金属加热体及金属加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金属加热体及金属加热装置，包括金属基材和电热层，所述电热层具有加热区和绝缘区，所述绝缘区隔离所述加热区和所述金属基材，所述金属加热体具有至少两个电极层，所述至少两个电极层至少部分设置于所述加热区或者位于所述加热区两端。金属加热体的电热层具有加热区和绝缘区，由于绝缘区、加热区形成一层结构，结构稳定，使其可以在高低温冲击下，不容易脱落、龟裂，性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
金属加热体及金属加热装置
本专利技术涉及电加热领域，尤其涉及一种金属加热体及金属加热装置。
技术介绍
一般的电加热产品有采用电阻丝加热方式或者膜加热方式。以电阻丝为加热方式的加热部件是用镁粉等密封填充于金属管内，通过加热管对流体进行加热。以膜加热方式的加热部件是将金属电阻膜印刷在加热部件上，在印刷金属电阻膜前需要先印刷一层绝缘层，而且金属电阻膜需要通过多次印刷烧结，多层印刷结构在多次冷热冲击后容易破裂剥离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐高低温冲击、且结构稳定的金属加热体及金属加热装置。为实现上述目的，采用如下技术方案：一种金属加热体，包括金属基材和电热层，所述电热层与所述金属基材相固定，在远离所述金属基材的方向，所述电热层具有绝缘区和加热区，所述绝缘区与所述加热区为一体结构，所述绝缘区隔离所述加热区和所述金属基材，所述金属加热体还具有两个电极层，所述绝缘区的一部分位于所述电极层与所述金属基材之间，其中一个电极层的至少部分与所述加热区的一端电连接，另一个电极层的至少部分与所述加热区的另一端电连接。所述绝缘区与所述加热区的材料不同，所述绝缘区包括融合区，所述融合区中融入有与所述加热区的材料相同的材料。所述金属基材包括金属管或金属板或金属片，所述金属基材厚度为0.05-3毫米之间；所述电热层以连续不间断的方式覆盖所述金属基材的表面，所述加热区以连续不间断的面覆盖所述金属基材。所述金属加热体的加热区的电阻系数为85％-115％，所述电阻系数是指工作电阻与常温电阻之比值。所述金属管管径为6-80mm，所述金属加热体的加热区的加热功率为200-10000W，所述金属加热体的加热区的功率密度为30-180w/cm2。所述融合区厚度在0.1-10μm范围内，所述加热区厚度在1-30μm范围内，所述绝缘区厚度在10-210μm范围内。所述加热区包括ZO金属氧化物纳米加热材料、LiO金属氧化物纳米加热材料、ZnO金属氧化物纳米加热材料、In2O3金属氧化物纳米加热材料、SnO2金属氧化物纳米加热材料、Ca2InO4金属氧化物纳米加热材料、石墨烯纳米加热材料、纳米银加热材料中的至少一种。所述绝缘区包括非金属可烧结固化的玻璃体或者有机涂层材料。所述金属加热体还包括电绝缘层，所述电绝缘层覆盖所述加热区；所述金属加热体还包括烧结涂层，所述烧结涂层由负温度系数电阻性能材料制成，所述烧结涂层位于所述电绝缘层，所述负温度系数电阻性能材料的烧结涂层为NTC性能的烧结涂层。为实现上述目的，采用如下技术方案：一种金属加热装置，包括固定架和根据上述技术方案所述的金属加热体，所述金属加热体为金属管，所述金属加热体固定于所述固定架，所述金属加热装置具有进口和出口，所述进口与所述出口与所述金属管内腔连通。上述技术方案的金属加热体包括金属基材和电热层，电热层与金属基材相固定，电热层具有加热区和绝缘区，加热区与绝缘区为一体结构，结构稳定，使其可以在高低温冲击下，不容易脱落、龟裂，性能稳定。附图说明图1为本专利技术金属加热体的一种实施方式结构示意图；图2为本专利技术金属加热体的一种实施方式的剖面示意图；图3为本专利技术金属加热体的另一种实施方式的剖面示意图；图4为本专利技术金属加热体的又一种实施方式的剖面示意图；图5为现有膜加热管的结构示意图；图6为现有膜加热片的结构示意图；图7为本专利技术金属加热装置的一种实施方式的简略示意图。具体实施方式参照图1-图4，图1示意出一种金属加热体的结构示意图，金属加热体包括金属基材1和电热层2，电热层2与金属基材1相固定，这两者相固定是指电热层附着在金属基材1上后不掉落保持两者为一个整体结构。在远离所述金属基材的方向，电热层2具有加热区23和绝缘区21，绝缘区21和加热区23为一体结构，绝缘区21隔离加热区23和金属基材1，本文中，绝缘区21和加热区23为一体结构是指绝缘区21和加热区23为同一层的结构。其中，远离金属基材的方向是指以金属基材为中心向外辐射方向。金属加热体还具有两个电极层3，绝缘区21的一部分位于电极层3与金属基材1之间，其中一个电极层3的至少部分与加热区23的一端电连接，另一个电极层3的至少部分与加热区的另一端电连接。