CN106211377A - 采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，包括电热管外管，其特征是：所述电热管外管的内腔包括发热区和冷端，在发热区和冷端均填充氮化硼粉；在所述发热区的氮化硼粉中设置电热丝，在冷端的氮化硼粉中设置冷针；在所述电热管外管的外表面设置螺旋形的散热面。所述冷针的一端与电热丝连接，冷针的另一端由冷端的端部伸出。所述散热面凸起于电热管外管的表面，横截面呈圆弧面。所述散热面的顶部距电热管外管表面的距离为1~2mm。本发明能够大大提高加热元件功率密度、使用温度、绝缘等级和介电强度，同时提高了电加热元件的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电加热元件，尤其是一种采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件。
背景技术
现有技术中，电加热元件均采用氧化镁作为绝缘材料，氧化镁粉的最高使用温度约为1000℃，在此温度下，其绝缘性能急剧下降，限制了电加热元件的最高使用温度和内部电阻的的功率。氮化硼的最高使用温度高达2000℃，导热系数高，其绝缘性能、耐温等级、导热系数远远好于氧化镁，采用氮化硼作为绝缘材料后，能够大大提高加热元件功率密度、使用温度、绝缘等级和介电强度。
现有的电加热元件的表面都是光面，流体随着加热元件轴向流动时，基本是层流，相对换热效率不高。另一种加热元件设置了翅片，大大增加了换热面积，但其流体只能垂直于加热元件轴向流动。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，能够大大提高加热元件功率密度、使用温度、绝缘等级和介电强度，同时提高了电加热元件的换热效率。
按照本发明提供的技术方案，所述采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，包括电热管外管，其特征是：所述电热管外管的内腔包括发热区和冷端，在发热区和冷端均填充氮化硼粉；在所述发热区的氮化硼粉中设置电热丝，在冷端的氮化硼粉中设置冷针；在所述电热管外管的外表面设置螺旋形的散热面。
进一步的，所述冷针的一端与电热丝连接，冷针的另一端由冷端的端部伸出。
进一步的，所述散热面凸起于电热管外管的表面，横截面呈圆弧面。
进一步的，所述散热面的顶部距电热管外管表面的距离为1~2mm。
本发明所述采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，能够大大提高加热元件功率密度、使用温度、绝缘等级和介电强度；同时，本发明采用新型表面结构的电加热元件，在加热元件表面采用了螺旋状的散热面，大大提高了电加热元件的换热效率。
附图说明
图1为本发明所述电加热元件的结构示意图。
图2为图1的I放大图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图2所示：所述采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件包括电热管外管1、电热丝2、氮化硼粉3、冷针4、散热面5、发热区A、冷端B等。
如图1所示，本发明所述采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，包括电热管外管1，电热管外管1的内腔包括发热区A和冷端B，在发热区A和冷端B均填充氮化硼粉3；在所述发热区A的氮化硼粉3中设置电热丝2，在冷端B的氮化硼粉中设置冷针4（即导电杆），冷针4的一端与电热丝2连接，冷针4的另一端由冷端B的端部伸出。
如图2所示，在所述电热管外管1的外表面设置螺旋形的散热面5，散热面5凸起于电热管外管1的表面，横截面呈圆弧面，该散热面5的顶部距电热管外管1表面的距离为1~2mm。
本发明所述用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，采用氮化硼粉作为绝缘材料，氮化硼的最高使用温度高达2000℃，导热系数高，其绝缘性能、耐温等级、导热系数远远好于氧化镁，采用氮化硼作为绝缘材料后，能够大大提高加热元件功率密度、使用温度、绝缘等级和介电强度。
另外，本发明在电加热元件的表面加工了螺旋状的散热面，但是高度不高，约1~2mm，在流体沿着加热元件轴向流动时，多为层流，流程不均匀；由于螺旋状的散热面使得流体在加热元件改变流向，增加流程，流向改变会破坏流体的层流层，这样大大增加了加热元件的换热效率。
Claims (4)
1.一种采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，包括电热管外管（1），其特征是：所述电热管外管（1）的内腔包括发热区（A）和冷端（B），在发热区（A）和冷端（B）均填充氮化硼粉（3）；在所述发热区（A）的氮化硼粉（3）中设置电热丝（2），在冷端（B）的氮化硼粉中设置冷针（4）；在所述电热管外管（1）的外表面设置螺旋形的散热面（5）。
2.如权利要求1所述的采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，其特征是：所述冷针（4）的一端与电热丝（2）连接，冷针（4）的另一端由冷端（B）的端部伸出。
3.如权利要求1所述的采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，其特征是：所述散热面（5）凸起于电热管外管（1）的表面，横截面呈圆弧面。
4.如权利要求3所述的采用氮化硼作为绝缘材料的电加热元件，其特征是：所述散热面（5）的顶部距电热管外管（1）表面的距离为1~2mm。
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