一种微波加热气体的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微波加热气体的装置，包括设备控制系统（１）和与之连接的微波源系统，在由非磁性金属材料制成的加热炉体（１０）内由耐火材料构成一加热气体通道（４），在加热气体通道（４）外层包裹有保温材料结构（９），在加热气体通道（４）内设有蓄热体（５），加热气体通道（４）两端具有气体入口和气体出口，且在加热气体通道（４）两端分别设有防微波泄漏装置（８），在气体入口设有与设备控制系统（１）电连接的气体流量控制装置（１２），在气体出口设有与设备控制系统（１）电连接的接触式测温装置（７），至少一个与设备控制系统（１）连接的微波源系统安装在加热炉体（１０）上与加热气体通道（４）对应。本发明专利技术是一种快速、高效、节能、环保、安全的微波加热气体的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加热气体装置，更具体地说，它涉及一种用微波加热气体的装置。
技术介绍
加热气体(包括加热空气)在工农业生产及居民生活中有着广泛的用途，如高炉冶炼、陶瓷坯体干燥、食品干燥杀菌、冬季的大棚蔬菜及居民取暖等。加热气体主要有三种方式，一种为直接加热气体；一种为先加热固体物质，然后通过固体与气体之间的换热而加热气体；另一种为先加热气体，经过气固换热-固气换热两道换热或多道换热的加热方式。因为气体的热容小，蓄热能力低，第一种较难产生大流量的高温气体；后二种采用固体物质作为蓄热体，只要采取热容大的材料及合适的换热方式，后二种容易产生大流量的高温气体。从气体加热热源来分，目前主要有以下四种。一、燃烧加热，如燃气(如煤气、天然气等)、燃煤及燃油(如柴油等)加热；二、电加热，采用电阻丝(如铁铬钕等)及半导体(如硅钼棒等)作加热元件；三、红外加热；四、微波加热。第一种加热热源，优点为成本低、资源广泛，缺点为热效率低、加热气体主要为空气、燃烧时产生大量的有害气体造成环境污染。在全球自然资源日益紧缺、环境恶化的今天，此种加热热源日益受到人们的质疑。第二种优点为加热无污染，缺点为热传递速度慢、热效率不高。第三种优点为加热无污染、热效率高，缺点为耐高温加热元件有限，较难得到大流量高温气体，一般与前两者结合使用。第四种原理和结构上与前三者不同，微波加热是通过能量的转换进行加热，而前三种是通过能量的传递进行，微波加热中发热体与能量发生元件(微波源系统)分离、加热气体与能量发生元件也分离，只有发热体产生热量，能量发生元件并不会被加热，因此结构设计较为容易、设备稳定性较好、可以加热气体的种类较广；同时加热热效率高、热传递速度快、加热无污染，理论上可以产生无限高温度的气体，是一种较为有前途的加热热源。目前市场上，气体加热设备主要采用第一种加热热源。目前国内外关于气体加热的专利技术专利很多，其中绝大部分采用燃气、燃油及燃煤作加热热源，只有少部分采用电加热、红外加热及微波加热作加热热源；而且加热的气体几乎全部单为空气，可以加热多种气体且可以产生高温大流量的气体的装置及设备的报道也几乎没有。为了说明本专利技术的特点，下面摘要选取几个有代表性的相关专利作对比说明。公开号为CN1276433的专利《高风温高炉热风炉》，是一种改进型的燃气热风炉，采用两个辅助蓄热室将煤气和助燃空气分别预热，预热后燃烧产生高温烟气，高温烟气与主燃烧室的烟气混合，主燃烧室的烟气温度被提高，再与陶瓷球体换热后排出大气中，然后陶瓷球体与清洁空气间进行换热，从而得到高温热空气。该类型的热风炉可以产生大流量高温热风，广泛应用于高炉冶炼行业，大流量热风温度最高可以到1200～1300℃。缺点为该热风采用燃烧加热方式，燃烧产生大量的二氧化碳气体及一些有害气体，污染环境，加热效率低。公开号为CN87211748的专利《多层筒式红外热风炉》，采用煤或其它固体燃料为燃料的，在不同温区炉壁的钢板上，分别涂有高温高辐射、中温高辐射、低温高辐射红外涂料，冷空气被烟气和炉壁二次加热而变成热空气。该热风炉热效率高，热效率可达60％～78％，节省燃料。缺点为该热风炉采用了燃烧加热，有污染环境的烟气排出；炉壁采用钢材材质，耐热温度有限，换热结构简单，换热面积小，难以得到高温大流量的加热气体。公开号为CN2060863的专利《电热式实验型高温热风炉》，采用镍铬铝和硅钼棒两级加热结构，采用热电偶、温度调节仪、可控硅电压调整器和炉用变压器组成的温控系统来控制和调节加热气体温度。该热风炉加热无污染，加热空气最高温度可到1600℃，其风量可达34标米3/小时，升温速度快、可以自动控制气压和加热气体温度。缺点为换热结构简单，换热面积小，虽采用两级加热结构，也难以得到大流量高温气流；电加热热效率低；加热元件受高温热空气氧化影响，容易损坏。