《一种能够承载高热流密度的发热线.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种能够承载高热流密度的发热线.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101998708A43申请公布日20110330CN101998708ACN101998708A21申请号201010531096622申请日20101101H05B3/56200601H05B3/1020060171申请人广东欧科空调制冷有限公司地址523000广东省东莞市黄江镇长龙村广东欧科空调制冷有限公司72发明人林成祥陈颖张金华蒲东琴74专利代理机构东莞市中正知识产权事务所44231代理人张萍54发明名称一种能够承载高热流密度的发热线57摘要本发明公开了一种能够承载高热流密度的发热线，也包括发热带或其它形状的发热体，包括电阻丝、绝缘层和外包层，绝缘层包裹在电阻丝外面。
2、，外包层紧紧包裹在绝缘层外面；外包层由在相同温度下导热系数大于绝缘层之导热系数的材料制成；外包层如金箔、银箔、铝箔、铜箔、锡箔、铁箔、镍箔或锌箔等。本发明通过在传统发热线的绝缘层外面包裹一层由导热系数大于绝缘层导热系数的材料制成的外包层，通过该外包层将绝缘层的热量传递回被加热体，从而可提高发热线的整体导热系数，强化发热线整体传热性能，降低发热线内外侧温度差，可降低能量损耗，提高能源利用效率，及延长发热线寿命；且增加单位长度发热线所承载的热量，从而减少发热线的使用量。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN101998713A1/1页21。
3、一种能够承载高热流密度的发热线，其结构包括电阻丝和绝缘层，绝缘层包裹在电阻丝外面，其特征在于所述发热线还包括由高导热系数材料制成的外包层，外包层紧紧包裹在绝缘层外面；所述外包层为在相同温度下导热系数大于绝缘层之导热系数的材料。2根据权利要求1所述的能够承载高热流密度的发热线，其特征在于所述外包层为金属箔。3根据权利要求1或2所述的能够承载高热流密度的发热线，其特征在于所述外包层为金箔、银箔、铝箔、铜箔、锡箔、铁箔、镍箔或锌箔。权利要求书CN101998708ACN101998713A1/3页3一种能够承载高热流密度的发热线技术领域0001本发明涉及发热产品技术领域，具体涉及用于空调制冷、管道保。
4、温、建筑采暖等需要电加热的地方，其产品主要体现在电发热线、电发热带、及其它形状的发热装置。背景技术0002电发热线或电发热带是在空调制冷、管道保温、建筑采暖等许多领域都会应用到的常用电加热产品，其种类有许多，但原理都相似，与其它合成橡胶相比，硅橡胶具有导热性能好、柔软性，耐高温、耐老化、电气绝缘性能好等优点。硅橡胶发热线是以硅橡胶作为包覆材料，以各种合金等为发热体，经橡胶挤出机挤出硫化成型。普通硅橡胶的导热性能较差，导热系数通常只有02W/MK左右，加入导热填料是一种可提高硅橡胶的导热性能的方法。一般常用的导热填料有金属粉末、金属氧化物、氮化物等材料。ANAKANO等人用含AL2O3是硅橡胶的。
5、3倍时制作电子元器件的导热层，材料的导热系数可达272W/MK；汪倩等人发现在RTV硅橡胶中添加SIC，导热系数可达27W/MK，目前研究表明导热系数的提高程度与填料品种、粒径及其分布有关。0003利用现有的硅橡胶发热线，在实践中发现硅橡胶发热线绕在被加热体上进行加热时，其不与被加热体相接触一侧的温度会远高于与加热体相接触一侧的温度，且硅橡胶绝缘层越厚，二者温差就越大。这是因为硅橡胶相对较低的导热系数所致，尽管复合材料的硅橡胶比纯硅胶导热系数提高了410倍，甚至更高，但总体而言还是小于普通金属一个甚至几个数量级。由于硅橡胶的耐温程度有限，因此一般要求使用过程中最高点的温度低于200，受两侧温差。
6、所限，硅橡胶发热线的额定工作热流密度降低。这样就使得传统的发热线在加热过程中热量的损失比较严重，浪费了能源；而且绝缘层长期处于高温状态下也比较容易老化受损，降低发热线的使用寿命，同时还增加了在额定热量需求下的发热线使用量。发明内容0004本发明要解决的技术问题是提供一种实现方法简单、效果好、能够承载高热流密度的发热线。0005为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种具有能够承载高热流密度的发热线，当然也包括发热带及其它形状的发热装置，其结构包括电阻丝和绝缘层，绝缘层包裹在电阻丝外面，其特征在于所述发热线还包括由高导热系数材料制成的外包层，外包层紧紧包裹在绝缘层外面；所述外包层为在相同温度。
