節(jié)能防爆水電分離式電熱管的制作方法
【專利摘要】一種節(jié)能防爆水電分離式電熱管，包括：基體石英玻璃管、鍍?cè)谑⒉ＡЧ芡獗砻娴慕饘偌訜崮?、石英玻璃管?nèi)填充防爆凈化顆粒以及包裹在金屬加熱膜外表面的耐高溫絕熱材料。本發(fā)明通過向石英玻璃管內(nèi)加入防爆凈化顆粒，一方面為管內(nèi)流體區(qū)域提供了特殊的流道結(jié)構(gòu)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱，抑制沸騰過程中石英玻璃管局部過熱和流動(dòng)不穩(wěn)定性的發(fā)生，從而很好的防止石英管破裂，另一方面可以根據(jù)不同區(qū)域水質(zhì)特性來進(jìn)行凈化和調(diào)節(jié)水質(zhì)。同時(shí)通過在金屬加熱膜外面包裹耐高溫絕熱材料，減少了電熱管的熱量損失，具有節(jié)能的特性。
【專利說明】節(jié)能防爆水電分離式電熱管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種日常用品領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種高熱流密度的節(jié)能防爆水電分離式電熱管。

【背景技術(shù)】
[0002]加熱器的發(fā)熱組件是加熱器關(guān)鍵部件之一。高功率密度的發(fā)熱組件可以大大縮短加熱器燒開水的時(shí)間，為生產(chǎn)和生活提供極大的方便。
[0003]傳統(tǒng)的加熱器發(fā)熱效率比較低，如一般的鑄鋁式發(fā)熱器，其熱流密度最大約為
0.05MW/m2。目前，市場(chǎng)上飲水機(jī)的加熱器功率一般從100W多到500W不等，熱流密度不高，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，額定功率為420W的飲水機(jī)加熱時(shí)間為10分鐘左右。
[0004]現(xiàn)有的某些飲水機(jī)采用玻璃管作為發(fā)熱組件，其發(fā)熱效率較高，但在把水加熱到沸騰時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致玻璃管破裂，從而影響飲水機(jī)的安全性。其主要的技術(shù)難點(diǎn)在于如何在玻璃管表面形成有效的汽化核心，這也是如何進(jìn)一步提高加熱管單位面積的發(fā)熱功率和保證其安全性的關(guān)鍵。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在一種防止玻璃加熱管在沸騰劇烈時(shí)破裂的方法，在玻璃管中加裝鋼絲網(wǎng)或彈簧，此方法由于在安裝時(shí)需要讓鋼絲網(wǎng)或彈簧通過自身的彈性力與加熱管內(nèi)壁面緊密貼合，造成玻璃管內(nèi)部應(yīng)力集中而降低了其強(qiáng)度，長(zhǎng)時(shí)間使用過程中還會(huì)發(fā)生彈性失效，因此并不能本質(zhì)上解決沸騰爆管的安全隱患。加裝鋼絲網(wǎng)或彈簧，長(zhǎng)期使用還會(huì)造成結(jié)垢和化學(xué)腐蝕等不良后果，影響水質(zhì)和飲用水衛(wèi)生安全，影響人體的健康。
[0006]經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)N101909371A公開(公告)日2010.12.08，公開了一種強(qiáng)安節(jié)能型防爆電加熱器，加熱氣、油、水等介質(zhì)，提高介質(zhì)的溫度。該防爆電加熱器主要由防爆接線腔體、管板、電熱管、溫度傳感器、測(cè)溫護(hù)管、澆注樹脂筒體、填充粉粒筒體、放氣閥座等組成。特征是:電熱管和測(cè)溫護(hù)管的管口處分別焊接在法蘭板上；在法蘭板端面上焊接填充粉粒筒體；在填充粉粒筒體圓上焊接放氣閥座；在填充粉粒筒體端面上焊接澆注樹脂筒體；在澆注樹脂筒體端面外圓上焊接管板；在管板的端面圓處焊接防爆接線腔體。在填充粉粒筒體中緊密填充具有絕緣、耐溫、傳熱的粉粒；在澆注樹脂筒體中澆滿具有絕緣、耐溫、凝后堅(jiān)固的樹脂。溫度傳感器前端部分無測(cè)溫護(hù)管，溫度傳感器前端部分相應(yīng)位置設(shè)計(jì)、制作一個(gè)Ω形膨脹節(jié)。本發(fā)明有足夠的安全性，且節(jié)約電能。