CN202792515U - 一种使气体快速加热至高温的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种使气体快速加热至高温的装置，其结构简单，且无污染物。本实用新型包含有热装置的外壳、中频感应加热电源、感应线圈、热交换导板，外壳远离气体入口的另一端设有气体出口，外壳内气体入口与气体出口之间设有复数热交换导板，热交换导板连接端设置在外壳的内侧壁上，热交换导板另一端的悬空端与相对应的外壳内侧壁之间设有缺口，相邻热交换导板前的缺口上下相互交叉，复数热交换导板之间平行的间隔排布。本实用新型有效提高热交换效率，保证使气体快速加热至高温，而且由于采用电磁感应的加热方式加热热交换导板内的黑体材料，节能、无污染。

Description

一种使气体快速加热至高温的装置

技术领域

本实用新型涉及一种热交换装置，更具体地，特别涉及一种使气体快速加热至高温的装置。

背景技术

气体加热的方式有很多种，工业上用于加热气体的装置，常见的如利用电阻炉加热、蒸汽炉加热、锅炉加热等等，往往需要比较长的加热距离和加热时间，对环境污染严重，结构复杂，不利于安装使用， 而且对高速气体的加热效果不佳，效率不高，在气体温度要求高的行业中尤其明显（如晶体材料生长要求气体温度要达到800℃以上。随着科学技术的不断发展，对产品(尤其是高新技术产品)的生产环境要求越来越高，对加热装置的要求也越来越苛刻，普通的加热方式受到限制，比如说部分化工、生物制药工程、半导体、电子等行业，经常要求在无尘车间里对气体进行快速加热至高温。

工业上用于加热气体的方法，常见的如利用电阻炉加热、蒸汽炉加热、锅炉加热等等，往往需要比较长的加热距离和加热时间，对环境污染严重，结构复杂，不利于安装使用，而且对高速流动气体的加热效果不佳，效率不高， 在气体温度要求高的行业中尤其明显（如晶体材料生长要求气体温度要达到800℃以上)。

实用新型内容

为了解决普通的气体加热装置在环境要求高、温度要求高(800℃）和高速流动气体加热过程中出现的效果不佳，效率不高等问题，本实用新型的目的是提供采用特殊结构设计出一种新型气体加热装置，其结构简单，且无污染物。

为达上述目的，本实用新型提供的一种使气体快速加热至高温的装置，采用以下的技术方案：

本实用新型包含有热装置的外壳、中频感应加热电源、感应线圈、热交换导板，感应线圈外围安装有绝缘板和防静电装置，感应线圈内通去离子水，外壳一端设有气体入口，外壳远离气体入口的另一端设有气体出口，外壳内气体入口与气体出口之间设有复数热交换导板，热交换导板连接端设置在外壳的内侧壁上，热交换导板另一端的悬空端与相对应的外壳内侧壁之间设有缺口，相邻热交换导板前的缺口上下相互交叉，复数热交换导板之间平行的间隔排布。

在其中一个实施例中，所述热交换导板悬空端采用“T”型结构，热交换导板悬空端设有垂直的阻挡板，“T”型结构的热交换导板连接端固定于外壳内侧壁，“T”型结构的热交换导板的悬空端与外壳内侧壁之间形成一个很窄的缺口通道；相邻“T”型结构的热交换导板之间形成一个可产生涡流的空间区域，相邻“T”型结构的热交换导板形成一个可以使被加热气体多次冲击热交换导板表面的通道，使气体与热交换导板多次接触，相邻“T”型结构的热交换导板之间形成一个空间区域，在此空间区域中产生涡流，提供被加热气体与热交换导板长时间接触，提高加热效率。

在其中一个实施例中，所述外壳内侧壁上靠近气体入口处设有A热交换导板，A热交换导板远离连接端的悬空端前面设有A缺口，A缺口位于A热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间，A缺口之下设有B热交换导板；B热交换导板与外壳内侧壁连接，B热交换导板远离连接端的悬空端前面设有B缺口，B缺口位于B热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间，B缺口之下设有C热交换导板；C热交换导板与外壳内侧壁连接，C热交换导板远离连接端的悬空端前面设有C缺口，C缺口位于C热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间。

在其中一个实施例中，所述热交换导板采用石英材料，做成镂空状，镂空处放置黑体材料，在热交换导板外围采用电磁感应加热方式加热。所述热交换导板形状不限于方形、圆形、多边形、椭圆形；黑体材料不限于石墨、不锈钢等等。

本实用新型的换热器结构上包括加热装置的外壳、中频感应加热电源和感应线圈、热交换导板、用来加热的黑体四大部分，加热时线圈外壁温度不高于30℃。加热装置外壳用保温材料隔热，热交换导板的镂空处放置辐射吸收率高的黑体材料。被加热气体沿着热交换导板的缺口流过，在流过的过程中与热交换导板接触，进行热交换。

