空氣動(dòng)力加熱爐的制作方法
【專利摘要】一種空氣動(dòng)力加熱爐，葉輪位于爐體內(nèi)。導(dǎo)流板通過(guò)導(dǎo)流板支架安裝在爐體內(nèi)，并固定在爐體后壁板內(nèi)表面上。導(dǎo)流板與葉輪相鄰的兩個(gè)表面之間有間距；導(dǎo)流板中心有進(jìn)風(fēng)孔與葉輪的中心同心。環(huán)形的葉輪支架的圓周上均布有多個(gè)氣流孔，并且多個(gè)氣流孔截面積的總和為葉輪外圓周面積的1～2倍。導(dǎo)流板的外圓周有軸向凸出的導(dǎo)流邊，并且該導(dǎo)流邊朝向該爐體內(nèi)墻。直角導(dǎo)流邊增大了紊流，提高加熱均勻性加熱深度。本發(fā)明以風(fēng)能作為加熱介質(zhì)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和熱能轉(zhuǎn)換，利用風(fēng)能的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的高度均勻，同時(shí)可省略電熱管等加熱元件，減少保持溫場(chǎng)均勻性的部件，減少了局部高溫點(diǎn)、爐體熱容和爐體熱橋，從而減少了能量消耗，達(dá)到了節(jié)能效果。
【專利說(shuō)明】空氣動(dòng)力加熱爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加熱裝置，具體是一種改變空氣流動(dòng)狀態(tài)作為加熱源的加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)目前大多數(shù)企業(yè)和家庭所使用的加熱設(shè)備多采用燃燒加熱、電熱管加熱、微波加熱的加熱方式，加熱效率低，應(yīng)用方法單一，關(guān)于本種加熱方式相關(guān)的專利主要有:空氣動(dòng)力加熱爐和產(chǎn)生熱能的方法(專利號(hào)200910021648.6)，空氣動(dòng)力爐快速降溫裝置(專利號(hào)201020689393.9)，有關(guān)的文章主要是圍繞這兩項(xiàng)專利介紹這種加熱方式的優(yōu)勢(shì)。以上這些內(nèi)容主要是針對(duì)大型工業(yè)裝備的介紹，但是對(duì)于小型加熱裝置沒有涉及。同時(shí)社會(huì)對(duì)于加熱的質(zhì)量和安全及環(huán)保、健康要求也不斷提升，需要開發(fā)各種新型的節(jié)能型加熱設(shè)備裝置來(lái)更新耗能大的陳舊設(shè)備裝置，以適應(yīng)節(jié)能減耗的能源政策要求及清潔環(huán)保一機(jī)多用的并適用各種應(yīng)用條件的民用和工業(yè)加熱要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為進(jìn)一步節(jié)能減耗，本發(fā)明提出了一種空氣動(dòng)力加熱爐。
[0004]本發(fā)明包括后防護(hù)板、爐體、葉輪、導(dǎo)流板、電機(jī)、導(dǎo)流板支架、爐門。在所述爐體的后壁板的中部有葉輪軸的安裝孔。電機(jī)固定在爐體后壁板外表面；電機(jī)輸出軸的與葉輪軸聯(lián)接。葉輪位于爐體內(nèi)。導(dǎo)流板通過(guò)導(dǎo)流板支架安裝在爐體內(nèi)，并固定在爐體后壁板內(nèi)表面上。所述導(dǎo)流板與葉輪相鄰的兩個(gè)表面之間的間距為5~IOmm ;導(dǎo)流板中心有進(jìn)風(fēng)孔與葉輪的中心同心。環(huán)形的葉輪支架的圓周上均布有多個(gè)氣流孔，并且多個(gè)氣流孔截面積的總和為葉輪外圓周面積的I~2倍。所述導(dǎo)流板的外圓周有軸向凸出的導(dǎo)流邊，并且該導(dǎo)流邊朝向該爐體內(nèi)墻；所述導(dǎo)流邊的軸向`長(zhǎng)度為10~30mm。所述導(dǎo)流邊為直角邊，以增大紊流，提高加熱均勻性和加熱材料的加熱深度。
[0005]所述爐體的殼體均為夾層，在所述爐體的夾層內(nèi)有巖棉或硅酸鋁陶瓷纖維制成的保溫層，該保溫層的厚度為30~70_。爐體的兩層夾層之間通過(guò)連接板固連。所述連接板上分布有隔溫孔，以阻隔熱量沿該連接板傳遞，提高爐體夾層的熱阻，減少該爐體夾層的熱橋作用。
[0006]所述導(dǎo)流板為方形或圓形板。在所述導(dǎo)流板的中心有圓形的進(jìn)風(fēng)孔；該進(jìn)風(fēng)孔的孔徑與葉輪的內(nèi)徑相同。
[0007]所述導(dǎo)流板上的導(dǎo)流邊的四邊與爐體側(cè)壁之間有間距，該間距形成的環(huán)形氣流通道的截面積與爐體內(nèi)腔橫截面積之比=1:3~20。
