專利名稱：紅外輻射加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及提高輻射燈熱流密度的設備領域，特別地，涉及一種紅外輻射加熱裝置。
背景技術：
在做試驗品的超臨界觀測試驗時，需要對被觀測的試驗品加熱，使其達到超臨界態(tài)，例如，對超臨界態(tài)的煤油進行觀測，需要將煤油加熱到630K，且壓強要達到2. 2MPa。目前紅外輻射加熱裝置直接將多根輻射管安裝在一個平板上，對試驗件進行加熱。常見的輻射加熱管有型號為IR-10-260/10的單孔紅外輻射加熱管，規(guī)格為220V/1KW，總長=260mm, 管徑10mm。在做超臨界煤油傳熱實驗時發(fā)現(xiàn)，即使使用18根(總功率18KW) IR-10-260/10 的單孔紅外輻射加熱管，也很難將煤油加熱至超臨界態(tài)。原因是加熱區(qū)的平均熱流密度理論值尚為0. 536MW/m2，而實際上很大一部輻射能量通過試驗件金屬導熱以及空氣對流換熱耗散掉，試驗件實際接收到的熱流密度只有0. lMW/m2左右。此類輻射加熱管輻射功率損失大、熱流密度低，因此提高加熱區(qū)的熱流密度就成為亟待解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種紅外輻射加熱裝置，以解決現(xiàn)有輻射加熱管輻射功率損失大、熱流密度低的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種紅外輻射加熱裝置，包括第一拋物面鏡和第二拋物面鏡，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡的焦點在同一軸線上、且第一拋物面鏡和第二拋物面鏡的鏡面相對設置，第一拋物面鏡的焦點的周圍設置有多個輻射加熱管，第二拋物面鏡的焦點處設置有試驗件管路。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡均為凹面鏡；輻射加熱管為圓柱形加熱管，多個輻射加熱管均勻地設置在第一拋物面鏡的焦點的周圍；試驗件管路在第二拋物面鏡的焦點處折返。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡的焦距相等；第一拋物面鏡的焦距與輻射加熱管的管徑之比為20 1 100 1。進一步地，第一拋物面鏡的焦距與輻射加熱管的管徑之比為50 1。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡均為凹柱面鏡；輻射加熱管為長條形加熱管，輻射加熱管的長度等于或者小于第一拋物面鏡的長度，多個輻射加熱管均勻地設置在第一拋物面鏡的焦點周圍；試驗件管路為長條形管路，試驗件管路的軸線與第二拋物面鏡的焦點同軸。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡之間無間距設置。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡使用高反射率材料制作。進一步地，第一拋物面鏡和第二拋物面鏡的焦距相等。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的紅外輻射加熱裝置由于使用兩個相對設置的拋物面鏡，利用光學反射原理，實現(xiàn)較低功率條件下熱流密度的大幅提高，大大提高了熱功率的利用率，使得輻射管加熱裝置應用于超臨界煤油加熱試驗變得可行；另一方面，該輻射管加熱裝置相對于電加熱裝置，更加安全，需要的功率也較小。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的紅外輻射加熱裝置剖面示意圖；以及圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的紅外輻射加熱裝置的凹面鏡拋物面鏡結構示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的紅外輻射加熱裝置的凹柱面鏡拋物面鏡結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，一種紅外輻射加熱裝置，用于加熱煤油等至超臨界態(tài)。該輻射管加熱裝置包括第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2。第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2的焦點在同一直線上，且第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2的鏡面相對地設置。在第一拋物面鏡1的焦點的周圍設置有多個輻射加熱管3，第一拋物面鏡1的焦距遠大于輻射加熱管3的管徑， 該多個輻射加熱管3發(fā)出的光線照射到第一拋物面鏡1上，經(jīng)第一拋物面鏡1反射后，形成平行光束照射到第二拋物面鏡2上；第二拋物面鏡2的焦點處設置有試驗件管路4，照射到第二拋物面鏡2上的光束經(jīng)第二拋物面鏡2反射后匯聚到第二拋物面鏡2的焦點上，對試驗件管路4加熱。這樣，輻射加熱管3發(fā)出的熱量絕大部分被利用，大大提高了輻射加熱管 3的效率。優(yōu)選地，第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2的大小尺寸相同，兩者的焦距相等。 第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2相對設置時，兩者之間無間距設置或者設置有狹小縫隙。 優(yōu)選地，第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2使用高反射率材料制作，該高反射率材料為光吸收率小的材料，例如使用拋光鋁板制作。