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1、10申请公布号CN104093226A43申请公布日20141008CN104093226A21申请号201410342856722申请日20140718H05B3/20200601F24D13/0220060171申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号72发明人汪原汪国杰54发明名称一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板57摘要本发明涉及电热转换技术领域，具体涉及一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板。采用集多功能于一体的泡沫铝结构材料，替代现有复合在发热元件上的多种、多层不同功能作用的材料，将发热元件嵌套其中，消除现有电热板存在的种种缺陷。泡沫铝是一种由多孔金属铝骨架、覆。
2、盖骨架外表的氧化铝薄膜及其骨架内的空气泡组成，集金属铝、非金属氧化铝与空气的优良性能于一体，兼具质轻、多功能、环保、可设计的功能与结构特征，是一种提高电热板性价比的理想工程材料。51INTCL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CN104093226ACN104093226A1/1页21一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于采用不同微观结构的泡沫铝板替代现有多种上下包裹电热元件的材料制作电热板，覆盖电热元件的上层采用开孔泡沫铝板，主要起换热散热、电磁屏蔽、耐温阻燃、耐磨耐用、载重抗变、外观装饰功。
3、能结构作用；敷设发热元件的下层闭孔泡沫铝板，主要起绝热保温、承重防潮、电磁屏蔽、耐温阻燃功能结构作用，优选榫卯结构将发热元件嵌套在上下两层泡沫铝板中，制成适合市场所需的各种规格型号的电热板。2根据权利要求1所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于电热板上层材料采用孔隙率90、孔径1、密度025G/CM3、厚5、长度与宽度根据使用需要的开孔泡沫铝平面板制作。3根据权利要求1所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于电热板的下层材料采用孔隙率90、孔径1、密度025G/CM3、厚度5、长度与宽度与上层材料相对应的闭孔泡沫铝凹形槽板制作，将圆形或扁平的电热元件敷设在凹槽中。4根。
4、据权利要求1或3所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于发热元件及其温控系统，沿用现有成熟技术制作或定制，圆形发热元件嵌套在下层泡沫铝板的U形凹槽中，扁平形电热元件则嵌套在下层泡沫铝板的平面凹槽中，凹槽的凹面面积与高度依发热元件的面积与直径或厚度而定，确保发热元件与上下两层泡沫铝板无缝连接为一体，为确保电热元件无缝平摊在凹槽中，电热元件面积与下层泡沫铝凹面面积一致，电热元件厚度与下层泡沫铝的平面凹槽或U形凹槽的高度一致，则下层泡沫铝板厚度由凹形底面到泡沫铝板底面的5厚度与敷设在凹槽内的电热元件厚度或直径叠加而成，可用算式测算确定。5根据权利要求1或2或3或4所述一种用泡沫铝嵌套发热。
5、元件制作的电热板，其特征在于利用电热板大小，在两层泡沫铝板外周，划出10宽度的周边用于加工榫卯及其连接，为提高上下泡沫铝板的严密扣合，下层泡沫铝板凹槽内周边至凹槽外周边的距离也必须控制在10。6根据权利要求1或2或3或4或5所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于利用制作电热板的结构数据，不同尺寸与功率的电热板重量的计算式为GG1G2G3，G1LWH1，G2LWH2L1W1H3下层泡沫铝板为平面形凹槽的重量，或G2LWH2LND2下层泡沫铝板为U形凹槽的重量，G3根据发热元件规格型号、比重及所需几何尺寸计算确定,式中G为电热板重量，G1为上层泡沫铝板重量，G2为下层泡沫铝板重量，G。
