本發(fā)明涉及一種節(jié)能蓄熱式高溫純凈空氣試驗(yàn)系統(tǒng)，特別涉及一種節(jié)能蓄熱式高溫純凈空氣試驗(yàn)系統(tǒng)，適用于地面需要高溫高壓純凈空氣的試驗(yàn)設(shè)備，可以提供大流量的高溫高壓純凈空氣。

背景技術(shù)：

空氣的加熱方式有很多種，現(xiàn)在常用的有電弧加熱、燃燒加熱、蓄熱加熱以及激波加熱等方式。而如果需要既高溫且高壓的空氣，而且需要純凈的時(shí)，則對(duì)加熱方式要求更苛刻。電弧加熱方式雖然可以使溫度達(dá)到3000K甚至更高，但氣流非均勻性、對(duì)加熱氣流的污染性使得該加熱方式不能提供純凈的空氣；燃燒加熱是在空氣點(diǎn)燃后，再向尾氣中通入氧氣，使得氧氣的摩爾濃度達(dá)到21％，形成一種模擬空氣，但是燃料燃燒會(huì)帶來(lái)一些產(chǎn)物，比如水、CO₂等雜質(zhì)，使得后續(xù)實(shí)驗(yàn)的燃?xì)鉁y(cè)試帶來(lái)影響

蓄熱器加熱高壓空氣的原理是：當(dāng)高溫氣體通過(guò)蓄熱器內(nèi)部時(shí)，將熱量傳遞給蓄熱器內(nèi)的蓄熱材料，此過(guò)程為蓄熱過(guò)程；低溫氣流通過(guò)蓄熱器時(shí)，蓄熱體將熱量傳遞給通過(guò)的低溫氣流，此過(guò)程為放熱過(guò)程。因此低溫空氣得到蓄熱體的熱量而被加熱，用于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

蓄熱材料在20世紀(jì)80年代得到了極大的發(fā)展，尤其是氧化鋁卵石床加熱器的出現(xiàn)，能夠?qū)⒓訜釡囟染S持在1400K左右，而且提供較為清潔的高壓空氣；隨著材料科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，氧化鋯等耐高溫蓄熱材料逐漸被利用起來(lái)，其穩(wěn)定性，抗蠕變和使用壽命等方面相比氧化鋁材料有了進(jìn)一步的提升，因此廣泛適用在蓄熱器中。

常規(guī)單蓄熱器加熱過(guò)程，液化石油氣與常壓空氣在蓄熱器內(nèi)混合點(diǎn)燃后，形成高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)鈱崃總鬟f給陶瓷蜂窩體，燃?xì)鉁囟入S著流動(dòng)逐漸減小，因此傳遞給陶瓷蜂窩體的熱量減小，因此蓄熱器尾部的溫度與蓄熱器頭部溫度有一定的溫差，而燃?xì)馔ㄟ^(guò)蓄熱器后直接排放出去。因此用該蓄熱器加熱高壓空氣時(shí)會(huì)導(dǎo)致所需高壓空氣加熱溫度不夠。

