專利名稱：一種使氣體快速加熱至高溫的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱交換裝置，更具體地，特別涉及一種使氣體快速加熱至高溫的裝置。
背景技術(shù)：
氣體加熱的方式有很多種，工業(yè)上用于加熱氣體的裝置，常見的如利用電阻爐加熱、蒸汽爐加熱、鍋爐加熱等等，往往需要比較長的加熱距離和加熱時間，對環(huán)境污染嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于安裝使用，而且對高速氣體的加熱效果不佳，效率不高，在氣體溫度要求高的行業(yè)中尤其明顯(如晶體材料生長要求氣體溫度要達(dá)到800°C以上。隨著科學(xué)技術(shù)的 不斷發(fā)展，對產(chǎn)品(尤其是高新技術(shù)產(chǎn)品)的生產(chǎn)環(huán)境要求越來越高，對加熱裝置的要求也越來越苛刻，普通的加熱方式受到限制，比如說部分化工、生物制藥工程、半導(dǎo)體、電子等行業(yè)，經(jīng)常要求在無塵車間里對氣體進(jìn)行快速加熱至高溫。工業(yè)上用于加熱氣體的方法，常見的如利用電阻爐加熱、蒸汽爐加熱、鍋爐加熱等等，往往需要比較長的加熱距離和加熱時間，對環(huán)境污染嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于安裝使用，而且對高速流動氣體的加熱效果不佳，效率不高，在氣體溫度要求高的行業(yè)中尤其明顯(如晶體材料生長要求氣體溫度要達(dá)到800°C以上)。

實用新型內(nèi)容為了解決普通的氣體加熱裝置在環(huán)境要求高、溫度要求高(800°C)和高速流動氣體加熱過程中出現(xiàn)的效果不佳，效率不高等問題，本實用新型的目的是提供采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計出一種新型氣體加熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，且無污染物。為達(dá)上述目的，本實用新型提供的一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，采用以下的技術(shù)方案本實用新型包含有熱裝置的外殼、中頻感應(yīng)加熱電源、感應(yīng)線圈、熱交換導(dǎo)板，感應(yīng)線圈外圍安裝有絕緣板和防靜電裝置，感應(yīng)線圈內(nèi)通去離子水，外殼一端設(shè)有氣體入口，外殼遠(yuǎn)離氣體入口的另一端設(shè)有氣體出口，外殼內(nèi)氣體入口與氣體出口之間設(shè)有復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板，熱交換導(dǎo)板連接端設(shè)置在外殼的內(nèi)側(cè)壁上，熱交換導(dǎo)板另一端的懸空端與相對應(yīng)的外殼內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有缺口，相鄰熱交換導(dǎo)板前的缺口上下相互交叉，復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板之間平行的間隔排布。在其中一個實施例中，所述熱交換導(dǎo)板懸空端采用“T”型結(jié)構(gòu)，熱交換導(dǎo)板懸空端設(shè)有垂直的阻擋板，“T”型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板連接端固定于外殼內(nèi)側(cè)壁，“T”型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板的懸空端與外殼內(nèi)側(cè)壁之間形成一個很窄的缺口通道；相鄰“T”型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板之間形成一個可產(chǎn)生渦流的空間區(qū)域，相鄰“T”型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板形成一個可以使被加熱氣體多次沖擊熱交換導(dǎo)板表面的通道，使氣體與熱交換導(dǎo)板多次接觸，相鄰“T”型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板之間形成一個空間區(qū)域，在此空間區(qū)域中產(chǎn)生渦流，提供被加熱氣體與熱交換導(dǎo)板長時間接觸，提高加熱效率。