具有局部功率切换的加热器束制造技术

一种加热器系统，包括加热器束。加热器束包括至少一个加热器组件，其中加热器组件包括多个加热器单元，并且多于一个的加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域。加热器束包括电连接到独立受控的加热区域的多个供电导线。加热系统包括用于确定温度的装置和至少一个电源开关，该电源开关设置在靠近加热器束处。该加热器系统包括至少一个控制器，该控制器配置成基于所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，以沿着加热器组件的长度提供期望的功率输出。控制器配置成向电源开关提供功率。关提供功率。关提供功率。

【技术实现步骤摘要】
具有局部功率切换的加热器束
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]本专利技术提供了一种包括加热器束的加热器系统。加热器束包括至少一个加热器组件，其中多于一个的加热器组件包括多个加热器单元，并且多于一个的加热器单元限定至少一个独立受控的加热区。加热器束包括电连接到独立受控的加热区的多个供电导线。加热系统包括用于确定温度的装置和至少一个靠近加热器束设置的电源开关。加热器系统包括至少一个控制器，所述至少一个控制器配置成向至少一个电源开关提供控制信号，使得电源开关基于所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]在本专利技术的变型中，其可以单独地或以任意组合实施：至少一个电源开关设置在封套内；加热器系统还包括冷却封套的温度调节装置；温度调节装置使用液体来冷却封套；温度调节装置采用加压气流来冷却封套；在封套的内部和封套的外部提供加压气流；封套与外界大气隔绝；温度调节装置使用内部流体冷却流和外部流体冷却流来冷却封套，每个冷却流通过换热器耦合；温度调节装置使用热电元件和制冷系统中的至少一种来冷却封套；至少一个控制器设置于封套内；至少一个控制器远离加热器束并且通过无线方式和通过所述多个供电导线中的至少一种与所述至少一个电源开关通信；靠近至少一个电源开关设置散热器。
[0007]在另一个实施方式中，加热器系统包括加热器束，并且该加热器束包括至少一个加热器组件，其中多于一个加热器组件包括多个加热器单元，并且多于一个加热器单元限
定至少一个独立受控的加热区。加热器束包括电连接到独立受控的加热区的多个供电导线。加热系统包括用于确定加热条件和加热要求中的至少一个的装置。加热器系统包括靠近加热器束设置的至少一个电源开关。加热器系统包括至少一个控制器，该控制器配置成向所述至少一个电源开关提供控制信号，使得所述电源开关基于加热条件和加热要求中的至少一个，通过所述供电导线对所述独立受控的加热区域调制功率，以提供沿着所述至少一个加热器组件的长度的期望功率输出。
[0008]在该实施方式的变型中，其可以单独地或以任何组合实施：加热器系统包括封套并且至少一个电源开关设置在封套内；至少一个控制器设置于封套内；所述至少一个控制器远离所述加热器束并且通过无线方式和通过所述多个供电导线中的至少一种与所述至少一个电源开关通信；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、加热器单元的局部加热器通量、特性和操作、以及整个功率输出；靠近至少一个电源开关设置散热器。
[0009]在另一个实施方式中，加热器系统包括具有多个加热器单元的加热器组件，每个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区。加热器组件包括电连接到加热器单元的多个供电导线。加热器系统包括靠近加热器组件设置的至少一个电源开关。加热器系统包括至少一个控制器，该控制器配置成向所述至少一个电源开关提供控制信号，使得所述电源开关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，以沿着所述加热器组件的长度提供期望的功率输出。
[0010]在该实施方式的变型中，可以单独地或以任何组合实施：加热器系统包括用于确定温度的装置；加热器系统包括确定加热条件或加热要求的装置；靠近至少一个电源开关设置散热器。
[0011]本专利技术还提供了一种用于加热流体的装置。该装置包括密封的外壳，该外壳限定内腔并具有流体入口和流体出口。该设备包括加热器系统，该加热器系统包括加热器组件。加热器组件包括多个加热器单元，每个加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域。加热器组件包括电连接到加热器单元的多个供电导线。加热器系统包括靠近加热器组件设置的至少一个电源开关。加热器系统包括至少一个控制器，该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加热器单元的独立受控的加热区域调制功率，以沿着加热器组件的长度提供期望的功率输出。控制器配置成对至少一个电源开关提供功率。加热器组件设置在外壳的内腔内，并且加热器组件适于对外壳内的流体提供预定的热分布。
[0012]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
[0013]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：
[0014]图1是根据本专利技术的教导构造的加热器束的立体图；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]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；
[0021]图8是根据本专利技术的教导的包括图1的加热器束、封套和温度调节装置的换热器的立体图；
[0022]图9是根据本专利技术的教导的封套和温度调节装置的框图；
[0023]图10是根据本专利技术的教导设置在封套内并靠近一个或多个加热器组件的多个电源开关网络的框图；和
[0024]图11是根据本专利技术的教导的封套和温度调节装置的框图。
[0025]本文所描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本专利技术的范围。
具体实施方式
[0026]以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在本文档来自技高网...

【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：至少一个加热器组件，所述至少一个加热器组件包括多个加热器单元，多于一个的所述加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域；电连接到所述独立受控的加热区域的多个供电导线；用于确定温度的装置；靠近所述加热器束设置的至少一个电源开关；和至少一个控制器，所述至少一个控制器配置成向所述至少一个电源开关提供控制信号，使得所述电源开关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，还包括封套，其中，所述至少一个电源开关设置在所述封套内。3.根据权利要求2所述的加热器系统，还包括冷却所述封套的温度调节装置。4.根据权利要求3所述的加热器系统，其中，所述温度调节装置使用液体冷却介质来冷却所述封套。5.根据权利要求3所述的加热器系统，其中，所述温度调节装置使用加压气流来冷却所述封套。6.根据权利要求5所述的加热器系统，其中，在所述封套的内部和所述封套的外部提供所述加压气流。7.根据权利要求3所述的加热器系统，其中，所述封套与外部大气隔绝。8.根据权利要求7所述的加热器系统，其中，所述温度调节装置使用内部流体冷却流和外部流体冷却流来冷却所述封套，所述冷却流中的每一个通过换热器来耦合。9.根据权利要求3所述的加热器系统，其中，所述温度调节装置是热电元件和制冷系统中的至少一种。10.根据权利要求2所述的加热器系统，其中，所述至少一个控制器设置在所述封套内。11.根据权利要求1所述的加热器系统，其中，所述至少一个控制器远离所述加热器束并且通过无线方式和/或通过所述多个供电导线与所述至少一个电源开关通信。12.根据权利要求1所述的加热器系统，还包括靠近所述至少一个电源开关设置的散热器。13.一种加热器系统，包括：加热器束，所述加热器束包括：至少一个加热器组件，所述至少一个加热器组件包括多个加热器单元，多于一个的所述加热器单元限定至少一个独立受控的加热区域；电连接到所述独立受控的加热区域的多个供电导线；用于确定加热条件和加热要求中的至少一个的装置；靠近所述加热器束设置的...

【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：