CN107079536A - 发热体的制造方法及其发热体和使用方法 - Google Patents

发热体的制造方法及其发热体和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发热体的制造方法及其发热体和使用方法,尤其是一种通过将具有高电阻值的多条极细线以全部面积相互接触的并列结构进行合成,在降低合成电阻值的同时保持各条极细线的高电阻值,从而提升其发热效率的发热体制造方法及其发热体和使用方法。适用本发明之实施例的发热体制造方法的特征在于:利用单一金属或合金金属制备出具有高电阻值的极细线之后,将多条上述极细线以相互接触的方式进行打捆,从而形成单条电热线。

Description

发热体的制造方法及其发热体和使用方法
技术领域
本发明涉及一种发热体的制造方法及其发热体和使用方法,尤其是一种通过将具有高电阻值的多条极细线以全部面积相互接触的并列结构进行合成,在降低合成电阻值的同时保持各条极细线的高电阻值,从而提升其发热效率的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
背景技术
在加载电流时能够生成热量的电发热体具有一定的电阻值。
上述电阻通过阻碍电流的流动将电能转换为热能并释放出热量。
如上所述的电发热体能够在很多类型的很多产品中使用,但主要用于供暖或烧制热水。
但是现有的电发热体(包括电热线)具有如下所述的问题。
第一,相对于耗电量,将电能转换为热能的效率不高。
因此,现有的很多电加热器及电热丝产品因为其相对于发热量的耗电量过大,所以相比其他供暖方式,并不受人喜爱。
第二,几乎没有可定制化生产的技术能力,无法实现多用途的使用目的。
只有能够根据具体需求或开发所需的现场要求条件,按照其发热量或电气特性(如电压、电流、AC用、DC用等)实现几万~数十万种电热线(发热体)的定制化生产,才能够普遍适用于所有产业领域并确保其电气安全性,但是目前已开发出的电热线或发热体相关技术几乎没有具备如上所述的定制化生产的技术能力。
第三,电气安全性非常脆弱。
目前已开发流通的大多数电发热体(电热线)会因为电阻值的不均匀而造成的向电阻值不均匀部分的电流偏移现象,并因此导致火灾、触电、漏电等危险,无法保证其电气安全性。
尤其是通过将高分子导电性(如碳等)粉末混合在液状粘接剂进行油墨化之后再将其涂布在线状体或面状体并进行组合使用的碳发热体,其电气安全性非常脆弱。
第四,金属电热线在不配备单独的温度调节装置的状态下,无法利用材料自身的特性实现恒温功能。
在使用如上所述的无恒温功能的金属电热线时,如果电源供应调节装置或单独的温度调节装置发生故障,则很有可能因此导致火灾的发生。
第五,几乎无法实现对宽阔空间的供暖效果,而且无法实现整个空间内的均匀供暖。
大多数现有的发热体中所生成的热量并不是通过辐射方式而是通过传导或对流方式进行热量的传递,所以几乎无法实现对宽阔空间的供暖效果。
即,在面积宽阔的空间内,只有加热器周边的区域才会变热而相距较远的区域会比较凉,且即使使用热风器进行吹动也很难将热风吹向整个空间。
此外,在整个空间内的供暖状态非常不均匀。
即,在加热器周边的区域会比较热而远处区域会比较凉,热风能够吹到的区域比较热而无法吹到的区域比较凉。
而且即使是使用某些能够释放出辐射热的发热体(如含有碳成分的发热体),也会因为辐射热能够辐射到的距离(远红外线的传播距离)较近而几乎无法实现对宽阔空间的供暖效果。
第六,某些能够释放出辐射热的发热体(如碳等)没有电气稳定性,且因为无法实现高温发热而导致远红外线的传播距离较近,从而无法实现对宽阔空间的供暖效果。
能够解决上述第五个问题的能够释放出辐射热的发热体,因为实际上没有电气安全性保障而比较危险,而且在目前已开发出的电热线中通过包含碳成分而能够释放出辐射热的发热体中的大多数采取通过在液状粘接剂中混合高分子导电性(如碳等)粉末进行油墨化之后再将其涂布在线状体或面状体并进行组合使用的方式,而这种方式会从根本上导致其电阻值的均匀性远低于金属发热体(金属电热线),且在使用一段时间之后会因为导电性粉末和粘接剂之间的伸缩膨胀系数差异而导致导电性粉末的脱落,并最终导致非常明显的负载量变化(发热量的降低)。
此外,即使是材料自身能够产生远红外线辐射热,也会因为无法将发热体的温度加温至高温状态而造成辐射热的传播距离较短的问题,并最终导致无法实现对宽阔空间的供暖效果。
此外,通过将导电性粉末混合到液状粘接剂中进行油墨化之后再将其涂布在其他第3物体而进行使用的发热体,因为其根本原理是利用在温度上升时导电性粉末的分子间距增加并造成电阻值的升高从而降低电流值的方式(PTC(正温度系数,PositiveTemperature Coefficient)原理)进行发热,所以无法通过自动恒温功能将发热体加热至高温状态。
第七,因为无法制作出能够在低电压尤其是在DC低电压条件下实现发热功能的发热体(电热线),所以也无法制作出能够与太阳能发电设备直接连接并发热的发热体(电热线)。
第八,烧制热水的效率不高。
没有能够利用低电压在长电热线中进行高温发热的发热体技术,尤其是在使用电压低于24V的条件下无法利用低电压进行高温发热。
第九,因为没有柔韧性且抗张力较低而易于断裂,同时因为耐久性差且氧化性强而易于硬化和粉碎并因此导致使用寿命短,而且还无法实现超高速发热和超高温发热效果。
发明内容
技术问题
