[实用新型]超导热压力加热锅

说明书

【技术领域】：

本实用新型属于工程热物理技术领域，具体涉及一种工艺加热设备。

【背景技术】：

传统的工艺加热设备，基本采用辐射、导热、以及单纯的热空气对流来实现对锅体的加热(如燃气、燃煤、电磁等)。由传热学及热力学原理知，以上的导热方式往往存在较大的传热温差、较大的传热热阻，而导热温差越大不可逆性越大则热量传递过程中的火用(yong)损失亦愈大^[1]。因此传统的工艺加热设备本身就存在着能量利用不合理，热效率低下，热量传递不稳定的缺陷。特别是在某些需要大规模使用的场合(如食品加工、医疗医药、化工等领域)，传统设备对能源造成了极大的浪费，某些燃料加热设备对环境污染严重，甚至还存在一定的安全隐患。

【实用新型内容】：

本实用新型目的是为了克服以上所述传统工艺加热设备的缺点，最大限度的实现传热过程的可逆性，提供一种超导热压力加热锅。

本实用新型引入沸腾——凝结两相流恒温换热理念，采用热管导热原理，能够解决传统工艺加热设备的弊端。

热管导热原理^[2，3]说明：

热管的结构如图2所示，热管壳体15的两端封死，封死前先将管内抽真空，灌入适量的工作液体16。工作时，热管底部的工作液受到管外热源加热，工作液蒸发，其蒸汽上升到上部的冷凝段17时被管外的冷流体冷却而凝结，同时将热量传递给管外流体，而凝结液在重力作用下沿内壁流下返回到加热段14从而完成一个循环。这样，通过工作液的不断蒸发、凝结，把热管下半部的热量连续无温差地传递到热管上半部的冷源中去。在一定情况下，热管的导热能力是铜的1490倍^[4]，热管的这种特别优良的导热性能，又被称之为“超导热性”，它实现了几乎没有温差的导热。

本实用新型提供的超导热压力加热锅，包括一个锅内筒和一个锅外筒，锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系，夹套底部安装有电加热管，电加热管置于夹套底部的工作液液面之下，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖。

在锅外筒的外部设置有一个外壳，锅外筒与外壳之间填充有保温层。夹套内底部液面还安有微型浮子液位传感器和温度传感器。

本实用新型的优点和积极效果：

本实用新型设备运用了热管超导热性换热、沸腾——凝结两相流恒温换热，电直接加热工作液，较电先加热容器，容器再加热水的加热方式电热转换效率高，从根本上解决了传统传热效率低下，能源浪费严重的弊端；同时，与使用燃料的加热装置相比，绿色、环保、无污染。另一方面，由于本设备的特殊结构和先进原理，具有易于操作、电控、安全可靠的特性，使本设备不仅仅特别适用于食品加工、尤其是卤制品行业，另外对于化工、医药、印染等领域也有极大的实用价值。

【附图说明】：

图1是本实用新型超导热压力加热锅结构示意图；

图2是热管结构示意图。

图中，1低水位线，2温度传感器，3高水位线，4安全阀，5压力表，6锅盖，7被加热物料，8锅内筒，9水位计，10保温层，11电加热管，12锅外筒，13外壳；14加热段，15壳体，16工作液体，17冷凝段。

【具体实施方式】：

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供的超导热压力加热锅，包括一个锅内筒8和一个锅外筒12，锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套，构成热管导热体系。在夹套的底部安装有电加热管11，电加热管置于夹套底部的工作液(如蒸馏水)液面之下(工作液液面包括低水位液面1和高水位液面3，这里指低水位液面1)，构成了加热段，夹套的上部构成了冷凝段；锅内筒上方安装密封锅盖6，以及安全阀4和压力表5。

在锅外筒12的外部设置有一个外壳13，锅外筒与外壳之间填充有保温层10。夹套内底部液面还安有微型浮子液位传感器9和温度传感器2。

本设备主体结构由锅内筒、锅外筒以及外壳、电热管等组成，内外筒之间的夹套构成了热管导热体系，夹套是热管的冷凝段，电加热管及工作液构成了加热段。设备运行前，在电加热管所处空间内注入一定量的工作液(蒸馏水)，设备运行时，电加热管产生的热量将工作液汽化，汽化蒸汽上升遇到温度相对较低的内锅筒时，凝结放热，尔后在重力作用下流回下层空间，如此循环，就实现了热量的高效、稳定的传递，从而使被加热物料7达到加热目的。

参考文献

1朱明善，刘颖，林兆庄.工程热力学.北京：清华大学出版社，1995.311

2吴存真，刘光辉.热管在热能工程中的应用.水利电力出版社，1993