板式加熱器及其製造方法
2023-09-19 14:30:25 1
專利名稱：板式加熱器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱器，更具體地說涉及一種板式加熱器及其制 造方法。
背景技術：
傳統板式加熱器在被通電時產生熱量，不但清潔以及不會引起空 氣汙染，而且它們的溫度可以很容易地調節並且無噪音。所以，它們 廣泛用於墊子和床、床墊、電熱被子和電熱毯、以及公寓、普通住所 中住宅使用的加熱裝置等等。此外，它們還用於商業建築例如辦公室 和商店的加熱器，用於車間、倉庫和營房的工業加熱器，以及用於工 業用途、農業設備例如用於農業產品的溫室和乾燥系統的各種其它的 加熱器，以及各種防凍系統例如用於融雪和防止街道、停車樓結冰的 裝置。它們還應用於娛樂用途、防寒、家用電器，用於防止在鏡子和 玻璃上形成蒸汽的裝置、保健、畜牧業等等。
圖1是現有技術的板式加熱器的結構示意圖。參照圖1，加熱器 大體上按有規則的間隔配置的梯子形狀的多個加熱管線(11)構成， 藉助於所述加熱管線(11)進行加熱。由位於加熱管線(11)每一端
的載流膜(12)供電，透明膜(13)覆蓋所有的加熱管線(11)和載 流膜(12)。在這種情況下，透明膜(13)配置成覆蓋加熱管線(11) 和載流膜(12)的頂部和底部。
在圖l的現有裝置中，加熱管線(11)由碳製成，載流膜(12) 設置成由銅或銀製成的薄膜的形式。載流膜(12)和加熱管線(11) 利用導電粘合劑彼此連接在一起。透明膜(13)由聚乙烯(PET)制 成。
圖1所示的板式加熱器的製造方法如下
首先，使用採用導電油墨(加熱材料)的印刷機在透明PET膜上印刷加熱管線(11),所述加熱管線(11)配置成梯子形狀圖案。
接下來，用導電粘合劑來連接由銅或銀製成的薄的載流膜(12)， 使相鄰加熱管線(11)的端部相連接。
此後，利用乾式層壓方法、特別是粘附方法將透明膜(13)連接 到加熱管線(11)的表面和載流膜(12)上。
在圖1所示的板式加熱器的實施例中，加熱器配置成通過梯子形 狀的加熱管線(11)產生熱量。但是，現有的板式加熱器實質上具有 管式加熱器的形式，而不是提供全表面加熱的板式加熱器。具體地說， 熱只是產生於施加有加熱材料的加熱管線(11 )，而不是在加熱器的整 個表面都產生熱量。
所以，只在加熱管線(11)上才產生熱量的加熱器具有加熱效果 急劇降低的缺陷。
此外，在現有技術中，由於載流膜中電阻器本身的限制以及對載 流膜(12)中所用的導電粘合劑的快速碳化現象的擔憂，不可能在加 熱區域產生50。C或更高的溫度，也不可能長時間地使用這樣的加熱裝 置。因此，在現有的加熱器中，優選使用粗的金屬線段，它們被切割 成近似為1米或1米以下的長度，並通過低溫釺焊或粘附連接在一起， 以使加熱元件彼此連接在一起。
此外，在現有技術中，由於只有在印刷有加熱元件的區域才能導 電和加熱，所以必須產生較高的溫度才能將熱量傳遞給整個裝置，這 導致載流區域和載流膜過載。因此，由於載流膜上所使用的導電粘合 劑的碳化現象，所以功能快速下降，存在由載流膜或導電印刷部件的 加熱引起著火的高風險。
此外，在現有技術中，必須使用切割成特定長度(大約 40cm-100cm)或以上的粗金屬線進行連接，例如在水泥上鋪設瓷磚的 大面積的建設項目中，這使得連接極其複雜，因此需要大量人力。
此外，在現有技術中，由於只有在導電印刷區域才發射遠紅外線， 相對於要加熱的整個面積，實際輻射量減少了一半。當使用現有方法 時，由於產生熱量和沒有產生熱量的區域明顯地分開，這樣就不能實現均勻加熱，所以必須用能夠可靠地導熱的熱導體來覆蓋加熱元件。 並且，由於沒有辦法處理加熱元件中產生的感應電流，必須承擔由靜 電引起的損壞問題。另外，由於載流板的面積很大，它產生大量的電 磁波。
最後，由於使用粘合劑將載流膜固定就位的這種粘附，而需要使 用儘可能厚的膜。
發明內容
