本發(fā)明涉及一種加熱設(shè)備，特別是涉及一種高功率密度電加熱裝置。

背景技術(shù)：

1、電加熱裝置在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，包括電阻加熱、電弧加熱、電磁感應(yīng)加熱等。其中，電阻加熱利用電流流過導(dǎo)體的焦耳效應(yīng)產(chǎn)生熱能對(duì)物體進(jìn)行加熱，應(yīng)用最為廣泛，尤其是用于加熱各種流體。如果被加熱流體介質(zhì)是惰性非導(dǎo)電物質(zhì)，則可以將電阻型電加熱裝置放置在介質(zhì)中，進(jìn)行直接加熱，可以避免因?yàn)樵黾与姼綦x結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳熱路徑延長(zhǎng)，加熱效率下降的情況。

2、按照焦耳熱功率的計(jì)算公式，電阻型電加熱裝置發(fā)熱功率與施加在其兩端的電壓成正比，與電阻值的平方成反比，在電壓一定的情況下，電阻值越小，則電加熱功率越大。但是，在工程實(shí)際中，電阻型電加熱裝置的功率設(shè)計(jì)受其材料耐高溫能力、對(duì)外散熱表面積、與被加熱介質(zhì)間的綜合傳熱系數(shù)等因素影響。如果電加熱裝置電阻值較小，發(fā)熱功率大，但對(duì)外散熱表面積不夠大，產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)傳遞至被加熱流體，則會(huì)出現(xiàn)電加熱裝置溫度過高燒損的情況。為了避免這種情況，就必須要增加導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，如翅片等，提高電加熱裝置的對(duì)外散熱表面積，增加導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)不僅導(dǎo)致電加熱裝置體積大、成本提高，還導(dǎo)致功率密度低、效率低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種散熱面積較大、加熱功率較大、功率密度較高的高功率密度電加熱裝置。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦录夹g(shù)方案：

3、本發(fā)明一種高功率密度電加熱裝置，包括集成盤、多個(gè)電加熱體組件、多個(gè)連接件，所述電加熱組件包括內(nèi)管、外管、電極引接棒，所述內(nèi)管、外管上均設(shè)置有多個(gè)通孔，所述外管套在所述內(nèi)管上，所述外管與所述內(nèi)管之間留有空隙，所述內(nèi)管的一端為第一端、另一端為第二端，所述外管的一端為第一端、另一端為第二端，所述內(nèi)管的第一端與所述外管第一端位于同一側(cè)，所述內(nèi)管的第一端與所述外管的第一端電連接使所述內(nèi)管與所述外管相串聯(lián)，所述電極引接棒一端連接于所述內(nèi)管的第二端，所述電極引接棒中部連接于所述集成盤上，所述電極引接棒與所述集成盤相絕緣，所述電加熱體組件沿所述集成盤依次排列，所述連接件一端連接于一個(gè)電加熱體組件的所述電極引接棒上，另一端連接于另一個(gè)所述電加熱體組件的所述外管的第二端上，使相鄰兩所述電加熱體組件相串聯(lián)，位于串聯(lián)首端的所述電加熱體組件的所述電極引接棒、位于串聯(lián)尾端的所述電加熱體組件的所述電極引接棒分別為電極引出端。

4、進(jìn)一步地，所述電加熱組件還包括加強(qiáng)連接件，所述加強(qiáng)連接件一端連接于所述外管上、另一端連接于所述電極引接棒上，所述加強(qiáng)連接件與所述外管之間電連接，所述加強(qiáng)連接件與所述電極引接棒之間電絕緣。

5、進(jìn)一步地，所述電加熱組件還包括隔離環(huán)，所述加強(qiáng)連接件為筒狀，所述加強(qiáng)連接件為導(dǎo)電體，所述隔離環(huán)為絕緣體，所述隔離環(huán)套在所述電極引接棒上，所述加強(qiáng)連接件套在所述隔離環(huán)及所述電極引接棒上。

6、進(jìn)一步地，所述電加熱組件還包括鎖緊螺母及絕緣墊圈，所述集成盤為板狀，所述集成盤上設(shè)置有安裝孔，所述電極引接棒穿過所述安裝孔，所述鎖緊螺母設(shè)置于所述電極引接棒的穿過所述安裝孔的一端，所述絕緣墊圈設(shè)置于所述電極引接棒與所述集成盤之間。

