专利名称：卷式流体电加热器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体电加热器件，更具体地涉及一种卷式电加热器件。
背景技术：
本实用新型的设计人在另外已递交的题为“即热式电加热装置”的实用新型专利申请中提出了一种即热式电加热装置。该电加热装置包括壳体，该壳体上设置有进口和出口，在该壳体的内部设置有发热体；该发热体包括由发热板卷绕形成的中空的多层螺旋状的柱形结构，该卷绕的多层发热板卷绕后形成狭小的间隙，要加热的水通过该螺旋状的间隙被周围的加热板加热。
上述技术方案具有不需要设水箱，体积小，不需要预热(即开即用)和比其他方式成本低等优点。这种方案提出的即热式电加热装置的功能与燃气热水器相似，但与燃气热水器相比又具有环保和安全等优点。然而，这种方案的一个弱点在于要用柔性的发热板卷绕形成螺旋状的狭小间隙用来作为水的通道。这种间隙的宽度大约为0.2-2mm。这一点增加了制造、安装和调式的难度，同时为了保持这个间隙，也在一定程度上增加了整体结构的复杂性。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种新的卷式电加热器件，该电加热器件是一个由柔性复合电加热板卷绕形成的中空多层螺旋状结构，被加热的流体是在复合电加热板的耐热层中的流体通道中流动，不需要形成螺旋状的狭小间隙用来作为流体的通道，从而降低了制造、安装和调式的难度。
本实用新型的另一个目的是降低电加热器件的整体结构的复杂性，进一步降低成本，拓宽应用范围。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种卷式流体电加热器件，该电加热器件是一个由柔性复合电加热板卷绕形成的中空多层螺旋状结构，该复合电加热板具有第一端和与其相对的第二端，该复合电加热板包括电发热层和复合在其一个表面上的耐热层，该耐热层具有至少一个连通该第一端和第二端的流体通道，该流体通道具有至少一个流体入口通道和至少一个流体出口通道。
根据本实用新型的一个方面，在由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构中，耐热层可以是该多层螺旋状结构的内层，电发热层可以是该多层螺旋状结构的外层。同时，本实用新型也可以使用耐热层为外层和电发热层为内层的卷绕方式。
根据本实用新型的另一个方面，柔性复合电加热板为矩形，且长度远远大于宽度，电加热器件由该矩形的柔性复合电加热板沿其长度方向卷绕形成中空多层螺旋状柱形结构。
根据本实用新型的又一个方面，复合电加热板的第一端位于由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构的中空内表面，第二端位于由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构的外表面，耐热层的流体入口通道设置在该第一端，耐热层的流体出口通道设置在该第二端。同时，本实用新型也可以使用耐热层的流体入口通道设置在该第二端且出口通道设置在该第一端的技术方案。
根据本实用新型的又一个方面，耐热层中的流体通道沿其长度方向为之字形、正弦波形、矩齿波形或其它波形的通道。
根据本实用新型的又一个方面，耐热层中的流体通道的横截面为矩形、部分椭圆形、部分圆形或其它形状。
根据本实用新型的又一个方面，耐热层中的流体通道贯穿所述的耐热层的厚度方向。
根据本实用新型的又一个方面，复合电加热板的电发热层的厚度优选为0.2-0.5mm，耐热层的厚度优选为0.8-2mm。
本实用新型所指的电发热层本身包括电热膜和覆在该电热膜上下表面的耐高温绝缘膜。当然，在该电热膜的一端或两端设置有两个电极，它们通过导线与电源相连。本实用新型的发热膜可以是碳发热膜或金属发热膜，优选采用纳米石墨碳复合电发热材料膜。本实用新型的耐高温绝缘膜可以采用任何本领域技术人员熟知的耐高温高分子材料，优选采用聚酰胺酯。
本实用新型的耐热层也可以采用任何本领域技术人员熟知的耐高温高分子材料，比如氯丁橡胶和氟橡胶，优选采用硅橡胶。
本实用新型的卷式流体电加热器件可以用于加热液体，也可以用于加热气体。具体应用场合包括，但不限于，饮水机、咖啡机、淋浴器、热水器、暖风机、取暖器，以及其它用于工业、航空航天、军事和科研的流体加热装置。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型的卷式流体电加热器件的一个实施例的柔性复合电加热板10的展开结构示意图。
图2A为图1所示的柔性复合电加热板卷绕形成的中空多层螺旋状结构后的顶视图。
图2B为图1所示的柔性复合电加热板卷绕形成的中空多层螺旋状结构后的主视图。
图2C为图2A中M部分局部放大示意图。
图2D为图2A中N部分局部放大示意图。
图3为图1所示的发热膜100的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的卷式流体电加热器件的一个实施例的柔性复合电加热板10的展开结构示意图。在图1中，100为电发热层，101为复合在电发热层100上的耐热层。电发热层100本身包括0.05mm厚的纳米石墨碳复合电发热材料膜106(见图3)和覆在其上下表面的聚酰胺酯膜104，105(见图3)各约0.08mm，电发热层100的总厚度t1为0.21mm。当然，在纳米石墨碳复合电发热材料膜106的一端或两端分布有两个电极(未示出)，它们通过导线(未示出)与电源(未示出)相连。
耐热层101采用硅橡胶，厚度t2为1mm。102为设置在耐热层101中的一个矩齿波形的流体通道，其横截面为矩形，该横截面的宽度t3为60mm，该横截面的高度等于耐热层101的厚度t2＝1mm。相邻矩齿波形流体通道102之间的间隔t4为4mm。为了尽可能提高电加热的效率，流体通道102被尽可能均匀分布在整个耐热层101中。111为矩齿波形流体通道102的流体入口通道，112为矩齿波形流体通道102的流体出口通道。在图1中，E1为复合电加热板10的第一端，E2为复合电加热板10的第二端。
