电热炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电热炉，包括一电热炉本体、一温度控制系统、一温度控制操作面板以及一电热系统。电热炉本体，靠近中央处具有一呈下凹状的内部容置空间。电热炉本体与一外部电源构成电性连接且导入一电流。温度控制系统，设置于内部容置空间中，并与导入的电流电性连接，用以控制电热炉的温度。温度控制操作面板设置于电热炉本体的一表面上，与温度控制系统电性连接，以操作电热炉的温度控制。电热系统，与温度控制系统电性连接，其由一隔热装置、一测温器、一组电性连接端子及一涂覆有发热电阻浆料的基板所构成，用以提供一热能。
【专利说明】电热炉
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种电热炉，特别是一种使用发热电阻浆料烧结体作为加热元件的电热炉。
【背景技术】
[0002]以往的电热炉的发热元件通常为导电膜、电热圈或电热扁线制成。例如中国台湾新型专利公告第201548号的电热炉，是采用电热圈作为加热元件；中国台湾新型专利公告第M585380号的电热式加热盒则是采用电热扁线作为加热元件；以及中国台湾发明专利公开第TW201028623号的电热炉，采用导电膜做为加热元件。
[0003]然而，采用导电膜或电热扁线做为发热元件的电热炉，导电膜与电热扁线的加热效率为固定，要依照需求提高加热效率并不易实施，因此要如何提高电热炉的加热效率乃是所属【技术领域】人士所要解决的问题。
实用新型内容
[0004]因此，本实用新型的主要目的是提供一种采用以发热电阻浆料制造而成的热电阻以及隔热装置组合而成的电热系统的电热炉。
[0005]本实用新型的另一目的是提供一种具有较佳加热效率的电热炉。
[0006]本实用新型的又一目的是提供一种加热温度可达摄氏40到500度的电热炉。
[0007]基于上述目的，本实用新型提供一种电热炉，包括:一电热炉本体，具有一第一高度，电热炉本体靠近中央处具有一呈下凹状的内部容置空间；一电热炉本体，具有一第一高度，该电热炉本体内部中央处具有一呈下凹状的内部容置空间；
[0008]一温度控制系统，设置于该内部容置空间中，透过该电热炉本体与一外部电源构成电性连接，用以控制该电热炉的温度；以及
[0009]一电热系统，与该温度控制系统构成电性连接，并提供一热能，该电热系统具有:
[0010]—基板,具有耐热绝缘性质，覆盖于该内部容置空间上，且具有一第一表面与一第二表面，该第二表面背对该第一表面，该第二表面与该温度控制系统电性连接；
[0011]一热电阻，由一发热电阻浆料根据一图案形成于该第二表面，该热电阻具有:
[0012]一图案电路，至少为双回路，由一厚膜电阻所构成；以及
[0013]至少二电极端，所述电极端与该温度控制系统电性连接；
[0014]一隔热装置，具有一第二高度，固定于该内部容置空间，其与该热电阻接触，该隔热装置包含:
[0015]一隔热体，是一凹型体，且凹型体具有一内缘与一外缘，具有阻绝向下的辐射热的性质，其与该热电阻接触，该凹型体的顶面与该图案电路的轮廓相同，且该热电阻的该图案电路周边与该内缘切齐，且该电极端周边与该外缘切齐，该隔热体的该内缘与该外缘之间具有一组沟槽，所述沟槽具有一第一宽度；
[0016]一测温器，固定于该隔热体中央，与该温度控制系统电性连接；以及[0017]一组电性连接端子，容置于所述沟槽中，并夹置于该隔热体与该热电阻之间，提供该热电阻的电极端与该温度控制系统之间的该电性连接，各电性连接端子具有一扁平面端及一导线连接端，该扁平面端，具有一第二宽度，为导电材质，与该热电阻的电极端接触，该导线连接端与该温度控制系统产生电性连接。
[0018]其中，该图案的图案轮廓为圆形及矩形其中之一。
[0019]其中，该隔热体的该凹型体为圆柱体及矩型体其中之一。
[0020]其中，该第二高度大于或等于该第一高度。
