微波加热型换热装置及方法

技术领域

本发明涉及一种加热装置，进一步的，涉及一种微波加热型换热装置及方法，尤其涉及一种可以用来运输气体或者液体的微波加热型换热装置及方法。

背景技术

工业生产过程中，为了满足有些生产工艺的需求，在对物料进行运送过程中需要保证物料始终保持一定的温度，如：在烧结机点火炉的热风点火技术中，需要用一定温度的热风对出点火炉的烧结矿保温5min至6min的时间，向料层提供热量以补充上层热量的不足，从而使上下料层烧结温度较为均匀。

现阶段，多采用普通运输装置对物料进行运送，在运送过程中存在物料热量损失较大的情况，运送至加工位置时温度往往无法满足生产要求，不仅降低产品的产量和质量，还会导致生产效率的降低，对工艺生产造成极大的影响。

针对相关技术中物料在运送过程中存在热量损失较大，导致物料的温度无法满足生产要求的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种微波加热型换热装置及方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波加热型换热装置及方法，在气体或者液体物料的输送过程中，利用微波对物料通过的通道进行加热，物料在通过时与通道之间发生换热，进而达到对物料加热保温的目的，避免物料发生较大的热量损失，以使物料的温度满足生产的要求，有效提高生产效率，保证产品的产量和质量。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种微波加热型换热装置，所述微波加热型换热装置包括外壳、内胆和微波源组件，其中：

所述外壳的内部形成有换热腔室，所述内胆和所述微波源组件均设置于所述换热腔室内，所述内胆上设置有物料进口和物料出口，且所述物料进口和所述物料出口分别与所述换热腔室的外部相连通；

所述微波源组件对外发射微波，所述微波对所述内胆进行加热，以使所述内胆与通过所述内胆的物料进行换热。

在本发明的一较佳实施方式中，所述微波源组件的数量为多个，各所述微波源组件分别设置于所述换热腔室的两相对内壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述微波源组件包括微波发生器和传输波导，所述微波发生器的微波发射端与所述传输波导连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体为两端开口的筒状结构，所述外壳主体的两开口端分别设置有密封板，以在所述外壳主体与两所述密封板之间围合形成密闭的所述换热腔室；

所述内胆的所述物料进口和所述物料出口分别穿过对应的密封板并与外部相连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的外壁上设置有保温层。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内胆的所述物料出口处设置有测温组件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述微波加热型换热装置还包括控制器，所述控制器的检测信号接收端与所述测温组件的检测信号输出端电性连接，所述控制器的控制信号输出端与所述微波源组件的控制端电性连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内胆采用非金属材料制成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳采用非磁性金属材料制成。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内胆在所述换热腔室内弯曲设置。

本发明提供了一种微波加热型换热方法，通过微波源组件发射的微波对内胆进行加热，在物料通过所述内胆过程中所述物料与所述内胆之间进行换热，所述物料吸收所述内胆的热量以及辐射能，物料的温度得到升高。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内胆位于密闭的换热腔室内对所述物料进行运送，所述微波源组件所发射的微波在所述换热腔室内建立微波电场。

在本发明的一较佳实施方式中，所述物料加热后的温度由测温组件进行检测，根据检测结果控制所述微波源组件的强度。

由上所述，本发明的微波加热型换热装置及方法的特点及优点是：在外壳的内部形成有换热腔室，且换热腔室内设置有内胆和微波源组件，通过微波源组件对外发射微波，并在换热腔室内建立微波电场，通过微波电场中的微波对内胆进行加热，以提高内胆的温度，当有物料通过内胆时，物料与内胆之间发生换热，从而对物料起到加热升温的作用，避免物料在运送过程中发生较大的热量损失，以使物料的温度能够满足生产的要求，提高生产效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明微波加热型换热装置的结构示意图。

图2：为本发明微波加热型换热装置的横截面示意图。

图3：为本发明微波加热型换热装置的控制结构框图。

本发明中的附图标号为：

1、外壳； 101、换热腔室；

102、外壳主体； 103、保温层；

104、密封板； 2、内胆；

201、物料进口； 202、物料出口；

3、微波源组件； 4、测温组件；

5、控制器。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施方式一

如图1、图2所示，本发明提供了一种微波加热型换热装置，该微波加热型换热装置包括外壳1、内胆2和微波源组件3，其中：外壳1的内部形成有密封的换热腔室101，内胆2和微波源组件3均设置于换热腔室101内，内胆2与换热腔室101之间密封连接，内胆2上设置有物料进口201和物料出口202，且物料进口201和物料出口202分别与换热腔室101的外部相连通，物料通过物料进口201进入至内胆2中，并通过物料出口202对外输出；微波源组件3对外发射微波，并在换热腔室101内建立微波电场，微波电场中的微波加热内胆2，以使内胆2与通过内胆2的物料进行换热。

本发明在外壳1的内部形成有换热腔室101，且换热腔室101内设置有内胆2和微波源组件3，通过微波源组件3对外发射微波，并在换热腔室101内建立微波电场，换热腔室101内的内胆2吸收微波，高频交变的电磁波使内胆2内部的分子运动加剧，分子间相互摩擦而转化为热能，内胆2温度升高。物料(气体或者液体)从该换热装置中运送时，内胆通过辐射和导热的方式将热量传递给被运送的物料，物料在运输的过程中与内胆2进行换热，温度随之升高，从而能有效避免物料在运送过程中发生较大的热量损失，以使物料的温度能够满足生产的要求，提高生产效率。本发明的微波加热型换热装置适于在冶炼、化工等领域推广使用。

