一种气流加热系统的制作方法

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种气流加热系统。

背景技术：

市面上现有的气体加热设备存在加热温度不高(450℃)的缺陷，无法满足将大流量、大流速气体实时加热到2000℃以上高温的需求，往往需要通过扩大加热设备的体积规模以提高气流的温度，而这种方式又存在着设备占地面积过大的缺陷。

因此，如何提供一种加热效率高，设备体积小，能对气流进行实时加热且加热温度高的气流加热系统，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种气流加热系统，该加热系统的加热效率高，设备体积小，能对气流进行实时加热且加热温度高。

本发明的技术方案如下：

一种气流加热系统，包括加热器本体，所述加热器本体包括加热器壳体，感应线圈，保温层，以及石墨发热体；所述感应线圈围绕所述石墨发热体设置，所述保温层设置在所述石墨发热体与所述感应线圈之间；所述石墨发热体内设有气流通道，所述气流通道包括进气口和出气口。

优选的，所述气流通道为螺旋形通道。

优选的，所述加热器壳体包括内层壳体，以及设置在所述内层壳体外部的外层壳体，所述内层壳体与所述外层壳体之间围合形成冷却腔室。

优选的，所述外层壳体的下端设有冷却介质输入口，所述外层壳体的上端设有冷却介质输出口。

优选的，还包括热气流利用装置，所述热气流利用装置的一端与所述出气口相连，另一端与所述进气口相连；经所述加热器本体加热后的气流由所述进气口进入所述热气流利用装置进行换热。

优选的，所述热气流利用装置与所述进气口之间还设有气流加压装置，所述气流加压装置用于对所述气流进行加压增速。

优选的，所述气流加压装置与所述进气口之间设有开关阀，所述开关阀用于控制所述气流的通断。

优选的，所述气流加压装置与所述进气口之间设有调压阀，所述调压阀用于控制所述气流的大小。

优选的，所述气流通道内设有压力传感器，所述压力传感器与所述调压阀之间通过气压控制电路连接。

优选的，所述加热器本体还包括温度控制机构，所述温度控制机构包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述出气口处。

优选的，所述保温层为氧化铝，氧化镁，碳纤维毡层，石墨纤维毡层，碳粉层，碳颗粒层，碳纤维短丝层中的任一种或几种；和/或，所述感应线圈为钨线圈，钼线圈，石墨线圈，碳碳复合材料线圈中的任一种或几种。

本发明提供一种气流加热系统，包括加热器本体，加热器本体包括加热器壳体，感应线圈，保温层，以及石墨发热体；感应线圈围绕石墨发热体设置，保温层设置在石墨发热体与感应线圈之间；石墨发热体内设有气流通道，气流通道包括进气口和出气口。本系统通过感应线圈对石墨加热体进行加热，工作过程中，待加热气流由进气口流入石墨发热体内部的气流通道，在气流通道内被加热至高温后再从出气口流出。由于石墨发热体的熔点高达3500℃，因此，石墨发热体在感应线圈的作用下可以达到很高的自加热温度，能够将气流加热至2000℃甚至更高温度。同时，为了减少石墨发热体的热量散失，石墨发热体与感应线圈之间设有保温层，保温层将热量尽可能的锁定在加热区域内，降低能量损耗，提高气流加热系统的加热效率。

本发明具有以下有益效果：

1.可以实现高温气体的实时加热。

2.相较于现有的其它加热方式而言，同样流量和同样加热温度的要求下，可以利用高温差缩小加热器本体的规模，提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述气流加热系统的结构示意图；

附图中的标号说明：1-加热器本体，11-加热器壳体，111-内层壳体，112-外层壳体，113-冷却腔室，1131-冷却介质输入口，1132-冷却介质输出口，12-感应线圈，13-保温层，14-石墨发热体，141-气流通道，1411-进气口，1412-出气口，2-热气流利用装置，3-气流加压装置，4-开关阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请如图1所示，本发明提供一种气流加热系统，包括加热器本体1，加热器本体1包括加热器壳体11，感应线圈12，保温层13，以及石墨发热体14；感应线圈12围绕石墨发热体14设置，保温层13设置在石墨发热体14与感应线圈12之间；石墨发热体14内设有气流通道141，气流通道141包括进气口1411和出气口1412。

