專利名稱：厚膜液體加熱器的制作方法
技術領域：
本發明涉及流體用電加熱器件技術領域，尤其涉及一種厚膜液體加熱器。
背景技術：
厚膜加熱技術是在一塊基板，如不銹鋼鋼板、陶瓷、玻璃或鋁合金板上采用厚膜絲網印刷工藝，先后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，目前對于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，導致部分余熱的浪費。又如現有技術中用來制作熱水器的厚膜加熱器，它一般采用兩塊加熱板貼合并焊接密封，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，一般采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，不但使加熱器的熱交換局限在加熱板的兩個面上，而且浪費了在使用時設有外接觸點加熱板一端的熱交換，未能充分有效的利用其熱效率。并且，該加熱器在使用時，由于兩塊加熱板的無間隙貼合，降低了加熱器的散熱性能，極易造成加熱器內部溫度過高，使加熱器表面易產生水垢或導致加熱器變形和燒毀，上述都降低了加熱器的使用壽命。
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、易變形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、使用壽命長和方便組裝的厚膜液體加熱器。為解決上述問題，本發明的技術方案是:—種厚膜液體加熱器，包括一具有導熱性能的加熱基板，加熱基板的一面上印制有厚膜電路，所述加熱基板印制有厚膜電路的一面上密封有用于密封加熱基板上厚膜電路的密封板，密封板上印制有絕緣層，絕緣層設置在密封板與加熱基板密封的密封面上，絕緣層上涂覆有導熱硅膠層；所述密封板上向外壓鑄有用于厚膜電路走線的凹槽，凹槽位置與厚膜電路外接觸點的位置相匹配。相比較于現有技術，本發明的厚膜液體加熱器將單塊加熱基板密封在密封板上，利用導熱硅膠層增加加熱基板與密封板之間的熱傳導，并在密封板上壓鑄凹槽用于厚膜電路走線，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，而且成倍的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，從而有效的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O優選地，所述密封板為平板狀，加熱基板上設有用于焊接密封板的邊界，密封板與加熱基板的邊界焊接。平板狀的密封板采用最小面積的固定密封件密封了厚膜電路，使加熱器的散熱面積最大化及散熱率最高。優選地，所述密封板為槽狀，密封板上凸起的槽邊焊接在加熱基板的四個側面上。槽狀的密封板保證了密封板與加熱基板之間的連接強度。優選地，所述加熱器還包括具有相同結構第二加熱基板，加熱基板與第二加熱基板平行設置，加熱基板與第二加熱基板通過夾扣可拆卸連接，所述夾扣設有第一夾持部、第二夾持部和間隔保持部，第一夾持部用于夾持加熱基板，第二夾持部用于夾持第二加熱基板，間隔保持部用于控制加熱基板與第二加熱基板之前的間距。兩塊加熱基板的可拆卸式連接，用于滿足不同加熱器加熱功率的要求，簡單結構的夾扣設計，有利于兩塊加熱基板的拆卸與固定，夾扣上間隔保持部使兩塊加熱基板保持一定的間距，保證兩塊加熱基板在共同工作下的散熱面積，有效的提高了散熱效率。優選地，所述凹槽的截面為圓形，凹槽上設有出線孔，出線孔上焊接有不銹鋼鋼管。截面圓形凹槽有利于不銹鋼鋼管的焊接。優選地，所述不銹鋼鋼管的另一端連接有法蘭盤，不銹鋼鋼管與法蘭盤焊接或螺紋連接。法蘭盤直接與待加熱液體的殼體相連，用于加熱器內部導線的外接，使整個加熱器內的加熱部件均能浸在待加熱液體中，避免熱量的浪費。優選地，所述法蘭盤上還設有用于溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不銹鋼鋼管，不銹鋼鋼管上安裝有溫度傳感器。溫度傳感器用于檢測待加熱液體的溫度，并將用于傳送檢測結果的導線沿不銹鋼鋼管內部走向。優選地，所述加熱器外表面噴涂有氟樹脂涂料層。氟樹脂涂料層具有耐高溫、防腐、防垢的特點，有利于提聞加熱器的使用壽命。
