热喷涂型气体加热器包含推进气体经过机壳的气体流动装置；以及粘结到装置表面上的热喷涂型加热器，该加热器的适合于给机壳中的气流加热。在其它方面，用于湍流气体管道加热器系统包含有气流通道的管道，该通道有在该通道中提供湍流气流的成形表面，而且热喷涂型加热器的位置适合于给通道中的气流加热。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请这份申请要求2007年2月20日以“GAS HEATINGAPPARATUS (气体加热装置)，，为题申请的美国专利临时申请第_号(快递邮件分类号第797759189号)的利益并且要求2007年9月11日以“THERMAL RESISTIVE HEATER(热电阻加热器)”为题申请的美国专 利临时申请第60/993，262号的利益。上述申请的全部教导在此通过引证被并入。
技术介绍
各种不同的用来给气体(例如，空气)加热的装置是已知的，而且加热装置已被用 于很多工业和家庭应用，例如，烹饪和房间供暖，并且被用于许多器具(例如，头发烘干机 和衣服烘干机)中。在气体电加热器中，给电加热元件供电，并且使气体越过该元件流动。 空气可能要么自然地要么或受送风机或风扇强迫越过该元件流动。当今使用的最普及的电加热元件是诸如镍铬丝之类的盘成加热线圈的电阻加热 丝。这些金属丝型的加热元件有效地产生热量，但是往往需要在非常高的温度下操作，为的 是把足够的热量提供给周围的气体。该加热元件的辐射热通量与其温度的四次幂成正比， 因此当该加热元件在高温下工作的时候(例如，当它赤热的时候)，该元件主要靠辐射传递 热量。气体不能很好地吸收辐射热，所以这种辐射能大部分不是加热越过该元件流动的气 体，而是向周围的结构辐射并且给周围的结构加热。所以，传统的基于金属丝的电加热元件 由于这种辐射热损失在给气体加热方面不是非常有效的。此外，金属丝加热元件所产生的 强烈的辐射热能把周围的结构加热到危险的温度，这能引起安全危险。举例来说，在衣服烘 干机的情况下，来自加热元件的辐射热能加热使用者可接近的烘干机零部件，从而可能造 成灼伤。
技术实现思路
热喷涂型气体加热器包括推进气体通过机壳的气体流动装置和粘结到该装置表 面上的热喷涂型加热器，该加热器的位置适合于加热机壳中的气流。热喷涂工艺能用来沉积当受到电激励的时候作为加热器运行的涂层。在优选的使 用热喷涂制造加热元件的方法中，粉末或金属丝形式的材料被熔融形成借助载气向待涂布 的表面加速的微滴流。微滴高速撞击(有时是超音速撞击)该表面并且非常快地凝固成平 坦的小片。通过在该表面上来回移动喷涂装置，由这些凝固的小片组成的实质上呈薄片状 的涂层形成。在特定的方面中，该加热器元件的体电阻率和产生热量的能力能通过提供由导电 材料和电绝缘材料组成的电阻加热层有所提高，其中电绝缘材料有比导电材料高的电阻。 在特定的实施方案中，热喷涂型加热层的材料电阻率大于大约10_4欧姆-厘米。依照另一方面，用于湍流气体管道的加热器系统包括有气体流动通道(该通道有 在通道中提供湍流气流的成形表面)的管道和位置适合给该通道中的气流加热的热喷涂 型加热器。本专利技术的热喷涂型气体加热器与采用金属丝加热元件的传统加热器相比有若干优势。在本专利技术中，加热涂层沉积在气体加热器的表面上，在那里气体实质上有机会拾 起加热涂层产生的热量。在优选的实施方案中，该气体加热器被配置成使传热方程Q = hA (T1-T0)中的热通量Q达到最大值，因为传热面积A通常比传统的气体加热器大得多，而 且因为气体速度比较高而且边界层比较小所以传热系数h通常比较大。在特定的实施方案中，现在的气体加热器把它们的功率分布在比采用金属丝加热 元件的传统的加热器大得多的区域上，因此，现在的加热器通常以比在同样的功率下工作 的金属丝加热器凉爽的温度运行。此外，本专利技术的加热涂层能粘结在它们覆盖的表面上，所 以它们的功率是以较小的热流阻抗传送到传热表面的。本专利技术的加热涂层也能做得非常 薄，通常为0. 030英寸或更薄，从而导致气体加热装置非常紧凑，尤其是相对于庞大的用金 属丝盘绕的加热器。