[發(fā)明專利]一種加熱大流量空氣的組合感應加熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011487973.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112601308B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈英勝;陳峰;崔春
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天益森風洞工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王瓊

1.一種加熱大流量空氣的組合感應加熱系統(tǒng)，其特征在于：包括低溫加熱器、中溫加熱器、高溫加熱器、計算機控制系統(tǒng)、低溫加熱電源、中溫加熱電源、直流高溫加熱電源和高頻感應加熱電源，所述低溫加熱器、中溫加熱器和高溫加熱器依次安裝在空氣管道上，并且彼此之間安裝有高溫閥門，計算機控制系統(tǒng)經(jīng)由所述低溫加熱電源和所述中溫加熱電源分別控制所述低溫加熱器和中溫加熱器進行工作，并經(jīng)由所述直流高溫加熱電源和所述高頻感應加熱電源控制高溫加熱器進行工作，所述高溫加熱器包括多個高溫單體加熱單元，所述高溫單體加熱單元是由氧化鋯質(zhì)復合材料構(gòu)成的內(nèi)部封閉有鐵金屬的管狀發(fā)熱體，在其外壁上設(shè)置有感應加熱器；

所述低溫加熱器和所述中溫加熱器采用金屬加熱器；

所述感應加熱器的感應線圈通水冷卻；

多個所述高溫單體加熱單元安裝在具有耐火材料內(nèi)襯的管道內(nèi)部，沿管道軸線排列，借助高頻感應電纜和直流加熱電纜通過管道兩側(cè)的法蘭分別與外部的所述高頻感應加熱電源和所述直流高溫加熱電源連接；

所述管狀發(fā)熱體的兩端設(shè)置有用于連接直流加熱電纜的直流電極；

其中，高溫加熱器由氧化鋯質(zhì)復合材料、感應加熱器形成的高溫單體加熱單元共同組成的加熱器模塊；

感應線圈通水冷卻，通過水電纜與外部直流加熱電源連接；

沿低溫加熱器段和中溫加熱器段壁面的軸向方向均安裝有測溫傳感器，測溫傳感器量程根據(jù)不同溫度范圍選擇，高溫加熱器段沿軸向安裝有紅外非接觸式測溫傳感器，傳感器測量得到得溫度數(shù)據(jù)傳給計算機控制系統(tǒng)；

各段之間的閥門均為電動高溫閥門，均由計算機控制系統(tǒng)控制開啟和關(guān)閉；

根據(jù)加熱空氣的流量和溫度通過計算選擇合適的低溫、中溫和高溫加熱器的功率、尺寸和規(guī)格；

系統(tǒng)啟動時，計算機控制系統(tǒng)先將低溫加熱器上游和中溫加熱器之間的電動閥門關(guān)閉，然后將低溫加熱器電源打開，對低溫段升溫，將管道內(nèi)溫度整體升至800K，打開低溫加熱器和中溫加熱器之間的電動閥門，待低溫段和中溫段溫度平衡后關(guān)掉二者之間的電動閥門；開啟中溫加熱器對中溫段進行加熱，將中溫段管道內(nèi)溫度整體升至1000K-1200K后，將中溫段下游電動閥門開啟，中溫段的熱氣流入高溫段并將高溫段溫度升高，待溫度平衡后，啟動高溫段加熱電源對高溫單體加熱單元供電；若加熱體由于溫度低不能啟動，則先啟動高溫加熱器的感應加熱器，將高溫單體加熱單元內(nèi)部的鐵熔化并達到1500攝氏度后關(guān)閉感應加熱器，然后啟動給加熱體供電的直流加熱電源；同時順序?qū)⒌蜏囟紊嫌坞妱娱y門打開，將低溫段和中溫段之間電動閥門打開，并從管道上游注入一定流量的冷氣流，保持管道內(nèi)具有一定的氣體流動，防止下游的高溫區(qū)反向流動從而損壞上游加熱器；

保持低溫加熱器、中溫加熱器和高溫加熱器同時開啟狀態(tài)，并逐漸加大到設(shè)計功率運行，各區(qū)域的加熱器穩(wěn)定運行后，逐漸加大上游冷氣流的供應量直至工作狀態(tài)，整個冷氣流分別經(jīng)過低溫段、中溫段和高溫段組合加熱的緩慢升溫過程以避免由于溫差過大對管道和加熱器帶來的熱沖擊。