7、進(jìn)一步地，還包括內(nèi)外管電連接件，所述內(nèi)外管電連接件為導(dǎo)電材料制成的管狀體，所述內(nèi)外管電連接件管壁上設(shè)置有沿軸向的通孔，所述內(nèi)管的第一端伸出所述外管的第一端外，所述內(nèi)外管電連接件套在所述內(nèi)管上，所述內(nèi)外管電連接件與所述內(nèi)管、所述外管相互焊接。

8、進(jìn)一步地，所述電極引接棒與所述內(nèi)管相互焊接，所述加強(qiáng)連接件與所述外管相互焊接。

9、進(jìn)一步地，所述電加熱組件還包括變形隔離裝置，所述變形隔離裝置設(shè)置于所述外管的靠近第一端的位置處，所述變形隔離裝置用于防止相鄰兩所述電加熱組件的所述外管相接觸。

10、進(jìn)一步地，所述變形隔離裝置為連接于所述外管外壁的環(huán)狀凸臺(tái)，所述環(huán)狀凸臺(tái)由絕緣材料制成。

11、進(jìn)一步地，所述連接件包括第一弧形板、第二弧形板、l形連接板，所述第一弧形板、所述第二弧形板分別連接于所述l形連接板兩端，所述第一弧形板連接于一個(gè)所述電加熱體組件的所述電極引接棒上，所述第二弧形板連接于另一個(gè)所述電加熱體組件的所述外管上。

12、進(jìn)一步地，所述連接件與所述外管相連接的一端連接于所述加強(qiáng)連接件上。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明高功率密度電加熱裝置至少具有以下有益效果：

14、本發(fā)明高功率密度電加熱裝置，由于外管套在內(nèi)管上，外管與內(nèi)管之間留有空隙，加熱時(shí)共有四個(gè)圓柱面與介質(zhì)接觸，散熱面積較大，在內(nèi)管、外管耐溫性能一定的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的加熱功率密度，電加熱裝置功率密度的提高，有利于減小安裝有加熱裝置的整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量，另外，由于內(nèi)管、外管相串聯(lián)，各電加熱組件相串聯(lián)，保證連接后的總電阻值能夠滿足實(shí)際需要的電加熱功率要求，各電加熱組件的電極引接棒均連接于集成盤上，使本發(fā)明串并聯(lián)擴(kuò)展能力強(qiáng)，更能適應(yīng)多種功率需求。

