[发明专利]气相旋转换热器

说明书

一、技术领域：

本发明涉及的是一种与北方地区大宗粮食干燥机配套的换热设备，具体涉及的是气相旋转换热器。

二、背景技术：

节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，预计“十三五”期间单位国内生产总值能耗力争降低30％左右。目前，烘干粮食应用的立式列管换热器的效率在70%左右，尤其东北地区粮食干燥适逢初冬时节，室外平均温度达-15℃左右，热能损耗更为严重。因此，提高能源的利用效率，以降低一次能源的消耗和提高单位能耗的产值是干燥节能关键。烘储的质量和成本取决于高效换热技术的应用，如若换热效率提高5%，那么在相同的条件下每公斤煤就可多烘干2.1公斤粮食，按我国北方煤炭的价格计算，每吨粮食节省4元。以2014年全国粮食总产量58957万吨来计算，仅仅应用高效的换热器就可节省上亿元。从环保方面考虑，对于北方冬季减少烟尘排放，防止雾霾发生的现实意义更加重大。单独考虑北方玉米干燥所节省燃料，一般需消耗0.05吨煤/吨玉米，如若换热效率提高5%， 2014年东北玉米产量9203万吨，冬季烘干玉米将节省燃煤23万吨，以产生烟尘15kg/T燃煤计，将减少烟尘3430吨，大幅度减少11-12月份的雾霾程度。

三、发明内容：

本发明的目的是提供气相旋转换热器，这种气相旋转换热器用于解决目前北方烘干粮食应用的立式列管换热器效率低、热能损耗严重的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种气相旋转换热器由壳体及烟气列管组成，壳体的两端为气流分配室，壳体中间为旋转滚筒式换热室，气流分配室由集气室和空气流通道构成，烟气列管的两端分别与壳体两端气流分配室的集气室固定连接，烟气入口设置在集气室处，烟气出口设置在另一个集气室处，冷空气入口、热空气出口分别设置在相应的空气流通道处；旋转滚筒式换热室具有旋转滚筒，旋转滚筒内侧壁安装螺旋导向叶片，旋转滚筒外侧安装有被动齿圈，被动齿圈连接齿圈驱动机构；被动齿圈的两侧对称设置有滚筒旋转支撑机构，旋转滚筒与气流分配室连接处均设置磁流体密封机构。

上述方案中被动齿圈嵌套在旋转滚筒外壁，齿圈驱动机构由调速电机、变速箱、驱动齿轮、副齿轮构成，驱动齿轮与副齿轮对称安装在被动齿圈的下部，驱动齿轮和副齿轮均与被动齿轮啮合，驱动齿轮连接变速箱，变速箱连接调速电机，这种齿圈驱动机构在实现驱动旋转滚筒转动的同时，还进一步确保了旋转滚筒处于平衡状态。

上述方案中滚筒旋转支撑机构由滚轮支撑座、滚轮、滚环带槽构成，滚环带槽嵌套在旋转滚筒外壁，滚轮支撑座安装在旋转滚筒的两侧，每个滚轮支撑座上设置一个滚轮，滚轮均与滚环带槽相配合，旋转滚筒转动时滚环带槽也随着转动，滚轮也被带动转动，从而实现滚筒旋转支撑机构对度旋转滚筒进行支撑，保证旋转滚筒的平衡。

上述方案中所述磁流体密封机构由永磁铁、磁靴、四氟格莱密封圈、弹性密封套、多级甬道磁流体组成，旋转滚筒内壁的两端均设置有支撑套筒，支撑套筒为变径筒，支撑套筒伸入到气流分配室中，气流分配室内壁具有凸台，气流分配室内壁环绕在支撑套筒外，凸台顶在支撑套筒上，支撑套筒、凸台、气流分配室内壁共同形成密封腔，磁流体密封机构置于密封腔内；气流分配室内壁与支撑套筒之间、凸台与支撑套筒之间均设置有密封环。该密封结构长寿命，无磨损，具有极佳的工作可靠性。极限真空度10-6Pa，泄漏率10-12Pa.m3/sec，耐受温度达300℃。

上述方案中旋转滚筒体壁面设有检视口，圆形检视口由双层耐高温石英玻璃制成，外部设有保温盖。

上述方案中螺旋导向叶片焊接在旋转滚筒内壁板上，为变螺距焊接，中间螺距比两端的螺距大20mm。

上述方案中集气室有除尘口，可以定期清除滚筒内的聚集的烟气的灰尘。

上述方案中烟气列管为正三角列管束。

有益效果：

1、本发明将内置变螺距螺旋导向叶片的旋转管壳与正三角列管束相结合，使低温冷流围绕正三角列管组做变螺距旋转运动，高温烟气在列管束内流动，螺旋涡流在纵轴线方向上起扰流作用，破坏环管层流，形成湍流效应，保证低温空气与列管充分接触。在同气相条件下旋流效应改变速度场分布特性，从而提高换热效率5%以上，降低燃料消耗。

2、本发明结构合理，性能稳定，安全可靠，能够解决北方粮食干燥机以煤为热源，且外界环境温度低，换热效率低，热能损失严重的问题。

四、附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为磁流体密封结构局部放大图；

图3为本发明的侧视图。