在实际使用状态，复合电加热板10沿图1中的F方向从第一端E1向第二端E2卷绕形成如图2A，2B所示的中空多层螺旋状柱形结构11。流体入口通道111位于由柔性复合电加热板10卷绕形成的多层螺旋状柱形结构11的中空内表面，流体出口通道112位于由柔性复合电加热板10卷绕形成的多层螺旋状柱形结构11的外表面。图2C为图2A所示的M部分(第二端E2)的局部放大图，图2D为图2A所示的N部分(第一端E1)的局部放大图。流体从耐热层101的流体入口通道111(E1端)进入多层螺旋状柱形结构11，通过耐热层101中矩齿波形流体通道102，然后从流体出口通道112(E2端)排出。在多层螺旋状柱形结构11中，耐热层101的上下两面均为与其紧贴的电发热层100，因此，在耐热层101中流动的流体同时被上下两个电发热层100加热。在本实施例中，柔性复合电加热板10的宽度W为300mm(即多层螺旋状柱形结构11的高度)，长度L为4000mm。
上述实施例中用了一个流体通道102，本领域技术人员应当理解，本实用新型也可以采用多流体通道的技术方案。
根据不同的应用场合，纳米石墨碳复合电发热材料膜106的厚度可以优选在0.04mm-0.15mm范围内变化，覆在纳米石墨碳复合电发热材料膜上下表面的耐高温聚酰胺酯膜104，105的厚度也可进行相应的调整，优选将电发热层100的厚度t1优选控制在0.2-0.5mm范围内。根据不同的应用场合和不同的尺寸要求，耐热层101的厚度t2优选为0.8-2mm，设置在耐热层101中的矩齿波形的流体通道102的横截面宽度t3优选为50-100mm。由于采用纳米石墨碳复合电发热材料，优选采用3-12V的电源进行驱动。
本实用新型的所有附图均为示意图，为了更清楚地表示出本实用新型的结构和实质内容，在作图时各个方向的比例关系没有按照实际比例来画，从而使本实用新型的结构更容易理解。
在本实用新型中，被加热的流体是在复合电加热板的耐热层中的流体通道中流动，不需要形成螺旋状的狭小间隙用来作为流体的通道，从而降低了制造、安装和调式的难度，同时也降低了密封的要求。本实用新型中的卷式流体电加热器件可以用来取代各种电加热装置中的流体电加热器件。其它与其配合的设备，比如，自动通电和断电装置、过热保护装置、漏电保护装置、流体过滤装置等均可采用本领域熟练技术人员熟知的任何技术手段。
以上所述实施例仅是为了说明本实用新型的原理与功能，而并非是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员在不违背本实用新型的技术原理与精神的范围内，对实施例进行的各种修改均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种卷式流体电加热器件，其特征在于，所述电加热器件是一个由柔性复合电加热板卷绕形成的中空多层螺旋状结构，所述的复合电加热板具有第一端和与其相对的第二端，所述的复合电加热板包括电发热层和复合在其一个表面上的耐热层，所述的耐热层具有至少一个连通所述的第一端和第二端的流体通道，所述的流体通道具有至少一个流体入口通道和至少一个流体出口通道。
2.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，在所述的由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构中，所述的耐热层为所述的多层螺旋状结构的内层，所述的电发热层为所述的多层螺旋状结构的外层。
3.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的柔性复合电加热板为矩形，且长度远远大于宽度，所述电加热器件由所述的矩形的柔性复合电加热板沿所述的长度方向卷绕形成中空多层螺旋状柱形结构。
4.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的第一端位于所述的由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构的中空内表面，所述的第二端位于所述的由柔性复合电加热板卷绕形成的多层螺旋状结构的外表面，所述的流体入口通道设置在所述的第一端，所述的流体出口通道设置在所述的第二端。
5.如权利要求3的电加热器件，其特征在于，所述的流体通道沿所述的长度方向为之字形、正弦波形或矩齿波形的通道。
6.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的流体通道的横截面为矩形、部分椭圆形或部分圆形。
7.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的流体通道贯穿所述的耐热层的厚度方向。
8.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的电发热层的厚度为0.2-0.5mm。
9.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的耐热层的厚度为0.8-2mm。
10.如权利要求1的电加热器件，其特征在于，所述的电发热层包括电热膜和覆在所述的电热膜上下表面的耐高温绝缘膜。
专利摘要一种卷式流体电加热器件，其特征在于，所述电加热器件由柔性复合电加热板卷绕形成中空多层螺旋状结构，所述的复合电加热板具有第一端和与其相对的第二端，所述的复合电加热板包括电发热层和复合在其一个表面上的耐热层，所述的耐热层具有至少一个连通所述的第一端和第二端的流体通道，所述的流体通道具有至少一个流体入口通道和至少一个流体出口通道。
文档编号F24H1/14GK2634369SQ03257118
公开日2004年8月18日 申请日期2003年5月19日 优先权日2003年5月19日
发明者刘键 申请人:刘键