本发明专利技术公开了一种用于加热气体的电加热装置，该用于加热气体的电加热装置包括壳体、加热件和保温层，所述壳体呈直筒状，其上设有进气口和出气口，所述加热件和保温层固定在壳体内部，所述保温层呈圆柱状，所述保温层的侧面与壳体固定连接，所述保温层上围绕其中心线设有环状分布的气道，所述气道贯穿整个保温层，每个气道内都分布有加热件，所述加热件上设有翅片，所述翅片呈螺旋形。用于加热气体的电加热装置具有缠绕式气体流动通道，该结构有利于增加气体流动通道的长度，改变通道结构，最终起到提高热交换效率、气体受热均匀的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于加热气体的电加热装置，尤其涉及安装在带用压力的输气管路上的电热装置。
技术介绍
现有技术中用于气体尤其是用于空气加热的电加热装置主要包括壳体、保温层和加热件。保温层和加热件都固定在壳体内部，在保温层内部设有一个直径较大的通孔，加热件位于通孔内。该加热件以弯折形式或者电阻丝螺旋形式结构集聚通孔内，因此在通孔内的加热件长度远大于通孔高度或者通孔周长。壳体上设有进气口和出气口，进气口与出气口之间气体流动通道经过通孔，如此进气口进入的空气会流经加热件所在位置，然后再从出气口输出。例如2010年9月15公布的公开号为CN101832642A的中国专利，公开了一种气体电加热器。专利文献中公开了该气体电加热器包括承压壳体；进口空腔，置于所述承压壳体内的一端，与所述承压壳体上的进口管嘴相连；出口空腔，置于所述承压壳体内的另一端，与所述承压壳体上的出口管嘴相连；发热体，连接于所述进口空腔与所述出口空腔之间，用于加热从所述进口管嘴进入所述进口空腔并穿过发热体的气体；引电区，位于所述承压壳体内进口空腔一侧；电气贯穿件，从所述引电区引出，一端与所述发热体相连，一端连接外部电源。该专利技术中描述的气体电加热器使用时气体从进口管嘴进，流经进口空腔、发热体、出口空腔，最后从出口管嘴流出，由此，气体流动通道就分布在上述区域内。气体流动通道为直通式结构，气体流动路径长度稍大于气体电加热器的长度；气体电加热器长度受管路限制，只能达到有限长度，所以该结构的气体流动路径短，相应的加热气体的时间就短，尤其是在气体高速运动的状况下加热时间就更短，这降低了热交换效率。发热体上用于通过气体的通道孔径较大，气体形成气流通过发热体时只有气流外侧得到热交换，而气流中心位置的温度在极短时间内改变较少，使得气体受热不均匀。该气体电加热器存在热交换效率低、加热不均匀、加热所得气体温度波动幅度大的缺陷。现有技术在2008年4月30日公开了公开号为CN101170845A的中国专利，在该专利中公开了一种气体电加热器，它包括加热腔，由外套筒、内套筒和密封端盖，外套筒固定于密封端盖上，外套筒和密封端盖，外套筒固定于密封端盖上，外套筒和内套筒将加热腔分隔成外加热腔和内加热腔；该内套筒内设置有固定于密封端盖上的电加热元件；外套筒设有进气口，内套筒设置出气口，有两个以上固定于内套筒内壁的折流板，该折流板相对间隔排列。在该技术方案中内套筒、外套筒之间设置了弯折的气体流动通道，气体流动路径在折流板的导向作用下进一步弯折状分布，由此延长气体流动通道长度。采用弯折的气体流动路径设计的技术方案，除上述专利外，在2009年8月12日公开的公开号为CN101504114A的中国专利中公开了一种高压可拆换型电加热器组件，该高压可拆换型电加热器组件的筒体内部设有电热管，电热管上设有错位排列的导流板。气体进入该高压可拆换型电加热器组件内部时，气体首先经过进气口，流经电热管所在腔室，并在导流板的作用下弯折流动，最后从出气口流出。上述两种技术方案都采用弯折的气体流动路径设计，虽然相比直通式的气体流动通道具有延长气体流动路径的作用，但是路径增加不明显，相比采用直通式的通道至多增加一倍，热交换效率仍然较低，另外气体流动通道的横截面面积大且呈类似矩形、圆形或者椭圆形等结构以及基于这些结构的变形结构，该变形指拉伸、缩小等情况但这只是局部，并不影响该横截面较为集中的结构特征。气体运动过程中形成气流；气流在气体流动通道内运动，气流外侧到中心位置的距离很长，其外侧与加热体接触，气流中间位置很难与加热体接触，温度很难在极短时间内得到改变，造成输出的气体受热不均匀，输出的气体温度波动大。在带有压力的输气管路中气体流速快，使用上述电加热装置时气体与加热体的接触时间就更短，故热交换效率就会大大降低，使用缺陷就更为明显。因此，现有技术中的电加热装置只适用于气体流速缓慢的输气管路中。现有技术中的电加热装置除上述技术缺陷外，还包括热损耗大的缺点。电加热装置中的保温层起保温作用，减少热量从壳体上散出流失。由于需要将加热件放置在保温层内部，故通孔直径被设置成较大值，这样导致保温层的壁厚度小。单位时间内，集中设置的加热件的热量远大于该壁厚的保温层所能维持的热量，使得热量易从壳体处流失。