本實用新型屬于電加熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電加熱管。

背景技術(shù)：

電加熱管(亦稱電加熱棒)是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的電器元件，是電加熱領(lǐng)域的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于家電、汽車、紡織、食品、機械制造、燒水器具等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的電加熱管是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲(鎳鉻、鐵鉻合金)，管內(nèi)空隙填充具有良好導(dǎo)熱性能的絕緣介質(zhì)——氧化鎂砂或含氧化鎂砂的顆粒組合物，管口兩端用硅膠或陶瓷密封。

氧化鎂砂是熔點很高的固體，導(dǎo)熱而不導(dǎo)電，其作用是將電熱絲產(chǎn)生的熱量導(dǎo)到金屬管外壁?，F(xiàn)有的以氧化鎂砂作為導(dǎo)熱介質(zhì)的電加熱管普遍存在耗電高、熱轉(zhuǎn)換效率低及導(dǎo)熱效率低的缺陷。對于使用氧化鎂砂做填充物的傳統(tǒng)電加熱管，例如當(dāng)輸入功率為1500瓦時，加熱管外壁溫度也只能夠達(dá)到約290攝氏度。在目前國家和社會要求節(jié)能降耗和注重環(huán)境保護(hù)的大背景下，作為電加熱管的導(dǎo)熱介質(zhì)的氧化鎂砂已經(jīng)越來越不能滿足實際需求。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中的電加熱管采用電熱絲作為發(fā)熱元件，電熱絲通常是完整的一根并且纏繞在起支撐作用的棒或管的外周，這種電加熱管無法精確地控制加熱溫度，而且一旦電熱絲發(fā)生斷裂，將導(dǎo)致整個電加熱管無法正常工作，必須馬上更換整個電加熱管，給用戶造成諸多不便。

公開號為CN104344541A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種用于加熱系統(tǒng)的電加熱器，其中使用的電加熱管以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲，在管內(nèi)的空隙中填充氧化鎂砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封。該電加熱器使用的電加熱管使用氧化鎂砂作為導(dǎo)熱介質(zhì)。

公開號為CN103442465A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種電加熱管，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有加熱絲，所述加熱絲外周填充導(dǎo)熱絕緣材料，其中所述導(dǎo)熱絕緣材料由氧化鎂砂、填充顆粒物組成，所述填充物顆粒由硅橡膠、氧化鋁、二氧化鈦和陶瓷顆粒組成，導(dǎo)熱率最高可達(dá)到1.98-3.1W/M·℃。

公開號為CN102740518A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種融霜加熱管，管體材質(zhì)為鋁箔，管體內(nèi)設(shè)有電熱絲，電熱絲的材質(zhì)為鐵鉻合金，在管內(nèi)空隙填充壓實氧化鎂砂。這種電發(fā)熱管同樣采用了氧化鎂砂作為導(dǎo)熱介質(zhì)。

本領(lǐng)域中有進(jìn)一步提高電加熱管的熱轉(zhuǎn)換效率及導(dǎo)熱效率并進(jìn)一步降低電加熱管耗電量、提高電加熱管的加熱控制精度、減少故障率的強烈需求，因此需要對現(xiàn)有技術(shù)中的電加熱管的結(jié)構(gòu)做出進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種電加熱管及其制備方法，所有解決的技術(shù)問題是如何提高電加熱管的加熱控制精度、減少故障率以及如何降低電加熱管耗電量。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所述電加熱管包括殼體、螺旋狀加熱帶和相變蓄熱體，所述螺旋狀加熱帶固定設(shè)置在殼體中，螺旋狀加熱帶的一端端部露出在殼體之外；所述相變蓄熱體填充在殼體中，并且相變蓄熱體充滿殼體與螺旋狀加熱帶之間的間隙空間；所述螺旋狀加熱帶包括第一加熱絲、第二加熱絲、第三加熱絲、第一金屬箔和第二金屬箔，第一金屬箔和第二金屬箔相對設(shè)置并互相貼合在一起，所述第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲夾在第一金屬箔和第二金屬箔之間，所述第一金屬箔和第二金屬箔卷繞成螺旋狀，所述第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲分別與第一供電導(dǎo)線、第二供電導(dǎo)線和第三供電導(dǎo)線連接，所述第一供電導(dǎo)線、第二供電導(dǎo)線和第三供電導(dǎo)線各自獨立地控制所述第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲的加熱功率；所述第一金屬箔和第二金屬箔之間設(shè)置有粘合劑層，所述第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲埋設(shè)在粘合劑層中，第一金屬箔和第二金屬箔通過粘合劑層粘合在一起；第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲不與第一金屬箔和第二金屬箔接觸。

所述第一加熱絲通過第一接頭與第一供電導(dǎo)線連接，所述第二加熱絲通過第二接頭與第二供電導(dǎo)線連接，所述第三加熱絲通過第三接頭與第三供電導(dǎo)線連接。

