專利名稱：電伴隨加熱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電熱器，伴隨加熱基層(substrate)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
已知通過自調(diào)節(jié)加熱器或恒定瓦數(shù)加熱器向基層供熱?；鶎涌梢允侨魏嗡栊螤睿缙矫?，用作加熱板，或需要除冰的道路、車道、飛機(jī)跑道或直升飛機(jī)機(jī)場(chǎng)的路段。然而，大量伴熱基層為管狀，例如需要維持在預(yù)定溫度以上的用于傳送用在例如加工工業(yè)中的水、石油產(chǎn)品或糧食的管道。通常通過沿管道工程以線性方式或在其上纏繞伴隨的細(xì)長(zhǎng)帶狀加熱器來執(zhí)行細(xì)長(zhǎng)管道工程的伴熱。需要伴熱以便維持其溫度高于環(huán)境溫度的基層通常還封閉在熱絕緣內(nèi)，加熱元件與基層在絕緣之下相接觸。
當(dāng)通過自調(diào)節(jié)加熱器伴熱基層時(shí)，加熱器的顯著特性，即自動(dòng)或局部地調(diào)整其熱輸出以便維持基本上恒定的溫度的能力不僅允許加熱器跨越其本身交叉，而且在從其散熱以避免其環(huán)境改變時(shí)燒壞加熱器的方面，避免需要任何特殊預(yù)防措施。因此，可以沿和/或繞絕緣基層，安全地安裝自調(diào)節(jié)加熱器，以及可以穿過絕緣層到達(dá)可以直接連接到電源的接線盒。另一方面，恒定瓦數(shù)加熱器不具有自調(diào)節(jié)能力，使得當(dāng)將它們安裝在基層上時(shí)，必須額外小心以確保散熱，以便這些加熱器不會(huì)過熱而燒壞，因?yàn)槊繂挝婚L(zhǎng)度的熱輸出量不自動(dòng)或局部可控。實(shí)際上，這表示與自調(diào)節(jié)加熱器的情形相比，當(dāng)確定安裝時(shí)，必須更詳細(xì)地考慮到恒定瓦數(shù)加熱器的環(huán)境。因此，根據(jù)將維持的所需溫度、將加熱的基層以及在其周圍提供的任何熱絕緣，來選擇恒定瓦數(shù)加熱器的額定功率。然而，除低功率加熱器，即每米提供少于約5瓦特的加熱器外，這將不可避免地意味著如果引導(dǎo)恒定瓦數(shù)加熱器遠(yuǎn)離充當(dāng)吸熱設(shè)備的基層并通常穿出熱絕緣，加熱器本身的溫度將上升到不可接受的水平并會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。為避免此，通常將恒定瓦數(shù)加熱器連接到基層的熱絕緣內(nèi)的電源電纜，使得電力電纜而非加熱器電纜被引出熱絕緣并到電源。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將這些所謂的“冷引線”連接到恒定瓦數(shù)加熱電纜是非常敏感的工藝，最終成為加熱系統(tǒng)中的最弱點(diǎn)。在另一設(shè)備中，可通過使用沒有一個(gè)會(huì)變得太熱，但結(jié)合起來會(huì)提供基層的所需加熱的兩個(gè)或多個(gè)相對(duì)低功率的加熱器來避免過分加熱。然而，這是更復(fù)雜的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供克服或至少減輕上述缺陷的使用恒定瓦數(shù)電熱器伴熱基層的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種伴熱基層的設(shè)備，該設(shè)備包括恒定瓦數(shù)電熱器，最好是細(xì)長(zhǎng)形狀并形成為例如礦物絕緣或聚合物絕緣電纜，其中，加熱器適合于與基層熱接觸安裝以便實(shí)現(xiàn)其加熱；以及導(dǎo)熱管，配置成封閉加熱器的末端部分并引導(dǎo)其遠(yuǎn)離基層以允許恒定瓦數(shù)加熱器直接連接到電源。
盡管在其寬方面，充當(dāng)吸熱設(shè)備的本發(fā)明的基層可以不是熱絕緣的，但通常將封閉在熱絕緣內(nèi)。在后一情況下，將導(dǎo)熱管配置成封閉電熱器的末端部分并引導(dǎo)其遠(yuǎn)離基層并穿出其絕緣層。
可以在基層的熱絕緣外，在例如由聚合物材料或金屬制成的接線盒中方便地進(jìn)行與電源的電連接。
通過這種設(shè)備，不需要提供冷引線到例如基層絕緣內(nèi)的基層處的恒定瓦數(shù)加熱器的連接，但相反，可以將加熱器從此引導(dǎo)到位于絕緣層外的接線盒，由此可以將加熱器直接連接到電源，例如經(jīng)由至電力電纜的接線板。從而可通過由封閉導(dǎo)熱管提供的散熱，將在遠(yuǎn)離基層的吸熱設(shè)備的位置的加熱器的增加溫度控制到安全級(jí)?？赏ㄟ^確保其間的良好熱接觸來提高從加熱器到導(dǎo)管的傳熱。
有利地，導(dǎo)熱管和/或接線盒可以具有從其延伸的另外表面，以及特別地，盡管不是排它地，在導(dǎo)熱管穿過基層的熱絕緣層處，以便進(jìn)一步提高從恒定瓦數(shù)加熱器的散熱。