[0008]所述葉輪采用強(qiáng)前彎多葉通風(fēng)機(jī)葉輪，其葉片的弧度為110°~-175°，出口葉片角^b2為5°~35°，進(jìn)口葉片角為βΜ=5°~38°，葉輪內(nèi)徑d:外徑比D=0.7~0.8。
[0009]本發(fā)明采用風(fēng)能作為加熱介質(zhì)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和熱能轉(zhuǎn)換，利用風(fēng)能的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度場(chǎng)的高度均勻，并有利于精確控制溫度。同時(shí)通過(guò)一定的風(fēng)速限定措施降低氣體流動(dòng)對(duì)于被加熱原材料的影響。本發(fā)明與普通的電加熱爐、微波爐、光波爐、恒溫水浴、恒溫油浴等原理上有根本的區(qū)別，是通過(guò)利用空氣流動(dòng)狀態(tài)改變作為加熱源，既將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成熱能，采用空氣循環(huán)為傳熱方式。所述的空氣動(dòng)力加熱爐的組成主要包括爐體和動(dòng)力裝置，在爐體內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，主要用于分割葉輪的吸氣和排氣的通道，所述導(dǎo)流板與爐體后壁平行布置，在導(dǎo)流板與爐壁之間的間隙構(gòu)成氣體從四周到中間的循環(huán)通道。所述動(dòng)力裝置主要包括電機(jī)、和葉輪，電機(jī)前端伸入爐體內(nèi)，葉輪安裝在爐內(nèi)的電機(jī)軸端，形成葉輪水平懸臂結(jié)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，電機(jī)啟停由控制元件控制。
[0010]本發(fā)明順應(yīng)社會(huì)不斷提升的加熱的質(zhì)量、安全及環(huán)保健康的要求，提出一種空氣動(dòng)力加熱爐，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成熱能，能大幅度降低電能的消耗，并提高加熱質(zhì)量、降低有害排放物。同時(shí)解決原有空氣動(dòng)力爐無(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化的難題。
[0011]本發(fā)明通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將空氣從葉輪中心吸入沿葉輪切向甩出，經(jīng)過(guò)后壁和后導(dǎo)流板形成的腔體，頂壁、兩側(cè)壁與另一導(dǎo)流板的間隙形成的通道，瞬間進(jìn)入爐體的內(nèi)爐腔，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向熱能的轉(zhuǎn)換。氣體在爐內(nèi)腔的流動(dòng)存在層流和紊流，層流的流動(dòng)主要以沿著爐側(cè)壁和頂壁流動(dòng)，遇到爐門平滑回歸到葉輪為中心點(diǎn)。通過(guò)紊流的作用保證氣體流動(dòng)經(jīng)過(guò)路內(nèi)腔每個(gè)角落。
[0012]本發(fā)明將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成熱能通過(guò)兩個(gè)途徑:一個(gè)途徑是高速空氣流動(dòng)過(guò)程摩擦生熱；另一個(gè)途徑是空氣流速、壓力發(fā)生激變形成機(jī)械能向熱能轉(zhuǎn)化。
[0013]本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，并能將爐內(nèi)溫度控制在土 rc以內(nèi)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果是:
[0015]I)空氣動(dòng)力爐的加熱原理是采用風(fēng)能轉(zhuǎn)換，熱能的產(chǎn)生于基于葉輪、爐壁與空氣摩擦發(fā)熱和空氣流動(dòng)流速、壓力變化所致，由于空氣的循環(huán)流動(dòng)，在爐內(nèi)的加熱與熱風(fēng)循環(huán)是同時(shí)進(jìn)行的，有利于實(shí)現(xiàn)爐體內(nèi)溫度場(chǎng)的高度均勻性，同時(shí)可省略電熱管等加熱元件，減少保持溫場(chǎng)均勻性的部件，大大減少了局部高溫點(diǎn)、爐體熱容和爐體熱橋，從而減少了能量消耗，達(dá)到了節(jié)能效果。