具体的，如图1、图2所示，外壳1包括外壳主体102，外壳主体102为两端开口的圆筒状结构，外壳主体102的两开口端分别设置有密封板104，以在外壳主体102与两密封板104之间围合形成密闭的换热腔室101；内胆2的物料进口201穿过一密封板104并与外部相连通，内胆2的物料出口202穿过另一密封板104并与外部相连通。通过密封板104保证外壳主体102良好的密封性，避免微波的泄露。

进一步的，如图1、图2所示，微波源组件3的数量为多个，各微波源组件3分别设置于换热腔室101的两相对内壁上，以保证微波电场在换热腔室101内尽可能的均匀分布，从而对内胆2加热均匀。

具体的，外壳主体102的长度为5m，在换热腔室101的一侧内壁上每间隔1m安装一个微波源组件3，因此，在换热腔室101的一侧内壁上共安装4个微波源组件3。

具体的，外壳主体102的半径为75cm，外壳主体102的壁厚为10mm，在换热腔室101的内壁与内胆2之间留有一定间隙，以方便在换热腔室101的内壁上安装微波源组件3。

进一步的，微波源组件3包括微波发生器和传输波导，微波发生器的微波发射端与传输波导连接。通过微波发生器对外发射微波，再通过传输波导的结构进行定向引导，从而能够建立均匀分布的微波电场。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，外壳1的外壁上设置有保温层103，起到保温隔热的作用，避免换热腔室101内的热量对外流失。

进一步的，保温层103可采用但不限于聚氨酯泡沫、聚苯板或者复合硅酸铝等材料制成，保温层103的厚度可为但不限于100mm。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，内胆2的物料出口202处设置有测温组件4。通过测温组件4对换热后的物料的温度进行检测，保证物料输出时的温度能够满足生产工艺的要求。

进一步的，测温组件4可为但不限于温度传感器。

进一步的，如图1、图3所示，微波加热型换热装置还包括控制器5，控制器5的检测信号接收端与测温组件4的检测信号输出端电性连接，控制器5的控制信号输出端与微波源组件3的控制端电性连接。通过控制器5接收测温组件4检测到的物料的温度数据，并根据温度数据对各微波源组件3所发射的微波强度进行控制，实现对物料加热温度的自动控制。通过控制器5可调节物料输出的温度为室温至1200℃。

进一步的，内胆2采用非金属材料制成，且该非金属材料具有耐高温、防腐蚀、强度较高、导热性能较好以及吸收微波能力较强等特性。其成分组成根据不同的运输物料选择相应的一种或多种材料即可。例如SiC陶瓷等。内胆2的半径为6cm，内胆2的壁厚为6mm。

进一步的，外壳1(即：外壳主体102和密封板104)采用非磁性金属材料制成，对微波起到屏蔽的作用，保证换热腔室101内微波电场的稳定。例如外壳1采用不锈钢制成。当然，外壳1也可采用能反射微波的材料制成，能对换热腔室101内的微波进行反射，以提高对内胆2的加热效果。

进一步的，如图1所示，内胆2在换热腔室101内弯曲设置，以延长物料通过换热腔室101的距离，保证物料能够与内胆2充分换热。当然，内胆2可根据不同的工艺需求选择相应的换热结构，以提高内胆2与物料之间的换热效率。例如采用管壳式换热器、蛇管式换热器或者U型管式换热器等。

本发明的微波加热型换热装置的特点及优点是：

一、该微波加热型换热装置通过微波源组件3发射的微波对内胆2进行加热，物料在运送过程中与内胆2进行换热，温度随之升高，从而能有效避免物料在运送过程中发生较大的热量损失，以使物料的温度能够满足生产的要求，提高生产效率。

二、该微波加热型换热装置中，在外壳1的外壁上设置有保温层103，起到保温隔热的作用，避免换热腔室101内的热量对外流失，提高微波对内胆2的加热效率。

三、该微波加热型换热装置中，在内胆2的物料出口202处设置有测温组件4，测温组件4与控制器5连接，通过测温组件4对换热后的物料的温度进行检测，并根据温度数据对各微波源组件3所发射的微波强度进行控制，实现对物料加热温度的自动控制，保证物料输出时的温度能够满足生产工艺的要求。

实施方式二

本发明提供了一种微波加热型换热方法，该方法通过微波源组件3发射的微波对内胆2进行加热，在物料通过内胆2过程中物料与内胆2之间进行换热，物料吸收内胆2的热量以及辐射能，物料的温度得到升高。

该方法中，内胆2位于密闭的换热腔室101内对物料进行运送，微波源组件3所发射的微波在换热腔室101内建立微波电场。

该方法中，物料加热后的温度由测温组件4进行检测，根据检测结果控制微波源组件3的强度。

下面对本方法的具体流程作出描述：

物料通过内胆2的物料进口201进入至内胆2的内部，并在换热腔室101内向内胆2的物料出口202方向运送。在内胆2内的运送过程中，通过各微波源组件3所发射的微波在换热腔室101内建立均匀分布的微波电场，并通过微波对内胆2进行加热，物料在通过内胆2的过程中会与内胆2之间发生热传递，以吸收内胆2的热量，从而使物料的温度得到升高。经过加热后的物料从内胆2的物料出口202输出，在物料出口202处通过测温组件4对加热后的物料的温度进行检测，并将检测到的温度数据发送至控制器5，以便工作人员实时了解物料的温度，并根据物料的温度对各微波源组件3所发射微波的强度进行控制，以使物料的温度能够满足生产的要求。

本发明的微波加热型换热方法的特点及优点是：

该微波加热型换热方法通过微波对内胆2进行加热，在物料通过内胆的过程中，通过辐射和导热的方式将热量传递给物料，物料的温度随之升高，从而能有效避免物料在运送过程中发生较大的热量损失，以使物料的温度能够满足生产的要求，提高生产效率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。