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空心内外冷却电热元件制造技术

技术编号:3703739 阅读:132 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本电热元件有元件体(7),其有底端盖(12)和顶端密封接口(6)、两个电极(5)的外伸端,陶瓷内芯套(1)的一端有两个电极孔(51)且所述两电极(5)装入其中,内芯套(1)上有金属电阻发热体(2)且其两端同电极(5)相连接,所述发热体(2)外面有耐热绝缘保护套(3),该保护套(3)置于金属外套管(4)中,内芯套(1)中装有内部为内冷却空腔(10)且底端为敞口的内冷却金属管(11)。元件(7)还装有做为回流结构的回流管(9),该管(9)一端与管(11)连通而另一端口(14)接至接口(6)下表面。(*该技术在2010年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种适于浸没在液体中而实现对液体进行加热的电热装置。现有的对油、水等液体加热用的电热元件系由金属圆管内装入电阻丝并充填无机绝缘粉末,再经缩管、弯管、组装后制成;由于它的发热部份能完全浸没在被加热液体中,因而电热转换效率高,且安装方便;但这种电热元件存在的弊端有1、内部发热电阻丝因散热面积小、工作温度高,与外界温差大,故寿命短;2、无机绝缘粉末末经烧结,其绝缘电阻小,耐电压强度低,粉末状物体容易产生位移,以及在通电加热时对外面金属管产生膨胀压力;3、金属管在充填无机绝缘粉末并经缩管后再行弯曲成U型,极容易造成弯曲部位金属组织的晶间裂纹,此裂纹在内部粉末加热后的膨胀压力反复作用下,产生金属管的细微破损,使外面液体进入管内,在再次通电加热的情况下产生大量蒸汽,且蒸汽无法逸出,导致金属管爆裂;所述三种缺陷都极大地影响着现有技术电热管的使用寿命及安全性能。本技术的目的是,设计一种空心内外冷却电热元件,内部为空心且为冷却用金属管,具有发热面积大、使用寿命长的特点。本技术的技术方案是,所述空心内外冷却电热元件有元件体,该元件体底端有底端盖而顶端有密封接口和两个电极外伸端,所述元件体的结构是,陶瓷内芯套的一端有两个电极孔且所述两电极分别装入其中,所述陶瓷内芯套上有金属电阻发热体且其两端分别同所述两电极相连接,所述金属电阻发热体外面有耐热绝缘保护套,该保护套置于金属外套管中,其技术特征是,所述陶瓷内芯套中装有内部为内冷却空腔而底端为敞口的内冷却金属管。以下结合附图及实施例做出进一步说明。 附图说明图1是本技术的一种实施例正视结构;图2是图1中A-A向剖视结构;图3是图1所示实施例的后视结构。图4是板式电热元件之实施例的元件体径向横截面结构。在附图中1-陶瓷内芯套,6-密封接口,2-金属电阻发热体,7-元件体,3-耐热绝缘保护套,8-测温管,4-金属外套管,9-回流管,5-电极, 10-内冷却空腔,11-内冷却金属管, 14-回流管端口,12-底端盖, 51-电极孔。13-密封硅橡胶,由图1和图2可知,本技术有元件体(7),该元件体(7)底端有底端盖(12)(参见图3)而顶端有密封接口(6)和两个电极(5)的外伸端(参见图1);所述元件体(7)的结构是(参见图2),陶瓷内芯套(1)的一端有两个电极孔(51)且所述两电极(5)分别装入其中,陶瓷内芯套(1)上有金属电阻发热体(2)且其两端分别同所述两电极(5)相连接,所述金属电阻发热体(2)外面有耐热绝缘保护套(3),该保护套(3)置于金属外套管(4)中,其设计特点是,所述陶瓷内芯套(1)中装有内部为内冷却空腔(10)而底端为敞口(参见图3)的内冷却金属管(11)。所述内冷却金属管(11)的径向横截面可以是图2所示的长方形,也可以是正方形、圆形、椭圆形或其它规则的与不规则的几何形状。还可以在密封接口(6)上安装一个至两个测温管(8)及相关部件,便于测温。耐热绝缘保护套(3)可以是用压制、烧结工艺制成的陶瓷体,也可用石英玻璃体等。金属电阻发热体(2)可采用较粗的电阻丝或有较大面积的金属电阻带、膜、箔等。如果在金属电阻发热体(2)与所述保护套(3)之间、或所述保护套(3)与金属外套管(4)之间、或金属电阻发热体(2)的接线片与陶瓷内芯套(1)之间、陶瓷内芯套(1)与内冷却金属管(11)之间存在间隙,则可在所述间隙中充填无机材料的耐热绝缘粉末填料(由填入时的粉末浆干燥而成)。所述电热元件可以是图1所示的棒式(又称管式)结构,也可以是板式结构(截面如图4所示)等已有技术的各种结构形式。