專(zhuān)利名稱(chēng)：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：
本實(shí)用新型涉及一種自預(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)煔獾挠酂幔?br> 來(lái)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(qiáng)換熱，但是它只能增加
管壁的對(duì)流換熱系數(shù)和換熱面積，對(duì)增強(qiáng)煙氣的輻射換熱性能作用甚微；隨著使用時(shí)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(duì)質(zhì)量輕、比表 面積大、比力學(xué)性能高、阻尼性能好等特點(diǎn)。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(gè)孔隙之間是否聯(lián)通有開(kāi)孔結(jié)構(gòu)和閉孔結(jié)構(gòu)之分。由于開(kāi)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。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了克服現(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(duì)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(jiǎn)單，加工制造簡(jiǎn)便，能方便地清理?yè)Q熱器表面污垢和更換強(qiáng) 化換熱元件即泡沫金屬。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)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(kāi)孔結(jié)構(gòu)。 上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步的改進(jìn)為所述多孔泡沫金屬表面通過(guò)熱噴涂涂覆有金 屬層或陶瓷層。 上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步的改進(jìn)為所述的泡沫金屬孔洞的直徑為幾十微米到幾 毫米不等。 上述技術(shù)方案可以進(jìn)一步的改進(jìn)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。 本實(shí)用新型的有益效果是，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(jiǎn)單，制造成本低，易于維護(hù)，并能提高燃燒器的使用效果和使用壽命。
圖1是自預(yù)熱型燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型換熱器的A-A截面示意圖。
具體實(shí)施方式圖l為本實(shí)用新型應(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1、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(kāi)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(kāi)孔結(jié)構(gòu)的多孔泡沫金屬6。煙氣和空氣通過(guò)環(huán)縫式換熱器進(jìn)行換熱，達(dá)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(huì)大幅度提高煙氣側(cè)的總輻射能力，初步估計(jì)輻射換熱量將增加一倍以上， 由于增加了氣流的擾動(dòng)并且多孔泡沫金屬具有較高的導(dǎo)熱率，對(duì)流換熱系數(shù)也會(huì)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(duì)流換熱效果。經(jīng)初 步計(jì)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(jiǎn)單，加工制造相對(duì)比較 容易，并且能方便地拆卸、更換泡沫金屬和清理?yè)Q熱表面污垢。 所述的多孔泡沫金屬可以通過(guò)熔模鑄造、沉積或固體構(gòu)架等方法獲得?？梢允氢?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(lèi)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(guò)熱噴涂技術(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)的一種表面技 術(shù)，通過(guò)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(kāi)孔結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1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 沫金屬表面通過(guò)熱噴涂涂覆有金屬層或陶瓷層。
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，其特征在于所述的 泡沫金屬孔洞的直徑為幾十微米到幾毫米不等。
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，其特征在于所述泡沫金 屬是鈦金屬為基體的泡沫金屬、泡沫鋼或泡沫鋁。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的目的為了克服現(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(duì)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(jiǎn)單，加工制造簡(jiǎn)便，能方便地清理?yè)Q熱器表面污垢和更換強(qiáng)化換熱元件即泡沫金屬。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)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(kāi)孔結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易于維護(hù)，并能提高燃燒器的使用效果和使用壽命。
文檔編號(hào)F23D14/66GK201535510SQ20092022038
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)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, 溫治, 田野 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)