[0021]其中，该隔热装置进一步具有一弹性体以及一底座，该底座固定于该内部容置空间中，该弹性体位于该隔热体的下方及该底座的上方，具有一上端与一下端，该上端固定于该隔热体上，该下端固定于该底座，提供该隔热装置具有一弹性，当该基板覆盖于该内部容置空间上时，该弹性体被压缩。
[0022]其中，该导线连接端进一步被一固定装置固定在该隔热体边缘。
[0023]其中，该第一宽度大于或等于该第二宽度。
[0024]其中，该基板的材质是一材质选自由微晶玻璃、氧化铝、不锈钢、陶瓷及石英所组成的群组。
[0025]本实用新型的电热炉可以做成家用、实验室或工业用电热炉。
[0026]综上所述，本实用新型的电热炉具有下列优点:1.提供一具有较佳加热效率的电热炉，加热效率可根据热电阻回路数目增加而增加；2.加热温度范围广的电热炉，温度范围可为摄氏40到600度，最佳温度范围摄氏为40到500度；3.可应用为家用、实验室或工业用电热炉。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下:
[0028]图1A是一示意图，绘示本实用新型第一实施例的电热炉的整体。
[0029]图1B是一爆炸图，绘示本实用新型第一实施例的电热炉的各部元件。
[0030]图1C是一示意图，绘示本实用新型第一实施例的电热炉基板的第一表面与第二表面。
[0031]图1D是一示意图，绘示本实用新型第一实施例的电热炉的电热系统。
[0032]图1Da是一放大图，绘示本实用新型第一实施例的电热炉的连接端子。
[0033]图1E是一剖面图，绘示本实用新型第一实施例的隔热体沟槽与电性连接端子的关系。
[0034]图2是一示意图，绘示本实用新型第二实施例的电热炉的电热系统。
[0035]图2a是一放大图，绘示本实用新型第二实施例的电热炉的连接端子。
[0036]图3A-图3C均为示意图，分别绘示本实用新型第一及第二实施例的电热炉的热电阻图案。
[0037]符号说明
[0038]I电热炉
[0039]11电热炉本体[0040]111内部容置空间
[0041]112 插头
[0042]12、2电热系统
[0043]121、21隔热装置
[0044]1211、211 隔热体
[0045]1212 弹性体
[0046]1213 底座
[0047]B1、B3 内缘
[0048]B2、B4 外缘
[0049]G1、G2 沟槽
[0050]Ul 上端
[0051]Dl 下端
[0052]122、22 基板
[0053]122U221 第一表面
[0054]1222、222 第二表面
[0055]Z1、Z4 热区
[0056]Z2热区边界
[0057]Z3 冷区
[0058]R1、R2 热电阻
[0059]C1、C2 电路
[0060]N1、N2 电极端
[0061]123、23连接端子
[0062]1231、231 扁平面端
[0063]1232、232导线连接端
[0064]124、24 测温器
[0065]13温度控制系统
[0066]14温度控制操作面板
[0067]141电源开关
[0068]142温控按键
[0069]143温度显示器
[0070]H1、H2 高度
[0071]C-C剖面线
[0072]Wl第一宽度
[0073]W2第二宽度
[0074]Rl圆形热电阻图案
[0075]R2曲折型单一线路热电阻图案
[0076]R3曲折型双线路热电阻图案
【具体实施方式】[0077]以下揭露本实用新型的多种详细实施例，所揭露的实施例仅本实用新型的示范例，其他未揭露但基于本实用新型的各种变化例，亦为本实用新型所涵盖。此外，基于本实用新型所绘制的图式仅为例示之用，主要为辅助说明本实用新型的较佳实施例。本实用新型所要保护的范围以后附的申请专利范围为准。
[0078]本实用新型是提供一种电热炉，包括:一电热炉本体，具有一呈下凹状的内部容置空间；一外部电源，与电热炉本体构成电性连接且导入一电流；一温度控制系统，设置于电热炉本体的内部容置空间中，与导入的电流构成电性连接，使得温度控制系统可控制电热炉的温度；以及一电热系统，具有一基板、一热电阻、一测温器、一隔热装置以及一组电性连接端子，其与温度控制系统构成电性连接，并提供一热能。本实用新型的优点是:提供一具有较佳加热效率的电热炉，加热效率可根据电阻回路数目增加而增加且热温度范围广，可根据需求客制家用、实验室或工业用电热炉。
