[go: up one dir, main page]

CN106369819B - 一种套管式气体电加热装置 - Google Patents

一种套管式气体电加热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106369819B
CN106369819B CN201610727998.4A CN201610727998A CN106369819B CN 106369819 B CN106369819 B CN 106369819B CN 201610727998 A CN201610727998 A CN 201610727998A CN 106369819 B CN106369819 B CN 106369819B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
inner tube
outer tube
fins
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610727998.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106369819A (zh
Inventor
孙陆军
吴宜灿
黄群英
朱志强
李春京
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN201610727998.4A priority Critical patent/CN106369819B/zh
Publication of CN106369819A publication Critical patent/CN106369819A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106369819B publication Critical patent/CN106369819B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/002—Air heaters using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0052—Details for air heaters
    • F24H9/0057—Guiding means
    • F24H9/0063—Guiding means in air channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1854—Arrangement or mounting of grates or heating means for air heaters
    • F24H9/1863—Arrangement or mounting of electric heating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

本发明公开了一种套管式气体电加热装置，包括进气口、出气口、壳体、内管、外管、电热丝、翅片和绝热层等部件，上述气体电加热装置采用套管式结构设计，内管外设有螺旋形翅片，电热丝沿两相邻螺旋形翅片间的间隙缠绕于内管外表面，翅片外侧设有外管，整个套管固定在壳体内部，外管与壳体间设置绝热层；本发明中螺旋形翅片与外管之间构成螺旋缠绕式气体流道，增加了气体流道长度，本发明装置加热速度快，气体受热均匀；被加热气体先从内管外侧缠绕式流道流过，加热到一定温度后通过内管内侧再次被加热，外管壁温相对较低，同时电加热装置壳体与外管之间设置绝热层，降低了散热损失，提高了装置的热效率。

