本發(fā)明涉及一種加熱器,在其內燃燒可燃物質以釋放熱。更具體地,本發(fā)明在此涉及管式輻射式加熱器,例如,用于加熱諸如工廠、機庫的工業(yè)建筑和其他大型結構,所述管式輻射式加熱器可以包括一個或多個管。
背景技術:
例如,公布號為GB2145218的英國專利申請披露了這種加熱器。已知所述加熱器通過輻射輸出加熱大型建筑物,尤其是大型工業(yè)高容積建筑物,當用于該目的時,其包括U形輻射器系統、被連接至所述輻射器管的一端的燃燒器(例如,氣體燃燒器)和設置在所述輻射器管的另一端,用于從所述管抽出燃燒氣體的風扇。U形管可以被懸掛在熱反射殼體的下方,所述熱反射殼體將所述管發(fā)出的輻射朝向地面反射。
常規(guī)的輻射式加熱器在輻射效率方面具有缺點,輻射效率是發(fā)射器(即輻射源)發(fā)出的輻射通量的量與它們所消耗的能量功率的比。圖1a和圖1b分別是已知的輻射式加熱器管的平面視圖和示意性截面圖,參考圖1a和圖1b,可以看出加熱器200包括大致為U形的加熱部件201,加熱部件201是燃燒器管,其具有大致為直線的第一部分202、殼體中的U形彎曲部203(未示出)和大致為直線的第二部分204(有時被稱為返回管),所述第二部分與所述第一部分平行。氣體燃燒器(未示出)與第一部分202在位置205處相連通,與抽氣扇在位置206處相連通,從而在使用中,燃燒氣體沿所述管以所示方向被抽出。特別參考圖1b,圖1b示出在位置X-X處的截面,燃燒氣體的最高溫度集中在管的上半部分,而下半部分的溫度較低。圖1c也示出了該效應,圖1c是第一部分202的示意性側截面圖,示出了較熱的氣體上升到管的最上層區(qū)域。
因此,上半部分發(fā)出的輻射熱需要反射性屏蔽件207,以便將該熱量導向需要的位置,例如,工業(yè)廠房的地面。雖然反射性屏蔽件207的效果很好,但會消耗額外的氣體以保證足夠的熱量由輻射裝置被轉移到下表面。
本發(fā)明的目的是提供一種改進的輻射式加熱器。
技術實現要素:
本發(fā)明的第一方面提供一種輻射式加熱器,包括:輻射式加熱部件,其形式是具有第一端和第二端的管;燃燒器,其與所述管的第一端相連通,用于將燃燒氣體輸送至所述管內;抽氣裝置,其與所述管的另一端,即第二端相連通,用于從所述管抽出燃燒氣體;以及改向部件,所述改向部件被設置在所述加熱部件管內,位于所述第一端和所述第二端之間,被設置成在使用中,將在所述管的上半部分內流動的燃燒氣體的至少一部分改向為朝向下半部分。
通過試驗已經發(fā)現,通過以這種方式將較熱的氣體轉向,可以在管的下表面上直接實現最佳的平均溫度,然后被直接朝向表面的下方輻射,避免即使最高效的反射器也會產生的反射損失和分散損失。因而需要更少的燃料來獲得改進的輻射輸出,從而降低了加熱成本。
改向部件可以包括一個或任一數目的縱向延伸的葉片,所述葉片具有從上半部分向下延伸至下半部分內的表面。
改向部件還可以包括第二或任一數目的縱向延伸的葉片,所述葉片具有從下半部分向上延伸至上半部分內的表面。
第一類型和第二類型的葉片可以圍繞公共軸線彼此徑向相對設置。
所述葉片或每個葉片可以是實質上螺旋形的。所述葉片或每個葉片可以沿其長度轉動大約180°。
所述葉片或每個葉片可以被支撐在在管內居中延伸的縱向桿上??梢栽谒鰲U上設置間隔物,所述間隔物與所述管的內徑實質上相同,從而由于所述間隔物提供的支撐,所述桿在所述管內與所述管的中心對準。間隔物可以設置在所述改向部件的桿的一端處或靠近其一端處。