[0079]关于前述的技术内容、特点、功效，在以下配合图式，就本实用新型的较佳实施例的详细说明中将可清楚地呈现。
[0080]下列定义理清在本实用新型说明书中所使用的名词意义。
[0081]名词[发热电阻浆料]，在此处是指一种由固体粉末和有机溶剂经过三辊轧制混合均匀的膏状物，其高温烧结物经通电后会产生热能。按用途不同，分为介质浆料、电阻浆料和导体浆料，发热电阻浆料可作为具有几微米到数十微米的厚度的厚膜发热元件的材料。
[0082]名词[厚膜电阻]，在此处是指在基板上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。厚膜电阻所形成的发热元件具有功率密度大、加热速度快、工作温度高、升温速率快、机械强度高、体积小、安装方便与加热温度均匀等优点。
[0083]名词[基板]，在此处是形成厚膜电阻的基板，具有耐热绝缘性质，其材质可为微晶玻璃、氧化铝、不锈钢、陶瓷或石英等。
[0084]名词[隔热体]，在此处是指具有耐热且阻隔往下的辐射热的性质的物体，同时可使得热源往上集中加热，且提升其热效率，其材质可为纤维质材料(Fibrous Medium)如:陶瓷纤维、岩棉、石棉；多孔质材料(Porous Medium)如:娃酸I丐或其他复合式耐热材质。
[0085]请参考图1A及图1B，本实用新型一第一实施例的电热炉1，包括:一电热炉本体11，其包含一内部容置空间111，内部容置空间111为电热炉本体11中央一呈下凹状的空间；一基板122，为具有耐热绝缘性质，覆盖在内部容置空间111上，形成完整的电热炉本体11 ;以及一温度控制操作面板14，设置于电热炉本体11的一表面上，用以操作电热炉I的温度控制。
[0086]电热炉本体11连接有一插头112与一外部电源构成电性连接且导入一电流，使得用户可以透过一温度控制操作面板14，控制电热炉I的加热温度大小。覆盖在电热炉本体11内部容置空间111上方的基板122具有一第一表面1221，设置一热区Zl与一冷区Z3，以及可根据需求设置热区边界Z2，热区Zl为电热炉I的电热系统12放置的主要区域而冷区Z3则为未放置电热系统12的其他区域，冷区Z3温度较热区Zl温度低，用以让热度由热区Zl向外扩散，以降低使用危险性。
[0087]在温度控制操作面板14上，进一步具有一电源开关141，用以启动电热炉I ;一温控按键142，用以供用户执行加热温度大小的控制；以及一温度显示器143，以显示温度，方便用户确认当下加热温度。加热温度范围可随着插头112所连接的外部电源的电压大小及电流大小而进行调整。本实用新型的电热炉I的加热温度范围为40摄氏到600度，最佳温度范围摄氏为40到500度。
[0088]请继续参考图1B，组成本实施例的电热炉I的各部元件，包括:一电热炉本体11、一电热系统12、一温度控制系统13以及一温度控制操作面板14。
[0089]电热炉本体11，具有一第一高度Hl与一内部容置空间111，内部容置空间111为电热炉本体11中央一呈下凹状的空间；电热炉本体11外表面具有一插头112与一外部电源构成电性连接且导入一电流；电热炉本体11表面并设置一温度控制操作面板14，用以操作电热炉I的温度控制。温度控制系统13，设置在内部容置空间111中，与导入的电流构成电性连接并与温度控制操作面板14电性连接，使得用户可透过温度控制操作面板14而利用温度控制系统13控制电热炉I的加热温度。
