CN210070023U - 适用于电锅炉的模块化半导体加热器件 - Google Patents

Abstract

一种适用于电锅炉的模块化半导体加热器件，属于电采暖设备领域。本实用新型的目的是将多个该器件通过必要的连接件及暖通件连接后可作为半导体电锅炉主电热转换中心使用的适用于电锅炉的模块化半导体加热器件。本实用新型的器件主体部为圆柱形中空结构的半导体电加热管，其内部贴附有半导体电加热片，半导体电加热管两边分别设置有内螺纹丝扣，内螺纹丝扣与单边凹槽丝扣连接件、双边凹槽丝扣连接件紧密配合，半导体电加热管外部分别包覆有石棉布保温隔热材料、热反射膜结构、其它保温层结构、铝箔布保温材料结构。本实用新型结构简单，安装方便。便于机械工具配合安装。可有效起到防火、阻燃、绝缘及良好保温的作用，有利于提高整体器件的安全性及热电转换效率。

Description

适用于电锅炉的模块化半导体加热器件

技术领域

本实用新型属于电采暖设备领域。

背景技术

基于节能减排大环境，我国积极推进北方地区清洁供暖改造。各地政府纷纷响应相关国家政策要求，取缔地方燃煤锅炉采暖，升级改造为以天然气、电能为主的采暖方式，行业内称为“煤改气”“煤改电”。同时大部分地区受限于燃气来源及管网配套，更倾向于进行“煤改电”的改造。而在众多“煤改电”清洁供暖技术途径中，电锅炉由于其安装方便、可适配改造面积灵活全面的优点占据重要的地位。

电锅炉是一种可将电能转化为热能，并通过暖通循环的方式将该部分热能用于供暖、制热水使用的设备。常见的电锅炉一般采用电加热管或半导体加热器件实现，其中单纯的电加热管由于其难以做到完全的水电分离，在需求大功率制热应用时具有一定的危险性，因此其市场推广具有一定的局限性；而半导体加热器件相较于电加热管可做到完全的水电分离，且热电效率、电热转换稳定性及长期使用寿命等方面均优于常规电加热管，其市场前景深远，应用广泛，已逐渐成为电锅炉市场主流。

凡是采用半导体电热转化元件完成制热功能实现的锅炉均成为半导体电锅炉。半导体锅炉的市场份额虽呈现出逐年增长的现象，但同时注意到，大部分半导体锅炉厂家并未对半导体电锅炉制备成型技术足够重视，而作为半导体锅炉的最重要的器件——半导体加热器件，其所配套的保温层设计、与主水循环管路的连接件设计、设备组装的便捷性及后续运行的安全性，尚需要有一套行之有效的、可最大化发挥半导体加热器件性能的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是将多个该器件通过必要的连接件及暖通件连接后可作为半导体电锅炉主电热转换中心使用的适用于电锅炉的模块化半导体加热器件。

本实用新型的器件主体部为圆柱形中空结构的半导体电加热管，其内部贴附有半导体电加热片，并通过导线与外界电路相连；半导体电加热管两边分别设置有内螺纹丝扣，内螺纹丝扣与单边凹槽丝扣连接件、双边凹槽丝扣连接件紧密配合；配合采用凹槽内设置圆形硅胶垫的方式，单边凹槽丝扣连接件、双边凹槽丝扣连接件均为双外螺旋纹丝扣结构，其一端丝扣与半导体电加热管配合，另一端可与常用螺纹丝扣件或卡压件配合，半导体电加热管外部分别包覆有石棉布保温隔热材料、热反射膜结构、其它保温层结构、铝箔布保温材料结构，保温材料外侧设置有不锈钢筒体外壳，两边设置圆形不锈钢结构件；在单边凹槽丝扣连接件上有凹槽。

本实用新型结构简单，安装方便。包含单边凹槽丝扣连接件、双边凹槽丝扣连接件、特制橡胶垫、常规螺纹连接件、卡压件、卡压垫片。单边凹槽丝扣连接件及双边凹槽丝扣连接件均为双边外螺纹结构，中间设置有六角形结构，便于机械工具配合安装。在螺纹丝扣与六角形结构连接处设置有加工凹槽，该凹槽用于特制橡胶垫的安装。可有效起到防火、阻燃、绝缘及良好保温的作用，有利于提高整体器件的安全性及热电转换效率。可保证整体设备的外观圆润性、美观性，不会产生形变。

