一种圆形加热设备的制作方法

本实用新型涉及电发热领域，具体涉及一种圆形加热设备。
背景技术：
：在日常生活中，圆形加热设备的应用场景无处不在，包括圆形防雾镜、圆形除雾镜、圆形加热菜板、热水壶、热水瓶、烹饪器具和晶圆加热等方面。现有的圆形加热设备的发热体主要由电热丝盘绕而成，通过将电热丝以之字形或螺旋形进行盘绕形成一个大致的圆形。但由于电热丝为线状发热，整个圆形加热设备的加热温度均匀性较差，不同区域的加热效果差异较大。因此，急需开发一种加热均匀的圆形加热设备。技术实现要素：为弥补现有技术的不足，本申请提供一种圆形加热设备。该圆形加热设备具有发热温度均匀、温度偏差小、设计合理、结构简单、易于生产等优点，具有良好的市场前景。本申请一方面在于提供一种圆形加热设备，包括基层和设置于基层上的电热膜层，电热膜层包括多个同心设置的、从外向内方阻依次增大的圆环形电热膜。在一种实施方式中，多个同心圆环电热膜的厚度从外向内依次减小，且相邻圆环电热膜厚度从外向内比例为1.3:1～2.5:1。在一种实施方式中，多个同心圆环的体电阻率从外向内依次增大。在一种实施方式中，最里面圆环形电热膜的内半径小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.5倍，相邻两个圆环形电热膜的间距小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.15倍。在一些实施例中，最里面圆环形电热膜的内半径小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.2倍，相邻两个圆环形电热膜的间距小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.06倍。在一些实施例中，电热膜层包括至少6个同心设置的圆环形电热膜。在一些实施例中，多个圆环形电热膜外缘的发热功率密度相同。在一些实施例中，多个圆环形电热膜的外缘的发热功率密度和其内缘的发热功率密度之比为k，0.5≤k≤0.9。在一些实施例中，0.7≤k≤0.8。在一些实施例中，相邻两个圆环形电热膜中位于外侧的圆环形电热膜的方阻与位于内侧的圆环形电热膜的方阻之比为fn，fn≤k。在一些实施例中，圆形加热设备进一步包括保护层和胶层，保护层通过胶层与基层相连接。在一些实施例中，圆形加热设备进一步包括两条沿圆环形电热膜直径方向设置的电极，两条电极分别与多个同心设置的圆环形电热膜相连接。在一些实施例中，圆形加热设备进一步包括两条沿圆环形电热膜半径方向设置的相互平行的电极，两条电极分别与多个同心设置的圆环形电热膜相连接。附图说明通过结合附图对于本申请的实施方式进行描述，可以更好地理解本申请，在附图中：图1为本申请的一个实施例1中的一种圆形加热设备的侧视示意图；图2为如图1所示的实施例1中的一种圆形加热设备的圆环形电热膜和电极布置示意图；图3为本申请的一个实施例2中的一种圆形加热设备的侧视示意图；图4为如图3所示的实施例2中的一种圆形加热设备的圆环形电热膜和电极布置示意图；图5为本申请的一个实施例3中的一种圆形加热设备的侧视示意图；图6为如图5所示的实施例3中的一种圆形加热设备的圆环形电热膜和电极布置示意图。附图标号说明：100：圆形加热设备；110：基层；120：电热膜层；121：圆环形电热膜；130：电极；140：胶层；150：保护层；200：圆形加热设备；210：基层；220：电热膜层；221：圆环形电热膜；230：电极；240：胶层；250：保护层；300：圆形加热设备；310：基层；320：电热膜层；321：圆环形电热膜；330：电极；340：胶层；350：保护层。具体实施方式除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属
技术领域：
