專利名稱：一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃煤熱風(fēng)爐，特別是涉及一種農(nóng)業(yè)塑料暖棚使用的高效燃煤熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
我國冬季北方農(nóng)村(或林區(qū))塑料暖棚通常采用燃煤地火龍或間隔擺放燃煤爐供暖，并設(shè)專人值守。這種供暖方式的主要弊端是煤耗量大、室溫不高、塑料暖棚溫度不均衡 (無論在垂直方向，還是在水平方向的溫度梯度皆很大，特別是處于距煤爐較遠(yuǎn)處的作物頗易凍傷)、人力資源的浪費(fèi)也頗大。簡言之，目前的塑料暖棚用燃煤熱風(fēng)爐大都存在著換熱效率低、能耗大、供熱量小、對環(huán)境污染嚴(yán)重、成本較高等缺點(diǎn)。問世不久的塑料暖棚燃煤熱風(fēng)爐是民用熱風(fēng)爐之佼佼者，其中大部分是采用立式結(jié)構(gòu)。它占地面積小，并且其煙氣、熱風(fēng)各走其道，互不干擾，輸出的熱風(fēng)對環(huán)境污染較小， 但是它存在下述不足①熱風(fēng)換熱管的內(nèi)、外表面大都為光滑的金屬管。因此，被換熱的空氣和煙氣兩者的接觸面積小，換熱風(fēng)的流程短，并且存在大量的“流體(煙氣和被換熱的空氣)換熱死區(qū)”，從而導(dǎo)致?lián)Q熱管局部的熱量滯留，形成某些局部的高溫區(qū)。這不僅使得換熱效率下降，而且也導(dǎo)致鋼管局部區(qū)域長時(shí)間處于過熱狀態(tài)，縮短了換熱管的使用壽命。②雖然現(xiàn)在有些熱風(fēng)爐的換熱管外表面采用了翅片管結(jié)構(gòu)，在其外表面形成氣體(被換熱的空氣)的紊流，消除了某些“流體換熱的死區(qū)”，在一定程度上改善了換熱效率，但是其內(nèi)部仍保留原來的光滑表面。根據(jù)流體力學(xué)理論可知，該結(jié)構(gòu)將要在其內(nèi)部光滑管壁的表面附近產(chǎn)生靜止煙氣的附面層，從而增加了表面層的摩擦和粘滯系數(shù)。它不僅減緩了煙氣的導(dǎo)熱速度，降低了換熱效率，而且也會產(chǎn)生局部“煙氣換熱死區(qū)”，形成管壁表面的局部高溫區(qū)， 縮短了換熱管的使用壽命。③現(xiàn)在的熱風(fēng)爐煙氣通道大都采用與換熱管的直聯(lián)結(jié)構(gòu)或煙氣沉降過渡裝置，而沒有采用熱風(fēng)導(dǎo)向隔板結(jié)構(gòu)。因此，熱風(fēng)換熱流程短，換熱效率低。④為了保證熱風(fēng)爐的輸出熱風(fēng)功率，我國的絕大多數(shù)燃煤熱風(fēng)爐都是使用離心風(fēng)機(jī)。因此熱風(fēng)爐不僅功耗大，體積大，而且噪聲很大(高達(dá)60分貝以上)，污染了周圍環(huán)境。⑤大多數(shù)燃煤熱風(fēng)爐為了增加熱風(fēng)流量，提高燃煤熱風(fēng)爐的輸出功率、熱效率，不采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)，也不設(shè)計(jì)最佳工作參數(shù)，而是采取治標(biāo)不治本的辦法，簡單地提高風(fēng)機(jī)功率和增加煤耗量，結(jié)果產(chǎn)生了惡性循環(huán)不僅增加了運(yùn)行成本，縮短了熱風(fēng)爐的使用壽命，并且造成對環(huán)境更大的污染。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用軸流風(fēng)機(jī)或橫流風(fēng)機(jī)的塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐。它使用優(yōu)化結(jié)構(gòu)，特別采用具有旋進(jìn)旋渦結(jié)構(gòu)的換熱翅片管和熱風(fēng)導(dǎo)向隔板結(jié)構(gòu)，不僅可以節(jié)約燃煤和電量，提高換熱效率，而且能夠延長熱風(fēng)爐的使用壽命，減少對環(huán)境的污染(粉塵、一氧化碳、黑煙和噪聲等)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐，它包括左、右爐體、煙道、燃煤燃燒室、爐蓋、爐箅、爐門、落灰膛、換熱筒、集煙腔、煙筒、橫管板、熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板、換熱翅片管、進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)機(jī)(軸流風(fēng)機(jī)或貫流風(fēng)機(jī)，當(dāng)然也可以使用離心風(fēng)機(jī))、出風(fēng)口和暖棚內(nèi)風(fēng)道，其特征在于，所述的燃煤熱風(fēng)爐的左、右兩爐體是通過爐體下部的煙道連通的。煙道經(jīng)由換熱筒、集煙腔，與煙筒相通，煙筒通向塑料暖棚外，而進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)機(jī)連接，出風(fēng)口與暖棚內(nèi)的散熱風(fēng)道連接。其右爐體包括燃煤燃燒室、頂部可通風(fēng)的爐蓋、位于爐體中部的并且四周被耐火材料填充的燃燒室、位于燃燒室下部的爐箅、位于爐箅的上方和燃燒室的下部的一個(gè)爐門(看火、清爐用)、位于爐箅下方和爐底之間的清灰用第二個(gè)爐門。它的左爐體包括八大部分——煙道、落灰爐膛、換熱筒、集煙腔、換熱翅片管、煙筒、出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口。煙道是左、右兩爐體的連通裝置。煙道的下方有落灰爐膛，在它的側(cè)面設(shè)置了清灰用的爐門；在煙道的上方有換熱筒，在換熱筒內(nèi)有兩塊管板——上、下橫管板；在兩塊橫管板之間安裝有兩塊熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板——上、下熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板，它們是本實(shí)用新型的關(guān)鍵部件之一。其功能是延長換熱空氣的換熱流程，提高換熱效率。此外，在兩塊橫管板和兩塊橫隔板之間有數(shù)根換熱翅片管縱向穿過，該翅片管的兩端是敞口的，并且該翅片管的內(nèi)部之全部或局部(至少有一小段)具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)能夠在其內(nèi)、外表面附近產(chǎn)生氣體(被換熱的空氣)旋進(jìn)旋渦的紊流場在表層流動、煙氣的旋轉(zhuǎn)增壓流動和渦輪效應(yīng)，從而可以消除某些“流體換熱死區(qū)”以及增大煙氣流速、流量，改善換熱效率，延長熱風(fēng)爐的使用壽命。在上橫管板的上方設(shè)置了集煙腔，并且與煙筒相連接。在換熱筒的前下方具有進(jìn)風(fēng)口，并且可與風(fēng)機(jī)(軸流風(fēng)機(jī)或橫流風(fēng)機(jī)，當(dāng)然也可以使用離心風(fēng)機(jī)) 相連接(圖中沒有示出)。煙道經(jīng)由換熱筒、集煙腔等，與煙筒相連，煙筒通向塑料暖棚外； 出風(fēng)口設(shè)置在換熱筒的上方，與暖棚內(nèi)散熱風(fēng)道連接(圖中沒有示出)。具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管是本實(shí)用新型的另一個(gè)關(guān)鍵部件。眾所共知，為了實(shí)現(xiàn)煙氣的旋轉(zhuǎn)增壓流動和渦輪效應(yīng)，從而可以消除某些“流體換熱死區(qū)”以及增大煙氣流速、流量，改善換熱效率，常規(guī)技術(shù)是采用離心風(fēng)機(jī)?？墒且?yàn)闊煔鉁囟群芨?攝氏數(shù)百度)，所以高溫軸承和高溫密封件很難解決。本實(shí)用新型的具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管不包含任何旋轉(zhuǎn)零件。它由管壁、翅片和翅片管內(nèi)具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的煙氣旋流導(dǎo)向板葉片構(gòu)成。其特征在于，所述的翅片管管壁之橫斷面呈橢圓形或圓形，其翅片成螺旋狀地分布于管壁之外表面，并與管壁的外表面為物理緊密接觸。