改向部件可以可拆卸地位于所述管內,因此如果有需要,可以被加裝到已有的加熱器上。
可以在所述管內設置多個改向部件。改向部件可以被支撐在單個縱向桿上,而所述桿的一端包括連接裝置,以使得所述桿能夠與位于管更下游的另一個改向部件的桿相連接。
改向部件可以位于所述管內以便優(yōu)化燃燒過程。
所述管可以包括實質上為直線的第一部分和實質上為直線的第二部分,所述第一部分和所述第二部分相互大致平行并且由U形管連接,所述第一直線部分與燃燒器相連通,所述第二直線部分與抽氣裝置相連通,其中一個或多個改向部件被設置在所述第一直線部分中。
加熱器還可以包括殼體,所述殼體的下側是凹陷的,以接收設置在殼體下方的輻射式加熱部件,使得所述輻射式加熱部件的上半部分完全在凹陷部內并且下半部分的至少一部分從凹陷部向下伸出,所述凹陷部具有熱反射面,用于向下反射加熱部件的熱輻射。所述殼體可以具有使反射裙部與其附接的裝置,所述反射裙部用于聚集輻射式加熱部件發(fā)出的輻射。
本發(fā)明的另一方面提供一種改向部件或改向部件組件,其被構建和被設置用于根據前述任一限定的輻射式加熱部件之內。
本發(fā)明的另一方面提供一種輻射式加熱器,包括:大致為U形的輻射式加熱部件和改向部件,所述輻射式加熱部件包括第一直線部分、第二直線部分和互連U形部分,第一直線部分的非連接端被設置為與燃燒器相連通,第二直線部分的非連接端被設置為與抽氣裝置相連通,用于從管中抽出燃燒氣體;所述改向部件設置在所述第一直線部分中,以便在使用中,將在所述管的上半部分內流動的燃燒氣體的至少一部分改向為朝向下半部分。
所述改向部件可以包括一個或多個固定的螺旋形葉片,使得在使用中,當氣體在所述燃燒器端部和所述U形彎曲部間流動時,在管的下半部分內流動的燃燒氣體被改向為朝向上半部分以在所述第一直線部分中產生渦流效應。
本發(fā)明的另一方面包括一種提供加熱部件的方法,包括:提供由位于燃燒器和U形彎曲部之間的第一可拆卸管部分和第二可拆卸管部分形成的加熱部件;將所述第一部分和所述第二部分分開,以在每個部分中露出開口;將改向部件通過開口插入所述部分中的至少一個中,所述改向部件包括承載至少一個彎曲葉片的支撐構件,所述改向部件被設置成在使用中將流經所述管部分的燃燒氣體從上部區(qū)域改向至下部區(qū)域;和重新連接被分開的第一部分和第二部分。
附圖說明
現在參考附圖,通過非限制性示例描述本發(fā)明,其中:
圖1a至圖1c示出常規(guī)輻射式燃燒器管的不同示意圖,有助于理解本發(fā)明;
圖2是根據本發(fā)明的包括改向部件的第一管部分的局部截面視圖;
圖3是圖2的管部分沿Y-Y軸線的截面視圖;
圖4是圖2的管部分的縱向截面視圖;
圖5是圖4中所示的連接件部分的詳細視圖;
圖6是在圖4中的管部分中的氣體路徑的示意性縱向視圖;
圖7是根據已知加熱器的另一實施例的輻射式加熱器的俯視圖,所述輻射式加熱器可以包括根據本發(fā)明的改向部件;
圖8是圖7的實施例的仰視圖;
圖9是圖8沿I-I線的剖視圖;
圖10是圖8沿II-II線的剖視圖;
圖11至圖14描述圖7至圖10的,但具有不同的反射裙部構造的實施例;
圖15是圖9中所示的支架的剖視圖;
圖16是根據已知加熱器的另一實施例的加熱器的仰視圖;
圖17是圖16的III-III視圖;
圖18是圖17沿IV-IV線的局部截面,也是圖16的入口部分的放大的局部截面圖;
圖19是圖18的通風口的圖示;
圖20是已知加熱器單元的截面圖,根據本發(fā)明的改向部件可以應用于所述加熱器單元;
