罐型发热器的制作方法

本发明涉及发热技术领域，尤其是涉及一种罐型发热器。

背景技术：

目前我国在生产制造业、服务业、民生生活等各领域中，大范围的使用锅炉获取热能。锅炉是一种以燃烧燃料为加热方式而取得热量的装置。所述的燃料包括天然气、煤炭、燃油、木柴、生物质颗粒、甲醇。使用这些燃料燃烧加热的锅炉缺陷如下：燃烧反应不充分，出现不完全燃烧；再者会释放有害物质，如：氧化硫，氧化氮，一氧化碳，细微颗粒物等，严重影响了空气质量，破坏环境。虽然天然气燃烧虽然相对洁净，但是其管网多数集中在城市中心，难以覆盖全部范围。

目前现有的氧化发热反应装置，与传统锅炉相比，其环保性能较好，但例如盘管式发热反应装置，由于结构复杂，涉及多种高难度异形管的结合，对材料强度，精度要求高，制造工艺难度大，而且在制造生产过程中，困难多，弊端多，易变形等缺点。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的氧化发热反应装置结构复杂，制造工艺难度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种罐型发热器，以解决现有技术中存在的氧化发热反应装置结构复杂，制造工艺难度大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的罐型发热器，包括腔体相互隔离的热量产生罐体和导热介质罐体，所述热量产生罐体包括相互连通的内层发热罐和外层发热罐，所述导热介质罐体包括相互连通的介质内层罐和介质外层罐，所述内层发热罐、所述介质内层罐、所述外层发热罐、所述介质外层罐从内至外层叠套设在一起；

所述导热介质罐体上存在允许导热介质流入和流出所述导热介质罐体的导热介质入口和导热介质出口；物料在所述热量产生罐体内发生氧化反应所释放的热量能被所述导热介质罐体内的所述导热介质吸收。

进一步，所述罐型发热器为罐型甲醇催化发热器，所述热量产生罐体内填充有能对所述物料的氧化反应进行催化作用的催化剂，所述物料为甲醇气体。

进一步，所述热量产生罐体上还存在供所述物料进出的气体入口和供废气排出的气体出口，所述气体入口和所述气体出口分别开设在所述内层发热罐和所述外层发热罐的顶面；或者，所述气体入口和所述气体出口分别开设在所述外层发热罐和所述内层发热罐的顶面。

进一步，所述气体出口与大气相连通，所述气体出口上罩设有罩板，所述罩板上均匀分布有出气孔。

进一步，所述内层发热罐底部为敞口且所述内层发热罐通过所述敞口与所述外层发热罐相连通。

进一步，所述介质内层罐和所述介质外层罐的顶端相连通。

进一步，所述外层发热罐和所述介质内层罐顶端侧壁之间还设有导热介质连通管，所述介质外层罐和所述外层发热罐之间的腔室通过所述导热介质连通管与所述介质内层罐和所述内层发热罐之间的腔室相连通。

进一步，所述导热介质入口开设在所述介质外层罐的底部，所述导热介质入口和所述内层发热罐之间还设置有导热介质输入管，所述导热介质输入管依次贯穿所述介质内层罐和所述内层发热罐的底部，并沿述所述内层发热罐的长度方向延伸至靠近所述介质内层罐顶部的所述内层发热罐的侧壁，所述导热介质入口通过所述导热介质输入管与所述介质内层罐和所述内层发热罐之间的腔室相连通。

进一步，所述导热介质出口开设在所述介质外层罐的顶端。

进一步，所述导热介质入口开设在所述介质外层罐的顶端；所述导热介质出口开设在所述介质外层罐的底部，所述导热介质出口和所述内层发热罐之间还设置有导热介质输入管，所述导热介质输入管依次贯穿所述介质内层罐和所述内层发热罐的底部，并沿述所述内层发热罐的长度方向延伸至靠近所述介质内层罐顶部的所述内层发热罐的侧壁，所述导热介质出口通过所述导热介质输入管与所述介质内层罐和所述内层发热罐之间的腔室相连通。

本发明的有益效果为：本发明的罐型发热器，包括从内至外层叠套设在一起的内层发热罐、介质内层罐、外层发热罐和介质外层罐；这样在使热量产生罐全方位地被导热介质罐体包围从而保证了物料发生氧化反应所产生的热量与导热介质罐体内的导热介质产生充分热交换的前提之下，彼此层叠套设在一起的罐体取消了螺旋盘管，采取了新的连接方式，跟盘管式发热器相比，大大降低了加工制造的难度，既减少了加工时候的耗材，降低了材料要求，精度要求下降，成本降低，大幅度减少了生产误差的产生，更加适应市场环境，更具市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明罐型发热器的局部剖视立体图；

