乳白石英玻璃管电热液体加热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电热液体加热器，特别是一种使用乳白石英玻璃管做为电加热体过水基材的电热液体加热器。
【背景技术】
[0002]目前液体加热电器产品的品种很多，如:咖啡机、开水机、饮水机、热水器、洗衣机、
足浴器等等，此类产品的电加热器的种类有多种，如:罐式、铝压铸式、金属管式、透明石英玻璃管式等等，近年来透明石英玻璃管式液体加热器由于它具备加热速度快、食品卫生等级高、绝缘性能好优点比较多市场份额逐年加大，是个很受青睐的好产品。透明石英玻璃管式液体加热器是在管的外壁设置电加热体，管内是被加热的液体，由于目前所采用的是光学级的透明石英玻璃管，管的内壁非常光滑，加热时会产生管内壁沸腾换热效率低，造成管内壁液体表面张力过大，沸腾过热度较大，液体汽化过程中对管壁的扰动过大，存在长时间使用会发生管壁爆裂的危险，经试验证明，透明石英玻璃管内表面沸腾时临界热流密度仅为23.2ff/cm2左右，这些问题一直没有得到很好的解决。
[0003]而乳白石英玻璃管，是一种在制造过程中将石英制管过程中，保留一部分微小气泡，并通过拉伸工艺形成的一种特殊的石英玻璃管结构。由于它在外观上气包结构阻碍光线透射，形成乳白色的颜色。因此，人们俗称其为乳白石英玻璃管。乳白石英玻璃管生产工艺中需要在石英溶液中保留一些微小气泡，在管体拉伸过程自然形成了乳化波棱。由于该结构的乳白石英管中充满了大量的拉伸后的气泡所形成的疏松层，因而该石英玻璃管的强度较低，不耐压，容易折断和碎裂。因此普通的乳白石英管通常作为次品，或者不合格品，较为廉价。
[0004]由于乳白石英管由于耐腐蚀，能够将近红外光转换成远红外光，乳白石英管，通常作为红外辐射加热器，如取暖器上使用。
【发明内容】
[0005]本发明在于克服现有技术存在的缺点，利用乳白石英管的结构特点，设计一种热效率高、加热速度快、沸腾传热临界热流密度高、爆管率极低、安全卫生、成本低的新型乳白石英玻璃管电热液体加热器。
[0006]本发明采取以下技术方案实现上述目的:
[0007]—种乳白石英玻璃管电热液体加热器，包括乳白石英玻璃管、电加热体、电加热体电极，乳白石英玻璃管的外壁设置有电加热体，电加热体的电极端设有横向金属电极或竖向金属电极，其特征在于:所述乳白石英玻璃管的管壁由内向外，分为两层，内层为疏松层，外层为致密层，内层表面由微小气泡形成有表面乳化波棱，外壁光滑。
[0008]所述设置在乳白石英玻璃管上的电加热体是喷涂式电热膜或稀土厚膜电热元件或电热丝加热器。
[0009]所述电加热体电极端的金属电极的数量为两个或两个以上。
[0010]上述设计的有益效果在于:采用上述内壁具有表面乳化波棱，外壁光滑的乳白石英管，内壁的表面乳化波棱形成的O或90度与水的接触角，它凹凸不平，形成多孔结构，具有最高的沸腾传热系数，可以减小液体表面张力，加大与水接触的面积，并且容易凝结和形成小气泡，小气泡会快速脱离内壁表面，减小气泡体积、增大气泡密度，因此可以降低沸腾过热度，从而使管内液体换热过程得到进一步强化。经试验测量，沸腾的临界热流密度可达到82.5W/cm2左右，发热面积相同的石英管，可以采用更大功率的电热膜来提供热量。它避免了管壁内形成较大气泡，减小液体汽化过程中，特别是大气泡对管壁的强烈扰动，提高产品的安全可靠性，降低产品在使用中发生爆裂的风险，也能减少加热时加热管发出噗噗的噪声。
[0011]乳白石英玻璃管电热液体加热器，可以使用多种形式的电加热体，可以是喷涂式电热膜、稀土厚膜电热元件、电热丝加热器，可以根据应用场合和成本要求选用。根据使用的工作电压来设计电加热体电极端的金属电极的数量，高电压用两个，低电压可以用3个(两组电热器并联)，方便多种情况下使用。常用的电加热体管径远小于管长，所以电极端的金属电极一般是横向设置，在管径比较粗长度比较短时可以竖向设置金属电极。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型两金属电极的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型三金属电极的结构示意图。
[0014]图3为本实用新型的横截面示意图。
[0015]图4为普通疏松层较厚的乳白石英玻璃管电热体。
[0016]图5为改进后的乳白石英玻璃管电热体。
