一種厚膜加熱器的製作方法

2023-10-26 12:28:02

專利名稱：一種厚膜加熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及流體用電加熱器件技術領域，尤其涉及一種厚膜加熱器。
背景技術：
厚膜加熱技術是在一塊基板，如不鏽鋼鋼板、陶瓷、玻璃或鋁合金板上採用厚膜絲網印刷工藝，先後在基板上印刷絕緣介質、加熱電阻、導體和絕緣保護層，經高溫燒結而成的加熱器件。目前厚膜熱能印刷技術已逐漸成熟，具有導熱性能佳、散熱面積大和安全性能高的特點，因其熱效率極高被廣泛的應用在各種家電、儀器等加熱領域。但是，目前對於流體加熱的效率和性能還沒有達到完全有效利用的設計要求，如現有技術中的電熱水壺，其加熱板的一面與流體直接接觸，而另一面與外部件及空氣接觸，導致部分餘熱的浪費。又如現有技術中用來製作熱水器的厚膜加熱器，它一般採用兩塊加熱板貼合併密封，以避免加熱板上的厚膜電路與待加熱流體之間的接觸，然而加熱板一端因通電要求需與待加熱流體隔離，一般採用將設外接觸點的加熱板一端直接隔離在熱水器殼體外部，以避免漏電，這樣的設計方式在使用時設有外接觸點端的加熱板就不能與待加熱液體進行熱交換，未能充分有效的利用其熱效率，導致了部分餘熱的浪費。同時，因其部分浸入在待加熱液體中，加熱板上的工作溫度不易降低，對整個加熱器的散熱性能造成影響，不利於加熱器的長期使用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有加熱器存在加熱板工作溫度高、散熱效率低和熱效率利用率低的上述問題，提供了一種加熱板工作溫度較低、散熱效率高、熱效率利用率高和使用壽命長的一種厚膜加熱器。為解決上述問題，本發明的技術方案是:—種厚膜加熱器，包括具有導熱性能的第一加熱基板和第二加熱基板，第一加熱基板和第二加熱基板的一面上均印製有厚膜電路，厚膜電路設有用於外接導線的外接觸點，第一加熱基板印製有厚膜電路的一面與第二加熱基板印製有厚膜電路的一面相對貼合，兩塊加熱基板在邊緣處密封連接，所述第一加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第二加熱基板上厚膜電路走線的第一凹槽，第一凹槽貼合在第二加熱基板的外接觸點上，第二加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第一加熱基板上厚膜電路走線的第二凹槽，第二凹槽貼合在第一加熱基板的外接觸點上；所述第一凹槽和第二凹槽上均設有出線孔，出線孔上連接有用於傳遞導線的導管，導管的另一端連接有用於厚膜加熱器安裝固定的法蘭盤。相比較於現有技術，本發明的一種厚膜加熱器將兩塊加熱基板相對貼合密封，並分別在兩塊加熱基板上壓鑄凹槽用於厚膜電路走線，使厚膜電路的外接導線通過導管直接從法蘭盤穿出，從而使整個加熱器內的加熱部件均能浸在待加熱液體中，不僅有效的利用了加熱器產生的熱能，避免了熱量浪費，而且增加了加熱器的熱交換面積，進一步的提高了加熱器的散熱效率，從而降低了加熱器的工作溫度，提高了加熱器的防垢性能及使用壽命。優選地，所述第一加熱基板和第二加熱基板貼合的一面上塗覆有導熱矽膠層。利用導熱矽膠層增加兩塊加熱基板之間的熱傳導，有利於提高加熱基板的散熱性能，同時提高了兩者之間的絕緣效果。優選地，所述第一加熱基板和第二加熱基板均為方形的不鏽鋼鋼板，第一加熱基板和第二加熱基板上設有用於焊接密封的邊界，第一加熱基板的邊界與第二加熱基板的邊界焊接。在設計時，預留用於焊接密封的邊界，避免兩塊加熱基板在焊接時對厚膜電路造成的影響，同時又能保證焊接強度。優選地，所述第一加熱基板和第二加熱基板上設有用於密封的邊界，第一加熱基板和第二加熱基板的邊界上分別設有多個通孔，第一加熱基板和第二加熱基板的邊界之間設有密封墊圈，密封墊圈上設有與加熱基板上相對應的通孔，第一加熱基板、密封墊圈和第二加熱基板上相對應的通孔通過螺釘件緊固連接。