圖1是本發明厚膜液體加熱器中加熱基板的結構示意圖。圖2是本發明厚膜液體加熱器的結構示意圖。圖3是本發明厚膜液體加熱器的斷面放大結構示意圖。圖4是本發明厚膜液體加熱器中密封板的結構示意圖。圖5是本發明實施例2中密封板的結構示意圖。圖6是本發明實施例3厚膜液體加熱器的結構示意圖。圖7是本發明實施例3厚膜液體加熱器的側視結構示意圖。圖8是本發明實施例3厚膜液體加熱器夾扣的結構示意圖。
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，但本發明的保護范圍并不限于此。實施例1:參照圖1-3，本發明的厚膜液體加熱器包括一具有導熱性能的加熱基板1，加熱基板I為平面的不銹鋼鋼板或鋁合金板，加熱基板I的一面上印制有厚膜電路2，加熱基板I上設有用于焊接密封板3的邊界1.1，該邊界1.1為厚膜電路2在加熱基板I上預留的位置，即厚膜電路2印制在加熱基板I的中部，厚膜電路2的外圈為邊界1.1部分。參照圖2-3，加熱基板I印制有厚膜電路2的一面上密封有用于密封加熱基板I上厚膜電路2的密封板3，密封板3為平板狀，密封板3上印制有絕緣層3.1，絕緣層3.1為玻璃釉即氧化硅，即絕緣層3.1設置在密封板3與加熱基板I密封的密封面上，密封板3與加熱基板I的邊界1.1焊接。加熱基板I與密封板3焊接時，在密封板3的絕緣層3.1上涂覆導熱硅膠層
3.2，導熱硅膠層3.2輔助加熱基板I均勻散熱。參照圖1-4，密封板3上向外壓鑄有用于厚膜電路走線的凹槽4，凹槽4位置與厚膜電路2外接觸點5的位置相匹配。凹槽4的截面為圓形，凹槽4上設有出線孔，出線孔上焊接有不銹鋼鋼管6，不銹鋼鋼管6的另一端連接有法蘭盤7，不銹鋼鋼管6與法蘭盤7焊接或螺紋連接，采用螺紋連接時，應加墊O型密封圈。法蘭盤7上還設有用于溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不銹鋼鋼管6.1，不銹鋼鋼管6.1上安裝有溫度傳感器，力口熱器外表面噴涂有氟樹脂涂料層，氟樹脂涂料層具有耐高溫、防腐、防垢的特點，有利于提高加熱器的使用壽命。參照圖1-4，本發明的厚膜液體加熱器通過如下步驟制作而成:步驟一:根據加熱基板I的功率設計要求，選擇加熱基板I的面積大小，厚度的選擇則根據功率與加熱基板I面積大小成正比。功率大，加熱基板I的面積相應加大，加熱基板I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I發生彎曲變形，厚膜加熱電阻電路功率一般為40 60W/C m2。加熱基板I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厘米的面積功率為25w，厚度為1.2-2mm為例進行說明。加熱基板I和密封板3選擇型號為SUS444或316的不銹鋼鋼板，因這兩個型號的不銹鋼鋼板比傳統絲網印刷采用的型號為430、304、SU314不銹鋼鋼板與電阻漿料的粘著力更強，熱脹系數更小，防腐防銹性能更佳，熱傳導效果更好。步驟二:根據步驟一的設計需要將不銹鋼鋼板軋出兩塊大小相同的長方形平板，一塊作為加熱基板1，另一塊作為密封板3。選擇其中一塊不銹鋼鋼板在長方形的一端角處壓鑄出一個截面為圓形的凹槽4，其中凹槽4的截面形狀也可選擇長方形、正方形等。步驟三:在加熱基板I上進行絲網印制絕緣介質玻璃釉，并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2，并在印刷玻璃釉時在加熱基板I周邊預留7-1 Imm的焊接邊界1.1。使在密封板3上印刷絕緣層3.1即玻璃釉，然后將加熱基板I和密封板3送入850度高溫燒結爐進行燒結。步驟四:在加熱基板I的外接觸點5上，根據功率用高強度錫焊接相應規格的高溫導線，后再用耐高溫絕緣硅膠把焊點部位密封加固。