圖21是圖20的視圖,示出支架組件;
圖22是圖20的視圖,示出反射器組件;
圖23是圖20的視圖,示出頂部覆蓋件;
圖24是從圖20的燃燒器管的上方觀察到的透視圖;和
圖25是圖20的視圖,示出偏轉器組件。
具體實施方式
本文的實施例涉及圖1a所示的輻射式加熱器,即由大致為U形的加熱部件形成的輻射式加熱器,所述大致為U形的加熱部件是由第一直線部分和第二直線部分以及互連U彎曲部形成的低碳鋼管。設置氣體燃燒器和抽氣扇使得在使用中,燃燒氣體沿所述管以所示方向被抽出。
申請人已經確定至下表面的最高效率的輻射輸出和轉移位于為450℃或接近450℃的低輻射溫度帶,其輻射輸出接近100%。通常,在加熱部件的U形彎曲部處或其附近(代表平均管內溫度所處位置)測量該溫度。
在常規(guī)輻射式加熱器中,由于之前所提及的熱氣體沿管的上層流動的趨勢(由于火焰的對流行為通常發(fā)生在1100℃),當在U形彎曲部處測量時,管的上半部分的溫度通常遠高于450℃,下半部分的溫度遠低于該溫度。因此,輻射輸出非常依賴于使用位于加熱部件上方的反射器。這需要更多的燃料以實現對下表面所需的加熱。
然而,在本文所述的實施例中,至少在第一直線部分,即與氣體燃燒器相連通的部分內固定或可拆卸地設置有改向部件。改向部件提供中斷性燃燒技術(disruptive burner technology,DBT)的形式,其中所述改向部件中斷氣流,將氣流改向為朝向能夠更好地增加整體輻射輸出效率的位置。改向部件被設置為在使用中,將燃燒氣體的路徑從管的上半部分改向為下半部分,并且優(yōu)選地,以產生渦流效應,有效地重現渦輪電機效應(反向),使得自然地朝向管的上半部分的較熱氣體被改向為朝向下并且較冷氣體被改向為朝向上。
為此,第一實施例提供了下文所述的改向部件組件220。
圖2示出了改向部件組件220的第一實施例,其包括縱向桿222,縱向桿222可以是中空的,從而是輕質的并且制造成本低,縱向桿222支撐一對相同的改向部件224和226。改向部件組件220被示出相對固定地位于U形加熱部件的第一直線部分221內。每個改向部件224、226包括一對相對的葉片228、230,每個葉片提供圍繞桿222螺旋延伸的彎曲面,如圖所示。桿222的前端具有圓錐體232,圓錐體232被設置為在使用中促使被引向第一改向部件224的氣體向外至葉片228、230。圖3是第一改向部件224的端視圖,如圖3所示,葉片228、230的終邊在第一直線部分221中為豎直取向,其中第一葉片被設置為在使用中將較熱的氣體從管的上區(qū)域改向為朝向下,第二葉片被設置為在使用中將較冷的氣體改向為朝向上。葉片228、230中的每一個的縱向長度是螺旋結構的半螺距,提供180°或約180°的轉動角度,以在管部分202內產生渦流效應或渦旋效應。燃燒氣體的渦旋路徑通過相鄰的改向部件226而繼續(xù),相鄰的改向部件226在桿222上設置在第一改向部件224的下游。
在圖2和圖3所示的實施例中,桿222的直徑實質上是31.75mm(1.25英寸),外徑是101.6mm(4英寸)。
在一些實施例中,改向部件組件220可以僅支撐一個改向部件,或多于2個的改向部件。改向部件組件220可以包括有關傾斜或彎曲表面的可替代的葉片構造,從而引發(fā)渦旋效應。
圖4示出位于輻射式加熱器加熱部件的第一直線部分221內的兩個這種改向部件組件220。將理解的是,加熱部件還將包括U形彎曲部和第二(返回)直線部分,所述第二(返回)直線部分與抽氣扇以之前參考圖1a所述的方式相連通。