在設計時，預留用於密封打孔的邊界，避免兩塊加熱基板在焊接時對厚膜電路造成的影響，並利用密封墊圈保證兩塊加熱基板之間的密封性能。優選地，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均為圓形，導管為不鏽鋼鋼管，不鏽鋼鋼管與法蘭盤焊接或螺紋連接。截面圓形凹槽有利於不鏽鋼鋼管的焊接，導管與凹槽、導管與法蘭盤之間的連接均為密封連接，保證水電隔離。優選地，所述法蘭盤上還設有用於溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不鏽鋼鋼管，不鏽鋼鋼管上安裝有溫度傳感器。溫度傳感器用於檢測待加熱液體的溫度，並將用於傳送檢測結果的導線沿不鏽鋼鋼管內部走向。優選地，所述加熱器外表面噴塗有氟樹脂塗料層。氟樹脂塗料層具有耐高溫、防腐、防垢的特點，有利於提聞加熱器的使用壽命。


圖1是本發明一種厚膜加熱器實施例1中第一加熱基板成型後的結構示意圖。圖2是本發明一種厚膜加熱器實施例1的結構示意圖。圖3是圖2的左視結構示意圖。圖4是本發明一種厚膜加熱器實施例2的分拆結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步詳細說明本發明，但本發明的保護範圍並不限於此。實施例1參照圖1-3，本發明的一種厚膜加熱器包括第一加熱基板1、第二加熱基板2、導管5和法蘭盤6，第一加熱基板I和第二加熱基板2是具有導熱性能、平面的不鏽鋼鋼板或鋁合金板，本發明中採用方形的不鏽鋼鋼板為例進行說明。第一加熱基板I和第二加熱基板2的一面上均印製有厚膜電路3，厚膜電路3上設有用於外接導線的外接觸點4，第一加熱基板I和第二加熱基板2上設有用於焊接密封的邊界7，邊界7 —般預留尺寸為8-10mm，該邊界7為厚膜電路3在加熱基板上預留的位置，即厚膜電路3印製在加熱基板的中部，厚膜電路3的外圈為邊界7部分，用以避免兩塊加熱基板在焊接時對厚膜電路3造成的影響，同時又能保證焊接強度。第一加熱基板I印製有厚膜電路3的一面與第二加熱基板2印製有厚膜電路3的一面相對貼合，兩塊加熱基板在邊界7處焊接密封連接，也可以採用其它粘合方式，在此不再贅述。第一加熱基板I和第二加熱基板2貼合的一面上塗覆有導熱矽膠層，利用導熱矽膠層增加兩塊加熱基板之間的熱傳導，輔助加熱基板散熱，同時增加絕緣性能。所述外接觸點4設置在加熱基板底端的一側，而加熱基板底端的另一側用於壓鑄凹槽，凹槽的位置與外接觸點4平齊。第一加熱基板I印製有厚膜電路3的一面上向外壓鑄有用於第二加熱基板2上厚膜電路3走線的第一凹槽1.1，第一凹槽1.1貼合在第二加熱基板2的外接觸點4上，第二加熱基板2印製有厚膜電路3的一面上向外壓鑄有用於第一加熱基板I上厚膜電路3走線的第二凹槽2.1，第二凹槽2.1貼合在第一加熱基板I的外接觸點4上。所述第一凹槽1.1和第二凹槽2.1上均設有出線孔，出線孔上連接有用於傳遞導線的導管5，導管5的另一端連接有用於厚膜加熱器安裝固定的法蘭盤6，導管5與法蘭盤6焊接或螺紋連接，採用螺紋連接時，應加墊O型密封圈。第一凹槽1.1和第二凹槽2.1的截面均為圓形，導管5為不鏽鋼鋼管，導管與法蘭盤6焊接或螺紋連接。在導管5與凹槽上出線孔的焊接部和不鏽鋼鋼管6.1與法蘭盤6的焊接部上塗抹耐高溫防腐矽脂，增強焊接部位的防腐性能，延長使用壽命。法蘭盤6上還設有用於溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不鏽鋼鋼管6.1，不鏽鋼鋼管6.1上安裝有溫度傳感器。加熱器外表面噴塗有氟樹脂塗料層，氟樹脂塗料層具有耐高溫、防腐、防垢的特點，有利於提高加熱器的使用壽命。參照圖1-3，本發明的一種厚膜加熱器通過如下步驟製作而成:步驟一:根據兩塊加熱基板的功率設計要求，選擇加熱基板的面積大小，厚度的選擇則根據功率與加熱基板面積大小成正比。