一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置的制作方法

本实用新型涉及蒸汽与微波复合加热技术领域，具体为一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置。

背景技术：

在油船运输中，由于货油具有粘度高、倾点高等特点，为保证原油的顺利卸载，因此需要在运输过程中对货油加热以降低其粘度，进而提高货油的流动性，方便其运输和驳运。当前油轮上的货油加热系统基本为蒸汽加热，由于其较长的蒸汽管路、锅炉较低的能效比等因素的影晌，导致热效率普遍较低，且经济效益不高，达不到节能减排的需要。

随着微波设备可靠性的提高，尤其是磁控管可靠性的提高，微波已成为一种新的能源方式被应用到原油开采等领域。当微波作用于介电材料时，会产生偶极子的转向极化和界面极化。内部介质极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度，从而引起位移电流的产生，这样就导致微波能量在加热介质内部的耗散，这部分被耗散掉的微波能就通过与加热介质的相互作用变成热能。微波加热具有加热均匀、速度快、选择性加热、清洁卫生、易于控制等优点。

本项目采用蒸汽与微波复合加热的技术对油船加热保温过程开展物模和数值实验。首先根据传统的油舱模型，通过相似准则，得到油舱的实验模型；并组建合适功率和频率的微波发生装置，将二者组合成蒸汽与微波复合加热实验台。通过改变微波频率、原油粘度、环境温度等因素，同时考虑油舱货油加热保温时存在的强制对流、自然对流及热传导等传热模式，探索油舱货油加热保温过程中温度场、流场等参数的分布规律。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种通过微波与蒸汽对货油进行加热以降低其粘度，进而提高货油的流动性，方便其运输和驳运的一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热技术，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置，包括加热油箱主体、微波加热装置、主控制电路系统，所述加热油箱主体上设有油箱，所述油箱的顶部一角处设有油泵，所述油箱的一端侧面设有主控制箱，所述油箱的一个侧面设有蒸汽循环管，所述蒸汽循环管之间设有微波加热装置，所述蒸汽循环管的一端设有循环气泵，蒸汽循环管的一端与循环气泵相连，所述循环气泵的一个侧面设有散热蒸汽接入端口。

优选的，所述微波加热装置的中间设有阴极腔，所述阴极腔的外侧周围设有扇形铜质圆筒阳极，扇形铜质圆筒阳极之间设有阳极腔，所述扇形铜质圆筒阳极的外侧设有谐振腔，所述谐振腔之间设有阳极，扇形铜质圆筒阳极的一端与阴极腔连接，扇形铜质圆筒阳极的另一端与谐振腔连接，所述微波加热装置的最外层设有散热环，在谐振腔之间设有一个微波输出端口，所述微波输出端口的一端与阴极腔连接，另一端伸出微波加热装置的外侧。

优选的，所述主控制箱的内部设有主控制电路系统，所述主控制电路系统上设有主控电路，所述主控电路的一端设有过热保护电路，主控电路的另一端设有微波产生电路，微波产生电路的一端与滤波电路的一端连接，所述主控电路的另一端与中央处理器连接，所述中央处理器的一个接线端与供电模块的一端连接，所述中央处理器的另一端与智能控制芯片的一端连接，所述智能控制芯片的另一端设有感温模块、温控模块、信号放大电路，所述信号放大电路的一端与压力感应模块的一端连接。

优选的，所述主控电路上设有第一电阻，所述第一电阻的一端与三极管的基极连接，所述第一电阻的另一端与第四电阻的一端连接，所述第一电阻与第四电阻间设有多个节点，第一电阻与第四电阻间的一个节点与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与三极管的集电极连接，所述三极管的发射极与第一二极管的一端连接，所述三极管的发射极与第一二极管间的一个节点与第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与导线连接，所述三极管的发射极与第一二极管间的一个节点与第一有极性电容的一端连接，第一有极性电容的另一端与第三电阻的一端连接，所述第一有极性电容的另一端与第三电阻间的节点分别与定时芯片的IHOLD端、DISHG端连接，所述定时芯片的GND端接地，所述定时芯片的VCC端与第一电阻与第四电阻间的节点连接，所述第一电阻与第四电阻间的另一节点与定时芯片的RESHI端连接，定时芯片的OUT端与第一二极管的一端连接，所述第四电阻的另一端与第二有极性电容的一端连接，所述第二有极性电容的另一端与第二二极管的一端连接，所述第四电阻与第一有极性电容间的节点与桥式整流二极管的一端连接，桥式整流二极管的一端接地，所述桥式整流二极管的另一端分别与第五电阻、第二电容的一端连接，所述第五电阻、第二电容相互并联，所述第五电阻、第二电容的另一端均与导线连接，所述第五电阻、第二电容连接的导线与电机的一端连接，所述电机的另一端与滑动变阻器的一端连接，所述电机与滑动变阻器间有节点，电机与滑动变阻器间的节点与第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与灯泡的一端连接，灯泡的另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与滑动变阻器间的节点与二脚消磁电阻的一端连接，所述二脚消磁电阻的另一端与导线连接。

优选的，所述加热油箱主体上的微波频段在10Hz到109Hz。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过蒸汽加热与微波加热，同时对货油进行加热，增加加热速度；