綜上所述，純凈空氣加熱方式較少，蓄熱器是一種可選方案之一，因此可以用于提供高溫高壓純凈空氣；常規(guī)蓄熱器加熱高壓空氣時(shí)會(huì)出現(xiàn)尾部加熱溫度不夠，出口燃?xì)庥酂崂速M(fèi)等問(wèn)題，所以急需提供一種新型節(jié)能型空氣加熱系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎的節(jié)能蓄熱式空氣加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以利用收集燃?xì)庥酂?，?jié)約熱能。對(duì)進(jìn)口空氣進(jìn)行加熱，使燃燒溫度上升，提高蓄熱器蓄熱溫度，產(chǎn)生高壓高溫純凈空氣。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種節(jié)能蓄熱式高溫純凈空氣試驗(yàn)系統(tǒng)，包括一號(hào)蓄熱器、固定蓄熱器、二號(hào)蓄熱器、滑軌、支撐件和四通；一號(hào)蓄熱器、固定蓄熱器、二號(hào)蓄熱器水平放置，一號(hào)蓄熱器、固定蓄熱器、二號(hào)蓄熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成相同但尺寸不同，一號(hào)蓄熱器、固定蓄熱器、二號(hào)蓄熱器從里到外均是依次由陶瓷蜂窩體、耐火泥澆注料、絕熱層、保溫層、鋼筒組成；滑軌為兩條同心圓形鋼軌組成；支撐件分為兩個(gè)，一個(gè)連接滑軌和一號(hào)蓄熱器，另一個(gè)連接滑軌和二號(hào)蓄熱器；首先將一號(hào)蓄熱器、固定蓄熱器和二號(hào)蓄熱器按從左到右的順序通過(guò)螺栓連接；四通自身固定安裝，其右端通過(guò)螺栓連接在一號(hào)蓄熱器左端；常壓空氣通過(guò)一號(hào)蓄熱器后與液化石油氣在固定蓄熱器的左端進(jìn)行燃燒，燃?xì)馔ㄟ^(guò)固定蓄熱器和二號(hào)蓄熱器后，對(duì)陶瓷蜂窩體進(jìn)行蓄熱；當(dāng)燃?xì)庠诙?hào)蓄熱器的出口達(dá)到一定溫度后，停止蓄熱，將一號(hào)蓄熱器和二號(hào)蓄熱器拆卸，通過(guò)滑軌將一號(hào)蓄熱器和二號(hào)蓄熱器的位置進(jìn)行交換，并分別與固定蓄熱器螺栓連接，此時(shí)二號(hào)蓄熱器內(nèi)部的陶瓷蜂窩體已經(jīng)有了溫度；常壓空氣通過(guò)二號(hào)蓄熱器被加熱到一定溫度，接著與液化石油氣在固定蓄熱器的左端進(jìn)行燃燒，進(jìn)行蓄熱過(guò)程，當(dāng)燃?xì)庠谝惶?hào)蓄熱器的出口達(dá)到一定溫度后，停止蓄熱，重復(fù)之前一號(hào)蓄熱器和二號(hào)蓄熱器的互換。

其中，所述一號(hào)蓄熱器、二號(hào)蓄熱器尺寸結(jié)構(gòu)相同，其長(zhǎng)度范圍為3～5米，直徑范圍為0.5～1.5米，常壓空氣通過(guò)前、二號(hào)蓄熱器的加溫能力為500～700K。

其中，所述固定蓄熱器的長(zhǎng)度范圍為6～10米，直徑范圍為1～3米，高溫燃?xì)夂涂諝舛际菑淖蟮接彝ㄟ^(guò)固定蓄熱器，高壓空氣通過(guò)固定蓄熱器的加溫能力范圍500K～1600K。