附图说明

图1是本实用新型模块化半导体加热器件分体结构图；

图2是本实用新型模块化半导体加热器件组装图；

图3是本实用新型双边凹槽丝扣连接件与一体化半导体电热管配合图；

图4是本实用新型单边凹槽丝扣连接件与一体化半导体电热管配合图；

图5是本实用新型双边凹槽丝扣连接件图；

图6是本实用新型单边凹槽丝扣连接件图；

图7是本实用新型多个模块一体化半导体加热器件组装图。

具体实施方式

本实用新型主要构成为：器件主体部分为一种半导体电加热管1，该电加热管中部为圆柱形中空结构，可供加热工质循环流过；外壁呈现出四方型结构，于其内部贴附有半导体电加热片，并通过导线2与外界电路相连。电加热管两边分别设置有内螺纹丝扣，该螺纹丝扣可与单边凹槽丝扣连接件3、双边凹槽丝扣连接件4紧密配合。电加热管1与单边凹槽丝扣连接件3、双边凹槽丝扣连接件4连接时，其摒弃了传统的生料带、丝扣胶等，而是采用了于凹槽内设置圆形硅胶垫5的方式，实现器件紧密卡压并起到了密封防水渗漏的作用。单边凹槽丝扣连接件3、双边凹槽丝扣连接件4均为双外螺旋纹丝扣结构，其一端丝扣与半导体电加热管1配合，另一端可与常用螺纹丝扣件8及卡压件7配合。常规卡压件可与其它常规暖通器件，如弯头等进行焊接结合后可连接至工质循环主管道中。同时，于半导体电加热管1外部分别包覆有石棉布保温隔热材料9、热反射膜结构10、其它保温层结构11、铝箔布保温材料结构12，四层保温热反射结构可起到良好的保温性能，大大降低了器件热损。同时，于保温材料外侧设置有不锈钢筒体外壳13，两边设置圆形不锈钢结构件14，两者通过点焊的方式连接一起并将整套加热器件全面包覆，起到了元器件保护、保温层结构保持及外型美观的作用。本专利所提供的一种适用于电锅炉的模块化半导体加热器件，通过特制的连接件设计可实现模块化安装设计，同时在实际使用中改进了传统的丝扣配合连接工艺，将大大提升设备运行的安全性。

实际配套制作时，首先将半导体电加热管1固定。而后将特制圆形硅胶垫5套在单边凹槽丝扣连接件3的凹槽301上，然后将套有硅胶垫这一侧与半导体电加热管1一侧旋钮丝扣结合在一起。而后放置四氟垫片6、卡压件7与凹槽丝扣连接件3的另一端丝扣对其，而后将常用螺纹丝扣件8扣压到卡压件7上，而后与单边凹槽丝扣连接件3的丝扣配合连接。卡压件7透出螺纹丝扣件8的部分可通过焊接的方式与其它常规暖通器件，如弯头连接后连接至集分水器上。

两个半导体电热管1之间相连，则采用双边凹槽丝扣连接件4连接。实际连接时，分别将两个特制圆形橡胶硅胶垫5分别套在双边凹槽丝扣连接件4的凹槽41上，而后再与各半导体电热管1的对应丝扣连接。

一般情况下，单边凹槽丝扣连接件3及双边凹槽丝扣连接件4为特制连接件，材料一般采用黄铜材料；其它连接件一般采用白钢，除丝扣连接之外其它连接方式均采用焊接连接。

以上连接件安装完毕之后，则开始包覆保温材料。由内到外依次包覆有石棉布保温隔热材料9、热反射膜结构10、其它保温层结构11、铝箔布保温材料结构12。保温材料包覆完毕之后，则将以上圆柱体套入不锈钢筒体外壳13中，而后两端分别设置圆形不锈钢结构件14，而后再连接处点焊连接即可完成。

多个器件排列组合安装完毕后，并连接至集分水器上，即可形成半导体电锅炉的电热转化中心。该电热转化中心配套必要的供电系统、供水系统、自控系统、外壳等即可制备形成半导体电锅炉。采用本模块化的半导体加热器件制备形成的半导体电锅炉具有运行稳定安全、热电转化效率高、使用寿命长等特点。

