[发明专利]固体介质封固式电热器皿

说明书

本发明是把电热元件封固在介质中，使介质成为热体的组成部分，加热时，介质和被加热物充分接触，热效率提高，属于电加热技术领域。

大家知道，用电加热，是使电能通过电热元件转为热能传导给被加热物体的过程。现有技术的电加热法是电热部分和被加热物相分离而各自成体系，通上电后，电热部分不受被加热物的影响，按照自己的功率消耗电能，如电炉式加热法。这种加热方法，由于被加热物体和热体的接触面小，连接不十分紧密，在加热过程中热损失大而耗电多，与此同时，由于电热元件是暴露在空气之中，在高温条件下容易氧化，需要耐高温抗氧化的贵重金属来制造，生产成本高。

发明人针对现有电加热技术中的这些缺点，经过了长时间的研究，反复实验，成功地研制出了介质封固式电加热法。

本发明和现有技术相比，主要区别在于本发明的电加热是把电热元件封固在某种电绝缘介质中，使介质和电热元件以分子状态的形式达到充分的接触，实际上介质是固态时，介质就成为电热体的组成部分，电热元件发热时，将自身热能传导给周围介质，自身有温度下降的趋势，介质吸收热能，自身有温度升高的趋势，两个趋势对立而同时存在，而电热元件和介质之间又存在着制约关系，当被加热物和介质充分接触时，电热体和被加热物就连成一个不可分割的电热系统，在加热时，热体和被加热物之间的温度几乎趋于平衡。发明人用瓷为介质，以直径为0.02毫米，长度为1250毫米的铬铁合金丝为电热元件，并封固在搪瓷杯的釉层中，做成一只搪瓷电热杯，功率为300W，通上电十分钟水烧开，杯子外面的温度和杯子里面的水温几乎一样，也就是说热体和被加热物的温度相差不大。如果用同样功率的电炉子式电热杯，烧开同体积的一杯水，电炉丝的温度要高达摄氏750度以上，比开水温度高出很多，热损失大，实验证明本发明的电加热法其热效率比电炉式加热法提高25%以上。

本发明所用的介质，主要有瓷釉。在搪瓷制品上应用，如可制作为无电炉式的电搪瓷火锅、暖锅、水壶、水杯等。一般可采用直径（或厚度）不大于0.05毫米的电热丝（片）即可，长度根据所需而定。在搪瓷制品的制作过程中，完成了底釉层的工序以后，在底釉层上根据器物的形状选择适当的位置固定好电热丝，留出接线头，然后涂上面釉，按通常烧制搪瓷的方法进行烧制即成素品，然后在接上插头（或座）可供使用。至于搪瓷制品上还要喷花或其它装饰再次烧制，不影响电热元件的功能。实际上本发明的工艺只是在搪瓷制品的制做过程中，烧底釉和烧面釉两道工序之间，增加了固定电热元件一道工序以及最后接上插头（或座）的工序，对整个搪瓷制做工艺无需大的改动。如果本发明是用在家用搪瓷炊具上，一般温度不大于摄氏200度，所以选择的电热元件可以是铬铁合金等即可，

本发明所用的介质还有烤漆，即把电热元件用烤漆封固，附在器皿上，制成各种加热器皿。

本发明所用介质还可以是耐高温树脂，比如在家用的铁、铝炊具上，先在器物上涂以0.05毫米厚的树脂，然后在适当的位置固定上电热丝，电热丝的大小、规格视设计功率而定，然后再涂上一层能把电热丝覆盖住的树脂即成，由于家用炊具的需要，温度一般不高于摄氏150度，所以选用能耐摄氏150度高温的环氧树脂即可。用此方法可制成电加热板，取暖屏风等。

本发明电热元件封固在固态介质中后，受机械性撞击大为减少，自身机械性损伤大为减少，而且电热元件被周围介质封固后，与空气及有害物质隔绝，避免了氧化和有害物质腐蚀，大大延长了使用寿命。

由于电热元件封固在固体介质中避免了氧化和有害物腐蚀，故电热元件材料的选择较低，可以直接用铬铁合金等。便宜材料，可为国家节约大量的贵重金属，而且本发明电热元件承受的功率密度大，每平方厘米可容纳10W功率（用水做被热加物）不足10克的电热丝能承受300W的功率，这也可节约大量的电热元件材料。

本发明用电安全，因为电热元件被封固在绝缘介质中，减少了人身在操作过程中的触电机会。经实测搪瓷电热杯绝缘电阻大于2兆欧，耐受交流1000V电压，两分钟无击穿发生，安全性能达到国家对家用电器的规定指标。

本发明电加热法可以延伸到工业、农业、医药卫生、粮食干燥，以及家用电器等电加热的各个领域。

本发明实现商品化生产容易，投资少，见效快，工艺简单，特别是在搪瓷、铝制品等产品上，只增加两道工序就能完成。经济效益显著。