CN209824059U - 一种大电压陶瓷电热体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大电压陶瓷电热体，包括本体，所述本体为尾部开口的中空状，且在所述本体上沿轴向开设有左右贯穿的槽口，其特征在于：在所述本体的外电阻层部位设置有温控区，所述温控区的横截面积小于所述本体的横截面积。采用本实用新型的大电压陶瓷电热体，可提高点火可靠性和使用寿命。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种电热体，尤其涉及一种大电压的层状结构的陶瓷电热体。
背景技术：
现有技术中，陶瓷可用作点火的电热体，比如说机动车发动机的点火、燃气点火等。陶瓷电热体在使用过程中具有可靠性高、稳定性高、寿命长等优势。
现有的陶瓷电热体根据能够承受的电压分为大电压陶瓷电热体和小电压陶瓷电热体，一般能承受电压大于100V以上，如120V、220V等均为大电压陶瓷电热体，100V以下的为小电压陶瓷电热体。
对于小电压的陶瓷电热体，其所需电阻较小，发热温度较大电压的陶瓷电热体低，如中国专利中的CN200620033322.7和中的六层陶瓷电热体，和中国专利CN200410040517.X中的三层、四层、五层和六层陶瓷电热体，均为小电压陶瓷电热体。小电压的陶瓷电热体其电阻小，温区方便控制。
对于大电压的陶瓷电热体，由于其需要较高的发热温度，所以其需要较大的电阻，为了制造较大的电阻，就需要将其电阻体积做大，而对于体积较大的电阻层而言，其温区相应较大，使得其发热区不容易控制。如在中国专利CN200420060870.X中公开了一种下段开缝的四层陶瓷电热体，此种陶瓷电热体是用于大电压的陶瓷电热体。
但是在实际使用过程中根据用户的反应，现有的大电压陶瓷电热体使用时温区会随着使用次数的增加而产生不定的上下位移，导致在使用一段时间后点火可靠性无法有效保障。并且现有的大电压陶瓷电热体还存在连续通电状态下寿命低，仅为≤100H，在火焰燃烧室使用寿命≤5000次，且表面质量差，结构疏松，强度低≤20KG。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种大电压的陶瓷电热体，能够解决现有大电压陶瓷电热体在使用过程中的点火可靠性低且使用寿命低的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：一种大电压陶瓷电热体，包括本体，所述本体为尾部开口的中空状，且在所述本体上沿轴向开设有左右贯穿的槽口，其特征在于：在所述本体的外电阻层部位设置有温控区，所述温控区的横截面积小于所述本体的横截面积。采用上述方式设置的大电压陶瓷电热体，通过将温控区的横截面积缩小设置，可以保证将温区控制在温控区，即保证温控区进行发热点火。这样一来，通过温区的控制避免了温区的上下位移，保证了点火的可靠性，另外，将温区控制在温控区，还能够避免温区上下位移过程中，对薄弱部分的损害，提高了陶瓷电热体的使用寿命。
为进一步提高大电压陶瓷电热体的使用寿命，所述温控区设置在所述本体的头部。
为进一步提高大电压陶瓷电热体的点火可靠性和使用寿命，所述温控区的截面积比本体的截面积小10%以上。
为了进一步提高结构的可靠性，所述本体为圆柱形，所述温控区相对于所述本体的一侧或多侧具有向内的径向切面。
为进一步提高结构的可靠性，所述温控区为相对两侧具有向内的径向切面的扁状。采用这样的设置方式还能够简化工艺，节省成本。
为进一步提高使用寿命和结构强度，所述陶瓷电热体注浆成型，在所述本体头部顶端设置有注浆通道孔。
优选地，所述陶瓷电热体为四层，本体由内至外分别为内绝缘加强层、内绝缘层、外电阻层和导电层，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位。
为进一步提高使用寿命和强度，所述内绝缘层和内绝缘加强层的陶瓷材料由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（10-800）。
为进一步提高使用寿命和强度，所述外导电层的陶瓷材料由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（700-3000）。
为进一步提高使用寿命和强度，所述外电阻层由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（600-900）。
有益效果：
1、采用本实用新型的大电压陶瓷电热体，在使用中能够有效地将发热区域控制在温控区，避免温区的上下位移，有效地保障了点火的可靠性，使得点火成功率为100%。
2、由于尾部在注浆过程中为最远端，所以陶瓷电热体的头部质量好于尾部质量，将温区控制在头部可避免温区在上下位移的过程中对尾部是损害，提高了大电压陶瓷电热体的使用寿命，同时结合本实用新型中的各个层的新配方，更加进一步地提高了陶瓷电热体的使用寿命。经试验，本实用新型的大电压陶瓷电热体在连续通电状态下寿命可达到≥240H、在火焰燃烧室使用寿命可达到≥30000次。
3、本实用新型中的大电压陶瓷电热体其表面光洁、结构致密，强度可达到≥50KG。
附图说明：
