电加热元件的制作方法

文档序号:8399550
电加热元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电加热领域,特别是涉及工业应用中的电加热领域。电加热元件包括布置在加热器主体的隔室内的加热器筒。
【背景技术】
[0002]US 7335857B2公开了一种杆形的电加热元件,所述电加热元件由导电陶瓷材料制成。通过使用磁变形而将具有电绝缘外表面的圆筒形热载体环定位在杆形电加热元件上。杆形电加热元件和圆筒形热载体都定位在杆形外壳中。这种电加热器被用作工业应用和车辆应用(尤其是柴油发动机中)的电热塞。由于局部热源足以初始点燃空气-柴油混合物,因此并不需要均匀的热分布。
[0003]WO 2012/016399A1公开了一种杆状的电加热器筒。该电加热器筒具有杆状的金属壳体。在壳体中设置有加热丝。壳体的其余空间填充由氧化镁粉和硅油制成的导热但电绝缘的材料,由此获得均匀的热分布。
[0004]EP 1855066公开了一种电加热器,所述电加热器包括由金属管制成的阶梯状中空结构,所述阶梯状中空结构与液体热载体流体连通并且填充有液体热载体。电加热器筒插入在两个竖直梁之一的下端部中。电机驱动泵定位在相对的竖直梁中,以用于在中空结构中循环液体并且由此获得均匀的热分布。

