本發(fā)明涉及一種電加熱元件,尤其是一種采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中,電加熱元件均采用氧化鎂作為絕緣材料,氧化鎂粉的最高使用溫度約為1000℃,在此溫度下,其絕緣性能急劇下降,限制了電加熱元件的最高使用溫度和內(nèi)部電阻的的功率。氮化硼的最高使用溫度高達(dá)2000℃,導(dǎo)熱系數(shù)高,其絕緣性能、耐溫等級、導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于氧化鎂,采用氮化硼作為絕緣材料后,能夠大大提高加熱元件功率密度、使用溫度、絕緣等級和介電強(qiáng)度。
現(xiàn)有的電加熱元件的表面都是光面,流體隨著加熱元件軸向流動(dòng)時(shí),基本是層流,相對換熱效率不高。另一種加熱元件設(shè)置了翅片,大大增加了換熱面積,但其流體只能垂直于加熱元件軸向流動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供一種采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件,能夠大大提高加熱元件功率密度、使用溫度、絕緣等級和介電強(qiáng)度,同時(shí)提高了電加熱元件的換熱效率。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案,所述采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件,包括電熱管外管,其特征是:所述電熱管外管的內(nèi)腔包括發(fā)熱區(qū)和冷端,在發(fā)熱區(qū)和冷端均填充氮化硼粉;在所述發(fā)熱區(qū)的氮化硼粉中設(shè)置電熱絲,在冷端的氮化硼粉中設(shè)置冷針;在所述電熱管外管的外表面設(shè)置螺旋形的散熱面。
進(jìn)一步的,所述冷針的一端與電熱絲連接,冷針的另一端由冷端的端部伸出。
進(jìn)一步的,所述散熱面凸起于電熱管外管的表面,橫截面呈圓弧面。
進(jìn)一步的,所述散熱面的頂部距電熱管外管表面的距離為1~2mm。
本發(fā)明所述采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件,能夠大大提高加熱元件功率密度、使用溫度、絕緣等級和介電強(qiáng)度;同時(shí),本發(fā)明采用新型表面結(jié)構(gòu)的電加熱元件,在加熱元件表面采用了螺旋狀的散熱面,大大提高了電加熱元件的換熱效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述電加熱元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的I放大圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1~圖2所示:所述采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件包括電熱管外管1、電熱絲2、氮化硼粉3、冷針4、散熱面5、發(fā)熱區(qū)A、冷端B等。
如圖1所示,本發(fā)明所述采用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件,包括電熱管外管1,電熱管外管1的內(nèi)腔包括發(fā)熱區(qū)A和冷端B,在發(fā)熱區(qū)A和冷端B均填充氮化硼粉3;在所述發(fā)熱區(qū)A的氮化硼粉3中設(shè)置電熱絲2,在冷端B的氮化硼粉中設(shè)置冷針4(即導(dǎo)電桿),冷針4的一端與電熱絲2連接,冷針4的另一端由冷端B的端部伸出。
如圖2所示,在所述電熱管外管1的外表面設(shè)置螺旋形的散熱面5,散熱面5凸起于電熱管外管1的表面,橫截面呈圓弧面,該散熱面5的頂部距電熱管外管1表面的距離為1~2mm。
本發(fā)明所述用氮化硼作為絕緣材料的電加熱元件,采用氮化硼粉作為絕緣材料,氮化硼的最高使用溫度高達(dá)2000℃,導(dǎo)熱系數(shù)高,其絕緣性能、耐溫等級、導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于氧化鎂,采用氮化硼作為絕緣材料后,能夠大大提高加熱元件功率密度、使用溫度、絕緣等級和介電強(qiáng)度。
另外,本發(fā)明在電加熱元件的表面加工了螺旋狀的散熱面,但是高度不高,約1~2mm,在流體沿著加熱元件軸向流動(dòng)時(shí),多為層流,流程不均勻;由于螺旋狀的散熱面使得流體在加熱元件改變流向,增加流程,流向改變會破壞流體的層流層,這樣大大增加了加熱元件的換熱效率。