工作原理：用感应加热电源加热处于热交换导板镂空处的黑体材料，需加热气体由进气口进入加热装置后，首先遇到A热交换导板，气体首次改变流动方向，沿着A热交换导板，往A缺口方向流动；到达A缺口后，气体再次改变方向，往下流动， 然后到达B热交换导板，气体又一次改变流动方向，沿着B热交换导板往B缺口方向流动，到达B缺口，气体改变方向，往下流动，最后遇到C热交换导板，此时气体再次改变流动方向，沿着C热交换导板往C缺口方向往下流动，最后由出气口处流出。在整个过程中气体都与热交换导板接触，大大增强了加热效果。

本实用新型有效提高热交换效率，保证使气体快速加热至高温，而且由于采用电磁感应的加热方式加热热交换导板内的黑体材料，节能、无污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例气体流向的示意图。

图中零部件符号标记如下：

气体入口1、A热交换导板2、A缺口3、B热交换导板4、B缺口5、C热交换导板6、C缺口7、气体出口8。

具体实施方式

本实施例采用附图1所描述的加热结构，本加热结构外壳和热交换导板采用石英作为材料，热交换导板镂空处填充的黑体材料选用石墨，被加热气体为常温下的氮气，气体速度为1米/秒，进气和出气口的压力均为大气压，感应加热电源设定温度为800℃。

本实用新型的气体加热装置，其结构简单，且无污染物。

基本原理：①、选用电磁感应的加热方式加热黑体材料，使热交换面快速升温；②、选用辐射吸收率高的黑体材料（比如石墨等材料）做为热交换面的填充材料，可以提高传热速率；③、增加热交换面积，且特殊结构引导被加热气体多次与热交换面接触。以上三方面能有效提高热交换效率，保证气体加热的效果，而且由于采用电磁感应的加热方式加热热交换面内的黑体材料，节能、无污染。

氮气由加热装置进气口1进入，遇到温度为800℃的A热交换导板2，气体首次改变流动方向，沿着A热交换导板2往A缺口3处流，由A缺口3往下流时，遇到温度为800℃的B热交换导板4，气体再次改变流动方向，沿着B热交换导板4往B缺口5处流，由B缺口5往下流时，遇到温度为800℃的C热交换导板6，气体又一次改变流动方向，沿着C热交换导板6往C缺口7处流，最后由加热装置出气口8流出。

上述中的热交换导板主要有两个作用：a、传热作用：通过直接接触传热给氮气使其升温；b、引导与增效作用：几个导板引导氮气流向，增加流程、接触面积、传热时间，使系统的传热效率大大提高，起到快速加热至高温的作用。经过温度采样，加热装置出气口的温度为795℃，气体流速为 0.9M/S。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种使气体快速加热至高温的装置，包含有：热装置的外壳、中频感应加热电源、感应线圈、热交换导板，感应线圈外围安装有绝缘板和防静电装置，感应线圈内通去离子水，其特征在于：外壳一端设有气体入口，外壳远离气体入口的另一端设有气体出口，外壳内气体入口与气体出口之间设有复数热交换导板，热交换导板连接端设置在外壳的内侧壁上，热交换导板另一端的悬空端与相对应的外壳内侧壁之间设有缺口，相邻热交换导板前的缺口上下相互交叉，所述复数热交换导板之间平行的间隔排布。

2.根据权利要求1所述的一种使气体快速加热至高温的装置，其特征在于：所述热交换导板悬空端采用T型结构，所述热交换导板悬空端设有垂直的阻挡板，T型结构的热交换导板连接端固定于外壳内侧壁，T型结构的热交换导板的悬空端与外壳内侧壁之间形成一个很窄的缺口通道；相邻T型结构的热交换导板形成一个使被加热气体多次冲击热交换导板表面的通道。

3.根据权利要求1所述的一种使气体快速加热至高温的装置，其特征在于：所述外壳内侧壁上靠近气体入口处设有A热交换导板，A热交换导板远离连接端的悬空端前面设有A缺口，A缺口位于A热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间，A缺口之下设有B热交换导板；

B热交换导板连接端与外壳内侧壁连接，B热交换导板远离连接端的悬空端前面设有B缺口，B缺口位于B热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间，B缺口之下设有C热交换导板；

C热交换导板连接端与外壳内侧壁连接，C热交换导板远离连接端的悬空端前面设有C缺口，C缺口位于C热交换导板悬空端与对面外壳内侧壁之间。

4.根据权利要求1所述的一种使气体快速加热至高温的装置，其特征在于：所述热交换导板采用石英材料，所述热交换导板做成镂空状，镂空处放置黑体材料，在热交换导板外围采用电磁感应加热方式加热，所述热交换导板形状为方形、圆形、多边形、椭圆形。

5.根据权利要求4所述的一种使气体快速加热至高温的装置，其特征在于：所述黑体材料为石墨、不锈钢。

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