一种具有回收余热的电流调节箱.pdf

一种具有回收余热的电流调节箱，涉及电加热设备，由移热油箱、集热水箱、集热槽、电阻丝和出线桩组成，在移热油箱的前端壁体上有进线桩接入，电阻丝安装在移热油箱中，第一电阻丝的前端连接到进线桩上，第一电阻丝的后端连接到第一出线桩和第二电阻丝的前端，第二电阻丝的后端连接到第二出线桩和第三电阻丝的前端，第三电阻丝的后端连接到第三出线桩和第四电阻丝的前端，第四电阻丝的后端连接到第四出线桩上；集热水箱安装在移热油箱的上方，集热槽伸入到移热油箱中，集热槽的凹槽空间连通到集热水箱的内空间。本发明用来调节等离子体喷枪的工作电流，使电网电压稳定和等离子体设备工作稳定；利用导热油移走电阻丝的热量，实现余热回收利用。

权利要求书
1.  一种具有回收余热的电流调节箱，包括箱体和电阻丝，其特征是电流调节箱由箱体、集热槽（9）、电阻丝和出线桩组成，其中，箱体由移热油箱（8）和集热水箱（29）构成，在移热油箱（8）的前端壁体上有进线桩（26）接入，出线桩设置在移热油箱（8）的后端壁体上，出线桩的外端引出到移热油箱（8）之外，电阻丝安装在移热油箱（8）中，电阻丝和出线桩为多套设置，第一电阻丝（23）的前端连接到进线桩（26）上，第一电阻丝（23）的后端连接到第一出线桩（19）和第二电阻丝（24）的前端，第二电阻丝（24）的后端连接到第二出线桩（20）和第三电阻丝（6）的前端，第三电阻丝（6）的后端连接到第三出线桩（12）和第四电阻丝（7）的前端，第四电阻丝（7）的后端连接到第四出线桩（13）上；在进线桩（26）的外端有进线接口（26-1），在第一出线桩（19）的外端有第一出线接口（19-1），在第二出线桩（20）的外端有第二出线接口（20-1），在第三出线桩（12）的外端有第三出线接口（12-1），在第四出线桩（13）的外端有第四出线接口（13-1）；
集热水箱（29）安装在移热油箱（8）的上方，在集热水箱（29）与移热油箱（8）之间有隔板（29-3），在隔板（29-3）上有集热槽接口（29-4），集热槽（9）的上沿口焊接在集热槽接口（29-4）上，集热槽（9）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（9）的凹槽空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（29）的内空间；集热槽（9）伸入到移热油箱（8）中，集热槽（9）与电阻丝错开位置进行定位；在集热水箱（29）的上部有热水输出接口（29-1）接出，在集热水箱（29）的下部有循环回水接口（29-2）接入。

2.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是在移热油箱（8）后端的壁体外侧有接线盒（18）和切换开关（17），切换开关（17）安装在接线盒（18）上，接线盒（18）把第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）进行封盖，切换开关（17）有四路输入接口和一路输出接口，第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）分别通过连接导线连接到切换开关（17）的四路输入接口上。

3.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是在移热油箱（8）中有绝缘支架（2）、第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5），绝缘支架（2）安装在移热油箱（8）前端的壁体内侧，第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5）以排列方式安装在绝缘支架（2）上，第二电阻丝（24）的前端固定在第一安装件（1）上，第三电阻丝（6）的前端固定在第二安装件（4）上，第四电阻丝（7）的前端固定在第三安装件（5）上。

4.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是在集热槽（9）壁体与电阻丝之间的部位有绝缘衬板（10），绝缘衬板（10）贴附在集热槽（9）外侧的壁体上，绝缘衬板（10）与电阻丝之间有空间。

5.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是在电流调节箱的外围有膨胀罐（27），膨胀罐（27）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（27-3）接出，膨胀罐（27）的出油口通过膨胀管（28）接入到移热油箱（8）中；在移热油箱（8）的顶部有排气管（34）接出。

6.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是当移热油箱（8）的壁体为金属材料时，进线桩（26）、第一出线桩（19）、第二出线桩（20）、第三出线桩（12）、第四出线桩（13）与移热油箱（8）的壁体之间有绝缘过线件进行隔离。

