專利名稱：防垢電加熱管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電加熱元件，尤其涉及防止表面結(jié)塘的電加熱管。
背景技術(shù)：
目前電熱水器的應(yīng)用日趨普及，為使用者帶來較多便利，電熱水 器的產(chǎn)量明顯增加，為生產(chǎn)廠家?guī)碡S厚利潤。但電加熱器長期未能 解決的問題是在使用過程中電加熱管的表面出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，導(dǎo)致加 熱元件的工作溫度高、使用壽命降低、導(dǎo)熱慢等問題，造成電熱水器 整體使用性能下降。為此各生產(chǎn)廠商利用各種方法，如采用不銹鋼、 銅材、搪瓷、高分子材料等做為與水接觸的外表層，甚至在表面鍍金， 但均未達(dá)到理想效果，電加熱管表面結(jié)垢現(xiàn)象仍無法消除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種防垢電加熱管及其制備方法，能夠有效 消除表面結(jié)垢現(xiàn)象，改善工作環(huán)境，提高工作效率。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)防垢電加熱管主要由加熱源、絕緣層及外表層三層 構(gòu)成，加熱源位于中間，絕緣層位于加熱源與外表層之間，將加熱源 與外表層隔離開，外表層采用鈦或鈦合金材料，表面鍍有含有貴金屬 釕、鈀的化合物防垢層，防垢層構(gòu)成的主要成分為釕、鈀、鎳、鈷及 鑭系元素，其含量的重量比為，釕鈀鎳鈷鑭系元素=(0.2~0.7 ) :(0.2 0.6):(0.1~0.6):(0.05~0,1):(0.05~0.3)。
上述的防垢層中所包含的鑭系元素為釤、鈽、鏑、鐿。 上述的防垢電加熱管所采用鈦或鈦合全材料，鈦的純度為不低于 99wt%;鈦合金材中鈦的含量不低于90wt。/。，其余量為鋁或/和釩。
本發(fā)明中的防垢電加熱管在制備過程中，加熱源、絕緣層置于外 表層中，加熱源位于中間，絕緣層將加熱源與外表層隔離開；鍍液按 防垢層主要成分的重量比例進(jìn)行配比，鍍液主要由氯釕酸、氯化鈀、 鑭系稀土鹽、硫酸鎳、硫酸鈷、次磷酸鈉、硼氫化鈉混合形成；在外 表層表面進(jìn)行鍍層，將防垢電加熱管放入按比例調(diào)配的鍍液中，將鍍 液升溫至50~100°C，浸入電加熱管，時(shí)間20 卯min，再經(jīng)過再經(jīng)退 火處理，溫度控制為300 680'C，取出，在外表層表面即得防塘層。 所述的鍍液中的次磷酸鈉、硼氫化鈉的重量為其他金屬鹽重量的 1 1.9倍。
上述鍍液中的鑭系稀土鹽可以為硝酸釤或氯化鈽或硝酸鏑或硝 酸鐿等。
在鍍液中還可添加穩(wěn)定劑，如乙酸鈉、乳酸、檸檬酸等。 本發(fā)明所制作的防垢電加熱管結(jié)構(gòu)合理，外表層以鈦或鈦合金為 基材，其表面附著含貴金屬的防垢層，兩者有效結(jié)合，既能提高防腐 性能，又能夠防止表面結(jié)垢，保證電熱水器的使用效果。經(jīng)過多次實(shí) 驗(yàn)表明貴金屬防垢層與不銹鋼、銅材、搪瓷、高分子材料等不能有效 結(jié)合，因此僅本發(fā)明的防垢電加熱管才能徹底解決結(jié)坭問題。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、 防止結(jié)垢，熱效率高，節(jié)電節(jié)能；
2、 耐熱性能好，適用溫度可高達(dá)20(TC;
3、 適用范圍廣，能夠適用于淡水、堿水、酸性水或含氯離子
的水等，對(duì)環(huán)境的要求低。 本發(fā)明的防垢電加熱管可適用于各種電熱水器，尤其適用于容積 式的電熱水器。