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。本申请的实施例涉及一种圆形加热设备，该圆形加热设备包括基层和设置于基层上的电热膜层，电热膜层包括多个同心设置的圆环形电热膜。该圆形加热设备可以进一步包括保护层和胶层，保护层通过胶层与基层相连接。在一些具体的实施例中，该圆形加热设备还可以进一步包括两条沿圆环形电热膜直径方向设置的电极，两条电极分别与多个同心设置的圆环形电热膜相连接。在另一些实施例中，圆形加热设备进一步包括两条沿圆环形电热膜半径方向设置的相互平行的电极，两条电极分别与多个同心设置的圆环形电热膜相连接。具体地说，本申请的一个实施例的一种圆形加热设备可以包括自下而上依次设置的基层、设置于基层上的电热膜层、电极、胶层和保护层。在一些实施例中，基层所用材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚乙烯(pe)中的至少一种。设置于基层上的电热膜层可以是水性丝印油墨或者由石墨、碳纳米管、碳纤维、炭黑、石墨烯、富勒烯和碳晶制成。电极可以是铜带电极或由铝箔条、镍箔条、不锈钢带、铜镀锡条或银墨条制成。胶层可以是eva热熔胶。保护层所用材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚乙烯(pe)中的至少一种。电热膜层包括多个同心设置的、从外向内方阻依次增大的圆环形电热膜，最里面圆环形电热膜的内半径小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.5倍，相邻两个圆环形电热膜的间距小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.15倍。优选的，最里面圆环形电热膜的内半径小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.2倍，相邻两个圆环形电热膜的间距小于或等于最外面圆环形电热膜外半径的0.06倍。在一些实施例中，电热膜层包括至少6个同心设置的圆环形电热膜。在一些实施例中，多个圆环形电热膜外缘的发热功率密度相同。为了工艺上可行和方便实现，可以使同一个圆环形电热膜内的方阻相同。为实现圆形加热设备的均匀发热，在绝对理想的理想情况下，可以通过改变电热膜层的方阻r□来实现，具体的说，通过使电热膜层的方阻r□随着圆形电热膜层的半径连续变化。但连续变化方阻的情形，在现实中实施起来非常困难。因此，为了工艺上可行和方便实现，本申请的实施例可以使涂层的方阻做阶梯变化，以实现圆面上近似均匀发热的目的。当同一个圆环形电热膜内的方阻r□相同时，可以通过以下公式计算圆环形电热膜的半径r处的发热功率密度p：式中，p是指发热功率密度；u是指电极的加载电压；r□是指圆环形电热膜的方阻；c是r处圆环涂层的长度(从电极一端到另一端)。由此公式可知，发热功率密度p与电极的加载电压u的平方成正比，发热功率密度p与圆环形电热膜内的方阻r□成反比，发热功率密度p与圆环形电热膜涂层的长度c的平方成反比。两条电极沿圆环形电热膜直径方向设置时，c＝π*r；两条电极沿半径方向相互平行设置时c＝2π*r。在一些实施例中，多个圆环形电热膜的外缘的发热功率密度和其内缘的发热功率密度之比为k。k与圆环形电热膜外缘的发热功率密度与其内缘的发热功率密度符合以下公式：p2n-1/p2n＝k；式中，p2n-1为圆环形电热膜外缘的发热功率密度；p2n为圆环形电热膜内缘的发热功率密度；k为一个圆环形电热膜的外缘的发热功率密度和其内缘的发热功率密度之比。在一些具体的实施例中，0.5≤k≤0.9，优选的，0.7≤k≤0.8。结合上述发热功率密度p的计算公式可知,上述多个圆环形电热膜的外半径与内半径之间的关系符合以下公式：式中，r2n为圆环形电热膜的外半径；r2n-1为圆环形电热膜的内半径。在一些实施例中，相邻两个圆环形电热膜中位于外侧的圆环形电热膜的方阻与位于内侧的圆环形电热膜的方阻之比为fn，且fn≤k。