CN1215738C - 碳化硅电加热元件 - Google Patents

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Abstract

一种碳化硅电加热元件,包括:有电力供应的端子部分;连接到所述端子部分并产生热量的热产生部分;和形成在端子部分处以冷却端子部分的冷却部分。由于端子部分没被加热,电线可以直接连接至端子部分一边使用,且不需要额外的连接部件。

Description

碳化硅电加热元件
技术领域
本发明涉及一种电加热元件,更具体地说,涉及一种能通过改进端子部分的结构而防止端子部分过热的碳化硅电加热元件。
背景技术
电加热元件是一种将电力施加在位于其两端的端子部分的元件,位于该电加热元件的中间部分的热产生部分产生热量。
在电加热元件中,碳化硅电加热元件得到了广泛地应用,由于其表面温度(1600~1650℃)比诸如nicrome线的金属产热器的表面温度高5~7倍,所以碳化硅电加热元件的使用范围从家用加热器到工业电炉。
图1是传统碳化硅电加热元件的透视图,图2是图1的垂直剖面图。
如图1和2所示,传统的碳化硅电加热元件10包括:位于其两端的端子部分11和位于端子部分11之间并产生热量的热产生部分12。
端子部分11是有电力供应的部分,热产生部分12根据输送的电力产生高温热量。
虽然端子部分11不产生高温热量,但端子部分会由于从热产生部分12传递来的热量或其自身的热量而过热。在这种情况下,会损坏连接到碳化硅电加热元件10的电线(W),或使其断路。
在传统技术中,为了保护电线(W),将网型连接部件13插入所述端子部分之间,并将夹子14固定在该网型连接部件13处。电线(W)连接到形成在网型连接部件13的端部处的接合孔14中。
但是,由于传统技术的碳化硅电加热元件10必须使用网型连接部件13和夹子14以连接电线(W)和端子部分11,所以安装和装配操作困难并且制造成本增加。
发明内容
因此,本发明所要解决的任务是提供一种碳化硅电加热元件,该元件能减少从热产生部分传递到端子部分的热量,并能通过增加端子部分的散热量而快速地冷却端子部分。
为了达到这些目的和其他优点并根据本发明的目的,如这里所实施且广义说明地,提供了一种碳化硅电加热元件,包括:有电力供应的端子部分;连接到所述端子部分并产生热量的热产生部分;和形成在端子部分处以冷却端子部分的冷却部分;其中,所述冷却部分是形成在端子部分处的表面积扩大突起,以便增加表面积。
参照附图,本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点从下述对本发明的详细说明中将会变得更明了。
附图说明
为进一步理解本发明而包括的附图在此引入和作为说明的一部分,附图示出了本发明的实施例,并和说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中:
图1是根据传统技术的碳化硅电加热元件的透视图;
图2是图1的垂直剖面图;
图3是根据本发明第一实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图4是剖切透视图,示出了沿图3所示端子部分的纵向的横截面;
图5是根据本发明第二实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图6是根据本发明第三实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图7是根据本发明第四实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图8是根据本发明第五实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图9是根据本发明第六实施例的碳化硅电加热元件的透视图;
图10是根据本发明第七实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
具体实施方式
以下将详细参照本分明的优选实施例,其例子在附图中示出。
图3是根据本发明第一实施例的碳化硅电加热元件的透视图,图4是剖切透视图,示出了沿图3所示端子部分的纵向的横剖面积。
如图所示,根据本发明第一实施例的碳化硅电加热元件100包括:有电力供应的端子部分110;连接到端子部分110并产生热量的热产生部分120;以及形成在端子部分处以冷却端子部分110的冷却部分130。
在第一实施例中,碳化硅电加热元件的构造抑制了热量从热产生部分120传递到端子部分110,并且能使所传递的热量快速地排放到空气中(大气中),从而使端子部分110在所述电加热元件的运行过程中不会过热,这样,可将电线(W)直接连接到端子部分110的线接合孔111a中。
在第一实施例中,为了防止碳化硅加热元件的端子部分110过热,设置了冷却部分130。
作为冷却部分130的一个实例,表面积扩大突起111以五边形形成在端子部分110的端部处,从而增加端子部分的表面积。
即,在端子部分110处形成表面积扩大突起111导致端子部分110的整个表面积增大,并且增加了散热量,因此能够快速地冷却所属端子部分。
作为冷却部分130的另一实例,在表面积扩大突起111上穿透形成五边形冷却孔132,以便减少从端子部分110传递的热量的传递量。根据表面积扩大突起131的大小或根据冷却考虑,可形成一个或多个五边形冷却孔132。
现在参照图3和4说明如上构造的碳化硅电加热元件的运行和效果。
当将电力通过和线接合孔11a联接的电线(W)而施加到端子部分110上时,热产生部分120被加热到一高温度,所述线接合孔11a形成在碳化硅电加热元件的端子部分110处。