6、3为发热元件重量，L为泡沫铝板长度，W为泡沫铝板宽度，H1为上层泡沫铝板厚度，为泡沫铝密度，H2为下层泡沫铝板厚度，H3为扁平发热元件厚度，LN为U形发热元件个数的总长度，D为圆形发热元件直径。7根据权利要求1所述一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板，其特征在于利用电热板上层散热、下层隔热的特点，可以常年使用，夏天电热元件停止工作后，拼装为凉席，上散热下隔热，不积汙，舒适度比竹席好，特别适宜于不能用空调的老人或病人使用。权利要求书CN104093226A1/5页3一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板0001本发明涉及电热转换技术领域，具体涉及一种用泡沫铝嵌套发热元件制作的电热板。背景技术000。
7、2现有电热板或电热地暖都是以发热元件为心脏，用多种金属和非金属材料复合而成的制品。2007100559294号专利公开了一种小型电热板制作方法，它由金属板制作的箱型板、防止粉尘的无纺织物、埋设有陶瓷发热体的天然炭层、无纺织物纤维层、下部外层材料、上部外层材料、旧式窗户状本质垫板压制与粘合而成；20113547401号专利公开了一种包括多孔绝缘防火材料层的电热地板，它由地板基材层、热扩散层、导电发热材料层、绝缘防火层、多孔绝缘防火材料层、耐磨层、平衡层复合制成；201220068922号专利公开了一种电热膜地暖装置，它由加固网、水泥层、室内装饰层、加热层、内保护层、外保护层安装施工而成；2012。
8、103105561号专利公开了一种负离子远红外电地暖床板，它由耐压保护层底板、地暖模块本体绝热层、防火阻燃层、纯铝箔反射层、四周侧板、发热电缆及上保护面板组成。0003从上述公布的、用不同发热元件制作的电热板专利看出，为确保电热采暖的安全、环保、经济、耐用的功能效果，几乎所有电热板或地暖都是由多种不同性能与功能的材料复合制作。由此引出诸多隐患，一是电热板受人为的、自然的及其随机组合因素影响太多，很难判断各类产品的好坏优劣，市场推出的发热电缆、碳纤维、电热膜、碳晶、电热丝地板正处于百家争鸣、各说各好中；二是多种功能作用不同材料复合在一起，如受热时，不同材料的线膨胀系数各异，板面会翘起变形；三为使。
9、多种金属、无机物、有机物材料复合在一体，维修难、再生利用也难；四是不同比重材料组合为一体，不仅重，而且厚，电地热板厚度一般4050，至少25，必须请专业人员安装。0004本发明采用集多功能于一体的泡沫铝结构材料，替代现有复合在发热元件上的多种不同功能作用的材料，将发热元件嵌套其中，消除现有电热板存在的种种缺陷。泡沫铝是一种由多孔金属铝骨架、覆盖骨架外表的氧化铝薄膜及其骨架内的空气泡组成，集金属铝、非金属氧化铝与空气的优良性能于一体，兼具质轻、多功能、环保、可设计的功能与结构特征0005一是质轻特性。与传统材料相比，孔隙率为90的泡沫铝，密度只有025G/3,仅为铝的1/10、铁的1/30、木材。
10、比重的1/4，一块1000100010泡沫铝板重约25，50050010泡沫铝板，只有700G；0006二是多功能性。同时具有高比强度、高比刚度、高强韧、高能量吸收等优良机械力学性能，以及隔热保温、耐热阻燃、散热、电磁屏蔽、防潮抗蚀、抗老化、耐磨耐用等特殊物理性能，集多种不同功能材料的特性于一身，用一种材料替代现有包裹在发热元件上的多种材料，为制作电热板瘦身，达到最隹的技术效果；0007三是环境友好性。泡沫铝中8090是空气，空气是一种热导系数很小的可再生无价的资源，泡沫铝在制作或再生或在中高温下长期使用时，无任何有害气体的产生与排放，是一种对环境不产生一次污染、二次污染的绿色材料；说明书CN。
11、104093226A2/5页40008四是可设计性。泡沫铝具有千变万化微结构，通过合理调整孔隙、孔径等微结构，制作满足各种用户需要的功能型电热板，如突出换热散热功能，选用开孔泡沫铝板，突出绝热保温功能，选用闭孔泡沫铝板；加工性能优异，可任意裁切、打孔、弯曲、粘结、铆接、榫卯，做成所需的结构与外形，特别是采用榫卯结构插装固定，施工、安装、维修都十分方便。0009综上所述，泡沫铝材制作电热板，是一种提高电热板性价比的理想工程材料。发明内容0010本发明所要解决的技术问题是采用不同微观结构的泡沫铝板替代现有多种上下包裹电热元件的材料制作电热板，覆盖电热元件的上层材料采用开孔泡沫铝板，主要起换热散热、。