图1为四层陶瓷电热体结构简图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，但本实用新型并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本实用新型权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1-4所示，一种大电压陶瓷电热体，包括本体，所述本体为尾部开口的中空状，且在所述本体上沿轴向开设有左右贯穿的槽口，在所述本体的外电阻层部位设置有温控区，所述温控区的横截面积小于所述本体的横截面积。
所述温控区可以设置在本体的外电阻层的任何位置，比如说本体中部、头部、尾部等，但是在本实施例中，考虑到工艺条件，最好将温控区设置在本体的头部。所述温控区的轴向长度和横截面积可以根据实际情况进行设定。
其中，本实施例的所述温控区的截面积比本体的截面积小10%以上。可将温控区的横截面积设置为比本体面积小10%、20%、30%、40%、50%或者60%等等。
所述大电压陶瓷电热体可以为两层、三层、四层、五层、六层等。
另外，本实施例中的陶瓷电热体通过注浆工艺制作而成，在本体的头部设置有注浆通道孔，由注浆通道孔向尾部进行注浆，注浆过程为由外至内进行，并且保持中部为中空状，且在注浆的过程中，通过工装留出槽口的位置。
采用本实施例的大电压陶瓷电热体，有效地保障了点火的可靠性，使得点火成功率为100%。在连续通电状态下寿命可达到240H、在火焰燃烧室使用寿命可达到30000次。其表面光洁、结构致密，强度可达到50KG。
实施例2：如图1-4所示，一种大电压陶瓷电热体，包括本体，所述本体为尾部开口的中空状，且在所述本体上沿轴向开设有左右贯穿的槽口，在所述本体的外电阻层部位设置有温控区，所述温控区的横截面积小于所述本体的横截面积。
所述温控区可以设置在本体的外电阻层的任何位置，比如说本体中部、头部、尾部等，但是在本实施例中，考虑到工艺条件，最好将温控区设置在本体的头部。所述温控区的轴向长度和横截面积可以根据实际情况进行设定。
其中，本实施例的所述温控区的截面积比本体的截面积小10%以上。可将温控区的横截面积设置为比本体面积小10%、20%、30%、40%、50%或者60%等等。
所述大电压陶瓷电热体可以为两层、三层、四层、五层、六层等。
另外，本实施例中的陶瓷电热体通过注浆工艺制作而成，在本体的头部、也就是温控区的顶部设置有注浆通道孔，由注浆通道孔向尾部进行注浆，注浆过程为由外至内进行，并且保持中部为中空状，且在注浆的过程中，通过工装留出槽口的位置。
在本实施例中，所述本体为圆柱形，所述温控区与本体一体注浆成型，所以所述温控区可通过多种形式形成较小的横截面积，也就是说可以将其横截面设置成多种形状，如与本体同心的但是直径更小的圆柱形、三角形、四边形、或者其他不规则形状等。
但是在本实施例中，所述温控区为相对两侧具有向内的径向切面的扁状。
采用本实施例的大电压陶瓷电热体，有效地保障了点火的可靠性，使得点火成功率为100%。在连续通电状态下寿命可达到260H、在火焰燃烧室使用寿命可达到32000次。其表面光洁、结构致密，强度可达到55KG。
实施例3：如图1-4所示，本实施例提供了一个四层的大电压陶瓷电热体，包括本体9，所述本体由内至外分别为内绝缘加强层4、内绝缘层3、外电阻层2和导电层1，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位5。
所述陶瓷电热体的头部为左右两侧向内形成的扁平状，该扁平状即为温控区8。在本实施例中，所述温控区的横截面积为本体的横截面积的80%，所述温控区的轴向长度为本体的轴向长度的30%。
在所述温控区的顶部设置有一注浆通道孔6，且在所述本体上设置有左右贯穿的槽口7，所述槽口7的宽度可为2~5mm左右，比如可以选择但不限于2mm、3mm、4mm或5mm等，所述槽口长度可从导电层部分延伸到温控区。
各层材料由陶瓷材料制成，采用二氧化硅、二硅化钼、氧化铝、氧化钇、氧化镧五种陶瓷材料及水配置而成。氧化硅的作用形成网状组织结构，氧化铝、氧化钇、氧化镧作用为调节网状组织，二硅化钼作用为形成导电发热材料。
其中，所述内绝缘层和内绝缘加强层的陶瓷材料由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（10-800）。
可采用但并不限于以下多种配比方式：一：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=200:20:20:10:10；二：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=800:90:90:80:800；三：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=400:50:40:40:400等。
所述外导电层的陶瓷材料由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（700-3000）。