热产生部分120的高温热量被传递到端子部分110,其传热量的等式可如下表示:
传热量(Q1)=导热系数(K1)×纵向表面积(A1)×热产生部分和端子部分之间的温差(T1)------------------等式(1)
如等式(1)所示,传热量(Q1)与纵向表面积(A1)成正比。
在本发明的第一实施例中,由于在端子部分110的表面积扩大突起111的侧面处穿透形成了冷却孔132,所以纵向面积(A1)同样多地减少。
并且随着纵向表面积(A1)减小,传热量相应减少,从热产生部分120传递到端子部分110的传热量(Q1)减少。
从热产生部分120传递到端子部分110的传热量(Q1)的减少意味着热产生部分120的高温热量几乎不传递到端子部分110,因此端子部分110不会过热。
在本发明的第一实施例中,随着表面积扩大突起111在端子部分110处形成,端子部分的表面积(A2)增大,其排放到空气中的放热量等式如下:
放热量(Q2)=热对流系数(K2)×端子部分的表面积(A2)×端子部分和大气之间的温差------------------等式(2)
如等式(2)所示,传热量(Q2)与端子部分的表面积(A2)成正比。
端子部分的表面积(A2)越大,传热量(Q2)越大,所以端子部分110被快速冷却。
如上所述,在本发明的第一实施例中,由于可通过减少传热量(Q1)和增加放热量(Q2)来防止端子部分110过热,所以电线(W)能直接连接到端子部分110上。
图5是根据本发明第二实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图5所示,根据本发明第二实施例的碳化硅电加热元件200包括:有电力供应的端子部分210;连接到端子部分210并产生热量的热产生部分220;以及形成在端子部分210处以冷却端子部分210的冷却部分230。
本发明第二实施例的该碳化硅电加热元件为了防止中端部分210的过热也包括冷却部分230。
作为冷却部分230的一个实例,在端子部分210的端部形成五边形表面积扩大突起231,从而增加端子部分210的表面积。
即,在端子部分210处形成表面积扩大突起231导致端子部分210的整个表面积的扩大,并且增加了放热量,因此可以快速冷却端子部分。
另外,为了减少从热产生部分220传递到端子部分210的传热量,在表面积扩大突起231处穿透形成圆形冷却孔232。依据表面积扩大突起231的大小或出于冷却的考虑,可形成一个或更多的冷却孔232。
在第二实施例中,碳化硅电加热元件的构造使从热产生部分220传递到端子部分210的热量被抑制,并且如果有上述的热量传递,能被快速地排放到空气中(大气中),所以端子部分210在电加热元件的工作过程中不会过热,这样,电线(W)能直接连接到端子部分210的线接合孔211a中。
图6是根据本发明第三实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图6所示,根据本发明第三实施例的碳化硅电加热元件300包括:有电力供应的端子部分310;连接到端子部分310并产生热量的热产生部分320;以及形成在端子部分310处以冷却端子部分310的冷却部分330。
为了防止端子部分310过热,本发明第三实施例的碳化硅电加热元件也包括冷却部分330。
作为冷却部分330的一个例子,在端子部分310的中间部分处形成六边形的表面积扩大突起311,以便增大端子部分310的表面积。
即,在端子部分310处形成表面积扩大突起311导致端子部分310的整个表面积扩大,并且增加了放热量,因此能快速冷却端子部分310。
另外,为了减少从热产生部分320传递到端子部分310的传热量,在表面积扩大突起311处穿透形成六边形冷却孔312。依据表面积扩大突起311的大小或出于冷却的考虑,可形成一个或更多的六边形冷却孔312。
在第三实施例中,碳化硅电加热元件的构造使从热产生部分320传递到端子部分310的热量被抑制,并且如果有上述的热量传递,能被快速地排放到空气中(大气中),所以端子部分310在电加热元件的工作过程中不会过热,这样,电线(W)能直接连接到端子部分310的线接合孔311a中。
图7是根据本发明第四实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图7所示,根据本发明第四实施例的碳化硅电加热元件400包括:有电力供应的端子部分410;连接到端子部分410并产生热量的热产生部分420;以及形成在端子部分410处以冷却端子部分410的冷却部分430。
为了防止端子部分410过热,本发明第四实施例的碳化硅电加热元件也包括冷却部分430。
作为冷却部分430的一个例子,在端子部分410的中间部分处形成五边形的表面积扩大突起431,以便增大端子部分410的表面积。
即,在端子部分410处形成表面积扩大突起431导致端子部分410的整个表面积扩大,并且增加了放热量,因此能快速冷却端子部分410。
另外为了减少从热产生部分420传递到端子部分410的传热量,在表面积扩大突起431处穿透形成圆形冷却孔412。依据表面积扩大突起431的大小或出于冷却的考虑,可形成一个或更多的六边形冷却孔412。
在第四实施例中,碳化硅电加热元件的构造使从热产生部分420传递到端子部分410的热量被抑制,并且如果有上述的热量传递,能被快速地排放到空气中(大气中),所以端子部分410在电加热元件的工作过程中不会过热,这样,电线(W)能直接连接到端子部分410的线接合孔411a中。
