CN209914082U - 一种气体电加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体电加热装置。气体电加热装置包括壳体，壳体内固定有供待加热气体通过的盘管和对待加热气体进行加热的电加热器，所述电加热器的接线端伸出所述壳体且处于电加热器的下方，所述壳体内浇注有固定电加热器的导热材料，盘管和电加热器的加热端均处于导热材料内并通过导热材料与所述壳体固定。为了使电加热器能够固定在气体电加热装置，将电加热器通过浇注的方式与壳体固定，浇注材料选用导热材料，能够起到良好的传热效果；电加热器的接线端设置在气体电加热装置的壳体的下方，气体加热装置在使用时壳体下方的温度较低，因此处于壳体下方的电加热器的接线端的温度也比较低，使气体电加热器的接线端不容易损坏。

Description

一种气体电加热装置

技术领域

本实用新型涉及气体加热器领域，尤其涉及一种气体电加热装置。

背景技术

化工生产过程中，需要对气体进行加热，对于空气、氮气这些化学性能较稳定的，可以直接将加热器置入气体中对气体进行加热。但对于一些化学比较活泼的气体，无法采用直接加热的方式，特别是对高压气体进行加热时，如加氢工艺上对氢气预热300℃以上，有些甚至压力要求15MPa以上，普通直接加热方式往往难以实现，对加热装置的要求也比较高，往往需要借助特定的加热装置进行加热。

如在授权公告号为CN207472113U的中国实用新型专利中，提供了一种内置加热和换热的单罐熔盐蓄热装置，在熔盐罐内放置盘管，盘管内流通有待加热气体，熔盐罐形成放置盘管的壳体，壳体内还有浸没盘管的熔盐，熔盐内设置有加热熔盐的电加热器，当需要加热气体时，开启电加热器对熔盐进行加热，熔盐通过盘管将热量传递到盘管内的气体，从而对盘管内的气体进行加热，该蓄热装置能够对高温高压气体进行加热。

在上述蓄热装置中，电加热器由熔盐罐的顶部插入熔盐中，电加热器的接线端处于熔盐罐的上方，由于加热过程中热量向上流通，会导致熔盐罐加热时熔盐罐上方的温度较高，这势必会使处于熔盐罐上方的接线端温度升高，加快接线端电气元件的老化，使接线端容易损坏，接线端损坏后蓄热装置无法正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体电加热装置，用以解决现有技术中电加热器的接线端容易损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：气体电加热装置，包括壳体，壳体内固定有供待加热气体通过的盘管和对待加热气体进行加热的电加热器，所述电加热器的接线端伸出所述壳体且处于电加热器的下方，所述壳体内浇注有固定电加热器的导热材料，盘管和电加热器的加热端均处于导热材料内并通过导热材料与所述壳体固定。

本实用新型的有益效果是：将电加热器通过浇注的方式与壳体固定，使电加热器能够固定在气体电加热装置内部，浇注材料选用导热材料，能够起到良好的传热效果；电加热器的接线端设置在气体电加热装置的壳体的下方，在加热过程中热量上升，壳体下方的温度较低，因此处于壳体下方的电加热器的接线端的温度也比较低，使接线端内的电器元件不容易老化，使接线端不容易损坏，保证了气体电加热器的正常运行。

进一步的，所述电加热器为管状加热器，管状加热器设置多个，且设置在盘管的外围；管状加热器的结构紧凑，表面功率大，能够对盘管内的气体进行高效的加热，多个管状加热器设置在盘管外围能够进一步的提高加热效率。

进一步的，所述管状加热器围绕盘管均匀设置；将管状加热器均匀设置在盘管的外围，一方面能够使盘管内的气体进行均匀的加热，还能够减小导热材料内部的热应力差，防止因导热材料受热不均造成整个气体电加热装置的损坏。

进一步的，所述管状加热器的接线端与加热端之间设置有防止加热端的热量传递到接线端的隔热段，隔热段伸出所述壳体；在接线端与加热端之间设置隔热段，防止加热端的热量通过电加热器自身传递到接线端，进一步降低接线端的温度，防止接线端的损坏。

进一步的，所述壳体外侧设置有用于将气体电加热装置悬吊安装的悬吊安装座；由于电加热器的接线端处于壳体的下方，因此气体电加热装置无法直接安装在水平面上，在壳体外侧设置悬吊安装座，通过悬吊安装的方式对气体电加热装置进行固定，使气体电加热装置的下方具有一定的安装空间，更容易对电加热器进行安装。

进一步的，所述壳体内设置有支撑架，支撑架上设有在浇注导热材料前将盘管固定的盘管固定结构；在浇注导热材料前将盘管通过盘管固定结构固定在壳体内部，防止在浇注时盘管位置发生偏移。

