管状加热装置及加热设备的制作方法

1.本技术涉及流体加热技术领域，具体而言涉及电阻加热领域，特别地涉及一种管状加热装置及加热设备。


背景技术：

2.管状加热的原理为需要被加热的流体从管内流通时吸收管外加热部件产生的热量从而被加热。当前的管状加热技术通常是在管状部件的外侧缠绕加热部件，例如发热线圈或者发热电阻丝，通过加热部件接电产生热量对流体进行加热。因此，如何排布和控制加热部件，以更好地对流体进行加热，一直是业界所要研发的趋势。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种管状加热装置及加热设备，有利于增加加热部件在管状部件上的正投影面积，从而有利于提高加热效率。
4.本技术提供的一种管状加热装置，包括：
5.管状部件，内部设置有用于流体流通的流路，管状部件为圆管；
6.多个加热部件，多个加热部件沿圆管的径向分层排布，多个加热部件沿圆管的径向的形状互补。
7.可选地，相邻两个加热部件之间具有绝缘层，绝缘层与加热部件导热接触。
8.可选地，多个加热部件的加热功率不同。
9.可选地，多个加热部件的导热材料不同。
10.可选地，多个加热部件的电压或电流不同。
11.可选地，多个加热部件的加热功率沿圆管的径向递增或递减。
12.可选地，加热部件包括加热线圈，多个加热部件的加热线圈的密度沿圆管的径向递增或递减。
13.可选地，任意相邻两个加热部件之间的距离相同。
14.可选地，管状加热装置还包括多个温度传感器，每个温度传感器设置在一个加热部件附近，用于检测加热温度。
15.本技术提供的一种加热设备，包括上述任一项管状加热装置。
16.本技术的管状加热装置，包括管状部件和多个加热部件，管状部件内部设置有用于流体流通的流路，管状部件为圆管。多个加热部件沿圆管的径向分层排布，多个加热部件沿圆管的径向的形状互补，有利于增加加热部件在管状部件上的正投影面积，从而有利于提高加热效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于
本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术一实施例的管状加热装置的结构示意图；
19.图2是本技术一实施例的管状加热装置的剖面示意图；
20.图3是本技术一实施例的第一加热部件和第二加热部件在展开时的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下述实施例仅是本技术一部分而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合。
22.图1是本技术一实施例的管状加热装置的结构示意图。如图1所示，管状加热装置100包括管状部件110和多个加热部件120。管状部件110为内部中空的圆管。
23.图2是本技术一实施例的管状加热装置的剖面示意图。可选地，多个加热部件120包括第一加热部件121和第二加热部件122。如图2所示，第一加热部件121和第二加热部件122围设于管状部件110的外表面，且沿圆管的径向分层排布。即，第一加热部件121和第二加热部件122与管状部件110的外表面的距离不同。多个加热部件120与管状部件110导热接触，使得多个加热部件120与导热部件110之间实现热传递路径。
24.图3是本技术一实施例的第一加热部件和第二加热部件在展开时的结构示意图。由于管状部件110为内部中空的圆管，图3中的y方向为圆管的轴向，圆管的径向与圆管的轴向垂直，x方向为圆管的绕轴方向。
25.在一些实施例中，多个加热部件120沿圆管的径向的形状互补。
26.可选地，请参见图3，沿圆管的径向看去，第一加热部件121和第二加热部件122的形状互补，这样有利于增加加热部件在管状部件110上的正投影面积，从而有利于提高加热效率。
27.可选地，除了图3中所示的互补结构外，第一加热部件121和第二加热部件122也可以是类似蚊香盘的结构，或者其他形状互补的结构，本实施例对此不做具体限定。
28.在一些实施例中，相邻两个加热部件之间具有绝缘层，绝缘层与加热部件导热接触。
29.以第一加热部件121和第二加热部件122为例，请参见图2，第一加热部件121和第二加热部件122之间具有绝缘层(图中未画出)，绝缘层具有导热性能，因此，能够与第一加热部件121和第二加热部件122导热接触，不影响热传递。此外，在相邻两个加热部件之间增加绝缘层，还可以避免相邻两个加热部件发生电连接，进而避免烧坏加热部件以及对加热功率造成不可控的影响。
30.在一些实施例中，多个加热部件的加热功率不同。
31.可选地，多个加热部件的加热功率不同，有以下两种实现方式：
32.(1)多个加热部件的导热材料不同。
33.可选地，若多个加热部件分别由不同导热率的导热材料制成，具有不同的导热性能，则每个加热部件的加热功率也不同。
