專利名稱：箔式電熱元件的制作的制作方法
箔式電熱元件是一種能廣泛應用于電熱器具領域的具有全新結構設計和采用獨特工藝制作的電熱轉換元件，更具體地說，箔式電熱元件采用平面箔柵結構，由采用將電熱合金箔材經化學腐蝕、機械沖制和物理鍍復電熱合金任一工藝方法制備的電阻箔柵片組裝制成，用以替代傳統(tǒng)的用電熱合金絲材空心螺旋或在骨架上繞制的絲式電熱元件。
現有的電熱器具基本都是采用電流流經電熱材料制成的電熱元件的電阻回路以產生熱量的電熱轉換原理工作的，因此，電熱元件在很大程度上決定著電熱器具整機的使用性能和壽命。傳統(tǒng)采用電熱合金絲材空心螺旋或依托骨架繞制而成的絲式電熱元件，由于其結構和制作工藝的不足，存在著許多影響使用性能和壽命的缺點，主要在于由于存在螺旋直徑空間及骨架，絲式電熱元件一般體積較大，安裝使用不便;
依托骨架繞的絲式電熱元件和金屬管內充填絕緣物的管狀絲式電熱元件，工藝復雜，造價較高，容易短路，損壞無法修復;
空心螺旋式絲式電熱元件，使用中由于合金材料在高溫下的使用強度下降嚴重時會導致“倒塌”毀壞或者由于螺旋螺距不均勻導致節(jié)距密處溫度過高而熔斷，安全可靠性差，使用壽命短;
絲式電熱元件允許表面負荷較小，熱效率低。
箔式電熱元件全新的平面箔柵結構設計，旨在克服絲式電熱元件綜上所述的所有不足，其制作工藝采用先進的化學腐蝕技術，將根據電熱元件額定電壓、功率、表面負荷、結構尺寸設計的電阻箔柵片圖形制版在規(guī)定材料和規(guī)定厚度的電熱合金箔材上，用特制的化學腐蝕液蝕刻制備成型為電阻箔柵片，然后根據設計要求將單片或多片電阻箔柵片串聯或并聯制成箔式電熱元件。制備電阻箔柵片也可以采用將箔材用模具機械沖制和物理鍍復工藝方法。采用全新結構設計和獨特工藝方法制成的箔式電熱元件其優(yōu)于傳統(tǒng)絲式電熱元件的特點在于箔柵結構省掉螺旋空間和骨架占用體積能使電熱元件和電熱器具整機體積都相應縮小，輕便省材;
電阻回路中平面柵條能消除使用中產生“倒塌”毀壞，柵條間距一致可防止節(jié)距不勻引起的熔斷故障，從而保證了電熱元件和電熱器具整機安全可靠并可延長使用壽命;
平面柵條散熱表面積大，能允許較大表面負荷且熱效率高;
結構簡單，工藝簡化，適于大工業(yè)標準化生產。
箔式電熱元件利用電阻箔柵片柵條形成的電阻回路通電發(fā)熱的電熱轉換原理工作。電阻箔柵片根據需要可設計成任意尺寸規(guī)格的平面圖形，制得的電阻箔柵片根據需要可平面或曲面裝配制成裸露式，半封閉式和全封閉式的箔式電熱元件。
箔式電熱元件的結構如附圖
所示附圖中(1)為鎧裝導熱層，采用金屬制作，起保護與導熱作用;(2)為絕緣蓋層，采用耐熱絕緣材料制作;(3)為電阻箔柵片，是箔式電熱元件中起電熱轉換功能的關鍵部件，采用電熱合金箔材制作;(4)為絕緣基底，用于支撐、固定電阻箔柵片，采用耐熱絕緣材料制作;(5)為引出帶，連接電阻箔柵片電阻回路與外接電源，可與箔柵同體制備引出。
