[实用新型]高温高能效加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电加热器结构，尤其是一种超高温加热，高能效，快速响应的加热器结构。

背景技术

常规加热装置由电热丝，绝缘镁粉以及外套管组成，其中电热丝处于电热元件中心位置，绝缘镁粉起到固定电热丝，电气绝缘以及传热的作用，被加热介质是通过和外套管进行换热。故原有装置由于电热丝不是和被加热介质直接接触进行热交换，根据热传导的特性，发热部分的电热丝的温度至少比外套管表面温度高200℃以上，故一般只能用于加热温度小于650℃的场合，同时由于氧化镁粉以及外套管的存在，导致加热器初始加热的启动时间非常长（可能超过1小时），且在控制响应时间上也存在较大的滞后，故难以达到高控温精度。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高温高能效加热装置，其相对于传统的加热装置能够加热更高温度的介质，启动时间短，显著提高温度快速响应的效果，换热效率高。本实用新型采用的技术方案是：

一种高温高能效加热装置，包括金属外管和金属外管内的绝缘的加热管，加热管内中空形成能够容许被加热介质通过的空腔；

在加热管中，横向设有一根耐热棒芯，电热丝缠绕在耐热棒芯上多圈，电热丝横向的前后圈数的各单圈互相错开一个角度。

进一步地，缠绕在耐热棒芯上的电热丝的单圈形状为椭圆形。

进一步地，电热丝的各椭圆形单圈前后错开一个角度且均匀分布。

进一步地，加热管采用玻璃管。

进一步地，耐热棒芯为陶瓷芯。

本实用新型的优点在于：

1）采用电热丝和被加热介质直接接触，相对传统电热器件，同样温度的电热丝能够加热更高温度的介质，被加热介质最高可至1200℃。

2）所有的介质都充分和发热体接触换热，介质流速也很快，换热效率极高，普通的加热器则介质通过和外套管外层接触换热，相对介质流速较慢，换热效率较低。

3）相对传统电热器件，取消了绝缘镁粉以及外套管，可以显著提高温度快速响应的效果，在配合高性能控制系统时，可以达到更高的介质控温精度。

4）取消了绝缘镁粉以及外套管，同样功率的电加热器，可以大大缩小尺寸和降低重量,可以在运输，安装等各个环节为客户节省费用，并由于设备的更小的尺寸，流失到大气中的热量损失也比传统加热器少的多,故有更高的热效率。

5）电热丝的分布缠绕结构经过改进，采用椭圆形排布且前后圈错开，相对于传统的圆形结构电热丝，一方面能够达到的更优换热效果，另一方面对介质加热均匀。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图。

图2为本实用新型的A向示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所提出的高温高能效加热装置，如图1所示，包括金属外管1和金属外管1内的加热管2，加热管2内中空形成能够容许被加热介质通过的空腔。金属外管1主要起保护作用，增加该加热装置的结构强度。加热管2可采用玻璃管，或者其它可以耐受较高温度的加热管，加热管2起到电气绝缘作用，防止电热丝和金属外管1电气接触。

在加热管2中，横向设有一根耐热棒芯4，电热丝3缠绕在耐热棒芯4上多圈，单圈的形状为椭圆形或类椭圆形。耐热棒芯4为陶瓷芯。

传统的电炉丝单圈都是圆形且前后圈在横向上重合，故不适用于图1中的结构，由于被加热介质（比如气体）是横向在加热管2内流动，流动方向上后方的单圈会被前方的单圈遮挡，加热效率不高。

为此，本实用新型的电热丝3单圈形状和缠绕结构做了改进，不仅单圈的形状为椭圆形或类椭圆形，而且电热丝3横向的前后圈数的各单圈互相错开一个角度，使得被加热介质在加热管2内横向流动时，电热丝的前后圈尽可能不发生前后遮挡的情况，充分的进行热交换，提高了热效率，能够达到的更优换热效果。

更优地，电热丝3的各椭圆形单圈前后错开一个角度且均匀分布，可以使得被加热介质在加热管2内横向流动时，加热更加均匀。

工作时，电热丝3两端通电发热，而被加热介质通过和电热丝直接接触进行热量交换，配合高精度仪器以及控制系统，可实现出口介质温度精确的控制在目标值上。