34.(2)多个加热部件的电压或电流不同。
35.可选地，若单独施加给每个加热部件的电压或电流不同，则每个加热部件的加热功率也不同。
36.在一些实施例中，多个加热部件的加热功率不同，可以是沿圆管的径向递增或递减，或者不递增也不递减，按需要设置即可。
37.可选地，多个加热部件的加热功率沿圆管的径向递增或递减，即，采用阶梯式加热，逐渐增加或逐渐减少加热功率，这样可以节省能耗，还能够更好地控制和调整加热功率。例如，第一加热部件121的加热功率最高，第二加热部件122的加热功率次之，越往外加热部件的加热功率越低。在加热流体时，可以先开启第一加热部件121进行加热，若加热功率不够，可以再开启第二加热部件122，若加热功率还不够，可以依次开启外围的加热部件。由于加热部件的加热功率由内往外是递减的，因此，加热功率更好控制和调整。
38.在一些实施例中，加热部件120可以为加热线圈，其采用电阻体(例如导线)环绕于管状部件110的外表面而成。如图1中箭头所示，管状部件110的下端为流体入口，上端为流体出口，流体在管状部件110内的流通方向为从下往上，那么沿着流体在管状部件110内的流通方向，加热线圈的密度越大，加热效果越好。
39.可以理解的是，加热部件120也可以为片状结构，即加热片。相比较于加热线圈，加热片的发热面积较大，于此，在同样的能耗下，加热片加热较快，有利于提高加热速率。
40.在一些实施例中，多个加热部件的加热线圈或加热片的密度沿圆管的径向递增或递减。若多个加热部件120的加热功率沿圆管的径向递增，则加热线圈或加热片的密度沿圆管的径向递增；若多个加热部件120的加热功率沿圆管的径向递减，则加热线圈或加热片的密度沿圆管的径向递减。
41.在一些实施例中，任意相邻两个加热部件之间的距离相同，这样更加便于设计，也便于控制加热功率。
42.在一些实施例中，加热部件可以采用半导体材料制备，即第一加热部件121和第二加热部件122可以为半导体加热部件。例如，第一加热部件121和第二加热部件122的材料可以为氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,igzo)，由此，第一加热部件121和第二加热部件122可以为采用非晶态氧化半导体技术的加热部件，由多个加热部件120叠加成的加热厚膜可视为采用半导体集成电路设计，电子迁移率高，驱动能力强，有利于提高电路稳定性。
43.当然，第一加热部件121和第二加热部件122也可以为采用低温多晶硅(low temperature poly-silicon，ltps)技术的加热部件，例如多晶硅(p-si)，由此，由多个加热部件120叠加成的加热厚膜可视为采用半导体集成电路设计，驱动功耗较低。
44.在一些实施例中，管状加热装置100还包括多个温度传感器(图中未画出)，每个温度传感器设置在一个加热部件附近，用于检测加热温度，便于控制加热温度。
45.本技术实施例可根据实际需求设计管状部件110、加热部件120的结构及尺寸。例如，管状部件110可以为不锈钢管材。
46.本技术另一实施例提供一种加热设备，包括上述任一实施例的管状加热装置100。加热设备可以以各种具体形式来实施，包括但不限于：电热水壶、豆浆机、牛奶加热设备、保温箱等。
47.由于加热设备具有前述任一实施例的管状加热装置100，因此，该加热设备能够产生对应实施例的管状加热装置100具有的有益效果。
48.尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本技术，但本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本技术包括所有此修改和变型，并且由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述模组执行的各种功能，用于描述这样的模组的术语旨在于执行所述模组的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意模组(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
49.即，以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，例如各实施例之间技术特征的结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
50.另外，在前述实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本技术的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本技术可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。