CN103306639B - 汽轮式加热机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽轮式加热机，包括空气进风道、蒸汽进管及热风出气道，空气和蒸汽通过各自的管道进入混合室内混合，混合室位于主机外壳内，空气进风道与主机外壳封闭连接，在蒸汽进管位于主机外壳内的端部安装蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴沿蒸汽进管周圈均布为长条弧状，蒸汽喷嘴外周均布离心叶片，弧状蒸汽喷嘴出气道的切线方向与弧状离心叶片的切线方向相反，离心叶片组成的离心叶轮通过固定件与旋转轴连接，蒸汽喷嘴出气道出口的切线与弧状离心叶片的弦间的夹角α最大为90°，在主机外壳内或热风出气道内安装除雾器。本发明采用蒸汽做加热源和风机动力源，使空气被直接加热，不需要换热器，不需要电动机，以解决现有技术存在的不足。
Description
技术领域
本发明涉及矿山井口防冻设备，是一种汽轮式加热机。
背景技术
目前矿山井口防冻使用的设备，主要是蒸汽型工业热风器、蒸汽型空气加热器或热风炉等加热设备，这些设备均是采用装有大功率电动机的风机，将被换热器加热后的空气吹出，送到井口用于井口防冻。其不足在于：一、由于采用空气与热媒间接加热的方式，使设备消耗大量的金属管材制造换热器，造价高，且换热器维修率高，寿命有限；二、电动机功率大，造价高，耗能高的同时存在安全隐患，并且设备喷出的热风为干热空气，易将环境粉尘吹起，尘扬较大；三、进出风口的角度也较难根据需要调整等。
发明内容
本发明的目的是，提供一种汽轮式加热机，它采用蒸汽做加热源和风机动力源，使空气被直接加热，不需要换热器，不需要电动机，以解决现有技术存在的不足。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：汽轮式加热机，包括空气进风道、蒸汽进管及热风出气道，空气和蒸汽通过各自的管道进入混合室内混合，混合室位于主机外壳内，空气进风道与主机外壳封闭连接，在蒸汽进管位于主机外壳内的端部安装蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴沿蒸汽进管周圈均布，蒸汽喷嘴的出气道为长条弧状，蒸汽喷嘴外周均布离心叶片，离心叶片呈弧状，弧状蒸汽喷嘴出气道的切线方向与弧状离心叶片的切线方向相反，离心叶片组成的离心叶轮通过固定件与旋转轴连接，蒸汽喷嘴出气道出口的切线与弧状离心叶片的弦间的夹角α最大为90°，在主机外壳内或热风出气道内安装除雾器。除雾器安装在主机外壳内，除雾器有一个圆形筛网，圆形筛网位于离心叶片组成的离心叶轮底部外周，并与固定离心叶轮的固定件连接，同时，与离心叶片组成的离心叶轮共同旋转，圆形筛网外周均布气水分离叶片，气水分离叶片呈弧状，气水分离叶片的切线方向与离心叶片的切线方向相反，气水分离叶片通过固定环与主机外壳连接或直接与主机外壳连接。气水分离叶片的两端分别与固定环连接，固定环外周与主机外壳内壁间设置凝水室，凝水室与集水槽相通，集水槽位于凝水室底部并与排水管连通。空气进风道由进风管和集风器封闭连接构成，集风器与主机外壳的入风口连接，主机外壳的出风口与热风出风道封闭连接。主机外壳的壁为双层壁，内外壁间填充保温消音材料，形成保温消音层。空气进风道的上部开设通孔，通孔内安装蒸汽补充管，蒸汽补充管一端位于空气进风道内，使蒸汽与空气直接混合，蒸汽补充管另一端与蒸汽源连接。喷嘴出气道的出气口的切线与距其最近的弧状离心叶片的弦间的夹角α为70°-90°。在圆形筛网上部、离心叶片外部设置气水分离室。
本发明采用矿企的自有蒸汽做热力源，使蒸汽直接对空气加热，不需要换热器，减少部件，节省能源，并避免了因换热器易冻裂产生的停机现象，消除了生产中的不安全隐患。本发明不使用电动机，避免了产生火花的隐患，提高了矿山开采中的安全生产能力；用具有一定压力的蒸汽推动离心叶轮转动，将空气与蒸汽在主机外壳内混合后吹出热风时微带水份，使环境的粉尘飞扬度大幅降低，可降低操作人员肺吸病的患病率。本发明的进出风口均可按使用要求在360°范围内调整定制，使安装使用时进出风口不受角度的限制。本发明加热机还具有各部件安装牢固、使用寿命长等优点。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；附图2是附图1中A-A剖视结构示意图。
