专利名称：厚膜液体加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体用电加热器件技术领域，尤其涉及一种厚膜液体加热器。
背景技术：
厚膜加热技术是在一块基板，如不锈钢钢板、陶瓷、玻璃或铝合金板上采用厚膜丝网印刷工艺，先后在基板上印刷绝缘介质、加热电阻、导体和绝缘保护层，经高温烧结而成的加热器件。目前厚膜热能印刷技术已逐渐成熟，具有导热性能佳、散热面积大和安全性能高的特点，因其热效率极高被广泛的应用在各种家电、仪器等加热领域。但是，目前对于流体加热的效率和性能还没有达到完全有效利用的设计要求，如现有技术中的电热水壶，其加热板的一面与流体直接接触，而另一面与外部件及空气接触，导致部分余热的浪费。又如现有技术中用来制作热水器的厚膜加热器，它一般采用两块加热板贴合并焊接密封，以避免加热板上的厚膜电路与待加热流体之间的接触，然而加热板一端因通电要求需与待加热流体隔离，一般采用将设外接触点的加热板一端直接隔离在热水器壳体外部，以避免漏电，这样的设计方式，不但使加热器的热交换局限在加热板的两个面上，而且浪费了在使用时设有外接触点加热板一端的热交换，未能充分有效的利用其热效率。并且，该加热器在使用时，由于两块加热板的无间隙贴合，降低了加热器的散热性能，极易造成加热器内部温度过高，使加热器表面易产生水垢或导致加热器变形和烧毁，上述都降低了加热器的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有加热器存在加热板工作温度高、散热效率低、易变形和热效率利用率低的上述问题，提供了一种加热板工作温度较低、散热效率高、热效率利用率高、使用寿命长和方便组装的厚膜液体加热器。为解决上述问题，本发明的技术方案是:—种厚膜液体加热器，包括一具有导热性能的加热基板，加热基板的一面上印制有厚膜电路，所述加热基板印制有厚膜电路的一面上密封有用于密封加热基板上厚膜电路的密封板，密封板上印制有绝缘层，绝缘层设置在密封板与加热基板密封的密封面上，绝缘层上涂覆有导热硅胶层；所述密封板上向外压铸有用于厚膜电路走线的凹槽，凹槽位置与厚膜电路外接触点的位置相匹配。相比较于现有技术，本发明的厚膜液体加热器将单块加热基板密封在密封板上，利用导热硅胶层增加加热基板与密封板之间的热传导，并在密封板上压铸凹槽用于厚膜电路走线，使整个加热器内的加热部件均能浸在待加热液体中，不仅有效的利用了加热器产生的热能，避免了热量浪费，而且成倍的增加了加热器的热交换面积，进一步的提高了加热器的散热效率，从而有效的降低了加热器的工作温度，提高了加热器的防垢性能及使用寿命O优选地，所述密封板为平板状，加热基板上设有用于焊接密封板的边界，密封板与加热基板的边界焊接。平板状的密封板采用最小面积的固定密封件密封了厚膜电路，使加热器的散热面积最大化及散热率最高。优选地，所述密封板为槽状，密封板上凸起的槽边焊接在加热基板的四个侧面上。槽状的密封板保证了密封板与加热基板之间的连接强度。优选地，所述加热器还包括具有相同结构第二加热基板，加热基板与第二加热基板平行设置，加热基板与第二加热基板通过夹扣可拆卸连接，所述夹扣设有第一夹持部、第二夹持部和间隔保持部，第一夹持部用于夹持加热基板，第二夹持部用于夹持第二加热基板，间隔保持部用于控制加热基板与第二加热基板之前的间距。两块加热基板的可拆卸式连接，用于满足不同加热器加热功率的要求，简单结构的夹扣设计，有利于两块加热基板的拆卸与固定，夹扣上间隔保持部使两块加热基板保持一定的间距，保证两块加热基板在共同工作下的散热面积，有效的提高了散热效率。优选地，所述凹槽的截面为圆形，凹槽上设有出线孔，出线孔上焊接有不锈钢钢管。截面圆形凹槽有利于不锈钢钢管的焊接。优选地，所述不锈钢钢管的另一端连接有法兰盘，不锈钢钢管与法兰盘焊接或螺纹连接。法兰盘直接与待加热液体的壳体相连，用于加热器内部导线的外接，使整个加热器内的加热部件均能浸在待加热液体中，避免热量的浪费。优选地，所述法兰盘上还设有用于温度信号导线走线的安装孔，安装孔上连接有不锈钢钢管，不锈钢钢管上安装有温度传感器。温度传感器用于检测待加热液体的温度，并将用于传送检测结果的导线沿不锈钢钢管内部走向。优选地，所述加热器外表面喷涂有氟树脂涂料层。氟树脂涂料层具有耐高温、防腐、防垢的特点，有利于提闻加热器的使用寿命。
