一種移熱式電阻箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電加熱設(shè)備，特別是涉及到一種等離子體加熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒和廢物處理等。近幾年來(lái)，利用等離子體處理危險(xiǎn)有害的廢棄物和生活垃圾的技術(shù)發(fā)展很快，等離子體的處理方式和一般的焚燒方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)生器中，放電作用使得工作氣體分子失去外層電子而形成離子狀態(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，溫度可達(dá)幾萬(wàn)度以上。
[0003]利用等離子體設(shè)備把水蒸汽加熱分解為氫、氧的活性化學(xué)物后，作為氣化劑噴入氣化爐，與有機(jī)質(zhì)垃圾進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，所進(jìn)行的是放熱反應(yīng)，可以為氣化爐提供原料烘干和熱解所需的熱量，從而使氣化爐不需輸入空氣或氧氣，使生活垃圾轉(zhuǎn)化的合成氣品質(zhì)好，達(dá)到化工原料的要求，實(shí)現(xiàn)無(wú)污染及能源化處置生活垃圾。或利用等離子體噴槍把水蒸汽加熱分解后再噴入氣化爐內(nèi)與煤炭進(jìn)行造氣反應(yīng)，使煤炭的氣化率幾乎達(dá)到100%，節(jié)省煤炭資源消耗，并且生產(chǎn)的合成氣中氫氣的分?jǐn)?shù)比例高，廢氣的含量低，實(shí)現(xiàn)減排溫室氣體。
[0004]在生活垃圾處置領(lǐng)域或煤氣化領(lǐng)域使用的等離子體設(shè)備，一般功率都很大，使用時(shí)，引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，影響到電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，使得等離子體設(shè)備工作不穩(wěn)定。因此，在大功率等離子體設(shè)備中使用限流電阻來(lái)避免出現(xiàn)過(guò)大的沖擊電流，有利于電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定及使等離子體設(shè)備工作穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要為大功率等離子體設(shè)備提供一種移熱式電阻箱，在等離子體設(shè)備工作時(shí)，避免出現(xiàn)過(guò)大電流沖擊，使電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和等離子體設(shè)備工作穩(wěn)定，并且實(shí)現(xiàn)余熱回收利用，以減少資源消耗和減排溫室氣體。
[0006]本發(fā)明的一種移熱式電阻箱，包括箱體和電阻絲，其特征是電阻箱由上箱體(2 )、風(fēng)管陣列(1)、下箱體(9)、電阻絲(10)、進(jìn)線組件(13)和出線組件(4)組成，其中，上箱體
(2)與下箱體(9)相通，上箱體(2)的內(nèi)空間構(gòu)成熱交換區(qū)(I )，風(fēng)管陣列(I)設(shè)置在熱交換區(qū)(I )中，風(fēng)管陣列(I)由多根風(fēng)管排列而成，各風(fēng)管的兩端從上箱體(2)兩邊的壁體穿出，在上箱體(2)的左側(cè)有前風(fēng)室(V)，在上箱體(2)的右側(cè)有后風(fēng)室(IV)，前風(fēng)室(V)通過(guò)風(fēng)管陣列(I)的管內(nèi)空間連通到后風(fēng)室(IV);下箱體(9)的內(nèi)空間構(gòu)成移熱區(qū)(II)，電阻絲(10)設(shè)置在移熱區(qū)(II)中，在下箱體(9)前端的壁體上有進(jìn)線圓孔，進(jìn)線組件(13)安裝在進(jìn)線圓孔中，在下箱體(9)后端的壁體上有出線圓孔，出線組件(4)安裝在出線圓孔中，在下箱體(9 )內(nèi)空間的前端有前導(dǎo)電支架(11)，前導(dǎo)電支架(11)安裝在進(jìn)線組件(13 )的內(nèi)端，在下箱體(9)內(nèi)空間的后端有后導(dǎo)電支架(7)，后導(dǎo)電支架(7)安裝在出線組件(4)的內(nèi)端，電阻絲(10)的兩端通過(guò)安裝件連接在前導(dǎo)電支架(11)和后導(dǎo)電支架(7)上。