15、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明高功率密度電加熱裝置作進(jìn)一步說明。

技術(shù)特征：

1.一種高功率密度電加熱裝置，其特征在于，包括集成盤(01)、多個(gè)電加熱體組件(02)、多個(gè)連接件(03)，所述電加熱組件(02)包括內(nèi)管(21)、外管(22)、電極引接棒(23)，所述內(nèi)管(21)、所述外管(22)上均設(shè)置有多個(gè)通孔，所述外管(22)套在所述內(nèi)管(21)上，所述外管(22)與所述內(nèi)管(21)之間留有空隙，所述內(nèi)管(21)的一端為第一端、另一端為第二端，所述外管(22)的一端為第一端、另一端為第二端，所述內(nèi)管(21)的第一端與所述外管(22)第一端位于同一側(cè)，所述內(nèi)管(21)的第一端與所述外管(22)的第一端電連接使所述內(nèi)管(21)與所述外管(22)相串聯(lián)，所述電極引接棒(23)一端連接于所述內(nèi)管(21)的第二端，所述電極引接棒(23)中部連接于所述集成盤(01)上，所述電極引接棒(23)與所述集成盤(01)相絕緣，所述電加熱體組件(02)沿所述集成盤(01)依次排列，所述連接件(03)一端連接于一個(gè)所述電加熱體組件(02)的所述電極引接棒(23)上，另一端連接于另一個(gè)所述電加熱體組件(02)的所述外管(22)的第二端上，使相鄰兩所述電加熱體組件(02)相串聯(lián)，位于串聯(lián)首端的所述電加熱體組件(02)的所述電極引接棒(23)、位于串聯(lián)尾端的所述電加熱體組件(02)的所述電極引接棒(23)分別為電極引出端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述電加熱組件(02)還包括加強(qiáng)連接件(24)，所述加強(qiáng)連接件(24)一端連接于所述外管(22)上、另一端連接于所述電極引接棒(23)上，所述加強(qiáng)連接件(24)與所述外管(22)之間電連接，所述加強(qiáng)連接件(24)與所述電極引接棒(23)之間電絕緣。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述電加熱組件(02)還包括隔離環(huán)(25)，所述加強(qiáng)連接件(24)為筒狀，所述加強(qiáng)連接件(24)為導(dǎo)電體，所述隔離環(huán)(25)為絕緣體，所述隔離環(huán)(25)套在所述電極引接棒(23)上，所述加強(qiáng)連接件(24)套在所述隔離環(huán)(25)及所述電極引接棒(23)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述電加熱組件(02)還包括鎖緊螺母(26)及絕緣墊圈(27)，所述集成盤(01)為板狀，所述集成盤(01)上設(shè)置有安裝孔，所述電極引接棒(23)穿過所述安裝孔，所述鎖緊螺母設(shè)置于所述電極引接棒(23)的穿過所述安裝孔的一端，所述絕緣墊圈(27)設(shè)置于所述電極引接棒(23)與所述集成盤(01)之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，還包括內(nèi)外管電連接件(28)，所述內(nèi)外管電連接件(28)為導(dǎo)電材料制成的管狀體，所述內(nèi)外管電連接件(28)管壁上設(shè)置有沿軸向的通孔，所述內(nèi)管(21)的第一端伸出所述外管(22)的第一端外，所述內(nèi)外管電連接件(28)套在所述內(nèi)管(21)上，所述內(nèi)外管電連接件(28)與所述內(nèi)管(21)、所述外管(22)相互焊接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述電極引接棒(23)與所述內(nèi)管(21)相互焊接，所述加強(qiáng)連接件(24)與所述外管(22)相互焊接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述電加熱組件(02)還包括變形隔離裝置(29)，所述變形隔離裝置(29)設(shè)置于所述外管(22)的靠近第一端的位置處，所述變形隔離裝置(29)用于防止相鄰兩所述電加熱組件(02)的所述外管(22)相接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述變形隔離裝置(29)為連接于所述外管(22)外壁的環(huán)狀凸臺(tái)，所述環(huán)狀凸臺(tái)由絕緣材料制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述連接件(03)包括第一弧形板(31)、第二弧形板(32)、l形連接板(33)，所述第一弧形板(31)、所述第二弧形板(32)分別連接于所述l形連接板(33)兩端，所述第一弧形板(31)連接于一個(gè)所述電加熱體組件(02)的所述電極引接棒(23)上，所述第二弧形板(32)連接于另一個(gè)所述電加熱體組件(02)的所述外管(22)上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高功率密度電加熱裝置，其特征在于，所述連接件(03)與所述外管(22)相連接的一端連接于所述加強(qiáng)連接件(24)上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種加熱設(shè)備，特別是涉及一種高功率密度電加熱裝置，包括集成盤、多個(gè)電加熱體組件、連接件，所述電加熱組件包括內(nèi)管、外管、電極引接棒，內(nèi)管、外管上均設(shè)置有多個(gè)通孔，外管套在內(nèi)管上，外管與內(nèi)管之間留有空隙，所述內(nèi)管與所述外管相串聯(lián)，所述電極引接棒一端連接于所述內(nèi)管的第二端，所述電極引接棒中部連接于所述集成盤上，所述電極引接棒與所述集成盤相絕緣，所述電加熱體組件沿所述集成盤依次排列，相鄰兩所述電加熱體組件相串聯(lián)，位于串聯(lián)首端的所述電加熱體組件的所述電極引接棒、位于串聯(lián)尾端的所述電加熱體組件的所述電極引接棒分別為電極引出端。本發(fā)明高功率密度電加熱裝置散熱面積大、加熱功率較大、功率密度較高。

技術(shù)研發(fā)人員：林漳,魏朔,陳志韜,李正,于紅軍,劉琦,劉相新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航天發(fā)射技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10