阅读说明：本技术 电加热设备 (Electric heating device ) 是由 强妍 于 2020-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种电加热设备,用于传递热能至被加热物体,包括：电热管,该电热管包括石英管及设置于该石英管内腔的电热体,将该电热管固定于该待加热物体表面的导热层,该导热层由多个导热元件组成,该导热层外部包括保温层,该导热元件外表面包括至少一个凸起,该保温层与该凸起接触。(The invention discloses an electric heating device for transferring heat energy to an object to be heated, comprising: the electric heating tube comprises a quartz tube, an electric heating body arranged in the inner cavity of the quartz tube and a heat conduction layer for fixing the electric heating tube on the surface of the object to be heated, wherein the heat conduction layer consists of a plurality of heat conduction elements, the heat conduction layer comprises a heat insulation layer outside, the outer surface of each heat conduction element comprises at least one bulge, and the heat insulation layer is in contact with the bulge.)

电加热设备

技术领域

本发明涉及一种加热装置，尤其涉及一种电加热设备。

背景技术

电加热装置是一种耗费电能转换为热能，来对需加热物料进行加热的装置，被广泛地运用于多种工业生产设备中，较为典型的使用方式为注塑机的料斗中用于烘干原料，或其他干燥设备中。现有的加热器大多是通过加热钨丝，将热量向外辐射达到加热的目的。这种钨丝加热器的热效应低，往往要耗费大量的电能才能达到所需的加热效果。为了解决钨丝加热器效能转换低的问题，现有技术中又提出一种：利用电阻丝将电能的一部分转换成红外线辐射能，通过辐射来加热受热物体。这两种形式的加热器都存在能量利用率低，或者是加热相应速度慢，电阻丝寿命较短等缺点。上述两种形式的加热器，由于能量利用率低，热传递效率低，因此被加热物体表面的温差与电阻丝表面的温差过大，导致电阻丝寿命短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电加热设备，以解决现有技术中所存在的热能转换率低、升温慢的一个或多个缺点。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种电加热设备，用于传递热能至被加热物体，包括：电热管，该电热管包括石英管及设置于该石英管内腔的电热体，将该电热管固定于该待加热物体表面的导热层，该导热层由多个导热元件组成，该导热层外部包括保温层，该导热元件外表面包括至少一个凸起，该保温层与该凸起接触。

更进一步地，该导热元件包括第一腔和第二腔，该第一腔和第二腔分别容纳该电热管。

更进一步地，该导热元件还包括连接单元，该连接单元用于与邻近的导热元件卡合。

更进一步地，该导热元件包括氧化铝膜层。

更进一步地，该单个导热元件包括三个凸起。

本发明还提供一种电加热设备，用于传递热能至被加热物体，包括：电热管，该电热管包括电热管及设置于该石英管内腔的电热体，将该电热管固定于该待加热物体表面的导热层，该导热层由多个导热元件组成，该导热层外部包括保温层，该导热元件包括氧化铝膜层。

更进一步地，该导热元件外表面包括至少一个凸起，该保温层与该凸起接触。

更进一步地，该导热元件包括第一腔和第二腔，该第一腔和第二腔分别容纳该电热管。

更进一步地，其特征在于，该导热元件还包括连接单元，该连接单元用于与邻近的导热元件卡合。

更进一步地，该连接单元的两端分别与邻近的导热元件卡合。

与现有技术相比较，本发明所提供的电加热设备，包括：电热管，所述电热管包括石英管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件外表面包括至少一个凸起，所述保温层与所述凸起接触，该电加热设备可以有效地降低热量损耗，使电阻丝所产生的光能和热能能快速传递给被加热物体，提升了能效比。

本发明所提供的电加热设备，包括：电热管，所述电热管包括电热管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件包括氧化铝膜层。该电加热设备可以比现有技术更有效地吸收红外辐射，使热能传递效率能大幅度提升，这样不会在发热本体(电阻丝)的表面累积大量热，有效降低电阻丝的实际工作温度，使发热本体温度与目标温度温差小，有效地提高了电阻丝的寿命。