公开号为CN2355263的专利《微波空气加热装置》，采用微波直接加热吸波材料来加热空气。该加热装置热效率高，无污染，加热速度快。缺点为该加热装置结构过于简单，无控温系统，无耐火保温结构，安全性差，难以得到大流量高温气流，应用局限性大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种快速、高效、节能、环保、安全的微波加热气体的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的微波加热气体的装置，包括设备控制系统和与之连接的微波源系统，在由非磁性金属材料制成的加热炉体内由耐火材料构成一加热气体通道，在所述的加热气体通道外层包裹有保温材料结构，在所述的加热气体通道内设有蓄热体，所述的加热气体通道两端具有气体入口和气体出口，且在所述的加热气体通道两端分别设有防微波泄漏装置，在所述的气体入口设有与所述的设备控制系统电连接的气体流量控制装置，在所述的气体出口设有与所述的设备控制系统电连接的测温装置，至少一个与所述的设备控制系统连接的微波源系统安装在所述的加热炉体上与所述的加热气体通道对应。所述的微波源系统由微波发生器和传输波导组成，所述微波发生器通过传输波导连接在所述加热炉体上，所述传输波导与所述加热炉体炉体间的连接处设有气密装置，保障加热炉体内气体及灰尘不得进入传输波导内。传输波导将微波发生器产生的微波传送到加热炉体中，并对微波的传输做相应的控制，防止加热炉体内的微波返回微波发生器而损坏微波发生器。由耐火材料构成的加热气体通道，在所述的加热气体通道外层包裹有保温材料结构，耐火材料应具有耐高温、耐氧化、耐腐蚀的特点，材质可以为刚玉、刚玉莫来石、氧化镁-氧化钛、碳化硅等。由耐火材料构成的加热气体通道与气体入口处和气体出口处相连，连接处有耐火保温材料，以避免内层耐火材料与炉体直接接触，同时使加热气体密封在由耐火材料构成的加热气体通道内。外层保温材料结构紧密包裹在加热气体通道外面，起隔热保温的作用，材质可以为硅酸铝纤维、多晶莫来石纤维、氧化铝纤维等轻质材料。所述测温装置采用接触式测温装置。采用上述技术方案的微波加热气体装置，其工作过程如下述冷气体从气体入口进入加热炉体，气体入口处装有气体流量控制装置，气体直接进入蓄热体内部。设备控制系统控制微波源系统产生微波，微波被传输进入加热炉体，加热炉体中的蓄热体吸收微波，高频交变的电磁波使蓄热体内部分子运动加剧，分子间相互摩擦而转化为热能，蓄热体温度升高。蓄热体为多孔状结构，冷气体从孔中通过。蓄热体通过辐射和传导的方式将热能传递给气体，气体被加热。加热气体在耐火保温结构内流动。在气体出口处，测温装置直接测量热气体的温度，反馈给设备控制系统，设备控制系统通过程序控制微波源系统的输出功率大小和气体流量控制装置来控制加热气体的温度或温度差。所述气体入口处和气体出口处都有防微波泄漏装置，保障微波泄漏在国家标准范围以内。本专利技术微波加热气体装置可以多个串联或并联连接，以得到更高温度和更大流量的加热气体。本专利技术的原理和有益效果是当微波能量进入放置有介质材料的微波腔体后，介质材料中新形成的偶极子或原有的偶极子，在高频交变电磁场中发生重排，剧烈运动，产生类似于磨擦的作用，从而产生大量的热。介质材料的热量直接交换给从中流动的加热气体，加热迅速；同时采用的是轻质保温材料，可以有效提高加热效率。而常规加热(燃烧、电加热)，是由外部热源通过热辐射加热介质材料，需要多道换热，耐火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波加热气体的装置，包括设备控制系统（１）和与之连接的微波源系统，其特征是：在由非磁性金属材料制成的加热炉体（１０）内由耐火材料构成一加热气体通道（４），在所述的加热气体通道（４）外层包裹有保温材料结构（９），在所述的加热气体通道（４）内设有蓄热体（５），所述的加热气体通道（４）两端具有气体入口和气体出口，且在所述的加热气体通道（４）两端分别设有防微波泄漏装置（８），在所述的气体入口设有与所述的设备控制系统（１）电连接的气体流量控制装置（１２），在所述的气体出口设有与所述的设备控制系统（１）电连接的测温装置（７），至少一个与所述的设备控制系统（１）连接的微波源系统安装在所述的加热炉体（１０）上与所述的加热气体通道（４）对应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭虎，李俊，彭振，
申请(专利权)人：长沙隆泰微波热工有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]