【发明内容】

[0005]本发明要解决的问题是提供一种简单、可靠和柔性的电加热器。
[0006]在独立权利要求中描述了针对上述问题的解决方案。各从属权利要求涉及针对本发明的进一步改进。
[0007]电加热元件包括包封隔室的至少一个加热器主体和插入在所述隔室中的至少一个加热器筒,所述隔室具有内表面。优选地,隔室被抽真空至例如大约15Pa或更低,而隔室的内表面可有利地涂敷至少一中无机盐。涂层可以例如是如在Ki Chan先生的PCT申请PCT/EP2012/066894中详细描述的涂层,所述PCT申请如在本文中完全公开那样地引入以作为参考。加热器筒通常包括电力供应以加热作为热源的转换元件。在工程中本电加热元件可用来代替常规结构元件,以用于将热量施加至一些吸热设备,例如辊筒式干燥机等。然而,本电加热元件允许在重量非常低和效率非常低的情况下获得极其均匀的热分布,因为在常规热管技术的情况下在隔室内不发生任何对流。此外,本发明与热管技术的区别在于隔室的形式并非必需是管形的,但是其可以是管形的。尽管理论上还未完全理解传热机制,但是已经证明本发明是非常有效的。首先,实验数据表明通过声子激发增强了热交换,而在不具有涂层的金属中声子激发在热传导中仅起到较小的作用,当与电导体和绝缘体的热导率相比时声子激发变得明显(参考Solid State Physics, Ashcroft Mermin, SaundersColl.Pub 1.,1976,Chap.1 和 Chap.25).)
[0008]加热器主体可以具有任何形式,但是尤为合适的是杆形。加热器筒可以例如包括适用欧姆定律的任何材料,即当施加电流至其时产生热量的材料。因而,对材料施加电流足以激活热源。这种加热器筒通常是可获得的,往往为杆形或棒形。
[0009]例如,加热器主体可以具有杆状中空外形,所述中空外形具有面对的第一狭窄侧部和第二狭窄侧部,所述第一狭窄侧部和第二狭窄侧部由端盖封闭。这种加热器主体可以由一般可获得的金属部件非常容易地制成。作为替代,可以使用其它材料,例如尤其是玻璃或石英体(例如,玻璃或石英管)。此外,中空外形的内表面可容易地完全清洁,尤其是去除油污。同样,应当至少从隔室的内表面除去灰尘和氧化物。随后,可由端盖封闭隔室,所述端盖优选也已经得到清洁。
[0010]所述至少一个加热器筒可以是例如商业可获得的电加热杆。加热器筒可以由各端盖中的至少一个支撑,使得在加热器筒和中空外形的内表面之间留有空间。例如,加热器筒可具有外表面壳,所述外表面壳与隔室的内表面间隔开。在加热器主体由中空外形制成的情况下,所述中空外形的内径可大于例如杆形加热器筒的外径。
[0011]优选地,加热器筒与杆状中空外形共轴对齐并且设置在所述中空外形内。这确保了在加热器主体的表面上具有尤为均匀的热分布。
[0012]加热器主体优选具有通道,以用于对隔室抽真空和/或用于利用至少一种无机盐涂覆加热器主体的内表面。可以如在申请PCT/EP2012/066894中描述的那样地施加涂层。作为替代,可以使用例如汽相沉积技术的其它涂敷技术。
[0013]可以在对隔室抽真空之后永久地封闭该通道。在隔室内优选具有15Pa或更低的压力。
[0014]制造本电加热元件极其简单。例如,开始时人们可以以中空外形作为电加热器主体,并且完全清洁内表面。中空外形可以由例如铝、不锈钢(例如,材料号1.4301/组分:X5CrNi 18-10或者材料号1.4404/组分X2CrNiMol7_12_2)或者碳钢的金属制成,并且至少应当从所述中空外形的内表面清理掉灰尘、氧化物、油等。随后,由各端盖封闭所述中空外形。一个端盖优选支撑加热器筒,因而在附接各个端盖时将加热器筒插入中空外形的隔室内。另一端盖可以具有作为通道的通孔,所述通道用于对隔室抽真空和/或用于装入水溶液,例如在上述Ki Chan先生的专利申请中所公开的端盖。随后,通过将真空泵连接至通道,经由通道将隔室抽真空至优选105Pa。随后,将一定量的水溶液填充到隔室中。在每平方米的内部空间表面中注入的液体体积应当介于100ml至500ml之间。因而,所述内部空间表面是内表面31 (参见图1)加上加热器筒的表面以及界定隔室的端盖20表面、端盖40表面部分。例如,使用直径为44mm、长度为2m的管形外形,人们应当添加约150ml的涂敷液体。所述涂敷液体的体积是内部空间的容积的约5% (3至8%)。为此,人们优选将三通阀的第一支管连接至通道,将第二支管连接至真空泵,而第三支管连接至具有水溶液的注射器。当将注射器和已抽真空的隔室盐浸处理至流体连通时,预定体积的水溶液被真空吸入至隔室内。此时可永久地密封该通道。在密封之前,人们优选可以再次连接真空泵,以确保隔室内部的压力优选为至少约15Pa或更低。当首先将电流施加至加热器筒时,对内表面进行涂敷并且增强电加热元件的热传导。
【附图说明】
[0015]在下文中,将通过示例、参考附图并基于实施例的示例来描述本发明,而不限制总的发明构思。
[0016]图1示出了电加热器元件的一个示例。
【具体实施方式】
[0017]在图1中,示出了优选的电加热器元件I。电加热器元件I具有作为加热器主体30的中空外形。加热器主体30的狭窄侧部由端盖20、端盖40封闭。一个端盖20具有支撑板24以用于支撑杆状加热器筒10,所述杆状加热器筒共轴地插入加热器主体30的隔室50内。在隔室50的外侧是连接器销15、16以用于将加热器筒10连接至电源,例如电力线。加热器筒10具有壳体12和加热器芯部11,所述加热器芯部作为热源并且其材料遵循欧姆定律。换句话说,加热器芯部11包含电力供应以加热转换元件。替代性地或附加地也可以使用任何其它加热器筒10。
[0018]与端盖20相对的是具有通道42的端盖40,如上所述例如经由三通阀通过所述通道可以将隔室50与真空泵和/或用于注射水溶液的注射器相连,这允许首先对隔室抽真空随后注射预定量的水溶液。在装入液体并且选择性地附加抽真空之后,例如通过焊接或粘结可以密封通道。也可以通过使用其它涂敷技术(例如,汽相沉积)而施加涂层。
[0019]附图清单
[0020]I 电加热元件
[0021]10 加热器筒
[0022]11 电加热芯部
[0023]12 (杆状)壳体
[0024]15 连接器销
[0025]16 连接器销
[0026]20 端盖
[0027]24 支撑板
[0028]30 加热器主体
[0029]31 内表面
[0030]40 端盖
[0031]42 通道 / 入口
[0032]50 隔室
【主权项】
1.一种电加热元件(I),所述电加热元件至少包括: -加热器主体(30),所述加热器主体包封具有内表面(31)的隔室(50), -至少一个加热器筒(10),所述至少一个加热器筒被插入到隔室50内,其特征在于, 隔室(50)被抽真空,并且所述隔室的内表面(31)被涂敷至少一种无机盐。
2.根据权利要求1所述的电加热元件(I),其特征在于, 加热器主体(30)是具有面对的第一狭窄侧部和第二狭窄侧部的杆状中空外形,所述第一狭窄侧部和第二狭窄侧部由端盖(20、40)封闭。
3.根据权利要求2所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述至少一个加热器筒(10)是电加热杆(11),所述电加热杆由至少一个端盖(20)支撑。
4.根据权利要求2或3所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述加热器筒(10)被共轴地定位在杆状中空外形(30)内。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述加热器筒(10)具有外表面壳(13),所述外表面壳与隔室(50)的内表面(31)间隔开。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述杆状中空外形(30)的内径大于加热器筒(10)的外径。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述加热器主体(30)具有通道(42)以用于对隔室(50)抽真空和/或装入至少一种无机盐的水溶液。
8.根据权利要求7所述的电加热元件(I),其特征在于, 在对隔室(50)抽真空之后永久地封闭通道(42)。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的电加热元件(I),其特征在于, 所述隔室(50)内的压力为15Pa或更低。
【专利摘要】一种电加热元件1,其包括至少加热器主体30和至少一个加热器筒10,所述加热器主体包封具有内表面31的隔室50,所述至少一个加热器筒插入隔室50内,如果对隔室50抽真空并且对隔室的内表面涂敷至少一种无机盐,则所述电加热元件提供了尤为均匀的热分布。
【IPC分类】H05B3-42
【公开号】CN104718796
【申请号】CN201280076129
【发明人】陈奇
【申请人】量子技术集团(新加坡)私人有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2012年8月30日
【公告号】EP2891380A1, US20150201464, WO2014032722A1
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1