本發明的目的是通過提供一種在加熱器的整個表面上可以均勻地 產生熱量的板式加熱器及其製造方法，解決如上所述現有技術的這些 問題。
下面參照附圖解釋本發明，這些附圖示出了本發明的優選實施例， 以便足夠詳細地解釋本發明，使得具備本發明技術領域的常識的人員 能夠使用在此提供的技術信息，容易地實施本發明。
在下文中，披露了與具有管式加熱元件構造的板式加熱器不同的 在整個表面上都產生熱量的全表面板式加熱器。
為了實現上述目的，本發明的板式加熱器包括由連接在一起的第
一外覆蓋物和第一中間層構成的上部件以及由連接在一起的第二外覆 蓋物和第二中間層構成的下部件，加熱元件放置在所述上部件與下部
件之間，電線層壓在所述加熱元件的表面上。
用於製造本發明的板式加熱器的方法包括下列步驟製造由相連 接的外覆蓋物和中間層構成的上部件和下部件；在上述下部件的整個 表面的上部分施加加熱元件；通過層壓到上述加熱元件的端部，連接 用於供給電能的導線，以及將施加有加熱元件的上述下部件與上述上 部件相連接。
圖l是現有技術的板式加熱器的結構圖； 圖2是根據本發明的實施例的板式加熱器的平面圖； 圖3a是根據本發明的實施例的板式加熱器的結構圖； 圖3b是本發明的板式加熱器的最後製造完工圖；以及圖4是根據本發明的實施例的板式加熱器的應用實例的圖示。 本發明主要部件的附圖標記的解釋
100上部件
101第一外覆蓋物
102.第一中間層
200.下部件
201.第二外覆蓋物
202第二中間層
300碳化合物
400電線
具體實施方式
圖2顯示了根據本發明的實施例的板式加熱器的平面圖，圖3a 是板式加熱器的結構圖，圖3b是板式加熱器的最後製造完工圖。 下面參照圖2、 3a和3b進行解釋。
根據本發明的實施例的板式加熱器包括上部件(IOO)，其包括 連接在一起的第一外覆蓋物(101 )和第一中間層(102 );下部件(200 ), 其由連接在一起的第二外覆蓋物(201)和第二中間層(202)構成； 放置在上部件(100)和下部件(200)之間的碳化合物(300);和電 線(400)，其熔接在熱量產生層(300)的表面上。
在這種情況下，碳化合物(300)將電能轉化成熱能，從而發射遠 紅外線。
此外，第一中間層(102)和第二中間層(202 )充當阻斷來自產 生熱量的碳化合物(300)的電流並保持裝置原來的形狀的主要部件， 從而構成一種用於改善碳化合物(300)的印刷的絕緣材料。
另一方面，第一外覆蓋物(101)和第二外覆蓋物(202)充當阻 斷來自碳化合物(300)的電流並保持裝置原來的形狀的次要部件，它 們形成表面可印刷的聚烯烴類材料的外覆蓋物。
最後，僅僅通過層壓，無需使用膠粘劑，將電線(400)固定在栽 流膜(載流線)的適當位置上。電線(400)可以是由導電材料例如銅
7製成的扁平條，或者可以是被壓成大體上扁平形狀的編織線。
在用於製造本發明的板式加熱器的方法中，首先，製造由第一外
覆蓋物(101)和第一中間層(102)構成的上部件(100)和由第二外 覆蓋物(201)和第二中間層(202 )構成的下部件(200)。在這種情 況下，分別構成上部件和下部件的一方面的第一外覆蓋物(101)和第 二外覆蓋物(201)以及另一方面的第一中間層(102)和第二中間層 (202)由相同材料構成，所以在下面的解釋中，只描述第一外覆蓋物 和第一中間層。
在第一外覆蓋物(101)中，考慮到耐熱性、保熱性和尺寸穩定性， 選擇由聚乙烯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍等在150。C或以下溫度不 會出現變形的材料構成的樹脂膜作為膜，由於它們的耐用性、耐熱性、 透明度、印刷性等等。這些膜被用作板式加熱器最外部分的外覆蓋物， 在這些膜的背部可以印刷標識和廣告標語。
此外，在傳統的板式加熱器或管式加熱器中不會有第二中間層 (102)。在傳統的板式加熱器或管式加熱器中，外覆蓋物膜利用粘合劑 (乾式層壓)直接連接到熱量產生層上而沒有中間層，這在有關加熱器 本身的絕緣性能和保熱性能方面引發很多問題，並在穩定性方面導致 相當嚴重的問題，由於電穩定性方面的這些問題，時常存在著火的危 險。
