一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]
本發(fā)明屬于蓄熱節(jié)能技術領域，特別是涉及一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機及環(huán)境污染的加劇，節(jié)約能源已越來越引起人們的重視，各種節(jié)能技術已被人們廣泛使用。蓄熱技術是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要措施之一，蓄熱器可以儲存熱量，靈活地利用熱量，同時具有性能好，可靠性高，儲熱密度大和幾乎恒定的換熱溫度等優(yōu)勢，近年來成為研究的熱點。
[0003]傳統(tǒng)的蓄熱器在結構上沒有將冷熱流體分開，不能解決物流污染問題，同時傳熱效率不高，為了解決上述問題，提出一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器，通過冷熱分流的方法，可以實現(xiàn)廢酸等難以直接換熱的氣體余熱回收。同時采用經(jīng)向翅片管，增大了換熱面積，優(yōu)化了換熱過程，在蓄熱器內(nèi)部空腔間填充蓄熱材料，達到蓄熱目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對化工生產(chǎn)安全和對流體性能特殊性的需要以及對節(jié)能高效的需求，提出了一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器，解決了物料污染問題，也優(yōu)化了其蓄熱能力以及傳熱效率。
[0005]本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn):
一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器，包括豎直設置的圓柱形筒體、通過法蘭分別連接在所述筒體上下端的兩個半球形封頭，所述筒體上下端和兩個半球形封頭之間還設置有將筒體內(nèi)腔和半球形封頭內(nèi)腔相隔離的筒體端板，位于所述筒體上端的半球形封頭上設置有熱流體出口，位于所述筒體下端的半球形封頭上設置有熱流體進口，所述筒體的內(nèi)壁上下端分別設置有與相鄰筒體端板形成環(huán)形密封容腔的環(huán)形導流槽，兩個環(huán)形導流槽的之間均勻地豎直設置有若干連通兩個環(huán)形導流槽的冷流體管，所述筒體外圓周壁上端設置有連通位于所述筒體的內(nèi)壁上端的環(huán)形導流槽的冷流體入口，外圓周壁下端設置有連通位于所述筒體的內(nèi)壁下端的環(huán)形導流槽的冷流體出口，兩個筒體端板之間均勻地豎直設置有若干連通兩個半球形封頭內(nèi)腔的熱流體管，所述熱流體管及冷流體管之間的空隙中填充有蓄熱材料，本方案采用冷熱管分流的方式，熱流體從下端半球形封頭上的熱流體進口進入到多個熱流體管中，冷流體從筒體上方右側的冷流體入口處進入，經(jīng)過環(huán)形導流槽，均勻進入到各個冷流體管中，在此過程中，冷熱分流同行，也可以只通熱流體不通冷流體，這時就是單純的蓄熱；只通冷流體，這時就是單純加熱；冷熱同行的時候就是蓄熱、加熱同時進行，使蓄熱加熱過程變得可控，解決了傳統(tǒng)蓄熱器物流污染問題，同時大大提高了換熱效率以及蓄熱能力。
[0006]進一步地，所述筒體內(nèi)還設置有用于固定熱流體管的圓形熱管固定板，起到固定熱管熱流體管保持穩(wěn)定位置目的，固定板上設置有與所述熱流體管相匹配的通孔。
[0007]進一步地，所述筒體外圓周壁上還設置有蓄熱材料入口，方便填充蓄熱材料。
[0008]進一步地，所述熱流體管及冷流體管的外壁沿周向均勻分布有若干與所述熱流體管及冷流體管軸線平行的翅片，讓蓄熱器管道間擁有足夠的換熱面積，提高換熱效率。
[0009]進一步地，相鄰熱流體管及冷流體管上的翅片的最小間隔不低于20mm，以減少在填充蓄熱材料時對工藝物流產(chǎn)生過大的流動阻力。
[0010]進一步地，所述翅片的橫截面呈曲邊三角形，此形狀的翅片根部厚一些，其向外延伸部分可以加工得薄一些，由于越靠近管道溫度越高，此時接觸面積越大，蓄熱效果越好，因此根部要厚，而延伸部分由于離管道較遠，對蓄熱量影響不大，可以做得薄一些，有利于節(jié)省材料，同時，靠近管道部分熱應力大，做的厚一些，有利于延長翅片的壽命和焊接，翅片的材質可以是鋁、銅、鋼等復合材料。