翅片管內(nèi)具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的煙氣旋流導(dǎo)向板葉片置于換熱翅片管管壁內(nèi)部，是由耐高溫材料構(gòu)成的。它的一端與管壁的內(nèi)表面為物理緊密接觸，而另一端懸空，各旋流導(dǎo)向板葉片等間隔地設(shè)置，成螺旋狀，各葉片的懸空端應(yīng)留有適當(dāng)間隔，并且在換熱翅片管半徑方向上，該間隔隨著煙氣流向逐步減少，換言之，煙氣旋流導(dǎo)向板葉片圍繞橢圓形或圓形管壁內(nèi)表面，沿前進(jìn)方向呈上升螺旋狀。本實(shí)用新型的塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐的效果在于，可實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)溫度均衡、升溫快、節(jié)約燃煤、一次填煤可連續(xù)燃燒10-12小時(shí)，對環(huán)境污染小(粉塵、一氧化碳、黑煙和噪聲等)并且能夠節(jié)約勞動力、降低暖棚的運(yùn)營成本。簡言之，不僅可以節(jié)煤、節(jié)電，降低暖棚的運(yùn)營成本，提高換熱效率，而且能夠延長熱風(fēng)爐的使用壽命，減少對環(huán)境的污染(粉塵、一氧化碳、黑煙和噪聲等)。特別需要強(qiáng)調(diào)的是由于采用具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管以及具有旋渦突起結(jié)構(gòu)的熱風(fēng)管，它們不僅能夠提高熱風(fēng)管中熱風(fēng)的流速，改善了和熱風(fēng)的流動形態(tài)，而且可以消除換熱翅片管的某些“流體換熱死區(qū)”，增大了換熱翅片管中的換熱流程和換熱量，因而才有可能在保持熱風(fēng)量輸出不變的前提條件下，以軸流風(fēng)機(jī)或者橫流風(fēng)機(jī)代替離心風(fēng)機(jī)，才有可能大幅度的降低熱風(fēng)爐的功耗和噪聲。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以結(jié)合下述附圖和實(shí)例說明圖1示意地表示出一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的主視圖；圖2示意地表示出一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3是一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐的B-B剖面示意圖；圖4是一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐的A-A剖面示意圖；圖5是一根具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管的C-C剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐30，它包括左爐體31、右爐體32、煙道33、清理爐門1、燃煤燃燒室34、爐蓋5、耐火保溫層6、爐箅7、上爐門 35、下爐門36、落灰膛37、落灰爐膛43、換熱筒3、集煙腔39、煙筒46、第一塊橫管板2、第二塊橫管板45、第二塊熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板10、第一塊熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板11、換熱翅片管4、進(jìn)風(fēng)口 9、軸流風(fēng)機(jī)、橫流風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)40 (圖中沒有示出)、出風(fēng)口 8、暖棚內(nèi)風(fēng)道41 (圖中沒有示出)，其特征在于，所述的燃煤熱風(fēng)爐的左、右兩爐體31、32是通過爐體下部的煙道33連通的。其右爐體32包括頂部可通風(fēng)的爐蓋5、中部有四周被耐火材料填充的耐火保溫層6 之燃燒室34。