下面结合本申请的若干个具体的实施例来对本实用新型进行详细说明。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。实施例1：实施例1如图1与图2所示，圆形加热设备100包括自下而上依次设置的基层110、设置于基层110上的电热膜层120、电极130、胶层140和保护层150。基层110和保护层150均选用100um厚的pet膜。电热膜层120为厚度为5um的发热涂层，优选的，选用水性丝印油墨制造。通过调整油墨中导电剂的含量，可以得到方阻符合要求的水性丝印油墨。胶合层选用30um厚的eva热熔胶。电极130选用宽5mm、长110mm的铜带电极。电热膜层120包括8个同心设置的圆环形电热膜121，8个同心设置的圆环形电热膜121的参数如表1所示，表1中的圆环编号是指由外向内对8个圆环形电热膜121依次编号获得的编号；方阻是指各个圆环形电热膜121对应的方阻，单位为ω/□；半径编号是指对各个圆环形电热膜121的外半径和内半径依次编号获得的编号；半径是指各个圆环形电热膜121的外半径和内半径，单位为mm。在实施例1中，相邻两个圆环形电热膜121之间的间距为2mm。保护层150通过胶层140与基层110相连接。两条沿圆环形电热膜121直径方向设置的电极130分别与8个同心设置的圆环形电热膜121相连接，两条电极130之间不相接触。表1：制造实施例1所示的圆形加热设备100一般需要经过制版、丝印、布电极、热压覆合和冲孔等步骤。制版是指按照表1中所示的圆环形电热膜121的参数，为每个圆环形电热膜121分别制作丝印网版，网版可以选用200目尼龙网。丝印是指由外向内依次使用对应的方阻不同的水性丝印油墨通过丝印网版在基层110上丝印8个圆环形电热膜121，各个圆环形电热膜121均同心设置，且各个圆环形电热膜121对应的方阻如表1所示。布电极是指将两条沿圆环形电热膜121直径方向设置的电极130压合在制作完成的基层110和电热膜层120上，两条电极130之间不相接触，热压覆合是指通过热压的方式将胶层140和保护层150覆合在最上方，保护层150通过胶层140与基层110相连接。冲孔是指利用冲压模具将多余的胶带和保护层除去，得到所需要的圆形加热设备100的形状。需要注意的是，上述步骤是圆形加热设备100的一般制造方法，而不构成对本申请保护范围的限制。实施例2：实施例2如图3与图4所示，圆形加热设备200包括自下而上依次设置的基层210、设置于基层210上的电热膜层220、电极230、胶层240和保护层250。基层210和保护层250均选用100um厚的pet膜。电热膜层220为厚度为5um的发热涂层，优选的，选用水性丝印油墨制造。通过调整油墨中导电剂的含量，可以得到方阻符合要求的水性丝印油墨。胶合层选用30um厚的eva热熔胶。电极230选用宽5mm、长110mm的铜带电极。电热膜层220包括7个同心设置的圆环形电热膜221，7个同心设置的圆环形电热膜221的参数如表2所示。表2中的圆环编号是指由外向内对7个圆环形电热膜221依次编号获得的编号；方阻是指各个圆环形电热膜221对应的方阻，单位为ω/□；半径编号是指对各个圆环形电热膜221的外半径和内半径依次编号获得的编号；半径是指各个圆环形电热膜221的外半径和内半径，单位为mm。在实施例2中，相邻两个圆环形电热膜221之间的间距为6mm。保护层250通过胶层240与基层210相连接。两条沿圆环形电热膜221直径方向设置的电极230分别与7个同心设置的圆环形电热膜221相连接，两条电极230之间不相接触。表2：制造实施例2所示的圆形加热设备200一般需要经过制版、丝印、布电极、热压覆合和冲孔等步骤。制版是指按照表2中所示的圆环形电热膜221的参数，为每个圆环形电热膜221分别制作丝印网版，网版可以选用200目尼龙网。丝印是指由外向内依次使用对应的方阻不同的水性丝印油墨通过丝印网版在基层210上丝印8个圆环形电热膜221，各个圆环形电热膜221均同心设置，且各个圆环形电热膜221对应的方阻如表2所示。