因为金属丝加热器时常有复杂的组装问题和/或需要昂贵的专用组装 机器，所以现在的装置跟金属丝加热器相比制造费用也比较少。另外，与时常靠辐射而不是靠对流传输较多的热量并因此效率低得多的金属丝加 热器相反，本专利技术的气体加热器能主要靠强制对流把它们的能量转移给气体，而借助辐射 转移的非常少。在优选的实施方案中，该气体加热器被设计成促进气体的湍流流动，尤其是在加 热器的传热表面和该表面附近。在流体动力学中，湍流或湍流流动是以混乱的随机的特性 变化为特色的流动状态。这包括低动量扩散、高动量传递和压力和速度随空间和时间迅速 变化。非湍流的流动被称为层流流动。雷诺数通常用来表征流动条件究竟是导致层流流 动还是导致湍流流动。层流流动发生在粘性力占优势的低雷诺数下，而且以平滑的恒定不 变的流体运动为特色，而湍流流动发生在高雷诺数下并且受倾向于产生随机的涡旋、漩涡 和其它流动变动的惯性力支配。雷诺数是取决于流体的平均速度、流动几何学(特性长 度)和流体运动粘度的无因次参数。层流流动和湍流流动之间的转变往往是用临界雷诺数 (Recrit)指出的，该雷诺数取决于精确的流动结构而且必须通过实验确定。在这个点周围的 特定范围内，存在一个流动既不完全是层流也不完全是湍流的逐渐转变的区域。举例来说， 在圆形管道内，通常接受的临界雷诺数是大约2300，在这种情况下雷诺数以管道直径和管 内的平均速度为基础，但是介于大约2000到3000之间的雷诺数表征流动可能部份地是层 流和部份地是湍流的变迁范围。依照另一方面，形成用于加热器组件的云母材料的方法包括使云母材料与电绝缘 材料混合形成加热器组件的基体，该基体有比纯云母高的热膨胀系数。在进一步的实施方案中，用于有气体流动系统的烹饪器具的加热器包括有把气流 提供给某个空腔烹调放在该空腔中的材料的气体流动装置的烹饪装置。热喷涂型加热器给 递送到该空腔中的气流加热。依照本专利技术的另一个方面，用来把加热器热喷涂到基体上的方法包括提供有芯的 金属材料和芯内的绝缘体，以及把该金属材料和绝缘体热喷涂到基体上形成加热器。可以 在有能与金属的材料反应产生绝缘的反应产物的反应气体存在的情况下热喷涂该金属材 料和绝缘体。这能进一步提高热喷涂型加热层的电阻率。在各种不同的其它方面，本专利技术指向烘干器具、护壁板加热器和制造各种不同的 使用热喷涂型加热器给气体加热的器具和装置的方法。附图说明图1是依照本专利技术热喷涂型加热层的细微结构的例证；图2A是依照本专利技术的一个方面分层堆积的加热器元件的剖视图；图2B是图2A的加热器元件的平面图；图3A和图3B举例说明依照本专利技术的一个实施方案采用加热嵌板的管道气体加热 器的局部剖视图；图4A和图4B是有在送风机风扇壳体上形成的加热涂层的气体加热系统的透视 图；图5A和图5B是有附着在送风机出口的加热涂层的气体加热系统的透视图；图6A和图6B是有送风机和在位于送风机出口气流中的多孔基体上形成的加热涂 层的气体加热系统的透视图；图7A和图7B是有轴向入口送风机和在送风机风扇机壳上形成的加热涂层的气体 加热系统的透视图；图8A和图8B是有送风机和管状灼热气体出口的气体加热系统的透视图，其中管 状灼热气体出口有在导向叶片元件上形成的加热涂层的导向叶片元件；图9是有加热板和送风机用于对流加热的烤箱的透视图；图10是依照本专利技术的一个方面用于有加热涂层的对流烤箱的送风机的透视图；图11是有用来提供热气流的加热涂层的衣服烘干机的示意图；而图12是有加热涂层的护壁板房间供暖系统的示意图。具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热喷涂型气体加热器，其中包括：推进气体通过机壳的气体流动装置；以及粘结到装置表面上的热喷涂型加热器，该加热器的位置适合于给机壳中的气流加热。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·阿布伯特，
申请(专利权)人：西莫塞莱米克斯公司，
类型：发明
国别省市：US
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