7.   根据权利要求1所述的一种具有回收余热的电流调节箱，其特征是在电流调节箱的外壁上安装保温层（25）。

说明书一种具有回收余热的电流调节箱
技术领域
本发明涉及电加热设备，特别是涉及到一种等离子体加热设备。
背景技术
    当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧和废物处理等。近几年来，利用等离子体处理危险有害的废弃物和生活垃圾的技术发展很快，等离子体的处理方式和一般的焚烧方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气体分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。
利用等离子体设备把水蒸汽加热分解为氢、氧的活性化学物后，作为气化剂喷入气化炉与有机质垃圾炭进行化学反应，所进行的是放热反应，可以为气化炉提供原料烘干和热解所需的热量，从而使气化炉不需输入空气或氧气，使生活垃圾转化的合成气品质好，达到化工原料的要求，实现无污染及能源化处置生活垃圾。或利用等离子体喷枪把水蒸汽加热分解后再喷入气化炉内与煤炭进行造气反应，使煤炭的气化率几乎达到100%，节省煤炭资源消耗，并且生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，实现减排温室气体。
在生活垃圾处置领域或煤气化领域使用的等离子体设备，一般功率都很大，使用时，引起电网电压的波动，影响到电网电压的稳定性，使得等离子体设备工作不稳定。因此，在大功率等离子体设备中使用限流电阻来避免出现过大的冲击电流，有利于电网电压的稳定及使等离子体设备工作稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有回收余热的电流调节箱，在大功率等离子体设备中应用，在等离子体喷枪工作时，避免出现过大电流冲击，使电网电压稳定和等离子体设备工作稳定，并且使电流调节箱实现余热回收利用，以减少资源消耗和减排温室气体。
本发明的一种具有回收余热的电流调节箱，包括箱体和电阻丝，其特征是电流调节箱由箱体、集热槽（9）、电阻丝和出线桩组成，其中，箱体由移热油箱（8）和集热水箱（29）构成，在移热油箱（8）的前端壁体上有进线桩（26）接入，出线桩设置在移热油箱（8）的后端壁体上，出线桩的外端引出到移热油箱（8）之外，电阻丝安装在移热油箱（8）中，电阻丝和出线桩为多套设置，第一电阻丝（23）的前端连接到进线桩（26）上，第一电阻丝（23）的后端连接到第一出线桩（19）和第二电阻丝（24）的前端，第二电阻丝（24）的后端连接到第二出线桩（20）和第三电阻丝（6）的前端，第三电阻丝（6）的后端连接到第三出线桩（12）和第四电阻丝（7）的前端，第四电阻丝（7）的后端连接到第四出线桩（13）上；在进线桩（26）的外端有进线接口（26-1），在第一出线桩（19）的外端有第一出线接口（19-1），在第二出线桩（20）的外端有第二出线接口（20-1），在第三出线桩（12）的外端有第三出线接口（12-1），在第四出线桩（13）的外端有第四出线接口（13-1）；集热水箱（29）安装在移热油箱（8）的上方，在集热水箱（29）与移热油箱（8）之间有隔板（29-3），在隔板（29-3）上有集热槽接口（29-4），集热槽（9）的上沿口焊接在集热槽接口（29-4）上，集热槽（9）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（9）的凹槽空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（29）的内空间；集热槽（9）伸入到移热油箱（8）中，集热槽（9）与电阻丝错开位置进行定位；在集热水箱（29）的上部有热水输出接口（29-1）接出，在集热水箱（29）的下部有循环回水接口（29-2）接入。