步驟五:選擇兩根不銹鋼鋼管，即圖4中的不銹鋼鋼管6和不銹鋼鋼管6.1，彎曲成需要的角度或選擇直管，不銹鋼鋼管6的一端與凹槽4上的出線孔焊接，另一端與法蘭盤7焊接或螺紋連接。不銹鋼鋼管6.1的一端與法蘭盤7焊接或螺紋連接，不銹鋼鋼管6.1上安裝溫度傳感器，并將溫度傳感器安裝在加熱基板I的近邊。步驟六:通過上述步驟得到加熱基板I和密封板3，將印制有厚膜電路2 —面的加熱基板I與密封板3根據凹槽4和外接觸點5的位置粘合，并在密封板3的密封面上涂抹高溫導熱絕緣硅脂，形成導熱硅膠層3.2，并將高溫導線從密封板3的凹槽4中經不銹鋼鋼管6穿出法蘭盤7，兩板合并后用降溫工藝進行焊接或粘接密封固定，焊接方式可采用氬氟焊、激光焊等。導熱絕緣硅脂能起到把加熱基板I的熱量更均勻的傳遞給密封板3，能使密封板3更均勻的散熱，同時也起到絕緣保護作用。步驟七:在不銹鋼鋼管6與凹槽4上出線孔的焊接部和不銹鋼鋼管6.1與法蘭盤7的焊接部上涂抹耐高溫防腐硅脂，增強焊接部位的防腐性能，延長使用壽命。步驟八:最后把焊接固定好的整個加熱器表面經過噴砂處理，噴涂氟樹脂涂料層后燒結，氟樹脂涂料層具有耐高溫、防腐和防垢的特點。本實施例的厚膜液體加熱器將單塊加熱基板I獨立密封在密封板3上，利用導熱硅膠層3.2增加加熱基板I與密封板3之間的熱傳導，并通過不銹鋼鋼管6和不銹鋼鋼管
6.1與密封板3和法蘭盤7相連，使加熱器中的導線可以從外接觸點5經密封板3的凹槽4和不銹鋼鋼管6通向法蘭盤7外，達到待加熱液體與電源的完全隔離，并使整個加熱器內的加熱部件均能浸在待加熱液體中。平板狀的密封板3采用最小面積的固定密封件密封了厚膜電路2，使加熱器的散熱面積最大化及散熱率最高。其中法蘭盤7直接與待加熱液體的殼體相連，用于加熱器內部導線的外接，使整個加熱器內的加熱部件均能浸在待加熱液體中，使熱效率可達到99%以上，相對于傳統加熱器的熱效率有顯著的提升。本實施例是以每塊加熱基板上每平方厘米的面積功率為25w為例進行說明的，而現有技術中由于是兩塊加熱基板貼合焊接密封的，若每塊加熱基板的加熱功率相同，則每平方厘米的面積功率遠遠大于25w，因此，在加熱時，現有技術中加熱基板的溫度要遠遠高于本實施例中加熱基板的溫度。同時，可以根據兩種加熱器在加熱過程中的氣泡和聲音，判斷其加熱時的溫升情況，也可判斷出本實施例中的加熱基板的工作溫度遠低于現有技術中加熱基板的溫度。實施例2:本實施例的厚膜液體加熱器與實施例1中的不同之處在于加熱基板I與密封板3的焊接結構及加熱基板I與密封板3自身結構，其它結構和制作方法均與實施例1中大致相同，請參照實施例1，在此不再贅述，下面詳細說明實施例2中的具體焊接結構。參照圖5，密封板3為槽狀，即為淺盒狀，密封板3上凸起的槽邊8焊接在加熱基板I的四個側面上。槽狀的密封板3保證了密封板3與加熱基板I之間的連接強度，其有益效果參照實施例1，但因其加熱基板I的四個側面均被密封板3包覆，采用隔空焊接密封，其散熱性能較實施例1中的散熱性能略有降低，但相比較于現有技術，則有明顯的提高。在實現實施例2的隔空密封時，也可采用將預留的邊界1.1部分彎折使加熱基板I為槽狀體，即厚膜電路2印制在加熱基板I的槽底面上，邊界1.1的內側用于與密封板3焊接，而與密封板3采用平板狀，也可達到上述槽狀密封板3的效果。實施例3:參照圖6-8，本實施例將分別通過實施例1或實施例2最終得到兩塊相同的加熱基板，并將兩塊相同的加熱基板安裝在同一個法蘭盤7上，并在法蘭盤7上壓鑄三個安裝孔，分別用于安裝加熱基板9、第二加熱基板10和溫度傳感器。加熱基板9與第二加熱基板10平行設置，加熱基板9與第二加熱基板10通過夾扣11可拆卸連接。夾扣11設有第一夾持部12、第二夾持部13和間隔保持部14，夾扣11為由不銹鋼鋼板彎曲成m型固定夾扣，并在加熱基板中間進行夾扣固定，其中第一夾持部12用于夾持加熱基板9，第二夾持部13用于夾持第二加熱基板10，間隔保持部14用于控制加熱基板9與第二加熱基板10之前的間距。兩塊加熱基板可拆卸式連接，用于滿足不同加熱器加熱功率的要求，簡單結構的夾扣設計，有利于兩塊加熱基板的拆卸，夾扣上間隔保持部使兩塊加熱基板保持一定的間距，保證兩塊加熱基板在共同工作下的散熱面積，有效的提高了散熱效率。