[实用新型]蛇形电热板式气体电加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体电加热装置，特别涉及一种电热元件为电热板式的气体电加热装置，适用于加热气体量大、温升高、气体加热质量要求高的场合。

背景技术

气体电加热装置主要是用来将所需要的气体从初始温度加热到所需要的气体温度，最高可达850℃，已被广泛的应用到航空航天、兵器、化工、电力、粮食加工和制药等行业。另外，物料烘干过程、空调取暖以及汽车制造过程的涂装工艺、高等院校等许多科研生产试验室等都需要大量的热空气，其加热方式通常也是采用电加热的方式。

现有技术中最常采用的两种气体加热装置的方案如图1和2所示，冷空气用风机1送入，用裸露的电热元件2或加保护套管3的电热元件与空气进行对流换热。这种方法存在的问题是：在相同的电热功率条件下，电热元件的散热表面积小，因而电热元件表面温度高，在空气中长期加热，造成氧化皮脱落，对空气的清洁度有影响；另一方面，电热元件高温时机械强度低，易变形倒塌，电热元件材料加热后合金晶粒涨大，脆性增加，经不起冲击和弯曲，因而难以维修。当加热中低温空气时，电热元件材料必须采用镍铬合金；当加热高温空气时，必须采用高牌号的镍铬合金等贵金属，或者碳化硅等非金属材料。受电热元件的表面散热功率的限制，当需要空气量大，加热温度高时，电热元件材料用量大，电加热装置结构尺寸大，加热装置自身对环境散热多，导致电热效率低。前两种方案共同特点是电热元件截面是圆形的电热丝。

图3所示的是现有技术中采用的另一种电热元件的结构示意图，其截面是长方形的电热带。由物理学原理可以知道：在长度和电阻一定条件下，电热带散热面积大于截面是圆形的电热丝，而且宽厚比(b/h)越大，相对电热功率散热面积越大，在相同的电热功率条件下，散热面积越大，电热元件温度越低，越不易氧化变形，寿命越长，结构越紧凑，电热装置热效率越高。考虑安装方便和防止高温下电热元件倒伏，电热带的宽厚比(b/h)一般不能超过10～15，由于此种方案气体必须平行于电热带表面，当气体从电热带表面掠过时，由于气体的粘性，气体与表面有一层很薄的边界层，该边界层热阻很大，所以尽管该方案传热面积较圆形电热元件截面大，但传热系数小，工程当中很少采用此方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种蛇形电热板式气体电加热装置，以期解决现有技术中电热元件散热表面积小，电热元件与气体之间的传热系数小等问题，使得气体电加热装置结构更加紧凑，改善电热元件的使用环境，降低电热元件成本，并进一步提高热效率。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种蛇形电热板式气体电加热装置，该装置包括壳体、设置在壳体内的电热元件和电气接线，其特征在于：所述的电热元件采用一条或并列放置的两条以上的蛇形电热板，并在垂直于气体流动方向的蛇形电热板面上开有多排孔，排与排之间的开孔交错布置，被加热气体垂直于电热板表面从电热板上的开孔处流过；蛇形电热板两侧设有绝缘陶瓷板，所述的绝缘陶瓷板固定在位于蛇形电热板两端的陶磁支柱上。

本实用新型的技术特征还在于：所述的电热板的厚度在0.1～3毫米；蛇形电热板宽厚比b/h为200～2000。所述的蛇形电热板的电阻采用并联或串联连接。所述的蛇形电热板上的孔为长方形孔。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①电热元件的散热面积与现有技术的电热丝和普通电热带相比，大大增加。②本实用新型气体垂直于电热元件表面流过，气体直接冲刷电热元件表面使得传热系数大大增加。③本实用新型将电热板围成蛇形，且在电热板上开孔，每排开孔交错，被加热气体在流道内多次折返，有效强化了传热。

总之，本实用新型明显增加了传热面积，增大了传热系数，强化了传热使得电热元件工作环境得以改善，电热元件的寿命得以提高。当需要空气量大，加热温度高时，电热元件材料用量可以相对少，电加热装置结构尺寸可以相对紧凑，因而加热装置自身对环境散热少，因此该装置的电热效率也比现有技术有明显的优势。

附图说明

图1为现有技术中电热元件为电热丝的一种气体加热装置的结构示意图。

图2为现有技术中电热元件为电热丝的另一种气体加热装置的结构示意图。

图3为现有技术中电热元件采用电热带的结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为本实用新型提供的蛇形电热板式气体电加热装置的结构示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7为图5的B-B剖视图。

图8为图5的C-C剖视图。