Description

一种套管式气体电加热装置
技术领域
本发明属于换热器技术领域，涉及一种气体电加热器，具体涉及一种套管式气体电加热装置。
背景技术
气体加热器是一种运用广泛的加热设备，根据加热气体的不同，可细化分为很多种类，常见的有氮气加热器、空气加热器等，气体加热器已被广泛的应用到航空航天、兵器工业、化工工业和高等院校等许多科研生产试验室。但现有气体电加热装置的技术方案中多采用弯折的气体流动路径设计，虽然相比直通式的气体流动通道具有延长气体流动路径的作用，但是路径增加不明显，相比采用直通式的通道至多增加一倍，热交换效率仍然较低；此外气体流动通道的横截面面积大多呈矩形、圆形或者椭圆形等结构或基于这些结构的变形结构，气流通过流道时气流外侧到中心位置的距离很长，其外侧可与加热体接触，但气流中间位置难与加热体接触，温度很难在极短时间内得到改变，造成输出的气体受热不均匀，输出的气体温度波动大，在带有压力的输气管路中气体流速快，使用上述电加热装置时气体与加热体的接触时间就更短，故热交换效率就会降低，使用缺陷也就更加明显。
除上述技术缺陷外，还包括热损耗大的缺点，普通气体电加热装置中的保温层起保温作用，减少热量从壳体上散出流失，但一般加热器的壳体径向尺寸都较大，外部设置保温层厚度有限，集中设置的加热件的热量远大于该壁厚的保温层所能维持的热量，使得热量易从壳体处流失，所以现有的电加热装置存在明显的损耗问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在有限空间内增加气体流动通道的长度，通过改变通道结构来实现气体受热均匀，降低由壳体散发热量造成的损耗，本发明的目的在于提供一种热交换效率高、受热均匀、保温性能强的用于加热气体的电加热装置。
本发明采用的技术方案为：一种套管式气体电加热装置，所述装置包括进气口1、出气口12、壳体13、内管2、外管5、翅片4、电热丝3、电源线引入口6a、电源线引出口6b、绝热层7、下管板8、中间管板9、上端盖10、上管板11、出气口12、壳体13和下端盖14；其中内管2与外管5为同心套管式设计，内管2的外径小于外管5的内径，翅片4呈螺旋状缠绕固定于内管2外表面，翅片4的外边缘与外管5的内表面接触，内管2外侧、翅片4、外管5内侧构成一个环形缠绕式气体流道；电热丝3为铠装电热丝，电热丝3沿翅片4相邻两个翅片间的间隙螺旋缠绕于内管2的外表面，并与内管2外表面焊接连接，电热丝3置于缠绕式气体流道中，可对缠绕式流道中流动的气体加热；壳体13呈直筒状，其上设有进气口1、出气口12、电源线引入口6a、电源线引出口6b,内管2与外管5组成的套管加热部件通过管板固定于壳体13内部，外管5外侧与壳体13内侧之间设有绝热层7，进气口1固定连接于壳体13侧面，出气口12与上端盖10固定连接，上端盖10与壳体13之间采用刀口法兰连接，下端盖14与壳体13焊接，内管2上端通过上管板11固定于壳体13内部，内管2下端通过下管板8固定于壳体13内部，外管5上端与中间管板9固定连接，外管5下端与下管板8固定连接。
进一步的，内管2、外管5、翅片4均采用奥氏体耐热合金钢Incoloy 800H，翅片4底部与内管2外表面焊接连接。
进一步的，翅片4与外管5采用公差配合，翅片4顶部与外管5内表面完全接触，翅片4顶部与外管5内表面之间没有间隙，翅片4缠绕的上升角和翅片个数，可根据装置设计加热功率的大小适当增大或减小。
本发明的原理在于：
本发明一种套管式气体电加热装置，气体的流动通道采用套管式结构设计，该套管分为两层，包括外管5和内管2,外管5的内径大于内管2的外径，外管5和内管2之间的空间被翅片4分割成螺旋形缠绕式流道；电热丝3为铠装电热丝，电热丝3缠绕于内管2外表面，并与内管2外表面焊接，电热丝3的高度小于翅片4的高度，其缠绕于相邻两翅片间的间隙中，电热丝3的缠绕方向与翅片4方向相同，内管2、翅片4和外管5都是金属材料且采用焊接固定连接方式，热量传输能力大，当电热丝通电后，外管5、翅片4和内管2都快速升温，全部成为加热气体的加热面，增加了与气体间的换热面积；气体由进气口1进入本发明装置，先通过外管5与内管2之间的缠绕式流道螺旋向下流动，在流动的过程中气体被外管5内表面，翅片4、内管2的外表面加热，气体流动通道长度是直通式加热器的几倍，使得本发明装置加热速度更快；气体沿缠绕式流道到达本发明装置底部后，通过内管2内部向上流动，在流动过程中再次被内管2加热，最终通过出气口流出。
本发明装置中电热丝3与内管2、翅片4、外管5共同构成了一个套管式加热芯体，该加热芯体呈柱状，分别通过上管板11、中管板9和下管板8固定于壳体13内部，外管5内侧流动的是初次加热的温度相对较低的气体，再次被加热的高温气体从内管2内部流动，此种结构设计有利于降低外管5的温度，并且外管5与壳体13之间设有绝热层，绝热层采用纳米微孔绝热材料，最高使用温度1000℃，密度200～400kg/m3，导热系数0.021～0.034W/m.k，有效减小本发明装置向外部环境的散热损失，提高加热效率。
本发明的突出优点在于采用了套管式结构设计，螺旋翅片和套管构成了缠绕流道，增加本电加热装置的加热面积和气体的流道长度，加热速度快，气体受热均匀；进入本发明装置的气体首先经内管外侧缠绕流动，被加热后高温气体从内管内部流动，外管壁温度相对较低，同时电加热装置壳体与外管之间设有绝热层，降低了散热损失，提高装置的热效率。
附图说明
图1为本发明一种套管式气体电加热装置结构图；
图2为本发明一种套管式气体电加热装置套管结构详图。
图中：1为进气口；2为内管；3为电热丝；4为翅片；5为外管；6a为电源线引入口；6b为电源线引出口；7为绝热层；8为下管板；9为中间管板；10为上端盖；11为上管板；12为出气口；13为壳体；14为下端盖。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明是一种套管式气体电加热装置，特别适用于带压力的输气管道中，对高速流动的气体进行加热，下面结合附图对本发明做进一步描述。一种套管式气体电加热装置，包括进气口1、内管2、电热丝3、翅片4、外管5、电源线引入口6a、电源线引出口6b、绝热层7、下管板8、中间管板9、上端盖10、上管板11、出气口12、壳体13和下端盖14。
本发明一种套管式气体电加热装置，气体的流动通道采用套管式结构设计，该套管分为两层，包括外管5和内管2，外管5的内径大于内管2的外径，外管5和内管2之间的空间被翅片4分割成螺旋形缠绕式流道，翅片4与外管5采用公差配合，翅片4顶部与外管5内表面完全接触，翅片4顶部与外管5内表面之间没有间隙；电热丝3为铠装电热丝，电热丝3缠绕于内管2外表面，并与内管2外表面焊接，电热丝3的高度小于翅片4的高度，缠绕于相邻两翅片的间隙之间，电热丝3的缠绕方向与翅片4方向相同，内管2、翅片4和外管5均为奥氏体耐热合金钢Incoloy 800H材料，且采用焊接连接方式，导热系数大，当电热丝通电后，外管5、翅片4和内管2升温速度快，全部成为加热气体的加热面，增加了与气体间的换热面积；气体由进气口1进入本发明电加热装置，气体先通过外管5与内管2之间的缠绕式流道螺旋向下流动，在流动的过程中气体被外管5内表面，翅片4、内管2的外表面加热，缠绕式气体流道长度是直通式电加热器的几倍，使得本发明装置加热速度快；气体沿缠绕流道到达本发明装置底部后，通过内管2内部向上流动，在流动过程中再次被内管2加热，最终通过出气口流出本发明装置。
如图2所示，本发明装置中电热丝3与内管2、翅片4、外管5共同构成了一个套管式加热芯体，该加热芯体呈柱状，分别通过上管板11、中管板9和下管板8固定于壳体13内部，外管5内侧流动的是初次加热的温度相对较低的气体，再次被加热的高温气体从内管2内部流动，此种结构设计有利于使外管5处于相对较低的温度，并且外管5外侧与壳体13内侧间填充有绝热层7，绝热层7采用纳米微孔绝热材料，最高使用温度1000℃，密度200～400kg/m3，导热系数0.021～0.034W/m.k，有效减小了本发明装置向外部环境的散热损失，提高了装置加热效率。