具体实施方式
对照附图对本发明做进一步描述，但本发明不限于实施例及附图所示结构的范围。
本发明所述汽轮式加热机，采用蒸汽作动力，推动离心叶轮转动，使空气与蒸汽混合后经过除雾器除去多余的水份，将加热的空气夹带了微量水份后吹出。实现上述功能的结构包括包括空气进风道、蒸汽进管及热风出气道，空气和蒸汽通过各自的管道进入混合室内混合，混合室位于主机外壳内，空气进风道与主机外壳封闭连接，在蒸汽进管位于主机外壳内的端部安装蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴沿蒸汽进管周圈均布，蒸汽喷嘴的出气道为长条弧状，蒸汽喷嘴外周均布离心叶片，离心叶片呈弧状，弧状蒸汽喷嘴出气道的切线方向与弧状离心叶片的切线方向相反，离心叶片组成的离心叶轮通过固定件与旋转轴连接，蒸汽喷嘴出气道出口的切线与弧状离心叶片的弦间的夹角α最大为90°，在主机外壳内或热风出气道内安装除雾器。上述结构中的除雾器可以安装在主机外壳内，在空气与蒸汽混合后进行除湿。除雾器也可以安装在热风出气道内，在热风吹出前进行除湿，在热风出气道内可安装现有的除雾器，用于去除热风中较多的水分，但是，这种除雾器若旋转时需要外接动力，或采用风阻系数很大的固定式除雾过滤装置。在主机外壳内安装除雾器时可利用离心叶轮的转动使除雾器在转动中达到气水分离的目的，在主机外壳内安装除雾器的优选结构是：除雾器安装在主机外壳2内，除雾器有一个圆形筛网15，圆形筛网15位于离心叶片11组成的离心叶轮底部外周，并与固定离心叶轮的固定件连接，同时，与离心叶片11组成的离心叶轮共同旋转，圆形筛网15外周均布气水分离叶片16，气水分离叶片16呈弧状，气水分离叶片 16的切线方向与离心叶片11的切线方向相反，气水分离叶片16通过固定环30与主机外壳2连接或直接与主机外壳2连接。圆形筛网15随离心叶片11同时旋转，由于圆形筛网15安装在混合室下部外周，空气与蒸汽已在离心叶片11的转动下混合均匀，并且弧状离心叶片11的切线方向与弧状气水分离叶片16的切线方向相反，使离心叶片11在旋转时，带动圆形筛网15旋转，水雾与圆形筛网15的接触面积增大，水滴在离心力下甩进气水分离叶片16间的通道内，进入凝水室17，且被阻隔后不被反弹至气水分离室26内，大幅提高了气水分离效率且防止了离心叶片的水击震动。本发明所述的气水混合室26位于圆形筛网15上部、离心叶片11的外部，蒸汽冲动离心叶片11旋转分离后进入气水混合室26，同时，被离心叶片11组成的离心叶轮吸入的冷空气进入气水混合室26，使气水混合室26内的蒸汽瞬间冷却为水雾，冷空气温度升高被加热。
本发明所述气水分离叶片16可以与主机外壳直接固定连接，也可以通过固定件与主机外壳2连接。优选的结构为：气水分离叶片16的两端分别与固定环30连接，固定环30外周与主机外壳2内壁间设置凝水室17，凝水室17与集水槽18相通，集水槽18位于凝水室17底部并与排水管21连通。这种结构是先制作固定环30，再将气水分离叶片16与固定环30连接，固定环30再与主机外壳2连接，此时，固定环30外周与主机外壳2内壁间设置的凝水室17可以收集大量被气水分离叶片11阻隔后的冷凝水，使冷凝水通过集水槽18、排水管21收集排出，这些结构能使加热机保持正常无障碍顺畅运行，进一步提高气水分离效率，提高离心叶轮的机械效率，提高空气加热效率。
本发明所述的空气进风道由空气进风道由进风管1和集风器4封闭连接构成，集风器4与主机外壳2的入风口连接，主机外壳2的出风口与热风出风道封闭连接。这种结构使空气进气与加热后空气出气形成封闭通道结构，并可根据需要在360°范围内调节进出风口的角度。本发明的加热机为了保温消除噪音，可将主机外壳2的壁做成双层壁，内外壁间填充保温消音材料，形成保温消音层24。本发明所述的加热机在运行过程中，需要增加出风口温度时，可在空气进风道1的上部开设通孔，通孔内安装蒸汽补充管8，蒸汽补充管8一端位于空气进风道1内，使蒸汽与空气直接混合，蒸汽补充管8另一端与蒸汽源连接，使冷空气与蒸汽在未进入离心叶片时先混合，以进一步提高热风出风口温度。
本发明所述蒸汽进管，是由蒸汽源管7和蒸汽入管6构成，两管呈90°连接，在蒸汽入管6位于主机外壳内的端部安装蒸汽喷嘴10，蒸汽进管也可采用一根管弯折构成，一端与汽轮式连接，另一端位于主机外壳2内，其端部安装蒸汽喷嘴10。