功率大，加熱基板的面積相應加大，加熱基板的厚度也相應加厚，這樣可減少加熱時溫度過高而導致加熱基板發生彎曲變形，厚膜加熱電阻電路功率一般為40 60W/Cm2。加熱基板的面積和厚度可根據用戶功率的需要進行選擇，本實施例中以每平方釐米的面積功率為25w，厚度為1.4-1.6_為例進行說明。第一加熱基板I和第二加熱基板2選擇型號為SUS444或316的不鏽鋼鋼板，厚度為1.5mm,因這兩個型號的不鏽鋼鋼板比傳統絲網印刷採用的型號為430、304、SU314不鏽鋼鋼板與電阻漿料的粘著力更強，熱脹係數更小，防腐防鏽性能更佳，熱傳導效果更好。根據設計需要將不鏽鋼鋼板軋出兩塊大小相同的長方形平板，兩塊不鏽鋼鋼板分別作為第一加熱基板I和第二加熱基板2。分別在第一加熱基板I和第二加熱基板2的底部一側壓鑄出截面為圓形的第一凹槽1.1和第二凹槽2.1，第一凹槽1.1和第二凹槽2.1的截面形狀也可選擇長方形、正方形等，並在第一凹槽1.1和第二凹槽2.1設置出線孔。步驟二:在兩塊加熱基板上進行絲網印製絕緣介質玻璃釉，並根據加熱電阻線路圖印刷加熱電阻和導體漿料，再印刷絕緣保護層玻璃釉，使形成厚膜電路3，並在印刷玻璃釉時在兩塊加熱基板的周邊預留8-10mm的邊界7，本發明中採用9mm的邊界，後將兩塊加熱基板送入850度高溫燒結爐進行燒結。步驟三:在兩塊加熱基板的外接觸點4上，根據功率用高強度錫焊接相應規格的高溫導線，後再用耐高溫絕緣矽膠把焊點部位密封加固。將不鏽鋼材質的兩根導管5彎曲成需要的角度或選擇直管，導管5的一端與凹槽上的出線孔焊接，並在焊接部位上塗覆耐高溫防腐樹脂。步驟四:通過上述步驟得到兩塊相同形狀的第一加熱基板I和第二加熱基板2，將印製有厚膜電路3的一面相對，把焊接在第一加熱基板I外接觸點4上的導線從第二凹槽
2.1中穿出，對應的，把焊接在第二加熱基板2外接觸點4上的導線從第一凹槽1.1中穿出。分別在第一加熱基板I和第二加熱基板2印製有厚膜電路3的一面上塗覆部分導熱矽膠層，將第一加熱基板I和第二加熱基板2粘合併在各至的邊界7處焊接密封。步驟五:焊接後的組件有兩根導管5，導管5的另一端與法蘭盤6焊接或螺紋連接，採用螺紋連接時，應加墊O型密封圈。在法蘭盤6上壓鑄另一安裝孔，安裝孔用於連接不鏽鋼鋼管6.1，在不鏽鋼鋼管6.1上安裝溫度傳感器，並將溫度傳感器安裝在加熱基板I的近邊。步驟六:最後把焊接固定好的整個加熱器表面經過噴砂處理，噴塗氟樹脂塗料層後經400度燒結，氟樹脂塗料層具有耐高溫、防腐和防垢的特點。本發明的一種厚膜加熱器將兩塊加熱基板的邊緣密封固定，利用導熱矽膠層增加第一加熱基板I和第二加熱基板2之間的熱傳導，並通過導管和法蘭盤6相連，使加熱器中的導線可以從外接觸點4經不同的凹槽和導管通向法蘭盤6外，達到待加熱液體與電源的完全隔離，並使整個加熱器內的加熱部件均能浸在待加熱液體中。其中法蘭盤6直接與待加熱液體的殼體相連，用於加熱器內部導線的外接，使整個加熱器能浸在待加熱液體中，有效的提高了熱效率，第一加熱基板I和第二加熱基板2完全浸在待加熱液體中，使第一加熱基板I和第二加熱基板2充分的與待加熱液體進行熱交換，相對於傳統加熱器的熱效率有顯著的提升。同時，也增加了部分散熱面積，避免了熱量浪費，進而降低了加熱基板的工作溫度。實施例2本實施例中的一種厚膜加熱器與實施例1中的不同之處在於第一加熱基板I和第二加熱基板2之間的密封連接方式，及第一加熱基板I和第二加熱基板2的自身結構，其它結構和製作方法與實施例大致相同，請參照實施例1，在此不再贅述，下面詳細說明實施例2中的具體密封結構。參照圖4，所述第一加熱基板I和第二加熱基板2上設有用於密封的邊界7，第一加熱基板I和第二加熱基板2的邊界7上分別設有多個通孔9，第一加熱基板I和第二加熱基板2的邊界之間設有密封墊圈8，密封墊圈8上設有與加熱基板上相對應的通孔9，通孔9均勻的分布在第一加熱基板I和第二加熱基板2的邊界7上，及均勻分布在密封墊圈8的一周上。第一加熱基板1、密封墊圈8和第二加熱基板2上相對應的通孔9通過螺釘件緊固連接，螺釘件為螺絲或螺釘。上述說明中，凡未加特別說明的，均採用現有技術中的技術手段。
