专利名称：一种厚膜加热器的制作方法
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，这样的设计方式在使用时设有外接触点端的加热板就不能与待加热液体进行热交换，未能充分有效的利用其热效率，导致了部分余热的浪费。同时，因其部分浸入在待加热液体中，加热板上的工作温度不易降低，对整个加热器的散热性能造成影响，不利于加热器的长期使用。
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、热效率利用率高和使用寿命长的一种厚膜加热器。为解决上述问题，本发明的技术方案是:—种厚膜加热器，包括具有导热性能的第一加热基板和第二加热基板，第一加热基板和第二加热基板的一面上均印制有厚膜电路，厚膜电路设有用于外接导线的外接触点，第一加热基板印制有厚膜电路的一面与第二加热基板印制有厚膜电路的一面相对贴合，两块加热基板在边缘处密封连接，所述第一加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第二加热基板上厚膜电路走线的第一凹槽，第一凹槽贴合在第二加热基板的外接触点上，第二加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第一加热基板上厚膜电路走线的第二凹槽，第二凹槽贴合在第一加热基板的外接触点上；所述第一凹槽和第二凹槽上均设有出线孔，出线孔上连接有用于传递导线的导管，导管的另一端连接有用于厚膜加热器安装固定的法兰盘。相比较于现有技术，本发明的一种厚膜加热器将两块加热基板相对贴合密封，并分别在两块加热基板上压铸凹槽用于厚膜电路走线，使厚膜电路的外接导线通过导管直接从法兰盘穿出，从而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。优选地，所述第一加热基板和第二加热基板贴合的一面上涂覆有导热硅胶层。利用导热硅胶层增加两块加热基板之间的热传导，有利于提高加热基板的散热性能，同时提高了两者之间的绝缘效果。优选地，所述第一加热基板和第二加热基板均为方形的不锈钢钢板，第一加热基板和第二加热基板上设有用于焊接密封的边界，第一加热基板的边界与第二加热基板的边界焊接。在设计时，预留用于焊接密封的边界，避免两块加热基板在焊接时对厚膜电路造成的影响，同时又能保证焊接强度。优选地，所述第一加热基板和第二加热基板上设有用于密封的边界，第一加热基板和第二加热基板的边界上分别设有多个通孔，第一加热基板和第二加热基板的边界之间设有密封垫圈，密封垫圈上设有与加热基板上相对应的通孔，第一加热基板、密封垫圈和第二加热基板上相对应的通孔通过螺钉件紧固连接。在设计时，预留用于密封打孔的边界，避免两块加热基板在焊接时对厚膜电路造成的影响，并利用密封垫圈保证两块加热基板之间的密封性能。优选地，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均为圆形，导管为不锈钢钢管，不锈钢钢管与法兰盘焊接或螺纹连接。截面圆形凹槽有利于不锈钢钢管的焊接，导管与凹槽、导管与法兰盘之间的连接均为密封连接，保证水电隔离。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是本发明一种厚膜加热器实施例1中第一加热基板成型后的结构示意图。图2是本发明一种厚膜加热器实施例1的结构示意图。图3是图2的左视结构示意图。图4是本发明一种厚膜加热器实施例2的分拆结构示意图。
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，本发明的一种厚膜加热器包括第一加热基板1、第二加热基板2、导管5和法兰盘6，第一加热基板I和第二加热基板2是具有导热性能、平面的不锈钢钢板或铝合金板，本发明中采用方形的不锈钢钢板为例进行说明。第一加热基板I和第二加热基板2的一面上均印制有厚膜电路3，厚膜电路3上设有用于外接导线的外接触点4，第一加热基板I和第二加热基板2上设有用于焊接密封的边界7，边界7 —般预留尺寸为8-10mm，该边界7为厚膜电路3在加热基板上预留的位置，即厚膜电路3印制在加热基板的中部，厚膜电路3的外圈为边界7部分，用以避免两块加热基板在焊接时对厚膜电路3造成的影响，同时又能保证焊接强度。第一加热基板I印制有厚膜电路3的一面与第二加热基板2印制有厚膜电路3的一面相对贴合，两块加热基板在边界7处焊接密封连接，也可以采用其它粘合方式，在此不再赘述。第一加热基板I和第二加热基板2贴合的一面上涂覆有导热硅胶层，利用导热硅胶层增加两块加热基板之间的热传导，辅助加热基板散热，同时增加绝缘性能。