CN112996154A - 一种电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用。加热管为：在导水管内设有水和电热丝，所述的电热丝直接浸在水中，水电阻与电热丝之间形成电气并联关系；所述的电热丝一端穿入导水管，在导水管内部排布，另一端穿出导水管；导水管在电热丝的穿入、穿出位置处均设有绝缘套管。三相电热管组成加热器，加热器可应用在高、低电压锅炉中。本发明通过上述结构，提供了一种使用热效率高、使用寿命长的电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用。

Description

一种电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用
技术领域
本发明创造涉及一种加热管、加热器及其应用，尤其涉及一种电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用。
背景技术
在生产高温热水，和蒸汽中，电直热承担重要的角色，所以提高现有加热设备的性价比，高效率，高可靠性，长寿命，是当下的追求。
目前的电直热市场中有电热管锅炉，电磁锅炉，电极锅炉。电极锅炉因为效率高，寿命长，性价比高等许多优点，逐渐在电加热市场中被大家公认。现有的电极锅炉一般相电极和零电极分开一定距离，靠两者之间的水导电，产生热量，但水的电导率要符合设计要求，严格的在一个范围内，用于产生蒸汽时候，还要经过反渗透处理的纯水，这样会带来水处理的成本增高，导致运行费用上的压力。另外高压锅炉的运行如果状态失控，容易造成电极锅炉电气故障，甚至造成电网的越级跳闸，造成大面积停电的事故。
发明内容
本发明创造的目的在于提供一种电极和电阻混合式电热管、加热器及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明创造提供如下技术方案：
一种电极和电阻混合式电热管，在导水管内设有水和电热丝，所述的电热丝直接浸在水中，水电阻与电热丝之间形成电气并联关系；所述的电热丝一端穿入导水管，在导水管内部排布，另一端穿出导水管；导水管在电热丝的穿入、穿出位置处均设有绝缘套管。
所述的导水管中设有电热丝托架，通过电热丝托架固定电热丝在导水管内部的位置。
所述的导水管上设有两个绝缘套管，一个绝缘套管设有相电极，另一个绝缘套管设有零电极；所述的相电极设置在的导水管的一端，零电极设置在导水管的另一端。
所述的电热丝在导水管内部蛇形均匀排布。
所述的电热丝由抗腐蚀电极材料组成。
一种由所述的电极和电阻混合式电热管组成的加热器，三个所述的电极和电阻混合式电热管组成一组加热器；三个电极和电阻混合式电热管的一端的电热丝的分别接A/B/C三项电源，三个电极和电阻混合式电热管的另一端的电热丝连在一起；电极和电阻混合式电热管顶部设有出水或出汽总管，电极和电阻混合式电热管底部设有进水总管。
所述的加热器在高电压锅炉中的应用，所述的加热器的出水或出汽总管和进水总管与接地点连接，出水或出汽总管与进水总管上均设有绝缘水汽管，电极和电阻混合式电热管底部设有绝缘支撑柱，加热器安装在锅炉筒内部。
所述的锅炉筒内部上、下均设有绝缘隔板，加热器通过绝缘隔板安装在锅炉筒中，锅炉筒上部设有热水或出汽管，锅炉筒下部设有进水管。
所述的加热器在低电压锅炉中的应用，所述的加热器所用加热管大于等于一组，每组加热器之间的电极和电阻混合式电热管紧靠在一起，每个电极和电阻混合式电热管的零电极都接在一起，统一引出接在电源的N相。
所述的锅炉筒内部上、下均设有绝缘隔板，加热器通过绝缘隔板安装在锅炉筒中，锅炉筒上部设有热水或出汽管，锅炉筒下部设有进水管。
本发明创造的有益效果是：
本发明的电热管中既有电热丝发热，又有水导电发热，和两个电极，即相电极和零电极，组成混合加热模式，水电阻和电热丝电阻属于电气并联。这样，两个电极既有电热丝的电阻导线连线作用，又有水电阻的连线作用，电热丝直接浸在水中，两端电极连接了加热丝和水的导体，实现并联混合加热，这种方式解决了热量在水中直接传递，热效率可达99-99.8％，解决了传统加热存在的问题，实现产生热水和蒸汽电加热的突破，具有非常高的实用价值。