但該技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝比較多，無法實(shí)現(xiàn)很高的熱流密度，而且不適合用在即時(shí)加熱器的領(lǐng)域，其填充粉粒也不具備本發(fā)明中防爆凈化顆粒所具有的改善流道傳熱性能，凈化水質(zhì)的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種節(jié)能防爆水電分離式電熱管。其熱流密度比傳統(tǒng)的石英玻璃電加熱管提高一倍以上，并且從根本上解決沸騰爆管隱患，具有體積小、加熱快、清潔、安全等特點(diǎn)。在石英玻璃管內(nèi)填充防爆凈化顆粒:一方面，顆粒與玻璃管表面接觸部分能形成有效的汽化核心，徹底解決玻璃管爆管隱患問題。玻璃管內(nèi)形成的流道結(jié)構(gòu)還可以抑制沸騰過程中石英管局部過熱和流動(dòng)不穩(wěn)定性的發(fā)生，可以大大提高單位面積的熱功率；另一方面，可以根據(jù)不同區(qū)域水質(zhì)特性，選用不同材質(zhì)的過濾顆粒進(jìn)行凈化和調(diào)節(jié)水質(zhì)。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:基體石英玻璃管、鍍?cè)谑⒉ＡЧ芡獗砻娴慕饘偌訜崮?、石英玻璃管?nèi)填充防爆凈化顆粒以及包裹在金屬加熱膜外表面的耐高溫絕熱材料。
[0009]所述的電熱管內(nèi)流體區(qū)域填充有防爆凈化顆粒，該防爆凈化顆粒優(yōu)選為活性炭顆粒、石英顆粒和/或礦物質(zhì)顆粒。
[0010]所述的金屬加熱薄膜的外部設(shè)有高溫絕緣絕熱材料，該高溫絕緣絕熱材料優(yōu)選聚四氟乙烯膠帶和玻璃纖維布等。
[0011]所述的金屬加熱膜兩端分別設(shè)有用于與加熱電源相連的電極。
[0012]所述的電熱管的底端通過流量調(diào)節(jié)閥與供水箱相連，電熱管與流量調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有橡膠轉(zhuǎn)換接頭。
[0013]所述的電熱管的底端與橡膠轉(zhuǎn)換接頭之間設(shè)有圓形不銹鋼細(xì)篩網(wǎng)，用于去除流體中的不溶性雜質(zhì)并防止防爆凈化顆粒下漏而堵塞管道。
[0014]所述的電熱管的頂端設(shè)有出水管，該出水管上設(shè)有橡膠轉(zhuǎn)換接頭。
技術(shù)效果
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果包括:克服了傳統(tǒng)電熱管熱流密度低的弊端，解決了在高熱流密度下，電熱管內(nèi)部沸騰不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生破裂的問題，通過在電熱管內(nèi)填充防爆凈化顆粒，該顆粒與石英玻璃管的接觸點(diǎn)能很好的形成沸騰汽化核心并破壞熱邊界層，強(qiáng)化沸騰傳熱；同時(shí)減小流道截面流通面積，增加流體流速，具有流化床的特性，從而降低石英管流通截面上的傳熱不均勻性、強(qiáng)化傳熱和減小沸騰兩相流流動(dòng)不穩(wěn)定性，提高了加熱元件的安全性；采用了很好的電絕緣和絕熱措施、并增加了水凈化和水質(zhì)調(diào)節(jié)的功能，可作為一款多功能、更安全可靠的核心加熱元件廣泛應(yīng)用于水家電等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為實(shí)施例的發(fā)熱體立體結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例包括:基體石英玻璃管4、鍍?cè)谑⒉ＡЧ芡獗砻娴慕饘偌訜崮?以及包裹在金屬加熱膜外表面的耐高溫絕熱材料11。
[0020]所述的基體石英玻璃管4內(nèi)的流體區(qū)域填充有各種防爆凈化顆粒3，該顆粒與石英玻璃管的接觸點(diǎn)能很好的形成沸騰汽化核心并破壞熱邊界層，強(qiáng)化沸騰傳熱；同時(shí)減小流道截面流通面積，增加流體流速，具有流化床的特性，從而降低石英管流通截面上的傳熱不均勻性、強(qiáng)化傳熱和減小沸騰兩相流流動(dòng)不穩(wěn)定性，從而有效地提高傳熱熱流密度，并且保證石英玻璃管不會(huì)破裂。