所述外接触点4设置在加热基板底端的一侧，而加热基板底端的另一侧用于压铸凹槽，凹槽的位置与外接触点4平齐。第一加热基板I印制有厚膜电路3的一面上向外压铸有用于第二加热基板2上厚膜电路3走线的第一凹槽1.1，第一凹槽1.1贴合在第二加热基板2的外接触点4上，第二加热基板2印制有厚膜电路3的一面上向外压铸有用于第一加热基板I上厚膜电路3走线的第二凹槽2.1，第二凹槽2.1贴合在第一加热基板I的外接触点4上。所述第一凹槽1.1和第二凹槽2.1上均设有出线孔，出线孔上连接有用于传递导线的导管5，导管5的另一端连接有用于厚膜加热器安装固定的法兰盘6，导管5与法兰盘6焊接或螺纹连接，采用螺纹连接时，应加垫O型密封圈。第一凹槽1.1和第二凹槽2.1的截面均为圆形，导管5为不锈钢钢管，导管与法兰盘6焊接或螺纹连接。在导管5与凹槽上出线孔的焊接部和不锈钢钢管6.1与法兰盘6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。法兰盘6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。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，有利于提高加热器的使用寿命。参照图1-3，本发明的一种厚膜加热器通过如下步骤制作而成:步骤一:根据两块加热基板的功率设计要求，选择加热基板的面积大小，厚度的选择则根据功率与加热基板面积大小成正比。功率大，加热基板的面积相应加大，加热基板的厚度也相应加厚，这样可减少加热时温度过高而导致加热基板发生弯曲变形，厚膜加热电阻电路功率一般为40 60W/Cm2。加热基板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1.4-1.6_为例进行说明。第一加热基板I和第二加热基板2选择型号为SUS444或316的不锈钢钢板，厚度为1.5mm,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。根据设计需要将不锈钢钢板轧出两块大小相同的长方形平板，两块不锈钢钢板分别作为第一加热基板I和第二加热基板2。分别在第一加热基板I和第二加热基板2的底部一侧压铸出截面为圆形的第一凹槽1.1和第二凹槽2.1，第一凹槽1.1和第二凹槽2.1的截面形状也可选择长方形、正方形等，并在第一凹槽1.1和第二凹槽2.1设置出线孔。步骤二:在两块加热基板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3，并在印刷玻璃釉时在两块加热基板的周边预留8-10mm的边界7，本发明中采用9mm的边界，后将两块加热基板送入850度高温烧结炉进行烧结。步骤三:在两块加热基板的外接触点4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。将不锈钢材质的两根导管5弯曲成需要的角度或选择直管，导管5的一端与凹槽上的出线孔焊接，并在焊接部位上涂覆耐高温防腐树脂。步骤四:通过上述步骤得到两块相同形状的第一加热基板I和第二加热基板2，将印制有厚膜电路3的一面相对，把焊接在第一加热基板I外接触点4上的导线从第二凹槽
2.1中穿出，对应的，把焊接在第二加热基板2外接触点4上的导线从第一凹槽1.1中穿出。分别在第一加热基板I和第二加热基板2印制有厚膜电路3的一面上涂覆部分导热硅胶层，将第一加热基板I和第二加热基板2粘合并在各至的边界7处焊接密封。步骤五:焊接后的组件有两根导管5，导管5的另一端与法兰盘6焊接或螺纹连接，采用螺纹连接时，应加垫O型密封圈。在法兰盘6上压铸另一安装孔，安装孔用于连接不锈钢钢管6.1，在不锈钢钢管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: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经400度烧结，氟树脂涂料层具有耐高温、防腐和防垢的特点。本发明的一种厚膜加热器将两块加热基板的边缘密封固定，利用导热硅胶层增加第一加热基板I和第二加热基板2之间的热传导，并通过导管和法兰盘6相连，使加热器中的导线可以从外接触点4经不同的凹槽和导管通向法兰盘6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。