TWI422786B - 加熱器 - Google Patents

Description

加熱器

本發明關於一種將一可燃性物質燃燒以釋放熱之加熱器。特別是，本發明是關於用以加熱例如工廠、倉庫、吊架及其他大型結構之工業建築物的輻射加熱器。

藉由輻射加熱器來加熱大型建築物，特別是大型工業廠房是已知的，且通常用於此用途的輻射加熱器是由一U形管輻射器系統、一燃燒器，例如連接於該管之一端之氣體燃燒器，以及一配置於該管之另一端以將燃燒氣體從管抽出之風扇所組成。該U形管被懸掛在一熱反射外殼的下方，將管所發出的輻射反射至地面。此一加熱器揭示於例如英國專利申請案第2145218號。

此等輻射加熱器所遭遇到的一個主要問題在於其需確保在地面高度之輻射通量密度儘可能的均勻，並避免熱點及冷點。這存在一個問題，由於一特定形狀的輻射加熱器可能被建構成對於單一尺寸及形狀的建築物中提供最佳的加熱，但當其用於不同尺寸及形狀之建築物時，則無法提供理想的加熱效果。特別，在高於地面高度之安裝高度上的變化是已被證實難以補償的，該安裝高度通常取決於支撐結構，例如其上安裝著加熱器之屋頂支撐結構，的可用性。

本案發明人先前的美國專利第6,138,662號揭示一種 模組化加熱總成，其包含一基本加熱器單元，其可被一具有複數反射器構造中之任何一者的反射裙部附著。上述加熱器系統對增加加熱器之輸出及整體效率所做的改善已被證實非常成功其。

因此，本發明關於一種改良式加熱器單元。

本發明之第一態樣提供一種輻射加熱器，其包含一輻射加熱元件；一外殼，其底側形成凹部以收納該輻射加熱元件，該輻射加熱元件設於該外殼的下方使得其上半部是整個位於該凹部之中，且其下半部之至少一部分從該凹部向下突出；該凹部具有一熱反射表面，在往下方向上反射來自於該輻射加熱元件之熱輻射，以及一熱偏向構件，位在該加熱元件與該外殼之該反射表面之間，以防止從加熱元件發出的熱直接觸及該反射表面。

較佳地，該熱偏向構件至少部分地沿該加熱元件之長度方向被定位。

較佳地，兩個以上的相鄰熱偏向構件沿著該加熱元件之至少部分長度方向延伸。

較佳地，該等熱偏向構件附著於一固著於該加熱元件之頂面的托架。

較佳地，該等熱偏向構件延伸至該加熱元件之每一邊且位於其上方。

較佳地，該外殼進一步包含一懸掛於該反射表面上方 的頂蓋。

又較佳地，在該頂蓋及該反射表面之間未設有任何絕緣物。

首先參照圖1，該輻射加熱器包含兩個燃燒器管10、12，位於整體標示為14之外殼之中。該外殼14包括一反射器總成16、一偏向器總成18及一頂蓋總成20。

一托架總成22以隔開間距(例如，一公尺)沿著該外殼14而設。此一托架總成22顯示於圖2中。

該托架總成22包含一下托架24，其具有一大致的水平橫桿部分26，由箱形剖面(box section)鋼所形成，並藉由螺栓(未顯示)而固著於自身，及一大致的直立構件28。在該橫桿部分30的中點處藉由焊接而固接一件短的橫向安裝的鋼箱形區段32。

一上托架34具有一外壁36及一內壁38。該外壁36被形成具有一大致的水平區域40及向下的發散部分42、44。該上托架34之發散部分42、44的末端固接於該下托架24的直立構件28。

該上托架34之內壁38被形塑成具有第一及第二水平區域46、48，其被向下的收斂構50所分割，且該收斂構件的遠端固接於該下托架24之鋼箱形區段32。

該反射器總成16顯示於圖3中。該反射器總成16包含一鋁片，其輪廓符合該上托架34之內壁38。該反射器 16經由螺帽及螺栓或類似的機構而附著於下托架之直立構件22之內壁以及該箱形區段32之頂表面。

一旦被安裝而成為該外殼10之一部分後，該反射器16可因此界定出兩個向下的開放式次通道52、54，每一者皆具有一上反射表面52a、54a及向下發散的橫向反射表面52b、52c、54b、54c。表面52c及54c是經由一連結壁56而連結在一起，該連結壁被螺栓固接於該箱形區段32的頂表面。

該頂蓋總成20顯示於圖4中。該蓋20包含一軟鋼片，其具有一大致的水平區域58，延伸至向下發散部分60、62。該蓋20被螺拴固接於該上托架34之外壁36，以懸掛在該反射器16上方大約1.5至2.5公分處。在該蓋與該反射器16之間未設有任何絕緣物。因此，進入該燃燒器之燃燒空氣的溫度會藉由吸收來自於該反射器16之整個頂表面的額外熱而增加，接著實質上增加火焰的溫度。這具有大幅增進該加熱器之輸出(大約10至15%)的功效，而且因為加熱器之總輻射熱輸出正比於該系統之中的燃燒器管10、12的總溫度，所以增進該系統之效率及總體性能。

現參照圖5，該等燃燒器管10、12沿著該等通道52、54從該外殼14之一端延伸至另一端。管10一端連接於加熱該管10之內部的氣體燃燒器64。藉由安裝於一端之抽風扇(未顯示)，燃燒氣體沿著該管10從該燃燒器64經由一U形彎管(未顯示)被抽離且進入至返回管12。