所以现有的电加热装置存在明显的损耗问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在有限空间内增加气体流动通道的长度，通过改变通道结构来实现气体受热均匀，降低由壳体散发热量造成的损耗，本专利技术的目的在于提供一种热交换效率高、受热均匀、保温性能强的用于加热气体的电加热装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:该用于加热气体的电加热装置包括壳体、加热件和保温层，所述壳体呈直筒状，其上设有进气口和出气口，所述加热件和保温层固定在壳体内部，所述保温层呈圆柱状，所述保温层的侧面与壳体固定连接，所述保温层上围绕其中心线设有环状分布的气道，所述气道贯穿整个保温层，每个气道内都分布有加热件，所述加热件上设有翅片，所述翅片呈螺旋形，所述翅片与保温层之间设有间隙。翅片与保温层之间只留有用于安装的间隙，高速运动的气体很难通过，气体从气道内通过时最畅通的路径是在翅片之间的空间。翅片为螺旋形，它缠绕在加热件上，如此，位于翅片处的气体流动通道为缠绕式的螺旋形状。该结构的气体流动路径设计具有立体特征，由于翅片很薄，所占气道的体积比较少，因而翅片可最大程度的分隔气道，到达充分运用气道空间的目的。该结构的气体流动通道长度能够达到气道长度的七到八倍，从而大大增加了气体流动通道的长度。翅片的螺旋形结构与气道横截面对应，即在气道横截面呈圆形时该翅片的螺旋形状为圆形、或者气道横截面呈矩形时该翅片的螺旋形状为矩形、又或者气道横截面呈椭圆形时该翅片的螺旋形状为椭圆形。最终气道在翅片和加热件的共同作用下分隔形成螺旋形状的气体流动通道。使用螺旋形状的气体流动通道相比使用现有技术中的弯折的气体流动通道具有压力损耗小的优点。螺旋形的翅片存在相邻翅片之间间距小的技术特征，这就决定了气体流动通道的横截面属于扁平的形状，该气体流动通道内形成的气流的横截面为扁平状结构，因此，气流外侧到中心位置的距离非常近。翅片固定在加热件上，增加了加热件的散热面积。气体与翅片接触时，气流外侧受热后能够马上将热量传递到气流中心位置，如此可以实现在短时间内完成有效的热交换过程，使气流内外温度都一致。除了优化的气体流动通道能够提升热交换效率外，气体流动通道的长度增加也可以提升热交换效率，因为气体流动通道的长度增加使得气体与翅片接触的时间大大增加，热交换时间就增加。该专利技术通过将发热体分散设置在一个保温层上的多个气道内，在单位时间内单个发热体发出的热量稍大于在该发热体周围的保温层所能保持的热量，相比现有技术中加热件集中设置在一个保温环境内，在单位时间内集中布置的发热体发出的热量远大于保温层所能保持的热量，该技术方案可明显降低损耗，提高保温层的保温效果。作为本专利技术的优选，所述加热件弯曲呈U形，所述加热件设有笔直的工作部和弯曲的连接部，所述工作部和连接部连接，所述加热件的工作部分别安装在两个气道内，并且所述两个气道之间至少间隔一个气道。该结构的加热件弯曲弧度的半径大，可方便加热件的生产，有助于降低生产成本。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于加热气体的电加热装置，该用于加热气体的电加热装置包括壳体(1)、加热件和保温层(2)，所述壳体(1)呈直筒状，其上设有进气口(3)和出气口(4)，所述加热件和保温层(2)固定在壳体(1)内部，其特征在于：所述保温层(2)呈圆柱状，所述保温层(2)的侧面与壳体(1)固定连接，所述保温层(2)上围绕其中心线设有环状分布的气道，所述气道贯穿整个保温层(2)，每个气道内都分布有加热件，所述加热件上设有翅片(7)，所述翅片(7)呈螺旋形，所述翅片(7)与保温层(2)之间设有间隙。
【技术特征摘要】
1.一种用于加热气体的电加热装置，该用于加热气体的电加热装置包括壳体(I)、加热件和保温层(2)，所述壳体(I)呈直筒状，其上设有进气口(3)和出气口(4)，所述加热件和保温层⑵固定在壳体⑴内部，其特征在于:所述保温层⑵呈圆柱状，所述保温层(2)的侧面与壳体(I)固定连接，所述保温层(2)上围绕其中心线设有环状分布的气道，所述气道贯穿整个保温层(2)，每个气道内都分布有加热件，所述加热件上设有翅片(7)，所述翅片(7)呈螺旋形，所述翅片(7)与保温层(2)之间设有间隙。2.根据权利要求1所述用于加热气体的电加热装置，其特征在于:所述加热件弯曲呈U形，所述加热件设有笔直的工作部(5)和弯曲的连接部(6)，所述工作部(5)和连接部(6)连接，所述加热件的工作部(5)分别安装在两个气道内，并且所述两个气道之间至少间隔一个气道。3.根据权利要求2所述用于加热气体的电加热装置，其特征在于:所述保温层(2)的一端设有支架(17)，所述加热件的连接部(6)固定在支架(17)上，各个加热件的连接部(6)隔开分布在支架(17)上。4.根据权利要求2所述用于加热气体的电加热装置，其特征在于:所述工作部(5)上设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：史中伟，吉永林，周强华，唐为荣，
申请(专利权)人：杭州中亚机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。