本系统通过感应线圈12对石墨加热体进行加热，工作过程中，待加热气流由进气口1411流入石墨发热体14内部的气流通道141，在气流通道141内被加热至高温后再从出气口1412流出。由于石墨发热体14的熔点高达3500℃，因此，石墨发热体14在感应线圈12的作用下可以达到很高的自加热温度，能够将气流加热至2000℃甚至更高温度。同时，为了减少石墨发热体14的热量散失，石墨发热体14与感应线圈12之间设有保温层13，保温层13将热量尽可能的锁定在加热区域内，降低能量损耗，提高气流加热系统的加热效率。

本发明通过感应线圈12与石墨发热体14的配合，能够对石墨发热体14进行快速加热升温，使其达到足够高的温度，无需通过扩大设备体积以提高设备的加热能力。同时，本发明将感应线圈12围绕石墨发热体14设置，能够使加热器本体1的结构更加紧凑，缩小加热器本体1的体积，减小加热器本体1的占地使用面积。

进一步的，为了延长气流在石墨发热体14内的加热时间，提高本系统的加热效率，可以将气流通道141设置为螺旋形通道。

更进一步的，为了防止加热器本体1温度过高对操作人员带来伤害，可以在加热壳体上设置冷却腔室113。具体的，加热器壳体11包括内层壳体111，以及设置在内层壳体111外部的外层壳体112，内层壳体111与外层壳体112之间围合形成冷却腔室113。

工作过程中，可以在冷却腔室113内注入冷却介质，通过冷却介质带走大量的余热，降低加热器壳体11的外部温度，提高加热器本体1的安全性。

作为优选，外层壳体112的下端设有冷却介质输入口1131，外层壳体112的上端设有冷却介质输出口1132。

冷却介质从冷却介质输入口1131进入冷却腔室113内，再从冷却介质输出口1132流出。将冷却介质输入口1131和冷却介质输出口1132分别设置在外层壳体112的下端和上端，能够保证冷却腔室113中充满冷却介质，实现更高的冷却效率，使冷却腔室113的冷却效果更好。

作为优选，本发明提供的气流加热系统还包括热气流利用装置2，热气流利用装置2的一端与出气口1412相连，另一端与进气口1411相连；经加热器本体1加热后的气流由进气口1411进入热气流利用装置2进行换热。

进一步的，热气流利用装置2与进气口1411之间还设有气流加压装置3，气流加压装置3用于对气流进行加压增速。

待加热气体经过气流通道141换热后，进入到热气流利用装置2进行做功并冷却，然后经气流加压装置3重新回到加热器本体1内进行加热，从而实现整个循环加热过程。

优选的，气流加压装置3与进气口1411之间设有开关阀4，开关阀4用于控制气流的通断。

优选的，气流加压装置3与进气口1411之间设有调压阀，调压阀用于控制气流的大小。

具体的，调压阀用于加热器本体1内气流流量和压力的调节，工作过程中，可以根据实际使用的需要调节调压阀的阀门开度，进而调节进入加热器本体1内的气流的流量和大小，使气流的加热过程更加稳定可靠。

优选的，为进一步方便气流通道141内的压力监测，气流通道141内设有压力传感器，压力传感器与调压阀之间通过气压控制电路连接。

优选的，加热器本体1还包括温度控制机构，温度控制机构包括温度传感器，温度传感器设置在出气口1412处。温度控制机构根据温度传感器检测到的气流温度实时调节感应线圈12的加热温度，从而使气流的加热过程更加稳定可控。

优选的，保温层13为氧化铝，氧化镁，碳纤维毡层，石墨纤维毡层，碳粉层，碳颗粒层，碳纤维短丝层中的任一种或几种；和/或，感应线圈12为钨线圈，钼线圈，石墨线圈，碳碳复合材料线圈中的任一种或几种。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。