[0016]2)本發(fā)明是一種空氣動(dòng)力爐小型化技術(shù)，新型高效的加熱爐，與普通的電加熱爐、微波爐、光波爐、恒溫水浴、恒溫油浴等原理上有根本的區(qū)別。其加熱效率高(較外電加熱爐節(jié)能30?50%)，維護(hù)簡(jiǎn)單，加熱方式安全、環(huán)保、快速，不存在潛在的材料損害。該產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)取代目前的電加熱爐、微波爐、光波爐、恒溫水浴、恒溫油浴，將大大降低電能的消耗，提高加熱質(zhì)量和效率，符合當(dāng)前節(jié)能減排的要趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。
[0017]3)本發(fā)明相對(duì)于大型空氣動(dòng)力加熱爐重點(diǎn)解決風(fēng)速較高噪音較大的難題和葉輪尺寸縮小較困難的難題，保證適應(yīng)各種被加熱工件和材料。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為爐體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3爐內(nèi)氣體流動(dòng)方向示意圖；
[0021]圖4葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為圖4的A向視圖；[0023]圖6導(dǎo)流板支撐架主視圖。
[0024]圖7導(dǎo)流板支撐架B-B視圖
[0025]圖中:
[0026]1、后防護(hù)板；2、爐體；3、P十輪；4、導(dǎo)流板；5、電機(jī)；6、導(dǎo)流板支架；7爐門。
[0027]下面結(jié)合上述附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例包括后防護(hù)板1、爐體2、葉輪3、導(dǎo)流板4、電機(jī)5、導(dǎo)流板支架6、爐門7。后蓋I是為了暗裝電機(jī)5保證整體外型美觀，為板式結(jié)構(gòu)；爐體2為方形結(jié)構(gòu)，電機(jī)5采用軸端風(fēng)冷電機(jī)。葉輪3采用離心式葉輪。
[0029]爐體2為框形結(jié)構(gòu)。在所述爐體2的后壁板的中部有葉輪軸的安裝孔。電機(jī)5固定在爐體2后壁板外表面；電機(jī)5輸出軸的與葉輪軸聯(lián)接。葉輪3位于爐體2內(nèi)。導(dǎo)流板4通過(guò)導(dǎo)流板支架6安裝在爐體內(nèi)，并固定在爐體2后壁板內(nèi)表面上。所述導(dǎo)流板4與葉輪3相鄰的兩個(gè)表面之間的間距為5?IOmm ;導(dǎo)流板中心有進(jìn)風(fēng)孔與葉輪3的中心同心。環(huán)形的葉輪支架6的圓周上均布有多個(gè)氣流孔，并且多個(gè)氣流孔截面積的總和為葉輪外圓周面積的I?2倍。所述導(dǎo)流板的外圓周有軸向凸出的導(dǎo)流邊，并且該導(dǎo)流邊朝向該爐體內(nèi)墻；所述導(dǎo)流邊的軸向長(zhǎng)度為10?30mm。所述導(dǎo)流邊為直角邊，以增大紊流，提高加熱均勻性和加熱材料的加熱深度。
[0030]在爐體2的后壁板上有測(cè)溫孔。作為測(cè)溫用的鉬電阻裝入所述測(cè)溫孔內(nèi)，以測(cè)量爐體內(nèi)的溫度。在爐體的側(cè)壁上有安全孔。
[0031]所述爐體2為用碳鋼制成的矩形的開口框架結(jié)構(gòu)，并且該爐體2的殼體均為夾層，在所述爐體的夾層內(nèi)有巖棉或硅酸鋁陶瓷纖維制成的保溫層，該保溫層的厚度為30?70mm。爐體的兩層夾層之間通過(guò)連接板固連。所述連接板上分布有隔溫孔，以阻隔熱量沿該連接板傳遞，提高爐體夾層的熱阻，減少該爐體夾層的熱橋作用。
[0032]本實(shí)施例中，所述保溫層米用巖棉制成，厚度為50mm。
[0033]爐體2的正面有爐門7，爐門內(nèi)表面有保溫層。爐門7與爐體的配合采用凹凸相嵌配合的方式，以減少密封材料的使用，即使?fàn)t門上的凸面與爐壁上的凹面相互嵌合。在爐體后壁板外有后防護(hù)板I。
[0034]所述導(dǎo)流板為用碳鋼制成的方形或圓形板。在所述導(dǎo)流板的中心有圓形的進(jìn)風(fēng)孔；該進(jìn)風(fēng)孔的孔徑與葉輪的內(nèi)徑相同。