进一步的，所述电加热器为法兰加热器，所述壳体底面上有供法兰加热器的加热端穿过的法兰孔，法兰加热器与法兰孔固定连接以将法兰加热器在浇注导热材料前固定在所述壳体上；法兰加热器上带有的法兰结构能够与法兰孔固定连接，使法兰加热器与壳体相对位置固定，防止浇注时法兰加热器的位置发生偏离。

附图说明

图1为本实用新型气体电加热装置的实施例的剖视图；

图2为本实用新型气体电加热装置的实施例的顶部视图；

图3为图1中法兰加热器的结构示意图；

其中：1-盘管入口法兰，2-入口温度计，3-顶盖，4-吊装环，5-顶部保温，6-悬吊安装座，7-盘管，8-侧壁保温，9-固定卡箍，10-侧壁，11-加热管，12-盘管底部固定板，13-底板，14-出口温度计，15-盘管出口法兰，16-法兰加热器，17-防过热电阻，18-接线盒，19-铸铝内部温度计，20-隔热段，21-保温壳体，22-铸铝，23-安装法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型气体电加热装置的实施例作进一步说明。

本实用新型气体电加热装置的实施例，如图1和图2所示，包括圆柱形的壳体，壳体包括圆筒形的侧壁10和与侧壁10一体的底板13，侧壁10的上端还通过法兰固定连接有顶盖3。壳体内部还固定有供待加热气体流通的螺旋状的盘管7，壳体内还设置有四根处于盘管7外侧的电加热器，盘管7和电加热器通过浇注的方式固定在壳体内部。

底板13的中心处设有供盘管7的出口穿过的通孔，通孔内侧开口处通过螺栓安装有盘管底部固定板12，盘管7的出口穿过盘管底部固定板12和通孔从而暴露在壳体的底部，底板13上还设置支撑架，支撑架上设置有对盘管7进行固定的盘管固定结构，盘管固定结构能够将盘管预固定在壳体内部，防止在浇注过程中盘管位置发生偏移。本实施例中的盘管固定结构具体为上下分布的多个固定卡箍9，多个固定卡箍9通过一块上下分布的竖板固定在底板13上，盘管7能够依靠固定卡箍9预固定在壳体的内部，能够防止盘管7在浇注时松动；在其他实施例中也可以采用其他的盘管固定结构对盘管进行固定，如在盘管的下部设置托架，将托架固定在底板上，然后将盘管与托架相连，通过支撑的方式将盘管固定在壳体内。

盘管7的上端穿过顶盖3并焊接有盘管入口法兰1，盘管7的下端焊接有盘管出口法兰15，通过法兰连接的方式使盘管的入口和出口在连接时具有较高的连接强度，能够适用于高温高压气体的加热。在其他实施例中，也可以将盘管入口和盘管出口直接与相应的管路焊接。

盘管7外侧的电加热器为管状加热器，管状加热器的结构紧凑，表面功率大，能够对盘管7内的气体进行高效的加热，本实施例中的管状加热器为法兰加热器16，在其他实施例中也可以使用片状加热器替代管状加热器，如使用陶瓷加热片，陶瓷加热片能够承受较高的温度，且化学性质稳定；当然也可以选用陶瓷加热管作为电加热器。

法兰加热器16的结构如图3所示，包括处于壳体内的发热端和处于壳体下方的接线端，接线端设置有接线盒18，发热端的下部还设置有用于将法兰加热器16固定在底板13上的安装法兰23，法兰加热器16的内部设置加热管11用于产生热量。

底板13上设置有四个法兰孔，法兰加热器16的发热端能够穿过法兰孔进入壳体内部，安装法兰23与法兰孔通过螺栓固定连接。采用法兰螺栓连接的方式能够保证安装法兰23牢固的固定在底板13上；当然在其他实施例中也可以在底板上开设螺孔，在法兰加热器的外壁上设置外螺纹，采用螺纹连接的方式将法兰加热器固定在底板上；或者也可以直接在法兰加热器穿过底板上对应的孔后，将法兰加热器直接焊接对应的孔壁上。

法兰加热器16和盘管7在浇注前均通过相应的固定结构固定在壳体上，防止法兰加热器16和盘管7松动，向壳体内浇注导热材料，使法兰加热器16和盘管7牢固的固定在壳体内，浇注完成后，法兰加热器16和盘管7之间也填充有导热材料，使法兰加热器16产生的热量能够快速传递到盘管7上。

本实施例中的导热材料选用的是金属材料铝，铝液凝固后形成具有良好的传热性能和结构强度的铸铝22，能够对壳体内的法兰加热器16和盘管7起到良好防护作用。在其他实施例中也可以选用其他金属材料如铝镁合金填充在壳体内部起到良好的传热效果，也可以选用非金属的碳纳米材料，同样能够起到良好的传热效果。