[0021]所述的防爆凈化顆粒3可以為活性炭顆粒、石英顆粒或礦物質(zhì)顆粒，有對(duì)水進(jìn)行凈化和調(diào)節(jié)水質(zhì)的功效。例如:如活性炭可以有效吸附水中的小分子結(jié)構(gòu)和大分子結(jié)構(gòu)的不良物質(zhì)；硅鋁酸鹽礦物質(zhì)具有獨(dú)特的離子交換能力、靜電吸引力及吸附能力、篩分和催化能力，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和很強(qiáng)的耐酸耐堿性；麥飯石是一種天然的具有生物效應(yīng)和醫(yī)療作用的二長(zhǎng)巖類斑巖石，它含有人體所必需的鉀、鈉、鈣、鎂、磷常量元素和鋅、鐵、砸、銅、鍶、碘、氟、偏硅酸等十八種微量元素，具有醫(yī)療保健，凈化水質(zhì)的功能，在通常條件下，麥飯石溶出液中四種微量元素偏硅酸、Sr、Zn、F含量可達(dá)到或接近國(guó)家飲料礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]本實(shí)施例采用高溫絕緣絕熱材料對(duì)金屬加熱薄膜6進(jìn)行絕緣和絕熱，提高使用安全性以及加熱器的熱效率。
[0023]所述的金屬加熱膜6兩端的2個(gè)電極X，Y，可以通過導(dǎo)線夾連接到加熱電源上。
[0024]所述的電熱管的底端通過一個(gè)橡膠轉(zhuǎn)換接頭1與流量調(diào)節(jié)閥8連接，流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)口端連接供水箱7。
[0025]所述的電熱管底端與橡膠轉(zhuǎn)換接頭之間放置有一層很薄的圓形不銹鋼細(xì)篩網(wǎng)2，用于去除流體中的不溶性雜質(zhì)并防止防爆凈化顆粒3下漏而堵塞管道。
[0026]所述的電熱管的頂端通過一個(gè)橡膠轉(zhuǎn)換接頭5接出一根出水管供用戶使用10。
[0027]使用過程中，通過導(dǎo)線夾連接電熱管的加熱電極，并接通電源加熱，通過流量調(diào)節(jié)閥來控制進(jìn)入電熱管的流體流量大小，用戶就可以在出水管處即時(shí)地獲得開水或熱水。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征在于，包括:基體石英玻璃管、鍍?cè)谑⒉ＡЧ芡獗砻娴慕饘偌訜崮ぁ⑹⒉ＡЧ軆?nèi)填充防爆凈化顆粒以及包裹在金屬加熱膜外表面的耐高溫絕熱材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的電熱管內(nèi)流體區(qū)域填充有防爆凈化顆粒，該防爆凈化顆粒優(yōu)選為活性炭顆粒、石英顆粒和/或礦物質(zhì)顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的金屬加熱薄膜的外部設(shè)有高溫絕緣絕熱材料，該高溫絕緣絕熱材料為聚四氟乙烯膠帶和玻璃纖維布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的金屬加熱膜兩端分別設(shè)有用于與加熱電源相連的電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的電熱管的底端通過流量調(diào)節(jié)閥與供水箱相連，電熱管與流量調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有橡膠轉(zhuǎn)換接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的電熱管底端與橡膠轉(zhuǎn)換接頭之間設(shè)有用于去除流體中的不溶性雜質(zhì)并防止防爆凈化顆粒下漏而堵塞管道的圓形不銹鋼細(xì)篩網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能防爆水電分離式電熱管，其特征是，所述的電熱管的頂端設(shè)有出水管，該出水管上設(shè)有橡膠轉(zhuǎn)換接頭。
【文檔編號(hào)】F24H1/10GK104482646SQ201410783845
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】龔圣捷, 梅勇, 陳書琦, 顧漢洋, 王馳, 馬衛(wèi)民 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)