其中，所述滑軌的直徑范圍分別為10-12米和12-14米，承重能力3-5噸。

其中，所述支撐件，上端圓弧面的直徑與一號(hào)蓄熱器、二號(hào)蓄熱器相同，下端與滑軌契合。

本發(fā)明的工作原理：在初始加熱階段，先關(guān)閉高壓空氣系統(tǒng)，打開(kāi)常壓空氣系統(tǒng)，常壓空氣先進(jìn)入一號(hào)蓄熱器和固定蓄熱器內(nèi)，接著打開(kāi)液化石油氣系統(tǒng)，液化石油氣進(jìn)入固定蓄熱器內(nèi)。在固定蓄熱器前端點(diǎn)火后，高溫燃?xì)馔ㄟ^(guò)先通過(guò)固定蓄熱器，利用從固定蓄熱器出口高溫燃?xì)獾挠酂?，使其再通過(guò)二號(hào)蓄熱器。在燃?xì)鈴男顭崞髑岸说胶蠖说牧鲃?dòng)過(guò)程中，其將熱量傳遞給陶瓷蜂窩體，將陶瓷蜂窩體加熱，當(dāng)燃?xì)鈴亩?hào)蓄熱器后端排出時(shí)的溫度達(dá)到初始設(shè)定溫度時(shí)，停止加熱，關(guān)閉常壓空氣。然后將前、二號(hào)蓄熱器位置通過(guò)滑軌進(jìn)行互換，從而二號(hào)蓄熱器的后端與四通相連。連接完畢后，再打開(kāi)常壓空氣系統(tǒng)和液化石油氣系統(tǒng)，常溫常壓空氣和燃?xì)庠诙?hào)蓄熱器內(nèi)提前進(jìn)行預(yù)熱，提高燃燒前的初始溫度，從而點(diǎn)火所需能量小，燃燒后的燃?xì)鉁囟雀?。高溫燃?xì)馔ㄟ^(guò)固定蓄熱器和二號(hào)蓄熱器，將熱量傳遞給陶瓷蜂窩體，待二號(hào)蓄熱器后端排出的溫度達(dá)到高溫高壓空氣指定溫度時(shí)，停止加熱；若沒(méi)有達(dá)到指定溫度，可再次互換前二號(hào)蓄熱器，對(duì)進(jìn)口空氣預(yù)熱，從而使得出口溫度達(dá)到指定溫度；當(dāng)固定蓄熱器尾部溫度達(dá)到溫度時(shí)，關(guān)閉常壓空氣系統(tǒng)和液化石油氣系統(tǒng)，移走一號(hào)、二號(hào)蓄熱器，打開(kāi)高壓空氣系統(tǒng)，將指定高壓的空氣通入蓄熱器內(nèi)，當(dāng)高壓空氣也仍然是從蓄熱器前端到后端流動(dòng)的過(guò)程中，陶瓷蜂窩體將加熱傳遞給高壓空氣，當(dāng)高壓空氣排出固定蓄熱器時(shí)，其溫度達(dá)到指定溫度，誤差在10K范圍內(nèi)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)本發(fā)明的節(jié)能蓄熱式高溫純凈空氣試驗(yàn)系統(tǒng)，利用高溫燃?xì)庥酂幔鼓茉吹玫皆倮?，達(dá)到節(jié)能目的；