12、电磁屏蔽、耐温阻燃、耐磨耐用、载重抗变、外观装饰等功能结构作用；敷设发热元件的下层材料采用闭孔泡沫铝板，主要起绝热保温、承重防潮、电磁屏蔽、耐温阻燃等功能结构作用，优选榫卯结构将发热元件嵌套在上下两层泡沫铝板中，制成适合市场所需的各种规格型号的电热板。0011为解决上述技术问题，提出以下技术实施方案0012一是电热板上层材料采用孔隙率90、孔径1、密度025G/CM3、厚5、长度与宽度根据使用需要的开孔泡沫铝平面板制作，开孔泡沫铝具有大的比表面积，并使散布在其中的空气产生复杂的三维流动，经试验，其散热能力优于现有翅片散热结构，不仅散热效率高，而且轻；厚度5MM开孔泡沫铝在501050MHZ电磁。
13、波频率范围内，电磁屏蔽性能在3075DB间，远比纯铁、硅钢片、含铜粉涂料的电磁屏蔽性能优良；线膨胀系数与基体材料铝相近，热稳定性好，即使高于软化温度也不变形；具有一定的抗压、抗冲击性能，承重可达自重的60倍以上。0013二是电热板的下层材料采用孔隙率90、孔径1、密度025G/CM3、厚度5、长度与宽度与上层材料相对应的闭孔泡沫铝凹形槽板制作，将圆形或扁平的电热元件敷设在凹槽中；闭孔泡沫铝导热系数很低，仅为纯铝的1/51/150，是一种优良的绝热保温材料，能确保电热元件的热量向上辐射；经检测质量与体积吸湿率均01，防潮性优异，不影响因潮湿降低电热元件的性能；电磁屏蔽性能略优于开孔结构；优良的缓。
14、冲吸能特性，即使地面平整度较低，也能安装其上，不影响使用与外形美观。0014三是发热元件及其温控系统，沿用现有成熟技术制作或定制，电热丝、电缆等圆形发热元件嵌套在下层泡沫铝板的U形凹槽中，电热膜、碳纤维布等扁平形电热元件则嵌套在下层泡沫铝板的平面凹槽中，凹槽的凹面面积与高度依发热元件的面积与高度直径或厚度而定，确保发热元件与上下两层泡沫铝板无缝隙地连接为一体，为确保电热元件无缝平摊在凹槽中，电热元件面积与下层泡沫铝凹面面积一致，电热元件厚度与下层泡沫铝的平面凹槽或U形凹槽的高度一致，则下层泡沫铝板厚度由实现功能的基本厚度5凹形底面到泡沫铝板底面的高度与敷设在凹槽内的电热元件厚度或直径相加而成；。
15、其计算式为0015H电热板厚度H1上层泡沫铝板厚度H2下层泡沫铝板厚度0016式中H2H21凹形底面到凹槽顶面的高度H22凹形底面到泡沫铝板底面的高度0017H3发热元件的直径或厚度H21说明书CN104093226A3/5页50018H22H10019则HH1H21H22H1H3H12H1H30020H2H1H30021已知H1为5，则电热板与下层泡沫铝板的厚度取决于发热元件的厚度或直径，目前市面用于取暖的发热元件厚度或直径，根据功率大小，一般在035之间，如下表所示0022几种常用电采暖发热元件厚度比较表00230024由上述计算式与表可框算出下层泡沫铝凹槽板厚度在5310之间选择，电热板。
16、总厚度在10315之间选择，比现有电热板少10以上。0025四是电热板的上下两层泡沫铝板组合以及电热板之间的组合都采用榫卯结构插装，即方便电热板内三个层面的拆卸与组装，又方便电热板间的拆卸与组装，即可平装做地热板与坑热垫板，又可做吊装的挂壁电热板与竖装为烤火箱，灵活机动，一板多用。0026五是根据电热板大小，在两层泡沫铝板外周，划出10宽度的周边用于加工榫卯及其连接，为提高上下泡沫铝板的严密扣合，下层泡沫铝板凹槽内周边至凹槽外周边的距离也必须控制在10。0027六是根据电热板制作的结构数据，不同尺寸与功率的电热板重量的计算式为0028GG1G2G3，0029G1LWH1，0030G2LWH2L。
17、1W1H3下层泡沫铝板为平面形凹槽的重量，0031或G2LWH2LNA1D2下层泡沫铝板为U形凹槽的重量，0032式中G为电热板重量，G1为上层泡沫铝板重量，G2为下层泡沫铝板重量，G3为发热元件重量，L为泡沫铝板长度，W为泡沫铝板宽度，H1为上层泡沫铝板厚度，为泡沫铝密度，H2为下层泡沫铝板厚度，H3为扁平发热元件厚度，LN为U形发热元件个数的总长度，D为发热元件直径，0033G3根据发热元件规格型号、比重及所需几何尺寸计算确定。0034七是根据电热板上层散热、下层隔热的特点，可以常年使用，夏天电热元件停止工作后，拼装为凉席，上散热下隔热，不积汙，舒适度比竹席好，特别适宜于不能用空调的老人或。