權利要求
1.一種厚膜加熱器，包括具有導熱性能的第一加熱基板和第二加熱基板，第一加熱基板和第二加熱基板的一面上均印製有厚膜電路，厚膜電路設有用於外接導線的外接觸點，第一加熱基板印製有厚膜電路的一面與第二加熱基板印製有厚膜電路的一面相對貼合，兩塊加熱基板在邊緣處密封連接，其特徵在於，所述第一加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第二加熱基板上厚膜電路走線的第一凹槽，第一凹槽貼合在第二加熱基板的外接觸點上，第二加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第一加熱基板上厚膜電路走線的第二凹槽，第二凹槽貼合在第一加熱基板的外接觸點上；所述第一凹槽和第二凹槽上均設有出線孔，出線孔上連接有用於傳遞導線的導管，導管的另一端連接有用於厚膜加熱器安裝固定的法蘭盤。
2.根據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述第一加熱基板和第二加熱基板貼合的一面上塗覆有導熱矽膠層。
3.根據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述第一加熱基板和第二加熱基板均為方形的不鏽鋼鋼板，第一加熱基板和第二加熱基板上設有用於焊接密封的邊界，第一加熱基板的邊界與第二加熱基板的邊界焊接。
4.據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述第一加熱基板和第二加熱基板上設有用於密封的邊界，第一加熱基板和第二加熱基板的邊界上分別設有多個通孔，第一加熱基板和第二加熱基板的邊界之間設有密封墊圈，密封墊圈上設有與加熱基板上相對應的通孔，第一加熱基板、密封墊圈和第二加熱基板上相對應的通孔通過螺釘件緊固連接。
5.根據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均為圓形，導管為不鏽鋼鋼管，不鏽鋼鋼管與法蘭盤焊接或螺紋連接。
6.根據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述法蘭盤上還設有用於溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不鏽鋼鋼管，不鏽鋼鋼管上安裝有溫度傳感器。
7.根據權利要求1所述的一種厚膜加熱器，其特徵在於，所述加熱器外表面噴塗有氟樹脂塗料層。
全文摘要
本發明涉及一種厚膜加熱器，包括第一加熱基板和第二加熱基板，第一加熱基板和第二加熱基板的一面上均印製有厚膜電路，第一加熱基板與第二加熱基板相對貼合，兩塊加熱基板在邊緣處密封連接，第一加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第二加熱基板上厚膜電路走線的第一凹槽，第二加熱基板印製有厚膜電路的一面上向外壓鑄有用於第一加熱基板上厚膜電路走線的第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽上均設有出線孔，出線孔上連接有導管，導管的另一端連接有法蘭盤。本發明不僅有效的利用了加熱器產生的熱能，而且增加了加熱器的熱交換面積，提高了加熱器的散熱效率，降低了加熱器的工作溫度，提高了加熱器的防垢性能及使用壽命。
文檔編號H05B3/04GK103152850SQ201310080449
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者張卓鵬, 沈閩江 申請人:沈閩江, 張卓鵬