一种小型快速加热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型快速加热器，包括壳体、绝缘层、绝缘螺柱，加热网、电极、石棉垫片；加热网拉紧固定在壳体通道内两侧的绝缘螺柱上,使加热网沿通道内形成多层的网格结构。壳体两端各有电极固紧加热网，电极供电端与法兰通过绝缘螺钉紧固在壳体上，电极与壳体之间有绝缘层，电极与法兰之间设置有石棉垫片，电极给加热网通电升温实现可靠供电。加热器采用多层折叠金属丝网作为加热元件，金属丝网垂直于流体流动方向单层或多层布置，利用流体与加热元件接触面积大、换热强的特点，与流体发生换热实现较高的换热效率。加热器用于非导电流体的静态、运动情况下通道内流体工质的快速加热；尤其适用于小流量情况下的快速加热。
【专利说明】一种小型快速加热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加热器，具体地说，涉及一种采用多层折叠金属丝网作为加热元件，用于非导电流体的小型快速电加热器。
【背景技术】
[0002]流体加热器广泛应用于工业和科研领域对流体的加温。对于小流量、大温升的快速加热实现难度相对较大。根据传热学原理，要实现流体加热的有效性和快速性，有三种途径:增加加热元件与流体的换热面积，提高加热元件与流体的换热强度，增加加热元件与流体的换热温差。考虑到运行安全和可靠性，增加换热温差只适用于个别情况，而增加换热面积和提高换热强度对加热器的运行原理设计和结构设计提出更高要求。
[0003]中国专利CN101348067B中公开了一种电加热器，电加热器在流体流通截面同尺寸的框架内布置波纹状散热元件，散热元件与其底部加热元件紧密接触。该电加热器从增加换热面积入手，提高加热效率。加热元件与换热元件间存在接触热阻和导热热阻，影响换热效率的进一步提高，也会造成加热元件温升过大而降低可靠性。
[0004]中国专利CN101403529B中介绍了一种快速加热器，加热器采用电热膜加热管作为核心加热元件，加热管成多边形布置成管束。工作时加热管通电升温，流体在管内流动与加热管换热升高温度，实现加热。该快速加热器加热元件即为换热元件，但为尽可能减小流动损失，保证换热面积，加热管直径不能过小，并保证一定的长度，难以实现小型化。
【发明内容】
[0005]为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种小型快速加热器，采用细目金属丝网作为加热元件，以多层折叠方式布置在流动通道的横截面，金属丝网通电升温，与流体发生换热实现加热功能。由于流体在金属网网孔内流过时与金属网丝有很大的换热面积，可实现较高的换热效率，使流体快速加热。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:加热器包括壳体、绝缘层、绝缘螺柱，加热网、电极、绝缘螺钉、石棉垫片、法兰，其特点是，采用多层折叠金属丝网作为加热元件，加热网沿壳体通道内两侧的绝缘螺柱拉紧固定，使加热网沿通道内形成多层M形结构，且加热网垂直于流体流动方向，壳体内壁有绝缘层，壳体两端有电极，加热网通过电极固紧实现供电，电极供电端与法兰通过绝缘螺钉紧固在壳体上，电极与法兰之间有石棉垫片；所述加热网网孔为200-800目金属丝网。
[0007]加热器工作时，电流自电极引入加热网，使加热网温度升高。流体工质在壳体通道内流动，依次经过多层加热网，加热网与与流体工质发生换热，逐步升高温度。利用流体与加热元件接触面积大、换热强的特点，实现较高的换热效率。
[0008]有益效果
[0009]本发明提出的一种小型快速加热器，采用多层折叠金属丝网作为加热元件，加热网沿壳体内固定在绝缘螺柱上折成M形结构，金属丝网垂直于流体流动方向，使流气体工质可以多次经过加热网,逐渐提高气流温度,有利于气体吸收热能；气体工质在固定的加热网面积内，使得气体工质经过加热网次数增多从而提高加热效率；
[0010]本发明快速加热器通道内采用的是同一加热网，使用变压器对加热网加热时，在相同功率下加热网不易烧坏，且加热热量容易保证，使得加热网更换次数减少，延长加热器使用寿命；