可采用但并不限于以下多种配比方式：一：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=200:20:20:10:700；二：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=800:90:90:80:3000；三：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=400:50:40:40:1500等。
所述外电阻层的陶瓷材料由以下材料按重量份数配比而成：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=（200-800）：（20-90）：（20-90）：（10-80）：（600-900）。
可采用但并不限于以下多种配比方式：一：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=200:20:20:10:600；二：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=800:90:90:80:900；三：氮化硅：氧化铝：氧化钇：氧化镧：二硅化钼=400:50:40:40:300等。
采用本实施例的的大电压陶瓷电热体，有效地保障了点火的可靠性，使得点火成功率为100%。在连续通电状态下寿命可达到300H、在火焰燃烧室使用寿命可达到36000次。其表面光洁、结构致密，强度可达到60KG。
Claims (14)
1.一种大电压陶瓷电热体，包括本体，所述本体为尾部开口的中空状，且在所述本体上沿轴向开设有左右贯穿的槽口，其特征在于：在所述本体的外电阻层部位设置有温控区，所述温控区的横截面积小于所述本体的横截面积。
2.如权利要求1所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述温控区设置在所述本体的头部。
3.如权利要求1或2所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述温控区的截面积比本体的截面积小10%以上。
4.如权利要求1或2所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述本体为圆柱形，所述温控区相对于所述本体的一侧或多侧具有向内的径向切面。
5.如权利要求3所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述本体为圆柱形，所述温控区相对于所述本体的一侧或多侧具有向内的径向切面。
6.如权利要求4所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述温控区为相对两侧具有向内的径向切面的扁状。
7.如权利要求5所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述温控区为相对两侧具有向内的径向切面的扁状。
8.如权利要求1、2、5、6或7所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体注浆成型，在所述本体头部顶端设置有注浆通道孔。
9.如权利要求3所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体注浆成型，在所述本体头部顶端设置有注浆通道孔。
10.如权利要求4所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体注浆成型，在所述本体头部顶端设置有注浆通道孔。
11.如权利要求1、2、5、6、7、9或10所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体为四层，本体由内至外分别为内绝缘加强层、内绝缘层、外电阻层和导电层，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位。
12.如权利要求3所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体为四层，本体由内至外分别为内绝缘加强层、内绝缘层、外电阻层和导电层，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位。
13.如权利要求4所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体为四层，本体由内至外分别为内绝缘加强层、内绝缘层、外电阻层和导电层，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位。
14.如权利要求8所述的大电压陶瓷电热体，其特征在于：所述陶瓷电热体为四层，本体由内至外分别为内绝缘加强层、内绝缘层、外电阻层和导电层，其中所述内绝缘加强层、内绝缘层和外电阻层覆盖整个本体，所述导电层包覆在所述外电阻层的尾部，所述导电层尾端为正负电极位。
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