該等管10、12是由鋼或類似材料所形成，且可經表面處理以使其輻射效率極大化。在使用時，該管10是藉由該氣體燃燒器64而被加熱，且然後充當一輻射器加熱元件。管12亦可輸出輻射，但是因為該管比管10略冷一些，所以在程度上較少。

在本系統中，該加熱器是在一比類似系統(例如在本案申請人先前專利中所揭示)中通常具有的溫度還更高之溫度下來操作°一超過640℃之熱點沿著該管10大約距該燃燒器64約1.5公尺處產生，且其距離長達大約1公尺。在此熱點所發出的熱通常會造成在此區域中之管10上方的鋁製反射器16受損且扭曲變形，特別是在該加熱器系統長時間操作時。

為了避免此扭曲變形，該外殼14包括一偏向器總成18，其位於該管10上方沿著該熱點區域之長度方向延伸。

該偏向器總成18清楚顯示於圖6中。在此，可看到一"T形"安裝托架66被固接至該管10之頂側且由該處向上延伸。數個安裝托架66沿著熱點區域中之管以隔開間距而被定位，使得一不銹鋼偏向器18沿著該管10延伸橫越過該熱點區域。如圖5所示，該偏向器18包含兩個由不銹鋼製成之相鄰的散熱造型化面板，每一個在長度上大約為2.2公尺。

該等偏向器18用以吸收且排散從該管10發出的輻射熱，且特別從其位在熱點區域上方之頂表面所發出的熱， 使得來自於該區域中的反射器16的該輻射熱偏向，藉此防止強烈的熱直接觸及該反射器16。該等偏向器18被造型化，以具有一大致的水平頂表面68(以覆蓋該管10之頂表面)以及兩個向下延伸的發散表面(以覆蓋該管10之側表面)，藉此防止強烈的熱直接觸及相鄰的較冷管12及該反射器連結壁56。

吾人發現該偏向器總成18的存在可增加該加熱系統的整體效率，同時可防止該外殼14之部件受損及扭曲變形。

該等管10、12是藉由管支撐纜而被支撐在該外殼之中，該支撐纜的細節如本案申請人先前的美國專利第6，138，662號所揭示，該案內容藉著參照併入於此。

吾人可輕易瞭解到，在不脫離本發明之原理的情況下，可對圖式中所示及上述說明的輻射加熱器做出各種修飾及變化，且所有此等修飾及變化皆由本申請案所涵蓋。

10‧‧‧(燃燒器)管

12‧‧‧(燃燒器)管

14‧‧‧外殼

16‧‧‧反射器總成

18‧‧‧偏向器總成

20‧‧‧頂蓋總成

22‧‧‧托架總成

24‧‧‧下托架

26‧‧‧橫桿部分

28‧‧‧直立構件

30‧‧‧橫桿部分

32‧‧‧箱形區段

34‧‧‧上托架

36‧‧‧外壁

38‧‧‧內壁

40‧‧‧水平區域

42‧‧‧發散部分

44‧‧‧發散部分

46‧‧‧水平區域

48‧‧‧水平區域

50‧‧‧收斂構件

52‧‧‧開放式次通道

52a‧‧‧上方反射表面

52b‧‧‧反射表面

52c‧‧‧反射表面

54‧‧‧開放式次通道

54a‧‧‧上方反射表面

54b‧‧‧反射表面

54c‧‧‧反射表面

56‧‧‧連結壁

58‧‧‧水平區域

60‧‧‧發散部分

62‧‧‧發散部分

64‧‧‧氣體燃燒器

66‧‧‧安裝托架

本發明之一實施例在上文中參考附圖舉例說明，其中：圖1為依照本發明之一實施例所建構之加熱器單元之截面圖；圖2為顯示圖1的托架總成之視圖；圖3為顯示圖1的反射器總成的視圖；圖4為顯示圖1的頂蓋的視圖； 圖5為從圖1的燃燒器管上方所觀看之的立體圖；及圖6為顯示圖1的偏向器總成之視圖。

10‧‧‧(燃燒器)管

12‧‧‧(燃燒器)管

14‧‧‧外殼

16‧‧‧反射器總成

18‧‧‧偏向器總成

20‧‧‧頂蓋總成

22‧‧‧托架總成

32‧‧‧箱形區段

56‧‧‧連結壁

Claims (7)

1. 一種輻射加熱器，包含：一輻射加熱元件；一外殼，其底側形成凹部以收納該輻射加熱元件，該輻射加熱元件設於該外殼的下方使得其上半部是整個位於該凹部之中，且其下半部之至少一部分從該凹部向下突出；該凹部具有一熱反射表面，在往下方向上反射來自於該輻射加熱元件之熱輻射，以及一熱偏向構件，位在該加熱元件與該外殼之反射表面之間，以防止從加熱元件發出的熱直接觸及該反射表面。
2. 如申請專利範圍第1項的輻射加熱器，其中該熱偏向構件至少部分地沿該加熱元件之長度方向而被定位。
3. 如申請專利範圍第1之輻射加熱器，其中兩個以上的相鄰熱偏向構件沿著該加熱元件之至少部分長度方向而延伸。
4. 如申請專利範圍第3項之輻射加熱器，其中該熱偏向構附著於一固接於該加熱元之頂表面的托架。
5. 如申請專利範圍第3項之輻射加熱器，其中該熱偏向構件延伸至該加熱元件之每一邊且位於其上方。
6. 如申請專利範圍第1項之輻射加熱器，其中該外殼進一步包含一懸掛於該反射表面上方的頂蓋。
7. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之輻射加熱器，其中在該頂蓋及該反射表面之間未設有任何絕緣物。