該設(shè)備可以包括兩個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的恒定瓦數(shù)加熱器，每個(gè)加熱器封閉在遠(yuǎn)離熱絕緣基層的導(dǎo)熱管內(nèi)并穿過它，通過一個(gè)或多個(gè)隔離托架，在導(dǎo)管內(nèi)固定加熱器并彼此分開。隔離托架可以由金屬、陶瓷或耐高溫、高導(dǎo)熱聚合材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供伴熱基層的方法，其中，與基層熱接觸安裝恒定瓦數(shù)電熱器以便實(shí)現(xiàn)其加熱，其中，在基層上安裝導(dǎo)熱管以便從其延伸，以及其中，加熱器的一端被引導(dǎo)穿過導(dǎo)管并連接到遠(yuǎn)離基層的電源。
基層可以與在絕緣層下在其上安裝的加熱器熱絕緣，以及當(dāng)導(dǎo)管穿出熱絕緣層時(shí)，可以引導(dǎo)加熱器在導(dǎo)管內(nèi)遠(yuǎn)離基層。
本發(fā)明的伴熱方法最好采用根據(jù)其所述一個(gè)方面的設(shè)備。
術(shù)語“恒定瓦數(shù)加熱器”將理解成包括單個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體串行加熱器或并行加熱器，諸如區(qū)域加熱器。


現(xiàn)在，將通過舉例以及參考附圖，描述均根據(jù)本發(fā)明的伴熱設(shè)備和方法，其中圖1示意性地示例說明安裝在基層上的一個(gè)伴熱設(shè)備；圖2示意性地示出圖1的設(shè)備的夾緊隔離片的平面圖；以及圖3示出圖1的設(shè)備的夾緊隔離片的改進(jìn)。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，細(xì)長(zhǎng)的圓柱管2運(yùn)送需要維持在高于環(huán)境溫度的特定溫度的液體。管2完全封閉在可以是例如石棉或玻璃纖維的絕緣層4內(nèi)。恒定瓦數(shù)電加熱電纜6沿管2的外表面伴隨，考慮到其環(huán)境，包括絕緣層4，選擇其額定功率以便將管2的內(nèi)容維持在所需溫度。
通常為矩形結(jié)構(gòu)的金屬導(dǎo)管8具有沿管2的短長(zhǎng)度延伸的三面基部10并通過帶11固定在其上。導(dǎo)管8的直立部分12遠(yuǎn)離基部10延伸并通過管道絕緣層4穿出。在其上支撐的聚合接線盒14中，直立部分12端接在絕緣層4外。將擴(kuò)大面積的金屬板16焊接到盒14的一個(gè)表面上。
以兩部分提供管道8的直立部分12，包括由在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖眉訜崞?后在適當(dāng)?shù)奈恢霉潭ǖ膴A蓋15封閉的三面線槽13。
在加熱器6的伴熱結(jié)束并需要連接到電源時(shí)，如所示，它被引導(dǎo)到基座部分10，然后通過導(dǎo)管8的直立部分12以便其末端18出現(xiàn)在接線盒14內(nèi)。盡管未示出，加熱器電纜端18連接到盒14內(nèi)的電源以便向其提供恒定瓦數(shù)輸入。
通過圖1的設(shè)備，加熱器6沿其長(zhǎng)度的主要部分與管道2熱接觸，從而沿其長(zhǎng)度在恒定水平提供其所需的加熱。將意識(shí)到，當(dāng)電纜6脫離管道2，穿過管道絕緣層4延伸并進(jìn)入接線盒14時(shí)，來自電源的電纜6的加熱也會(huì)發(fā)生。在缺少由管2提供的吸熱設(shè)備的情況下，提供導(dǎo)熱管8用來耗散來自電纜6的這部分的熱，以及能配置成避免過熱，從而潛在地防止燒毀該電纜6部分，同時(shí)允許直接連接到接線盒14內(nèi)的電源。
通過固定到其上的擴(kuò)大的金屬板16來增強(qiáng)從接線盒14的散熱。然而，設(shè)想如果從盒14內(nèi)的加熱器6的散熱不充分，使用金屬代替用于接線盒14的聚合材料也是可能的。在后一情況下，可以省去盒14的額外板16。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)當(dāng)其通過導(dǎo)管8時(shí)從加熱器6的散熱，其直立部分12可以具有一個(gè)或多個(gè)橫向延伸的導(dǎo)熱，最好是金屬的散熱片20，特別是在導(dǎo)管部分12通過管絕緣層4的區(qū)域中。然而，也可以在管2的任何熱絕緣外，在導(dǎo)管8上提供散熱片20。
如圖1所示，通過單個(gè)恒定瓦數(shù)加熱器6來實(shí)現(xiàn)管2的加熱。然而，也設(shè)想可以需要多個(gè)加熱器，從而要求從導(dǎo)管8引導(dǎo)到接線盒14。為了避免多個(gè)加熱器當(dāng)通過導(dǎo)管8時(shí)它們之間的接觸，可以在直立部分12中以及其基座部分10(未示出)中安裝一個(gè)或多個(gè)隔離托架22，以便固定加熱器6。如圖1所示，每個(gè)加熱器6可以按壓固定到托架22的各個(gè)凹口內(nèi)，以及可以通過其各個(gè)小孔出現(xiàn)在接線盒14中。
隔離托架22可以由例如金屬或耐高溫聚合物制成。
在另一設(shè)備中，可以使導(dǎo)管8沿其整個(gè)長(zhǎng)度凹進(jìn)以便保持一個(gè)或多個(gè)加熱器6。