在該實施例中,管部分221被分為兩個部分242、244,這兩個部分242、244通過連接件245連接。通過首先斷開部分242、244,將每個組件插入被斷開的管的端部內以及然后重新連接部分242、244,每個改向部件組件220被安裝在部分242、244內。每個改向部件組件的尺寸使得它們被固定地安裝在距管部分221的外端635mm(25英寸)處。每個改向部件組件220的長度是245.1mm(96.5英寸),意味著當連接在一起時,在管部分240內的組合長度是4902.20mm(193英寸)。因此管部分240的整體長度是6172.20mm(243英寸)。這些數字是大約的,將理解的是,可以出現一些正負偏差。然而,在試驗中,所述尺寸(尤其是,從端部到改向部件組件220的距離)在熱分布以及因此帶來的效率方面似乎得到了優(yōu)異的結果。
圖5是被連接區(qū)域的放大視圖,參考圖5,可以看出,每個桿222的遠端(與圓錐體端232相對的一端)被安裝在連接件245內。為避免疑義,改向部件組件220是固定的,相對于管部分221不轉動。所有管件是不銹鋼。
圖6示意性地描述通過改向部件組件220將管部分240周邊的燃燒氣體改向的效果。由于改向部件組件220的破壞效果(spoiling effect),較熱的氣體不再沿管部分240的上部行進。這重現了反向渦輪電機效應,從而熱燃燒氣體膨脹產生壓力,然后所述壓力被用于增加電力。改向部件224、226(被固定的,串聯)產生壓力,通過中斷最高溫氣體的自然流動而有效地利用燃燒氣體的行程,以經過管的最佳輸出區(qū)域,管的最佳輸出區(qū)域位于下半部分(如果參考鐘面,實際在橫截面上的4點鐘位置和8點鐘位置之間)。這種效果是將下半部分的平均溫度提高到U形彎曲部處為最佳450℃(或向著使U形彎曲部處為最佳450℃提高下半部分的平均溫度),將直接輻射熱量傳遞到下表面,而且相對于常規(guī)輻射式加熱器系統,實現該效果需要較少的氣體。
此外,使用這種改向部件組件220的輻射式加熱器提供較清潔的燃燒過程,很少或沒有一氧化碳或二氧化硫產生,消除或降低了對設置抽氣煙道以將這些氣體排入大氣的需要。
為了完整起見,我們現在描述另一些實施例,這些實施例涉及本申請人提供的,如已公布的申請?zhí)枮閃O96/10720和W06/106345的專利所披露的輻射式加熱器技術,將這兩個專利的公開內容以引用的方式并入本文。雖然附圖和相關描述沒有明確地示出或描述這種改向部件或改向部件組件220的使用,但是將理解的是,例如,在加工中或加裝中,可直接將這種改向部件或改向部件組件應用至已有的加熱器,因此,描述這些是為了說明為提供效率方面的益處,可以加入這種改向部件和改向部件組件220的輻射式加熱器組件的類型。為得到改進的輻射效率,可能需要或不需要被示出與這些其他實施例有關的某些特征。
首先介紹WO96/10720的公開內容。參考圖7至圖10,可以看出在一個這種實施例中,輻射式加熱器包括具有外壁2的殼體(一般用1表示),外壁2由低碳鋼形成,且被形成為具有大致水平區(qū)域2a和向下漸擴(divergent)部分2b和2c。
