一种超导热压力加热锅的制作方法

文档序号:1493619阅读:177来源:国知局
专利名称:一种超导热压力加热锅的制作方法
一种超导热压力加热锅
技术领域
本发明属于工程热物理技术领域,具体涉及一种工艺加热设备。背景技术
传统的工艺加热设备,基本采用辐射、导热、以及单纯的热空气对流 来实现对锅体的加热(如燃气、燃煤、电磁等)。由传热学及热力学原理知,以上的导热 方式往往存在较大的传热温差、较大的传热热阻,而导热温差越大不可逆性越大则热量传
递过程中的火用(yong)损失亦愈大[1]。因此传统的工艺加热设备本身就存在着能量利用
不合理,热效率低下,热量传递不稳定的缺陷。特别是在某些需要大规模使用的场合(如 食品加工、医疗医药、化工等领域),传统设备对能源造成了极大的浪费,某些燃料加热 设备对环境污染严重,甚至还存在一定的安全隐患。

发明内容本发明目的是为了克服以上所述传统工艺加热设备的缺点,最大限度 的实现传热过程的可逆性,提供一种超导热压力加热锅。
本发明引入沸腾——凝结两相流恒温换热理念,采用热管导热原理,能够解决传统 工艺加热设备的弊端。
热管导热原理[2,3]说明
热管的结构如图2所示,热管壳体15的两端封死,封死前先将管内抽真空,灌入适 量的工作液体16。工作时,热管底部的工作液受到管外热源加热,工作液蒸发,其蒸汽 上升到上部的冷凝段17时被管外的冷流体冷却而凝结,同时将热量传递给管外流体,而 凝结液在重力作用下沿内壁流下返回到加热段14从而完成一个循环。这样,通过工作液
的不断蒸发、凝结,把热管下半部的热量连续无温差地传递到热管上半部的冷源中去。在
一定情况下,热管的导热能力是铜的1490倍[4],热管的这种特别优良的导热性能,又被 称之为"超导热性",它实现了几乎没有温差的导热。
本发明提供的超导热压力加热锅,包括一个锅内筒和一个锅外筒,锅内筒和锅外筒 之间形成一个负压密封夹套,构成热管导热体系,夹套底部安装有电加热管,电加热管置 于夹套底部的工作液液面之下,构成了加热段,夹套的上部构成了冷凝段;锅内筒上方安 装密封锅盖。
在锅外筒的外部设置有一个外壳,锅外筒与外壳之间填充有保温层。夹套内底部液 面还安有微型浮子液位传感器和温度传感器。
本发明的优点和积极效果
本发明设备运用了热管超导热性换热、沸腾——凝结两相流恒温换热,电直接加热 工作液,较电先加热容器,容器再加热水的加热方式电热转换效率高,从根本上解决了传 统传热效率低下,能源浪费严重的弊端;同时,与使用燃料的加热装置相比,绿色、环保、 无污染。另一方面,由于本设备的特殊结构和先进原理,具有易于操作、电控、安全可靠
3的特性,使本设备不仅仅特别适用于食品加工、尤其是卤制品行业,另外对于化工、医药、 印染等领域也有极大的实用价值。

图1是本发明超导热压力加热锅结构示意图; 图2是热管结构示意图。
图中,l低水位线,2温度传感器,3高水位线,4安全阀,5压力表,6锅盖,7被 加热物料,8锅内筒,9水位计,IO保温层,ll电加热管,12锅外筒,13外壳;14加热 段,15壳体,16工作液体,17冷凝段。
具体实施方式
实施例1:
如图1所示,本发明提供的超导热压力加热锅,包括一个锅内筒8和一个锅外筒12, 锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套,构成热管导热体系。在夹套的底部安装有电 加热管11,电加热管置于夹套底部的工作液(如蒸馏水)液面之下(工作液液面包括低水 位液面1和高水位液面3,这里指低水位液面l),构成了加热段,夹套的上部构成了冷凝 段;锅内筒上方安装密封锅盖6,以及安全阀4和压力表5。
在锅外筒12的外部设置有一个外壳13,锅外筒与外壳之间填充有保温层10。夹套 内底部液面还安有微型浮子液位传感器9和温度传感器2。
本设备主体结构由锅内筒、锅外筒以及外壳、电热管等组成,内外筒之间的夹套构成 了热管导热体系,夹套是热管的冷凝段,电加热管及工作液构成了加热段。设备运行前, 在电加热管所处空间内注入一定量的工作液(蒸馏水),设备运行时,电加热管产生的热 量将工作液汽化,汽化蒸汽上升遇到温度相对较低的内锅筒时,凝结放热,尔后在重力作 用下流回下层空间,如此循环,就实现了热量的高效、稳定的传递,从而使被加热物料7 达到加热目的。
参考文献
1朱明善,刘颖,林兆庄.工程热力学.北京清华大学出版社,1995.311
2吴存真,刘光辉.热管在热能工程中的应用.水利电力出版社,1993
3庄俊,徐通明,石寿椿.热关与热管换热器.上海上海交通大学出版社,1989
4杨世铭,陶文铨.传热学(第三版)P376~379,北京高等教育出版社,2006.4。
权利要求
1、一种超导热压力加热锅,其特征在于该超导热压力加热锅包括一个锅内筒和一个锅外筒,锅内筒和锅外筒之间形成一个负压密封夹套,构成热管导热体系,夹套底部安装有电加热管,电加热管置于夹套底部的工作液液面之下,构成了加热段,夹套的上部构成了冷凝段;锅内筒上方安装密封锅盖。
2、 根据权利要求1所述的超导热压力加热锅,其特征在于锅外筒的外部设置有一个 外壳,锅外筒与外壳之间填充有保温层。
3、 根据权利要求1或2所述的超导热压力加热锅,其特征在于夹套内底部液面还安 有微型浮子液位传感器和温度传感器。
全文摘要
一种超导热压力加热锅,包括一个锅内筒和一个锅外筒,锅内外筒之间形成一个负压密封夹套,构成热管导热体系,夹套底部安装有电加热管,电加热管置于夹套底部的工作液液面之下,构成了加热段,夹套的上部构成了冷凝段;锅内筒上方安装密封锅盖。本发明运用了热管超导热性换热、沸腾——凝结两相流恒温换热,电直接加热工作液,较电先加热容器,容器再加热水的加热方式电热转换效率高,从根本上解决了传统传热效率低下,能源浪费严重的弊端;同时,与使用燃料的加热装置相比,绿色、环保、无污染。且具有易于操作、电控、安全可靠的特性,使本设备不仅特别适用于食品加工、尤其是卤制品行业,对化工、医药、印染等领域也有极大的实用价值。
文档编号A47J27/08GK101507573SQ20091006824
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者焦士龙 申请人:天津理工大学
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