專利名稱：一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器。
背景技術(shù)：
自預(yù)熱型燃燒器由自預(yù)熱燒嘴、煙氣回流裝置和換熱器組成。換熱器是提高 自預(yù)熱型燃燒器燃燒效率和熱量利用率的關(guān)鍵部件。換熱器的作用是回收高溫?zé)?氣的余熱，用來預(yù)熱助燃空氣或者煤氣，將回收的熱量返回燃燒器內(nèi)，起到節(jié)約 燃料，提高燃燒溫度，改善燃燒狀況，提高熱量利用效率，因此它是該燃燒器節(jié) 能減排的重要元件。
目前，該型燃燒器的換熱器大都采用管翅或肋片結(jié)構(gòu)增強換熱，但是它只能 增加管壁的對流換熱系數(shù)和換熱面積，對增強煙氣的輻射換熱性能作用甚微；隨 著使用時間的增加，由于表面的污垢沉積其換熱效率將有所下降，且不易清理和 更換。
泡沫金屬是一種新型的低密度功能結(jié)構(gòu)材料，具有體積密度小、相對質(zhì)量輕、 比表面積大、比力學(xué)性能高、阻尼性能好等特點。泡沫金屬的顯著特征是其內(nèi)部 有大量的孔隙，根據(jù)各個孔隙之間是否聯(lián)通有開孔結(jié)構(gòu)和閉孔結(jié)構(gòu)之分。由于開 孔結(jié)構(gòu)的泡沫金屬具有較大的可及表面積、較高的孔壁熱傳導(dǎo)率和較小的體積比 熱容，從而使其具備了優(yōu)越的熱傳輸能力，可成功地應(yīng)用于熱交換器等換熱裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有的自預(yù)熱型燃燒器中換熱器的不足，提供一種 能顯著提高煙氣側(cè)的輻射換熱性能，增加煙氣側(cè)和空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)，提高 換熱器的換熱效率的新型換熱器，且結(jié)構(gòu)簡單，加工制造簡便，能方便地清理換 熱器表面污垢和更換強化換熱元件即泡沫金屬。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述換熱器為環(huán)縫式套管結(jié) 構(gòu)，環(huán)縫式套管采用光管，包括內(nèi)層套管、夾層套管與外層套管；所述內(nèi)層套管 與夾層套管組成空氣環(huán)縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環(huán)縫；所述空氣環(huán) 縫及煙氣環(huán)縫內(nèi)填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結(jié)構(gòu)。
上述技術(shù)方案可以進一步的改進為所述煙氣環(huán)縫填充的多孔泡沫金屬為耐高溫的多孔泡沫金屬，耐高溫極限值為1000~1400°C;所述空氣環(huán)縫填充的多孔 泡沫金屬耐熱極限值為500~700°C。
上述技術(shù)方案可以進一步的改進為所述多孔泡沫金屬可以通過熱噴涂技術(shù) 進行涂覆表面處理，噴涂材料為金屬或陶瓷，以提高其黑度和輻射性能。
上述技術(shù)方案可以進一步的改進為所述泡沫金屬是鈦金屬為基體的泡沫金
屬、泡沫鋼或泡沫鋁。
本發(fā)明的有益效果是，大大提高燃燒器換熱器的換熱效率和燃料的熱量利用
效率；結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，易于維護，并能提高燃燒器的使用效果和使用壽


圖l是自預(yù)熱型燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明換熱器的A-A截面示意圖。
具體實施例方式
圖l為本發(fā)明應(yīng)用于自預(yù)熱型燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。該自預(yù)熱型燃燒器由
自預(yù)熱燒嘴l、煙氣回流裝置2和換熱器組成。其中換熱器為環(huán)縫式套管結(jié)構(gòu)，環(huán) 縫式套管采用光管，包括內(nèi)層套管3、夾層套管4與外層套管5，如圖2所示，其中 內(nèi)層套管3與夾層套管4組成空氣環(huán)縫，常溫空氣自燃燒器外流入；所述夾層套管 4與外層套管5組成煙氣環(huán)縫，高溫?zé)煔庾匀紵覂?nèi)流出，在所述空氣環(huán)縫填充開 孔結(jié)構(gòu)的多孔泡沫金屬6，在所述煙氣環(huán)縫內(nèi)也填充開孔結(jié)構(gòu)的多孔泡沫金屬6。 煙氣和空氣通過環(huán)縫式換熱器進行換熱，達到回收煙氣余熱用于預(yù)熱空氣的目 的。