本实用新型主要部分包含：一体化半导体电加热元件、便捷连接件体系、保温层体系及保护外壳。

其中一体化半导体电加热元件其外型为长方体结构，在其表面贴附有半导体电加热片，电加热片与外界通过导线相连。一体化半导体电加热元件内部为圆柱形中空结构，内壁光滑不易结垢，作为循环工质的流通通道。一体化半导体电加热元件的制备是基于半导体的热电转化效应制备的，核心软件一般采用PTC半导体材料制备。该种材料在通电时其阻值与温度呈现出正相关效应，即器件本身温度越高其阻值越大。实际使用时，该半导体器件通电后将电能转化为自身内能，宏观表现为自身温度不断升高，此时其与其贴附的器件外壁发生热传导过程，热量源源不断的传输至器件内部的工质循环流道外壁。工质从流道中流过时再与此外壁进行热对流效应，从而完成了热量的传递。

便捷连接件体系主要包含：单边凹槽丝扣连接件、双边凹槽丝扣连接件、特制橡胶垫、常规螺纹连接件、卡压件、卡压垫片。单边凹槽丝扣连接件及双边凹槽丝扣连接件均为双边外螺纹结构，中间设置有六角形结构，便于机械工具配合安装。在螺纹丝扣与六角形结构连接处设置有加工凹槽，该凹槽用于特制橡胶垫的安装。实际使用时，单边凹槽丝扣连接件及双边凹槽丝扣连接件与一体化半导体电加热元件两边的丝扣通过丝扣配合，同时两者边缘结构之间夹压有特制橡胶垫，该特制橡胶垫具有一定的弹性及收缩性，可仅仅卡压在凹槽与上述两者边缘结构之间，起到密封防水防渗的作用。单边凹槽丝扣连接件一般用于与常规螺纹连接件连接，而后连接于集分水器上；双边凹槽丝扣连接件一般用于两支一体化半导体电加热元件之间的连接。

保温层体系主要由四层保温体系构成，由内到外分别为石棉布保温隔热材料、热反射膜结构、其它保温层结构、铝箔布保温材料结构。内层石棉布保温隔热材料具有耐高温、绝缘性能好的特点，其直接包覆于半导体电加热元件上，可起到保温绝热的作用，同时其具有极高的熔点，即使电加热器件出现危险故障亦不会被点燃从而避免了可能引发火灾的潜在危险。热反射膜结构一般采用铝箔材料制备，其可将内部热量反射回去，起到增强保温的作用。其它保温层结构起到二次保温的作用，一般材料可选用石棉、玻璃纤维或其它热缩性小的柔软材料，一般不选用橡塑棉（黑棉）材料。铝箔布保温材料一般由PE保温层及铝箔反射层构成，两者结合起到了保温及热反射的作用。以上四层结构，可有效起到防火、阻燃、绝缘及良好保温的作用，有利于提高整体器件的安全性及热电转换效率。

器件外壳采用筒状不锈钢材料卷覆而成，中间连接处采用点焊固定。鉴于两边结构连接件安装拆卸方便，于外壳两端分别设置圆形不锈钢件，该圆形不锈钢件较筒状不锈钢件半径较大，可有效包覆螺纹连接件且留有工具深入的安装拆卸空间。同时，两端的圆形不锈钢件与中间筒状不锈钢材料通过点焊连接，起到圆柱形结构加强的作用，可保证整体设备的外观圆润性、美观性，不会产生形变。

如此，由以上体系制备形成的模块化半导体电加热器件，通过阵列组合并连接至供、回水管道即可形成半导体电锅炉的电热转化中心。采用本模块化的半导体加热器件制备形成的半导体电锅炉具有运行稳定安全、热电转化效率高、使用寿命长等特点。

Claims (1)

1.一种适用于电锅炉的模块化半导体加热器件，其特征在于：器件主体部为圆柱形中空结构的半导体电加热管（1），其内部贴附有半导体电加热片，并通过导线（2）与外界电路相连；半导体电加热管（1）两边分别设置有内螺纹丝扣，内螺纹丝扣与单边凹槽丝扣连接件（3）、双边凹槽丝扣连接件（4）紧密配合；配合采用凹槽内设置圆形硅胶垫（5）的方式，单边凹槽丝扣连接件（3）、双边凹槽丝扣连接件（4）均为双外螺旋纹丝扣结构，其一端丝扣与半导体电加热管（1）配合，另一端可与常用螺纹丝扣件（8）或卡压件（7）配合，半导体电加热管（1）外部分别包覆有石棉布保温隔热材料（9）、热反射膜结构（10）、其它保温层结构（11）、铝箔布保温材料结构（12），保温材料外侧设置有不锈钢筒体外壳（13），两边设置圆形不锈钢结构件（14）；在单边凹槽丝扣连接件（3）上有凹槽（301）。

Images