一种加热单元、网式空气加热器及其安装方法

本发明涉及管道空气快速加热设备领域，特别是涉及一种加热单元、网式空气加热器及其安装方法。

背景技术：

1、管道空气加热是为气体供给处提供具有一定温度的气体来源，目前管道加热一般采用电加热设备，包括卧式管道电加热器和立式管道电加热器等，其发热元件为不锈钢电加热管，电加热器内具有导流板，能够延长气体的加热时间，对气体进行充分加热。

2、在一些场景下，需要在短时间内加热管道内部空气，上述设备无法满足要求，为此专利202010676074.2公开一种旋转条件下透平叶片前缘冷却测试的实验系统及方法，其利用丝网加热器实现冷态空气温度阶跃。

3、在加热器设计过程中，加热元件的电阻直接决定了在固有条件下加热器的加热功率与使用寿命。然而，在上述专利以及现有的一些丝网空气加热器中，丝网加热器的加热元件电阻和加热功率固定，无法加装和拆卸加热元件或加装和拆卸的难度较高，导致丝网加热器的加热元件电阻和加热功率不易调节，在不同场景下应用的灵活性较差。

4、有鉴于此，如何提供一种便于调节加热元件电阻，提高不同场景适用性的网式空气加热设备，是本领域亟需解决的一个技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种加热单元、网式空气加热器及其安装方法以解决上述现有技术存在的问题，使加热元件单元化，能够便捷的加装或拆卸加热元件，在各种使用场景下都能进行适应性调整。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种加热单元，包括：加热丝网，所述加热丝网为能够通电加热的金属丝网；串联铜板，所述串联铜板分为两组，两组所述串联铜板对称设置于所述加热丝网的正面和背面；每组所述串联铜板有多个，多个所述串联铜板靠近所述加热丝网的上边缘和下边缘设置；单元夹持法兰，所述单元夹持法兰为中部贯穿的框架型结构，所述单元夹持法兰有两个，所述加热丝网和所述串联铜板位于两个所述单元夹持法兰之间，所述单元夹持法兰能够夹紧所述串联铜板和所述加热丝网；所述加热丝网、串联铜板和单元夹持法兰组成加热单元，相邻所述加热单元的单元夹持法兰之间能够可拆卸连接，相邻所述加热单元的串联铜板之间能够串联。

3、本发明的有益效果是：将空气加热器内的加热元件单元化，加热单元之间能够可拆卸连接，也能够串联，实际应用时，可根据具体场景需求灵活的拆卸或加装加热单元，控制加热单元的总电阻，更好的匹配场景所需功率，进而实现以精确的功率快速加热管道内空气的技术效果，其具有良好的应用前景和适用范围。

4、进一步的，还包括第一螺栓，所述单元夹持法兰贯穿前后表面设置有固定孔，同一加热单元内两个所述单元夹持法兰的固定孔位置对应，所述第一螺栓贯穿所述加热丝网和所述串联铜板，其两端分别位于同一加热单元的两个相对应的固定孔内，所述第一螺栓与第一螺母螺纹连接。

5、第一螺栓的作用在于对单个加热单元进行内部固定，使加热丝网、串联铜板和单元夹持法兰紧密贴合，提高产品稳定性。

6、进一步的，还包括串联铜块，所述单元夹持法兰贯穿前后表面设置有串联孔，相邻两个加热单元的单元夹持法兰抵接且串联孔位置对应，所述串联铜块设置于相邻两个加热单元的串联孔内，所述串联铜块的两端头分别与相邻两个加热单元的加热丝网及串联铜板串联。

7、进一步的，在同一加热单元内，两个单元夹持法兰的串联孔分别与靠近所述加热丝网上边缘的串联铜板以及靠近所述加热丝网下边缘的串联铜板位置对应。

8、串联铜块的作用在于使相邻两个加热单元的加热丝网串联，串联的加热单元越多则整体加热单元的电阻越大；串联铜块作为相邻两个加热单元的电连接件，是电流的必经元件，若两个串联铜块的距离较近则会造成部分加热丝网短路，电流无法经过全部加热丝网，因此在同一加热单元内，两个串联孔应当上下错位设置，使电流从一端进入，流经整个加热丝网后从另一端流出。

9、进一步的，还包括第二螺栓，所述单元夹持法兰贯穿前后表面设置有连接孔，相邻两个加热单元的单元夹持法兰抵接且连接孔位置对应；所述第二螺栓贯穿相邻两加热单元的加热丝网和串联铜板，其两端设置于相邻两加热单元距离最远的两个相对应的连接孔内，所述第二螺栓与第二螺母螺纹连接。

10、第二螺栓的作用在于对多个加热单元进行内部固定，使多个加热单元紧密贴合，进一步提高产品的稳定性。

11、优选的，所述串联铜板有两组，每组有两块，两块串联铜板分别靠近所述加热丝网的上边缘和下边缘设置。

12、本发明还提供了一种网式空气加热器，包括所述加热单元，所述加热单元有多个，多个加热单元依次排列设置，相邻所述加热单元的单元夹持法兰可拆卸连接，相邻所述加热单元的串联铜板串联；靠近外侧的所述单元夹持法兰向外延伸形成安装部，所述安装部能够与空气管道连接；靠近外侧的所述串联铜板向外延伸形成接线部，所述接线部与外部电源电连接。

