專利名稱：一種自預熱型燃燒器中的換熱器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自預熱型燃燒器中的換熱器。
背景技術：
自預熱型燃燒器由自預熱燒嘴、煙氣回流裝置和換熱器組成。換熱器是提高 自預熱型燃燒器燃燒效率和熱量利用率的關鍵部件。換熱器的作用是回收高溫煙 氣的余熱，用來預熱助燃空氣或者煤氣，將回收的熱量返回燃燒器內，起到節約 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 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構增強換熱，但是它只能 增加管壁的對流換熱系數和換熱面積，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構材料，具有體積密度小、相對質量輕、 比表面積大、比力學性能高、阻尼性能好等特點。泡沫金屬的顯著特征是其內部 有大量的孔隙，根據各個孔隙之間是否聯通有開孔結構和閉孔結構之分。由于開 孔結構的泡沫金屬具有較大的可及表面積、較高的孔壁熱傳導率和較小的體積比 熱容，從而使其具備了優越的熱傳輸能力，可成功地應用于熱交換器等換熱裝置。
發明內容
本發明的目的為了克服現有的自預熱型燃燒器中換熱器的不足，提供一種 能顯著提高煙氣側的輻射換熱性能，增加煙氣側和空氣側的對流換熱系數，提高 換熱器的換熱效率的新型換熱器，且結構簡單，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。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是所述換熱器為環縫式套管結 構，環縫式套管采用光管，包括內層套管、夾層套管與外層套管；所述內層套管 與夾層套管組成空氣環縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環縫；所述空氣環 縫及煙氣環縫內填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結構。
上述技術方案可以進一步的改進為所述煙氣環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;所述空氣環縫填充的多孔 泡沫金屬耐熱極限值為500~700°C。
上述技術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 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；結構簡單，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是自預熱型燃燒器結構示意圖。 圖2是本發明換熱器的A-A截面示意圖。
具體實施例方式
圖l為本發明應用于自預熱型燃燒器結構示意圖。該自預熱型燃燒器由
自預熱燒嘴l、煙氣回流裝置2和換熱器組成。其中換熱器為環縫式套管結構，環 縫式套管采用光管，包括內層套管3、夾層套管4與外層套管5，如圖2所示，其中 內層套管3與夾層套管4組成空氣環縫，常溫空氣自燃燒器外流入；所述夾層套管 4與外層套管5組成煙氣環縫，高溫煙氣自燃燒室內流出，在所述空氣環縫填充開 孔結構的多孔泡沫金屬6，在所述煙氣環縫內也填充開孔結構的多孔泡沫金屬6。 煙氣和空氣通過環縫式換熱器進行換熱，達到回收煙氣余熱用于預熱空氣的目 的。
在煙氣側環縫內填充耐高溫的多孔泡沫金屬(煙氣溫度最高值約1000~1400 °C,與燃燒器使用環境有關)，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 導熱率，對流換熱系數也會比肋片結構有所增加；在空氣側環縫內填充耐熱的多 孔泡沫金屬(空氣預熱溫度最高值約500 700'C,與煙氣最高溫度值有關)，可顯 著提高空氣側的當量導熱系數和對流換熱效果。經初步計算燃燒器換熱器的綜合 換熱效率提高20 30%。由于其結構簡單，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、沉積或固體構架等方法獲得。可以 是鈦金屬為基體的泡沫金屬、泡沫鋼或泡沫鋁。煙氣環縫填充的多孔泡沫金屬優 選耐高溫的多孔泡沫金屬，耐高溫極限值為1000~1400°C;空氣環縫填充的多孔
泡沫金屬耐熱極限值為500~700°C。
泡沫金屬內部有供氣體介質流通的孔洞，優選孔洞的直徑為幾十微米到幾毫 米不等，隨燃燒器的具體應用需要而設置。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。煙氣側環縫內填充的多孔泡沫金屬亦可以 通過熱噴涂技術進行涂覆表面處理，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的一種表面技術，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。
權利要求
1、一種自預熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于所述換熱器為環縫式套管結構，環縫式套管采用光管，包括內層套管、夾層套管與外層套管；所述內層套管與夾層套管組成空氣環縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環縫；所述空氣環縫及煙氣環縫內填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結構。
2、 根據權利要求l所述的一種自預熱型燃燒器中的換熱器，其特征在于 所述煙氣環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、 根據權利要求1或2所述的一種自預熱型燃燒器中的換熱器，其特征在 于所述空氣環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、 根據權利要求3所述的一種自預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、 根據權利要求4所述的一種自預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
本發明的目的為了克服現有的自預熱型燃燒器中換熱器的不足，提供一種能顯著提高煙氣側的輻射換熱性能，增加煙氣側和空氣側的對流換熱系數，提高換熱器的換熱效率的新型換熱器，且結構簡單，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。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是所述換熱器為環縫式套管結構，環縫式套管采用光管，包括內層套管、夾層套管與外層套管；所述內層套管與夾層套管組成空氣環縫，所述夾層套管與外層套管組成煙氣環縫；所述空氣環縫及煙氣環縫內填充多孔泡沫金屬，所述多孔泡沫金屬為開孔結構。本發明結構簡單，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 優先權日2009年10月29日
發明者劉訓良, 治 溫, 野 田 申請人:北京科技大學