(2)本發(fā)明的節(jié)能蓄熱式高溫純凈空氣試驗(yàn)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相比單臺(tái)蓄熱器加熱，能夠提高空氣加熱溫度，使高溫高壓空氣實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得到保證。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的蓄熱器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的滑軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為一號(hào)蓄熱器，2為固定蓄熱器，3為二號(hào)蓄熱器，4為滑軌，5為支撐件，6為四通，7為陶瓷蜂窩體，8為耐火泥澆注料，9為絕熱層，10為保溫層，11為鋼筒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施采用節(jié)能蓄熱式空氣加熱方式，主要由一號(hào)蓄熱器1、固定蓄熱器2、一號(hào)蓄熱器3、滑軌4、支撐件5構(gòu)成。蓄熱器水平放置。初始加熱階段：四通6的右端通過(guò)螺栓連接在一號(hào)蓄熱器1前端，一號(hào)蓄熱器連接固定蓄熱器2，固定蓄熱器2后端連接二號(hào)蓄熱器3前端；風(fēng)機(jī)供氣，第一步風(fēng)機(jī)供氣，常壓空氣通過(guò)四通6進(jìn)入試驗(yàn)系統(tǒng)；接著打開(kāi)液化石液化石油氣通過(guò)四通6進(jìn)入一號(hào)蓄熱器1和固定蓄熱器2；常壓空氣液化石油氣在固定蓄熱器2的前端經(jīng)點(diǎn)燃后通過(guò)固定蓄熱器2，二號(hào)蓄熱器3，燃?xì)忸A(yù)熱陶瓷蜂窩體7，當(dāng)燃?xì)庠诙?hào)蓄熱器3的出口達(dá)到指定溫度后，關(guān)閉常壓空氣后和液化石油氣，堵上燃?xì)獬隹?，將一?hào)蓄熱器1和二號(hào)蓄熱器3拆卸，通過(guò)滑軌4將一號(hào)蓄熱器1和二號(hào)蓄熱器3的位置進(jìn)行交換，再用螺栓連接，此時(shí)二號(hào)蓄熱器3內(nèi)部的陶瓷蜂窩體7已被固定蓄熱器2出口燃?xì)忸A(yù)熱，達(dá)到利用出口燃?xì)庥酂岬哪康?，因此陶瓷蜂窩體7溫度較高，因此形成后續(xù)加熱系統(tǒng)。后續(xù)加熱系統(tǒng)的特征在于：四通6用螺栓連接二號(hào)蓄熱器3的前端；二號(hào)蓄熱器3的后端用螺栓連接固定蓄熱器2的前端，固定蓄熱器2的后端用螺栓連接一號(hào)蓄熱器1。打開(kāi)常壓空氣對(duì)液化石油氣和常壓空氣使其進(jìn)入二號(hào)蓄熱器3的陶瓷蜂窩體7進(jìn)行預(yù)熱，提高石油氣和常壓空氣的初始溫度，在石油氣和常壓空氣的流量保持不變的情況下，隨后在固定蓄熱器2點(diǎn)燃混合氣體后預(yù)熱陶瓷蜂窩體7，由于初始溫度的提升，而溫升不變，因此點(diǎn)燃后混合氣體的溫度較未預(yù)熱的混合氣體高，從而陶瓷蜂窩體7的溫度進(jìn)一步被提高。當(dāng)燃?xì)庠诠潭ㄐ顭崞?的出口達(dá)到指定溫度后，關(guān)閉常壓空氣，移走一號(hào)蓄熱器1、二號(hào)蓄熱器3，使高壓空氣進(jìn)入固定蓄熱器的陶瓷蜂窩體7將熱量傳遞給高壓空氣，高壓空氣排出時(shí)即達(dá)到指定的溫度。本發(fā)明適用于地面需要高溫高壓純凈空氣的試驗(yàn)設(shè)備，可以提供大流量的高溫高壓純凈空氣。

如圖2所示，一號(hào)蓄熱器1、固定蓄熱器2和二號(hào)蓄熱器3從里到外依次均由陶瓷蜂窩體7、耐火泥澆注料8、絕熱層9、保溫層10、鋼筒11組成。陶瓷蜂窩體7是關(guān)鍵部件，其材料為氧化鋁，起到吸收燃?xì)鉄崃坎⑨尫沤o冷氣的功能。耐火泥澆注料8起到支撐陶瓷蜂窩體7的作用。而絕熱層9和保溫層10則防止里面的高溫?zé)崃總鬟f到外面，提高蓄熱器效率。鋼筒11起到抗壓的作用，另外由于高溫下鋼筒的抗壓能力變?nèi)酰越^熱層9和保溫層10的作用更加突出。

其中，所述一號(hào)蓄熱器、二號(hào)蓄熱器尺寸結(jié)構(gòu)相同，其長(zhǎng)度范圍為3～5米，直徑范圍為0.5～1.5米，常壓空氣通過(guò)前、二號(hào)蓄熱器的加溫能力為500～700K；所述固定蓄熱器的長(zhǎng)度范圍為6～10米，直徑范圍為1～3米，高溫燃?xì)夂涂諝舛际菑淖蟮接彝ㄟ^(guò)固定蓄熱器，高壓空氣通過(guò)固定蓄熱器的加溫能力范圍500K～1600K；所述滑軌的直徑范圍分別為10-12米和12-14米，承重能力3-5噸。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。

以上所述，僅為本發(fā)明部分具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。