[0008]在其中一個實施例中,所述外殼內(nèi)側(cè)壁上靠近氣體入口處設(shè)有A熱交換導(dǎo)板,A熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有A缺口，A缺口位于A熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間，A缺口之下設(shè)有B熱交換導(dǎo)板；B熱交換導(dǎo)板與外殼內(nèi)側(cè)壁連接，B熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有B缺口，B缺口位于B熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間，B缺口之下設(shè)有C熱交換導(dǎo)板；(3熱交換導(dǎo)板與外殼內(nèi)側(cè)壁連接,C熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有C缺口，C缺口位于C熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間。在其中一個實施例中，所述熱交換導(dǎo)板采用石英材料，做成鏤空狀，鏤空處放置黑體材料，在熱交換導(dǎo)板外圍采用電磁感應(yīng)加熱方式加熱。所述熱交換導(dǎo)板形狀不限于方形、圓形、多邊形、橢圓形；黑體材料不限于石墨、不銹鋼等等。本實用新型的換熱器結(jié)構(gòu)上包括加熱裝置的外殼、中頻感應(yīng)加熱電源和感應(yīng)線圈、熱交換導(dǎo)板、用來加熱的黑體四大部分，加熱時線圈外壁溫度不高于30°c。加熱裝置外殼用保溫材料隔熱，熱交換導(dǎo)板的鏤空處放置輻射吸收率高的黑體材料。被加熱氣體沿著熱交換導(dǎo)板的缺口流過，在流過的過程中與熱交換導(dǎo)板接觸，進(jìn)行熱交換。工作原理用感應(yīng)加熱電源加熱處于熱交換導(dǎo)板鏤空處的黑體材料，需加熱氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入加熱裝置后，首先遇到A熱交換導(dǎo)板，氣體首次改變流動方向，沿著A熱交換導(dǎo)板，往A缺口方向流動；到達(dá)A缺口后，氣體再次改變方向，往下流動，然后到達(dá)B熱交換導(dǎo)板，氣體又一次改變流動方向，沿著B熱交換導(dǎo)板往B缺口方向流動，到達(dá)B缺口，氣體改變方向，往下流動，最后遇到C熱交換導(dǎo)板，此時氣體再次改變流動方向，沿著C熱交換導(dǎo)板往C缺口方向往下流動，最后由出氣口處流出。在整個過程中氣體都與熱交換導(dǎo)板接觸，大大增強(qiáng)了加熱效果。本實用新型有效提高熱交換效率，保證使氣體快速加熱至高溫，而且由于采用電磁感應(yīng)的加熱方式加熱熱交換導(dǎo)板內(nèi)的黑體材料，節(jié)能、無污染。

圖I為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型實施例氣體流向的示意圖。圖中零部件符號標(biāo)記如下氣體入口 I、A熱交換導(dǎo)板2、A缺口 3、B熱交換導(dǎo)板4、B缺口 5、C熱交換導(dǎo)板6、C缺口 7、氣體出口 8。
具體實施方式
本實施例采用附圖I所描述的加熱結(jié)構(gòu)，本加熱結(jié)構(gòu)外殼和熱交換導(dǎo)板采用石英作為材料，熱交換導(dǎo)板鏤空處填充的黑體材料選用石墨，被加熱氣體為常溫下的氮氣，氣體速度為I米/秒，進(jìn)氣和出氣口的壓力均為大氣壓，感應(yīng)加熱電源設(shè)定溫度為800°C。本實用新型的氣體加熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，且無污染物?；驹恝?、選用電磁感應(yīng)的加熱方式加熱黑體材料，使熱交換面快速升溫；②、選用福射吸收率聞的黑體材料(比如石墨等材料)做為熱交換面的填充材料，可以提聞傳熱速率、增加熱交換面積，且特殊結(jié)構(gòu)引導(dǎo)被加熱氣體多次與熱交換面接觸。以上三方面能有效提高熱交換效率，保證氣體加熱的效果，而且由于采用電磁感應(yīng)的加熱方式加熱熱交換面內(nèi)的黑體材料，節(jié)能、無污染。氮氣由加熱裝置進(jìn)氣口 I進(jìn)入，遇到溫度為800°C的A熱交換導(dǎo)板2，氣體首次改變流動方向，沿著A熱交換導(dǎo)板2往A缺口 3處流，由A缺口 3往下流時，遇到溫度為800°C的B熱交換導(dǎo)板4，氣體再次改變流動方向，沿著B熱交換導(dǎo)板4往B缺口 5處流，由B缺口5往下流時，遇到溫度為800°C的C熱交換導(dǎo)板6，氣體又一次改變流動方向，沿著C熱交換導(dǎo)板6往C缺口 7處流，最后由加熱裝置出氣口 8流出。上述中的熱交換導(dǎo)板主要有兩個作用a、傳熱作用通過直接接觸傳熱給氮氣使其升溫山、引導(dǎo)與增效作用幾個導(dǎo)板引導(dǎo)氮氣流向，增加流程、接觸面積、傳熱時間，使系統(tǒng)的傳熱效率大大提高，起到快速加熱至高溫的作用。經(jīng)過溫度采樣，加熱裝置出氣口的溫度為795°C，氣體流速為0. 9M/S。