专利名称：红外辐射加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及提高辐射灯热流密度的设备领域，特别地，涉及一种红外辐射加热装置。
背景技术：
在做试验品的超临界观测试验时，需要对被观测的试验品加热，使其达到超临界态，例如，对超临界态的煤油进行观测，需要将煤油加热到630K，且压强要达到2. 2MPa。目前红外辐射加热装置直接将多根辐射管安装在一个平板上，对试验件进行加热。常见的辐射加热管有型号为IR-10-260/10的单孔红外辐射加热管，规格为220V/1KW，总长=260mm, 管径10mm。在做超临界煤油传热实验时发现，即使使用18根(总功率18KW) IR-10-260/10 的单孔红外辐射加热管，也很难将煤油加热至超临界态。原因是加热区的平均热流密度理论值尚为0. 536MW/m2，而实际上很大一部辐射能量通过试验件金属导热以及空气对流换热耗散掉，试验件实际接收到的热流密度只有0. lMW/m2左右。此类辐射加热管辐射功率损失大、热流密度低，因此提高加热区的热流密度就成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种红外辐射加热装置，以解决现有辐射加热管辐射功率损失大、热流密度低的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种红外辐射加热装置，包括第一抛物面镜和第二抛物面镜，第一抛物面镜和第二抛物面镜的焦点在同一轴线上、且第一抛物面镜和第二抛物面镜的镜面相对设置，第一抛物面镜的焦点的周围设置有多个辐射加热管，第二抛物面镜的焦点处设置有试验件管路。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜均为凹面镜；辐射加热管为圆柱形加热管，多个辐射加热管均勻地设置在第一抛物面镜的焦点的周围；试验件管路在第二抛物面镜的焦点处折返。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜的焦距相等；第一抛物面镜的焦距与辐射加热管的管径之比为20 1 100 1。进一步地，第一抛物面镜的焦距与辐射加热管的管径之比为50 1。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜均为凹柱面镜；辐射加热管为长条形加热管，辐射加热管的长度等于或者小于第一抛物面镜的长度，多个辐射加热管均勻地设置在第一抛物面镜的焦点周围；试验件管路为长条形管路，试验件管路的轴线与第二抛物面镜的焦点同轴。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜之间无间距设置。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜使用高反射率材料制作。进一步地，第一抛物面镜和第二抛物面镜的焦距相等。本发明具有以下有益效果本发明的红外辐射加热装置由于使用两个相对设置的抛物面镜，利用光学反射原理，实现较低功率条件下热流密度的大幅提高，大大提高了热功率的利用率，使得辐射管加热装置应用于超临界煤油加热试验变得可行；另一方面，该辐射管加热装置相对于电加热装置，更加安全，需要的功率也较小。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的红外辐射加热装置剖面示意图；以及图2是本发明优选实施例的红外辐射加热装置的凹面镜抛物面镜结构示意图；图3是本发明优选实施例的红外辐射加热装置的凹柱面镜抛物面镜结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，一种红外辐射加热装置，用于加热煤油等至超临界态。该辐射管加热装置包括第一抛物面镜1和第二抛物面镜2。第一抛物面镜1和第二抛物面镜2的焦点在同一直线上，且第一抛物面镜1和第二抛物面镜2的镜面相对地设置。在第一抛物面镜1的焦点的周围设置有多个辐射加热管3，第一抛物面镜1的焦距远大于辐射加热管3的管径， 该多个辐射加热管3发出的光线照射到第一抛物面镜1上，经第一抛物面镜1反射后，形成平行光束照射到第二抛物面镜2上；第二抛物面镜2的焦点处设置有试验件管路4，照射到第二抛物面镜2上的光束经第二抛物面镜2反射后汇聚到第二抛物面镜2的焦点上，对试验件管路4加热。这样，辐射加热管3发出的热量绝大部分被利用，大大提高了辐射加热管 3的效率。优选地，第一抛物面镜1和第二抛物面镜2的大小尺寸相同，两者的焦距相等。 第一抛物面镜1和第二抛物面镜2相对设置时，两者之间无间距设置或者设置有狭小缝隙。 优选地，第一抛物面镜1和第二抛物面镜2使用高反射率材料制作，该高反射率材料为光吸收率小的材料，例如使用抛光铝板制作。结合参见图2，优选地，第一抛物面镜1和第二抛物面镜2均为凹面镜，即第一抛物面镜1为第一凹面镜，第二抛物面镜2为第二凹面镜，第一凹面镜和第二凹面镜的焦点在同一直线上，且第一凹面镜和第二凹面镜的镜面相对地设置。