專利名稱：電熱膜電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)熱元件，特別是電熱膜的電極。
市場上供應(yīng)的加熱器具一般都用電熱絲作發(fā)熱元件。目前國內(nèi)外已研制成功一種新型的電發(fā)熱材料-電熱膜。用它代替電熱絲作為發(fā)熱元件既可節(jié)約大量鎳鉻貴金屬，降低電熱元件成本，又可大幅度提高熱效能，降低能耗。然而，電熱膜需通過設(shè)置于膜層一面上的電極才能通電作功發(fā)熱。根據(jù)電熱膜使用的溫度范圍不同，制作相應(yīng)的電極的組分也應(yīng)不同，從而有無機電極和有機電極之分，它們能耐不同程度的高溫。電熱膜型加熱器具的加熱表面不外乎矩形或圓形，在其加熱表面先用噴涂法覆蓋一電熱膜層，然后在其上部分涂覆有機或無機電極膠，經(jīng)自然晾置及固化，將固化后形成的電極與電源線連接;也可先在加熱表面上部分涂覆無機電極膠，經(jīng)自然晾置及固化，再用噴涂法使電熱膜層覆蓋包括電極的加熱表面，最后在電熱膜層上對應(yīng)電極的部位設(shè)置電源線。一般的電熱膜都設(shè)置兩個電極，并且，對于同一電熱膜，其電阻是恒定的，故由它作為發(fā)熱元件的加熱器具的電功率也是不可變的。然而，電極的制作，尤指其在膜層上的分布、形狀，相對位置和數(shù)目等對于電熱膜的性能、特別是耐熱溫度和電功率具有相當(dāng)大的影響。因而，這是關(guān)于電熱膜技術(shù)的一個重要的研究課題。
于是，本發(fā)明的目的在于揭示一種電熱膜電極的制作工藝，使由此制成的電極不僅能耐所需的不同程度的高溫，還能提高耐熱溫度，尤其是使設(shè)置該電極的電熱膜具有可調(diào)的電功率或具有盡可能大的電功率。
本發(fā)明是這樣來完成的使兩個電極呈塊形或線形地對置于矩形電熱膜層的兩側(cè)邊并與之基本等長或?qū)χ糜趫A形電熱膜層上并切割該圓形膜層，或呈環(huán)形設(shè)置于圓形電熱膜外緣和靠近圓心部位而成為兩個同心圓環(huán)形電極，使兩極間距離保持相等，如此可充分利用整個電熱膜，使之有盡可能大的電功率，并保證各部分的電熱膜發(fā)熱均勻，大大延長電熱膜及電極的耐熱溫度和使用壽命。為了使電熱膜的電熱功率可調(diào)，在上述矩形或圓形電熱膜層的兩個塊形或線形電極間平行地設(shè)置若干根線形電極，其長度為能切割電熱膜層，或在上述圓形電熱膜層的兩個同心圓環(huán)形電極間設(shè)置若干個與上述兩個同心圓環(huán)同心的圓環(huán)形電極，并且使相鄰電極間的距離處處相等。對于上述加熱表面先涂覆電熱膜層再設(shè)置電極的加熱器具和先設(shè)置電極再涂覆電熱膜層的加熱器來說，所有的電極是分別設(shè)置于電熱膜層朝向空間的一面和設(shè)置于朝向加熱表面的一面。如此，通過各個電極電源線的不同連接方式便可從同一定值電阻的電熱膜層上獲得不同的較低的電阻，從而得到不同的電功率。因而既節(jié)約了施膜材料，大大降低了施膜成本和時間;又解決了施膜工藝的一致性問題。并且，由這種設(shè)置多個電極的電熱膜作為發(fā)熱元件的電熱器具有可調(diào)溫的優(yōu)點，使之應(yīng)用更廣泛、方便。
下面對本發(fā)明加以詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖對電極在電熱膜層上的布局加以具體說明。


圖1至圖5是兩個電極在不同形狀的電熱膜上的分布的實施例。
圖6、7是多個電極在不同形狀的電熱膜上分布的實施例。
