专利名称：辐射电热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含用非金属电绝缘材料制造的碟状支座的辐射电热器。这种电热器特别适合于水汽含量高或湿度大的环境。
众所周知，在用于烤架和炉盘内的带状或盘圈加热器之类的辐射电热器内，把压紧的粉末多微孔热绝缘材料用作电和热的绝缘材料。使用这种多微孔热绝缘材料有包括能形成凸起的轮廓和有优越的热和电的绝缘性能在内的许多好处。这种加热器的结构是一种典型的金属盘，它包括其内有圈状或带状元件的压紧的多微孔绝缘材料基座。
这种多微孔热绝缘材料一般包含下文规定的干的颗粒状多微孔材料与高温陶瓷或玻璃加纤维增强剂、二氧化钛遮光剂混合以及为了在高温条件下使用减少高温收缩而与少量氧化铝混合。此种材料如在GB-A-1 580 909中所说明的。
“多微孔”这一术语在这里是用于表示孔或空洞的最终尺寸小于常温常压下空气分子的平均自由程，即大约100毫微米或更小的多孔或蜂窝状材料。在这种意义上的多微孔材料通过空气导热(即空气分子之间碰撞)的热传导很低。此种多微孔材料包括气凝胶，这是一种避免如果从液体直接干燥会产生收缩而使液相为气相所代替的凝胶。一种基本相同的结构可以从溶液有控制地沉淀获得，为了获得开放的晶格沉淀物，在沉淀中控制温度和pH值。其他相当的开放的晶格沉淀物包括大部分微粒的最终尺寸小于100毫微米的热解(烟化)和电热型的结构。这些材料的任何一种，例如，基于氧化硅、氧化铝或其他金属氧化物的，都可以用于制造上面定义的多微孔混合物。
在把辐射电热器长期暴露于高潮湿水平(可能是含空气的)的场合，传统的多微孔热绝缘材料可能受到损害，因为在长期暴露于这种潮湿的环境下会吸收水或其他液体。
吸收水或其他液体会导致减小这种多微孔热绝缘材料的孔或空洞的尺寸，由于破坏了上述多孔结构。微孔尺寸的减小导致多微孔绝缘材料体内的固体与固体之间的传导增加，降低材料的电和热的绝缘性能，从而减少运用这种热绝缘材料的好处。
这种对水或其他液体的吸收及由其引起的多孔结构的损坏可能使得与土相比，辐射电热器的电阻，下降到低于各种标准和规定所要求的水平。
在某些使用场合下，要求辐射电热器在置于腔室内并有一个盛有开水的容器不断产生蒸汽超过500小时的情况下，辐射电热器仍能成功地通电。
解决这一问题的现有办法包括使用一层高温玻璃保护所述多微孔热绝缘材料不与潮气接触。然而，玻璃同时也具有影响这种加热器性能的大热容量，而且价格也贵。使用一层玻璃还会引起其他问题，因为必须设计一种密封以保证潮气不沿玻璃周围渗入而影响多微孔热绝缘材料。
从GB-A-0 615 932中了解到可以在密封于电绝缘的玻璃炊具的粉末绝缘材料中安装发热元件。所述粉末绝缘材料起电介质作用，所述粉末绝缘材料和发热元件包含于所述炊具基座的封闭室内。这种发热元件并不适于作辐射发热元件，因为传热主要是通过热传导因而效率比较低。
因此，本发明的一个目的是提供克服这些问题或使这些问题的影响降低到最低限度的手段。
根据本发明提供了一种辐射电热器，它包括一个电绝缘的碟形支座；一个设在所述支座内的热绝缘材料的基座层；相对于所述热绝缘材料的基座层被支承的至少一个发热元件；在基座内设有热绝缘材料制造的圆周壁，该壁从支座绕着所述支座的周周向上延伸，形成一个空腔，所述至少一个发热元件就位于此空腔内。
所述基座层可以与所述支座是分开的。
所述电绝缘碟形支座可以包含选自玻璃、陶瓷、塑料化合物、编织的或成形的纤维和矿物质的材料。
所述电绝缘碟形支座的塑料化合物可以具有热固性或热塑性。
所述电绝缘碟形支座的编织的或成形的纤维可以是陶瓷纤维或玻璃纤维。
所述热电绝缘材料可以包含压紧的多微孔热电绝缘材料。
所述热绝缘材料可以包括30-100％重量的金属氧化物粉末；0-50％重量的遮光剂；0-50％重量的纤维材料；0-15％重量的均匀混合无机粘合剂。
所述热绝缘材料可以包括58.5％重量的金属氧化物粉末，30.0％重量的遮光剂和11.5％重量的纤维材料。
所述至少一个电发热元件可以暴露于大气。
为了更好地理解本发明以及更清楚地显示本发明是如何实现的，现在以举例的方法参照附图予以说明，附图中
图1是安装了非金属碟形支座的辐射电热器实施例的顶视图；图2是沿图1中A-A线剖开的图1中辐射电热器的剖面图。
附图内所示的辐射电热器包括碟形支座1，其中有诸如压紧多微孔热和电的绝缘材料之类的电绝缘材料基座层2。所述辐射电热器用于装入烤架或炊事炉盘内。