18、病人使用。0035本发明与现有制作的电热板比，在确保性价比的前提下，除上述所提的技术效果外，还能挖掘出多项技术效果，如电热丝用于采暖，技术最成熟、也最实惠，但不能屏蔽电磁说明书CN104093226A4/5页6波，为电热电缆、电热膜、碳纤维电热丝所替代，但用泡沫铝包裹电热丝制作的电板板，则能消除电热丝采暖存在的电磁波危害，提高性价比，为降低电热板成本提供了契机。附图说明0036图1是2007100559294专利公开的一种小型电热板的结构分解示意图，其中10为金属板制作的箱型板，22为防止粉尘的无纺织物，30埋设陶瓷发热体的天然炭层，40为无纺织物纤维层，60为下部外层材料；0037图2是20。
19、11103547401发明专利公开的一种包括多孔绝缘防火材料层的电热地板的结构分解图，其中70为耐磨层，10为装饰层，20为热扩散层，30多孔绝缘防火材料层，40为导电发热材料层，50基材层，60为电极孔，80平衡层；0038图3是2012200068922专利公开的一种电热膜地暖装置的一较隹实施的结构示意图，其中1为温控器，2为加固网，3为水泥层，4为室内装饰层，5为加热层，6为电缆线，7为内保护层，8为外保护层；0039图4是2012103105561号专利公开了一种负离子远红外电地暖床板实施例1的透视示意图，其中1为电地暖床板、11为其中一块电地暖床板、12为另一块电地暖床板，2为发热电。
20、缆温控器、3为床垫罩、4为发热电缆、8为四周侧板、9为上保护面板、101为直槽型地暖模块、102为弯头弧形地暖模块、103为直槽型地暖模块、12为纯铝反射层。0040图5是本发明的泡沫铝电热板外形示意图，其中1为上层开孔泡沫铝板，2为发热元件外接引线头，3为下层闭孔泡沫铝板；0041图6是本发明的泡沫铝电热板结构分解图；其中4为圆形发热元件，5为下层泡沫铝板3中的U型凹槽；0042图7是本发明扁平发热元件在下层泡沫板平面形凹槽内的布置示意图，其中6为扁平型发热元件、7为下层泡沫铝板3用于铺设扁平发热元件和导线的凹槽。具体实施方式0043在本专利背景分析与说明书附图14中列举的4个已公开的制作电。
21、热板或地暖方法的专利，与本专利制作电热板或地暖相对照，除保留其中的发热元件及其温控系统外，其余敷设、粘合、拼装、压制的多种、多层包裹材料，全部用一种上下功能作用不同的两层泡沫铝板替代，可实现以下共同的技术效果一是制作材料由多种减少为一种，由多层夹心减少为上下层夹心，制作方法与工艺大幅简化；二是重量轻，泡沫铝比4个专利中所有选用的任一种材料都轻，施工、安装十分方便；三是唯一一种能用榫卯结构将两层泡沫铝板发热元件敷设在下层泡沫铝板内组装为整体，可对电热板部件进行拆卸维修；四多功能叠加于一体，不仅用材量少，而且根据外界环境变化，能自适应调节功能，如上层开孔泡沫铝板，在加热时具有优良的散热换热功能，在。
22、加热停止后，也具有保温功能。0044以2007100559294专利制作的电热板为例，用泡沫铝替代制作，仅保留陶瓷发热体20A20F，上部用5开孔泡沫铝板替代金属箱型板、无纺织物，陶瓷发热体敷设在下部闭孔泡沫铝板的U形凹槽中，用下部泡沫铝板替代天然炭层、无纺织物纤维层与下部外层材料，其厚度5凹形底面到泡沫铝板底面的高度15陶瓷电热体的直径610；上下层泡沫铝板用榫卯结构连接为一体，将制造步骤由7步缩减为3步甚至说明书CN104093226A5/5页7两步。0045以201220068922号专利制作的一种电热膜地暖装置为例，用泡沫铝替代制作，保留电热膜，上部用5开孔泡沫铝板替代加固网层、水泥层、室内装饰层，电热膜敷设在下部闭孔泡沫铝板的平面凹槽中，用下部泡沫铝板替代内保护层、外保护层，其厚度5凹形底面到泡沫铝板底面的高度O304电热膜厚度5354；上下层泡沫铝板用榫卯结构连接为一体，将电热地暖的层数由7层缩减为3层。说明书CN104093226A1/3页8图1图2说明书附图CN104093226A2/3页9图3图4说明书附图CN104093226A3/3页10图5图6图7说明书附图CN104093226A10。