[0035]所述導(dǎo)流板上的導(dǎo)流邊的四邊與爐體側(cè)壁之間有間距，該間距形成的環(huán)形氣流通道的截面積與爐體內(nèi)腔橫截面積之比=1:3?20。當(dāng)各導(dǎo)流板之間的間隙通道的截面積與爐腔截面積的比值比值小于1:20時(shí)，間隙內(nèi)壓力較大，振動(dòng)增大必然會(huì)增加噪音，當(dāng)比值大于1:3時(shí)，間隙內(nèi)壓力較小，同樣會(huì)降低能量輸入效率，影響加熱爐加熱效率。本實(shí)施例，環(huán)形氣流通道的截面積與爐體內(nèi)腔橫截面積之比=1:8，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分時(shí)，爐內(nèi)溫度能夠達(dá)到常溫?300°C。
[0036]所述葉輪采用強(qiáng)前彎多葉通風(fēng)機(jī)葉輪，其葉片是前向式，葉片進(jìn)出口寬度相同且相對(duì)寬度大，葉片入口相對(duì)直徑大，具有壓力系數(shù)高，流量系數(shù)大、噪音較低、通風(fēng)效率低的特點(diǎn)。所述的葉片弧度為110° -175°，出口葉片角Pb2為5° -35°，進(jìn)口葉片角為βω=5° -38°，葉輪內(nèi)徑d:外徑比D=0.7-0.8。本實(shí)施例的進(jìn)入口葉片角@b2、@bl均設(shè)計(jì)成 5°，寬度比 b/D2S0.15。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，包括后防護(hù)板、爐體、葉輪、導(dǎo)流板、電機(jī)、導(dǎo)流板支架、爐門；在所述爐體的后壁板的中部有葉輪軸的安裝孔；電機(jī)固定在爐體后壁板外表面；電機(jī)輸出軸的與葉輪軸聯(lián)接；葉輪位于爐體內(nèi)；導(dǎo)流板通過(guò)導(dǎo)流板支架安裝在爐體內(nèi)，并固定在爐體后壁板內(nèi)表面上；所述導(dǎo)流板與葉輪相鄰的兩個(gè)表面之間的間距為5?IOmm ;導(dǎo)流板中心有進(jìn)風(fēng)孔與葉輪的中心同心；環(huán)形的葉輪支架的圓周上均布有多個(gè)氣流孔，并且多個(gè)氣流孔截面積的總和為葉輪外圓周面積的I?2倍；所述導(dǎo)流板的外圓周有軸向凸出的導(dǎo)流邊，并且該導(dǎo)流邊朝向該爐體內(nèi)墻；所述導(dǎo)流邊的軸向長(zhǎng)度為10?30mm ;所述導(dǎo)流邊為直角邊，以增大紊流，提高加熱均勻性和加熱材料的加熱深度。
2.如權(quán)利要求1所述空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，在爐體的后壁板上有測(cè)溫孔；作為測(cè)溫用的鉬電阻裝入所述測(cè)溫孔內(nèi)，以測(cè)量爐體內(nèi)的溫度；在爐體的側(cè)壁上有安全孔。
3.如權(quán)利要求1所述空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，所述爐體的殼體均為夾層，在所述爐體的夾層內(nèi)有巖棉或硅酸鋁陶瓷纖維制成的保溫層，該保溫層的厚度為30?70mm ;爐體的兩層夾層之間通過(guò)連接板固連；所述連接板上分布有隔溫孔，以阻隔熱量沿該連接板傳遞，提高爐體夾層的熱阻，減少該爐體夾層的熱橋作用。
4.如權(quán)利要求1所述空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，所述導(dǎo)流板為方形或圓形板；在所述導(dǎo)流板的中心有圓形的進(jìn)風(fēng)孔；該進(jìn)風(fēng)孔的孔徑與葉輪的內(nèi)徑相同。
5.如權(quán)利要求1所述空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，所述導(dǎo)流板上的導(dǎo)流邊的四邊與爐體側(cè)壁之間有間距，該間距形成的環(huán)形氣流通道的截面積與爐體內(nèi)腔橫截面積之比=1:3 ?20。
6.如權(quán)利要求1所述空氣動(dòng)力加熱爐，其特征在于，所述葉輪采用強(qiáng)前彎多葉通風(fēng)機(jī)葉輪，其葉片的弧度為110°?-175°，出口葉片角i3b2為5°?35°，進(jìn)口葉片角為βω=5°?38°，葉輪內(nèi)徑d:外徑比D=0.7?0.8。
【文檔編號(hào)】F24J3/00GK103629838SQ201310560548
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月10日
【發(fā)明者】王照波, 李文島, 野延年, 朱傳俊 申請(qǐng)人:西安航天化學(xué)動(dòng)力廠