所述第一接頭、第二接頭和第三接頭設(shè)置在第一金屬箔和第二金屬箔之間，第一金屬箔和第二金屬箔將所述第一接頭、第二接頭和第三接頭完整地覆蓋。

優(yōu)選地，所述第一金屬箔和第二金屬箔的厚度為200-300μm。

優(yōu)選地，所述第一金屬箔和第二金屬箔的寬度為20-35mm。

優(yōu)選地，所述第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲的直徑為300-450μm。

所述相變蓄熱體由10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的十水硫酸鈉溶液混合而成，其中十水硫酸鈉溶液中硫酸鈉的濃度為20-30質(zhì)量％。

所述相變蓄熱體由10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的六水氯化鎂溶液混合而成，其中六水氯化鎂溶液中氯化鎂的濃度為5-10質(zhì)量％。

本實用新型所述電加熱管的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：在第一金屬箔上均勻地涂覆一層粘合劑層，將第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲分別通過第一接頭、第二接頭和第三接頭與第一供電導(dǎo)線、第二供電導(dǎo)線和第三供電導(dǎo)線連接好以后，互相平行地埋設(shè)在粘合劑層中，將第二金屬箔對齊壓在第一金屬箔上，使第一金屬箔和第二金屬箔將第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲、第一接頭、第二接頭和第三接頭、第一供電導(dǎo)線、第二供電導(dǎo)線和第三供電導(dǎo)線以及粘合劑層夾在中間，使第一金屬箔和第二金屬箔通過粘合劑層粘合在一起；第一供電導(dǎo)線、第二供電導(dǎo)線和第三供電導(dǎo)線的端部預(yù)留與外部電源連接的接頭；靜置45分鐘以后，將粘合在一起的第一金屬箔和第二金屬箔卷繞成螺旋狀，制成螺旋狀加熱帶；

步驟二：將10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的十水硫酸鈉溶液混合均勻，其中十水硫酸鈉溶液中硫酸鈉的濃度為20-30質(zhì)量％；或者將10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的六水氯化鎂溶液混合均勻，其中六水氯化鎂溶液中氯化鎂的濃度為5-10質(zhì)量％，制成相變蓄熱體；

步驟三：將步驟一制成的螺旋狀加熱帶固定設(shè)置在殼體中，在殼體內(nèi)螺旋狀加熱帶與殼體之間的間隙空間中充滿步驟二制成的相變蓄熱體，密封，制成所述電加熱管。

本實用新型具有如下優(yōu)點：本實用新型所述的電加熱管及其制備方法利用多根電熱絲組成螺旋狀加熱帶，每根電熱絲均可以單獨控制，提高了電加熱管的加熱控制精度，同時不同的電熱絲互不影響，一根電熱絲斷裂不會導(dǎo)致整個電加熱管報廢，減少了故障率，同時電加熱管中設(shè)置有相變蓄熱體，有效降低了電加熱管耗電量。

附圖說明

圖1是本實用新型所述電加熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型所述螺旋狀加熱帶的截面剖視圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

如圖1和圖2所示，本實用新型所述電加熱管包括殼體7、螺旋狀加熱帶1和相變蓄熱體5，所述螺旋狀加熱帶1固定設(shè)置在殼體7中，螺旋狀加熱帶1的一端端部露出在殼體7之外；所述相變蓄熱體5填充在殼體7中，并且相變蓄熱體5充滿殼體7與螺旋狀加熱帶1之間的間隙空間；所述螺旋狀加熱帶1包括第一加熱絲2a、第二加熱絲2b、第三加熱絲2c、第一金屬箔4和第二金屬箔6，第一金屬箔4和第二金屬箔6相對設(shè)置并互相貼合在一起，所述第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c夾在第一金屬箔4和第二金屬箔6之間，所述第一金屬箔4和第二金屬箔6卷繞成螺旋狀，所述第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c分別與第一供電導(dǎo)線8a、第二供電導(dǎo)線8b和第三供電導(dǎo)線8c連接，所述第一供電導(dǎo)線8a、第二供電導(dǎo)線8b和第三供電導(dǎo)線8c各自獨立地控制所述第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c的加熱功率；如圖2所示，所述第一金屬箔4和第二金屬箔6之間設(shè)置有粘合劑層10，所述第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c埋設(shè)在粘合劑層10中，第一金屬箔4和第二金屬箔6通過粘合劑層10粘合在一起；第一加熱絲、第二加熱絲和第三加熱絲不與第一金屬箔和第二金屬箔接觸。

所述第一加熱絲2a通過第一接頭3a與第一供電導(dǎo)線8a連接，所述第二加熱絲2b通過第二接頭3b與第二供電導(dǎo)線8b連接，所述第三加熱絲2c通過第三接頭3c與第三供電導(dǎo)線8c連接。

所述第一接頭3a、第二接頭3b和第三接頭3c設(shè)置在第一金屬箔4和第二金屬箔6之間，第一金屬箔4和第二金屬箔6將所述第一接頭3a、第二接頭3b和第三接頭3c完整地覆蓋。