本发明所提供的电加热设备所产生的红外辐射更均匀更强，使被加热体受热更均匀，升温速度更快。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1为本发明所示出的电加热设备的结构示意图；

图2为本发明较佳一实施例的电加热设备的结构示意图

图3为本发明另一较佳实施例的电加热设备的结构示意图；

图4为本发明另一较佳实施例的电加热设备的结构示意图；

图5为本发明所示出的电加热设备的应用方式示意图；

图6为本发明所示出的电加热设备的工作状态示意图；

图7为本发明所示出的双腔电加热设备的技术效果示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本发明的目的在于提供一种电加热设备，解决现有技术中所存在的电加热装置的缺点。一种电加热设备，用于传递热能至被加热物体，其特征在于，包括：电热管，所述电热管包括石英管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件外表面包括至少一个凸起，所述保温层与所述凸起接触。

图1为本发明所示出的电加热设备的结构示意图。如图1所示，该电加热设备包括电阻丝10以及电阻丝10外围的石英管20。电阻丝10通电后发光，产生的近红外光和可见光其中的95％被石英管20转换成远红外线。石英管20用于反射电阻丝10所产生的远红外线，并将其反射到待加热物体100表面。电热管外面包括导热层，电阻丝10通电后所散发的热量通过导热层30传递至待加热物体100表面从而实现热传导。因此电能所转化的光能和热能都能快速有效地传递至带加热物体表面。为了增加传热效率，防止热量散发到空气中，在导热层30外还包括保温层40。现有技术中的保温层40直接紧密覆盖于导热层30的外表面。

发明人发现现有技术中尽管采用了保温层40但仍然有大量的热量没有得到有效利用，而是散发于空气中。对此，发明人在导热层上设置多个凸起，使导热层30与散热层之间的面接触变为了线接触或是点接触，使得保温层和隔热层之间热量传递更少，从而提升对带加热物体的加热效率。

图6为本发明所示出的电加热设备的工作状态示意图。如图6所示，发明人在将该电加热设备放置于待加热物体100表面后开始测量该电加热设备的外表面A、B、C的温度。测量的结果如表1所示：

室温：25℃

表1

由上述测试结果可知，在导热层上设置凸起后，当待加热物体温度达到相同温度的情况下，电加热设备的外表面温度明显低于未设置凸起的外表面温度，尤其是当待加热物体温度与室温相差较大的情况下，保温效果尤为明显。

如图2所示，图2中的导热层30包括若干个导热元件31，导热元件31通常有导热效果较佳的金属铝材制成，本领域技术人员也可以根据实际需要替换为铜、不锈钢、铁等导热性能好的材料。导热元件31的内径略大于电热管的外径，其目的是为了使导热元件31紧贴电热管达到最佳散热效率。导热元件31除紧贴电热管外还与待加热物体表面所接触。在一种优选实施例中，导热元件31的外表面上设置三个凸起33，三个凸起33可以沿与同一周向排列，也可以位于不同的圆周上。三个凸起中，位于中间的凸起和位于两端的凸起之间的截面夹角α优选为10度至35度，这样设计的目的是为兼容不同尺寸的待加热物体。即使待加热物体的周长增加至原来的6倍，该凸起也可以隔离导热层30和保温层40。

在一种优选实施例中，导热元件31包括第一腔和第二腔。如图1所示，一个导热元件31可以同时容纳两根电加热管。如图7所示，图7是双腔电加热设备和单腔电加热设备的技术效果示意图。与使用单腔相比，采用双腔结构的导热元件可以容纳的电加热管数量更多，因此发热效率更高，产生的红外辐射更均匀。