本发明中，在移热油箱（8）后端的壁体外侧有接线盒（18）和切换开关（17），切换开关（17）安装在接线盒（18）上，接线盒（18）把第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）进行封盖，切换开关（17）有四路输入接口和一路输出接口，第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）分别通过连接导线连接到切换开关（17）的四路输入接口上；在移热油箱（8）中有绝缘支架（2）、第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5），绝缘支架（2）安装在移热油箱（8）前端的壁体内侧，第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5）以排列方式安装在绝缘支架（2）上，第二电阻丝（24）的前端固定在第一安装件（1）上，第三电阻丝（6）的前端固定在第二安装件（4）上，第四电阻丝（7）的前端固定在第三安装件（5）上；在集热槽（9）壁体与电阻丝之间的部位有绝缘衬板（10），绝缘衬板（10）贴附在集热槽（9）外侧的壁体上，绝缘衬板（10）与电阻丝之间有空间；在电流调节箱的外围有膨胀罐（27），膨胀罐（27）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（27-3）接出，膨胀罐（27）的出油口通过膨胀管（28）接入到移热油箱（8）中；在移热油箱（8）的顶部有排气管（34）接出；当移热油箱（8）的壁体为金属材料时，进线桩（26）、第一出线桩（19）、第二出线桩（20）、第三出线桩（12）、第四出线桩（13）与移热油箱（8）的壁体之间有绝缘过线件进行隔离；在电流调节箱的外壁上安装保温层（25）。
本发明使用时，把电流调节箱以串联方式连接在等离子体喷枪与工作电源之间，然后通过膨胀罐（27）的加油口把移热油箱（8）中加满导热油，使移热油箱（8）中的电阻丝沉浸在导热油中，导热油的油位在膨胀室1/3的位置，把集热水箱（29）上部的热水输出接口（29-1）连接到热水供应系统的供水管路或热水贮罐，把集热水箱（29）下部的循环回水接口（29-2）连接到热水供应系统的回水管路，在集热水箱（29）中和集热槽（9）中加满水，使集热水箱（29）的水与热水供应系统的水形成循环回路。等离子体设备工作时，工作电源通过电流调节箱内的电阻丝向等离子体喷枪供电，电阻丝起到限流作用，防止等离子体喷枪产生过大的冲击电流，避免电网电压波动并使等离子体喷枪能稳定工作。在等离子体喷枪工作时，电流通过电阻丝时会使电阻丝发热而产生热量，如不能把热量及时移去，会造成电阻丝升温过高而加速老化，缩短使用寿命。本发明采取把电阻丝沉浸在导热油中的措施，通过导热油及时把电阻丝产生的热量移走，使电阻丝保持在相对恒定的低温水平，避免电阻丝老化，延长使用寿命。当电阻丝周边的导热油吸收热量升温后，会因密度减小而进行上升运动，冷油会立即补充到电阻丝的周边吸热，这样就使移热油箱中的导热油形成循环，不断把电阻丝产生的热量及时移走。移热油箱（8）中的导热油吸收热量后，通过集热槽（9）的壁体把热量传递给热交换室（Ⅰ）中的水，热交换室（Ⅰ）中的水吸收热量后产生上升动能而与集热水箱（29）中的水进行循环交换，把热量交换到集热水箱（29）中，进行生产热水，当集热水箱（29）中的水升温到100℃以上时，便会产生蒸汽。本发明利用集热水箱（29）中的水来吸收电阻丝的热量，不但使电阻丝保持在相对恒定的低温水平，而且进行回收余热生产热水或蒸汽，用于生产或提供给工人洗澡用水。根据焦耳定律计算，当电阻丝的阻值为5欧姆、流过电阻丝的电流为150安培时，电阻丝每小时将产生405mj的热量，可把2418kg的水从20℃加热到60℃，或生产蒸汽41kg。本发明中，把电阻丝分为四组进行串联设置，然后引出抽头，通过切换操作，根据等离子体喷枪输出功率的需要，进行调节等离子体喷枪的工作电流。
移热油箱（8）中的导热油在吸热升温时，会膨胀使体积增大，因此，本发明在电阻箱的外围设置膨胀罐（27），利用膨胀室（Ⅱ）的空间容积来吸纳膨胀增大的导热油，当移热油箱（8）中的导热油降温体积变小，膨胀室（Ⅱ）中的导热油会返回到移热油箱（8）中。