13、进一步的，多个所述加热单元的加热丝网形状、材料相同，等效电阻相同。

14、将所有加热单元的加热丝网设置为形状、材料相同有利于实际应用时快速计算总电阻及功率。

15、本发明还提供一种网式空气加热器的安装方法，包括以下步骤：

16、s1：将一个单元夹持法兰平放；将一组串联铜板靠近所述单元夹持法兰的上侧边和下侧边放置；将加热丝网放置在该组串联铜板上，使该组串联铜板靠近所述加热丝网背面的上边缘和下边缘设置；将另一组串联铜板对称设置于所述加热丝网的正面；将另一个单元夹持法兰平放在最上面，使得两个单元夹持法兰位置对应，将第一螺栓贯穿所述串联铜板和所述加热丝网并插入两个所述单元夹持法兰的固定孔内，旋入第一螺母，通过两个所述单元夹持法兰将内部的串联铜板及加热丝网夹紧，组成一个加热单元；

17、s2：重复步骤s1，得到多个所述加热单元；

18、s3：将s2得到的多个所述加热单元依次排列，使多个所述加热单元的单元夹持法兰相邻设置，在相邻两个所述加热单元的串联孔内放入串联铜块，使得串联铜块两端头分别与相邻两个加热单元的加热丝网及串联铜板串联；

19、s4：将第二螺栓插入两个相邻加热单元距离最远且位置对应的连接孔内，第二螺栓依次贯穿两个所述加热单元的加热丝网及串联铜板，旋入第二螺母，使得多个加热单元夹紧。

技术特征：

1.一种加热单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种加热单元，其特征在于，还包括第一螺栓(7)，所述单元夹持法兰(2)贯穿前后表面设置有固定孔(b)，同一加热单元内两个所述单元夹持法兰(2)的固定孔(b)位置对应，所述第一螺栓(7)贯穿所述加热丝网(6)和所述串联铜板(4)，其两端分别位于同一加热单元的两个相对应的固定孔(b)内，所述第一螺栓(7)与第一螺母螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种加热单元，其特征在于，还包括串联铜块(5)，所述单元夹持法兰(2)贯穿前后表面设置有串联孔(a)，相邻两个加热单元的单元夹持法兰(2)抵接且串联孔(a)位置对应，所述串联铜块(5)设置于相邻两个加热单元的串联孔(a)内，所述串联铜块(5)的两端头分别与相邻两个加热单元的加热丝网(6)及串联铜板(4)串联。

4.权利要求3所述的一种加热单元，其特征在于，在同一加热单元内，两个单元夹持法兰(2)的串联孔(a)分别与靠近所述加热丝网(6)上边缘的串联铜板(4)以及靠近所述加热丝网(6)下边缘的串联铜板(4)位置对应。

5.根据权利要求1所述的一种加热单元，其特征在于，还包括第二螺栓(8)，所述单元夹持法兰(2)贯穿前后表面设置有连接孔(c)，相邻两个加热单元的单元夹持法兰(2)抵接且连接孔(c)位置对应；所述第二螺栓(8)贯穿相邻两加热单元的加热丝网(6)和串联铜板(4)，其两端设置于相邻两加热单元距离最远的两个相对应的连接孔(c)内，所述第二螺栓(8)与第二螺母螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种加热单元，其特征在于，所述串联铜板(4)有两组，每组有两块，两块串联铜板(4)分别靠近所述加热丝网(6)的上边缘和下边缘设置。

7.一种网式空气加热器，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的加热单元，所述加热单元有多个，多个加热单元依次排列设置，相邻所述加热单元的单元夹持法兰(2)可拆卸连接，相邻所述加热单元的串联铜板(4)串联；靠近外侧的所述单元夹持法兰(2)向外延伸形成安装部(1)，所述安装部(1)能够与空气管道连接；靠近外侧的所述串联铜板(4)向外延伸形成接线部(3)，所述接线部(3)与外部电源电连接。

8.根据权利要求7所述的一种网式空气加热器，其特征在于，多个所述加热单元的加热丝网(6)形状、材料相同，等效电阻相同。

9.一种网式空气加热器的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种加热单元，包括：加热丝网，串联铜板，串联铜板分为两组，两组串联铜板对称设置于加热丝网的正面和背面，单元夹持法兰，单元夹持法兰为中部贯穿的框架型结构，加热丝网和串联铜板位于两个单元夹持法兰之间，单元夹持法兰能够夹紧串联铜板和加热丝网，相邻加热单元的单元夹持法兰之间能够可拆卸连接，相邻加热单元的串联铜板之间能够串联；将空气加热器内的加热元件单元化，加热单元之间能够可拆卸连接，也能够串联，实际应用时，可根据具体场景需求灵活的拆卸或加装加热单元，控制加热单元的总电阻，更好的匹配场景所需功率，进而实现以精确的功率快速加热管道内空气的技术效果，其具有良好的应用前景和适用范围。

技术研发人员：谢刚,楼雨杼,李海旺,周志宇,孟龙,陶智
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14