采用本发明中的电热管组成的加热管应用在高、低电压锅炉中，可以几秒产蒸汽，出热水，使热源高效利用。而且在工业应中，寿命超长，可靠性非常强。本专利所述电热丝是采用电极材料制作，具有很好的防腐性能，不会产生腐蚀性的结垢，另外丝径设计的要比传统加热丝高几倍，还可以耐900℃的高温，结垢后虽然有些热阻，传递的热量还是在水中，水还是把热量能带走，也不会造成热损失，也不会造成像传统加热丝烧断的问题。而传统加热丝，是较细的加热丝，外面包着氧化镁粉，氧化镁粉的热阻就很大，外面由金属管又包着氧化镁粉和加热丝，一旦金属管外面结上水垢，热量不能传出来，里面加热丝温度急剧升高，就使比较细的丝加热丝就会烧断。本发明的加热丝裸露浸在水中，耐高温，丝径大，结垢传热影响小，所以不会烧坏，另外经过周期的检查，发现水垢增多，按照常规方法做除垢处理，锅炉照样焕然一新。在实际应用中，节能可高达60％，而且产生热水或者蒸汽的速度极快，立即投入工作，减少各种生产工艺的浪费；例如在蒸饭柜的实际应用，节能达60％。
附图说明
图1为加热管结构图。
图2为加热管中电极电阻混合电热管物理模型图。
图3为加热器使用在高电压锅炉中的结构图。
图4为加热器使用在低电压锅炉中的结构图。
图5为一组加热器使用在低电压锅炉中的俯视图。
图6为两组加热器使用在低电压锅炉中的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明创造保护的范围。
如图1-2所示，一种电极和电阻混合式电热管10，在导水管5内设有水和电热丝4，所述的电热丝4直接浸在水中，水电阻与电热丝4之间形成电气并联关系。所述的电热丝4一端穿入导水管5，在导水管5内部排布，另一端穿出导水管5；导水管5在电热丝4的穿入、穿出位置处均设有绝缘套管1。所述的导水管5中设有电热丝托架3，通过电热丝托架3固定电热丝4在导水管5内部的位置。所述的导水管5上设有两个绝缘套管1，一个绝缘套管1设有相电极2，另一个绝缘套管1设有零电极6；所述的相电极2设置在的导水管5的一端，零电极6设置在导水管5的另一端。相电极2与零电极6设置在导水管5的对角处，位置尽可能远。由此，通过相电极2和零电极6实现电气连接。所述的电热丝4在导水管5内部蛇形均匀排布。电热丝4由抗腐蚀电极材料组成，电热丝不做用做任何绝缘处理，直接浸在水中，两端电极连接了加热丝和水的导体，实现并联混合加热。
电极和电阻混合式电热管10的总电阻，为电热丝电阻7和水电阻8的并联电阻，根据加热管的结构，水电阻相对较大，电热丝电阻较小，所以总的电阻相对影响较小，参考本发明加热管的物理模型，和并联电阻的计算公式，在电气设计中，考虑这部分因素，另外通过电气控制，实现总功率的无级调节。
一种由电极和电阻混合式电热管10组成的加热器，三个所述的电极和电阻混合式电热管10组成一组加热器；三个电极和电阻混合式电热管10的一端的电热丝4的分别接A/B/C三项单相电，A/B/C都接与220V火线连接，三个电极和电阻混合式电热管10的另一端的电热丝4连在一起。具体的，低电压的锅炉连在一起后引出后连到N相，高电压的锅炉应用连在一起不用引出。电极和电阻混合式电热管10顶部设有出水或出汽总管9，电极和电阻混合式电热管10底部设有进水总管12。进水总管12上设有给水泵11。
如图3所示，加热器在高电压锅炉中的应用。所述的加热器的出水或出汽总管9和进水总管12与接地点15连接，出水或出汽总管9与进水总管12上均设有绝缘水汽管13，电极和电阻混合式电热管10底部设有绝缘支撑柱14，使加热器和地之间彻底绝缘，加热器安装在锅炉筒16内部。所述的锅炉筒16内部上、下均设有绝缘隔板18，加热器通过绝缘隔板18安装在锅炉筒16中，锅炉筒16上部设有热水或出汽管17，锅炉筒16下部设有进水管19。出水或出汽总管9接地电阻小于4欧姆，实现和电极锅炉同样的安全性。