图2是本发明罐型发热器的仰视图；

图3是本发明罐型发热器在图2中的f-f剖面图。

图中11、内层发热罐；12、外层发热罐；21、介质内层罐；22、介质外层罐；31、气体入口；32、气体出口；33、罩板；331、出气孔；41、导热介质入口；42、导热介质出口；51、导热介质连通管；52、导热介质输入管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1-图3所示，本发明提供了一种罐型发热器，包括腔体相互隔离的热量产生罐体和导热介质罐体，热量产生罐体包括相互连通的内层发热罐11和外层发热罐12，导热介质罐体包括相互连通的介质内层罐21和介质外层罐22，内层发热罐11、介质内层罐21、外层发热罐12、介质外层罐22从内至外层叠套设在一起；

导热介质罐体上存在允许导热介质流入和流出导热介质罐体的导热介质入口41和导热介质出口42；物料在热量产生罐体内发生氧化反应所释放的热量能被导热介质罐体内的导热介质吸收。

本发明的罐型发热器，包括从内至外层叠套设在一起的内层发热罐11、介质内层罐21、外层发热罐12和介质外层罐22；这样使热量产生罐全方位地被导热介质罐体包围，保证了物料发生氧化反应所产生的热量能充分被导热介质罐体吸收；彼此层叠套设在一起罐体之间采用了新的连接方式，跟盘管式发热器相比，层叠套设的罐体取消了螺旋盘管，大大降低了加工难度，既减少了加工时候的耗材，降低了材料要求；

层叠套设的罐体又允许设备进一步小型化，因为当罐体小于40厘米时，螺旋盘管因为连接处太窄无法焊接，而多层套管可以；小型化的罐型发热器适用于多种应用场合，而且加工、维修、安装、拆卸、及运输都更加方便；

本发明的罐型发热器保持了非常大的换热面积，提高了换热效率和能源利用率：在桶体长1米的情况下，布设有单层螺旋盘管的发热装置的换热面积为(0.15平方米)，而本发明的罐型发热器的换热面积为(0.81平方米)；

与盘管式发热装置相比，罐型发热器的导热介质罐体容积较大，保有了较大的导热介质缓冲量，存蓄了更多热量，可以应对多种应用需求，比如更多的导热介质缓冲量可以保证导热介质在供热循环并将热量导入用热单元时温度下降速率较慢，减少装置达到目标温度后的启停次数，从而减少开关，阀门等易损零部件的消耗，为设备寿命提供保证；

本发明的结构和新的连接方式与原有的盘管式发热装置相比，制造难度下降，工差要求下降，精度要求下降，成本降低，大幅度减少了生产误差的产生，更加适应市场环境，更具市场竞争力。

作为可选地实施方式，罐型发热器为罐型甲醇催化发热器，热量产生罐体内填充有能对物料的氧化反应进行催化作用的催化剂，物料为甲醇气体。

甲醇气体发生氧化反应后的产物相对洁净，排放污染小，对环境友好，而且在催化剂的催化作用之下其氧化反应效率高，发热量大，因此用于本发明的罐型发热器较为理想。

作为可选地实施方式，热量产生罐体上还存在供物料进出的气体入口31和供废气排出的气体出口32，气体入口31和气体出口32分别开设在内层发热罐11和外层发热罐12的顶面；或者，气体入口31和气体出口32分别开设在外层发热罐12和内层发热罐11的顶面。

为了使氧化放热反应能够持续，在热量产生罐体上设置了供物料进出的气体入口31和供废气排出的气体出口32，如图1和图3所示，气体入口31和气体出口32分别开设在内层发热罐11和外层发热罐12的顶部；当然，也可以将气体入口31和气体出口32互换，即：将开设在内层发热罐11顶部的开口作为气体出口32，将开设在外层发热罐12顶部的开口作为气体入口31，为了简化起见，气体入口31和气体出口32互换的实施例未在图中示出。