图1是本发明厚膜液体加热器中加热基板的结构示意图。图2是本发明厚膜液体加热器的结构示意图。图3是本发明厚膜液体加热器的断面放大结构示意图。图4是本发明厚膜液体加热器中密封板的结构示意图。图5是本发明实施例2中密封板的结构示意图。图6是本发明实施例3厚膜液体加热器的结构示意图。图7是本发明实施例3厚膜液体加热器的侧视结构示意图。图8是本发明实施例3厚膜液体加热器夹扣的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步详细说明本发明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例1:参照图1-3，本发明的厚膜液体加热器包括一具有导热性能的加热基板1，加热基板I为平面的不锈钢钢板或铝合金板，加热基板I的一面上印制有厚膜电路2，加热基板I上设有用于焊接密封板3的边界1.1，该边界1.1为厚膜电路2在加热基板I上预留的位置，即厚膜电路2印制在加热基板I的中部，厚膜电路2的外圈为边界1.1部分。参照图2-3，加热基板I印制有厚膜电路2的一面上密封有用于密封加热基板I上厚膜电路2的密封板3，密封板3为平板状，密封板3上印制有绝缘层3.1，绝缘层3.1为玻璃釉即氧化硅，即绝缘层3.1设置在密封板3与加热基板I密封的密封面上，密封板3与加热基板I的边界1.1焊接。加热基板I与密封板3焊接时，在密封板3的绝缘层3.1上涂覆导热硅胶层
3.2，导热硅胶层3.2辅助加热基板I均匀散热。参照图1-4，密封板3上向外压铸有用于厚膜电路走线的凹槽4，凹槽4位置与厚膜电路2外接触点5的位置相匹配。凹槽4的截面为圆形，凹槽4上设有出线孔，出线孔上焊接有不锈钢钢管6，不锈钢钢管6的另一端连接有法兰盘7，不锈钢钢管6与法兰盘7焊接或螺纹连接，采用螺纹连接时，应加垫O型密封圈。法兰盘7上还设有用于温度信号导线走线的安装孔，安装孔上连接有不锈钢钢管6.1，不锈钢钢管6.1上安装有温度传感器，力口热器外表面喷涂有氟树脂涂料层，氟树脂涂料层具有耐高温、防腐、防垢的特点，有利于提高加热器的使用寿命。参照图1-4，本发明的厚膜液体加热器通过如下步骤制作而成:步骤一:根据加热基板I的功率设计要求，选择加热基板I的面积大小，厚度的选择则根据功率与加热基板I面积大小成正比。功率大，加热基板I的面积相应加大，加热基板I的厚度也相应加厚，这样可减少加热时温度过高而导致加热基板I发生弯曲变形，厚膜加热电阻电路功率一般为40 60W/C m2。加热基板I的面积和厚度可根据用户功率的需要进行选择，本实施例中以每平方厘米的面积功率为25w，厚度为1.2-2mm为例进行说明。加热基板I和密封板3选择型号为SUS444或316的不锈钢钢板，因这两个型号的不锈钢钢板比传统丝网印刷采用的型号为430、304、SU314不锈钢钢板与电阻浆料的粘着力更强，热胀系数更小，防腐防锈性能更佳，热传导效果更好。步骤二:根据步骤一的设计需要将不锈钢钢板轧出两块大小相同的长方形平板，一块作为加热基板1，另一块作为密封板3。选择其中一块不锈钢钢板在长方形的一端角处压铸出一个截面为圆形的凹槽4，其中凹槽4的截面形状也可选择长方形、正方形等。步骤三:在加热基板I上进行丝网印制绝缘介质玻璃釉，并根据加热电阻线路图印刷加热电阻和导体浆料，再印刷绝缘保护层玻璃釉，使形成厚膜电路2，并在印刷玻璃釉时在加热基板I周边预留7-1 Imm的焊接边界1.1。使在密封板3上印刷绝缘层3.1即玻璃釉，然后将加热基板I和密封板3送入850度高温烧结炉进行烧结。步骤四:在加热基板I的外接触点5上，根据功率用高强度锡焊接相应规格的高温导线，后再用耐高温绝缘硅胶把焊点部位密封加固。