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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