CN112797625A - 一种高温气体加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温气体加热装置，包括外壳、置于所述外壳内的若干个供待加热气体流通的绝缘管道和置于所述绝缘管道内的加热体，所述加热体的形状为螺旋带状，所述外壳的内壁上贴合设置有耐火保温层，绝缘管道外侧与耐火保温层内侧形成的空隙内具有填充物。本发明为一种高温气体加热装置，采用螺旋矩形带作为电阻发热体置于待加热气体流过的绝缘管道中，管道有1个或多个并列，螺旋加热体通电发热后，传热给管内从旁边留过的气体使其快速升温，解决现有高温气体加热装置体积庞大，换热系数低，出气温度低，发热体温度高，易损坏等问题。
Description
技术领域
本发明属于气体加热装置技术领域，特别是涉及一种高温气体加热装置。
背景技术
高温气体加热的应用领域非常广泛，根据其加热原理有：电阻加热器法、电弧加热法、燃烧加热法、蓄热加热法等。电弧加热法和燃烧加热法可以产生的气体温度很高，但是会产生影响原气体成分的其它污染气体成分。常规的电阻加热器的电热元件主要是电阻丝和电阻带，大部分是螺旋盘绕状的电阻细丝，将其置于气流中实现换热。该类加热器换热系数低，虽然电热元件的工作温度最高可达1200℃，但将气体加热到700℃已经很困难。
现有常规的空气电阻加热器有以下缺点：
A、换热系数低。电阻发热体附近的气体流动速度慢，导致气体和电阻发热体的换热系数低。这导致相同换热面积和电阻发热体温度下，气体的出气温度不高。
B、体积庞大：为了达到较高的出气温度，需要增大电阻发热体的换热面积，这导致高温空气装置体积庞大。
C、换热不均：加热区域内不同区域的气流情况和电阻发热体布置情况不完全一致，这导致换热情况不易控制，容易发生电阻发热体局部过热烧损情况。
D、大部分空气加热为线径较细的螺旋电热丝盘绕而成，由于机械强度低，在高温气流下稳定性差，容易局部过热甚至短路，不能长时间工作。
申请号201580003492 .2，公布号CN105874878A，申请公布日2016 .08 .17，专利名称《加热元件和过程加热器》，本专利中采用电热丝或电热棒放至于待加热气体穿流的管中，该电热丝被设计成用于将热传递到从加热丝旁边流过的气体。该方案相比于以前的方案换热系数有所提高，解决了上述缺点D，但缺点A、B和C解决效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种采用螺旋矩形带作为电阻发热体置于待加热气体流过的绝缘管道中，管道有1个或多个并列，螺旋加热体通电发热后，传热给管内从旁边留过的气体使其快速升温的高温气体加热装置。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种高温气体加热装置，包括外壳、置于所述外壳内的若干个供待加热气体流通的绝缘管道和置于所述绝缘管道内的加热体，其特征在于：所述加热体的形状为螺旋带状，所述外壳的内壁上贴合设置有耐火保温层，绝缘管道外侧与耐火保温层内侧形成的空隙内具有填充物。
优选的，所述加热体由带状电热材料扭绕而成。
优选的，所述加热体的横截面上对角线长度≦绝缘管道内径。
优选的，所述绝缘管道内径与加热体的横截面上对角线长度之差≦3mm。
优选的，所述若干个绝缘管道内的多个加热体之间的连接方式为并联、串联或先串联再并联。
优选的，所述绝缘管道采用高温耐火材料或耐高温陶瓷材料制成。
优选的，所述加热体的横截面为矩形、正方形或椭圆形。
优选的，所述加热体外涂覆有耐高温涂层。
优选的，该高温气体加热装置的供电方式为单相供电、三相供电或多相供电。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明中采用螺旋矩形带作为电阻发热体置于待加热气体流过的绝缘管道中，螺旋矩形带加热体的独特结构使得它和气体换热系数很高，加热体和气体的温差大大减小；因换热系数高，电阻加热体面积小，整个装置体积减小；
（2）本发明中螺旋矩形带的加热体每个横截面的气体换热情况相同，在设置时不需要采取间隙保持装置，只需要选取螺旋矩形带横截面的对角线长度略小于绝缘管内径即可，换热情况单一易控，螺旋矩形带横截面较大，高温下仍可保证机械强度而不会变形，可以长时间工作；
（3）本发明中发热体温度较低，不易损坏，使用周期较长。
附图说明
图1、本发明一种高温气体加热装置的结构示意图；
附图标记说明：
1、外壳，2、绝缘管道，3、加热体，4、耐火保温层，5、填充物。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，一种高温气体加热装置，包括外壳1、置于所述外壳1内的若干个供待加热气体流通的绝缘管道2和置于所述绝缘管道2内的加热体3，所述加热体3的形状为螺旋带状，所述外壳1的内壁上贴合设置有耐火保温层4，绝缘管道2外侧与耐火保温层4内侧形成的空隙内具有填充物5。 包裹绝缘管道2的是耐火保温材料，用于减小热损失保证加热效率，耐火保温层4和绝缘管道2之间的孔隙需要进行填充，方式气体流入。
其中，绝缘管道2是气体流通的通道，一般由高温耐火材料制成。外壳1、置于所述外壳1内的若干个供待加热气体流通的绝缘管道2和置于所述绝缘管道2内的加热体3共同组成加热模块，多个加热模块组成高温气体加热装置，其中一个加热模块一般多个绝缘管道拼接而成，也可以直接制造出有多个绝缘通道的一体成型的蜂窝状管道。
具体地，加热体3由带状电热材料扭绕而成。该形状大大提高的电阻加热体和气体的换热能力。
加热体3形状为螺旋矩形带，由矩形或近似矩形的带状电热合金或不锈钢扭绕而成。
