[其他]噴流式瓦楞管換熱器

無效

• 申請號: 88202580
• 申請日: 1988-04-08
• 公開（公告）號: CN88202580U
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 倪學梓;馮旭;王景甫;王立;劉冶鋼;馮京躍
• 申請（專利權）人: 北京鋼鐵學院
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10
• 代理公司: 北京鋼鐵學院專利代理事務所
• 代理人: 范光前

本發明屬于熱交換裝置。

換熱器是工業爐窯的煙氣余熱回收和利用的重要裝置之一，其作用是節約燃料，降低成本和增加產量。一般管狀換熱器的綜合傳熱系數為12～24W／m²℃，而噴流式換熱器的綜合傳熱系數高達46～58W／m²℃，換熱效率較管狀換熱器提高了1.4～2.8倍，因而噴流式換熱器迅速發展。

目前，工業爐用的噴流式管狀換熱器，多數采用薄壁噴流孔噴射冷空氣，其空氣的阻力損失較大為2450N／m²，其次，沿換熱器軸向上升的熱氣流沖擊著徑向噴射的冷空氣流股，影響噴流換熱的效果，降低換熱效率。雖然，各種噴流換熱器，力求解決這問題，如采用外管為縱波紋管、內管為圓管，圓管內壁開孔噴流與外管內凸面波相對，但由于薄壁噴流孔噴出空氣流時，局部阻力損失較大，則影響噴流換熱效果。在內管底部密封結構形式上，多數采用平底密封，熱空氣流過其底部時，形成尾部旋渦而增加流動阻力。

本發明的目的是為了減小噴流換熱器的噴出流股的阻力損失和尾部旋渦的阻力損失，在同樣風機壓力下，其流量比薄壁孔口的增加約52％，由于冷熱空氣各自在自己的空間流動，因而可減小熱空氣上升流股對冷空氣噴流的影響，從而增加噴流換熱器換熱效率，提高空氣預熱溫度，故設計了內外管均為瓦楞狀的噴流式換熱器。

本發明噴流式豎狀瓦楞管換熱器的結構見附圖1、2、3，它具有八個以上瓦楞的內管（1）和外管（2）、聯接板（3）、U型聯接管（5）、輻射板（4），冷空氣輸入管、熱空氣輸出管，本噴流式瓦楞管換熱器根據需要可采用2～6級噴流，以四級噴流為例。內管包括四個等直徑的縱向瓦楞管，內管的外凸面開設噴流咀（7）。外管具有與內管相同的瓦楞數。兩個外管間與U形彎管串聯成四級噴流式瓦楞管換熱器單管，外套管間裝設輻射板。兩個以上的換熱器單管構成單管組，噴流單管組順煙氣方向排列，煙氣沿單管組垂直流過。

本發明的內管凸面瓦楞與噴流孔構成圓錐形漸縮管咀，內管下端頭的弧形面封閉（6）。瓦楞數量由噴流咀出口截面積與射流復蓋面積之比確定，按其比值為0.01～0.018范圍內選擇，噴射距離H與噴流咀直徑D之比為H／D＝3～6，可保證射流不受熱空氣流的干擾。噴流咀直徑是以噴流速度為20～25m／S確定的，由于空氣經多級噴流后溫度升高，空氣體積膨脹，因此，各級噴流管的孔徑不同。內管瓦楞軸向噴孔距離為15～50mm。

本發明內管封底板為圓弧形面，被加熱的氣體經第一級噴流后，流入第二級噴流內管時，氣流繞圓弧面封底板流動不易發生附面層脫體，即不易形成尾跡渦流，因此，可減少能量消耗，亦不產生氣流振動。

本發明的外管有八個以上的瓦楞凸面和凹面，其瓦楞數量與內管瓦楞數量相同。內管的瓦楞外凸面與外管內凹面相對，為冷空氣噴射的空間，噴射氣流噴至外管凹面，形成較高壓力的冷空氣流，經加熱后沿凹面瓦楞壁面向兩側外管內凸面流動至低壓氣流空間，該空間是由內管的外凹面和外管內凸面形成的空間。熱空氣再沿該空間軸向流動。由于冷和熱空氣分別沿較高壓力的空間和較低壓力的空間流動，所以，熱空氣沿熱空氣空間軸向流動不會影響徑向噴射的冷空氣流動方向。這樣，就可以提高冷空氣徑向垂直噴流效果。

本發明的外管的兩級換熱器間，采用環形聯接平板，將兩級瓦楞外管焊接起來。這樣，可以避免兩級瓦楞外管焊接時各瓦楞必須嚴格對準的麻煩，同時，還可以將兩個噴流換熱器單管直接與等直徑的U形彎管焊接，節約空氣入口處的漸縮形入口管件。

本發明的內管外凸楞頂端開設噴流咀，外凸楞形狀為圓錐形，形成圓錐形收縮噴咀，適于亞音速流，圓錐形收縮管噴咀的流量系數較大，可達0.94，遠大于薄壁圓孔的流量系數，薄壁圓孔流量系數為0.62。這樣，在相同條件下瓦楞形內管的圓錐形收縮噴流咀，較圓管內管壁面開孔的流量增大52％。因此，在保證相同流量條件下，瓦楞形內管要求鼓風機提供的風壓可以小些。

本發明每級噴流式瓦楞管換熱器的外管長度可根據用戶的煙道尺寸而定，一般外管長度在0.7～1.2mm之間選擇，其內管長度略小于外管長度。

本發明四級噴流式瓦楞管換熱器，四節內外瓦楞狀管和一個U形管為一個換熱器單管組，每十個換熱器單管組為一個單元，各個換熱器單元與總的冷風輸入管和熱風輸出管連接，這種連接形式易于更換和維修換熱器單管組。采用壓縮空氣噴管，定期吹掃換熱器受熱表面的積灰。