[发明专利]辐射管用的换热器

说明书

技术领域

本发明属热能工程中的辐射加热装置技术领域，具体涉及一种辐射管用的换热器，安装在辐射管的末端，利用辐射管排出的废热空气的热能对进入辐射管的助燃空气加热。

背景技术

辐射管换热器与辐射管的配合方式是公知的，具体是将换热器的一部分或称一端从辐射管的末端伸进到辐射管内，而换热器的另一端或称另一部分露在辐射管的外部，废气在换热器的外层空腔内流动，外层空腔即壳程，而助燃空气在换热器的内层空腔即管程内流动，利用管程中的废气的余热对壳程中的助燃空气加热，藉以达到节能的目的。

关于辐射管换热器，在中国专利文献中不乏有报道，CN2791499Y推荐有一种喷射式辐射管换热器，在内、外管之间所形成的空隙即壳程内增设曲折布置的喷射板，并且在喷射板上开设喷射孔(专利称射流孔)，方案能改变壳程内的助燃空气的轴间流动通道，使内管管腔即管程内的废热气体对壳程内的助燃气体有效加热，对进入燃烧器如燃烧嘴的空气温度的提高有所建树，但是由内管引出的废热气体的温度并不会有效降低，因为内管依然是内壁光滑的并且为直管形式的结构。此外，由于换热器外形尺寸受到空间的限制，热交换面积有限，因此热交换效率并不能达到令人满意的程度，废气的最终排放温度并不会显著降低，其中仍会有大量的热量未能得到利用而直接外排，同时，外排的高温废气对外界环境的热辐射较大，造成作业现场环境温度升高，影响工人的作业环境。

CN201368470Y提供有镀锌退火炉辐射管二次换热器，配套有一箱体，在箱体的底部接续高温烟气引入接口，顶部接续烟气引出接口，并且在箱体的箱腔内以叉指形式设置挡烟板，通过挡烟板使由高温烟气引入接口引入到箱腔中的烟气的流通通道表现为S形，从而使同样以S形的弯曲形状设置于箱腔内的助燃空气引入管中的助燃空气的加热时间延长，减少能源消耗和降低企业生产成本。但是该专利方案具有使用上的挑剔性，因为需要配备适应不同使用场所的换热器箱，并且还需对换热器箱实施保温例如设置保温层，尤其是使换热器的整体体积庞大。

CN201163160Y介绍的与辐射管烧嘴配套使用的带内外翅片的换热器与CN2295983Y公开的辐射管换热器在结构上具有相同之处，不同的是：前者将外管(专利称换热管)的内外壁均赋予翅片，也就是说由外管上的内翅片(外管内壁的翅片)改变壳程内的助燃空气的流道，以使助燃空气获得与内管的换热效果，即由内管(管程)中的高温热烟气将壳程中的助燃空气加热。后者在内管的内壁设置辐射状的换热片，由辐射状的换热片提高对壳程中的助燃空气的换热效果(具体可见该专利的说明书第3页第2至第9行)。上述两项专利方案共同存在的弊端之一，由于管体均为直管体，如前述由于外形尺寸受到空间制约而不允许也不可能表现为过于冗长，因此热交换面积有限，从内管的管腔即管程中排至外界的烟气温度依然可高达400-600℃左右，热能浪费较大；之二，不论是前一专利的外管的内外壁上的内外翅片的设置还是后一专利的内管的内壁上的辐射状换热片的设置均并不能表现出令人如意的换热效果，因为前一专利注重了壳程，而后一专利注重了管程。或许有人会提出这样的问题，那就是：只要将CN201163160Y的内管的内壁也构成翅片，以及将CN2295983Y的外管的内壁也设置辐射状的换热片，换热效率均会得以改善，但是本申请人认为翅片的结构也不足以显著提升换热效率。因为不论是翅片还是辐射状的换热片均使气体表现出接近于层流的状态，其方向与换热媒体或称换热介质平行，没有冲击作用，因而并不会表现出理想的热交换效果，即热交换是不充分的。

综上所述，有必要对已有技术中的辐射管用的换热器加以改进，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种热交换充分而藉以降低外排烟气温度、节约能源和保护环境的辐射管用的换热器。

本发明的任务是这样来完成的，一种辐射管用的换热器，包括：一内管体，该内管体的一端具有废气进气口，而另一端具有废气出气口；一外管体，位于所述内管体外，与内管体连接并且与内管体隔绝，该外管体的一端具有助燃气进气口，而另一端具有一助燃气出气口，所述内管体的管腔构成为管程，而所述外管体的内壁与内管体的外壁之间的空间构成为壳程，特征在于：所述的内管体和所述的外管体均为圆弧过渡连接的弯管结构，在所述的管程中并且沿管程的长度方向设置有管程螺旋导流板，而在所述的壳程中并且沿壳程的长度方向设置有壳程螺旋导流板，所述的废气进气口和废气出气口均与所述的管程相通，而所述的助燃气进气口和助燃气出气口均与所述的壳程相通。