具体地，加热体3的横截面上对角线长度≦绝缘管道的内径。
具体地，绝缘管道2内径与加热体3的横截面上对角线长度之差≦3mm。该设计可以进一步提高电阻加热提和气体的换热能力。
具体地，若干个绝缘管道2内的多个加热体3之间的连接方式为并联、串联或先串联再并联。如果是多个绝缘管道2，那么不同管道中的加热体3在两端出口处需要进行连接，连接方式可能是并联、串联、先串联再并联。采用的连接方式可以为焊接、压接、或者一根电阻带分段扭绕螺旋后插入多根绝缘管后，再进行折弯。
具体地，绝缘管道2采用高温耐火材料或耐高温陶瓷材料制成。
具体地，加热体3的横截面为矩形、正方形或椭圆形，矩形加热体气体阻力小，适用于大流量加热。正方形和椭圆形加热体寿命长。
具体地，加热体3外涂覆有耐高温涂层，提高电阻带的使用寿命。
具体地，该高温气体加热装置的供电方式为单相供电、三相供电或多相供电。该高温气体加热装置也可以是直流供电也可以是交流供电。
实施例2
与实施例1相比有以下不同之处：
加热体3可由一个单独的绝缘管道2组成，或者由多个单管并联拼接，当涉及到多个绝缘管道2时，管间间隙需要进行填充。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (9)
1.一种高温气体加热装置，包括外壳（1）、置于所述外壳（1）内的若干个供待加热气体流通的绝缘管道（2）和置于所述绝缘管道（2）内的加热体（3），其特征在于：所述加热体（3）的形状为螺旋带状，所述外壳（1）的内壁上贴合设置有耐火保温层（4），绝缘管道（2）外侧与耐火保温层（4）内侧形成的空隙内具有填充物（5）。
2.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述加热体（3）由带状电热材料扭绕而成。
3.根据权利要求2所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述加热体（3）的横截面上对角线长度≦绝缘管道的内径。
4.根据权利要求3所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述绝缘管道（2）内径与加热体（3）的横截面上对角线长度之差≦3mm。
5.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述若干个绝缘管道（2）内的多个加热体（3）之间的连接方式为并联、串联或先串联再并联。
6.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述绝缘管道（2）采用高温耐火材料或耐高温陶瓷材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述加热体（3）的横截面为矩形、正方形或椭圆形。
8.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：所述加热体（3）外涂覆有耐高温涂层。
9.根据权利要求1所述的一种高温气体加热装置，其特征在于：该高温气体加热装置的供电方式为单相供电、三相供电或多相供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110222950.9A CN112797625A (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种高温气体加热装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202110222950.9A CN112797625A (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种高温气体加热装置 |
Publications (1)
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| CN112797625A true CN112797625A (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75816219
Family Applications (1)
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| CN202110222950.9A Pending CN112797625A (zh) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | 一种高温气体加热装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN112797625A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113432295A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-24 | 北京航空航天大学 | 一种螺旋形大流量超高温空气电加热器 |
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2021
- 2021-03-01 CN CN202110222950.9A patent/CN112797625A/zh active Pending
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