內壁3通過在位置2d處的鉚接件被固定到外壁2,內壁3由彎曲鋁片形成,內壁3的面向下的表面已經過陽極化處理并且優(yōu)選地設置為金色。內壁3被成形為限定兩個向下敞開的子通道5、6,所述子通道中的每一個具有上反射面5a、6a和向下漸擴的側反射面5b、5c、6b、6c。表面6c和6c,和連接下壁7一起形成中心阻擋部分8,通過以下描述,中心阻擋部分8的作用是明顯的。支架9沿殼體以一定間隔(例如,1米)被固定至殼體。圖9示出了支架9,從圖中可以看出支架具有由方形鋼形成的大致水平的橫梁部分101和通過螺栓102被固定到橫梁部分101的大致直立構件103,大致直立構件103的上端固定有由槽形部分形成的附接支架104。在橫梁部分101的中點處通過焊接固定有由方形鋼形成的短的橫向安裝件105,橫向安裝件105的上角延伸有漸擴臂106,漸擴臂106被設置為在使用中包圍但不是被固定地附接到殼體的中心阻擋部分8。所述支架通過安裝固定件104被固定到所述殼體,安裝固定件104配合在所述殼體的下邊上,通過螺栓10被固定在殼體上的合適的位置。
支架9被設置有朝向內的多對鉤形件107,鉤形件107與位于管支撐線纜12的相應端上的保持環(huán)11相接合。
管支撐線纜12通常由柔性耐高溫金屬材料(例如,鋼)形成并且設置有由有色金屬(例如,黃銅)形成的螺桿調節(jié)件13,螺桿調節(jié)件13能夠縮短或伸長線纜12。燃燒器管15和16松弛地位于線纜12上,將理解的是,通過縮短或伸長支撐線纜12,可以改變所述管在所述殼體中的高度。
燃燒器管15和16沿通道從殼體的一端延伸至另一端,管15的一端17與用于加熱管內部的氣體燃燒器(未示出)相連接。燃燒氣體沿管經由在位置19處的U形彎曲部(未示出)從燃燒器17被引出,然后通過安裝在端部18處的抽氣扇(未示出)被引入返回管。
管15和16由鋼形成,可以經表面處理,以將其輻射效率最大化。在使用中,管15通過氣體燃燒器被加熱,然后用作輻射式加熱部件,反射面5a、5b和5c向下反射管表面的輻射。
管16也釋放輻射,但由于管16比管15的溫度低,其釋放輻射的程度較低。
為了避免通過殼體的上表面的傳導和對流損失,在內壁和外壁之間設置有絕緣層14。絕緣層14填充內壁3和外壁2之間的除位置14a外的空間,其中由絕緣材料制得的表面14a和中心阻擋部分7的壁5c和6c一起形成沿殼體的長度延伸的中空通道。
熱絕緣材料被選擇用于抵抗加熱器的工作溫度,例如,被選擇用于抵抗600℃及以上的溫度。
如圖10所述,殼體將反射裙部固定到其下邊,所述反射裙部包括側板19,側板19具有朝向內的經陽極氧化處理的鋁反射面19a。板19通過鉚釘20被固定到殼體,而且還被安裝在支架9上且被支架9剛性地固定就位。反射裙部19用于聚集管15和16的輻射和降低輻射的發(fā)散角度。
反射裙部19可以被替換為圖11至圖14所描述的反射裙部21、22、23或26中的任一個,從而,改變加熱器管的輻射的分散角度。例如,當需要將加熱器安裝在建筑內的較高位置處時,例如,由于屋頂或天花板支撐結構或其他可能的支撐結構遠高于地面時,可以使用如圖6所示的較長的反射裙部來降低輻射的發(fā)散,以便在地面處提供所需的輻射通量密度。相反,當需要將加熱器安裝在建筑內的較低位置處時,圖10所示的反射裙部可以被替換為圖11所示的較短的反射裙部。
在圖11和圖12中,反射裙部被示出具有大致平行向下延伸的壁,但它們還可以是傾斜的,如圖13和圖14所示,其中反射裙部的上部24和27分別是漸擴的且沿著殼體的直線。反射裙部23的下部25和反射裙部26的下部28是實質上平行的。
