在区域内具有可变功率输出的加热器束制造技术

一种加热器系统，包括：具有加热器组件的加热器束，至少一个加热器组件具有多个加热器单元，至少一个加热器单元具有独立受控的加热区域，并且至少一个加热器组件具有物理结构，该物理结构配置成沿着至少一个加热器组件的长度输送每单位长度的可变功率输出。多个供电导线电连接到多个加热器单元，并且加热器系统还包括用于确定温度的装置。电源装置包括控制器，该控制器配置成基于确定的温度，通过供电导线对独立受控的加热区域调制功率，以沿着至少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。

【技术实现步骤摘要】
在区域内具有可变功率输出的加热器束
相关申请的交叉引用
[0001]本申请是2019年2月11日递交的、标题为“Heater Bundle for Adaptive Control”、申请号为16/272,668的美国申请的部分继续申请，其是2016年3月2日提交的、申请号为15/058,838的美国申请的继续申请(现在是美国专利No.10,247,445)。上述公开的内容以全文引用的方式并入本文。


[0002]本专利技术涉及电加热器，并且更具体地涉及用于加热流体流的加热器，例如换热器。

技术介绍

[0003]本节中的描述仅提供与本专利技术相关的背景信息，且不一定构成现有技术。
[0004]流体加热器可以是筒式加热器的形式，其具有杆配置，以加热沿着筒式加热器的外表面流动或流经筒式加热器的外表面的流体。筒式加热器可以设置在换热器内部，用于加热流过换热器的流体。如果筒式加热器未完全密封，湿气和流体会进入筒式加热器，从而污染将电阻加热元件与筒式加热器的金属护套电隔离的绝缘材料，导致介电击穿并因此导致加热器故障。湿气还会导致供电导线和外金属护套之间的短路。筒式加热器的故障会导致使用筒式加热器的设备的昂贵的停机。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种加热器系统，包括加热器束，加热器束包括多个加热器组件，至少一个加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元具有独立受控的加热区域，并且所述至少一个加热器组件包括配置成沿着所述至少一个加热器组件的长度在每单位长度上输送可变功率输出的物理结构。多个供电导线电连接到多个加热器单元，并且加热器系统还包括用于确定温度的装置。电源装置包括控制器，所述控制器配置成基于所确定的温度，通过所述供电导线对所述独立受控的加热区域调制功率，以沿着所述至少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。
[0006]在该加热器系统的变型中，可以单独地或以任何组合实施：物理结构包括在具有可变节距的至少一个加热器单元内的电阻加热元件；可变节距沿着所述电阻加热元件的长度连续地变化；该物理结构包括在具有可变横截面积的至少一个加热器单元内的电阻加热元件；物理结构包括在具有可变横截面积和可变节距的至少一个加热器单元内的电阻加热元件；物理结构包括在至少一个加热器单元内的多个并联电路；物理结构设置在多个加热器单元中的多于一个中；物理结构包括复合加热元件，所述复合加热元件靠近相邻的加热器单元或所述至少一个加热器组件的端部处具有较高的电阻率，而在靠近另一相对的相邻的加热器单元处具有较低的电阻率；物理结构设置在多于一个的加热器组件中；多个加热器组件中的至少一个加热器组件是筒式加热器；物理结构包括至少一个加热器单元，所述加热器单元具有与相邻的加热器单元不同的横截面积；加热器单元包括多个电阻加热元
件，其中，所述电阻加热元件中的至少一个起传感器的作用；物理结构包括具有可变电阻率的复合加热元件；可变电阻率包括靠近相邻的加热器单元或所述至少一个加热器组件的端部处的更高的电阻率以及靠近相对的相邻的加热器单元处的较低的电阻率。
[0007]在另一个实施方式中，一种用于加热流体的设备包括上述加热器系统以及密封的外壳，该外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口，加热器束设置在外壳的内腔内。加热器束适于向外壳内的流体提供响应的热分布。
[0008]在又一个实施方式中，加热器系统包括加热器束，该加热器束包括多个加热器组件，至少一个加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元具有独立受控的加热区域，并且所述至少一个加热器组件包括配置成沿着所述至少一个加热器组件的长度在每单位长度上输送可变功率输出的物理结构。多个供电导线电连接到加热器单元，并且提供了用于确定加热条件和加热要求中的至少一个的装置。电源装置包括控制器，所述控制器配置成基于加热条件和加热要求中的至少一个，通过供电导线对所述独立受控的加热区域调制功率，以沿着所述至少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。
[0009]在该加热器系统的变型中，加热条件和加热要求中的至少一个选自加热器单元的使用寿命、加热器单元的可靠性、加热器单元的尺寸、加热器单元的成本、加热器单元的加热器通量、特性和操作、功率输出、功率输入和产生的总热量。
[0010]在进一步的变型中，一种装置包括密封外壳，该外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口。加热器组件设置在外壳的内腔内，并且加热器组件适于向外壳内的流体提供响应的热分布。
