专利名称：余热升温器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体或液体余热利用的升温器，具体地说它是一种余热升温
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背景技术：
在已有技术中，余热利用大部分都是高温介质通过热对流、热传导和热辐射三种 传热方式将热传递到低温介质，并且以热对流为主导传热方式。如化工领域常用的换热 器，它将高温介质与低温介质在换热器中进行热对流接触，使高温介质得到降温，而低温介 质得到升温，当高温介质将热传递到低温介质后，它自身也就变成低温介质，一般就不再利 用了，因此，大量100°c以下的余热资源没有得到很好地利用。
实用新型内容本实用新型的目的是针对已有技术的现状，提供一种余热升温器，从而更好的利 用100°C以下的低温余热资源。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下它具有一个真空绝热外壳，在该真空绝热外壳中设有一个中心球壳和至少一个同 心相套的外球壳，所述中心球壳的内腔为介质A的流动腔，具有温度Tl，同时在该中心球壳 上连有介质A的进口引管和出口引管，所述中心球壳与外球壳之间的腔体为真空辐射腔， 所述外球壳与真空绝热外壳之间为介质B的升温腔，具有温度T2，同时在所述的升温腔上 连有介质B的进口引管和出口引管或热量输出器。本实用新型进一步改进的技术方案如下在所述外球壳的外表面固联有多个勻布的导热片。在所述的真空绝热外壳的外表面设有绝热材料层。通过上述技术方案可以看出，本实用新型建立了一个真空升温系统，整个系统与 环境真空绝热，其中两个球壳之间也用真空隔离，从而杜绝了两个球壳之间的热对流传热。 这样，就造成了两个球壳之间以热辐射为主导的传热环境。在这一环境中，中心球壳小，外 球壳大，故中心球壳的热可以全部辐射到外球壳，而外球壳的热尽管温度高，但却只能有一 部分辐射到中心球壳，另一部分辐射到自身，这样就在两球壳之间形成了热辐射差，即中心 球壳辐射给外壳球的热量多，而外壳球辐射给中心球壳的热量少。因此，外球壳以外的升温 腔7被升温。当系统达到热平衡后，中心球壳辐射给外壳球的热量等于外球壳辐射给中心 球壳的热量，且升温腔中介质B的温度T2高于中心球壳内介质A的温度Tl，从而达到升温 的目的。本实用新型还具有结构简单，容易实现的优点，可广泛应用于石化领域。
图1、本实用新型的整体结构示意图。图2、两个同心球壳上点元相互辐射示意图。[0012]图3、本实用新型的整体结构示意图之二。
具体实施方式
参见图1，它具有一个真空绝热外壳1，在该真空绝热外壳1中设有一个中心球壳 2和至少一个同心相套的外球壳3，所述的中心球壳2的内腔为介质A的流动腔，具有温度 Tl，同时该介质A流动腔上连有介质A的进口引管4和出口引管5，所述中心球壳2与外球 壳3之间的腔体为真空腔6，它可以与真空绝热外壳1的真空腔相通，从而使结构简单；所 述外球壳3与真空绝热外壳1之间为介质B的升温腔7，具有温度T2，同时，介质B的升温 腔7上连有介质B的进口引管8和出口管9或热能输出器。为了保证真空度，所有的进口 引管和出口弓丨管与真空绝热外壳1之间为封密连接。本升温器工作时，用一种低温介质(液体或气体)从总入口 13灌入，则该低温介 质通过进口管4、8分别进入升温腔7和中心球壳2内，升温腔被灌满，形成静止的介质B，中 心球壳也被灌满，形成流动的介质A，从而构成完整的升温器系统。由于本升温器系统采用 了真空绝热外壳1，并且所述的进、出口引管采用了密封安装，在确保真空度和密封良好的 情况下，可以认为升温腔7与外界环境处于真空绝热状态，无热量交换。