當設計用于建筑物的包括本發(fā)明的輻射式加熱器的加熱系統時,首先測量建筑物地面面積A,選擇所需的高于環(huán)境溫度的溫升AT。然后由地面面積A和AT可以確定地面處所需的輻射通量密度9??紤]加熱器被懸掛在建筑中的高度,還要考慮地面區(qū)域的形狀,然后選擇一組加熱器,每個加熱器包括具有適當構造的反射裙部,以在建筑內的給定位置處提供所需的輻射通量密度。將理解的是,用于走廊、涼亭或隔間中的加熱器的反射裙部的構造與用于建筑內的主廳中的反射裙部的構造是不同的。
如上所具體闡述的圖7至圖12所示出的實施例的一個優(yōu)點是,它們提供了一個基礎輻射式加熱器,其可以容易地適用于通過選擇具有適當形狀的反射裙部,在建筑物的給定位置處,提供所需的輻射通量密度。從而,與當前可用的輻射式加熱器相比,根據本實施例的輻射式加熱器提供了明顯的優(yōu)點,當前可用的輻射式加熱器往往具有固定的構造,不具有以如上所述的方式變型的便利性。
另一方面由圖16所示出的加熱器舉例說明。加熱器110包括實質上為U形的加熱部件112,加熱器部件112包括一對連接的大致平行的加熱器管112a和112b。在管112a和112b間存在流動通道114,流動通道114具有閉合的遠端116,遠端116位于由加熱器管112限定的U形基部上。
在流動通道114朝向管112b的一側上,從離流動通道114的遠端116最近處沿流動通道114的長度的大約三分之一設置有隔柵118。管112a、112b和流動通道114的端部被包圍在隔室120中。隔室120的內部在圖18中被更詳細地示出,隨后將說明。
圖17示出加熱器的截面??梢钥闯觯鈿んw122包括大致中空部分,該大致中空部分填充有絕緣材料124。殼體122具有側壁122a、122b。殼體122上懸掛有中空的被截斷的V型部分,其形成流動通道114并且沿殼體122的長度延伸。從而,殼體122、側壁122a、122b和兩者之間的流動通道114限定兩個細長的區(qū)域。在這些細長的區(qū)域中分別懸掛有加熱器管112a和112b。該懸掛通過懸掛裝置(在圖17中未示出)實現。
這可以如圖7至圖15的實施例中所示。
圖17還示出管112a具有內襯管126,內襯管126大致同心地位于管112a中且被開設有穿孔128。
參考圖18,示出了加熱器管112a和112b伸入殼體120的區(qū)域??梢钥闯?,加熱器管112a容納沿其部分長度的內襯管126,雖然內襯管126和加熱器管112a的開口端在殼體120內相連。如前所述,內襯管126被開設有穿孔128。內襯套126的開口端設置有喇叭形入口130。朝向入口130的是有燃料供應的燃燒器132。燃燒器132是標準件。
加熱器管112b具有延伸進入殼體120的開口端,在開口端處,加熱器管112b被連接至抽氣扇134,抽氣扇134被設置為從加熱器管112b抽出氣體,并通過通風口(圖18中未示出)將其排入大氣。
殼體120的內部被間隔開,以防止加熱器管112a和112b的自由端間的氣體流動。流動通道114與管112a伸入的區(qū)域相連通。
圖19示出了抽氣扇134的通風口136。
通風口136具有開口138,開口138被雙金屬部件140部分覆蓋。當從通風口136通過開口138逸出的空氣是冷的時,雙金屬條形帶140是扁平的且位于位置(i)處,幾乎完全覆蓋開口138。從而,從通風口136的流出受限。隨著流出開口138的氣體的溫度增加,雙金屬部件140從開口138彎曲離開,經過位置(ii),逐漸到達位置(iii),從而降低對流動的限制,允許更多的氣體通過。