考慮到已有乾式層壓方法帶來的問題，為了彌補這些缺陷，提高 電氣紙緣性能和保熱性能，增強穩定性，可以選擇無紡布(non-woven fabrics),例如聚乙烯、聚丙烯、紙或棉織品，用作第一中間層(102)。 這些材料通常的使用寬度在大約50cm到大約200cm，並且必須在 150'C溫度時不出現變形。
如上所述，第一外覆蓋物(101)和第一中間層(102)相連接以 製造上部件(IOO)，用於連接的樹脂是熔點為10(TC-17(TC的聚烯烴樹 脂，在300。C熔化該樹脂，並個別地或者組合地進行擠出塗覆，以連 接和製造上部件(100)。
利用上述的方法，接著連接第二外覆蓋物(201)和第二中間層(202)，以製造下部件(200)。
另一方面，用於連接外覆蓋物和中間層(擠出層壓)的擠出塗覆 方法完全不同於在現有技術中在製造所有的板式加熱器或管式加熱器 時用於粘附的乾式層壓方法。
如上所述，所述上部件(100)由最外面的覆蓋物(101)和中間 層(102)構成，在其表面上印刷有公司標識或標語，所述下部件(200) 在使用時展開在地面上，不帶有任何標語。在製造上部件(100)和下 部件(200)之後，將碳化合物材料(硬化形式)放置在下部件(200) 的表面上，而考慮到第二碳化合物(300)的傳導率和生熱性能，根據 凹板印刷輥的網目尺寸必須為80#-150#的要求，藉助於凹板印刷，層 壓第二碳化合物(300 )，以及將網格印刷表面的寬度調節成 50cm-200cm，以與加熱寬度相符。
通常用於製造加熱器的印刷方法一直採用絲網印法，以及由於不 可能通過絲網印法進行層壓印刷，要使用粘性大的油墨，以及在採用 絲網印法印刷之後，最外面的覆蓋物通過乾式層壓方法連接。然而， 必須通過粘度調節傳導率的程度和熱量，精確地執行這樣的調節是非 常困難的。因此，只能製造很簡單的產品類型。
如果為了補償這一點而使用凹板印刷，如本發明的情況一樣，必 須考慮碳複合物(300)的濃度和層壓厚度，根據用戶需求和所討論的 應用，可以執行單一的或多樣的層壓。通過調節印刷輥的網目尺寸， 可以進行更加精確的調節。在這種情況下，重要因素是，在網目尺寸 為80或以下時，油墨將形成汙斑，難以進行精確的產品製造，而在網 目尺寸為150以上時，油墨不會提供充足的覆蓋，使得不可能製造該 產品。因此，在本發明的凹板印刷中，在任何情況下，製造都必須在 網目尺寸為80#-150#時進行。這樣做的話，在任何情況下，都可以根
據需要調節傳導率和熱量大小。
如上所述， 一旦製造完成上部件(100)和下部件(200)，並將碳 化合物(300 )施加在下部件(200 )上，就可以連接上部件(100 )和 下部件(200),以完成板式加熱器和銅板最終產品，銅板最終產品可選地其上具有用於掩埋載流電線或載流編織線(400)的鑽孔，所述載流電線或載流編織線(400)具有2-3mm或以上、優選為2-2.3mm的總直徑，並由IO股或以上的細絞合銅線構成。所述載流電線或載流編織線(400)在層壓碳化合物(300)的端部，必要時在層壓碳化合物(300)的中部連接起來，與所使用的聚烯烴樹脂熔合，並通過擠出層壓方法相連接和完成。
在本發明中，為了解決已有板(管)式加熱器的缺陷，即解決由使用導電粘合劑粘附載流膜引起的問題，僅僅通過層壓，無需使用膠粘劑，將電線(400)固定在適當位置上，為此，總直徑為大約2-3mm或以上的電線(扁平條電線或編織(絞合)細電線)被處理，以將其壓縮成儘可能平的形狀，然後再使用。其被處理成扁平形狀，以使粘附到碳化合物(300)的施加表面上的表面較寬，或者在製造期間，使從表面突出的任何區域減少至最小，以便保持美觀舒適的外觀。
如上所述，根據所討論的施加情況，可以調節總寬度。具體地說，通過調節電線(400)的厚度，不通過切割，就可以製造具有l米或以上(高達100米或以上)的最小構造寬度的產品。