Claims (3)

1.一种套管式气体电加热装置，其特征在于：所述装置包括进气口(1)、内管(2)、外管(5)、翅片(4)、电热丝(3)、电源线引入口(6a)、电源线引出口(6b)、绝热层(7)、下管板(8)、中间管板(9)、上端盖(10)、上管板(11)、出气口(12)、壳体(13)和下端盖(14)；其中内管(2)与外管(5)为同心套管式设计，内管(2)的外径小于外管(5)的内径，翅片(4)呈螺旋状缠绕固定于内管(2)外表面，翅片(4)的外边缘与外管(5)的内表面接触，内管(2)外侧、翅片(4)、外管(5)内侧构成一个环形缠绕式气体流道；电热丝(3)为铠装电热丝，电热丝(3)沿翅片(4)相邻两个翅片间的间隙螺旋缠绕于内管(2)的外表面，并与内管(2)外表面焊接连接，电热丝(3)置于缠绕式气体流道中，对缠绕式气体流道中流过的气体加热；壳体(13)呈直筒状，其上设有进气口(1)、出气口(12)、电源线引入口(6a)、电源线引出口(6b)，内管(2)与外管(5)组成的套管加热部件通过管板固定于壳体(13)内部，外管(5)外侧与壳体(13)内侧之间设有绝热层(7)，进气口(1)固定连接于上管板(11)与中间管板(9)之间的壳体(13)侧面，出气口(12)与上端盖(10)固定连接，上端盖(10)与壳体(13)之间采用刀口法兰连接，下端盖(14)与壳体(13)焊接，内管(2)上端通过上管板(11)固定于壳体(13)内部，内管(2)下端通过下管板(8)固定于壳体(13)内部，外管(5)上端与中间管板(9)固定连接，外管(5)下端与下管板(8)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种套管式气体电加热装置，其特征在于：内管(2)、外管(5)、翅片(4)均采用奥氏体耐热合金钢Incoloy800H，翅片(4)底部与内管(2)外表面焊接连接。
3.根据权利要求1所述的一种套管式气体电加热装置，其特征在于：翅片(4)顶部与外管(5)的内表面间没有间隙，翅片(4)缠绕的上升角和翅片个数，能根据加热装置功率需求适度增大或减小。
CN201610727998.4A 2016-08-25 2016-08-25 一种套管式气体电加热装置 Expired - Fee Related CN106369819B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610727998.4A CN106369819B (zh) 2016-08-25 2016-08-25 一种套管式气体电加热装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610727998.4A CN106369819B (zh) 2016-08-25 2016-08-25 一种套管式气体电加热装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106369819A CN106369819A (zh) 2017-02-01
CN106369819B true CN106369819B (zh) 2019-04-05