[0011]進一步地，所述翅片的表面均勻設置有凹槽，用于嵌入固體蓄熱材料，既可增大蓄熱材料的填充量，還增大蓄熱材料和翅片的換熱面積，加強蓄熱器的蓄熱量。
[0012]進一步地，所述的蓄熱材料為膨脹石墨，膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良性能意外，又由于其特殊成型工藝及特殊的微觀組織，而具有天然石墨所沒有的柔軟、回彈性、低的應力松弛等。
[0013]進一步地，所述筒體由外到內(nèi)依次包括金屬層、絕熱層和耐高溫層，所述絕熱層采用絕熱材料或者是真空絕熱。
[0014]進一步地，所有冷流體管橫截面面積之和與所有熱流體管的橫截面面積之和相一致，當冷流體管的數(shù)量不同于熱流體管的數(shù)量時，通過設置不同的管道直徑，減少兩者在換熱時的管內(nèi)流體工質的流量差，使其盡可能保持一致，以獲得較高的換熱效率，而管道材質與需要處理的流體性質對應，例如具有腐蝕性的高溫酸性氣體進入熱流體管時，管道材料需要采用耐腐蝕，耐高溫材料；而冷流體管進入空氣時就只需要用耐高溫材料即可。
[0015]相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果:該蓄熱器旨在通過對于結構設計的完善以及創(chuàng)新，提高其蓄熱能力以及冷卻效率，其主要的創(chuàng)新點在于:
1、它采用的是冷熱管分流，使蓄熱加熱過程變得可控，解決了傳統(tǒng)蓄熱器物流污染問題，同時大大提高了換熱效率以及蓄熱能力。
[0016]2、采用軸向翅片管換熱，通過焊接軸向翅片，大大強化了其換熱能力，采用曲邊三角形(根部厚，外延薄)結構，節(jié)省材料的同時還加大了蓄熱量，避免熱應力過高，有利于延長翅片的壽命，在翅片上設置凹槽，有能增大蓄熱材料的填充量，使換熱面積增大，強化了其蓄熱、換熱能力。
[0017]3.通過在冷流體進口處設置環(huán)形導流槽，改變了傳統(tǒng)蓄熱器空氣單向流動的狀態(tài)，使氣體能均勻進入到各個冷流體管，強化了換熱效率。
【附圖說明】
[0018]圖1本發(fā)明中蓄熱器總體結構示意圖。
[0019]圖2圖1中A-A處截面示意圖。
[0020]圖3蓄熱器內(nèi)部管道立體示意圖。
[0021]圖4為翅片形狀示意圖。
[0022]其中各標號含義:1-熱流體出口，2-半球形封頭，3-法蘭，4-冷流體入口，5-冷流體管，6-冷流體出口，7-熱流體進口，8-熱流體管，9-蓄熱材料，10-環(huán)形導流槽，11-筒體，12-蓄熱材料入口，13-熱管固定板，14-翅片，15-凹槽，16-筒體端板。
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體實施例對本發(fā)明的目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0024]如圖1和圖2所示，一種冷熱分流的過程節(jié)能蓄熱器，包括豎直設置的圓柱形筒體
11、通過法蘭12分別連接在所述筒體11上下端的兩個半球形封頭2，所述筒體11上下端和兩個半球形封頭2之間還設置有將筒體11內(nèi)腔和半球形封頭2內(nèi)腔相隔離的筒體端板16，位于所述筒體11上端的半球形封頭2上設置有熱流體出口 1，位于所述筒體11下端的半球形封頭2上設置有熱流體進口 7，所述筒體11的內(nèi)壁上下端分別設置有與相鄰筒體端板16形成環(huán)形密封容腔的環(huán)形導流槽10，兩個環(huán)形導流槽10的之間均勻地豎直設置有若干連通兩個環(huán)形導流槽10的冷流體管5，所述筒體11外圓周壁上端設置有連通位于所述筒體11的內(nèi)壁上端的環(huán)形導流槽10的冷流體入口 4，外圓周壁下端設置有連通位于所述筒體11的內(nèi)壁下端的環(huán)形導流槽10的冷流體出口 6，兩個筒體端板16之間均勻地豎直設置有若干連通兩個半球形封頭2內(nèi)腔的熱流體管8，所述熱流體管8及冷流體管5之間的空隙中填充有蓄熱材料9，所述的蓄熱材料9為膨脹石墨，膨脹石墨除了具備天然石墨本身的耐冷熱、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良性能意外，又由于其特殊成型工藝及特殊的微觀組織，而具有天然石墨所沒有的柔軟、回彈性、低的應力松弛等，所述筒體11外圓周壁上還設置有蓄熱材料入口 12，方便填充蓄熱材料。本實施例采用冷熱管分流的方式，熱流體從下端半球形封頭上的熱流體進口進入到多個熱流體管中，冷流體從筒體11上方右側的