图8是根据本发明第五实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图8所示,根据本发明第五实施例的碳化硅电加热元件500包括:有电力供应的端子部分510;连接到端子部分510并产生热量的热产生部分520;以及形成在端子部分510处以冷却端子部分510的冷却部分530。
为了防止端子部分510过热,本发明第五实施例的碳化硅电加热元件也包括冷却部分530。
作为冷却部分530的一个例子,在端子部分510的中间部分处等间距地形成多个冷却突起531,以便增大端子部分510的整个表面积。
即,在端子部分510处形成突起导致端子部分510的表面积扩大,因此能快速冷却端子部分510。
在第五实施例中,碳化硅电加热元件的构造使从热产生部分520传递到端子部分510的热量能快速地释放到空气中(大气中),所以端子部分510在电加热元件的工作过程中不会过热,这样,电线(W)能直接连接到端子部分510的线接合孔511a中。
图9是根据本发明第六实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图9所示,根据本发明第六实施例的碳化硅电加热元件600包括:有电力供应的端子部分610;连接到端子部分610并产生热量的热产生部分620;以及形成在端子部分610处以冷却端子部分610的冷却部分630。
为了防止端子部分610过热,本发明第六实施例的碳化硅电加热元件也包括冷却部分630。
作为冷却部分630的一个例子,在端子部分610的两个侧面等间距地形成多个冷却凹部631,以便增大从热产生部分620传递到端子部分610的传热量。
即,在端子部分610的两侧形成冷却凹部631导致端子部分610的表面积扩大,因此能快速冷却端子部分610。
在第六实施例中,碳化硅电加热元件的构造使从热产生部分620传递到端子部分610的热量能快速地释放到空气中(大气中),所以端子部分610在电加热元件的工作过程中不会过热,这样,电线(W)能直接连接到端子部分610的线接合孔611a中。
图10是根据本发明第七实施例的碳化硅电加热元件的透视图。
如图10所示,根据本发明第七实施例的碳化硅电加热元件700包括:有电力供应的端子部分710;连接到端子部分710并产生热量的热产生部分720;以及形成在端子部分710处以冷却端子部分710的冷却部分730。
为了防止端子部分710过热,本发明第七实施例的碳化硅电加热元件也包括冷却部分730。
冷却部分730包括冷却分支731和线接合分支732。所述冷却分支731和线接合分支732通过沿水平方向切割端子部分710的端部而形成。
冷却分支731包括冷却孔733,而线接合分支732包括线接合孔711a。
将端子部分710的端部分为冷却分支731和线接合分支732导致冷却分支731借助于冷却孔733快速冷却。同时,在使用线接合分支732的情况下,由于该分支与冷却分支731相比,其纵向横截面积较小,从热产生部分720传递到该分支的热量较少。因此,能有效地防止对电线的损坏。
如迄今所述的,本发明的碳化硅电加热元件有如下优点。
即,端子部分的横截面积减小以抑制热量从碳化硅热产生部分传递到端子部分,或者端子部分的整个表面积增加以快速冷却所述端子部分。因此,由于端子部分没有被加热,电线可以直接连接至端子部分以便使用,且不需要额外的连接部件。
在不背离本发明的精神和实质特征的情况下,本发明可以多种形式实施,应该明白,除非特别指出,上述的实施例不局限于任何上述的细节,而应在权利要求所限定的精神和范围内加以宽泛的解释,因此在权利要求的范围及其等同范围内的所有变形和改动都由所附的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1、一种碳化硅电加热元件,包括:
有电力供应的端子部分;
连接到所述端子部分并产生热量的热产生部分;和
形成在端子部分处以冷却端子部分的冷却部分;
其中,所述冷却部分是形成在端子部分处的表面积扩大突起,以便增加表面积。
2、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述表面积扩大突起形成在端子部分的端部处。
3、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述表面积扩大突起形成在端子部分的中间部分处。
4、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述表面积扩大突起是多边形。
5、如权利要求1所述的加热元件,其中,冷却孔在所述表面积扩大突起的侧面穿透形成,以便减少从热产生部分传递到端子部分的传热量。
6、如权利要求5所述的加热元件,其中,形成多于一个的冷却孔。
7、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述冷却部分是形成在端子部分的表面处的冷却突起。
8、如权利要求7所述的加热元件,其中,形成多个冷却突起。
9、如权利要求8所述的加热元件,其中,所述冷却突起等间距地形成。
10、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述冷却部分是形成在端子部分两侧处的冷却凹部,以便减少从热产生部分传递到端子部分的热量。
11、如权利要求10所述的加热元件,其中,多个冷却凹部等间距地形成。
12、如权利要求1所述的加热元件,其中,所述冷却部分包括通过切割端子部分的端部而分割形成的冷却分支和线接合分支。
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