Family

ID=57878747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610727998.4A Expired - Fee Related CN106369819B (zh) 2016-08-25 2016-08-25 一种套管式气体电加热装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106369819B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109668317A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 天津市华赛尔气体有限公司 一种连续式气体加热装置
CN110385006A (zh) * 2018-04-23 2019-10-29 宜兴市宜轻机械有限公司 一种新型冷凝废气去除机构
RU2691891C1 (ru) * 2018-07-06 2019-06-18 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" Блок трубчатых электронагревателей оборудования
CN112312602B (zh) * 2020-11-30 2024-10-18 镇江东方电热有限公司 一种核辐射工况下可循环利用间接式加热装置及其安装方法
CN113310211A (zh) * 2021-05-08 2021-08-27 中国核电工程有限公司 一种地坑式气体加热器及放射性厂房系统
CN113346626B (zh) * 2021-05-17 2023-06-20 西安交通大学 一种带有快速响应模块的压缩空气储能系统及其运行方法
CN113834213B (zh) * 2021-09-18 2022-08-26 湖南骅骝新材料有限公司 一种高效安全的高压氮气加热器
CN117320202A (zh) * 2022-04-25 2023-12-29 浙江绿储科技有限公司 一种套管式电加热管
CN118007107B (zh) * 2024-04-09 2024-06-14 北京凯德石英股份有限公司 一种工艺管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201291589Y (zh) * 2008-11-19 2009-08-19 周燕 塑料制品热熔密封机的逆进风热风枪
CN102840676A (zh) * 2012-09-19 2012-12-26 张剑锋 安全高效低电磁辐射的即热式电磁热水器加热组件
CN103759406A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 陈国良 单罐双管体双向电加热装置及空气能即热式热水器
CN204612135U (zh) * 2015-01-24 2015-09-02 吴新祥 热水器及其所包含的散热利用结构
CN204665658U (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 河南莱帕克化工设备制造有限公司 一种套管式电加热器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013211581A1 (de) * 2013-06-19 2014-12-24 Behr Gmbh & Co. Kg Heizvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201291589Y (zh) * 2008-11-19 2009-08-19 周燕 塑料制品热熔密封机的逆进风热风枪
CN102840676A (zh) * 2012-09-19 2012-12-26 张剑锋 安全高效低电磁辐射的即热式电磁热水器加热组件
CN103759406A (zh) * 2014-01-24 2014-04-30 陈国良 单罐双管体双向电加热装置及空气能即热式热水器
CN204612135U (zh) * 2015-01-24 2015-09-02 吴新祥 热水器及其所包含的散热利用结构
CN204665658U (zh) * 2015-05-20 2015-09-23 河南莱帕克化工设备制造有限公司 一种套管式电加热器

Also Published As

Publication number Publication date
CN106369819A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106369819B (zh) 一种套管式气体电加热装置
CN107388852B (zh) 一种气气高温换热器
JP2013518241A5 (zh)
CN104132455B (zh) 一种高温高压气体的螺旋式电加热装置
CN104110838A (zh) 一种高温高压气体的套筒式电加热装置
CN203364399U (zh) 燃烧室及使用该燃烧室的热交换器
CN102226571B (zh) 即热式板式电热水器
KR101321989B1 (ko) 나선형 유동로-이중관 교차형 핀 열교환기
CN108151567A (zh) 一种环缝流道型熔盐加热器
CN203489539U (zh) 热交换器
CN102261743B (zh) 用于即热热水器的一体化热压式加热器
RU2611429C1 (ru) Электрический нагреватель газовых и жидких сред
CN204478477U (zh) 一种节能型热风炉
CN204100823U (zh) 等温度换热管辐射式电加热器
CN204612135U (zh) 热水器及其所包含的散热利用结构
CN204495121U (zh) 热交换器和燃气热水器
CN108709310B (zh) 高性能热水器
CN202083114U (zh) 热水器水箱
CN104266493A (zh) 等温度换热管辐射式电加热器
CN110645700A (zh) 管道用电加热装置
CN213984694U (zh) 一种套管式换热器
CN209279737U (zh) 一种三流道螺旋绕管式换热器
CN104034019B (zh) 内热式多管套筒燃气热水器
CN209960768U (zh) 一种等温度场流体加热器
CN208312710U (zh) 一种燃气热水器的换热装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190405