本實施例中兩塊加熱基板組裝的加熱器，由于兩塊加熱基板之間的相互影響，其散熱性能相較于單塊加熱基板的加熱器將有所下降，但對比于現有技術中兩塊加熱基板貼合焊接密封的加熱器而言，其散熱面積就足足的增加了一倍，因此，在加熱時，現有技術中加熱基板的溫度要遠遠高于本實施例中加熱基板的溫度。同時，通過待加熱液體的容積在有限時間內的溫升及加熱器自身散熱的換算，可知本實施例中的加熱器在工作時，其工作溫度僅比待加熱液體的溫度高出20-25度，而一般快速加熱器的加熱溫度不超過75度，故本實施例中加熱器內加熱基板的溫度可控制在100度以內，從而有效的降低了加熱器的工作溫度，克服了加熱基板易變形和加熱器表面易結垢的缺點，提高了加熱器的防垢性能及使用壽命。上述說明中，凡未加特別說明的，均采用現有技術中的技術手段。
權利要求
1.一種厚膜液體加熱器，包括一具有導熱性能的加熱基板，加熱基板的一面上印制有厚膜電路，其特征在于，所述加熱基板印制有厚膜電路的一面上密封有用于密封加熱基板上厚膜電路的密封板，密封板上印制有絕緣層，絕緣層設置在密封板與加熱基板密封的密封面上，絕緣層上涂覆有導熱硅膠層；所述密封板上向外壓鑄有用于厚膜電路走線的凹槽，凹槽位置與厚膜電路外接觸點的位置相匹配。
2.根據權利要求1所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述密封板為平板狀，加熱基板上設有用于焊接密封板的邊界，密封板與加熱基板的邊界焊接。
3.根據權利要求1所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述密封板為槽狀，密封板上凸起的槽邊焊接在加熱基板的四個側面上。
4.根據權利要求2或3所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述加熱器還包括具有相同結構第二加熱基板，加熱基板與第二加熱基板平行設置，加熱基板與第二加熱基板通過夾扣可拆卸連接，所述夾扣設有第一夾持部、第二夾持部和間隔保持部，第一夾持部用于夾持加熱基板，第二夾持部用于夾持第二加熱基板，間隔保持部用于控制加熱基板與第二加熱基板之如的間距。
5.根據權利要求1所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述凹槽的截面為圓形，凹槽上設有出線孔，出線孔上焊接有不銹鋼鋼管。
6.根據權利要求5所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述不銹鋼鋼管的另一端連接有法蘭盤，不銹鋼鋼管與法蘭盤焊接或螺紋連接。
7.根據權利要求6所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述法蘭盤上還設有用于溫度信號導線走線的安裝孔，安裝孔上連接有不銹鋼鋼管，不銹鋼鋼管上安裝有溫度傳感器。
8.根據權利要求1所述的厚膜液體加熱器，其特征在于，所述加熱器外表面噴涂有氟樹脂涂料層。
全文摘要
本發明涉及一種厚膜液體加熱器，包括一加熱基板，加熱基板的一面上印制有厚膜電路，所述加熱基板印制有厚膜電路的一面上密封有用于密封加熱基板上厚膜電路的密封板，密封板上印制有絕緣層，絕緣層設置在密封板與加熱基板密封的密封面上，絕緣層上涂覆有導熱硅膠層；所述密封板上向外壓鑄有用于厚膜電路走線的凹槽，凹槽位置與厚膜電路外接觸點的位置相匹配。本發明利用導熱硅膠層增加熱傳導，并在密封板上壓鑄凹槽用于厚膜電路走線，使整個加熱器浸在待加熱液體中，不僅有效的利用了加熱器產生的熱能，而且成倍的增加了加熱器的熱交換面積，提高了加熱器的散熱效率，有效的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H05B3/28GK103152851SQ201310081189
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