[0090]电热系统12，与温度控制系统13构成电性连接，并提供一热能，电热系统12主要由四个部分构成:一隔热装置121、一基板122、二电性连接端子123以及一测温器124。[0091 ] 隔热装置121，具有一第二高度H2，在本实施例中第二高度H2高于第一高度Hl，固定于内部容置空间111中，具有弹性与阻绝向下的辐射热的性质，隔热装置121由一隔热体1211、一底座1213以及一弹性体1212组成，弹性体1212置于隔热体1211及底座1213之间。当中，隔热体1211，具有阻绝向下的辐射热的性质，隔热体1211是一凹型体，且凹型体具有一内缘BI与一外缘B2，内缘BI与外缘B2之间具有一组下凹状的沟槽G1，具有一第一宽度；弹性体1212，提供隔热装置121具有一弹性，连接隔热体与底座；以及底座1213固定于内部容置空间111中，在其他实施例中，隔热装置121可不具有弹性体1212与底座1213，且第一高度Hl可等于第二高度H2。
[0092]基板122，具有耐热绝缘性质，可覆盖于内部容置空间111上，具有一第一表面1221与一第二表面1222，第二表面1222背对第一表面1221，第一表面1221设置一热区Zl与一冷区Z3，并依照需求设置热区边缘Z2，第二表面1222与隔热装置121形成接触，形成热区Zl恰位于隔热体1211的凹型空间的上方且热区Zl的周边恰与内缘BI切齐，热区边缘Z2与外缘B2切齐；另外有一由一发热电阻浆料形成的热电阻R1，如图1C所示，形成于第二表面1222的热区Zl处。由图1C，显示基板122的第一表面1221与第二表面1222的热区Zl与热电阻Rl的相对位置。本实施例的基板第一表面1221设置一热区Z1、一热区边界Z2与一冷区Z3，且在基板的第二表面1222，热区Zl的相对位置有发热电阻浆料经涂覆烧结而成的一热电阻R1。请再回到图1B，热电阻Rl透过电性连接端子123与温度控制系统13电性连接，当电热炉I接上电流后，将使热电阻Rl发热产生温度，且当基板122覆盖于电热炉本体11的内部容置空间111上时，将压缩隔热装置121，使得隔热装置121的高度从H2缩减，而可完全被置放于内部容置空间111内而形成完整的电热炉本体11。若为第一高度Hl等于第二高度H2的实施例，当基板122覆盖于电热炉本体11的内部容置空间111上时，热电阻Rl恰好与隔热体1211接触。
[0093]电性连接端子123，容置于沟槽Gl中，并夹置于隔热体1211与具有热电阻Rl的基板122之间，提供热电阻Rl与温度控制系统13产生电性连接，电性连接端子123具有一扁平面端及一导线连接端。扁平面端，具有一第二宽度，为导电材质，抵靠接触于隔热体1211上并与热电阻Rl的电极端接触。导线连接端，连接一与温度控制系统13电性连接的导线。以及，测温器124，固定于隔热体1211中央，与温度控制系统13电性连接，用以量测电热炉I使用时的温度。
[0094]请继续参考图1D和图1Da，进一步说明本实施例的电热炉I的电热系统12各元件之间的链接关系。如图显示，本实施例的电热系统12，由一隔热装置121、一基板122及一组电性连接端子123组成。基板122具有第一表面1221与背对第一表面1221的第二表面1222。在相对于第一表面1221热区Zl的第二表面1222,具有一热电阻Rl,由一发热电阻浆料经由使用网版印刷、平版印刷、凹版印刷或凸板印刷方式印刷到基板122的第二表面1222所形成的厚膜电阻。
[0095]热电阻Rl具有一图案电路Cl与至少二电极端NI，且为了增加电热炉I效能，电极端NI亦可设计为三个或以上，而图案电路Cl两个对称半圆形电路图案所构成，每个半圆电路图案构成一个回路，因而构成两个回路，其面积大小约等于热区Zl的面积大小且边缘与热区Zl周边切齐；而电极端NI的周边则恰与热区边界Z2切齐，并与温度控制系统13电性连接，当电流经由电极端NI流入图案电路Cl，便会使得热电阻Rl发热，而产生温度。使用人可通过操作温度控制操作面板14而使温度控制系统13得以控制热电阻Rl发热，产生所需的温度。
[0096]隔热体1211主要与热电阻Rl接触，隔热体1211是一凹型体，且凹型体具有一内缘BI与一外缘B2，凹型体的顶面与热电阻Rl的图案电路Cl的轮廓相同，亦即，当图案电路Cl为圆形时，凹型体的顶面亦需要为圆形，并使得图案电路Cl周边与内缘BI切齐，且电极端NI的周边与隔热体1211的外缘B2切齐。