步骤五:选择两根不锈钢钢管，即图4中的不锈钢钢管6和不锈钢钢管6.1，弯曲成需要的角度或选择直管，不锈钢钢管6的一端与凹槽4上的出线孔焊接，另一端与法兰盘7焊接或螺纹连接。不锈钢钢管6.1的一端与法兰盘7焊接或螺纹连接，不锈钢钢管6.1上安装温度传感器，并将温度传感器安装在加热基板I的近边。步骤六:通过上述步骤得到加热基板I和密封板3，将印制有厚膜电路2 —面的加热基板I与密封板3根据凹槽4和外接触点5的位置粘合，并在密封板3的密封面上涂抹高温导热绝缘硅脂，形成导热硅胶层3.2，并将高温导线从密封板3的凹槽4中经不锈钢钢管6穿出法兰盘7，两板合并后用降温工艺进行焊接或粘接密封固定，焊接方式可采用氩氟焊、激光焊等。导热绝缘硅脂能起到把加热基板I的热量更均匀的传递给密封板3，能使密封板3更均匀的散热，同时也起到绝缘保护作用。步骤七:在不锈钢钢管6与凹槽4上出线孔的焊接部和不锈钢钢管6.1与法兰盘7的焊接部上涂抹耐高温防腐硅脂，增强焊接部位的防腐性能，延长使用寿命。步骤八:最后把焊接固定好的整个加热器表面经过喷砂处理，喷涂氟树脂涂料层后烧结，氟树脂涂料层具有耐高温、防腐和防垢的特点。本实施例的厚膜液体加热器将单块加热基板I独立密封在密封板3上，利用导热硅胶层3.2增加加热基板I与密封板3之间的热传导，并通过不锈钢钢管6和不锈钢钢管
6.1与密封板3和法兰盘7相连，使加热器中的导线可以从外接触点5经密封板3的凹槽4和不锈钢钢管6通向法兰盘7外，达到待加热液体与电源的完全隔离，并使整个加热器内的加热部件均能浸在待加热液体中。平板状的密封板3采用最小面积的固定密封件密封了厚膜电路2，使加热器的散热面积最大化及散热率最高。其中法兰盘7直接与待加热液体的壳体相连，用于加热器内部导线的外接，使整个加热器内的加热部件均能浸在待加热液体中，使热效率可达到99%以上，相对于传统加热器的热效率有显著的提升。本实施例是以每块加热基板上每平方厘米的面积功率为25w为例进行说明的，而现有技术中由于是两块加热基板贴合焊接密封的，若每块加热基板的加热功率相同，则每平方厘米的面积功率远远大于25w，因此，在加热时，现有技术中加热基板的温度要远远高于本实施例中加热基板的温度。同时，可以根据两种加热器在加热过程中的气泡和声音，判断其加热时的温升情况，也可判断出本实施例中的加热基板的工作温度远低于现有技术中加热基板的温度。实施例2:本实施例的厚膜液体加热器与实施例1中的不同之处在于加热基板I与密封板3的焊接结构及加热基板I与密封板3自身结构，其它结构和制作方法均与实施例1中大致相同，请参照实施例1，在此不再赘述，下面详细说明实施例2中的具体焊接结构。参照图5，密封板3为槽状，即为浅盒状，密封板3上凸起的槽边8焊接在加热基板I的四个侧面上。槽状的密封板3保证了密封板3与加热基板I之间的连接强度，其有益效果参照实施例1，但因其加热基板I的四个侧面均被密封板3包覆，采用隔空焊接密封，其散热性能较实施例1中的散热性能略有降低，但相比较于现有技术，则有明显的提高。在实现实施例2的隔空密封时，也可采用将预留的边界1.1部分弯折使加热基板I为槽状体，即厚膜电路2印制在加热基板I的槽底面上，边界1.1的内侧用于与密封板3焊接，而与密封板3采用平板状，也可达到上述槽状密封板3的效果。实施例3:参照图6-8，本实施例将分别通过实施例1或实施例2最终得到两块相同的加热基板，并将两块相同的加热基板安装在同一个法兰盘7上，并在法兰盘7上压铸三个安装孔，分别用于安装加热基板9、第二加热基板10和温度传感器。加热基板9与第二加热基板10平行设置，加热基板9与第二加热基板10通过夹扣11可拆卸连接。夹扣11设有第一夹持部12、第二夹持部13和间隔保持部14，夹扣11为由不锈钢钢板弯曲成m型固定夹扣，并在加热基板中间进行夹扣固定，其中第一夹持部12用于夹持加热基板9，第二夹持部13用于夹持第二加热基板10，间隔保持部14用于控制加热基板9与第二加热基板10之前的间距。两块加热基板可拆卸式连接，用于满足不同加热器加热功率的要求，简单结构的夹扣设计，有利于两块加热基板的拆卸，夹扣上间隔保持部使两块加热基板保持一定的间距，保证两块加热基板在共同工作下的散热面积，有效的提高了散热效率。