本发明所述的弧状蒸汽喷嘴出气道的出气口的切线和弧状离心叶片11的弦间的夹角α为90°时，是最佳角度，是离心叶片的有效最大力矩。由于离心叶片11是转动的，其弦相对于喷嘴出气道的出气口的切线间的夹角不断变化，同时，当弧状蒸汽喷嘴出气道的弧度及弧状离心叶片11的弧度根据需要设计不同弧度时，喷嘴出气道的出气口切线与离心叶片的弦间的夹角是变化的，为了使本发明所述的离心叶片11达到较好的旋转效果，可使喷嘴出气道的出气口的切线与距其最近的弧状离心叶片11的弦间的夹角α为70°-90°。
本发明附图所示实施例的加热机工作时，蒸汽通过蒸汽进管进入主机外壳2内，同时，空气通过空气进风道进入主机外壳2内，空气和蒸汽在混合室31内混合，此时，离心叶片11组成的离心叶轮，在具有一定压力的蒸汽经蒸汽喷嘴喷出后推动其高速旋转，离心叶片11组成的离心叶轮旋转的同时产生负压，使空气从空气进风道大量进入主机外壳2内，圆形筛网15随离心叶片11组成的离心叶轮一同旋转，气体中的小水滴通过高速旋转的圆形筛网15时，水雾与圆形筛网15的接触面积增大附着其上变成大水滴，大水滴在离心力的作用下沿圆形筛网15的切线方向甩出，由于气水分离叶片16切线方向与离心叶片11切线方向相反，因此，水滴被甩出后能够顺利由两气水分离叶片16间的空隙进入凝水室17，通过集水槽18及排水管21排出，热空气由气水分离室26底部进入热风出气道排出。
图中3是出风风管，5是蒸汽管支架，9是补气阀，12是转轴，13是转轴座，14是转轴座支架，19是排水口，20是排污口，22是排污管，23是排污阀，25是离心叶轮底板，28是集水槽支架，29是喷嘴稳定架。
Claims (8)
1. 汽轮式加热机，其特征在于：包括空气进风道、蒸汽进管及热风出气道，空气和蒸汽通过各自的管道进入混合室内混合，混合室位于主机外壳内，空气进风道与主机外壳封闭连接，在蒸汽进管位于主机外壳内的端部安装蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴沿蒸汽进管周圈均布，蒸汽喷嘴的出气道为长条弧状，蒸汽喷嘴外周均布离心叶片，离心叶片呈弧状，弧状蒸汽喷嘴出气道的切线方向与弧状离心叶片的切线方向相反，离心叶片组成的离心叶轮通过固定件与旋转轴连接，蒸汽喷嘴出气道出口的切线与弧状离心叶片的弦间的夹角α最大为90°，在主机外壳内或热风出气道内安装除雾器。
2.根据权利要求1所述的汽轮式加热机，其特征在于：除雾器安装在主机外壳（2）内，除雾器有一个圆形筛网（15），圆形筛网（15）位于离心叶片（11）组成的离心叶轮底部外周，并与固定离心叶轮的固定件连接，同时，与离心叶片（11）组成的离心叶轮共同旋转，圆形筛网（15）外周均布气水分离叶片（16），气水分离叶片（16）呈弧状，气水分离叶片（ 16）的切线方向与离心叶片（11）的切线方向相反，气水分离叶片（16）通过固定环（30）与主机外壳（2）连接或直接与主机外壳（2）连接。
3.根据权利要求2所述的汽轮式加热机，其特征在于：气水分离叶片（16）的两端分别与固定环（30）连接，固定环（30）外周与主机外壳（2）内壁间设置凝水室（17），凝水室（17）与集水槽（18）相通，集水槽（18）位于凝水室（17）底部并与排水管（21）连通。
4.根据权利要求1所述的汽轮式加热机，其特征在于：空气进风道由进风管（1）和集风器（4）封闭连接构成，集风器（4）与主机外壳（2）的入风口连接，主机外壳（2）的出风口与热风出风道封闭连接。
5.根据权利要求1所述的汽轮式加热机，其特征在于：主机外壳（2）的壁为双层壁，内外壁间填充保温消音材料，形成保温消音层。
6.根据权利要求1或4所述的汽轮式加热机，其特征在于：空气进风道（1）的上部开设通孔，通孔内安装蒸汽补充管（8），蒸汽补充管（8）一端位于空气进风道（1）内，使蒸汽与空气直接混合，蒸汽补充管（8）另一端与蒸汽源连接。
7.根据权利要求1所述的汽轮式加热机，其特征在于：喷嘴出气道的出气口的切线与距其最近的弧状离心叶片（11）的弦间的夹角α为70°-90°。
8.根据权利要求2所述的汽轮式加热机，其特征在于：在圆形筛网（15）上部、离心叶片（11）外部设置气水分离室（26）。
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