[0007]本發(fā)明中，電阻絲(10)為多根設(shè)置，多根電阻絲(10)排列在下箱體(9)內(nèi)的下部；在上箱體(2)的頂部壁體上有進(jìn)油口( 15)和排氣口( 16);在電阻箱的外圍有膨脹罐(19)，膨脹罐(19)的內(nèi)空間構(gòu)成膨脹室(III)，上箱體(2)內(nèi)的熱交換區(qū)(I )通過(guò)進(jìn)油口(15)連通到膨脹室(III)的下部，在膨脹室(III)的頂部壁體上有呼吸管(20)接出；排氣口( 16)上有排氣管(18)接出；在上箱體(2)左側(cè)的前風(fēng)室(V )有進(jìn)風(fēng)接口( 26)接入；在上箱體(2)右側(cè)的后風(fēng)室(IV)有出風(fēng)接口(22)接出；在上箱體(2)的下沿口外側(cè)壁體上有連接法蘭(25)，在下箱體(9)的上沿口外側(cè)壁體上有安裝法蘭(24)，連接法蘭(25)和安裝法蘭(24)進(jìn)行配合連接，在連接法蘭(25)與安裝法蘭(24)之間有密封墊(3);進(jìn)線組件(13)和出線組件
(4)分別通過(guò)絕緣過(guò)線件(12)與下箱體(9)的金屬壁體進(jìn)行隔離，進(jìn)線組件(13)或出線組件(4)與絕緣過(guò)線件(12 )之間有密封環(huán)(6 )進(jìn)行密封，絕緣過(guò)線件(12 )與下箱體(9 )的金屬壁體之間有密封圈(5)進(jìn)行密封；進(jìn)線組件(13)的外端有進(jìn)線接口，出線組件(4)的外端有出線接口 ；在電阻箱的外壁上安裝保溫層(14)。
[0008]本發(fā)明在生活垃圾氣化處置系統(tǒng)中應(yīng)用。生活垃圾由于水分高，為了降低氣化成本，需把生活垃圾進(jìn)行熱風(fēng)干燥預(yù)處理，應(yīng)用本發(fā)明的移熱式電阻箱移出的熱量生產(chǎn)的熱風(fēng)對(duì)生活垃圾進(jìn)行風(fēng)干處理，可以減少煤炭資源消耗和節(jié)省電能。使用時(shí)，把移熱式電阻箱的電阻絲(10 )以串聯(lián)方式連接在等離子體噴槍與工作電源之間，把前風(fēng)室(V )的進(jìn)風(fēng)接口
(26)和后風(fēng)室(IV)的出風(fēng)接口(22)以串聯(lián)方式連接在垃圾烘干系統(tǒng)的熱風(fēng)供應(yīng)管路上，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，使循環(huán)風(fēng)勻速通過(guò)風(fēng)管陣列(I)的各個(gè)管內(nèi)空間。然后通過(guò)膨脹罐(19)的加油口把移熱區(qū)(II)和熱交換區(qū)(I )加滿導(dǎo)熱油，使移熱區(qū)(II)中的電阻絲(10)沉浸在導(dǎo)熱油中，導(dǎo)熱油的油位在膨脹室1/3的位置。等離子體設(shè)備工作時(shí)，工作電源通過(guò)電阻箱內(nèi)的電阻絲(10)向等離子體噴槍供電，電阻絲(10)起到限流作用，防止等離子體噴槍產(chǎn)生過(guò)大的沖擊電流，避免電網(wǎng)電壓波動(dòng)并使等離子體噴槍能穩(wěn)定工作。在等離子體噴槍工作時(shí)，電流通過(guò)電阻絲(10)時(shí)會(huì)使電阻絲(10)發(fā)熱而產(chǎn)生熱量，如不能把熱量及時(shí)移去，會(huì)造成電阻絲升溫過(guò)高而加速老化，縮短使用壽命。本發(fā)明采取把電阻絲沉浸在導(dǎo)熱油中的措施，通過(guò)導(dǎo)熱油及時(shí)把電阻絲產(chǎn)生的熱量移走，使電阻絲保持在相對(duì)恒定的低溫水平，避免電阻絲老化，延長(zhǎng)使用壽命。