热绝缘材料壁3安装于绕着辐射电热器的整个周边，形成一个空腔。
所述热绝缘材料壁3可以与所述基座层2分开，也可以与所述基座层2制成一体。
电发热元件5相对于所述热绝缘材料基座层2被支承着。所述发热元件5可以包括诸如线、带或线圈或这些形式的组合之类的众所周知的形式中的任何一种。
所述发热元件5安装于圆壁3形成的空腔内并暴露于大气。
隔热块6安装于碟形支座1的边缘上并与所述发热元件5电连接，因而发热元件5通过此隔热块可以与电源连接而通电。
可以有选择地安装从发热元件5上面延伸出去的众所周知的热切断装置4，以便在过热情况下切断发热元件的电源。
所述热切断装置4的杆穿过圆壁3中的孔并位于所述发热元件上方，如图2所示。
所述辐射电热器用的多微孔热绝缘材料包含30-100％重量的金属氧化物粉末(例如氧化硅)，0-50％重量的遮光剂(例如二氧化钛)，0-50％的纤维材料和0-15％重量的作为均匀混合物的无机粘结剂。
所述辐射电热器用的多微孔热绝缘材料可以包含58.5％重量的金属氧化物粉末，30.0％重量的遮光剂和11.5％重量的纤维材料。
碟形支座1包含电绝缘材料，在受潮气损害的多微孔绝缘材料与接地的烤架或炉盘结构之间起电绝缘的作用。
适合的非金属碟的材料包括玻璃、陶瓷、塑料化合物(热固性或热塑性的)、编织的或成形的玻璃纤维或陶瓷纤维以及矿物质。
碟形支座1可以根据预定的尺寸和精度模制、铸造或以其他方法成形。特定材料能否加工成碟形支座决定于其物理性能和有关加工过程的条件限制。这些对于本专业技术人员是众所周知的，不属发明的内容。
令人惊奇的是，据发现，这种结合非金属碟形支座的辐射电热器能够经受高湿度大气条件下的试验。这就是说，尽管多微孔热绝缘材料与水的亲和力达到了使多微孔绝缘材料的多孔结构降低到有更大的电传导率和热传导率，结合非金属碟形支座的辐射电热器在将其置于空腔内并有盛开水的容器不断产生蒸汽超过500小时的情况下仍能成功地通电。
权利要求
1.一种辐射电热器，它包括一个电绝缘的碟形支座(1)；一个设在所述支座(1)内的热绝缘材料的基座层(2)；相对所述热绝缘材料的基座层(2)被支承的至少一个发热元件(5)；其特征在于在所述支座(1)内设有用热绝缘材料制造的圆周壁(3)，该壁从基座绕着所述支座(1)的圆周向上延伸，形成一个空腔，所述至少一个发热元件(5)就位于此空腔内。
2.按照权利要求1的辐射电热器，其特征在于所述基座层(2)与所述支座(1)是分开的。
3.按照权利要求1或2的辐射电热器，其特征在于所述电绝缘碟形支座(1)包括选自玻璃、陶瓷、塑料化合物、编织的和成形的纤维和矿物质的材料。
4.按照权利要求3的辐射电热器，其特征在于所述塑料化合物具有热固性。
5.按照权利要求3的辐射电热器，其特征在于所述塑料化合物具有热塑性。
6.按照权利要求3的辐射电热器，其特征在于所述编织的和成形的纤维是编织的和成形的陶瓷纤维。
7.按照权利要求3的辐射电热器，其特征在于所述编织的和成形的纤维是编织的和成形的玻璃纤维。
8.按照上面任意一项权利要求的辐射电热器，其特征在于所述热电绝缘材料包括压紧的多微孔热电绝缘材料。
9.按照上面任意一项权利要求的辐射电热器，其特征在于所述热绝缘材料包含30-100％重量的金属氧化物粉末，0-50％重量的遮光剂，0-50％重量的纤维材料和0-15％重量的均匀混合无机粘合剂。
10.按照权利要求9的辐射电热器，其特征在于所述热绝缘材料包含58.5％重量的金属氧化物粉末，30.0％重量的遮光剂和11.5％重量的纤维材料。
11.按照上面任意一项权利要求中要求的辐射电热器，其特征在于所述至少一个电发热元件(5)暴露于大气。
全文摘要
一种辐射电热器，它包括一个电绝缘的碟形支座(1)；一个设在所述支座(1)内的热绝缘材料的基座层(2)；和相对于所述热绝缘材料的基座层(2)被支承的至少一个电发热元件(5)。在所述支座(1)与所述支座(1)内设有热绝缘材料制造的圆周壁(3)，该壁从基座绕着所述支座(1)周向上延伸，形成一个空腔，所述至少一个发热元件5就位于此空腔内。
文档编号H05B3/20GK1518847SQ02809769
公开日2004年8月4日 申请日期2002年5月13日 优先权日2001年5月15日
发明者加文·J·科尔曼, 加文 J 科尔曼 申请人:塞拉麦斯皮德有限公司