[0011]在本专利技术的又一实施方式中，加热器系统包括加热器组件，该加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元具有独立受控的加热区域，并且该加热器组件包括配置成沿着所述加热器组件的长度在每单位长度上输送可变功率输出的物理结构。多个供电导线电连接到加热器单元，并且电源装置包括控制器，所述控制器配置成基于加热条件和加热要求中的至少一个，通过供电导线对独立受控的加热区域调制功率，以沿着所述加热器组件的长度提供期望的功率输出。
[0012]在可以单独地或以任何组合实施的该加热器系统的变型中：提供用于确定温度的装置并且提供用于确定加热条件或加热要求的装置。
[0013]在该加热器系统的另一个实施方式中，用于加热流体的装置包括密封外壳，该外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口，并且加热器组件设置在外壳的内腔内。加热器组件适于向外壳内的流体提供响应的热分布。
[0014]从本文提供的描述中，另外的应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本专利技术的范围。
附图说明
[0015]为了可以很好地理解本专利技术，参考附图，现在将描述通过示例给出的其各种形式，其中：
[0016]图1是根据本专利技术的教导构造的加热器束的立体图；
[0017]图2是根据本专利技术的教导的图1的加热器束的加热器组件的立体图；
[0018]图3是根据本专利技术的教导的图1的加热器束的加热器组件的变型的立体图；
[0019]图4是根据本专利技术的教导的图3的加热器组件的立体图，其中，为了清楚起见，移除了加热器组件的外护套；
[0020]图5是根据本专利技术的教导的图3的加热器组件的芯体的立体图；
[0021]图6是根据本专利技术的教导的包括图1的加热器束的换热器的立体图，其中出于说明目的，加热器束被部分地从换热器拆卸以暴露加热器束；
[0022]图7是操作包括根据本专利技术的教导所构造的加热器束的加热器系统的方法的框图；
[0023]图8A是根据本专利技术的教导所构造的具有可变功率输出的加热器单元的一种形式的侧视图；
[0024]图8B是根据本专利技术的教导所构造的具有可变功率输出的加热器单元的另一种形式的侧视图；
[0025]图8C是根据本专利技术的教导所构造的具有可变功率输出的加热器单元的又一形式的侧视图；
[0026]图8D是根据本专利技术的教导所构造的具有可变功率输出的加热器单元的又一形式的侧视图；
[0027]图8E是根据本专利技术的教导的具有多个并联电路以提供可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热器系统，包括：加热器束，所述加热器束包括：多个加热器组件，至少一个加热器组件包括多个加热器单元，至少一个加热器单元具有独立受控的加热区域，并且所述至少一个加热器组件包括配置成沿着所述至少一个加热器组件的长度在每单位长度上输送可变功率输出的物理结构；电连接到所述多个加热器单元的多个供电导线；用于确定温度的装置；和电源装置，所述电源装置包括控制器，所述控制器配置成基于所确定的温度，通过所述供电导线对所述独立受控的加热区域调制功率，以沿着所述至少一个加热器组件的长度提供期望的功率输出。2.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括在具有可变节距的至少一个加热器单元内的电阻加热元件。3.根据权利要求2所述的加热器系统，其中，所述可变节距沿着所述电阻加热元件的长度连续地变化。4.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括在具有可变横截面积的至少一个加热器单元内的电阻加热元件。5.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括在具有可变横截面积和可变节距的至少一个加热器单元内的电阻加热元件。6.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括在至少一个加热器单元内的多个并联电路。7.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构设置在所述多个加热器单元中的多于一个中。8.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括复合加热元件，所述复合加热元件靠近相邻的加热器单元或所述至少一个加热器组件的端部处具有较高的电阻率，并且在靠近另一相对的相邻的加热器单元处具有较低的电阻率。9.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构设置在多于一个的所述加热器组件中。10.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述多个加热器组件中的至少一个加热器组件是筒式加热器。11.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括至少一个加热器单元，所述加热器单元具有与相邻的加热器单元不同的横截面积。12.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述加热器单元包括多个电阻加热元件，其中，所述电阻加热元件中的至少一个起传感器的作用。13.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述物理结构包括具有可变电阻率的复合加热元件。14.根据权利要求13所述的加热器系统，其中，所述可变电阻率包括靠近相邻的加热器单元或所述至少一个加热器组件的端部处的更高的电阻率以及靠近相对的相邻的加热器单元处的较低的电阻率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：沃特洛电气制造公司，
类型：发明
国别省市：