[发明专利]高温空气电加热器

说明书

技术领域

本发明涉及空气电加热器，特别是指一种高温空气电加热器领域。

背景技术

目前，常用的管式热交换器的电热元件必须通过填充料一般是镁粉，将热传递给电热元件管壁，再与空气进行换热，这种方式存在着下列弊病，1、发热效率不高，2、热损耗量大，浪费大量能源，3、升温速度慢，4、最高温度低，5、不安全，6、寿命短，7、占用空间大等缺点。

本发明克服了以上缺点，在化工、电力、航空制造领域以及兵器工业等许多需要高温空气的场所中得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种发热效率高，节能，升温速度快，安全，寿命长，占用空间，使用材料少的高温空气加热器。

为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种高温空气电加热器，由中空的电加热管、具有冷空气进口与热空气出口的密封压力容器、前端绝缘固定件和尾端绝缘密封固定件构成，密封压力容器尾端密封，前端设有热空气出口，在靠近前端的压力容器壁上设有冷空气进口，在密封压力容器内部，冷空气进口与热空气出口之间设置有前端绝缘固定件，前端绝缘固定件上设置有若干孔洞用来固定电加热管，在密封压力容器内部靠近尾端设置有尾端绝缘密封固定件，尾端绝缘密封固定件上设置有若干孔洞用来固定电加热管，若干中空的电加热管通过前端绝缘固定件和尾端绝缘密封固定件固定在密封压力容器内部，电加热管之间以及电加热管与密封压力容器内壁之间留有空隙， 以利于空气流通。

优选的中空的电加热管由镍基合金材料制成，即耐高温又有良好的电加热性能。

优选法的中空的电加热管数目为30-33。

优选的在密封压力容器尾部还设置有防爆接线箱。

采用让低温空气从容器的内壁和电加热器发热管的外部流通，然后从发热管内部流出，这样的结构。既能使得容器的外壁温度不会太高，又能把热能充分利用，提高加热效率。这一改革在加热效率对比方面特别明显，常规电热元件是将发热体所产生的热量通过绝缘体再传递到电热元件外壳上，最终完成与介质的热交换，效率不会大于0.85。而本加热器的换热方式采用内外壁同时与介质直接换热，避免了中间环节，大大提高换热效率，效率可达0.93左右。

采用30~33根镍基合金材料制作的薄壁管作为发热体及导流体，其截面积比常规电热元件发热体增大几十倍。使得加热器在机械性能和强度方面增大更多。在高温（800℃）高流速（600Kg/h）高压力（3MPa）气流的冲击下不易损坏，使用寿命可达20年左右。常规电加热器的电热元件使用寿命在正常使用状态下通常为5年。

选用发热体直接接触被加热的介质（空气），而且它与介质的换热是在管壳外壁和内壁同时强迫对流换热，无中间传热环节，因此它的升温速度很快，并且热惯性很小。升温速率可达到11℃/S。而常规使用镁粉作为绝缘填充料的电热元件无此方面优势，其用作绝缘及传热的填充镁粉，使得该类元件的热惯性较大，升温/降温速率受到限制。

由于采用这种介质流通方式，虽然在加热器出口处温度达到800℃，但加热器的外壳表面温度却不高（低于50℃），在防爆等级中可达到最高的温度等级。

采用本结构的加热器能大大节约能源。常规电热元件加热器既达不到这样的高温（一般在450℃左右），还会经由容器外壁散发出大量的热量，即使加装保温措施，其损失的热量也占总热量的10%-15%。热损耗量的百分比随着容器及保温层与外界的温差增大而增加，温差越大，热损耗越大（常规加热器为450℃和20℃）。本发明加热器容器壁与外界温差较小（50℃和20℃）。

高温空气加热器结构简单，体积小，节约材料。常规加热器其电热元件在制作过程中，不仅工艺繁杂，而且在安装是占用空间较大，同样功率的空气加热器，高温加热器将比常规加热器更小更轻便。

本发明的有益效果，具有体积小、功率大、效率高、节能、节材、气体流量大、流动阻力小、升降温速率高、安全防爆等优点。

附图说明

下面结合附图与实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是高温空气电加热器的结构示意图。

图2是前端绝缘固定件的结构示意图。

其中图标1、冷空气进口，图标2、热空气出口，图标3、密封压力容器，图标4、中空的电加热管，图标5、前端绝缘固定件，图标6尾端绝缘密封固定件，图标7、防爆接线箱。

具体实施方式