本发明中，所述的导热油又称“热载体油”，是一类用于间接传递热量的热稳定性较好的专用油品，具有抗热裂化和抗化学氧化的性能，在常压的条件下，可以获得很高的操作温度，低毒无味，不腐蚀设备；传热效率好，散热快，热稳定性很好；化学性质较稳定，不像轻质油那么容易着火燃烧，使用安全，因此，导热油是电阻丝理想的移热载体。水是一种弱电介质材料，在电场中易析氢和易析氧，易变质及易腐蚀设备，因此，水不适合作为电阻丝直接的移热载体。
本发明的有益效果是：提供的一种具有回收余热的电流调节箱，在大功率等离子体设备中应用，在等离子体喷枪工作时，调节等离子体喷枪的工作电流，避免出现过大电流冲击，使电网电压稳定和等离子体设备工作稳定；利用导热油移走电阻丝的热量，实现余热回收利用，以减少资源消耗和减排温室气体。
附图说明
图1是本发明电流调节箱的移热油箱平面剖视图。
图2是本发明的一种具有回收余热的电流调节箱结构图。
图中：1.电阻丝的第一安装件，2.绝缘支架，3.绝缘支架的安装座，4.电阻丝的第二安装件，5.电阻丝的第三安装件，6.第三电阻丝，7.第四电阻丝，8.移热油箱，8-1.安装法兰，9.集热槽，10.绝缘衬板，11.第三连线，12.第三出线桩，12-1.第三出线接口，13.第四出线桩，13-1.第四出线接口，14.密封环，15.密封圈，16.绝缘过线件，17.切换开关，17-1.切换开关的旋钮，17-2.切换开关的出线口，18.接线盒，19.第一出线桩，19-1.第一出线接口，20.第二出线桩，20-1.第二出线接口，21.第二连线，22.第一连线，23.第一电阻丝，24.第二电阻丝，25.保温层，26.进线桩，26-1.进线接口，27.膨胀罐，27-1.加油口，27-2.出油口，27-3.呼吸管，28.膨胀管，29.集热水箱，29-1.热水输出接口，29-2.循环回水接口，29-3.隔板，29-4.集热槽接口，29-5.连接法兰，30.热交换媒水，31.导热油，32.密封垫，33.连接螺栓，34.排气管，Ⅰ.热交换室，Ⅱ.膨胀室。
具体实施方式
实施例1  图1所示的实施方式中，一种具有回收余热的电流调节箱由箱体、集热槽（9）、电阻丝和出线桩组成，其中，箱体由移热油箱（8）和集热水箱（29）构成，在移热油箱（8）的前端壁体上有进线桩（26）接入，出线桩设置在移热油箱（8）的后端壁体上，出线桩的外端引出到移热油箱（8）之外，电阻丝安装在移热油箱（8）中，电阻丝和出线桩为多套设置，第一电阻丝（23）的前端连接到进线桩（26）上，第一电阻丝（23）的后端连接到第一出线桩（19）和第二电阻丝（24）的前端，第二电阻丝（24）的后端连接到第二出线桩（20）和第三电阻丝（6）的前端，第三电阻丝（6）的后端连接到第三出线桩（12）和第四电阻丝（7）的前端，第四电阻丝（7）的后端连接到第四出线桩（13）上；在移热油箱（8）中有绝缘支架（2）、第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5），绝缘支架（2）安装在移热油箱（8）前端的壁体内侧，第一安装件（1）、第二安装件（4）和第三安装件（5）以排列方式安装在绝缘支架（2）上，第二电阻丝（24）的前端固定在第一安装件（1）上，第三电阻丝（6）的前端固定在第二安装件（4）上，第四电阻丝（7）的前端固定在第三安装件（5）上；在进线桩（26）的外端有进线接口（26-1），在第一出线桩（19）的外端有第一出线接口（19-1），在第二出线桩（20）的外端有第二出线接口（20-1），在第三出线桩（12）的外端有第三出线接口（12-1），在第四出线桩（13）的外端有第四出线接口（13-1）；在移热油箱（8）后端的壁体外侧有接线盒（18）和切换开关（17），切换开关（17）安装在接线盒（18）上，接线盒（18）把第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