優(yōu)選地，所述第一金屬箔4和第二金屬箔6的厚度為200-300μm。

優(yōu)選地，所述第一金屬箔4和第二金屬箔6的寬度為20-35mm。

優(yōu)選地，所述第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c的直徑為300-450μm。

所述相變蓄熱體5由10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的十水硫酸鈉溶液混合而成，其中十水硫酸鈉溶液中硫酸鈉的濃度為20-30質(zhì)量％。

所述相變蓄熱體5由10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的六水氯化鎂溶液混合而成，其中六水氯化鎂溶液中氯化鎂的濃度為5-10質(zhì)量％。

本實用新型所述電加熱管的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：在第一金屬箔4上均勻地涂覆一層粘合劑層10，將第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c分別通過第一接頭3a、第二接頭3b和第三接頭3c與第一供電導(dǎo)線8a、第二供電導(dǎo)線8b和第三供電導(dǎo)線8c連接好以后，互相平行地埋設(shè)在粘合劑層10中，將第二金屬箔6對齊壓在第一金屬箔4上，使第一金屬箔4和第二金屬箔6將第一加熱絲2a、第二加熱絲2b和第三加熱絲2c、第一接頭3a、第二接頭3b和第三接頭3c、第一供電導(dǎo)線8a、第二供電導(dǎo)線8b和第三供電導(dǎo)線8c以及粘合劑層10夾在中間，使第一金屬箔4和第二金屬箔6通過粘合劑層10粘合在一起；第一供電導(dǎo)線8a、第二供電導(dǎo)線8b和第三供電導(dǎo)線8c的端部預(yù)留與外部電源連接的接頭；靜置45分鐘以后，將粘合在一起的第一金屬箔4和第二金屬箔6卷繞成螺旋狀，制成螺旋狀加熱帶；

步驟二：將10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的十水硫酸鈉溶液混合均勻，其中十水硫酸鈉溶液中硫酸鈉的濃度為20-30質(zhì)量％；或者將10-20質(zhì)量％的聚乙二醇和80-90質(zhì)量％的六水氯化鎂溶液混合均勻，其中六水氯化鎂溶液中氯化鎂的濃度為5-10質(zhì)量％，制成相變蓄熱體5；

步驟三：將步驟一制成的螺旋狀加熱帶固定設(shè)置在殼體7中，在殼體7內(nèi)螺旋狀加熱帶1與殼體7之間的間隙空間中充滿步驟二制成的相變蓄熱體5，密封，制成本實用新型所述電加熱管。

本實用新型所述的相變蓄熱體5在將電加熱管內(nèi)螺旋狀加熱帶發(fā)出的熱量導(dǎo)出至加熱管殼體外壁的過程中會發(fā)生相變，從而顯著提升導(dǎo)熱效能。本實用新型所述的相變蓄熱體5的導(dǎo)熱率可以達(dá)到8.15-9.34W/m·K，相變潛熱可以達(dá)到192-243J/g。

所述的相變蓄熱體5在發(fā)生相變前后其體積不會發(fā)生顯著變化，不會對電加熱管的殼體內(nèi)壁造成額外壓力而導(dǎo)致管壁破裂，從而保證了密封電加熱管的使用安全。使用該相變蓄熱體的電加熱管，經(jīng)5000次通電工作測試，產(chǎn)品運行安全穩(wěn)定，沒有發(fā)生填充材料的泄漏，且導(dǎo)熱效率和耗電量都沒有明顯劣化。

本實用新型所述電加熱管相比于使用氧化鎂砂作為導(dǎo)熱介質(zhì)的傳統(tǒng)電加熱管，顯著提升了熱轉(zhuǎn)換效率和熱傳導(dǎo)效率，相比于傳統(tǒng)的電加熱管，單位負(fù)荷所產(chǎn)生的熱量大大提高，從而能夠進(jìn)一步降低電加熱管的耗電量。例如，對于使用氧化鎂砂做填充物的傳統(tǒng)電加熱管，當(dāng)輸入功率為1500瓦時，加熱管外壁溫度也只能夠達(dá)到約290攝氏度。而將上述傳統(tǒng)電加熱管中的氧化鎂砂替換為本實用新型的相變蓄熱體后，在輸入功率達(dá)到200瓦時，電加熱管殼體外壁的溫度即能達(dá)到300攝氏度左右，在一些具體的實施方案中，達(dá)到了296-343攝氏度；當(dāng)輸入功率達(dá)到300瓦時，電加熱管殼體外壁的溫度即能達(dá)到500攝氏度左右，在一些具體的實施方案中，達(dá)到了485-539攝氏度?？梢姡緦嵱眯滦偷募夹g(shù)方案能夠使電加熱管顯著節(jié)能，提升了熱轉(zhuǎn)換效率和熱傳導(dǎo)效率。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實用新型要求保護(hù)的范圍。