布电极是指将两条沿圆环形电热膜221直径方向设置的电极230压合在制作完成的基层210和电热膜层220上，两条电极230之间不相接触，热压覆合是指通过热压的方式将胶层240和保护层250覆合在最上方，保护层250通过胶层240与基层210相连接。冲孔是指利用冲压模具将多余的胶带和保护层除去，得到所需要的圆形加热设备200的形状。需要注意的是，上述步骤是圆形加热设备200的一般制造方法，而不构成对本申请保护范围的限制。实施例3：实施例3如图5与图6所示，圆形加热设备300包括自下而上依次设置的基层310、设置于基层310上的电热膜层320、电极330、胶层340和保护层350。基层310和保护层350均选用100um厚的pet膜。电热膜层320为不同厚度的发热涂层(单位为um)，优选的，选用水性丝印油墨制造。通过调整油墨中导电剂的含量，可以得到方阻符合要求的水性丝印油墨。胶合层选用30um厚的eva热熔胶。电极330选用宽5mm、长90mm的铜带电极。电热膜层320包括6个同心设置的圆环形电热膜321，6个同心设置的圆环形电热膜321均设置有5mm的开口，6个同心设置的圆环形电热膜321的参数如表3所示。表3中的圆环编号是指由外向内对6个圆环形电热膜321依次编号获得的编号；方阻是指各个圆环形电热膜321对应的方阻，单位为ω/□；半径编号是指对各个圆环形电热膜321的外半径和内半径依次编号获得的编号；半径是指各个圆环形电热膜321的外半径和内半径，单位为mm。在实施例3中，相邻两个圆环形电热膜321之间的间距为5mm。保护层350通过胶层340与基层310相连接。两条沿圆环形电热膜321直径方向设置的电极330分别与6个同心设置的圆环形电热膜321相连接，两条电极330之间不相接触。两条相互平行的电极330分别与6个同心设置的圆环形电热膜321相连接。表3：制造实施例3所示的圆形加热设备300一般需要经过制版、丝印、布电极、热压覆合和冲孔等步骤。制版是指按照表3中所示的圆环形电热膜321的参数，为每个圆环形电热膜321分别制作丝印网版，网版可以选用200目尼龙网。丝印是指由外向内依次使用对应的方阻不同的水性丝印油墨通过丝印网版在基层310上丝印6个圆环形电热膜321，各个圆环形电热膜321均同心设置，各个圆环形电热膜321的开口相互对齐，且各个圆环形电热膜321对应的方阻如表3所示。布电极是指将两条相互平行的电极330对称设置于圆环形电热膜321开口的两侧，并压合在制作完成的基层310和电热膜层320上，两条电极330之间不相接触。热压覆合是指通过热压的方式将胶层340和保护层350覆合在最上方，保护层350通过胶层340与基层310相连接。冲孔是指利用冲压模具将多余的胶带和保护层除去，得到所需要的圆形加热设备300的形状。需要注意的是，上述步骤是圆形加热设备300的一般制造方法，而不构成对本申请保护范围的限制。将上述3个实施例中的圆形加热设备分别接入电路进行发热测试。测试电路电压为20v，测试环境温度为室温。将圆形加热设备水平悬空放置，且其四周无明显的流动空气。圆形加热设备通电30分钟后利用红外线成像仪测量圆形加热设备温度，记录圆形加热设备上的最高温度和最低温度，并计算温度偏差。温度偏差通过如下公式进行计算：△t％＝(最高温度-最低温度)/(2*最高温度)*100％。测试结果如表4所示。表4：实施例1实施例2实施例3测试电压/v202020最高温度/℃43.640.662.1最低温度/℃38.236.949.8温度偏差/△t％6.24.69.9通过测试结果可以看出，本申请所述的圆形加热设备的3个实施例结构简单，发热均匀度高，整体温度偏差低于10％，具有有益的技术效果。本说明书用具体实施例来描述本申请，包括最佳模式，并且可以帮助任何熟悉本实用新型工艺的人进行实验操作，但不旨在限制其保护范围。当前第1页12