端子上，该温控模块18.13的输出端子通过导线18.19与PLC18.6输入端子电连接。该导热油炉5的炉壳5.2内壁设置有隔热层5.1，该炉壳5.2内腔中设置有高温烟气通道5.11，该高温烟气通道5.11底部通过排烟口5.6与燃烧室14通连，在炉壳5.2上设置有观察镜5.10。总的出油管5.7其露出炉壳5.2的延伸端通连设置于油气分离罐7的一侧（见图8)，在油气分离罐7的另一侧通连设置着分离罐出油管16，该出油管5.7位置低于分离罐出油管16，该出油管5.7轴线与油气分离罐7轴线轴交角α为80^O～90^O间，本实施例中为85^O，该分离罐出油管16轴线与油气分离罐7轴线轴交角β为80^O～90^O间，本实施例中为85^O，外部所连受热设备串接于分离罐出油管16和总的进油管5.8间的管路上，在油气分离罐7顶部设置有与罐体内腔相通的溢气管15，在油气分离罐7上方机架6上设置有溢油罐8，该溢油罐8上部设置有排气管12，溢气管15向外延伸端连接于溢油罐8底部并与溢油罐8内腔通连，在溢油罐8底部还设置有溢油管9，该溢油管9顶端B穿过溢油罐8底部并延伸至溢油罐8内腔中，该溢油管9顶端B高出溢油罐8的中心平面A,该溢油管9底端连入积油箱10中,该积油箱10底部设置有放油阀11。在该导热油炉5上方机架6上设置有烟气热量回收器1（见图6），该烟气热量回收器1一端相连密封设置着排烟室1.4和烟气导入室1.5，该烟气热量回收器1另一端密封设置有烟气换向室1.6，该烟气热量回收器1内平行设置着若干根螺纹烟管1.2，该螺纹烟管1.2内孔中设置有螺旋突伸1.2.1（见图5），该螺旋突伸1.2.1的螺旋角设置在8度至30度间，该烟气热量回收器1内沿螺纹烟管1.2轴向相间隔交错设置有两块前导流隔板1.3和后导流隔板1.1（见图7）,该烟气热量回收器1底部设置有与热气横流道2通连的开口，该热气横流道2上通连连接着热气竖流道3的一端，热气竖流道3的另一端通连设置于燃烧器17上，该热气竖流道3上设置有风压开关18.16；在机架6上还设置有油温控制装置18（见图9），该油温控制装置18中在燃气主阀18.1上安装着燃气气压表18.8，燃气主阀18.1出气端并联设置着小火电磁阀18.2和大火电磁阀18.18，该小火电磁阀18.1的线圈和大火电磁阀18.18的线圈与PLC18.6的输出端子电连接，该小火电磁阀18.2上串联连接着小火针阀18.3，该大火电磁阀18.18上串联连接着燃气流量阀18.4，该燃气流量阀18.4的阀门通过连杆与阀门控制器18.14传动连接，该阀门控制器18.14通过控制系统中的电气元件受PLC18.6 控制，该小火针阀18.3和燃气流量阀18.4的出气端汇入燃气导入管18.15中，该燃气导入管18.15上设置有气压开关18.17，该燃气导入管18.15通连设置于燃烧器17上，该燃烧器17与燃烧室14通连，该燃烧器17上还设置有火焰检测开关18.5和点火控制器18.7，该火焰检测开关18.5和点火控制器18.7电连接，气压开关18.17和风压开关18.16在控制电路中相串接并作为点火控制器18.7进行点火的连锁开关。经以上实施，通过烟气热量回收器1结构的改变，则烟气热量回收器1内所设置散热管便分成了与排烟室1.4连接和与烟气导入室1.5连接的两部分，而该两部分散热管通过烟气换向室1.6相通连串为一体，对烟气的散热就变为由相串的两根管进行，烟气的散热行程得以增长，亦即延长了烟气的热交换时间，保证了烟气与箱内受热介质间能进行充分的热交换，同时也保证了最终排出的烟气能符合热排放标准，达到热交换时间长，散热充分、热交换效果好的实施目的，而用螺纹烟管1.2作散热管，且螺纹烟管1.2内孔中所设置的螺旋突伸1.2.1相比内壁光滑的光管，一方面其传热面积增大1.7-1.8倍，管子自身的散热性能