此时，外球壳3的内 表面与中心球壳2的外表面之间只存在一种热辐射的换热方式，又由于介质A是流动的，它 在流经中心球壳的过程中不断地损失热量，所损失的热量即是它向外球壳辐射的热量。与 此同时，外球壳也向中心球壳辐射热量。参见图2，图中显示了外球壳3和中心球壳2上一对点元的辐射状态，其中虚线为 中心球壳向外球壳的辐射线，实线为外球壳向中心球壳的辐射线。由于中心球壳小，外球壳 大，故中心球壳任意一个辐射元的热量可以全部辐射给外球壳，而外球壳上任意一个辐射 元的热量却只有一部分辐射到中心球壳，大部分热量都辐射到自身(这里只针对一次辐射 过程而言)。因此，在一次辐射过程中，中心球壳辐射的热量Ql全部传递给外球壳，而外球 壳辐射的热量Q2只有一部分传递给中心球壳，大部分传递给自身。这样，就在两球之间形 成了热辐射差，即中心球壳辐射给外壳球的热量多，而外壳球辐射给中心球壳的热量少，因 此，外球壳以外的升温腔7被热辐射升温。经过一段时间的热辐射换热后，两个球的温度不 再发生变化，也就是在单位时间内外球壳3辐射给中心球壳2的热量Q2正好等于中心球壳 辐射给外球壳的热量Q1，此时两个球壳各自的净换热量为零，则两个球壳达到热平衡。这 时，介质B的温度T2比介质A的温度Tl高，并可平稳保持这种状态，热辐射的理论计算与 实时的温度测量都证明了这一点，从而达到了余热升温之目的。介质B升温后，可打开阀门 12，从出口引管9处引出已被热辐射加热的介质B进行利用。然后再进行下一个升温过程。为了加强外球壳3的热传递，在所述的外球壳外表面设有导热片10，使外球壳3上 的热量还可通过导热片以热传导的方式传递给介质B。为了使本升温器系统与环境之间更好地绝热，在所述的真空绝热外壳1的外表面 设有绝热材料层11。参见图3，所述的介质B与介质A可以是温度不同的两种介质，介质B的温度T2可 以比介质A的温度Tl低，介质B从进口引管8灌入升温腔7，灌满后处于静止，而介质A从 中心球壳进口管4灌入中心球壳2，并不断流动。当达到热平衡后，T2仍高于Tl。如果介质B的温度T2开始就比介质A的温度Tl高，当达到热平衡后，T2温度会
4更高。
权利要求1.一种余热升温器，其特征是它具有一个真空绝热外壳(1)，在该真空绝热外壳中设 有一个中心球壳( 和至少一个同心相套的外球壳(3)，所述中心球壳的内腔为介质A的流 动腔，具有温度Tl，同时在该中心球壳上连有介质A的进口引管(4)和出口引管(5)，所述 中心球壳⑵与外球壳⑶之间的腔体为真空辐射腔(6)，所述外球壳(3)与真空绝热外壳 (1)之间为介质B的升温腔(7)，具有温度T2，同时在所述的升温腔(7)上连有介质B的进 口引管(8)和出口引管(9)或热量输出器。
2.根据权利要求1所述的余热升温器，其特征是在所述外球壳(3)的外表面固联有 多个勻布的导热片(10)。
3.根据权利要求1或2所述的余热升温器，其特征是在所述的真空绝热外壳(1)的 外表面设有绝热材料层(11)。
专利摘要本实用新型是一种余热升温器，它具有一个真空绝热外壳，在该真空绝热外壳中设有一个中心球壳和一个外球壳，中心球壳的内腔为介质A的流动腔，具有温度T1，中心球壳与外球壳之间的腔体为真空辐射腔，所述外球壳与真空绝热外壳之间为介质B的升温腔，具有温度T2。本实用新型建立了一个真空升温系统，整个系统与环境绝热，两个球壳之间也用真空隔离，从而杜绝了两个球壳之间的热对流传热，而主要以热辐射传热形式存在。由于中心球壳小，外球壳大，故中心球壳的热可以全部辐射到外球壳，而外球壳的热却只能一部分辐射到中心球壳，另一部分辐射到自身，利用这一热辐射差使介质B得到升温。它可使低温余热资源得到很好地利用。
文档编号F24J3/00GK201858809SQ20102056833
公开日2011年6月8日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者王文祥 申请人:王文祥