雖然板式加熱器的寬度必須是大的，但是，如果在要求高溫的情況下使用，則可以使用具有較大厚度的電線。交流電(AC)或者直流電(DC)都可以用作工作電壓，電壓範圍優選為6V到400V。此夕卜，傳導率是0-102，電阻是0-900ft，碳化合物的施加厚度是10-100nm，熱量產生寬度是50-200cm,遠紅外輻射百分率是87.5%。
本發明板式加熱器的碳化合物(遠紅外輻射導電油墨)的大致成分是30.4%的聚氨酯聚合物(Urethane polymer)樹脂、15.6%的導電粉末(例如碳聚合物)、4。/。的添加劑(例如粘合劑)和50%的稀釋溶劑(例如水或稀釋劑)。
圖4示出了根據本發明的實施例的板式加熱器的應用實例。也可以製造此處提出的尺寸之外的其它尺寸。
如圖4所示，如果板式加熱器的總寬度是100cm，通電時產生熱量的部分(B)是45cm，通電時不產生熱量的部分(C)是47cm，則既不載流又不產生熱量的剩餘部分(D)的寬度為1.5cm。
如果只需要整個寬度的一半，則可以在中間(E)切割產品而使用。從電氣觀點來看，這不會造成任何問題。
在本發明中，如上所述，由於電流和熱量容易地在整個表面上產生，與管式加熱器相比，使用一半的熱量就可以均勻地加熱整個表面，所以不管怎樣都不存在浪費，並且可以製造作為載流區域的薄厚度的電線，所述薄厚度取決於所述施加和所討論的表面積的需要。
另外，由於在電線上沒有使用粘合劑，碳化現象出現的可能性會隨著時間的推移而變低，而且由於可以調節電線的厚度，不存在由加熱而引起的著火危險。
因為使用本發明無需切割或連接，所以操作簡單容易，與管式加熱器相比，根據總表面面積，產生的熱量和遠紅外輻射可以增加近似2倍。
此外，由於不需要其它熱電導體，例如可以在覆蓋有層壓紙的地板上使用本發明。如果在加熱器上產生感應電流，通過屏蔽以及使該裝置接地，可以完全消除該電流。
生成的電磁波也很低，碳化合物事實上沒有任何損壞地吸收電磁波。
由於在擠出層壓法中使用了聚烯烴樹脂而不是粘合劑，可以根據應用和所討論的要求，選擇載流銅膜的厚度，並且可以製造大寬度的產品(寬度高達比現有技術中的管式加熱器大5倍)。
用於本發明的板式加熱器的碳化合物中的碳已知具有多種應用和性質，不但提供了有關熱量的優點，而且還提供了有關遠紅外輻射的優點，以及各種效果，例如吸收電磁波、除臭、吸收重金屬、產生遠紅外輻射、調整溼度、消除細菌、防止農藥和酸化影響以及產生負離子。
當使用碳作為如上所述的熱量產生物質時，通過電阻加熱元件，使用微弱的電能，就可以獲得高的熱量，從而允許在面向未來的能量應用中使用。例如，本發明可以應用於這樣的區域，例如培育稻穀和蔬菜的秧苗等等、乾燥(遠紅外乾燥殺菌作用和乾燥後再溼潤時80%恢復原始形狀)、蘑菇栽培、畜牧業、床鋪(健康床和地板墊)、建築(加熱材料)和食品(烤肉和魚的家庭食品加工)等等。
下表1顯示了用於根據本發明的實施例的板式加熱器的各種加熱材料的能量消耗的比較表。
表1
深夜功率消耗配電板城市煤氣鍋爐LPG板式加熱器
每一衝'加熱成本5，998211,4566,50011,05011,4004,754
月消耗102kw167kw13m317升12kg69.3kw
上表是基於30天為周期，每天運行8小時，室外溫度保持在0°C，室內溫度保持在22°C。
注1. 一坪(pyong)等於3.954平方碼。2.朝鮮圓
從表l中可以看到，在使用板式加熱器的情況下，每一衝的加熱成本顯著減少，與使用同樣單位的月深夜功率消耗(late-night powerconsumption)相比，可以實現差不多 一半的減少。
雖然根據優選的實施例已經給出了本發明技術構思的具體解釋，但是應當指出，上述實施例僅僅是作為解釋而給出的，而不是對本發明的限制。此外，本發明領域的技術人員應當明白，很多實施例都可能落在本發明技術構思的範圍之內。
由於本發明提供了一種具有全表面加熱器結構的板式加熱器，所以使得增加產生的熱量或遠紅外輻射量成為可能。