作为可选地实施方式，气体出口32与大气相连通，气体出口32上罩设有罩板33，罩板33上均匀分布有出气孔331。

由于甲醇发生氧化反应产生的废气污染物较少，可以将其产生的废气直接排放至大气，因此将气体出口32与大气相连通；由于外层发热罐12内填充有催化剂，因此在气体出口32上罩设有罩板33，这样可以将催化剂限制在外层发热罐12内，而废气可以通过罩板33上均匀分布的出气孔331排出。

作为可选地实施方式，内层发热罐11底部为敞口且内层发热罐11通过敞口与外层发热罐12相连通。

为了实现内层发热罐11与外层发热罐12之间的连通，将内层发热罐11的底部与外层发热罐12的底部之间设置有间隙，并将内层发热罐11的底部设置为敞口，这样最大限度地保证了内层发热罐11与外层发热罐12之间气体流动的畅通，热量产生罐体的气体输入和气体排出也就相对畅通。

作为可选地实施方式，介质内层罐21和介质外层罐22的顶端相连通。

为了使介质内层罐21和介质外层罐22相连通，将介质内层罐21和介质外层罐22的顶端相连通，这样介质内层罐21(介质外层罐22)被充满或者基本充满之后，导热介质从高位流入介质外层罐22(介质内层罐21)，避免了由于首次运行需要排空介质内层罐21和介质外层罐22内的空气而增加的压力。具体的方法是：在介质内层罐21和介质外层罐22各自的顶面之间使用管道连通，或者在两者的顶端侧壁之间使用管道连通，采取哪种方法要取决于具体的加工工艺等场景等限制条件。

作为可选地实施方式，外层发热罐12和介质内层罐21顶端侧壁之间还设有导热介质连通管51，介质外层罐22和外层发热罐12之间的腔室通过导热介质连通管51与介质内层罐21和内层发热罐11之间的腔室相连通。

因为内层发热罐11和介质内层罐21形成的腔体的顶面面积较小，将导热介质连通管51设置在其上会使加工工艺复杂，且其罐体的安全性会被降低，因此选择次优方法，即将导热介质连通管51设置在外层发热罐12和介质内层罐21顶端侧壁之间。

作为可选地实施方式，导热介质入口41开设在介质外层罐22的底部，导热介质入口41和内层发热罐11之间还设置有导热介质输入管52，导热介质输入管52依次贯穿介质内层罐21和内层发热罐11的底部，并沿内层发热罐11的长度方向延伸至靠近介质内层罐21顶部的内层发热罐11的侧壁，导热介质入口41通过导热介质输入管52与介质内层罐21和内层发热罐11之间的腔室相连通。

为了使热量产生罐体产生的热量能够被导热介质更高效地吸收，开设在介质外层罐22的底部的导热介质入口41和内层发热罐11之间还设置有导热介质输入管52，这样导热介质从导热介质入口41通过导热介质输入管52进入到介质内层罐21和内层发热罐11之间的腔室的过程中，沿内层发热罐11的长度方向吸收了内层发热罐11内的热量，而导热介质输入管52的表面积即为增加的换热面积，这样进一步提高了导热介质的吸热效率和吸热量。

作为可选地实施方式，导热介质出口42开设在导热介质外罐的顶端。

将导热介质出口42开设在导热介质外罐的顶端，可以使介质内层罐21和介质外层罐22处于充满或者基本充满的状态之后，导热介质才会从顶端排出，这样能够保证罐型发热器内的导热介质存储量处于较大的状态；导热介质出口42可以设置在导热介质外罐的顶端侧壁，或者设置在导热介质外罐的顶面上。

作为可选地实施方式，导热介质入口41开设在介质外层罐22的顶端；导热介质出口42开设在介质外层罐22的底部，导热介质出口42和内层发热罐11之间还设置有导热介质输入管52，导热介质输入管52依次贯穿介质内层罐21和内层发热罐11的底部，并沿述内层发热罐11的长度方向延伸至靠近介质内层罐21顶部的内层发热罐11的侧壁，导热介质出口42通过导热介质输入管52与介质内层罐21和内层发热罐11之间的腔室相连通。

另一种实施例为：可以将导热介质入口41和导热介质出口42互换，即：将导热介质出口42设置在介质外层罐22的底部，相应地，将导热介质入口41开设在导热介质外罐的顶端，这种情况下，导热介质入口41处的输入压力需要足够大才能将导热介质罐体内的空气排空，因此该实施例可以适用在对导热介质入口41和导热介质出口42的位置有特殊需求的情况；为了简化起见，导热介质入口41和导热介质出口42互换的实施例未在图中示出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。