[实用新型]电加热器件

说明书

本实用新型涉及一种电加热器件的结构和设计，尤其涉及对水加热的电加热器件及其加热器的制造。

在各行各业和日常生活中经常使用和碰到的水加热设备，例如家用电热水器、电热水瓶、电水壶，更多的是单位、运输部门、公共场所所用的开水器，还可用于工业的水和其它液体的电加热设备等。由于电热转换的效率很高，通常并没有多加考虑如何进一步提高电加热元件的加热效率的问题。目前，电加热元件是对水和其它液体加热的电加热设备中的主要元件。最常用的电加热元件一般为金属外壳的电加热管，电加热管的形状有直管形、U形管形、盘管形等等，由下述结构构成：在金属外壳内部设有电阻电热型发热体，在发热体和金属外壳之间填充传热和绝缘的非金属耐热材料，常用的是氧化镁、二氧化硅等，此类电加热元件在工作时浸没于液体中，发热体的温度在1100-1600摄氏度，实际传导到液体中的金属表面也会有相当高的温度，金属表面与液体之间的温差和金属表面积的大小会大致决定电加热的效率，一般由于电加热管的表面积过小，在水温达到40摄氏度以上时水的汽化会损失很多热量，此外因为随着水或液体的温度的升高，在加热容器内的水或其它被加热液体的热对流效率也嫌低，也影响到电加热元件的发热效率，使加热时间延长。为了提高电加热元器件的效率，在金属外管上制成热交换片亦不失为一种选择，但要制成合用的电加热元器件并不容易，其工艺成本过高。

本实用新型的目的是提供一种能大大提高加热效率的电加热器件，尤其是能克服工艺和成本方面的困难，制作能适应于各种电加热开水器、热水器的电加热器件，本实用新型的其它目的在说明书中还有列出。

本实用新型的目的是这样实现的，其特征是包括金属外壳的电加热管和金属热交换板构成，所述热交换板与电加热管表面有紧配合接触面。

本实用新型的进一步改进是所述热交换板包围一段金属加热管，构成加热室，在加热室上至少设有二个孔以形成对流。

本实用新型具有如下特点：由于增加了加热管的热交换面积，对现在使用的绝大多数电加热热水装置而言，均更优化的平衡了在整个加热温度范围的加热管和被加热液体之间的温差，从而提高了电加热效率，在电水壶上的应用表明，可节能5％以上，如果使用加热室装置，在加热容器内的水或其它被加热液体的热对流效率大大提高，电加热元件的发热效率更好，使加热时间缩短，发热元件电加热效率更高，克服了热阻的状态，节约电能达8-15％，还可以延长加热元件的使用寿命。本实用新型在将水温加热到50摄氏度以上时，明显可以看出水被强制热对流，在更高的温度时，水的搅拌和对流冲击现象更加明显，对比实验表明此时的升温速度明显加快，电加热效率明显提高。

本实用新型用于在各行各业和日常生活中经常使用的水加热设备，例如家用电热水器、电热水瓶、电水壶，企业、事业单位、车辆、机船上使用的开水器，还可用于工业的水和其它液体的电加热设备等等。

以下结合附图和通过实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型用于盘形金属电加热管的实施例示意图，并给出了局部剖视

图2为本实用新型用于直管形金属电加热管的实施例示意图，并给出了局部剖视

关于在热交换板与电加热管表面有紧配合接触面的实施例，可以在下述方案中选择：一般以铝、铜、铁等金属片或良好导热材料制成带凸起或翅片状的热交换板，带凸起或翅片的热交换板又紧紧包复电加热管，也可以点焊等方式使热交换板与加热管固接。也可以用翅片状的热交换片包围在加热管的周围。

如图所示，将金属片制成的凸起形成包围一段或全部金属加热管的加热室，加热室本身又有着热交换片的作用，凸起部分和加段室在尺寸上的选择要考虑到整个加热容器的体积和加热管的功率，一般凸起和加热室在尺寸与加热器的功率成正比，如果对于功率在1000W以上、体积在10升以下的电水壶而言，加热室的尺寸应大于10cm2。对于图1的实施例而言，加热室在尺寸上全包住金属管也有极好的效果，电加热管1为盘形，2为电加热管的引出电极，加热室由上下金属板3、4盖合构成并包围整个加热管，在上、下金属板与加热管的接触部位设有凸起的夹持槽5、7，在整个加热管圆周设有2个以上凸起夹持槽或夹持板。在加热室上至少设有二个孔，便于加热液体的流通，加热室的孔径一般为1-8mm，加热室的工作过程如下述：一般加热室的液体的温度均高于其它区域的液体的温度，恰当设计孔径的大小，使得在一定温度时由于液体的温差有良好的热对流动力，在50-80摄氏度时，能肉眼见到液体的翻滚较好。金属上盖板可以制成球形凸起。

在图1的实施例中，上下盖板的形状用圆环状形成各加热室亦可。