[0011]本发明快速加热器通道内加热网固定方式简单可靠，加热网沿流向布置均匀对称，使得气体工质经过加热器通道内均能充分加热，加热器出口温度均匀性好，实现较高的换热效率；
[0012]本发明快速加热器进出口法兰有固定螺孔，可使用法兰方便的与不同形状管路及风洞连接；壳体上有固定螺孔，加热器可方便固定或移动位置，用于静态、运动情况下通道内气体工质的快速加热；
[0013]本发明尤其适用于小流量情况下的快速加热。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施方式对本发明一种小型快速加热器作进一步的详细说明。
[0015]图1为本发明小型快速加热器结构示意图。
[0016]图2为本发明小型快速加热器结构横截面视图。
[0017]图3为本发明小型快速加热器的实例示意图。
[0018]图中:
[0019]1.壳体2.绝缘螺柱3.加热网4.电极5.绝缘螺钉6.石棉垫片7.法兰8.绝缘层9.螺孔10.扩张段11.收缩段12.连接法兰13.试验段
【具体实施方式】
[0020]本实施例是一种小型快速加热器。
[0021]参阅图1、图2，本实施例快速加热器由壳体1、绝缘螺柱2，加热网3、电极4、绝缘螺钉5、石棉垫片6、法兰7、绝缘层8组成，采用多层折叠金属丝网作为加热元件。
[0022]加热网3沿壳体I通道内两侧的绝缘螺柱2拉紧固定，并使加热网3沿通道内形成多层M形结构，且加热网3垂直于流体工质流动方向；壳体I两端有电极4固紧加热网3，加热网3两端各有两块电极4保证加热网3可靠供电，电极4供电端与法兰7通过绝缘螺钉5紧固在壳体I上；法兰7上开有螺孔9，安装时与壳体I端安装孔配合。壳体I内壁涂有绝缘层8，电极4与法兰7之间有石棉垫片6绝热、绝缘，并保证气密性。加热网3采用200-800目的细目导电金属网，或采用经纬绝缘的细目网，以提高加热元件电阻，进而采用更高加热电压，同时避免电极处电流过大，因发热损坏加热元件，提升加热容量。
[0023]加热器壳体I的内通道为流体流动通道，通道内壁面保证与加热网3绝缘。壳体I采用绝缘材料制造。绝缘螺钉5的外层加绝缘热缩管，保证壳体1、电极4与法兰7之间相互绝缘。绝缘螺柱2采用绝缘材料或在金属螺柱外加绝缘热缩管保证加热网3与壳体I之间的绝缘。
[0024]法兰7和电极4可加工成突出壳体I内壁，当其突出内壁面，使绝缘螺柱2外侧未经加热的流体与通道中心已加热流体加速混合，有助于提高出口温度均匀性。[0025]图3为本发明小型快速加热器在一种需要高温气流的传热实验装置工作的实例。由壳体1、绝缘层8、绝缘螺柱2，加热网3、电极4、绝缘螺钉5、石棉垫片6、法兰7、螺孔9、扩张段10、收缩段11、连结法兰12、试验段13组成。快速加热器固定安装在实验装置中间部位，两端通过两个法兰7分别与扩张段10和收缩段11固定连接。收缩段11和试验段13之间通过连结法兰12和螺栓相连接。气流从入口进入到扩张段10，减速后进入快速加热器。加热器工作时，电流自电极4引入加热网3，使壳体I内加热网3温度升高。气体工质在加热器壳体I通道内流动，依次经过多层加热网，加热网与气体工质发生换热，逐步升高温度，气流在加热器中实现快速加热，气流温度升高流入收缩段11，经过收缩段11时高温气流加速，进入试验段13供实验使用。
【权利要求】
1.一种小型快速加热器，包括壳体、绝缘层、绝缘螺柱，加热网、电极、绝缘螺钉、石棉垫片、法兰，其特征在于:采用多层折叠金属丝网作为加热元件，加热网沿壳体通道内两侧的绝缘螺柱拉紧固定，使加热网沿通道内形成多层M形结构，且加热网垂直于流体流动方向，壳体内壁有绝缘层，壳体两端有电极，加热网通过电极固紧实现供电，电极供电端与法兰通过绝缘螺钉紧固在壳体上，电极与法兰之间有石棉垫片；所述加热网网孔为200-800目金属丝网。
【文档编号】F24H9/18GK103968542SQ201410225641
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】郭涛, 赵曙, 朱惠人 申请人:西北工业大学