CN108344174B - 一种加热管上带渗流孔的空气电加热器 - Google Patents

一种加热管上带渗流孔的空气电加热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空气电加热器设备，尤其是一种加热管上开有渗流孔的电加热器。包括壳体，壳体的一端上部设有加热器空气入口，同时在壳体上加热器空气入口那一端的侧面上对应设有加热器空气出口；壳体内部设有一加热芯圆筒，圆筒的左右两侧均设有筒盖，圆筒的右端固定在壳体的侧面上，且壳体右端侧面与筒盖之间形成空腔；圆筒上设有多根加热管，加热管的两端分别固定在圆筒的两个筒盖上，并穿过筒盖一定距离；所述的加热管左右两端具有加热管进气口与加热管出气口，加热管本体上设有多个渗流孔。优势由于空气逐渐从加热管上的渗流孔流出，保证了加热管内外总是一层低温空气被加热，有效温差增大。渗流孔的存在又增加了加热管内外的对流换热系数。

Description

一种加热管上带渗流孔的空气电加热器
技术领域
本发明涉及一种空气电加热器设备，尤其是一种加热管上开有渗流孔的电加热器。
背景技术
空气电加热器在工业中具有重要作用。利用通电元件产生热量，通电元件表面和空气之间进行对流换热将热量传给空气，热量传递的效率由对流换热面积，换热系数和对流换热温差决定，这3个参数越大，加热效率越高。加热管是一种常用的加热元件，空气在加热管内外流动吸收加热管产生的热量，达到加热器出口空气需要的温度。由于加热管要想把热量传给空气，其自身温度必须高于空气，而自身温度受到材料耐温极限的限制，这在一定程度上限制了加热器出口的空气最高温度。如何提高换热系数和有效换热温差是加热器设计的关键。目前的加热方式弊端是，被加热的空气一直处于加热管壁附近，随着热量传热，有效温差越来越小。而距离加热管壁较远的低温空气却不能有效地吸收加热管产生的热量。现实中，必须采用较长的加热管，靠增加换热面积来达到需要的空气温度。因此，设计出换热系数和有效温差都高的空气电加热器对于节约加热器材料和加热器空间，提高加热器出口空气温度非常重要。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供了一种加热管上开有渗流孔的空气电加热器，包括壳体，壳体的一端上部设有加热器空气入口，同时在壳体上加热器空气入口那一端的侧面上对应设有加热器空气出口；壳体内部设有一加热芯圆筒，圆筒的左右两侧均设有筒盖，圆筒的右端固定在壳体的侧面上，且壳体右端侧面与筒盖之间形成空腔；所述的圆筒上设有多根加热管，加热管的两端分别固定在圆筒的两个筒盖上，并穿过筒盖一定距离；所述的加热管左右两端具有加热管进气口与加热管出气口，加热管本体上设有多个渗流孔。
进一步地，壳体内部设有加热芯圆筒，圆筒的上部、左侧及下部与周围的壳体分别形成空气流通通道。
进一步地，所述的圆筒的靠近加热器空气出口的筒盖上设有多个出气孔。
进一步地，在所述的壳体底部设有支座。
进一步地，所述的多根加热管在圆筒上呈环形分布。
进一步地，在所述的壳体的内壁上设有一层保温层。
进一步地，在加热管与圆筒的固定接触处设有绝缘套。
进一步地，所述的所述的加热管的形状可以是圆管、方形管以及三角形管的任意一种；所述的渗流孔的形状不限。
进一步地，渗流孔间距是渗流孔当量直径的2-8倍，渗流孔的当量直径是加热管当量直径的0.1-0.3倍。
本发明的优点：由于空气逐渐从加热管上的渗流孔流出，保证了加热管内外总是一层低温空气被加热，有效温差增大。渗流孔的存在又增加了加热管内外的对流换热系数。相同加热功率时的管芯温度降低，可以使电加热的空气温度升高幅度提高100摄氏度。同时由于加热效率提高而使加热器体积减小30％左右。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是加热芯圆筒靠近加热管进气口一侧的截面示意图；
图3是加热芯圆筒靠近加热管出气口一侧的截面示意图；
图4是带渗流孔的加热管及空气流动示意图；
图5是传统的无渗流孔的加热管及空气流动示意图；
其中，1加热器空气入口；2壳体；3保温层；4空气流通通道；5圆筒；6渗流孔；7加热管；8加热管入口端绝缘套；9加热管进气口；10加热管出气口；11出气孔；12加热器空气出口；13加热管出口端绝缘套；14支座；16冷气。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1-5，本发明提供了一种加热管上开有渗流孔的空气电加热器，包括壳体2，壳体2的一端上部设有加热器空气入口1，同时在壳体2上加热器空气入口2那一端的侧面上对应设有加热器空气出口12；壳体2的内壁上设有一层保温层3，壳体2内部设有一加热芯圆筒5，圆筒5的上部、左侧及下部与周围的壳体2分别形成空气流通通道4。圆筒5的左右两侧均设有筒盖，圆筒5的右端固定在壳体2的侧面上，且壳体2右端侧面与筒盖5之间形成空腔；圆筒5的靠近加热器空气出口12的筒盖上设有多个出气孔11，此处不在另外一个进气口处的筒盖上设有多个进气孔原因是让被加热空气只从加热管的渗流孔6流出，这样才能够保证相对低温的空气靠近加热管。如果在进气处的筒盖上设有进气孔11，那么从进气孔流过的空气则会离加热管较远，不利于加热管的热量传给这部分空气，导致这部分空气温度较低，体现到加热器上就是需要更长的加热管才能够达到需要的空气温度。