電熱膜的電極必需既有良好的導(dǎo)電性能，又有良好的粘接性能，所以它的組分主要是粘接劑和導(dǎo)電填料，加以固化劑和溶劑，根據(jù)要求電熱膜耐溫的程度，電極可分為以有機樹脂作粘接劑、以銀粉作導(dǎo)電填料配制成的有機電極膠形成的有機電極和以無機玻璃料作粘接劑、以銀粉作導(dǎo)電填料配制成的無機電極膠形成的無機電極。前者能耐約200-350℃的溫度，后者能耐約700℃以上的溫度。
在以電熱膜作為發(fā)熱元件的加熱器具上，一般是先在加熱表面噴涂施膜液以形成電熱膜層，再在膜層上設(shè)置電極，方法是采用絲網(wǎng)印刷法、噴印法或直接用筆刷將有機或無機電極膠涂覆于電熱膜上特定的位置上，使自然晾置，再經(jīng)60-100℃下0.5小時的初固化、250-700℃下0.5小時的固化和150-500℃下0.5小時的后固化即形成電極。最后在電極上通過機械壓接法或高頻焊接法連接電源線，也可在電極端粘合焊接片再將電源線連接到焊接片上。
為了使涂覆電熱膜的加熱器具的加熱表面與加熱器具里的被加熱物有盡量大的熱交換面積，亦即為了充分利用整個電熱膜，電極在電熱膜上的分布、形狀、相對位置必需隨電熱膜層的形狀而變化，而電熱膜層的形狀根據(jù)電熱器具涂覆電熱膜以形成加熱表面的面的形狀一般分為矩形和圓形兩種。參見圖1至5，其中圖1所示為涂覆于矩形加熱表面上的一塊矩形電熱膜，而圖2中，電熱膜層涂覆于一個電熱杯的筒形側(cè)壁，留出一條縱向間隙不涂膜，實際上，將膜層展開，它仍為矩形。圖3至圖5為涂覆于搪瓷燒鍋底部的圓形電熱膜，它們的電極形狀和分布各異。如圖1、2所示，本發(fā)明在加熱表面1a和1b的矩形和筒形電電熱膜層2a和2b對置的兩側(cè)邊分別設(shè)置兩個塊形或線形電極3a和3b，它們與該側(cè)邊等長，圖3所示是在加熱表面1c的圓形電電熱膜層2c上對置的兩個形狀相同的弓形部位設(shè)置電極3c。圖4所示是在加熱表面1d的圓形電熱膜層2d上對置兩個相互平行的線形電極3d，它們正好切割圓形電熱膜層2d。圖5所示為在加熱表面1e的圓形電熱膜層2e上設(shè)置兩個同心圓環(huán)形電極3e，其中一個沿著圓形電熱膜的外周設(shè)置，另一個靠近圓心。
一個電熱膜，在其兩個電極位置確定以后其電阻值也便確定了。本發(fā)明為了在同一電熱膜上得到不同的電阻，從而得到不同的電熱功率，在電熱膜上已如上所述設(shè)置好的兩個電極之間再設(shè)置若干個電極，并使所有相鄰的兩電極間的距離處處相等，電極的數(shù)目由電源電壓所要求的電功率決定。圖6所示為在一矩形電熱膜上設(shè)置6根相互平行的電極的實施例。圖7所示為在一圓形電熱膜上設(shè)置四個同心圓環(huán)形電極的實施例，其中標(biāo)號4為分別設(shè)置在四根電極一端的電源線。這種多電極電熱膜適用于各種電源電壓，特別是低電壓，它可用于直流或交流的12v、24v、36v、110v和220v。
下面舉例說明多個電極的作用。如果在12v、12A的條件下設(shè)計功率為100W的電熱杯，利用常規(guī)的兩端設(shè)置電極的電熱膜作發(fā)熱元件，其R/□值應(yīng)為約1.44Ω，這就意味著膜層必需有相當(dāng)?shù)暮穸龋簿褪钦f，必需調(diào)整施膜液的配比和大大延長施膜時間才能制得足夠厚的膜層以滿足設(shè)計要求。如此，既浪費了施膜材料和時間，又難以制成均勻的高質(zhì)量電熱膜。然而，按照本發(fā)明，只需將R/□值為44.64Ω的矩形電熱膜在位于對置的兩側(cè)邊的電極間等間距地加置四條與之平行的電極，如圖6所示，并將第一、三五根電極的電源線4a連接到電源5的一極，如正極上，將第二、四六根電極的電源線4b連接到電源5的另一極，如負(fù)極上就可得到1.44Ω的R/□值，但其膜層的厚度僅為按常規(guī)方法所需要的厚度的1/31。從而顯著地減少了施膜成本和時間，并易使膜層均勻，而且，通過上述分析可見，利用多個電極電源線間的不同連接法可得到不同的電熱膜電阻，因而使電熱膜的電熱功率不同，由此可使利用該種電熱膜作為發(fā)熱元件的加熱器具具有可調(diào)溫的效果。