本实施例中两块加热基板组装的加热器，由于两块加热基板之间的相互影响，其散热性能相较于单块加热基板的加热器将有所下降，但对比于现有技术中两块加热基板贴合焊接密封的加热器而言，其散热面积就足足的增加了一倍，因此，在加热时，现有技术中加热基板的温度要远远高于本实施例中加热基板的温度。同时，通过待加热液体的容积在有限时间内的温升及加热器自身散热的换算，可知本实施例中的加热器在工作时，其工作温度仅比待加热液体的温度高出20-25度，而一般快速加热器的加热温度不超过75度，故本实施例中加热器内加热基板的温度可控制在100度以内，从而有效的降低了加热器的工作温度，克服了加热基板易变形和加热器表面易结垢的缺点，提高了加热器的防垢性能及使用寿命。上述说明中，凡未加特别说明的，均采用现有技术中的技术手段。
权利要求
1.一种厚膜液体加热器，包括一具有导热性能的加热基板，加热基板的一面上印制有厚膜电路，其特征在于，所述加热基板印制有厚膜电路的一面上密封有用于密封加热基板上厚膜电路的密封板，密封板上印制有绝缘层，绝缘层设置在密封板与加热基板密封的密封面上，绝缘层上涂覆有导热硅胶层；所述密封板上向外压铸有用于厚膜电路走线的凹槽，凹槽位置与厚膜电路外接触点的位置相匹配。
2.根据权利要求1所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述密封板为平板状，加热基板上设有用于焊接密封板的边界，密封板与加热基板的边界焊接。
3.根据权利要求1所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述密封板为槽状，密封板上凸起的槽边焊接在加热基板的四个侧面上。
4.根据权利要求2或3所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述加热器还包括具有相同结构第二加热基板，加热基板与第二加热基板平行设置，加热基板与第二加热基板通过夹扣可拆卸连接，所述夹扣设有第一夹持部、第二夹持部和间隔保持部，第一夹持部用于夹持加热基板，第二夹持部用于夹持第二加热基板，间隔保持部用于控制加热基板与第二加热基板之如的间距。
5.根据权利要求1所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述凹槽的截面为圆形，凹槽上设有出线孔，出线孔上焊接有不锈钢钢管。
6.根据权利要求5所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述不锈钢钢管的另一端连接有法兰盘，不锈钢钢管与法兰盘焊接或螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述法兰盘上还设有用于温度信号导线走线的安装孔，安装孔上连接有不锈钢钢管，不锈钢钢管上安装有温度传感器。
8.根据权利要求1所述的厚膜液体加热器，其特征在于，所述加热器外表面喷涂有氟树脂涂料层。
全文摘要
本发明涉及一种厚膜液体加热器，包括一加热基板，加热基板的一面上印制有厚膜电路，所述加热基板印制有厚膜电路的一面上密封有用于密封加热基板上厚膜电路的密封板，密封板上印制有绝缘层，绝缘层设置在密封板与加热基板密封的密封面上，绝缘层上涂覆有导热硅胶层；所述密封板上向外压铸有用于厚膜电路走线的凹槽，凹槽位置与厚膜电路外接触点的位置相匹配。本发明利用导热硅胶层增加热传导，并在密封板上压铸凹槽用于厚膜电路走线，使整个加热器浸在待加热液体中，不仅有效的利用了加热器产生的热能，而且成倍的增加了加热器的热交换面积，提高了加热器的散热效率，有效的降低了加热器的工作温度，提高了加热器的防垢性能及使用寿命。
文档编号H05B3/28GK103152851SQ201310081189
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者张卓鹏, 沈闽江 申请人:沈闽江, 张卓鹏