可以看出,通常,在任一時刻,僅開口138的一部分未被覆蓋,但在本實施例中所使用的大致螺旋形出口中,這是無關緊要的,因為逸出的氣體通常沿箭頭A所示的路徑。因而,較大比例的逸出的氣體穿過出口138的外三分之一,進而在其完全移開的位置(iii)處,雙金屬元件140允許足夠體積的氣體通過。
本發(fā)明的加熱器110的工作大致如下。抽氣扇134將空氣沿管112b,繞過加熱器管112的U形彎曲部,進而沿管112a引出。從而,燃燒器132的區(qū)域中存在負壓。因此,空氣沿流動通道114被引出,通過隔柵118被供應給通道。由于隔柵朝向加熱器管112b,因此空氣將從那個管的周邊被引出。一旦加熱器運行,通過對流空氣將停留在管112b周圍的細長空間內,因此,空氣預期會沿管112b的整體長度流入隔柵118。
一旦到達燃燒器132,當進入入口130時,空氣與燃料混合并且被點燃。入口130使得所有火焰進入內襯套126,在其內,它們被供給從內襯套126和燃燒器管112a間的空間通過穿孔128流入的二次氣體。因而,內襯套126保護燃燒器管112a遠離燃燒器132周圍的火焰的極端溫度。然而,由于火焰的溫度會沿燃燒器管112的長度下降,不需要沿整體長度設置內襯套126,因此,內襯套126短于燃燒器管112。
不可避免地,管112a將比管112b更熱而且這兩個管沿其本身具有溫度梯度。然而,U形管的設置意味著,兩個管的平均溫度沿加熱器的長度保持實質上是恒定的。從而,加熱器的整體輻射輸出沿其長度實質上是恒定的。
另外,管112b的最靠近抽氣扇134的端部的溫度低,使得與燃燒器管112a的相當部分相比,它的輻射效率非常低。然而,在本發(fā)明中沒有該問題,因為正常會通過對流逸出而對加熱器的輻射功率不產生貢獻的管112b周邊的空氣會沿管112b被引出,穿過隔柵118并用作預加熱燃燒空氣。
由于如上所述的在出口316處的溫度依賴性限制物,加熱器110能夠更快到達其工作溫度。從而,當完全冷卻時,加熱器在富燃料狀態(tài)下工作,其中有較少(按體積計)空氣沿加熱器管112流動。從而,更迅速地到達工作溫度。然而,一旦到達工作溫度,在出口136處的流動限制物實質上被移開。如果需要,通過在管112b中提供流動限制物(例如,擋板),可以增強該效果。
現在轉到另一種已知的系統,即WO06/106345所披露的系統,首先參考圖20,輻射式加熱器包括位于殼體(通常用314表示)內的兩個燃燒器管310、312。殼體314包括反射器組件316、偏轉器組件318和頂部覆蓋組件320。
沿殼體314間隔(例如,1m)設置有支架組件322。
圖21示出這種支架組件322。
支架組件322包括下支架324,下支架324具有由方形鋼形成的大致水平的橫梁部分326以及通過螺栓(未示出)固定至橫梁部分326的大致直立構件328。在橫梁部分330的中點處,通過焊接固定有由方形鋼制得的短的橫向安裝件332。
上支架334具有外壁336和內壁338。外壁336被成形為具有大致水平區(qū)域340和向下漸擴部分342和344。上支架334的向下漸擴部分342、344的端部被固定到下支架324的直立構件328。
上支架334的內壁338被成形為具有由向下會聚構件350分隔的第一水平區(qū)域346和第二水平區(qū)域348,向下會聚構件350的遠端被固定到下支架324的方形鋼部分332上。
圖22示出了反射器組件316。反射器組件316包括鋁片,鋁片的形狀與上支架334的內壁338相符。反射器316通過螺母和螺栓或相似機構被附接到下支架的直立構件322的內壁和方形部分332的頂面。