結合參見圖2，優(yōu)選地，第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2均為凹面鏡，即第一拋物面鏡1為第一凹面鏡，第二拋物面鏡2為第二凹面鏡，第一凹面鏡和第二凹面鏡的焦點在同一直線上，且第一凹面鏡和第二凹面鏡的鏡面相對地設置。在第一凹面鏡的焦點周圍設置有多個圓柱形或者類圓柱形的輻射加熱管3，該多個圓柱形或者類圓柱形的輻射加熱管 3均勻地設置在第一凹面鏡的焦點周圍，輻射加熱管3發(fā)出的光線照射到第一凹面鏡上，經(jīng)第一凹面鏡反射后，形成平行光束照射到第二凹面鏡上；在第二凹面鏡的焦點處設置有試驗件管路4，該試驗件管路4在第二凹面鏡的焦點處折返，照射到第二凹面鏡上的平行光束經(jīng)第二凹面鏡反射后匯聚到第二凹面鏡的焦點上，對試驗件管路4加熱。第一拋物面鏡1 的焦距與輻射加熱管3的管徑之比為50 1。作為另外的實施例，第一拋物面鏡1的焦距與輻射加熱管3的管徑之比可以在20 1 100 1的范圍內按要求選取。優(yōu)選地，第一凹面鏡和第二凹面鏡的大小尺寸相同，兩者的焦距相等；第一凹面鏡和第二凹面鏡相對設置時，兩者間的間距很小或者兩者相接觸地相對設置。結合參見圖3，優(yōu)選地，第一拋物面鏡1和第二拋物面鏡2均為凹柱面鏡，即第一拋物面鏡1為第一凹柱面鏡，第二拋物面鏡2為第二凹柱面鏡，第一凹柱面鏡和第二凹柱面鏡的焦軸(即該第一凹柱面鏡和第二凹柱面鏡的橫截面為拋物線，屬于同一凹柱面鏡的拋物線的焦點連成直線構成凹柱面鏡的焦軸)在同一平面上，且兩凹柱面鏡相對地設置。在第一凹柱面鏡的焦軸周圍設置有多個長條形的輻射加熱管3，該多個長條形的輻射加熱管 3均勻地設置在第一凹柱面鏡的焦軸周圍，輻射加熱管3發(fā)出的光線照射到第一凹柱面鏡上，經(jīng)第一凹柱面鏡反射后，形成平行光束照射到第二凹柱面鏡上；在第二凹柱面鏡的焦軸處設置有試驗件管路4，照射到第二凹柱面鏡上的平行光束經(jīng)第二凹柱面鏡反射后匯聚到第二凹柱面鏡的焦軸上，對試驗件管路4加熱。長條形輻射加熱管3的長度等于凹柱面鏡的長度。作為另外的實施例，長條形輻射加熱管3的長度小于凹柱面鏡的長度，即長條形輻射加熱管3的長度小于第一拋物面鏡1的長度。試驗件管路4為長條形管路，試驗件管路4 的軸線與第二凹柱面鏡的焦軸同軸。優(yōu)選地，第一凹柱面鏡和第二凹柱面鏡的大小尺寸相同；第一凹柱面鏡和第二凹柱面鏡相對設置時，兩者間的間距很小或者兩者相接觸地相對設置。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種紅外輻射加熱裝置，其特征在于，包括第一拋物面鏡(1)和第二拋物面鏡0)， 所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡O)的焦點在同一軸線上、且所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡O)的鏡面相對地設置；所述第一拋物面鏡(1)的焦點的周圍設置有多個輻射加熱管(3)，所述第二拋物面鏡 (2)的焦點處設置有試驗件管路G)。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡( 均為凹面鏡；所述輻射加熱管C3)為圓柱形加熱管，多個所述輻射加熱管C3)均勻地設置在所述第一拋物面鏡(1)的焦點的周圍；所述試驗件管路(4)在所述第二拋物面鏡O)的焦點處折返。
3.根據(jù)權利要求2所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡O)的焦距相等；所述第一拋物面鏡(1)的焦距與所述輻射加熱管C3)的管徑之比為20 1 100 1。
4.根據(jù)權利要求3所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡(1)的焦距與所述輻射加熱管(3)的管徑之比為50 1。
5.根據(jù)權利要求1所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡( 均為凹柱面鏡；所述輻射加熱管(3)為圓柱形加熱管，所述輻射加熱管(3)的長度等于或者小于所述第一拋物面鏡(1)的長度，多個所述輻射加熱管C3)均勻地設置在所述第一拋物面鏡(1) 的焦點的周圍；所述試驗件管路(4)為長條形管路，所述試驗件管路的軸線與所述第二拋物面鏡 (2)的焦點同軸。
6.根據(jù)權利要求1所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡⑴和所述第二拋物面鏡⑵之間無間距設置。
7.根據(jù)權利要求1所述的紅外輻射加熱裝置，其特征在于，所述第一拋物面鏡(1)和所述第二拋物面鏡( 使用高反射率材料制作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紅外輻射加熱裝置，包括第一拋物面鏡(1)和第二拋物面鏡(2)，第一拋物面鏡(1)和第二拋物面鏡(2)的焦點在同一軸線上、且鏡面相對設置，第一拋物面鏡(1)的焦點周圍設置有多個紅外輻射加熱管(3)，第二拋物面鏡(2)的焦點處設置有試驗件管路(4)。本發(fā)明的紅外輻射加熱裝置由于使用兩個相對設置的拋物面鏡，利用光學反射原理，實現(xiàn)較低功率條件下熱流密度的大幅提高，大大提高了熱功率的利用率，使得紅外輻射加熱裝置應用于超臨界煤油加熱試驗變得可行；另一方面，該紅外輻射加熱裝置相對于電加熱裝置，更加安全，需要的功率也較小。
文檔編號H05B3/02GK102497681SQ201110432978
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 楊小柱, 梁劍寒, 潘余, 王振國 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學