CN104333922B - 一种石英玻璃加热管及其制备方法和热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英玻璃加热管及其制备方法和热水器。其中石英玻璃加热管包括石英玻璃管、加热电阻和电极，加热电阻为覆在所述石英玻璃管外表面上的碳化硅层。该石英玻璃加热管上的碳化硅层通过涂覆工艺涂覆在石英玻璃管外表面上后经高温去除粘结材料后得到。以该石英玻璃加热管制备的热水器时，水从石英玻璃管体中间通过就能完成加热的目的。相比于传统的加热体，本发明从根本上解决热水器漏电、漏水等问题。在大大降低了产品成本的同时，实现了高效集热、热启动速度快，抗冻、易清洗水渍等诸多优点。

Description

一种石英玻璃加热管及其制备方法和热水器

技术领域

本发明涉及热水器发热体以及热水器内胆。

背景技术

目前，市场上热水器加热体主要材料有不锈钢、紫铜等，与不锈钢相比，紫铜具有延展性好，可以制作成无缝铜管，导热性能加强，也能有效防止漏水、漏电，但由于紫铜价格远远高于不锈钢，出于成本考虑，多数企业都采用不锈钢材料，不锈钢材质延展性差，其发热管金属护套及内胆均采用有缝不锈钢管组合成的发热杯，布满了焊缝，发热管越多，焊缝就越多，而且在使用过程中无法避免结垢等问题，从而会导致漏电、漏水的隐患，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的问题：克服热水器金属加热体的缺陷。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种石英玻璃加热管，包括石英玻璃管、加热电阻和电极，所述加热电阻和所述电极相连，所述加热电阻为覆在所述石英玻璃管外表面上的碳化硅层。

进一步，所述石英玻璃管可以为直管或U型管或螺旋管。

进一步，所述电极为金属圈，有两个；两个电极分别套在所述石英玻璃管两端。

一种石英玻璃加热管的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备石英玻璃管；

S2：在石英玻璃管的外表面涂覆碳化硅；

S3：在石英玻璃管的两端分别安装金属圈作为电极；

其中，所述步骤S1包括如下步骤：

S11：选取纯度99.9％的石英砂混合氯化钠粉末后在820摄氏度下煅烧2h；其中，石英砂和氯化钠的质量比为50:1，石英砂的粒径为40～140目；

S12：水淬5min后，进行酸浸处理8h，酸浸中水、浓盐酸与40%氢氟酸的体积比为50：50：5；

S13：浮选5min，浮选时采用的浮选液，Ph＝2，十二烷基磺酸钠和十八胺的浓度分别为0.82mg/L和1.1mg/L；

S14：再经超声波、多元化学药剂高温拌洗、高温氯化处理、烘干、除铁，得到高纯石英砂；除铁时，磁场强度为1800-2200KA/m2；

S15：在高纯石英砂中混合加入二氧化锆后高温熔融拉制成所需要的石英玻璃管；其中，高纯石英砂和二氧化锆的质量比为500:1；高温熔融的温度为1730摄氏度以上。

进一步，所述步骤S2包括：

S21：将碳化硅粉末加入至粘结材料中形成碳化硅浆体；所述粘结材料为乙酸乙酯

S22：将碳化硅浆体涂覆在石英玻璃管外表面；

S23：经高温处理后，去除粘结材料，在石英玻璃管表面形成一碳化硅层。

一种热水器，该热水器以上述的石英玻璃加热管为加热体，或者该热水器以上述的石英玻璃加热管的制备方法制备得到的石英玻璃加热管为加热体。

本发明的技术效果如下：

1、本发明的石英玻璃加热管所用的石英玻璃管采用特制的方法制备，以满足加热器使用时机械强度、导热性能等要求。

2、本发明的石英玻璃加热管采用涂覆在外表面上的碳化硅层作为加热电阻，管体内的水受热均匀。

3、本发明的石英玻璃加热管以石英玻璃管作为内胆，具有抗冻、易清洗水渍等优点。

4、本发明的石英玻璃加热管，被加热的水和加热电阻和电极通过石英玻璃管绝缘体隔绝，从而避免了，漏电的问题。

5、相比于金属管，石英玻璃管耐腐蚀性高，从而避免管体腐蚀漏水等问题。

附图说明

图1是本发明的石英玻璃加热管的结构示意图。

图2是本发明的热水器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种石英玻璃加热管包括石英玻璃管1、加热电阻2和电极3、4。石英玻璃管1为石英制备而成的管状体，中间为中空的管道，管壁的厚度为1～3mm。加热电阻2为覆在石英玻璃管1外表面上的碳化硅层。电极3和4为金属圈，分别套在石英玻璃管1的两端。图1中石英玻璃管1为直管，本领域技术人员理解，石英玻璃管1也可以采用其他形状，比如U型管或螺旋管。此外，本领域技术人员理解，上述石英玻璃加热管中的电极可以有多个，多个电极之间可以组成并联或串联电路。

