CN201370453Y

CN201370453Y - 超导热压力加热锅

Info

Publication number: CN201370453Y
Application number: CN200920096034U
Authority: CN
Inventors: 焦士龙; 李楠; 扬进学; 马嵩
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2019-03-25

Abstract

一种超导热压力加热锅，包括一个锅内筒和一个锅外筒，锅内外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系，夹套底部安装有电加热管，电加热管置于夹套底部的工作液液面之下，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖。本实用新型运用了热管超导热性换热、沸腾-凝结两相流恒温换热，电直接加热工作液，较电先加热容器，容器再加热水的加热方式电热转换效率高，从根本上解决了传统传热效率低下，能源浪费严重的弊端；同时，与使用燃料的加热装置相比，绿色、环保、无污染。且具有易于操作、电控、安全可靠的特性，使本设备不仅特别适用于食品加工、尤其是卤制品行业，对化工、医药、印染等领域也有极大的实用价值。

Description

超导热压力加热锅

【技术领域】：

本实用新型属于工程热物理技术领域，具体涉及一种工艺加热设备。

【背景技术】：

传统的工艺加热设备，基本采用辐射、导热、以及单纯的热空气对流来实现对锅体的加热(如燃气、燃煤、电磁等)。由传热学及热力学原理知，以上的导热方式往往存在较大的传热温差、较大的传热热阻，而导热温差越大不可逆性越大则热量传递过程中的火用(yong)损失亦愈大^[1]。因此传统的工艺加热设备本身就存在着能量利用不合理，热效率低下，热量传递不稳定的缺陷。特别是在某些需要大规模使用的场合(如食品加工、医疗医药、化工等领域)，传统设备对能源造成了极大的浪费，某些燃料加热设备对环境污染严重，甚至还存在一定的安全隐患。

【实用新型内容】：

本实用新型目的是为了克服以上所述传统工艺加热设备的缺点，最大限度的实现传热过程的可逆性，提供一种超导热压力加热锅。

本实用新型引入沸腾——凝结两相流恒温换热理念，采用热管导热原理，能够解决传统工艺加热设备的弊端。

热管导热原理^[2，3]说明：

热管的结构如图2所示，热管壳体15的两端封死，封死前先将管内抽真空，灌入适量的工作液体16。工作时，热管底部的工作液受到管外热源加热，工作液蒸发，其蒸汽上升到上部的冷凝段17时被管外的冷流体冷却而凝结，同时将热量传递给管外流体，而凝结液在重力作用下沿内壁流下返回到加热段14从而完成一个循环。这样，通过工作液的不断蒸发、凝结，把热管下半部的热量连续无温差地传递到热管上半部的冷源中去。在一定情况下，热管的导热能力是铜的1490倍^[4]，热管的这种特别优良的导热性能，又被称之为“超导热性”，它实现了几乎没有温差的导热。

本实用新型提供的超导热压力加热锅，包括一个锅内筒和一个锅外筒，锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系，夹套底部安装有电加热管，电加热管置于夹套底部的工作液液面之下，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖。

在锅外筒的外部设置有一个外壳，锅外筒与外壳之间填充有保温层。夹套内底部液面还安有微型浮子液位传感器和温度传感器。

本实用新型的优点和积极效果：

本实用新型设备运用了热管超导热性换热、沸腾——凝结两相流恒温换热，电直接加热工作液，较电先加热容器，容器再加热水的加热方式电热转换效率高，从根本上解决了传统传热效率低下，能源浪费严重的弊端；同时，与使用燃料的加热装置相比，绿色、环保、无污染。另一方面，由于本设备的特殊结构和先进原理，具有易于操作、电控、安全可靠的特性，使本设备不仅仅特别适用于食品加工、尤其是卤制品行业，另外对于化工、医药、印染等领域也有极大的实用价值。

【附图说明】：

图1是本实用新型超导热压力加热锅结构示意图；

图2是热管结构示意图。

图中，1低水位线，2温度传感器，3高水位线，4安全阀，5压力表，6锅盖，7被加热物料，8锅内筒，9水位计，10保温层，11电加热管，12锅外筒，13外壳；14加热段，15壳体，16工作液体，17冷凝段。

【具体实施方式】：

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供的超导热压力加热锅，包括一个锅内筒8和一个锅外筒12，锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系。在夹套的底部安装有电加热管11，电加热管置于夹套底部的工作液(如蒸馏水)液面之下(工作液液面包括低水位液面1和高水位液面3，这里指低水位液面1)，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖6，以及安全阀4和压力表5。

在锅外筒12的外部设置有一个外壳13，锅外筒与外壳之间填充有保温层10。夹套内底部液面还安有微型浮子液位传感器9和温度传感器2。

本设备主体结构由锅内筒、锅外筒以及外壳、电热管等组成，内外筒之间的夹套构成了热管导热体系，夹套是热管的冷凝段，电加热管及工作液构成了加热段。设备运行前，在电加热管所处空间内注入一定量的工作液(蒸馏水)，设备运行时，电加热管产生的热量将工作液汽化，汽化蒸汽上升遇到温度相对较低的内锅筒时，凝结放热，尔后在重力作用下流回下层空间，如此循环，就实现了热量的高效、稳定的传递，从而使被加热物料7达到加热目的。

参考文献

1朱明善，刘颖，林兆庄.工程热力学.北京：清华大学出版社，1995.311

2吴存真，刘光辉.热管在热能工程中的应用.水利电力出版社，1993

3庄俊，徐通明，石寿椿.热关与热管换热器.上海：上海交通大学出版社，1989

4杨世铭，陶文铨.传热学(第三版)P376-379，北京：高等教育出版社，2006.4。

Claims

1、一种超导热压力加热锅，其特征在于该超导热压力加热锅包括一个锅内筒和一个锅外筒，锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系，夹套底部安装有电加热管，电加热管置于夹套底部的工作液液面之下，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖。

2、根据权利要求1所述的超导热压力加热锅，其特征在于锅外筒的外部设置有一个外壳，锅外筒与外壳之间填充有保温层。

3、根据权利要求1或2所述的超导热压力加热锅，其特征在于夹套内底部液面还安有微型浮子液位传感器和温度传感器。