CN221237996U - 一种辅助sofc系统气体加热的加热器、加热器组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种辅助SOFC系统气体加热的加热器，包括通气管(1)，具有轴向延伸的容纳腔(11)、与容纳腔(11)相连通的进气口(12)、出气口(13)，该进气口(12)用于与SOFC系统的换热器出口相连接；电加热棒(2)，设置在容纳腔(11)内，且沿通气管(1)轴向延伸。通过设置通气管和加热棒，加热功率高，加热快速，气体温度能快速上升到SOFC系统发电所需温度，缩短SOFC系统启动时间；整个加热器体积较小、结构合理；采用电热方式，比燃料燃烧来加热的方式更环保、节能。本实用新型还公开一种加热器组件，同样具有加热快速，气体温度能快速上升到SOFC系统发电所需温度的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体氧化物燃料电池发电技术领域，具体涉及一种辅助SOFC系统气体加热器以及加热器组件。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)发电系统是一种高效的能源转化装置，能将天然气、氢气、合成气等燃料中的化学能直接转化为电能，是一种可用于构建分布式发电系统的新型能源转化装置，具有很好的应用前景。
现有的SOFC系统气体加热方式为换热器加热气体，即用热介质通过间壁与冷介质进行热量交换。由于单独依靠系统中的换热器来加热气体时间会很长，并且出口温度较低，从而导致SOFC系统电堆很难快速达到发电所需温度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种加热快速、气体出口温度高的辅助SOFC系统气体加热的加热器。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种加热器组件。
本实用新型为解决上述第一个技术问题采用的技术方案为：一种辅助SOFC系统气体加热的加热器，其特征在于：包括
通气管，具有轴向延伸的容纳腔、与容纳腔相连通的进气口、出气口，该进气口用于与SOFC系统的换热器出口相连通，该出气口用于与SOFC系统的电堆相连通；
电加热棒，设置在容纳腔内，且沿通气管轴向延伸。
为了方便电加热棒安装，所述通气管在邻近出气口的位置设置有与容纳腔的腔壁相连的限位板，该限位板具有供电加热棒的第一端穿过的限位孔、与容纳腔相连通的出气孔，该出气孔位于限位板上或/和由限位板的外壁与容纳腔的腔壁之间围成。如此，通过限位板而方便电加热棒安装，同时便于气体通过。
为了提高加热效果，所述电加热棒有至少两个，且间隔分布在容纳腔内。电加热棒数量较多，而加热效果较好。
出气口的位置具体是，所述出气口为通气管位于轴向的第一管口。
进气口的位置具体是，所述进气口位于通气管的外周管壁上。
为了防止气体从第二管口处流出，所述通气管还具有位于轴向的第二管口，该第二管口处设置封堵该第二管口的封堵板，所述电加热棒的第二端穿出封堵板外。如此，通过设置封堵板而封堵第二管口，气体不会泄露。
为了防止导线老化，所述电加热棒包括位于容纳腔内的加热段、与加热段相连且穿出所述封堵板的非加热段；
还包括有导线，该导线穿过非加热段的中部后与加热段电连接。导线位于非加热段内而不容易老化，有利于延长使用寿命。
为了防止温度过快地流逝，还包括有套装在通气管外周的环形保温层。通过设置环形保温层，而具有保温效果，有利于通气管维持热量、防止温度过快地流逝，有利于节约能源。
优选地，所述电加热棒的外周固定有翅片，电加热棒内设置有与电加热棒电连接的热敏电阻。翅片用于增大与气体的接触面积，从而提高换热效率；通过设置热敏电阻，到达一定工作温度后，电加热棒就会停止工作。
本实用新型为解决上述第二个技术问题采用的技术方案为：一种加热器组件，其特征在于：包括如上述的加热器，还包括与通气管的进气口对接的SOFC系统的换热器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置通气管和电加热棒，从进气口通入SOFC系统换热器出口排出的高温气体，通过加热棒使高温气体被二次加热到所需温度，然后气体从出气口排出进入电堆，加热功率高，加热快速，气体温度能快速上升到SOFC系统发电所需温度，缩短SOFC系统启动时间；整个加热器体积较小、结构合理；采用电热方式，比燃料燃烧来加热的方式更环保、节能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的立体示意图；
图2为图1另一角度的示意图；
图3为本实用新型实施例的剖面图；
图4为本实用新型实施例的分解图；
图5为本实用新型实施例中限位板的立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
参见图1～图5，为本实用新型的一个优选实施例。该辅助SOFC系统气体加热的电加热器，包括通气管1、电加热棒2、限位板3、导线100、环形保温层200等主要部件。