7、下导热系数大于绝缘层之导热系数的材料，也就是说，只要具有足够的延展性能够包裹到发热线的绝缘层外面，且导热系数大于绝缘层的材料，都可以用于制作成外包层。0006进一步地，所述外包层为金属箔，通常金属箔既具有高导热系数，又有足够的延展性，因此是用于制作外包层的较理想材料。0007进一步地，所述外包层为金箔、银箔、铝箔、铜箔、锡箔、铁箔、镍箔或锌箔等。说明书CN101998708ACN101998713A2/3页40008本发明通过在传统发热线的绝缘层外面包裹一层由导热系数大于绝缘层导热系数的材料制成的外包层，通过该外包层将绝缘层的热量传递回被加热体，从而可提高发热线的整体导热系数，强化发热线整体传。
8、热性能，降低内外侧的温度差，在没有保温层的情况下，既可降低能量损耗，提高能源利用效率，起节约能源之功效，又可延长发热线的使用寿命。由于可增加单位长度发热线所承载的热量，从而减少发热线的使用量，及被加热体的加热面积。附图说明0009图1为本发明发热线的结构示意图；0010图2为本发明发热线横截面的结构示意图；0011图3为本发明发热带的结构示意图；0012图4为两种发热线在相同热流密度下内外侧温差曲线图；0013图5为两种发热线在不同热流密度下的内外温度差曲线图；0014图6为两种发热线不同热流密度下的稳定时间曲线图；0015图7为两种发热线外表面温度与热流密度的关系曲线图。0016图中，1为电。
9、阻丝，2为绝缘层，3为外包层。具体实施方式0017本实施例中，参照图1、图2和图3，所述能够承载高热流密度的发热线，当然也包括发热带，其结构包括电阻丝1、绝缘层2和外包层3，绝缘层2包裹在电阻丝1外面，外包层3紧紧包裹在绝缘层2外面；电阻丝1为康铜合金，绝缘层2为硅橡胶，外包层3采用铝箔，当然金箔、银箔、铝箔、铜箔、锡箔、铁箔、镍箔、锌箔等，或者其它导热系数高于硅橡胶导热系数的材料也可作为外包层。0018在本实施例中，利用铝箔的高导热系数，纯铝在0100时的导热系数为240W/MK左右，来提高发热线的整体导热系数。其中发热线直径为3MM，发热线外表面包裹铝箔的厚度为01MM。将传统发热线和本发。
10、明的发热线分别缠绕在长1200MM有效缠绕长度为1009MM，内径11MM，壁厚1MM的紫铜光管上进行测试，外加50MM的玻璃棉作为保温层。0019测试结果如下参照图4，在紫铜管内水流速度为40G/S时，热流密度均为17277W/M2的两种发热线内外表面温度随时间变化而变化。刚开始时，内外层温度均随时间增大而升高，增大幅度随时间减弱，最后几乎保持不变。传统发热线的内层温度相对最低，最高为319，而外层温度升高较快，最高达到1001；而本发明的发热线内层温度升高，最高为377，而外层最高温度降低至425。0020并且，当热流密度为17277W/M2时，传统发热线的内外温差可达到682，而本发明发。
11、热线内外温差只有48。内外表面温差大幅度降低，下降634。且在相同热流密度下，本发明发热线上的最高点温度比传统发热线最高点温度下降了576。即在相同热流密度下，降低了发热线上的最高点温度，延长使用寿命，同时与环境温差越小，热损失越少，所以减少了发热线外侧的热损失，节约发热线用电量。0021参照图5，随着热流密度的增大，传统发热线的内外侧温差增大很快，而包裹铝箔后，温差变化大幅度降低，从481下降到28，而且温差的变化随着热流密度几乎是成说明书CN101998708ACN101998713A3/3页5线性增加。参照图6，在水流速度为40G/S时，在不同的热流密度下，刚开始时，外层温度均随时间增大。
12、而升高，但达到稳定传热状态所需的时间不同，当热流密度都为17277W/M2时，传统发热线的外层温度升高较快，温度达到恒定的时间为582S；包裹铝箔后，内层温度升高，而外层温度升高至恒定所需的时间为212S，缩短了370S。0022参照图7，传统发热线斜率要大于加铝箔包裹的新发热线，且当两者外表面温度都达到1095时，结果表明新发热线所承受的热流密度是传统发热线的383倍。即外表面温度相同下，后者的热流密度将会高于前者。这是由于加了铝箔之后总体热阻减小，导热性能提高。在应用中，单位面积能够承载的热流密度增加，当所需要的热量一定时，将会减少传热面积，即节省管材，在本实施例中，如果传统发热线要承载6。
13、6227W/M2热流密度下，则需要将铜管增长到383M，同时也需要将发热线增长383倍。0023由此可知当温度达到1095时，传统发热线热流密度为17277W/M2，新发热线热流密度为66227W/M2，有效提升了单位面积内的工作功率，提高值达到了2833以上，从而可减少加热装置的体积和加热线用量。其它温度条件下原理亦同，都能够有效降低绝缘层外侧表面的温度。0024以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。说明书CN101998708ACN101998713A1/3页6图1图2图3说明书附图CN101998708ACN101998713A2/3页7图4图5说明书附图CN101998708ACN101998713A3/3页8图6图7说明书附图CN101998708A。