[实用新型]一种高效热交换装置

说明书

本实用新型涉及一种高效热交换装置，适用于气-液、气-气介质间的热交换，在冶金、机械制造、化工、制药、发电等领域里都有这种装置，用途十分广泛。

众所周知，气体的对流传热系数随流速增大而增大，但其阻力也随之增大，综合考虑结果一般取值在10～15nm/s。为了减少体积，目前基本上都是采用管簇型。

本实用新型的目的是较大幅度的提高热交换装置中气体的对流热交换系数，从而减少受热面和设备重量，减少体积和降低成本。

本实用新型目的是这样实现的：用转子来代替管簇，高速旋转后，气体与转子壁间的相对速度大大增加，在可以安全运行的情况下，其速度可采取20～100nm/s，甚至更高，而气体阻力不会过份增大。锅炉是热交换装置中一个最特殊的品种，技术及系统设备也最为复杂，如果能将它付诸实施，其它品种将迎刃而解了。

用转子来代替原管簇的实用新型锅炉，由于气体的对流传热系数的大幅度增加，受热面大大减少，重量减轻，体积缩小，锅炉造价降低，随之而来的锅炉面积减少，厂房造价降低，对寸土寸金的城市来讲其经济效益就可想而知了。

本文将以锅炉为例，结合下面附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的锅炉总图。

图2是锅炉转子的剖面图。

图中1.锅炉定子 2.锅炉转子 3.转动密封接头 4.转子进水管 5.汽包出水管 6.汽包 7.蒸汽引出管 8.转子蒸汽引出管 9.皮带轮 10.牵引转子用电机 11.锅炉总进水管 12.定子出水管 13.排污管 14.转子外壳 15.转子端板16.转子轴 17.轴密封法兰 18.轴内隔板

图1中，锅炉定子1是由燃烧室和壳所组成，为了减小体积，增加一些吸热面，可将其它子制作成水冷却的钢结构件。燃料在燃烧室中燃烧后，进入炉壳，烟气穿过吸热片的孔由排烟机排出。烟气在此间速度可选择15～100nm/s，气壁间相对流速如此之高，对流传热系数就大幅度提高。锅炉转子设有轴承，用支架固定在基础上或锅炉的两端板上。轴的两端设有转动密封装置3与转子进水管4相接，另一端与转子蒸汽引出管8相连。汽包出水管5，定子出水管12二者用三通与转子进水管4相连。汽包设有水位计，本锅炉采用连续不间断的自动供水，避免定子缺水。汽包上设有安全阀。下面设有排污管13，定期排走锅炉转子带出来的污垢(该类型锅炉曾经过三个冬天取暖运行，总共300多天，夏日检查时发现转子壳内壁呈金属光泽，无锈无垢，加工刀痕清晰可见。不必担心转子的排污问题)。蒸汽在汽包内经分离器由蒸汽引出管7输出。转子轴上设有皮带轮9与电机10用皮带相连。转子的转速根据需要而定。一般采用交流电机即可。如遇到蒸汽用量经常变化时，可选用调速电机。该锅炉的输出特性与转子转速成正比，而且热惰性柱极小，锅炉出力调节灵敏度很高，用该类型锅炉绝对不需要因蒸汽量过大而放散宝贵的蒸汽。这也可算作一个特点吧！锅炉的进水管11首先进入燃烧室，再到外壳，最后经定子出管12与三通相连。

转子外壳14可设计成翅片状、针状、多头螺旋状等各种型式的吸热面，以达到较好的吸热效果而又不过份增大烟气阻力为准。根据使用条件，其材质采用钢、铁、铝镁合金以及铜。采用铸造或焊接工艺均可。转子轴15用厚壁无缝钢管，在钢管内适当位置设置轴内隔板18，隔板两边钢管上开若于孔以便水汽流通。转子端盖15和轴密封法兰17用螺丝加密封圈分别与壳及端板连接，以便检修。