圖2示出具有在其中固定的三個(gè)加熱電纜6的導(dǎo)管8的直立部分12的剖面。
圖3示出夾緊隔離托架設(shè)備的改進(jìn)，其中在托架22的前方提供壓板24并通過螺絲26固定到其上，以便更確定地保持加熱器6。
權(quán)利要求
1.一種用于伴熱基層的設(shè)備，包括適合于與所述基層熱接觸安裝以便實(shí)現(xiàn)其加熱的細(xì)長(zhǎng)恒定瓦數(shù)電熱器；以及熱導(dǎo)管，配置成封閉所述加熱器并引導(dǎo)它遠(yuǎn)離所述基層，以便對(duì)所述加熱器進(jìn)行電連接，用于向其供電。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述基層封閉在熱絕緣層內(nèi)，以及所述加熱器配置成在所述絕緣層下安裝在所述基層上，其中，所述導(dǎo)管配置成封閉所述加熱器并引導(dǎo)它遠(yuǎn)離所述基層穿出所述熱絕緣層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，在接線盒內(nèi)進(jìn)行所述電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，將所述導(dǎo)管固定到所述基層上，穿過所述熱絕緣層從其延伸遠(yuǎn)離，以及固定到所述熱絕緣層外的所述接線盒。
5.如權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其中，所述接線盒由聚合材料制成。
6.如權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其中，所述接線盒是導(dǎo)熱的，最好是由金屬形成。
7.如在前任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)管具有從其延伸的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)熱表面，最好至少在所述導(dǎo)管穿過所述基層的所述熱絕緣層的區(qū)域中。
8.如權(quán)利要求3至7的任何一個(gè)所述的設(shè)備，其中，與導(dǎo)熱板熱接觸安裝所述接線盒，從而有助于從所述接線盒的熱傳送。
9.如在前任何一個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括兩個(gè)或多個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)的恒定瓦數(shù)加熱器，其中，所述加熱器的每一個(gè)封閉在所述導(dǎo)管內(nèi)并被引導(dǎo)穿過它，在所述導(dǎo)管內(nèi)通過一個(gè)或多個(gè)隔離托架彼此分開固定所述加熱器。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述每個(gè)隔離托架由金屬、陶瓷或耐高溫、高導(dǎo)熱聚合材料制成。
11.一種伴熱基層的方法，包括與所述基層熱接觸安裝細(xì)長(zhǎng)的恒定瓦數(shù)電熱器以便實(shí)現(xiàn)其加熱，在所述基層上安裝導(dǎo)管以便從其遠(yuǎn)離延伸，引導(dǎo)所述加熱器穿過所述導(dǎo)管并遠(yuǎn)離所述基層，并將所述加熱器連接到電源。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，引導(dǎo)所述加熱器穿過所述導(dǎo)管至進(jìn)行電源連接的接線盒。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，將兩個(gè)或多個(gè)恒定瓦數(shù)電熱器應(yīng)用于所述基層并從那里被引導(dǎo)穿過所述導(dǎo)管。
14.一種伴熱基層的方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1至10的任何一個(gè)的設(shè)備。
全文摘要
通過在熱絕緣層下與之熱接觸安裝的一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)、恒定瓦數(shù)電熱器，實(shí)現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)、熱絕緣基層的伴熱。金屬導(dǎo)管安裝在基層上并從其延伸穿出熱絕緣層。每個(gè)加熱器穿過導(dǎo)管從基層延伸，并連接到外部接線盒內(nèi)的電源。通過該設(shè)備，當(dāng)其通過基層的熱絕緣層時(shí)沿恒定瓦數(shù)加熱器的長(zhǎng)度產(chǎn)生的熱量可以通過導(dǎo)管體安全地耗散。
文檔編號(hào)F16L53/00GK1759636SQ200480006289
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者歐文·施坦策爾, 迪特爾·施波尼茨 申請(qǐng)人:泰科熱量控制有限公司