法兰加热器16围绕盘管7设置四个，绕盘管7外部均匀设置，能够对盘管7进行均匀的加热，且加热效率高，法兰加热器16均匀分布也使得铸铝22各部分的温度差较小，使得铸铝22内部的热应力差比较小，防止气体电加热装置受热损坏。在其他实施例中，法兰加热器也可以设置三个或五个以上，围绕盘管均匀设置，也可以起到均匀加热的效果。当然法兰加热器也可以是插入盘管中部，这样就形成了盘管围绕加热装置的布置形式，同样能够起到对气体进行加热的效果。

法兰加热器16是倒插安装在气体电加热装置中的，法兰加热器16下端的接线端处于壳体的下方，当法兰加热器16通电后产生的热量，热量向上流通，使气体电加热装置的壳体下端的温度保持在较低的范围内，从而使法兰加热器16的接线端的温度不至于升至很高，对接线端起到保护作用。法兰加热器16的接线端处设置有接线盒18，接线盒18能够对接线端的电气元件起到防护的效果。

法兰加热器16的伸入壳体内部的加热端与接线盒18之间还设置有隔热段20，在接线盒18与加热端之间设置隔热段20，防止加热端的热量通过电加热器自身传递到接线端，进一步防止接线端的温度升高，防止接线端损坏。

壳体的侧壁10上还均匀设置有四个悬吊安装座6，由于法兰加热器16需要由壳体的下部插入气体电加热装置内部，并使法兰加热器16的接线盒18处于壳体的下部，在安装气体电加热装置时采用悬吊的方式，使气体电加热装置的下方具有一定的安装空间，更容易对法兰加热器进行安装；为了在安装时将气体电加热装置吊起，在顶盖3的上部设置吊装环4，通过吊装环4提升气体电加热装置到预定的安装位置，然后通过悬吊安装座6将气体电加热装置进行固定。在其他实施例中也可以设置一个与气体电加热装置相适配的底座，将气体电加热装置固定在底座上，底座形成容纳法兰加热器的接线盒的容纳空间和安装空间法兰加热器的安装空间。

由于铸铝22的传热性能良好，为了防止热量沿壳体扩散到外部环境中，在底板13的下部设置保温层，在侧壁10的外侧设置形成保温层的侧壁保温8，在顶盖3的上部设置形成保温层的顶部保温5，在保温层的外部设置保温壳体21防止保温层损坏。

本实用新型实施例中的气体电加热装置在使用时，法兰加热器16产生热量，为了防止接线盒18内的电器元件过热烧毁，在接线盒18上安装有防过热电阻17，当接线盒18的温度过高时能够切断电源，防止接线盒烧毁。

盘管入口法兰1下方的盘管上设置有入口温度计2，用于检测入口处的气体温度；盘管出口法兰15的上方设置有出口温度计14，用于检测气体出口的温度。

铸铝22的内部还设置有三个铸铝内部温度计19，三个铸铝内部温度计19分布在铸铝内部的不同区域，能够检测不同区域的温度，三个铸铝内部温度计19之间还通过电气连锁控制，当个检测到各区域之间的温度差较高时及时切断法兰加热器16的电源，防止铸铝22内部热应力差较大造成气体电加热装置损坏。

本实施例中的气体电加热装置能够加热常规的空气、氮气，也能够对高压的氢气进行加热，如将15MPa的氢气加热到300℃以上，满足各种气体的需求。

本实用新型的气体电加热装置，将电加热器的接线端设置在壳体的下方，使接线端处于较低的环境温度中，在接线端与发热端之间设置隔热段，防止发热端的热量传递到接线端，进一步防止接线端的温度升高；避免了接线端损坏，保证气体电加热装置的正常运行。

Claims (7)

1.一种气体电加热装置，包括壳体，壳体内固定有供待加热气体通过的盘管和对待加热气体进行加热的电加热器，其特征在于：所述电加热器的接线端伸出所述壳体且处于电加热器的下方，所述壳体内浇注有固定电加热器的导热材料，盘管和电加热器的加热端均处于导热材料内并通过导热材料与所述壳体固定。

2.根据权利要求1所述的气体电加热装置，其特征在于：所述电加热器为管状加热器，管状加热器设置多个，且设置在盘管的外围。

3.根据权利要求2所述的气体电加热装置，其特征在于：所述管状加热器围绕盘管均匀设置。

4.根据权利要求3所述的气体电加热装置，其特征在于：所述管状加热器的接线端与加热端之间设置有防止加热端的热量传递到接线端的隔热段，隔热段伸出所述壳体。

5.根据权利要求1-4任意一项中所述的气体电加热装置，其特征在于：所述壳体外侧设置有用于将气体电加热装置悬吊安装的悬吊安装座。

6.根据权利要求1所述的气体电加热装置，其特征在于：所述壳体内设置有支撑架，支撑架上设有在浇注导热材料前将盘管固定的盘管固定结构。

7.根据权利要求1所述的气体电加热装置，其特征在于：所述电加热器为法兰加热器，所述壳体底面上有供法兰加热器的加热端穿过的法兰孔，法兰加热器与法兰孔固定连接以将法兰加热器在浇注导热材料前固定在所述壳体上。

Images