圖1是本發(fā)明的防垢電加熱管的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的防垢電加熱管的結(jié)構(gòu) 及制備方法做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
如圖l所示的防垢電加熱管，主要由加熱源l、絕緣層2及外表 層三層3構(gòu)成，加熱源l位于電加熱管中間，絕緣層2位于加熱源1 與外表層3之間，外表層3采用純鈦材，純度為99wt。/。，在其表面 鍍防垢層4，在鍍防垢層4時(shí)，將由氯釕酸、氯化鈀、硫酸鎳、硫酸 鈷、硝酸鐿、次磷酸鈉、硼氫化鈉按一定量混合形成鍍液，鍍液按形 成防垢層4的成分進(jìn)行配比，防垢層4中的主要成分的重量比例為釕 鈀鎳鈷鐿=0.2: 0.5: 0.1: 0.07: 0.2，鍍液中次磷酸鈉、硼氫化鈉 的重量為其他金屬鹽重量的1倍。在施鍍過程中，將鍍液加熱至50 'C后，將電加熱管浸入進(jìn)行化學(xué)鍍，形成防垢層4，且防標(biāo)層4與外 表層3有效牢固結(jié)合，鍍20分鐘，以達(dá)到最佳效果的防標(biāo)層4，再
經(jīng)退火處理，溫度控制為300'C。覆有防垢層4的電加熱管能夠有效
防止結(jié)垢及腐蝕。
實(shí)施例2
如圖l所示防垢電加熱管，其外表層3還可采用鈦合金材料，其 中含鈦量為90wt。/。，余量為釩。在其表面鍍防垢層4，采用方法與實(shí) 施例1相似。將由氯釕酸、氯化鈀、硫酸鎳、硫酸鈷、硝酸釤、次磷 酸鈉、硼氫化鈉按一定量混合形成鍍液，其中還添加少量乙酸鈉。鍍 液按形成防垢層4的成分進(jìn)行配比，防垢層4中的主要成分的重量比 例為釕鈀鎳鈷釤=0.5: 0.2: 0.4: 0.1: 0.05，鍍液中次磷酸鈉、 硼氫化鈉的重量為其他金屬鹽重量的1.3倍。在施鍍過程中，將鍍液 加熱至70'C后，將加熱管浸入進(jìn)行化學(xué)鍍，形成防垢層4，且防招層 4與外表層3有效牢固結(jié)合。鍍40分鐘，以達(dá)到最佳效果的防街層4， 再經(jīng)退火處理，溫度控制為450'C。在應(yīng)用過程中本實(shí)施例中的防垢 電加熱管具有與實(shí)施例1同樣的效果。 實(shí)施例3
如圖1所示防垢電加熱管，外表層3采用鈦合金材料，其中含鈦 量為95wt。/。，余量為釩和鋁。在其表面鍍防垢層4。將由氯釕酸、氯 化鈀、硫酸鎳、硫酸鈷、氯化鈰、次磷酸鈉、硼氫化鈉按一定量混合 形成鍍液，其中還添加少量檸檬酸。鍍液按形成防垢層4的成分進(jìn)行 配比，防垢層4中的主要成分的重量比例為釕鈀鎳鈷鈰=0.7:
0.6:0.6:0.05:0.3，鍍液中次磷酸鈉、硼氫化鈉的重量為其他金屬鹽重 量的1.6倍。在施鍍過程中，將鍍液加熱至IO(TC后，將加熱管浸入
進(jìn)行化學(xué)鍍，形成防垢層4，且防垢層4與外表層3有效牢固結(jié)合。 鍍60分鐘，以達(dá)到最佳效果的防垢層4，再經(jīng)退火處理，溫度控制 為520°C。在應(yīng)用過程中本實(shí)施例中的防垢電加熱管具有與實(shí)施例1 同樣的效果。 實(shí)施例4
如歐l所示防垢電加熱管，外表層3采用鈦合金材料，其中含鈦 量為97wt。/。，余量為鋁。在其表面鍍防垢層4。將由氯釕酸、氯化鈀、 硫酸鎳、硫酸鈷、硝酸鏑、次磷酸鈉、硼氫化鈉、乙酸鈉按一定量混 合形成鍍液，其中還添加少量乳酸。鍍液按形成防坭層4的成分進(jìn)行 配比，防垢層4中的主要成分的重量比例為釕鈀鎳鈷鏑=0.6: 0.3: 0.5: 0.06: 0.1，鍍液中次磷酸鈉、硼氫化鈉的重量為其他金屬鹽重 量的1.9倍。在施鍍過程中，將鍍液加熱至80'C后，將加熱管浸入進(jìn) 行化學(xué)鍍，形成防垢層4，且防垢層4與外表層3有效牢固結(jié)合，鍍 90分鐘，以達(dá)到最佳效果的防垢層4，再經(jīng)退火處理，溫度控制為 680°C。在應(yīng)用過程中本實(shí)施例中的防垢電加熱管具有與實(shí)施例1同 樣的效果。