箔式電熱元件是通過以下步驟來完成的首先根據設計要求準備一定牌號一定規(guī)格的電熱合金箔材，然后根據需要選擇合適的工藝方法制作出電阻箔柵片，同時根據原發(fā)明意圖分別制作出鎧裝導熱層、絕緣基底、絕緣蓋層及引出帶各部件，再根據設計型式組裝制成箔式電熱元件。
下面結合附圖再詳細敘述一下。
當附圖中(5)引出帶接上電源施加額定電壓后，電流即流經附圖中(3)電阻箔柵片中柵條形成的電阻回路，使電能轉換成熱能。當電阻箔柵片的柵條回路裸露使用時，熱量主要依靠箔柵表面幅射直接傳輸出熱量;當電阻箔柵片封閉使用時，熱量需經附圖中(4)絕緣基底、附圖中(2)絕緣蓋層、附圖中(1)鎧裝導熱層間接將熱量傳導輸出。
箔式電熱元件的制作主要是電阻箔柵片的制作，一般采用化學腐蝕工藝，也可以選擇機械沖制和物理鍍復工藝。
選擇化學腐蝕工藝時采用雙面光刻腐蝕，主要取決于針對不同電熱合金箔材配制不同的腐蝕液，本發(fā)明對鎳鉻系電熱合金箔材，采用硫酸鈰溶液，配方為硫酸鈰∶硝酸∶水＝1克∶1毫升∶10毫升;對鐵鉻鋁系電熱合金箔材，采用過氧化氫堿性溶液，配方為30%過氧化氫∶20%氫氧化鈉＝80毫升∶6毫升;對于康銅系電熱合金箔材，采用三氯化鐵溶液，溶液濃度為30°波美度。若箔材厚度不同，通過調整溫度、時間來保證腐蝕工藝。
選擇機械沖制工藝時一般按箔式電熱元件允許的結構尺寸設計電阻箔柵片圖形，然后據以制作模具，通過選擇箔材的厚度來調整柵條回路阻值可制成同一外形尺寸不同額定功率的系列產品。
因特別需要選擇物理鍍復工藝時一般選用等離子體濺射工藝技術。
箔式電熱元件的絕緣基底、絕緣蓋層選用云母、耐熱膠膜、電工陶瓷類耐熱絕緣材料。
箔式電熱元件的鎧裝導熱層用于腐蝕介質中應選用耐腐金屬材料制作。
權利要求
1.箔式電熱元件的制作其特征在于一種采用平面箔柵結構設計，可通過化學腐蝕、機械沖制和物理鍍復工藝方法制作的具有高電熱轉換功能的電熱元件。
2.根據權項1所述，箔式電熱元件的特征在于采用新型的平面箔柵結構設計，由箔柵組成電阻回路通電加熱完成電熱轉換功能。
3.根據權項1所述，箔式電熱元件采用化學腐蝕工藝的特征在于針對不同材料配制不同化學腐蝕液鎳鉻系合金腐蝕液硫酸鈰∶硝酸∶水＝1克∶1毫升∶10毫升鐵鉻鋁系合金腐蝕液30%過氧化氫∶20%氫氧化鈉＝80毫升∶6毫升康銅系合金腐蝕液三氯化鐵溶液，波美度30°。
4.根據權項1所述，箔式電熱元件采用機械沖制工藝的特征在于按允許的結構尺寸設計沖模，通過選擇箔材厚度以符合設計阻值制作系列產品。
5.箔式電熱元件的特征還在于平面箔柵可彎曲裝配成曲面或筒形箔式電熱元件。
全文摘要
箔式電熱元件是一種采用平面箔柵結構設計并可通過化學腐蝕、機械沖制和物理鍍覆工藝方法制作的具有高電熱轉換功能的電熱元件。箔式電熱元件的新型結構和工藝克服了傳統(tǒng)電阻絲繞制的絲式電熱元件結構和工藝上的不足，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲式電熱元件應用于各種電熱器具上。
文檔編號H05K3/00GK1066361SQ9210246
公開日1992年11月18日 申請日期1992年4月5日 優(yōu)先權日1992年4月5日
發(fā)明者劉振亞 申請人:劉振亞