）进行封盖，切换开关（17）有四路输入接口和一路输出接口，第一出线接口（19-1）、第二出线接口（20-1）、第三出线接口（12-1）和第四出线接口（13-1）分别通过连接导线连接到切换开关（17）的四路输入接口上；集热水箱（29）安装在移热油箱（8）的上方，在集热水箱（29）与移热油箱（8）之间有隔板（29-3），在隔板（29-3）上有集热槽接口（29-4），集热槽（9）的上沿口焊接在集热槽接口（29-4）上，集热槽（9）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（9）的凹槽空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（29）的内空间；集热槽（9）伸入到移热油箱（8）中，集热槽（9）与电阻丝错开位置进行定位，在集热槽（9）壁体与电阻丝之间的部位有绝缘衬板（10），绝缘衬板（10）贴附在集热槽（9）外侧的壁体上，绝缘衬板（10）与电阻丝之间有空间；在集热水箱（29）的上部有热水输出接口（29-1）接出，在集热水箱（29）的下部有循环回水接口（29-2）接入；在电流调节箱的外壁上安装保温层（25）。
本实施例中，当移热油箱（8）的壁体为金属材料时，进线桩（26）、第一出线桩（19）、第二出线桩（20）、第三出线桩（12）、第四出线桩（13）与移热油箱（8）的壁体之间有绝缘过线件进行隔离，在进线桩（26）、第一出线桩（19）、第二出线桩（20）、第三出线桩（12）、第四出线桩（13）与绝缘过线件（16）之间有密封环（14）进行密封，在绝缘过线件（16）与移热油箱（8）壁体之间有密封圈（15）进行密封。在电流调节箱的外围有膨胀罐（27），膨胀罐（27）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（27-3）接出，膨胀罐（27）的出油口通过膨胀管（28）接入到移热油箱（8）中；在移热油箱（8）的顶部有排气管（34）接出。当移热油箱（8）中的导热油在吸热升温，体积膨胀增大时，利用膨胀室（Ⅱ）的空间容积来吸纳膨胀增大的导热油，当移热油箱（8）中的导热油降温体积变小，膨胀室（Ⅱ）中的导热油会返回到移热油箱（8）中。
本实施例使用时，把电流调节箱以串联方式连接在等离子体喷枪与工作电源之间，然后通过膨胀罐（27）的加油口把移热油箱（8）中加满导热油，使移热油箱（8）中的电阻丝沉浸在导热油中，导热油的油位在膨胀室1/3的位置，把集热水箱（29）上部的热水输出接口（29-1）连接到热水供应系统的供水管路或热水贮罐，把集热水箱（29）下部的循环回水接口（29-2）连接到热水供应系统的回水管路，在集热水箱（29）中和集热槽（9）中加满水，使集热水箱（29）的水与热水供应系统的水形成循环回路。等离子体设备工作时，工作电源通过电流调节箱内的电阻丝向等离子体喷枪供电，电阻丝起到限流作用，防止等离子体喷枪产生过大的冲击电流，避免电网电压波动并使等离子体喷枪能稳定工作。在等离子体喷枪工作时，电流通过电阻丝时会使电阻丝发热而产生热量，如不能把热量及时移去，会造成电阻丝升温过高而加速老化，缩短使用寿命。本发明采取把电阻丝沉浸在导热油中的措施，通过导热油及时把电阻丝产生的热量移走，使电阻丝保持在相对恒定的低温水平，避免电阻丝老化，延长使用寿命。当电阻丝周边的导热油吸收热量升温后，会因密度减小而进行上升运动，冷油会立即补充到电阻丝的周边吸热，这样就使移热油箱中的导热油形成循环，不断把电阻丝产生的热量及时移走。移热油箱（8）中的导热油吸收热量后，通过集热槽（9）的壁体把热量传递给热交换室（Ⅰ）中的水，热交换室（Ⅰ）中的水吸收热量后产生上升动能而与集热水箱（29）中的水进行循环交换，把热量交换到集热水箱（29）中，进行生产热水，当集热水箱（29）中的水升温到100℃以上时，便会产生蒸汽。本发明利用集热水箱（29）中的水来吸收电阻丝的热量，不但使电阻丝保持在相对恒定的低温水平，而且进行回收余热生产热水或蒸汽，用于生产或提供给工人洗澡用水。