權(quán)利要求
1、一種防垢電加熱管，主要由加熱源、絕緣層及外表層三層構(gòu)成，加熱源位于中間，絕緣層位于加熱源與外表層之間，將加熱源與外表層隔離開，其特征是外表層采用鈦或鈦合金材料，表面鍍有含有貴金屬釕、鈀的化合物防垢層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防垢電加熱管，其特征還在于防垢 層構(gòu)成的主要成分為釕、鈀、鎳、鈷及鑭系元素，其含量的重量比例 為， 釕鈀鎳鈷鑭系元素 =(0.2~0.7) :(0.2~0.6):(0.卜0.6):(0.05~0.1):(0.05~0.3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防垢電加熱管，其特征還在于鈦合 金材料中鈦的含量不低于90wt。/。，余量為鋁或/和釩。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防垢電加熱管，其特征還在于鈦材的純度不低于99wt%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防垢電加熱管，其特征還在于防垢層中所包含的鑭系元素為釤、鈰、鏑、鐿。
6、 制備權(quán)利要求1所述的防垢電加熱管的方法，其特征是1) 將加熱源、絕緣層置于外表層中，加熱源位于中間，絕緣層將加熱源 與外表層隔離開；2)鍍液按防垢層主要成分的重量比例進(jìn)行配比， 主要由氯釕酸、氯化鈀、硫酸鎳、硫酸鈷、鑭系稀土鹽、次磷酸鈉、 硼氫化鈉混合形成；3)在外表層表面進(jìn)行鍍層，將防垢電加熱管放 入按比例調(diào)配的鍍液中，將鍍液升溫至50~100°C，浸入電加熱管， 時(shí)間20 卯min,再經(jīng)過再經(jīng)退火處理，溫度控制為300~680°C，取出， 在外表層表面即得防垢層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防垢電加熱管的制備方法，其特征還 在于鍍液中次磷酸鈉、硼氫化鈉的重量為其他金屬鹽重量的1~1.9倍。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防垢電加熱管的制備方法，其特征還 在于鍍液中的稀土鹽可以為硝酸釤或氯化鈰或硝酸鏑或硝酸鐿。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防垢電加熱管的制備方法，其特征還 在于在鍍液中還可添加穩(wěn)定劑。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的防垢電加熱管的制備方法，其特征還在于穩(wěn)定劑為乙酸鈉、乳酸或檸檬酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防垢電加熱管及其制備方法，屬于電加熱器中的加熱元件。它主要由加熱源、絕緣層及外表層三層構(gòu)成，加熱源位于中間，絕緣層位于加熱源與外表層之間，將加熱源與外表層隔離開，外表層采用鈦或鈦合金材料，表面鍍有貴金屬化合物防垢層。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，制備方法簡便，防垢、防腐，解決了長期使用時(shí)電加熱管積垢的難題，成為改善現(xiàn)有電熱水器性能，提高熱效率的最佳選擇。
文檔編號(hào)H05B3/10GK101102627SQ20061008955
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者李文祥, 江小平, 許建中 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院