此外，由於本發明通過擠出層壓法而不是使用粘附方法連接載流膜，所以使得製造具有較大寬度的產品成為可能。工業實用性
本發明的板式加熱器廣泛用於墊子和床、床墊、電熱被和電熱毯以及公寓、普通住所中住宅用的加熱裝置等等。此外，它們還用於商業建築例如辦公室和商店的加熱器，用於車間、倉庫和營房的工業加熱器，以及用於工業用途、農業設備例如用於農業產品的溫室和乾燥 系統的其它各種加熱器中，以及各種防凍系統例如用於融雪和防止街 道、停車樓結冰的裝置。它們還應用於娛樂用途、防寒、家用電器， 用於防止在鏡子和玻璃上形成蒸汽的裝置、保健和畜牧業等等。
在已經描述了本發明後，我要求如下的
權利要求
權利要求
1.一種板式加熱器，其包括由相連接的第一外覆蓋物和第一中間層構成的上部件；由相連接的第二外覆蓋物和第二中間層構成的下部件；放置在上部件與下部件之間的加熱元件；和層壓在加熱元件的兩端的表面上的電線。
2. 如權利要求1所述的板式加熱器，其中，加熱元件是碳化合物。
3. 如權利要求2所述的板式加熱器，其中，碳化合物由聚氨酯聚 合物樹脂、導電粉末、添加劑和稀釋溶劑的混合物構成。
4. 如權利要求l所述的板式加熱器，其中，第一中間層和第二中 間層由無紡布、紙或棉構成。
5. 如權利要求1所述的板式加熱器，其中，第一外覆蓋物和第二 外覆蓋物選自聚乙烯、聚丙烯和尼龍。
6. —種用於製造板式加熱器的方法，包括 製造由相連接的外覆蓋物和中間層構成的上部件和下部件；在下部件的整個表面的上部分施加加熱元件；和通過層壓，將用於供給電能的電線連接到加熱元件的端部；以及將施加有加熱元件的下部件連接到上部件。
7. 如權利要求6所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，使用熔點從大約100。C到大約170。C的聚烯烴樹脂，通過擠出層壓法，進行外覆蓋物和中間層的連接。
8. 如權利要求6所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，通過 凹版層壓印刷，進行加熱元件的施加。
9. 如權利要求8所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，利用 網目尺寸為大約80#到大約150#的凹板印刷輥進行凹版層壓。
10. 如權利要求6所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，利 用聚烯烴樹脂進行熔接，來實施電線的粘附。
11. 如權利要求6所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，調節電線的厚度，以無需切割地製造寬度為l米或以上的產品。
12. 如權利要求6所述的用於製造板式加熱器的方法，其中，所 使用的層壓工藝是擠出層壓法。
13. 如權利要求1所述的板式加熱器，其中，電線為扁平條或為 被壓成大體上扁平形狀的編織線。
14. 如權利要求5所述的板式加熱器，其中，第一外覆蓋物和第 二外覆蓋物選自聚乙烯、聚丙烯和尼龍膜。
15. 如權利要求14所述的板式加熱器，其中，在第一外覆蓋物上 進行印刷。
16. 如權利要求1所述的板式加熱器，其中，電線為扁平線或為 被壓成大體上扁平形狀的編織線。
17. 如權利要求16所述的板式加熱器，其中，電線為被壓成大體 上扁平形狀的、總直徑為3mm或以上的編織線。
全文摘要
本發明提供了一種設計成允許在加熱器的整個表面上均勻地產生熱量的板式加熱器，其包括由連接在一起的第一外覆蓋物和第一中間層構成的上部件以及由連接在一起的第二外覆蓋物和第二中間層構成的下部件，加熱元件放置在所述上部件與下部件之間，電線層壓在所述加熱元件的兩個端表面上。
文檔編號H05B1/00GK101496445SQ200680033428
公開日2009年7月29日 申請日期2006年7月7日 優先權日2005年7月12日
發明者徐泰錫 申請人:碳熱公司