CN1474111A - 一种高温空气加热器 - Google Patents

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彤 朱
朱彤
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Abstract

本发明为一种高温空气加热器。由莲藕形陶瓷体、保温层、外壳、热电偶、连接导线构成,其中,陶瓷体内设有若干通孔,通孔内设置缠绕有电热丝的陶瓷棒。陶瓷体置于保温材料层中,热电偶设置于陶瓷体的一端。空气中的陶瓷体一端进入,被电热丝和陶瓷体加热,本装置加热效率高,设备体积小,温度控制方便,使用寿命长。

Description

一种高温空气加热器
技术领域
本发明属空气加热技术领域,具体为一种高温空气加热器。
背景技术
普通的空气加热器大都只能把气体加热到600℃以下。为了得到高于600℃的高温空气,可采取两种加热方式——火焰加热或电加热。其中,采用火焰加热方式,必须使用耐高温、抗氧化的非金属换热器。由于高温环境下非金属换热器密封困难,高温烟气与空气容易掺混在一起,并且不易调节空气温度,存在环境污染、设备庞大等问题。而采用电加热方式,具有空气温度调节方便、加热设备小、移动灵活等优点。但为了使空气温度达到600℃以上,甚至1000℃以上,则由于空气与电热元件的传热系数较小,空气不能及时将电热元件产生的热量及时带走,导致电热元件温度不断升高,容易造成超温烧毁问题,缩短加热器的使用寿命。或者,不能将空气加热到设定温度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种设备体积小、传热效率高、温度控制方便、使用寿命长的高温空气加热器。
本发明设计的高温空气加热器,由莲藕形陶瓷体、保温层、外壳、热电偶、连接导线组成,其结构如图1和图2所示。其中,莲藕形陶瓷体5中设有若干个通孔9,每个通孔中有一根陶瓷棒8,每根陶瓷棒外缠绕有电热丝7,构成莲藕形式,见图3所示。莲藕形陶瓷体5置于保温材料层中,其两端透出外壳端面,热电偶2设置于该高温空气加热器的空气出口端,连接导线1的一端与电热丝连接,另一端引出外壳,接电源。
本发明中,陶瓷体5的内直径、长度,以及其中的通孔9的直径、陶瓷棒的直径,与需要加热的空气温度和流量有关。通常,陶瓷体5的直径为50-120mm,长度为400-1500mm。其中的通孔9为8-20个,每个通孔的直径为8-12mm,陶瓷棒8的直径为4-10mm,每根电热丝7的额定功率为1-3Kw。可加热气体1Nm3/h-100Nm3/h。
本发明中,莲藕形陶瓷体5作为高温空气加热器的主体,其外包裹保温材料,以减少散热损失;陶瓷体5内的通孔9中放置缠绕着电热丝7的细陶瓷棒8,电热丝的两端分别连接导线1,接通电源,进行加热。空气从莲藕形陶瓷体的一端流入,分别被电热丝和陶瓷体加热。通过设置在另一端的热电偶测量空气温度,将有关温度信息传递给功率控制器以调整加热功率,保证空气温度达到设定值。
本发明充分利用强化传热技术手段,在电热丝周围添加陶瓷材料,使电热丝所发出的热量不仅传递给空气,而且通过辐射和导热将热量传递给陶瓷材料,从而保证电热丝不致超温烧毁,延长加热器使用寿命。空气不仅直接从电热丝得到热量,而且与电热丝周围的陶瓷体也直接进行热交换,可加热空气到1000℃以上。
本空气加热器传热效率高,加热器体积小,温度控制方便。另外,莲藕形陶瓷体的通孔和细陶瓷棒均为直线形,空气流通阻力较小。
附图说明
图1为本发明轴向剖面图示。
图2为本发明径向剖面图示。
图3为本发明中莲藕形陶瓷体剖面图示。
图中标号:1为连接导线,2为热电偶,3为保温层,4为保温层,5为莲藕形陶瓷体,6为外壳,7为电热丝,8为陶瓷棒,9为通孔。
具体实施方式
下面通过实施例进一步具体描述本发明,但不限于该实施例。
实施例
以将20Nm3/h的空气从20℃加热到1000℃为例,莲藕形陶瓷体5直径为70~85mm,其内通孔9为12个,均匀分布,每个通孔直径为8-12mm。莲藕形陶瓷体总长度为850~1100mm。12根直径5~7mm的细陶瓷棒外缠绕着直径0.8~1.2mm的电热丝,放置在莲藕形陶瓷体的通孔中。每根电热丝从莲藕形陶瓷体的一端穿入通孔中,并从另一端的另一个通孔穿回来,呈U型回路。每根电热丝额定功率为2kW,共六根。莲藕形陶瓷体5外设有两种保温材料层3和4,以提高保温效果。经外壳6封装后即得所需高温空气加热器。在空气出口段安装有镍铬-镍硅热电偶,热电偶输出信号送入功率控制器。当空气温度低于1000℃时,增大电热丝的功率;反之,则相反。功率控制器采用PID调节方式。

Claims (2)

1、一种高温空气加热器,由莲藕形陶瓷体、保温层、外壳、热电偶、连接导线组成,其特征在于莲藕形陶瓷体(5)内设有若干个通孔(9),每个通孔(9)中有一根陶瓷棒(8),每个陶瓷棒(8)外缠绕有电热丝(7),构成莲藕形式;陶瓷体(5)置于保温材料层中,两端透出外壳端面,热电偶(2)设置于莲藕形陶瓷体(5)的一端,连接导线(1)的一端与电热丝(7)连接,另一端引出外壳接电源。
2、根据权利要求1所述的空气加热器,其特征在于莲藕形陶瓷体(5)的直径为50-120mm,长度为400-1500mm;其中的通孔(9)为8-20个,每个通孔的直径为8-12mm;陶瓷棒(8)的直径为4-10mm,每根电热丝(7)的额定功率为1-3Kw。
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