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1、(10)申请公布号 CN 103152851 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103152851 A *CN103152851A* (21)申请号 201310081189.7 (22)申请日 2013.03.13 H05B 3/28(2006.01) (71)申请人 沈闽江 地址 313008 浙江省湖州市市织里镇吴兴大 道 73-75 号 申请人 张卓鹏 (72)发明人 张卓鹏 沈闽江 (74)专利代理机构 杭州华知专利事务所 33235 代理人 张德宝 (54) 发明名称 厚膜液体加热器 (57) 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。
2、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。 (51)Int.。
3、Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103152851 A CN 103152851 A *CN103152851A* 1/1 页 2 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。
4、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。
5、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。 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。
6、器， 其特征在于， 所述加热器外表面喷涂有氟 树脂涂料层。 权 利 要 求 书 CN 103152851 A 2 1/5 页 3 厚膜液体加热器 技术领域 0001 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 0002 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。 0003 但是， 。
7、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。
8、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 0004 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。 0005 为解决上述问题， 本发明的技术方案是 ： 0006 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， 所述加热基板印制有厚膜电路的一。
9、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。 0007 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。
10、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。 0008 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 说 明 书 CN 103152851 A 3 2/5 页 4 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。 0009 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。 0010 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。
11、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。 0011 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。 0012 优选地， 所述不锈钢。
12、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。 0013 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。 0014 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， 有利于提高加热器的使用寿命。 附图说明 0015 图 1 是本发明厚膜液体。
13、加热器中加热基板的结构示意图。 0016 图 2 是本发明厚膜液体加热器的结构示意图。 0017 图 3 是本发明厚膜液体加热器的断面放大结构示意图。 0018 图 4 是本发明厚膜液体加热器中密封板的结构示意图。 0019 图 5 是本发明实施例 2 中密封板的结构示意图。 0020 图 6 是本发明实施例 3 厚膜液体加热器的结构示意图。 0021 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。 0022 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。 具体实施方式 0023 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。 0024。
14、 实施例 1 ： 0025 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 1 为平面的不锈钢钢板或铝合金板， 加热基板 1 的一面上印制有厚膜电路 2， 加热基板 1 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 1 上预留的位 说 明 书 CN 103152851 A 4 3/5 页 5 置， 即厚膜电路 2 印制在加热基板 1 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 1 印制有厚膜电路 2 的一面上密封有用于密封加热基板 1 上厚膜电路 2 的密 封板 3， 密封板 。
15、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 1 密封的密封面上， 密封板 3 与加热基板 1 的边 界 1.1 焊接。加热基板 1 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 1 均匀散热。 0026 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 。
16、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， 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。 0027 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 ： 0028 步骤一 : 根据加热基板 1 的功率设计要求， 选择加热基板 1 的面积大小， 厚度的选 择则根据功率与加热基板 1 面积大小成正比。功率大， 。
17、加热基板 1 的面积相应加大， 加热基 板1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1发生弯曲变形， 厚膜 加热电阻电路功率一般为 40 60W/C 。加热基板 1 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 1 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。 0029 步骤二 ： 根。
18、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。 0030 步骤三 ： 在加热基板 1 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 1 周边预留 7-11mm 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 1 和密封板 3 送入 850 度高温烧结炉进行烧。
19、结。 0031 步骤四 ： 在加热基板1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。 0032 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 1 的近边。 0033 步骤六 ： 通过上述步骤得到加热基板 1 和密封板 3， 将印制有厚膜电路 2 一面的加 。
20、热基板 1 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 说 明 书 CN 103152851 A 5 4/5 页 6 焊、 激光焊等。导热绝缘硅脂能起到把加热基板 1 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。 0034 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。
21、 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。 0035 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。 0036 本实施例的厚膜液体加热器将单块加热基板 1 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 1 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。
22、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。 0037 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。
23、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。 0038 实施例 2 ： 0039 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 1 与密封板 3 的焊接结构及加热基板 1 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。 0040 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 1 的。
24、四个侧面上。槽状的密封板 3 保证了密封板 3 与加热基板 1 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1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。 0041 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 1 为槽状体， 即厚膜电路 2 印制在加热基板 1 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。 0042 实施例 3 ： 0043 参照图6-8， 本实施例将。
25、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。
26、于控制加热基板 9 与第二加热基板 10 之前的间 说 明 书 CN 103152851 A 6 5/5 页 7 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。 0044 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。
27、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。 0045 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。 说 明 书 CN 103152851 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103152851 A 8 2/3 页 9 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103152851 A 9 3/3 页 10 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103152851 A 10 。