在煙氣側(cè)環(huán)縫內(nèi)填充耐高溫的多孔泡沫金屬(煙氣溫度最高值約1000~1400 °C,與燃燒器使用環(huán)境有關(guān))，由于多孔泡沫金屬具有較大的可及表面積、較高 的黑度和較小的體積比熱容，將會大幅度提高煙氣側(cè)的總輻射能力，初步估計輻 射換熱量將增加一倍以上，由于增加了氣流的擾動并且多孔泡沫金屬具有較高的 導(dǎo)熱率，對流換熱系數(shù)也會比肋片結(jié)構(gòu)有所增加；在空氣側(cè)環(huán)縫內(nèi)填充耐熱的多 孔泡沫金屬(空氣預(yù)熱溫度最高值約500 700'C,與煙氣最高溫度值有關(guān))，可顯 著提高空氣側(cè)的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)和對流換熱效果。經(jīng)初步計算燃燒器換熱器的綜合 換熱效率提高20 30%。由于其結(jié)構(gòu)簡單，加工制造相對比較容易，并且能方便地拆卸、更換泡沫金屬和清理換熱表面污垢。
所述的多孔泡沫金屬可以通過熔模鑄造、沉積或固體構(gòu)架等方法獲得?？梢?是鈦金屬為基體的泡沫金屬、泡沫鋼或泡沫鋁。煙氣環(huán)縫填充的多孔泡沫金屬優(yōu) 選耐高溫的多孔泡沫金屬，耐高溫極限值為1000~1400°C;空氣環(huán)縫填充的多孔
泡沫金屬耐熱極限值為500~700°C。
泡沫金屬內(nèi)部有供氣體介質(zhì)流通的孔洞，優(yōu)選孔洞的直徑為幾十微米到幾毫 米不等，隨燃燒器的具體應(yīng)用需要而設(shè)置。其材料可以與換熱管材料相同，也可 以采用與換熱管材料不同種類的金屬。煙氣側(cè)環(huán)縫內(nèi)填充的多孔泡沫金屬亦可以 通過熱噴涂技術(shù)進行涂覆表面處理，以提高其黑度和輻射性能。熱噴涂是利用熔 化的粉末或線材實現(xiàn)的一種表面技術(shù)，通過氣體噴射將熔化的材料加速并輸送到 需要涂覆的表面上。熔化的能源可以是電弧或惰性氣體等離子。噴涂材料可以是 金屬或陶瓷。
權(quán)利要求
1、一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于所述換熱器為環(huán)縫式套管結(jié)構(gòu)，環(huán)縫式套管采用光管，包括內(nèi)層套管、夾層套管與外層套管；所述內(nèi)層套管與夾層套管組成空氣環(huán)縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環(huán)縫；所述空氣環(huán)縫及煙氣環(huán)縫內(nèi)填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于 所述煙氣環(huán)縫填充的多孔泡沫金屬為耐高溫的多孔泡沫金屬，耐高溫極限值為 1000~1400°C;
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器，其特征在 于所述空氣環(huán)縫填充的多孔泡沫金屬為耐高溫的多孔泡沫金屬，耐高溫極限值為500 700°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于-所述多孔泡沫金屬可以通過熱噴涂技術(shù)進行涂覆表面處理，噴涂材料為金屬或陶 瓷，以提高其黑度和輻射性能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自預(yù)熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于 所述泡沫金屬是鈦金屬為基體的泡沫金屬、泡沫鋼或泡沫鋁。
全文摘要
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有的自預(yù)熱型燃燒器中換熱器的不足，提供一種能顯著提高煙氣側(cè)的輻射換熱性能，增加煙氣側(cè)和空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)，提高換熱器的換熱效率的新型換熱器，且結(jié)構(gòu)簡單，加工制造簡便，能方便地清理換熱器表面污垢和更換強化換熱元件即泡沫金屬。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述換熱器為環(huán)縫式套管結(jié)構(gòu)，環(huán)縫式套管采用光管，包括內(nèi)層套管、夾層套管與外層套管；所述內(nèi)層套管與夾層套管組成空氣環(huán)縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環(huán)縫；所述空氣環(huán)縫及煙氣環(huán)縫內(nèi)填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，易于維護，并能提高燃燒器的使用效果和使用壽命。
文檔編號F23D14/46GK101666502SQ200910209559
公開日2010年3月10日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者劉訓(xùn)良, 治 溫, 野 田 申請人:北京科技大學(xué)