上面所述是在加熱器具的加熱表面先形成電熱膜層，再在電熱膜層上設(shè)置電極，然而，也可以在加熱表面上先設(shè)置電極，再涂覆電熱膜層，最后在電熱膜上對應(yīng)電極所在的部位設(shè)置電源線。在這樣的程序中，電極相對于電熱膜的分布與上面所述完全相同，不同之處僅在于電極是位于電熱膜層與加熱表面接觸的一個面上而不是位于電熱膜層另一個朝向空間的面上。
權(quán)利要求
1.一種電熱膜電極的制造工藝，它包括將有機或無機電極膠涂覆于加熱器具的加熱表面上的矩形或圓形電熱膜層的一部分上；自然晾置及固化；將固化后形成的電極與電源線連接，其特征在于，上述電極呈塊形或線形地對置于矩形電熱膜層的兩側(cè)邊并與之基本等長或?qū)χ糜趫A形熱膜層上并切割該圓形膜層，或呈環(huán)形設(shè)置于圓形電熱膜外緣和靠近圓心部位而成兩個同心圓環(huán)形電極。
2.按權(quán)利要求1所述的電熱膜電極的制造工藝，其特征在于，在上述矩形或圓形電熱膜層的兩個塊形或線形電極間平行地設(shè)置若干根線形電極，其長度為能切割電熱膜層，或在上述圓形電熱膜層的兩個同心圓環(huán)形電極間設(shè)置若干個與上述兩個同心圓環(huán)同心的圓環(huán)形電極，并且相鄰電極間的距離處處相等。
3.一種電熱膜電極的制造工藝，它包括將無機電極膠涂覆于加熱器具的矩形或圓形加熱表面的一部分上;自然晾置及固化;用噴涂法使電熱膜層覆蓋包括電極的加熱表面;在電熱膜層上對應(yīng)電極的部位設(shè)置電源線，其特征在于，上述電極呈塊形式線形地對置于矩形電熱膜層的兩側(cè)邊并與之基本等長或?qū)χ糜趫A形電熱膜層上并切割該圓形膜層，或呈環(huán)形設(shè)置于圓形電熱膜外緣和靠近圓心部位而成兩個同心圓環(huán)形電極。
4.按權(quán)利要求3所述的電熱膜電極的制造工藝，其特征在于，在上述矩形或圓形電熱膜層的兩個塊形或線形電極間平行地設(shè)置若干根線形電極，其長度為能切割電熱膜層，或在上述圓形電熱膜層的兩個同心圓環(huán)形電極間設(shè)置若干個與上述兩個同心圓環(huán)同心的圓環(huán)形電極，并且相鄰電極間的距離處處相等，上述所有的電極均設(shè)置在電熱膜層與加熱表面接觸的一面上。
全文摘要
本發(fā)明提供了發(fā)熱元件電熱膜的電極的制作工藝，它使電極數(shù)目和在電熱膜層的一面上的分布和相對位置根據(jù)內(nèi)加熱器具所決定的電熱膜的形狀及設(shè)計要求的電功率所決定，它至少為二個，呈塊形或線形地設(shè)置在矩形電熱膜層對置的兩側(cè)邊呈與該兩側(cè)邊基本等長或在圓形電熱膜層上對置并切割該圓形膜層，也可呈線形設(shè)置在圓形電熱膜外緣和近圓心部位成兩個同心圓環(huán)，其余電極在上述兩個電極間排列，相鄰電極間的距離處處相等。
文檔編號H05B3/03GK1044023SQ89100130
公開日1990年7月18日 申請日期1989年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月6日
發(fā)明者張柏洲, 朱金鳥, 孫瑞英 申請人:上海華異電熱器廠