在燃燒室34下部有爐箅7。在爐箅7的上方和燃燒室34的下部有看火、清爐用的爐門35 ；在爐箅7下方和爐底42之間有清灰用的爐門36。它的左爐體31包括煙道33、落灰爐膛43、換熱筒3、集煙腔39、翅片管4、煙筒46， 出風(fēng)口 8和進(jìn)風(fēng)口 9，共八大部分。清灰用的爐門1設(shè)在煙道33的下方。在煙道33的上方有上、下兩塊橫管板45、2。如圖3和圖4所示，在兩塊橫管板45、2之間安裝有兩塊熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板10、11，它們本實(shí)用新型的一個(gè)關(guān)鍵部件。其功能是延長了被換熱的空氣之換熱流程，提高了換熱效率。另外，在兩塊橫管板45、2和兩塊橫隔板10、11之間有數(shù)根換熱翅片管4縱向穿過，該翅片管的兩端是敞口的，并且該翅片管的全部或局部(至少管的一部分) 具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)50，該結(jié)構(gòu)能夠在翅片管4的內(nèi)、外表面產(chǎn)生氣體(煙氣與被換熱的空氣)紊流，消除某些“流體換熱死區(qū)”以及增大管4內(nèi)的換熱量，實(shí)現(xiàn)煙氣的旋轉(zhuǎn)增壓流動和渦輪效應(yīng)，從而大大地改善換熱效率。如圖1所示，在上橫管板2的上方，則是與煙筒46相連接的集煙腔39。在換熱筒3的前下方具有進(jìn)風(fēng)口 9，并且可與風(fēng)機(jī)(軸流風(fēng)機(jī)、 橫流風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī))40(圖中沒有示出)相連接。煙道33經(jīng)由換熱筒3、集煙腔39，與煙筒46相連，煙筒46可通向塑料暖棚外；出風(fēng)口 8設(shè)置在換熱筒3后上方，與暖棚內(nèi)散熱風(fēng)道47 (圖中沒有示出)連接。如圖1和圖5所示，本實(shí)用新型的具有旋進(jìn)旋渦結(jié)構(gòu)50的換熱翅片管4是本實(shí)用新型的另一個(gè)關(guān)鍵部件。眾所共知，為了實(shí)現(xiàn)煙氣的旋轉(zhuǎn)增壓流動和渦輪效應(yīng)，從而可以消除某些“流體換熱死區(qū)”以及增大煙氣流速、流量，改善換熱效率，常規(guī)技術(shù)是采用離心風(fēng)機(jī)。可是煙氣溫度很高(攝氏數(shù)百度)，高溫軸承和高溫密封件目前很難解決。本實(shí)用新型的具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管4不包含任何旋轉(zhuǎn)零件。它由翅片51、管壁52、煙氣導(dǎo)向板葉片M構(gòu)成的，陽代表煙氣的流動方向。其特征在于，翅片管管壁52的橫斷面呈橢圓形或圓形，其翅片51由耐高溫材料構(gòu)成，呈螺旋狀地分布于管壁52之外表面，并與管壁52的外表面為物理緊密接觸。導(dǎo)向板葉片M置于換熱翅片管管壁52的內(nèi)部，也是由耐高溫材料構(gòu)成的。該煙氣旋流導(dǎo)向板葉片M的一端56與管壁52的內(nèi)表面為物理緊密接觸，而另一端57懸空，各葉片的懸空端57之間應(yīng)留有間隔58，在換熱翅片管半徑方向上，該間隔58隨著煙氣流向逐步減少，并且各片旋流導(dǎo)向板葉片M等間距地設(shè)置，構(gòu)成螺旋狀。
權(quán)利要求1.一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐，它包括左、右爐體、煙道、燃燒室、爐蓋、爐箅、爐門、落灰膛、換熱筒、集煙腔、煙筒、橫管板、熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板、換熱翅片管、進(jìn)風(fēng)口、風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口和暖棚內(nèi)風(fēng)道，其特征在于，所述的燃煤熱風(fēng)爐的左、右爐體是通過下部的煙道連通的，煙道經(jīng)由換熱筒、集煙腔，與煙筒相通，煙筒通向塑料暖棚外