[0017]图6为图1中B处放大图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合【附图说明】本实用新型实施例的结构和工作过程。
[0019]—种乳白石英玻璃管电热液体加热器，它由乳白石英玻璃管1、电加热体2、电加热体电极4组成。乳白石英玻璃管I采用的是成品红外辐射加热器用乳白石英玻璃管。所述乳白石英玻璃管的管壁由内向外，分为两层，内层为疏松层11，外层为致密层12，外壁光滑。其内层表面有微小气泡形成有表面乳化波棱3。
[0020]横截面如图3所示，放大图如图6所示，乳白石英玻璃管生产工艺中形成微小气泡在管体拉制过程自然形成了管内壁的表面乳化波棱3。
[0021]乳白石英玻璃管I的外表面设置多种形式的电加热体2，可以是喷涂式电热膜或稀土厚膜电热元件或电热丝加热器之一。为保证电加热体与石英管的外壁充分接触，并且防止管内的冷水外溢，乳白石英玻璃管的外壁需要抛光和再次热熔处理，形成光滑致密的表层。如图3所示，此类乳白石英玻璃管内的微小气泡含量较多，疏松层11较厚，致密层12较薄，仅仅是管壁表面一层较为致密。这类的纯白石英玻璃管价格较低。
[0022]为达到良好的密封效果，承受水压，管壁需要较厚的致密层12，加强管体的强度和抗压能力。为加强石英管的强度，如图4所示，可以再次热熔乳白石英玻璃管，使其形成较厚的致密层12。
[0023]电加热体的两端设有金属电极4，根据使用的工作电压要求横向金属电极4可以设置为两个或两个以上，高电压用两个金属电极，低电压可以用三个金属电极或更多(构成两组电热器并联)，方便多种情况下使用。
[0024]工作时准备加热的液体(如冷水)在乳白石英玻璃管I的管内流动，电加热体的电极端的金属电极4接通电源，电加热体2发热，产生的热量通过乳白石英玻璃管I的管壁以传导和红外线穿透的两种形式对管内的液体加热，乳白石英玻璃管内壁的表面乳化波棱形成的O至90度的与水接触角，加热时有利于产生气泡，它具有较高的沸腾传热系数，可以使管内液体换热过程得到进一步强化，大大增加了沸腾传热系数，提高液体加热速度和热效率；表面乳化波棱还可以减小气泡体积、增大气泡密度，减小液体汽化过程中对管壁的强烈扰动，提高产品的安全可靠性，降低产品在使用中爆裂的风险。
[0025]如图1所不，当管径和管长之比很小时，如管长为管直径5倍或以上的电热液体加热器中，所述电加热体电极端的金属电极4沿石英玻璃管延伸方向横向设置，位于电加热体两端，形成环形的金属电极。
[0026]图2所示，对于石英管特别长的，还可以采用多段电加热体并联的结构。在加热体的两端设置金属电极，中间还增加设置一个或多个电极，通过导线引出后，形成并联或串联结构。
[0027]如图5所示，对于管径和管长相近的，如管长为管直径不足2倍的电热液体加热器，所述电加热体电极端的金属电极沿加热管延伸方向竖向设置，构成竖向金属电极41。
【主权项】
1.一种乳白石英玻璃管电热液体加热器，包括乳白石英玻璃管、电加热体、电加热体电极，乳白石英玻璃管的外壁设置有电加热体，电加热体的电极端设有横向金属电极或竖向金属电极，其特征在于:所述乳白石英玻璃管的管壁由内向外分为两层，内层为疏松层，夕卜层为致密层，内层表面由微小气泡形成有表面乳化波棱，乳白石英玻璃管的管壁外壁光滑。2.根据权利要求1所述的乳白石英玻璃管电热液体加热器，其特征在于:所述设置在乳白石英玻璃管上的电加热体是喷涂式电热膜或稀土厚膜电热元件或电热丝加热器。3.根据权利要求1所述的乳白石英玻璃管电热液体加热器，其特征在于:所述电加热体电极端的金属电极的数量为两个或两个以上。
【专利摘要】一种乳白石英玻璃管电热液体加热器，包括乳白石英玻璃管、电加热体、电加热体电极，乳白石英玻璃管的外壁设置有电加热体，电加热体的电极端设有横向金属电极或竖向金属电极，所述乳白石英玻璃管的管壁由内向外，分为两层，内层为疏松层，外层为致密层，内层表面由微小气泡形成有表面乳化波棱，外壁光滑。它具有较高的沸腾传热系数，大大增加了沸腾传热系数，提高液体加热速度和热效率；表面乳化波棱还可以减小气泡体积、增大气泡密度，减小液体汽化过程中对管壁的强烈扰动，提高产品的安全可靠性，降低产品在使用中爆裂的风险。
【IPC分类】F24H9/18, F24H1/10
【公开号】CN204787181
【申请号】CN201520294410
【发明人】杨宁恩, 商加瑞
【申请人】宁波金阳光电热科技有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月9日