当然在金属加热体以金属板或金属片等结构时，加热区23呈圆形或方形或其他不规则结构时，加热区的一端代表圆形或方形或其他不规则结构的某一个部位，加热区的另一端代表圆形或方形或其他不规则结构的另一个部位。电极层3也可以为3个或更多。绝缘区21与加热区23的材料不同，绝缘区21包括融合区22，融合区22中融入有与加热区23的材料相同的材料。电热层2的形成包括将绝缘材料通过丝网印刷固定于所述金属基材，形成绝缘坯料层，将纳米加热材料通过真空蒸镀或气相沉积或离子溅射或等离子镀等方式与部分绝缘坯料层的绝缘材料结合，形成电热层，电热层包括绝缘区21和加热区23。由于绝缘区21具有融合区22，融合区22里由于纳米加热材料与绝缘材料融合，使得绝缘区21、加热区23形成一层致密的结构，结构稳定，使其可以在高低温冲击下，不容易脱落、龟裂，性能稳定。金属基材1可以为金属管或金属板或金属片等，金属基材1厚度为0.05-3毫米之间；电热层2以连续不间断的面覆盖金属基材1，加热区23也以连续不间断的面覆盖金属基材1，或者说加热区23以一片式覆盖所述金属基材1。本文中，一片式是指加热区23不分开，呈整片形式。由于加热区23以一片式覆盖金属基材1，在金属加热体被通电时，整个加热区23迅速加热，使得整片加热区23覆盖的金属基材1具有差不多的温度，一方面使得金属基材1对欲加热的流体可以实现均匀地加热，另一方面，均匀受热的加热区23对金属基材1的应力比较均匀，有助于金属基材1的抗裂、防变形。具体的，当金属基材1为金属管时，电热层2可以连续不间断的面包覆在金属管外周，电热层2位于金属管中部区域，电热层2包覆区域占金属管表面积的60-90％。在电热层2位于金属管内表面时，电热层2包覆区域占金属管内表面积的60-90％，在电热层2位于金属管外表面时，电热层2包覆区域占金属管外表面积的60-90％。当金属基材1为金属板或金属片时，电热层2可以连续不间断的面覆盖在金属板或金属片，电热层2位于金属管中部区域，电热层2包覆区域占金属管表面积的60-90％。金属加热体的电阻系数为85％-95％，其中，电阻系数是指工作电阻与常温电阻之比值。例如，当金属加热体未工作时，电阻为R1，当金属加热体通电加热时，工作电阻为R2，电阻系数＝R2/R1，金属加热体的电阻系数接近于1，能使金属加热体在加热时的加热效率较高，同时由于金属加热体在工作及常温下的电阻变化不大，也更易于金属加热体的温度控制。金属加热体的加热区的功率密度可以在5-200w/cm2范围内，功率密度是指功率与加热区面积的比值。功率密度范围很广，可适用于产品较多。当金属基材1为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属加热体，其特征在于，包括金属基材和电热层，所述电热层与所述金属基材相固定，在远离所述金属基材的方向，所述电热层具有绝缘区和加热区，所述绝缘区与所述加热区为一体结构，所述绝缘区隔离所述加热区和所述金属基材，所述金属加热体还具有两个电极层，所述绝缘区的一部分位于所述电极层与所述金属基材之间，其中一个电极层的至少部分与所述加热区的一端电连接，另一个电极层的至少部分与所述加热区的另一端电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属加热体，其特征在于，包括金属基材和电热层，所述电热层与所述金属基材相固定，在远离所述金属基材的方向，所述电热层具有绝缘区和加热区，所述绝缘区与所述加热区为一体结构，所述绝缘区隔离所述加热区和所述金属基材，所述金属加热体还具有两个电极层，所述绝缘区的一部分位于所述电极层与所述金属基材之间，其中一个电极层的至少部分与所述加热区的一端电连接，另一个电极层的至少部分与所述加热区的另一端电连接。


2.根据权利要求1所述的金属加热体，其特征在于，所述绝缘区与所述加热区的材料不同，所述绝缘区包括融合区，所述融合区中融入有与所述加热区的材料相同的材料。


3.根据权利要求1或2所述的金属加热体，其特征在于，所述金属基材包括金属管或金属板或金属片，所述金属基材厚度为0.05-3毫米之间；所述电热层以连续不间断的方式覆盖所述金属基材的表面，所述加热区以连续不间断的面覆盖所述金属基材。


4.根据权利要求1或2所述的金属加热体，其特征在于，所述金属加热体的加热区的电阻系数为85％-115％，所述电阻系数是指工作电阻与常温电阻之比值。


5.根据权利要求3所述的金属加热体，其特征在于，所述金属管管径为6-80mm，所述金属加热体的加热区的加热功率为200-10000W，所述金属加热体的加热区的功率密度为30-180w/cm2。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡如国，
申请(专利权)人：芜湖艾尔达科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34