，而進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)機(jī)連接，出風(fēng)口與暖棚內(nèi)的散熱風(fēng)道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，其特征在于，右爐體包括頂部可通風(fēng)的爐蓋、位于爐體中部的并且四周被耐火材料填充的燃燒室、位于燃燒室下部的爐箅、位于爐箅的上方和燃燒室的下部的看火和清爐用爐門、位于爐箅下方和爐底之間的清灰用爐門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，它的左爐體包括煙道、落灰爐膛、換熱筒、 集煙腔、換熱翅片管、煙筒、出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口，其特征在于，在煙道的下方有落灰爐膛，在它的側(cè)面設(shè)置了清灰用的爐門，在煙道的上方有換熱筒，在換熱筒內(nèi)有兩塊管板——上、下橫管板，在兩塊橫管板之間安裝有上、下熱風(fēng)導(dǎo)向隔板，在上橫管板的上方，設(shè)置有與煙筒相連接的集煙腔，煙筒通向塑料暖棚外，在換熱筒的前下方具有進(jìn)風(fēng)口，可與風(fēng)機(jī)相連接，出風(fēng)口設(shè)置在換熱筒的后上方，與暖棚內(nèi)的散熱風(fēng)道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，其特征在于，在兩塊橫管板和兩塊橫隔板之間有數(shù)根換熱翅片管縱向穿過，該翅片管的兩端是敞口的，并且該翅片管的內(nèi)部至少有一小段具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，它的換熱翅片管包括管壁、翅片、煙氣旋流導(dǎo)向板葉片，其特征在于，其管壁之橫斷面可以呈橢圓形，而其翅片成螺旋狀地分布于管壁之外表面，并與管壁的外表面為物理緊密接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的換熱翅片管包括管壁、翅片、煙氣旋流導(dǎo)向板葉片，其特征在于，其管壁之橫斷面可以呈圓形，而其翅片成螺旋狀地分布于管壁之外表面，并與管壁的外表面為物理緊密接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效燃煤熱風(fēng)爐，其特征在于，翅片管內(nèi)具有旋進(jìn)旋渦突起結(jié)構(gòu)的煙氣旋流導(dǎo)向板葉片的一端與管壁的內(nèi)表面為物理緊密接觸，而另一端懸空，各旋流導(dǎo)向板葉片等間距地設(shè)置，成為螺旋狀，各葉片的懸空端應(yīng)具有間隔，并且在換熱翅片管半徑方向上，該間隔隨著煙氣的流向逐步減少。
專利摘要一種塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐，它在已有的農(nóng)業(yè)用立式結(jié)構(gòu)燃煤熱風(fēng)爐的換熱筒內(nèi)，增加了兩塊橫管板，并在它們之間安裝了兩塊熱風(fēng)導(dǎo)向橫隔板，以便延長換熱空氣的換熱流程。此外，在兩塊管板和橫隔板之間縱向安裝了數(shù)根兩端敞口的換熱翅片管，并在該翅片管內(nèi)的全部或部分地安裝有可產(chǎn)生氣體旋進(jìn)旋渦結(jié)構(gòu)的耐高溫葉片，以便在其內(nèi)、外表面附近分別產(chǎn)生換熱空氣的紊流和煙氣的旋流，從而消除“換熱死區(qū)”，增大熱風(fēng)流量和出口溫度，改善換熱效率，延長熱風(fēng)爐的使用壽命。因此，本實(shí)用新型提供了一種采用軸流風(fēng)機(jī)或貫流風(fēng)機(jī)的塑料暖棚用高效燃煤熱風(fēng)爐，不僅可以節(jié)能，提高換熱效率，而且能夠延長熱風(fēng)爐的壽命，減少粉塵、黑煙和噪聲等污染。
文檔編號A01G9/24GK202285711SQ2011200411
公開日2012年7月4日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者孫勇, 林金秋 申請人:哈爾濱鑫鼎昊熱能機(jī)械有限公司