[发明专利]流体电加热模块式组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热气体或液体等流体介质的管式电加热组件，特别涉及一种流体电加热模块式组件。

背景技术

现有管式电加热元件的结构特点是：由金属外套管作外壳，壳内装入高电阻电热合金丝或棒作发热体，被加热介质不与发热体直接接触，金属外套管作为热量的接受器和被加热介质的传热界面。其形式有如下两种：一种是在电热丝或棒周围填充并压实绝缘填料，热流通过导热方式从发热体经绝缘填料传递到金属外套管，再通过对流等方式将热量传递给套管外的被加热介质，这种结构的管式电加热元件一般适用于较低温度下的加热；另一种是在金属外套管与发热体之间轴向均匀布置绝缘隔板，绝缘隔板也起到发热体的定位功能，热流通过辐射方式从发热体传递到金属外套管，再通过对流等方式将热流传递给管外的被加热介质，这种结构的管式加热元件一般适用于较高温度下的加热，代表性产品如瑞典Kanthal公司Tubothal加热元件。

上述结构形式的管状电加热元件的优点是有效地避免了被加热介质对发热体的侵蚀，如腐蚀、烧蚀等，特别是当被加热介质具有腐蚀性时。但其具有突出的缺点：(1)由于发热体和被加热介质不直接接触，增加了额外热阻，发热体的热流密度受到了限制；(2)加热元件在被加热介质中的布置方式对介质温度分布有很大影响，易于出现温度不均匀、造成部分加热元件过热甚至烧毁等；(3)加热元件构成独立的电热单元，不构成完整的换热单元，易于出现电热和被加热介质的流动和携热的不匹配。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：实现加热和被加热介质的流动及携热能力的匹配；提高发热体的热流密度和热效率；使介质温度分布均匀，提高整个系统的安全性；减小系统的重量和体积。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种流体电加热模块式组件，其特征在于，包括：

异型构件，用作所述模块式组件的基座，以固定安装其它部件；

发热管，其端口焊接在所述异型构件上，用于加热流入其中的流体；

电极，从所述异型构件中引出，用于连接外部电源；

金属外套管，设置在所述发热管外部，用于热屏蔽和电磁屏蔽；

所述异型构件和金属外套管之间设有绝缘套，用于隔离所述异型构件和金属外套管；

所述发热管和金属外套管之间设有绝缘隔离板，用于隔离所述发热管和金属外套管，以及固定所述发热管。

其中，所述发热管为直管式、U型管式、或螺旋管式。

其中，所述发热管为双端引出型或单端引出型，立式或卧式布置在流体流动方向上。

其中，所述异型构件有两个，所述发热管的两端分别焊接在所述两个异型构件上。

其中，所述发热管为双端引出型，所述两个异型构件固定于所述模块式组件两端，所述发热管的两端分别焊接在所述两个异型构件上。

其中，所述发热管为单端引出型，所述两个异型构件固定于所述模块式组件同一端，所述发热管的两端分别焊接在所述两个异型构件上。

其中，所述发热管为单端引出型，所述两个异型构件之间设有绝缘隔板，用于将所述两个异型构件隔离开。

(三)有益效果

与现有技术相比，上述技术方案具有如下优点：

(1)管状发热体具有换热面体大、传热快的特点，所以发热体的热流密度大幅提高，且热效率高，整个系统的重量轻、体积小；

(2)发热管和被加热介质直接接触，使系统热阻小，热效率高；

(3)被加热介质温度分布均匀，能有效避免组件间和组件内发热体部分过热；

(4)组件内加热元件的并联连接和金属外套管的电磁屏蔽有效地避免了管间短路和系统漏电。

附图说明

图1是本发明直管式流体电加热模块式组件的结构示意图；

图2是本发明螺旋管式流体电加热模块式组件的结构示意图；

图3是本发明U型管式流体电加热模块式组件的结构示意图。

其中，1：模块式组件；2：发热管；3：异型构件；4：电极；5：金属外套管；6：绝缘套；7：绝缘隔离板；8：绝缘隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。