在第一凹面镜的焦点周围设置有多个圆柱形或者类圆柱形的辐射加热管3，该多个圆柱形或者类圆柱形的辐射加热管 3均勻地设置在第一凹面镜的焦点周围，辐射加热管3发出的光线照射到第一凹面镜上，经第一凹面镜反射后，形成平行光束照射到第二凹面镜上；在第二凹面镜的焦点处设置有试验件管路4，该试验件管路4在第二凹面镜的焦点处折返，照射到第二凹面镜上的平行光束经第二凹面镜反射后汇聚到第二凹面镜的焦点上，对试验件管路4加热。第一抛物面镜1 的焦距与辐射加热管3的管径之比为50 1。作为另外的实施例，第一抛物面镜1的焦距与辐射加热管3的管径之比可以在20 1 100 1的范围内按要求选取。优选地，第一凹面镜和第二凹面镜的大小尺寸相同，两者的焦距相等；第一凹面镜和第二凹面镜相对设置时，两者间的间距很小或者两者相接触地相对设置。结合参见图3，优选地，第一抛物面镜1和第二抛物面镜2均为凹柱面镜，即第一抛物面镜1为第一凹柱面镜，第二抛物面镜2为第二凹柱面镜，第一凹柱面镜和第二凹柱面镜的焦轴(即该第一凹柱面镜和第二凹柱面镜的横截面为抛物线，属于同一凹柱面镜的抛物线的焦点连成直线构成凹柱面镜的焦轴)在同一平面上，且两凹柱面镜相对地设置。在第一凹柱面镜的焦轴周围设置有多个长条形的辐射加热管3，该多个长条形的辐射加热管 3均勻地设置在第一凹柱面镜的焦轴周围，辐射加热管3发出的光线照射到第一凹柱面镜上，经第一凹柱面镜反射后，形成平行光束照射到第二凹柱面镜上；在第二凹柱面镜的焦轴处设置有试验件管路4，照射到第二凹柱面镜上的平行光束经第二凹柱面镜反射后汇聚到第二凹柱面镜的焦轴上，对试验件管路4加热。长条形辐射加热管3的长度等于凹柱面镜的长度。作为另外的实施例，长条形辐射加热管3的长度小于凹柱面镜的长度，即长条形辐射加热管3的长度小于第一抛物面镜1的长度。试验件管路4为长条形管路，试验件管路4 的轴线与第二凹柱面镜的焦轴同轴。优选地，第一凹柱面镜和第二凹柱面镜的大小尺寸相同；第一凹柱面镜和第二凹柱面镜相对设置时，两者间的间距很小或者两者相接触地相对设置。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种红外辐射加热装置，其特征在于，包括第一抛物面镜(1)和第二抛物面镜0)， 所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜O)的焦点在同一轴线上、且所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜O)的镜面相对地设置；所述第一抛物面镜(1)的焦点的周围设置有多个辐射加热管(3)，所述第二抛物面镜 (2)的焦点处设置有试验件管路G)。
2.根据权利要求1所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜( 均为凹面镜；所述辐射加热管C3)为圆柱形加热管，多个所述辐射加热管C3)均勻地设置在所述第一抛物面镜(1)的焦点的周围；所述试验件管路(4)在所述第二抛物面镜O)的焦点处折返。
3.根据权利要求2所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜O)的焦距相等；所述第一抛物面镜(1)的焦距与所述辐射加热管C3)的管径之比为20 1 100 1。
4.根据权利要求3所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜(1)的焦距与所述辐射加热管(3)的管径之比为50 1。
5.根据权利要求1所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜( 均为凹柱面镜；所述辐射加热管(3)为圆柱形加热管，所述辐射加热管(3)的长度等于或者小于所述第一抛物面镜(1)的长度，多个所述辐射加热管C3)均勻地设置在所述第一抛物面镜(1) 的焦点的周围；所述试验件管路(4)为长条形管路，所述试验件管路的轴线与所述第二抛物面镜 (2)的焦点同轴。
6.根据权利要求1所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜⑴和所述第二抛物面镜⑵之间无间距设置。
7.根据权利要求1所述的红外辐射加热装置，其特征在于，所述第一抛物面镜(1)和所述第二抛物面镜( 使用高反射率材料制作。
全文摘要
本发明提供了一种红外辐射加热装置，包括第一抛物面镜(1)和第二抛物面镜(2)，第一抛物面镜(1)和第二抛物面镜(2)的焦点在同一轴线上、且镜面相对设置，第一抛物面镜(1)的焦点周围设置有多个红外辐射加热管(3)，第二抛物面镜(2)的焦点处设置有试验件管路(4)。本发明的红外辐射加热装置由于使用两个相对设置的抛物面镜，利用光学反射原理，实现较低功率条件下热流密度的大幅提高，大大提高了热功率的利用率，使得红外辐射加热装置应用于超临界煤油加热试验变得可行；另一方面，该红外辐射加热装置相对于电加热装置，更加安全，需要的功率也较小。
文档编号H05B3/02GK102497681SQ201110432978
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者刘卫东, 杨小柱, 梁剑寒, 潘余, 王振国 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学