反射器316,一旦被安裝為殼體310的一部分,因而限定兩個向下開口子通道352、354,每個向下開口子通道具有上反射面352a、354a和向下漸擴側反射面352b、352c、354b、354c。表面352c和354c通過連接壁356被連接在一起,連接壁356被螺栓連接至箱形部分332的頂面。
圖23示出了頂部覆蓋組件320。覆蓋件320包括低碳鋼片,所述低碳鋼片具有延伸至漸擴部分360、362的大致水平區(qū)域358。覆蓋件320被螺栓連接至上支架334的外壁336,從而懸掛在反射器316上方大約1.5cm至2.5cm處。覆蓋件320和反射器316間沒有設置絕緣件。因此,通過從反射器16的整個頂面吸收額外的熱量,進入燒燒器的燃燒空氣的溫度升高,進而顯著提高火焰溫度。這樣的效果是顯著提高加熱器的輸出(10%至15%),從而提高了系統的效率和整體性能,因為加熱器的整體輻射熱量輸出與系統內的管310、312的整體溫度成比例。
現在參考圖24,燃燒器管310、312沿通道352、354從殼體314的一端延伸至另一端。管310的一端被連接至用于加熱管310的內部的氣體燃燒器364。通過安裝在一端的抽氣扇(未示出),燃燒氣體從燃燒器364沿管310穿過U形彎曲部(未示出)被引至返回管312。
管310、312由鋼等形成,可以經表面處理以將其反射效率最大化。在使用中,管310通過氣體燃燒器364被加熱,然后用作輻射式加熱部件。管312也釋放輻射,但由于管312比管310的溫度稍低,其釋放輻射的程度低。
在本系統中,加熱器以高于在相似系統(例如,在申請人在先專利中所描述的)中通常期望的溫度的較高溫度工作。距燃燒器364大約1.5m的位置處沿管310大約1m的距離出現遠高于640℃的熱點。該熱點發(fā)出的熱通常會導致在那個區(qū)域中位于管310上方的鋁反射器316的損壞和變形,尤其當加熱器系統長期工作時。
為了防止這種變形,殼體314則包括位于管310上方、沿熱點區(qū)域的長度延伸的偏轉器組件318。圖25最清楚地示出了偏轉器組件318。在此,可以看出“T形”安裝支架366被固定到管310的頂側以從該頂側向上延伸。幾個安裝支架366沿管間隔地位于熱點區(qū)域中,以使得不銹鋼偏轉器318沿管310穿過熱點區(qū)域延伸。從圖5可以看出,偏轉器318包括由不銹鋼制得的兩個鄰近的散熱異型葉片,每個的長度大約2.2m。
偏轉器318用于吸收管319,尤其是其在熱點區(qū)域的頂面發(fā)出的輻射熱并將輻射熱分散,以偏轉那個區(qū)域中的反射器316的輻射熱,從而避免強熱直接到達反射器316。偏轉器318被成形為具有大致水平的頂面368(以覆蓋管310的頂面)和兩個向下延伸的漸擴表面(以覆蓋管310的側面),從而避免強輻射熱直接到達相鄰的溫度較低的管312和與反射器連接的壁356)。
已經發(fā)現偏轉器組件318的存在用于增加加熱系統的整體效率,同時防止殼體314的部分的損壞和變形。
如申請人之前的編號為6,138,662的美國專利中所詳細描述的,管310、312通過管支撐線纜被支撐在殼體中,該專利以引用的方式并入本文。
將理解,本文所述的多個實施例僅以示例的方式被描述,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以做出變型,本發(fā)明的精神和范圍由所附權利要求限定。