如图4-6所示，加热器在低电压锅炉中的应用。锅炉筒16内部上、下均设有绝缘隔板18，加热器通过绝缘隔板18安装在锅炉筒16中，锅炉筒16上部设有热水或出汽管17，锅炉筒16下部设有进水管19。绝缘隔板18将锅炉筒16分为三部分腔体结构，中间为加热器腔体，上部留出出水或蒸汽腔体，下部留出进水腔体。所述的加热器大于等于一组，每组加热器之间的电极和电阻混合式电热管10紧靠在一起，把每个电极和电阻混合式电热管10的零电极6都接在一起，统一引出接在电源的N相。加热器通过绝缘隔板18，和锅炉筒16之间实现绝缘。由于加热器绝缘于锅炉筒，运行平衡时候，不会产生漏电流，即使有漏电流，也通过N相流走，因此在低电压锅炉中，只需锅炉筒16做保护接地即可，无需设置其他的绝缘装置。
采用本发明的锅炉受水的影响非常小，因为相电极和零电极距离较大，所以水的电阻相对电热丝电阻较大，两并联后的电阻，影响较小，通过设计可以忽略这个影响，同样拥有了电极锅炉的效率高，寿命长等优点，另外应用本发明的锅炉的容水量设计的非常小，可以快速产生热水或蒸汽，在实际工艺应用中，甚至比电极锅炉更节能。

Claims (10)

1.一种电极和电阻混合式电热管，其特征在于：在导水管(5)内设有水和电热丝(4)，所述的电热丝(4)直接浸在水中，水电阻(8)与电热丝(4)之间形成电气并联关系；所述的电热丝(4)一端穿入导水管(5)，在导水管(5)内部排布，另一端穿出导水管(5)；导水管(5)在电热丝(4)的穿入、穿出位置处均设有绝缘套管(1)。
2.根据权利要求1所述的一种电极和电阻混合式电热管，其特征在于：所述的导水管(5)中设有电热丝托架(3)，通过电热丝托架(3)固定电热丝(4)在导水管(5)内部的位置。
3.根据权利要求1所述的一种电极和电阻混合式电热管，其特征在于：所述的导水管(5)上设有两个绝缘套管(1)，一个绝缘套管(1)设有相电极(2)，另一个绝缘套管(1)设有零电极(6)；所述的相电极(2)设置在的导水管(5)的一端，零电极(6)设置在导水管(5)的另一端。
4.根据权利要求1所述的一种电极和电阻混合式电热管，其特征在于：所述的电热丝(4)在导水管(5)内部蛇形均匀排布。
5.根据权利要求1所述的一种电极和电阻混合式电热管，其特征在于：所述的电热丝(4)由抗腐蚀电极材料组成。
6.一种由权利要求1-5任意一项所述的电极和电阻混合式电热管组成的加热器，其特征在于：三个所述的电极和电阻混合式电热管(10)组成一组加热器；三个电极和电阻混合式电热管(10)的一端的电热丝(4)的分别接A/B/C三项电源，三个电极和电阻混合式电热管(10)的另一端的电热丝(4)连在一起；电极和电阻混合式电热管(10)顶部设有出水或出汽总管(9)，电极和电阻混合式电热管(10)底部设有进水总管(12)。
7.权利要求6所述的加热器在高电压锅炉中的应用，其特征在于：所述的加热器的出水或出汽总管(9)和进水总管(12)与接地点(15)连接，出水或出汽总管(9)与进水总管(12)上均设有绝缘水汽管(13)，电极和电阻混合式电热管(10)底部设有绝缘支撑柱(14)，加热器安装在锅炉筒(16)内部。
8.根据权利要求7所述的加热器在高电压锅炉中的应用，其特征在于：所述的锅炉筒(16)内部上、下均设有绝缘隔板(18)，加热器通过绝缘隔板(18)安装在锅炉筒(16)中，锅炉筒(16)上部设有热水或出汽管(17)，锅炉筒(16)下部设有进水管(19)。
9.权利要求6所述的加热器在低电压锅炉中的应用，其特征在于：所述的加热器所用加热管大于等于一组，每组加热器之间的电极和电阻混合式电热管(10)紧靠在一起，每个电极和电阻混合式电热管(10)的零电极(6)都接在一起，统一引出接在电源的N相。
10.权利要求9所述的加热器在低电压锅炉中的应用，其特征在于：所述的锅炉筒(16)内部上、下均设有绝缘隔板(18)，加热器通过绝缘隔板(18)安装在锅炉筒(16)中，锅炉筒(16)上部设有热水或出汽管(17)，锅炉筒(16)下部设有进水管(19)。
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