[0097]隔热装置121由一隔热体1211、一底座1213以及一弹性体1212组成，弹性体1212置于隔热体1211及底座1213之间。当中，隔热体1211具有阻绝向下的辐射热的性质，隔热体1211是一凹型体，且凹型体具有一内缘BI与一外缘B2 ;弹性体1212，提供隔热装置121具有一弹性，具有一上端Ul与一下端D1，上端Ul固定于隔热体1211上；以及底座1213，与弹性体1212的下端Dl连接，且底座1213固定于内部容置空间111中，使得隔热装置121不会因外力而移动位置，内缘BI与外缘B2之间具有一组下凹状的沟槽G1，沟槽Gl具有一第一宽度。
[0098]此外，电性连接端子123，容置于沟槽Gl中，并夹置于隔热体1211与具有热电阻Rl的基板122之间，提供热电阻Rl与温度控制系统13产生电性连接。电性连接端子123个数与热电阻Rl的电极端NI个数相同，电性连接端子123具有一扁平面端1231及一导线连接端1232。扁平面端1231，具有一第二宽度，为导电材质，抵靠接触于隔热体1211上并与热电阻Rl的电极端NI接触。导线连接端1232与温度控制系统13产生电性连接。
[0099]请参考图1E，为沿图1D的C-C剖面线绘示的剖面图，显示沟槽Gl与扁平面端1231之间的关系，沟槽的第一宽度Wl等于扁平面端1231的第二宽度W2，使得扁平面端1231可恰好容置在沟槽Gl之中，使得电性连接端子123不轻易因外力而移动位置。
[0100]另外，在不同的实施利中，第一宽度Wl大于第二宽度W2。更进一步，在不同的实施例中，导线连接端1232可由一固定装置固定在隔热体1211的凹型体边缘，使得电性连接端子123不轻易位移。固定装置的材质可为金属、陶瓷等耐热材质组成，且可使用螺丝锁紧固定装置于隔热体1211上。
[0101]图2和图2a显示本实用新型另一实施例的电热炉的电热系统2，同样由一隔热装置21、一基板22及至少二电性连接端子23组成。本实施例的电热系统2与第一实施例的电热系统12的差异在于本实施例的基板22的第一表面221的热区TA形状、第二表面222的热电阻R2形状及隔热装置21的形状皆为矩形。本实施例中，热电阻R2由一图案电路C2与三个电极端N2组成。图案电路C2为矩形，因此，隔热装置21中隔热体211的凹型体的顶面亦为矩形，使得图案电路R2边缘与隔热体211的内缘B3切齐，且电极端N2的外缘与隔热体211的外缘B4切齐。此外，本实施例中，热电阻R2的电极端N2因图案电路C2构成双回路的故而具有3处，因此需要3个电性连接端子23与三个沟槽G2配合。
[0102]电性连接端子23，夹置于隔热体211与具有热电阻R2的基板22之间，提供热电阻R2与温度控制系统产生电性连接。电性连接端子23个数与热电阻R2的电极端N2个数相同，电性连接端子23具有一扁平面端231及一导线连接端232。扁平面端231为导电材质，抵靠接触于隔热体211上并与热电阻R2的电极端N2接触。导线连接端232与温度控制系统产生电性连接。以及，测温器24，固定于隔热体211中央，用以量测电热炉I使用时的温度。
[0103]另一方面，第一实施例与第二实施例的电性连接端子123、23的扁平面端1231、231与导线连接端1232、232之间的夹角为如图1Da所示的90度或如图2a所示的180度，电性连接端子123的扁平面端1231与导线连接端1232之间的夹角于其他实施例中可变更设计为90度至120度之间，而电性连接端子23的扁平面端231与导线连接端232之间的夹角于其他实施例中可变更设计为121度至180度之间。另外，扁平面端1231、231可进一步与一弹簧连接，夹置于沟槽Gl、G2与扁平面端1231、231之间，当弹簧提供一向上的作用力，可使得扁平面端1231、231与电极端N1、N2更紧密接触，使得电性连接的效率更加。
[0104]请继续参考图3A及图3B，分别显示为适用于本实用新型第一实施例及第二实施例的电热炉I的热电阻图案。第一实施例的热电阻Rl及第二实施例的热电阻R2，均由发热电阻浆料，根据图案形成，其中第一实施例的热电阻Rl具有图案电路Cl的两个对称半圆形电路图案所构成，每个半圆形电路图案构成一个回路，因而构成两个回路。