为了进一步提高本技术的工作性能,可在电热元件上设置回流结构,该回流结构的一种实施例是在所述电热元件顶端设置回流管(9),该回流管(9)的一端与内冷却金属管(11)连通而另一端的端口(14)设在密封接口(6)的下表面(参见图3),由此可使被加热液体形成循环运动,加快加热速度,同时也使本技术的热量能充分传递给被加热液体,自身得到有效冷却。本技术的回流结构还可以是已有技术的其它结构,如在所述内冷却金属管(11)中设置分隔板以形成被加热液体的回流通道,或是采用两根或两根以上并列的内冷却金属管(11)形成被加热液体的回流(循环流动)通道,等等。本技术的设计原理是,由于采用了带内冷却空腔(10)的内外冷却结构,在同等功率及其它相同条件下,本电热元件能减小一半长度(体积),或在同样长度(体积)及其它相同条件下,其功率增加一倍;它扩大了元件散热面积而减少了元件原材料消耗,在可允许的空间(体积)内,增加了产品使用寿命。此外,采用金属电阻带,膜、箔或较粗电热丝作发热体,使元件散热面扩大而使用寿命增加的原理是,由于电热元件在额定功率下须有一定的发热面积,才能有较长的使用寿命;而在电阻率一定时,金属电阻线、带、膜、箔的长度也是一定量的条件下,若采用已有技术电发热体的实心圆形截面之形状,不仅电热元件材料消耗大,还带来热容量较大、元件中心部位温度过高的问题,造成外部温度控制不准、元件易烧坏;而本技术则扩大了发热面积及散热面积,可有效延长使用寿命,还由于采用陶瓷的耐热绝缘保护套(3)及陶瓷内芯套(1),其绝缘电阻高、耐电压强度高,不会产生粉末位移现象,在通电加热后不会对金属外套管产生膨胀压力,且金属外套管由于不再经受原有技术工艺中充填粉末再缩管和弯管,故不会产生局部金属晶间裂纹,加之无内部膨胀压力反复作用,金属外套管的可靠性和寿命大大提高;还由于此种结构能使发热体完全浸入被加热液体中,故电热转换效率与现有技术电热管同样很高;它能做成一体化的独立元件,使用和安装都很方便。由以上可知,本技术为一种空心内外冷却电热元件,具有发热面积大和散热面积大的特点,产品热容量小,体积小,使用寿命长,它设计合理,造价低,适于加热水、油等液体,安全可靠,安装与使用方便。实施例按照附图1至3和上述结构的本技术电热棒,为用于某家用电热水器中的1.5KW电加热器件,其电阻32Ω,在220V电源电压下的工作电流约6.8A。其制作过程是1、制作陶瓷组件将两电极(5)装入陶瓷内芯套(1)的电极孔(51)中并将金属电阻带缠绕在内芯套(1)外表面上且将其头尾两端压接或焊接在电极(5)上,再将所述构件装入陶瓷的耐热绝缘保护套(3)中,组成陶瓷组件;2、分别焊接金属外套管组件和内冷却金属管组件a、金属外套管(4)装配底端盖(12)并焊接,再焊装密封接口(6),在其上焊接安装测温管(8)而形成金属外套管组件;b、将回流管(9)装配并焊接在内冷却金属管(11)上形成内冷却金属管组件;3、总装将所述陶瓷组件放入金属外套管组件中,再放入内冷却金属管组件并焊接,由此在电热元件中形成内冷却空腔(10),密封接口(6)上有回流管端口(14),构件间有间隙时可按前述工艺填充相关物料,最后封装硅橡胶(13)即得产品。权利要求1.一种空心内外冷却电热元件,它有元件体(7),该元件体(7)底端有底端盖(12)而顶端有密封接口(6)和两个电极(5)的外伸端;所述元件体(7)的结构是,陶瓷内芯套(1)的一端有两个电极孔(51)且所述两电极(5)分别装入其中,陶瓷内芯套(1)上有金属电阻发热体(2)且其两端分别同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心内外冷却电热元件,它有元件体(7),该元件体(7)底端有底端盖(12)而顶端有密封接口(6)和两个电极(5)的外伸端;所述元件体(7)的结构是,陶瓷内芯套(1)的一端有两个电极孔(51)且所述两电极(5)分别装入其中,陶瓷内芯套(1)上有金属电阻发热体(2)且其两端分别同所述两电极(5)相连接,金属电阻发热体(2)外面有耐热绝缘保护套(3),该保护套(3)置于金属外套管(4)中,其特征是,所述陶瓷内芯套(1)中装有内部为内冷却空腔(10)而底端为敞口的内冷却金属管(11)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谭干民
申请(专利权)人:谭干民
类型:实用新型
国别省市:43[中国|湖南]

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