(2)微波频段在10Hz到109Hz，通过调整电路电流大小，控制微波频段，可以随意改变微波对货油的加热速度，安全性高，加热速度快；

(3)通过微波与蒸汽对货油进行加热以降低其粘度，进而提高货油的流动性，方便其运输和驳运。

附图说明

图1为本实用新型加热油箱主体结构示意图；

图2为本实用新型微波加热装置结构示意图；

图3为本实用新型主控制电路示意图；

图4为本实用新型主控制电路系统示意图；

图中：1、加热油箱主体；2、油箱；3、正气循环管；4、微波加热装置；5、循环气泵；6、主控制箱；7、油泵；8、谐振腔；9、阳极；10、阳极腔；11、阴极腔；12、扇形铜质圆筒阳极；13、微波输出端口；14、散热环；15、散热蒸汽接入端口；16、主控制电路系统；17、主控电路；18、驱动电路；19、过热保护电路；20、微波产生电路；21、滤波电路；22、供电模块；23、中央处理器；24、智能控制芯片；25、感温模块；26、温控模块；27、信号放大电路；28、压力感应模块；29、第一电阻；30、第二电阻；31、三极管；32、第三电阻；33、第一电容；34、第一有极性电容；35、定时芯片；36、第二二极管；37、第一二极管；38、第二有极性电容；39、第四电阻；40、桥式整流二极管；41、第五电阻；42、第二电容；43、电机；44、灯泡；45、第六电阻；46、滑动变阻器；47、二脚消磁电阻；48、第三电容。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种用于油船货油加热、保温的蒸汽与微波复合加热装置，包括加热油箱主体1、微波加热装置4、主控制电路系统16，加热油箱主体1上的微波频段在10Hz到109Hz，加热油箱主体1上设有油箱2，油箱2的顶部一角处设有油泵7，油箱2的一端侧面设有主控制箱6，油箱2的一个侧面设有蒸汽循环管3，蒸汽循环管3之间设有微波加热装置4，蒸汽循环管3的一端设有循环气泵5，蒸汽循环管3的一端与循环气泵5相连，循环气泵5的一个侧面设有散热蒸汽接入端口15。

请参阅图2，微波加热装置4的中间设有阴极腔11，阴极腔11的外侧周围设有扇形铜质圆筒阳极12，扇形铜质圆筒阳极12之间设有阳极腔10，扇形铜质圆筒阳极12的外侧设有谐振腔8，谐振腔8之间设有阳极9，扇形铜质圆筒阳极12的一端与阴极腔11连接，扇形铜质圆筒阳极12的另一端与谐振腔8连接，微波加热装置4的最外层设有散热环14，在谐振腔8之间设有一个微波输出端口13，微波输出端口13的一端与阴极腔11连接，另一端伸出微波加热装置4的外侧。

请参阅图3，主控制箱6的内部设有主控制电路系统16，主控制电路系统16上设有主控电路17，主控电路17的一端设有过热保护电路19，主控电路17的另一端设有微波产生电路20，微波产生电路20的一端与滤波电路21的一端连接，主控电路17的另一端与中央处理器23连接，中央处理器23的一个接线端与供电模块22的一端连接，中央处理器23的另一端与智能控制芯片24的一端连接，智能控制芯片24的另一端设有感温模块25、温控模块26、信号放大电路27，信号放大电路27的一端与压力感应模块28的一端连接。

请参阅图4，主控电路17上设有第一电阻29，第一电阻29的一端与三极管31的基极连接，第一电阻29的另一端与第四电阻39的一端连接，第一电阻29与第四电阻39间设有多个节点，第一电阻29与第四电阻39间的一个节点与第二电阻30的一端连接，第二电阻30的另一端与三极管31的集电极连接，三极管31的发射极与第一二极管37的一端连接，三极管31的发射极与第一二极管37间的一个节点与第一电容33的一端连接，第一电容33的另一端与导线连接，三极管31的发射极与第一二极管37间的一个节点与第一有极性电容34的一端连接，第一有极性电容34的另一端与第三电阻32的一端连接，第一有极性电容34的另一端与第三电阻32间的节点分别与定时芯片35的IHOLD端、DISHG端连接，定时芯片35的GND端接地，定时芯片35的VCC端与第一电阻29与第四电阻39间的节点连接，第一电阻29与第四电阻39间的另一节点与定时芯片35的RESHI端连接，定时芯片35的OUT端与第一二极管37的一端连接，第四电阻39的另一端与第二有极性电容38的一端连接，第二有极性电容38的另一端与第二二极管36的一端连接，第四电阻39与第一有极性电容34间的节点与桥式整流二极管40的一端连接，桥式整流二极管40的一端接地，桥式整流二极管40的另一端分别与第五电阻41、第二电容42的一端连接，第五电阻41、第二电容42相互并联，第五电阻41、第二电容42的另一端均与导线连接，第五电阻41、第二电容42连接的导线与电机43的一端连接，电机43的另一端与滑动变阻器46的一端连接，电机43与滑动变阻器46间有节点，电机43与滑动变阻器46间的节点与第六电阻45的一端连接，第六电阻45的另一端与灯泡44的一端连接，灯泡44的另一端与第三电容48的一端连接，第三电容48的另一端与滑动变阻器46间的节点与二脚消磁电阻47的一端连接，二脚消磁电阻47的另一端与导线连接。

通过蒸汽加热与微波加热，同时对货油进行加热，增加加热速度，微波频段在10Hz到109Hz，通过调整电路电流大小，控制微波频段，可以随意改变微波对货油的加热速度，安全性高，加热速度快，通过微波与蒸汽对货油进行加热以降低其粘度，进而提高货油的流动性，方便其运输和驳运。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。