當(dāng)電阻絲(10)周邊的導(dǎo)熱油吸收熱量升溫后，會(huì)因密度減小而進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)，冷油會(huì)立即補(bǔ)充到電阻絲(10)的周邊吸熱，這樣就使移熱區(qū)(II)和熱交換區(qū)(I )中的導(dǎo)熱油形成循環(huán)，不斷把電阻絲(10)產(chǎn)生的熱量及時(shí)移走。移熱區(qū)(II)中的導(dǎo)熱油吸收熱量后，上升到熱交換區(qū)(I )中；熱交換區(qū)(I )中的導(dǎo)熱油通過(guò)風(fēng)管陣列(I)的管壁把熱量傳遞給管內(nèi)的空氣，管內(nèi)循環(huán)氣流立即把熱量帶走，使電阻箱保持在相對(duì)恒定的低溫水平，熱交換區(qū)(I )傳遞出的熱量使空氣被加熱，形成熱風(fēng)，用于垃圾風(fēng)干。本發(fā)明利用移熱式電阻箱來(lái)吸收電阻絲(10)的熱量，防止電阻絲升溫過(guò)高而避免加速老化，同時(shí)回收熱能用于垃圾烘干。根據(jù)焦耳定律計(jì)算，當(dāng)電阻絲(10)的阻值為5歐姆、流過(guò)電阻絲(10)的電流為150安培時(shí)，電阻絲(10)每小時(shí)將產(chǎn)生405mj的熱量，可把6750kg的空氣從20°C加熱到800C ο
[0009]電阻箱內(nèi)的導(dǎo)熱油在吸熱升溫時(shí)，會(huì)膨脹使體積增大，因此，本發(fā)明在電阻箱的外圍設(shè)置膨脹罐(19)，利用膨脹室(III)的空間容積來(lái)吸納膨脹增大的導(dǎo)熱油，當(dāng)電阻箱內(nèi)的導(dǎo)熱油降溫體積變小，膨脹室(III)中的導(dǎo)熱油會(huì)返回到電阻箱中。
[0010]本發(fā)明中，所述的導(dǎo)熱油又稱“熱載體油”，是一類用于間接傳遞熱量的熱穩(wěn)定性較好的專用油品，具有抗熱裂化和抗化學(xué)氧化的性能，在常壓的條件下，可以獲得很高的操作溫度，低毒無(wú)味，不腐蝕設(shè)備；傳熱效率好，散熱快，熱穩(wěn)定性很好；化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，不像輕質(zhì)油那么容易著火燃燒，使用安全，因此，導(dǎo)熱油是電阻絲理想的移熱載體。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:提供的一種移熱式電阻箱，用于生活垃圾氣化處置系統(tǒng)的大功率等離子體設(shè)備中，在等離子體設(shè)備工作時(shí)，避免出現(xiàn)過(guò)大電流沖擊，使電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和等離子體噴槍工作穩(wěn)定；利用導(dǎo)熱油移走電阻絲的熱量，避免電阻絲老化，同時(shí)回收熱能用于垃圾烘干，減少煤炭資源消耗和節(jié)省電能。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一種移熱式電阻箱結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0014]圖3是圖1的B-B剖視圖。
[0015]圖中:1.風(fēng)管陣列，2.上箱體，3.密封墊，4.出線組件，5.密封圈，6.密封環(huán)，7.后導(dǎo)電支架，8.電阻絲的安裝件，9.下箱體，10.電阻絲，11.前導(dǎo)電支架，12.絕緣過(guò)線件，13.進(jìn)線組件，14.保溫層，15.進(jìn)油口，16.排氣口，17.導(dǎo)熱油，18.排氣管，19.膨脹罐，20.呼吸管，21.加油口，22.出風(fēng)接口，23.連接螺栓，24.安裝法蘭，25.連接法蘭，26.進(jìn)風(fēng)接口，27.出線接口，28.進(jìn)線接口，1.熱交換區(qū)，I1.移熱區(qū)，II1.膨脹室，IV.