圆筒5上设有多根加热管7，多根加热管7在圆筒5上呈环形分布，环形分布主要是因为结构的对称性，对称结构保证每根加热管加热的冷气量是相同的，从加热管上的渗流孔流出的空气也能够均匀地分布在加热周围，加热效果更加均匀。加热管7的两端分别固定在圆筒5的两个筒盖上，加热管7与圆筒5的固定接触处设有绝缘套，即加热管入口端绝缘套8与加热管出口端绝缘套13.加热管7的两端均距离所在端的筒盖一端距离，如图1所示，即加热管7的长度要长于两个筒盖相距的距离。加热管7左右两端具有加热管进气口9与加热管出气口10，加热管7本体上设有多个渗流孔6，渗流孔6的作用可以改变热空气的流动方向。加热管束分为3组或者2组，每组利用电极连接，并将电极连接到加热器外部的接线盒上。
作为方案的改进，在所述的壳体底部设有支座14，对整个加热器起到了支撑作用。
本发明中所述的加热管7的形状可以是圆管、方形管以及三角形管的任意一种；所述的渗流孔的形状不限。渗流孔6间距是渗流孔当量直径的2-8倍，渗流孔的当量直径是加热管当量直径的0.1-0.3倍。
实施例1：
实施例一：加热管的数量设置6根，每2根为1组，加热管7外径20mm，加热管7长度1500mm，壁厚1mm。加热管7上沿着轴向均匀开有4排圆形渗流孔6，相邻的两排孔错排布置，渗流孔6直径3mm，每排上的相邻渗流孔6的孔心距离为12mm。加热器壳体2直径200mm，加热器圆筒5直径160mm。加热器空气入口1直径100mm，加热器空气出口12直径100mm。
冷气16从加热器空气入口1流入，通过保温层3和加热芯圆筒5之间的空气流动区4，并在加热管进气口9进入加热管7，一部分从加热管出气口10流向加热器空气出口12，一部分从渗流孔6通过圆筒5上的出气孔11流向加热器空气出口12。
加热功率200kw，空气流量0.5Kg/s,空气温升400度。
实施例二：加热管3根，每1根为1组，加热管外径10mm，加热管长度500mm，壁厚1mm。加热管上沿着轴向均匀开有4排圆形渗流孔，相邻的2排孔错排布置，渗流孔直径3mm，每排上的相邻渗流孔的孔心距离为12mm。加热器壳体直径150mm，加热器圆筒直径100mm。加热器空气入口直径50mm，出口直径50mm。
冷气16从加热器空气入口1流入，通过保温层和加热芯圆筒之间的空气流动区4，并在加热管进气口9进入加热管7，一部分从加热管出气口10流向加热器空气出口12，一部分从渗流孔6通过圆筒5上的出气孔11流向加热器空气出口12。
加热功率30kw，空气流量0.1Kg/s,空气温升300度。
实施例三：加热管15根，每5根为1组，加热管外径10mm，加热管长度3000mm，壁厚1mm。加热管上沿着轴向均匀开有4排圆形渗流孔，相邻的2排孔错排布置，渗流孔直径3mm，每排上的相邻渗流孔的孔心距离为12mm。加热器壳体直径400mm，加热器圆筒直径300mm。加热器入口直径100mm，出口直径100mm。
冷气16从加热器入口1流入，通过保温层和加热芯圆筒之间的空气流动区4，并在加热管进气入口9进入加热管15，一部分从加热管出气口10流向加热器空气出口12，一部分从渗流孔6通过圆筒5上的出气孔11流向加热器空气出口12。
加热功率1000kw，空气流量2.5Kg/s,空气温升400度。
实施例四：加热管15根，每5根为1组，加热管外径20mm，加热管长度3000mm，壁厚1mm。加热管上沿着轴向均匀开有4排圆形渗流孔6，相邻的2排孔顺排布置，渗流孔6直径3mm，每排上的相邻渗流孔6的孔心距离为9mm。加热器壳体2直径400mm，加热器圆筒5直径300mm。加热器空气入口直径100mm，加热器空气出口12直径100mm。
冷气16从加热器空气入口1流入，通过保温层3和加热芯圆筒5之间的空气流动区4，并在加热管进气口9进入加热管7，一部分从加热管出气口10流向加热器空气出口12，一部分从渗流孔6通过圆筒上的出气孔11流向加热器空气出口12。
加热功率1000kw，空气流量2.5Kg/s,空气温升400度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：包括壳体，壳体的一端上部设有加热器空气入口，同时在壳体上加热器空气入口那一端的侧面上对应设有加热器空气出口；壳体内部设有一加热芯圆筒，圆筒的左右两侧均设有筒盖，圆筒的右端固定在壳体的侧面上，且壳体右端侧面与筒盖之间形成空腔；所述的圆筒上设有多根加热管，加热管的两端分别固定在圆筒的两个筒盖上，并穿过筒盖一定距离；所述的加热管左右两端具有加热管进气口与加热管出气口，加热管本体上设有多个渗流孔，所述的圆筒的靠近加热器空气出口的筒盖上设有多个出气孔，不在另外一个筒盖上设有进气孔。
2.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：圆筒的上部、左侧及下部与周围的壳体分别形成空气流通通道。
3.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：在所述的壳体底部设有支座。
4.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：所述的多根加热管在圆筒上呈环形分布。
5.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：在所述的壳体的内壁上设有一层保温层。
6.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：在加热管与圆筒的固定接触处设有绝缘套。
7.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：所述的加热管的形状可以是圆管、方形管以及三角形管的任意一种；所述的渗流孔的形状不限。
8.如权利要求1所述的一种加热管上带渗流孔的空气电加热器，其特征在于：渗流孔间距是渗流孔当量直径的2-8倍，渗流孔的当量直径是加热管当量直径的0.1-0.3倍。
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