其中法兰盘6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，使整个加热器能浸在待加热液体中，有效的提高了热效率，第一加热基板I和第二加热基板2完全浸在待加热液体中，使第一加热基板I和第二加热基板2充分的与待加热液体进行热交换，相对于传统加热器的热效率有显著的提升。同时，也增加了部分散热面积，避免了热量浪费，进而降低了加热基板的工作温度。实施例2本实施例中的一种厚膜加热器与实施例1中的不同之处在于第一加热基板I和第二加热基板2之间的密封连接方式，及第一加热基板I和第二加热基板2的自身结构，其它结构和制作方法与实施例大致相同，请参照实施例1，在此不再赘述，下面详细说明实施例2中的具体密封结构。参照图4，所述第一加热基板I和第二加热基板2上设有用于密封的边界7，第一加热基板I和第二加热基板2的边界7上分别设有多个通孔9，第一加热基板I和第二加热基板2的边界之间设有密封垫圈8，密封垫圈8上设有与加热基板上相对应的通孔9，通孔9均匀的分布在第一加热基板I和第二加热基板2的边界7上，及均匀分布在密封垫圈8的一周上。第一加热基板1、密封垫圈8和第二加热基板2上相对应的通孔9通过螺钉件紧固连接，螺钉件为螺丝或螺钉。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
1.一种厚膜加热器，包括具有导热性能的第一加热基板和第二加热基板，第一加热基板和第二加热基板的一面上均印制有厚膜电路，厚膜电路设有用于外接导线的外接触点，第一加热基板印制有厚膜电路的一面与第二加热基板印制有厚膜电路的一面相对贴合，两块加热基板在边缘处密封连接，其特征在于，所述第一加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第二加热基板上厚膜电路走线的第一凹槽，第一凹槽贴合在第二加热基板的外接触点上，第二加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第一加热基板上厚膜电路走线的第二凹槽，第二凹槽贴合在第一加热基板的外接触点上；所述第一凹槽和第二凹槽上均设有出线孔，出线孔上连接有用于传递导线的导管，导管的另一端连接有用于厚膜加热器安装固定的法兰盘。
2.根据权利要求1所述的一种厚膜加热器，其特征在于，所述第一加热基板和第二加热基板贴合的一面上涂覆有导热硅胶层。
3.根据权利要求1所述的一种厚膜加热器，其特征在于，所述第一加热基板和第二加热基板均为方形的不锈钢钢板，第一加热基板和第二加热基板上设有用于焊接密封的边界，第一加热基板的边界与第二加热基板的边界焊接。
4.据权利要求1所述的一种厚膜加热器，其特征在于，所述第一加热基板和第二加热基板上设有用于密封的边界，第一加热基板和第二加热基板的边界上分别设有多个通孔，第一加热基板和第二加热基板的边界之间设有密封垫圈，密封垫圈上设有与加热基板上相对应的通孔，第一加热基板、密封垫圈和第二加热基板上相对应的通孔通过螺钉件紧固连接。
5.根据权利要求1所述的一种厚膜加热器，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均为圆形，导管为不锈钢钢管，不锈钢钢管与法兰盘焊接或螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种厚膜加热器，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。
7.根据权利要求1所述的一种厚膜加热器，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加热器，包括第一加热基板和第二加热基板，第一加热基板和第二加热基板的一面上均印制有厚膜电路，第一加热基板与第二加热基板相对贴合，两块加热基板在边缘处密封连接，第一加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第二加热基板上厚膜电路走线的第一凹槽，第二加热基板印制有厚膜电路的一面上向外压铸有用于第一加热基板上厚膜电路走线的第二凹槽；第一凹槽和第二凹槽上均设有出线孔，出线孔上连接有导管，导管的另一端连接有法兰盘。本发明不仅有效的利用了加热器产生的热能，而且增加了加热器的热交换面积，提高了加热器的散热效率，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H05B3/04GK103152850SQ201310080449
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