空气快速加热器

摘要

本发明一种空气快速加热器，其机械部件采用防水、耐高温材料，核心加热部件采用电热膜加热管，电热转换效率极高，在95％以上，响应极为迅速；电热膜管的分布呈等多边形，确保对空气均匀加热；该空气快速加热器总体上呈两端稍细、中间稍粗的圆筒状，其由扩口段、加热段、收口段三部分构成，在结构上扩口段和收口段关于加热段中线几乎完全对称；整体分成三段主要是考虑到加热段需要安放电热膜管及其紧固套，两者都会占据一定的横截面积。为使气流在流经加热器的过程中减少压降损失，并尽量使流速保持不变，加热段的核心加热部件采用超薄的电热膜管，其轴向与空气流动方向相同，并确保高湿空气流经加热段时的有效横截面积与原管横截面积大致相当。

主权项

一种空气快速加热器，其特征在于：该空气快速加热器总体上呈两端稍细、中间稍粗的圆筒状，其由扩口段、加热段、收口段三部分构成，在结构上扩口段和收口段关于加热段中线几乎完全对称；扩口段、加热段、收口段三段之间利用密封圈、法兰密封连接；该装置外壳所用材料需能耐‑60℃～500℃，并具有不吸水、易于机械加工、坚固耐用的特性，加热段内衬管需能耐‑60℃～700℃、不吸水、并具有良好的绝缘性能和导热性能；扩口段、收口段内衬管需能耐‑60℃～250℃，不吸水、易于机械加工，并具有良好的绝缘性能；内衬管与外壳之间的隔热保温层采用优良的隔热绝缘材料，该隔热绝缘材料具有耐高温700℃，常温导热系数小于0.05W/m·K的特性；加热器内外压差为±130KPa时，法兰连接处空气泄漏率≤1×10‑5cm3/s；整个扩口段由内到外依次由传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网、内衬管、隔热保温层、外壳构成；传感器固定杆在空气流入一端放置温度传感器，另一端固定在传感器支架上；传感器支架容纳预定个传感器固定杆沿垂直于气流方向并排固定；传感器支架紧挨螺纹沉孔焊接在导流管的内侧；导流管空气流入一端的长度超过内衬管几乎接触扩口段的喇叭状外壳，导流管空气流出一端固定空气整流网；在扩口段传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网是一体的；内衬管固定导流管，在其气体流入一侧设计预定个螺纹沉孔，以固定导流管；扩口段中间部位设计一个通孔，此孔上焊接一个转接平台，此转接平台和密封插座配套使用；温度传感器的电源线、信号线、电热膜加热管的电源线通过密封插座引入/引出；加热器内外压差为±130KPa时，转接平台和密封插座整体空气泄漏率≤1×10‑5cm3/s；加热段由内到外由电热膜加热管、金属圆盘、内衬管、隔热保温层、外壳构成；金属圆盘通过线切割的方式加工出3n(n‑1)+1个孔，n为正整数；孔的分布情形为：圆盘正中心一个孔为第一层，围绕中心孔第二层有6个孔，第三层有12个孔、第n层有6(n‑1)个孔；第k层6(k‑1)个孔所形成圆的圆心连线为一等六边形并且此六边形内切圆的圆心与中心孔所形成圆的圆心相同，其中2≤k≤n；第M层的任意1个通孔与m+1层的两个相邻孔，其中1≤M≤n‑1， 三孔各自所形成圆的圆心连线呈等边三角形；通孔与通孔之间利用金属筋条相连，多余部分均切除；内衬管中间部位设计预定个通孔，两个金属圆盘通过勾形固定杆固定在内衬管内壁上；内衬管将金属圆盘和外壳管隔开并固定在外壳管内壁上；内衬管两端各留有豁口，在豁口位置将固定柱焊接在外壳上，从而将内衬管固定；收口段将管道直径适当收缩后，气体从内衬管流过；在收口段气体流入一侧设置整流网、流出一侧安装温度传感器进行温度反馈；整个收口段由内到外依次由传感器固定杆、传感器支架、导流管、空气整流网、内衬管、隔热保温层、外壳构成；传感器固定杆在空气流出一端放置温度传感器，另一端固定在传感器支架上；传感器支架容纳预定个传感器固定杆沿垂直于气流方向并排固定；传感器支架紧挨螺纹沉孔焊接在导流管的内侧；导流管空气流出一端的长度超过内衬管几乎接触收口段的喇叭状外壳；在收口段传感器固定杆、传感器支架、导流管是一体的，三者与空气整流网是分开的；内衬管固定空气整流网、导流管；内衬管易于机械加工，在其气体流入一侧设计预定螺纹沉孔，以固定空气整流网；在其气体流出一侧设计有螺纹沉孔，以固定导流管；收口段中间部位设计一个通孔，此孔上焊接一个转接平台，此转接平台和密封插座配套使用；温度传感器的电源线、信号线、电热膜加热管的电源线通过密封插座引入/引出；加热器内外压差为±130KPa时，转接平台和密封插座整体空气泄漏率≤1×10‑5cm3/s。