[0105]如图3A显示，本实用新型第一实施例的热电阻Rl的图案电路Cl系圆形热厚膜电阻图案；图3B显示，本实用新型第二实施例的热电阻R2的图案电路C2是一曲折型单一线路热电阻图案。且基于配合不同的功率范围，热电阻的图案做相应不同的设计。
[0106]另外，本实用新型第二实施例的热电阻图案亦可为如图3C所示的曲折型双线路电路图案R3。此外，基于所配合的隔热体的凹型体的顶面，热电阻图案可相应为不同形状的设计。
[0107]为提升加热效率，本实用新型使用双回路的热电阻图案，表一为一双回路与单回路热电阻图案，加热到特定温度所需时间的测试。
[0108]表一
[0109]
【权利要求】
1.一种电热炉,其特征在于包括: 一电热炉本体，具有一第一高度，该电热炉本体内部中央处具有一呈下凹状的内部容置空间； 一温度控制系统，设置于该内部容置空间中，透过该电热炉本体与一外部电源构成电性连接，用以控制该电热炉的温度；以及 一电热系统，与该温度控制系统构成电性连接，并提供一热能，该电热系统具有: 一基板，具有耐热绝缘性质，覆盖于该内部容置空间上，且具有一第一表面与一第二表面，该第二表面背对该第一表面，该第二表面与该温度控制系统电性连接； 一热电阻，由一发热电阻浆料根据一图案形成于该第二表面，该热电阻具有: 一图案电路，至少为双回路，由一厚膜电阻所构成；以及 至少二电极端，所述电极端与该温度控制系统电性连接； 一隔热装置，具有一第二高度，固定于该内部容置空间，其与该热电阻接触，该隔热装置包含: 一隔热体，是一凹型体，且凹型体具有一内缘与一外缘，具有阻绝向下的辐射热的性质，其与该热电阻接触，该凹型体的顶面与该图案电路的轮廓相同，且该热电阻的该图案电路周边与该内缘切齐，且该电极端周边与该外缘切齐，该隔热体的该内缘与该外缘之间具有一组沟槽，所述沟槽具有一第一宽度； 一测温器，固定于该隔热体中央，与该温度控制系统电性连接；以及一组电性连接端子，容置于所述沟槽中，并夹置于该隔热体与该热电阻之间，提供该热电阻的电极端与该温度控制系统之间的该电性连接，各电性连接端子具有一扁平面端及一导线连接端，该扁平面端，具有一第二宽度，为导电材质，与该热电阻的电极端接触，该导线连接端与该温度控制系统产生电性连接。
2.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该图案的图案轮廓为圆形及矩形其中之一 O
3.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该隔热体的该凹型体为圆柱体及矩型体其中之一。
4.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该第二高度大于或等于该第一高度。
5.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该隔热装置进一步具有一弹性体以及一底座，该底座固定于该内部容置空间中，该弹性体位于该隔热体的下方及该底座的上方，具有一上端与一下端，该上端固定于该隔热体上，该下端固定于该底座，提供该隔热装置具有一弹性，当该基板覆盖于该内部容置空间上时，该弹性体被压缩。
6.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该导线连接端进一步被一固定装置固定在该隔热体边缘。
7.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该第一宽度大于或等于该第二宽度。
8.根据权利要求1所述的电热炉，其特征在于，该基板的材质是一材质选自由微晶玻璃、氧化铝、不锈钢、陶瓷及石英所组成的群组。
【文档编号】H05B3/10GK203492218SQ201320509095
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】吴东政 申请人:范国纬, 吴东政