大为增强，另一方面螺旋突伸1.2.1也会对管内烟气产生一定的阻尼，延缓了烟气通过管子的时间，使烟气与受热介质间热转换变得更为充分，又一方面积聚在螺旋突伸1.2.1上的烟垢其应力方向各异，在管子发生膨胀和收缩时，烟垢在该方向相异应力作用下便能自行脱落，能达到自行清洁管壁积垢的效果，而在烟气热量回收器1内前导流隔板1.3和后导流隔板1.1的设置，可将箱内的受热介质交错隔开，形成了由前导流隔板1.3和后导流隔板1.1隔开的介质流道，受热介质在该流道中流动时其流动行程得以增长，也就延长了受热介质在箱内的流动时间，保证了受热介质能充分吸烟气热量获得预期的温升值， 同样达到热交换时间长，散热充分、效果好的实施目的。通过在油气分离罐7罐体两侧分别设置出油管5.7和分离罐出油管16，则为油液能在罐内产生回旋冲刷提供了结构上的保证，而出油管5.7轴线与油气分离罐7轴线轴交角α设置为80⁰～90^O，则热油由出油管5.7进入油气分离罐7时，就会以一定的角度沿罐体内壁产生螺旋流动，这样处于出油管5.7和分离罐出油管16之间液层上的油液在进油压力作用下就得以被搅动，而产生涤荡冲涮，油液中的气体也就能得以产生气泡并充分溢出，达到了使罐内油液产生流动冲涮，油气分离充分彻底，且结构合理的实施目的，同样将分离罐出油管16轴线与油气分离罐7轴线轴交角β设置为80^O～90^O，也会使与油泵相连的出油管在吸油时产生与进油管一样的对油搅动效果，进一步增强了油液在罐内的流动冲涮，加速了热油中气泡的形成，保证了油液中气体的充分溢出。油温控制装置18的运用，则让燃气经燃气主阀18.1后可分为两路汇入燃气导入管18.17并进入燃烧器17中，这样就可实现在起始加热时通过控制系统让小火电磁阀18.2和大火电磁阀18.18均打开，让燃气以最大流量进入燃烧室14将导热油快速加热至设定温度值，而后让大火电磁阀18.18工作切断该路进气，小火电磁阀18.2工作状态不变，即在油温达到设置温度时由小火电磁阀18.2保持加热，以达到对导热油进行保温并延缓导热油温度下降的时间，这就直接有效地减缓了油温的波动，且在导热油温度降至设置温度下限时，则大火电磁阀18.18又重先开启恢复两路供气，使油温又能快速恢复至温度设定值，从而有效地避免了油温波动的延续，达到了结构合理，油温控制稳定，且控制精度高的实施目的。在此过程中油温传感器可18.9、18.10采集油温信号并将之转换成模拟电信号导入温控模块18.13，温控模块18.13可将该模拟电信号转换成数字信号后传送给PLC18.14,PLC18. 14又通过与之相连的数模转换器将该数字信号转换成电信号，通过该电信号可实现对控制电路中相关电元件触点的控制，从而实现了对大火电磁阀18.18及小火电磁阀18.2线圈的控制，而通过气压开关18.17和风压开关18.16则实现了仅在燃气和空气均导通的情况下才能让点火器控制器18.7进行点火，保证了点火的时序性，火焰检测开关18.5的设置则能在点火成功后，对点火开关电路进行即时断开，保证了点火开关的使用寿命；而通过出油油压表18.12和进油油压表18.11可分别显示出出油管和进油管中的油压值，方便了对管中油压的把控。图中以带圈的单尾实心箭头线示出了热空气的流向；以单尾空心箭头线示出了导热油的流向；以三尾空心箭头线示出了燃气的流向；图中以单尾实心箭头线示出了烟气的流向。

上述仅仅列出了本实用新型燃气模温机的一些优选实施方式，但并不限于此。在不违背本实用新型基本原理情况下，还可作若干变换和改进。例如，对进油管轴线与油气分离罐轴线轴交角α所设置角度不仅限为85^O，也可为80^O，或介于80^O～90^O间的任一角度；同样对出油管角度的设置亦是如此，如此等等。只要是在本实用新型基础上所作的任何结构相近，功能相似的更该均视为落入本实用新型的保护范围。