上述石英玻璃加热管的制备通过以下上个步骤实现：

S1：制备石英玻璃管；

S2：在石英玻璃管的外表面涂覆碳化硅；

S3：在石英玻璃管的两端分别安装金属圈作为电极。

其中步骤S1中制备石英玻璃管采用如下步骤实现：

S11：选取纯度99.9％的石英砂混合氯化钠粉末后在820摄氏度下煅烧2h；其中，石英砂和氯化钠的质量比为50:1，石英砂的粒径为40～140目；

S12：水淬5min后，进行酸浸处理8h，酸浸中水、浓盐酸与40%氢氟酸的体积比为50：50：5；

S13：浮选5min，浮选时采用的浮选液，Ph＝2，十二烷基磺酸钠和十八胺的浓度分别为0.82mg/L和1.1mg/L；

S14：再经超声波、多元化学药剂高温拌洗、高温氯化处理、烘干、除铁，得到高纯石英砂；除铁时，磁场强度为1800-2200KA/m2；

S15：在高纯石英砂中混合加入二氧化锆后高温熔融拉制成所需要的石英玻璃管；其中，高纯石英砂和二氧化锆的质量比为500:1；高温熔融的温度为1730摄氏度以上。

步骤S14中，超声波、多元化学药剂高温拌洗、高温氯化处理均为了去除石英砂中的钾、钙、铁、铝等杂质，属于现有技术。

步骤S2通过以下步骤实现：

S21：将碳化硅粉末加入至粘结材料中形成碳化硅浆体；

S22：将碳化硅浆体涂覆在石英玻璃管外表面；

S23：经高温处理后，去除粘结材料，在石英玻璃管表面形成一碳化硅层。

步骤S23中的高温与粘结材料有关，本发明的粘结材料优选为乙酸乙酯。乙酸乙酯的沸点为77.2摄氏度，此时步骤S23中的高温设置为70摄氏度左右即可。通过70摄氏度的高温可以缓慢蒸发掉石英玻璃管表面的乙酸乙酯，从而留下纯粹的碳化硅层。

图2是本发明的热水器的实施例。如图2所示，一种热水器，包括石英玻璃加热管10、壳体20、进水管30、出水管40。其中，石英玻璃加热管10有多根，位于壳体20内。多根石英玻璃加热管10之间通过U型石英玻璃管50相连，使得石英玻璃加热管10之间和进水管30、出水管40相互连通，使得管内被加热的水可以从进水管30进入，经多根石英玻璃加热管10加热后从出水管40流出。各个石英玻璃加热管10之间的电极相互并联。石英玻璃加热管10与壳体20之间的空间由保温材料60填充。

Claims (3)

1.一种石英玻璃加热管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备石英玻璃管；

S2：在石英玻璃管的外表面涂覆碳化硅；

S3：在石英玻璃管的两端分别安装金属圈作为电极；

其中，所述步骤S1包括如下步骤：

S11：选取纯度99.9％的石英砂混合氯化钠粉末后在820摄氏度下煅烧2h；其中，石英砂和氯化钠的质量比为50:1，石英砂的粒径为40～140目；

S12：水淬5min后，进行酸浸处理8h，酸浸中水、浓盐酸与40%氢氟酸的体积比为50：50：5；

S13：浮选5min，浮选时采用的浮选液，Ph＝2，十二烷基磺酸钠和十八胺的浓度分别为0.82mg/L和1.1mg/L；

S14：再经超声波、多元化学药剂高温拌洗、高温氯化处理、烘干、除铁，得到高纯石英砂；除铁时，磁场强度为1800-2200KA/m₂；

S15：在高纯石英砂中混合加入二氧化锆后高温熔融拉制成所需要的石英玻璃管；其中，高纯石英砂和二氧化锆的质量比为500:1；高温熔融的温度为1730摄氏度以上。

2.如权利要求1所述的石英玻璃加热管的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21：将碳化硅粉末加入至粘结材料中形成碳化硅浆体；所述粘结材料为乙酸乙酯；

S22：将碳化硅浆体涂覆在石英玻璃管外表面；

S23：经高温处理后，去除粘结材料，在石英玻璃管表面形成一碳化硅层。

3.一种热水器，其特征在于，该热水器以权利要求1或2所述的石英玻璃加热管的制备方法制备得到的石英玻璃加热管为加热体。