其中，通气管1采用三通管且采用耐高温不锈钢材质，具有轴向延伸的容纳腔11、与容纳腔11相连通的进气口12、出气口13，该进气口12用于与SOFC系统的换热器出口相连通,该出气口13用于与SOFC系统的电堆相连通。出气口13为通气管1位于轴向的第一管口。进气口12位于通气管1的外周管壁上。通气管1还具有位于轴向的第二管口，该第二管口处设置封堵该第二管口的封堵板4，具体是封堵板4以焊接的方式固定在第二管口处，电加热棒2的第二端穿出封堵板4外。
电加热棒2设置在容纳腔11内，且沿通气管1轴向延伸。电加热棒2有三个，且间隔分布在容纳腔11内，电加热棒2的数量可以根据需要进行调整。具体地，电加热棒2包括位于容纳腔11内的加热段21、与加热段21相连且穿出封堵板4的非加热段22，非加热段22采用金属材质，而能对导线100进行限位。优选地，电加热棒2的外周固定有翅片23，用于增大与气体的接触面积，从而提高换热效率。电加热棒2内设置有与电加热棒2电连接的热敏电阻，到达一定工作温度后，电加热棒2就会停止工作。
限位板3设置在通气管1在邻近出气口13的位置、且与容纳腔11的腔壁相连，具体是限位板3以焊接的方式固定在容纳腔11的腔壁上，该限位板3具有供电加热棒2的第一端穿过的限位孔31、与容纳腔11相连通的出气孔32，该出气孔32位于限位板3上，或由限位板3的外壁与容纳腔11的腔壁之间围成。
环形保温层200套装在通气管外周。具体采用保温棉，也可以采用其它材质
导线100穿过非加热段22的中部后与加热段21电连接。
本实用新型还公开一种加热器组件，包括如上述的电加热器，还包括与通气管1的进气口12对接的SOFC系统的换热器。
工作原理和使用方法如下。
通过导线100给电加热棒2加热，然后从进气口12通入SOFC系统换热器出口排出的高温气体，该气体经电加热棒2加热到所需温度，然后从出气口13排出后进入电堆，这样排出的气体温度较高。
导线100的局部位于非加热段22、以及局部位于通气管1外，这样导线100不容易老化，有利于延长使用寿命。
电加热棒2的外周固定有翅片23，用于增大与气体的接触面积，从而提高换热效率。电加热棒2内设置有与电加热棒2电连接的热敏电阻，到达一定工作温度后，电加热棒2就会停止工作。
Claims (10)
1.一种辅助SOFC系统气体加热的加热器，其特征在于：包括
通气管(1)，具有轴向延伸的容纳腔(11)、与容纳腔(11)相连通的进气口(12)、出气口(13)，该进气口(12)用于与SOFC系统的换热器出口相连通，该出气口(13)用于与SOFC系统的电堆相连通；
电加热棒(2)，设置在容纳腔(11)内，且沿通气管(1)轴向延伸。
2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述通气管(1)在邻近出气口(13)的位置设置有与容纳腔(11)的腔壁相连的限位板(3)，该限位板(3)具有供电加热棒(2)的第一端穿过的限位孔(31)、与容纳腔(11)相连通的出气孔(32)，该出气孔(32)位于限位板(3)上或/和由限位板(3)的外壁与容纳腔(11)的腔壁之间围成。
3.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述电加热棒(2)有至少两个，且间隔分布在容纳腔(11)内。
4.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述出气口(13)为通气管(1)位于轴向的第一管口。
5.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述进气口(12)位于通气管(1)的外周管壁上。
6.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述通气管(1)还具有位于轴向的第二管口，该第二管口处设置封堵该第二管口的封堵板(4)，所述电加热棒(2)的第二端穿出封堵板(4)外。
7.根据权利要求6所述的加热器，其特征在于：所述电加热棒(2)包括位于容纳腔(11)内的加热段(21)、与加热段(21)相连且穿出所述封堵板(4)的非加热段(22)；
还包括有导线(100)，该导线(100)穿过非加热段(22)的中部后与加热段(21)电连接。
8.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：还包括有套装在通气管(1)外周的环形保温层(200)。
9.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于：所述电加热棒(2)的外周固定有翅片(23)，电加热棒(2)内设置有与电加热棒(2)电连接的热敏电阻。
10.一种加热器组件，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的加热器，还包括与通气管(1)的进气口(12)对接的SOFC系统的换热器。
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