以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，包含有熱裝置的外殼、中頻感應(yīng)加熱電源、感應(yīng)線圈、熱交換導(dǎo)板，感應(yīng)線圈外圍安裝有絕緣板和防靜電裝置，感應(yīng)線圈內(nèi)通去離子水，其特征在于外殼一端設(shè)有氣體入口，夕卜殼遠(yuǎn)離氣體入口的另一端設(shè)有氣體出口，夕卜殼內(nèi)氣體入口與氣體出口之間設(shè)有復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板，熱交換導(dǎo)板連接端設(shè)置在外殼的內(nèi)側(cè)壁上，熱交換導(dǎo)板另一端的懸空端與相對應(yīng)的外殼內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有缺口，相鄰熱交換導(dǎo)板前的缺口上下相互交叉，所述復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板之間平行的間隔排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，其特征在于所述熱交換導(dǎo)板懸空端采用T型結(jié)構(gòu)，所述熱交換導(dǎo)板懸空端設(shè)有垂直的阻擋板，T型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板連接端固定于外殼內(nèi)側(cè)壁，T型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板的懸空端與外殼內(nèi)側(cè)壁之間形成一個很窄的缺口通道；相鄰T型結(jié)構(gòu)的熱交換導(dǎo)板形成一個使被加熱氣體多次沖擊熱交換導(dǎo)板表面的通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，其特征在于所述外殼內(nèi)側(cè)壁上靠近氣體入口處設(shè)有A熱交換導(dǎo)板，A熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有A缺口，A缺口位于A熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間，A缺口之下設(shè)有B熱交換導(dǎo)板； B熱交換導(dǎo)板連接端與外殼內(nèi)側(cè)壁連接，B熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有B缺口，B缺口位于B熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間，B缺口之下設(shè)有C熱交換導(dǎo)板； C熱交換導(dǎo)板連接端與外殼內(nèi)側(cè)壁連接，C熱交換導(dǎo)板遠(yuǎn)離連接端的懸空端前面設(shè)有C缺口，C缺口位于C熱交換導(dǎo)板懸空端與對面外殼內(nèi)側(cè)壁之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，其特征在于所述熱交換導(dǎo)板采用石英材料，所述熱交換導(dǎo)板做成鏤空狀，鏤空處放置黑體材料，在熱交換導(dǎo)板外圍采用電磁感應(yīng)加熱方式加熱，所述熱交換導(dǎo)板形狀為方形、圓形、多邊形、橢圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，其特征在于所述黑體材料為石墨、不鎊鋼。
專利摘要本實用新型公開了一種使氣體快速加熱至高溫的裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，且無污染物。本實用新型包含有熱裝置的外殼、中頻感應(yīng)加熱電源、感應(yīng)線圈、熱交換導(dǎo)板，外殼遠(yuǎn)離氣體入口的另一端設(shè)有氣體出口，外殼內(nèi)氣體入口與氣體出口之間設(shè)有復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板，熱交換導(dǎo)板連接端設(shè)置在外殼的內(nèi)側(cè)壁上，熱交換導(dǎo)板另一端的懸空端與相對應(yīng)的外殼內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)有缺口，相鄰熱交換導(dǎo)板前的缺口上下相互交叉，復(fù)數(shù)熱交換導(dǎo)板之間平行的間隔排布。本實用新型有效提高熱交換效率，保證使氣體快速加熱至高溫，而且由于采用電磁感應(yīng)的加熱方式加熱熱交換導(dǎo)板內(nèi)的黑體材料，節(jié)能、無污染。
文檔編號F24H3/00GK202792515SQ20122032030
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者王永旺, 劉鵬, 袁志鵬, 趙紅軍, 張俊業(yè), 張國義, 童玉珍, 孫永健 申請人:東莞市中鎵半導(dǎo)體科技有限公司, 北京大學(xué)