发明人对使用如图1中所示的双腔导热元件和图2中所示单腔导热元件的电加热设备分别进行温度测试，测试效果如表2所示：

室温：25℃

表2

本发明还提供一种电加热设备，包括：电热管，所述电热管包括电热管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件包括氧化铝膜层。

现有技术中的导热层通常由金属铝制成，但是金属铝本身是银色，吸热能力差。发明人将银色的导热层重新设计为黑色，使导热层具有更好的红外辐射能力。本发明所提供的导热层由金属铝材阳极氧化后通过电解着色或喷漆或电泳黑漆。

以下将介绍一种铝件进行黑色化处理工艺方式。

步骤1、对金属铝件表面清洁

该工艺步骤包括但不限于利用有机溶剂除油、清洗、用碱性溶液清洗。

步骤2、阳极氧化

将清洁后的铝件放置在硫酸溶液中进行阳极氧化，在铝件表面形成了一层多孔的氧化膜。优选地，该氧化膜厚度为15-40微米。

步骤3、着黑色剂

此无机着色工艺是通过化学浸渍过程，使黑色的金属硫化物沉积在膜孔中。把铝件浸入有轻微搅拌的含乙酸钴Co(CH3COO)2)150～300g/L溶液中浸渍15min，然后取出水洗干净。再将铝件浸入含量为20～40g/L(NH4)2S溶液中浸10min，然后取出水洗干净。

说明：可根据欲获得的色调来重复上面着色工步，以加深膜层色泽。该工艺所制备的黑色导热层，化学稳定性好，可以耐高温耐腐蚀。

本发明所提供的电加热设备，电加热管由导热元件固定，导热元件包括连接单元。连接单元与邻近的导热元件卡合。该卡合方式包括一端相对与另一端可移动或不可移动连接。如图2-4所示，图中分别出示了几种不同的卡合方式。图2中，该连接单元32的两端分别容纳与两个导热元件的卡槽中。优选地，该连接单元32的两端为圆柱形或圆球型。当连接单元32卡合与卡槽中时，相对卡槽可以转动，由若干导热元件31和连接单元32组成的电加热设备就具有足够的可形变空间，可以适应尺寸、大小不同的待加热表面。

图3中，连接单元32与导热元件31成为一体，彼此卡合。图4中导热元件31的两端为圆柱形或圆球型，而连接单元32的两端形成卡槽。

以下结合图介绍本发明的具体应用方式。如图5所示，图5为圆柱形结构的电加热设备，包括石英管20，以及位于石英管20内部的电阻丝。多个石英管20之间通过绝缘头50连接。位于石英管20及导热层外表面的是保温层40。再一种优选实施例中，保温层40采用纳米保温层。纳米保温层是一种将纳米级多孔二氧化硅气凝胶与无机纤维材料复合而成的绝热保温材料，同时具有柔性、耐高温、防火阻燃的特点。保温层40的外表面还可以包含一金属层。当该电加热设备放置与待加热物体表面时，利用紧固件60，将电加热设备与待加热物体表面连接。

与现有技术相比较，本发明所提供的电加热设备，包括：电热管，所述电热管包括石英管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件外表面包括至少一个凸起，所述保温层与所述凸起接触，该电加热设备可以有效地降低热量损耗，使电阻丝所产生的光能和热能能快速传递给被加热物体，提升了能效比。

本发明所提供的电加热设备，包括：电热管，所述电热管包括电热管及设置于所述石英管内腔的电热体，将所述电热管固定于所述待加热物体表面的导热层，所述导热层由多个导热元件组成，所述导热层外部包括保温层，所述导热元件包括氧化铝膜层。该电加热设备可以比现有技术更有效地吸收红外辐射，使热能传递效率能大幅度提升，这样不会在发热本体(电阻丝)的表面累积大量热，有效降低电阻丝的实际工作温度，使发热本体温度与目标温度温差小，有效地提高了电阻丝的寿命。

本发明所提供的电加热设备所产生的红外辐射更均匀更强，使被加热体受热更均匀，升温速度更快。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。