本发明的第1目的在于解决上述现有问题而提供一种通过将具有高电阻值的多条极细线以全部面积相互接触的并列结构进行合成,提升其发热效率并实现超高速及超高温发热的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第2目的在于提供一种能够通过对成捆的多条极细线的总合成电阻值进行变更而获得所需的电阻值并借此实现发热体的定制化生产,从而进一步实现发热体的多用途使用目的的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第3目的在于提供一种通过使发热体在整个长度上都具有均匀的电阻值,提升其电气稳定性的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第4目的在于提供一种通过利用具有不同功能的极细线组构成成捆的多条极细线,并使1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,而使另1组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,并借助于对上述2种不同功能的极细线组的合成及打捆,使其在没有单独的温度调节装置的情况下也可以利用材料自身的特性保持恒温状态的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第5目的在于提供一种通过将多条极细线合称为一体并最终打捆成单条电热线(发热体),防止出现逆向电流或电流偏移现象并借此防止过热、极细线损伤或火灾等问题发生的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第6目的在于提供一种通过使多条极细线同时连接到电源供应线(电线),防止出现极细线中的一部分没有电流流过或电阻值变得不均匀的现象并借此防止局部过热事故的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第7目的在于提供一种通过将SUS316、成品钢纤维(金属纤维)作为极细线的材质使用或直接制作特殊合金使用,在使其具有柔韧性及较高的抗张力而不易发生断裂的同时还使其具有较强的耐久性和抗氧化性而不易发生硬化和粉碎,从而延长其使用寿命的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第8目的在于提供一种通过制作出发热体自身的发热温度符合现场所需温度的发热体之后按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,再通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接,从而实现对宽阔空间的均匀供暖效果的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
此外,本发明的第9目的在于提供一种通过使发热体在低电压条件下也能够实现高温发热,从而拓展其适用范围并有效烧制热水的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
技术方案
为了实现上述目的,适用本发明之实施例的发热体制造方法的特征在于:利用单一金属或合金金属制备出具有高电阻值的极细线之后,将多条上述极细线以相互接触的方式进行打捆,从而形成单条电热线。
适用本发明之实施例的发热体的特征在于:是一种将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线。
适用本发明之实施例的发热体制造方法的特征在于:首先将发热体的端部插入到接触端子或套管内部,然后将电线中剥去外皮的部位插入到接触端子或套管内部使其与多条极细线重叠,接下来通过对接触端子或套管进行挤压而实现发热体与电线之间的连接。
有益效果
通过上述课题的解决手段,能够实现如下所述的效果。
第一,通过将具有高电阻值的多条极细线以全部面积相互接触的并列结构进行合成,能够提升其发热效率并实现超高速及超高温发热。
第二,通过对成捆的多条极细线的总合成电阻值进行变更而获得所需的电阻值并借此实现发热体的定制化生产,能够进一步实现发热体的多用途使用目的。
第三,通过使发热体在整个长度上都具有均匀的电阻值,能够提升其电气稳定性。
第四,通过利用具有不同功能的极细线组构成成捆的多条极细线,并使1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,而使另1组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,并借助于对上述2种不同功能的极细线组的合成及打捆,能够在没有单独的温度调节装置的情况下也可以利用材料自身的特性保持恒温状态的发热体制造方法及其发热体和使用方法。
第五,通过将多条极细线合称为一体并最终打捆成单条电热线(发热体),能够防止出现逆向电流或电流偏移现象并借此防止过热、极细线损伤或火灾等问题发生。
第六,通过使多条极细线同时连接到电源供应线(电线),能够防止出现极细线中的一部分没有电流流过或电阻值变得不均匀的现象并借此防止局部过热事故。
第七,通过将SUS316、成品钢纤维(金属纤维)作为极细线的材质使用或直接制作特殊合金使用,能够在使其具有柔韧性及较高的抗张力而不易发生断裂的同时还使其具有较强的耐久性和抗氧化性而不易发生硬化和粉碎,从而延长其使用寿命。
第八,通过制作出发热体自身的发热温度符合现场所需温度的发热体之后按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,再通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接,能够实现对宽阔空间的均匀供暖效果。
第九,通过使发热体在低电压条件下也能够实现高温发热,能够拓展其适用范围并有效烧制热水。
附图说明
图1是适用本发明之一实施例的发热体的示意图。
具体实施方式
下面,将对适用本发明之实施例的构成及其作用进行说明。
<实施例1>
在发热体中所产生的的发热量取决于下述公式,即Q=0.24×I2×R×T。
其中,I是供应到发热体重的电流,R是发热体的电阻值,T是向发热体供应电流的时间。
通过上述公式可以发现,在发热体自身中所产生的热量与电阻值(R)以及电流供应时间(T)成正比,并与电流量(I)的平方成正比。
因此为了提升电热线的发热效率,应采取电阻高且能够在ΔT时间内使更多电流流过的结构,同时还应降低电阻体的趋肤效应。
对趋肤效应进行较为详细的说明如下。通过实验可以得知,在电阻体中也会发生与导体类似的趋肤效应。
即,因为受到趋肤效应的影响,电阻体中可供电流流过的截面积越大,其电阻表面的电阻效果就越弱并接近导体状态,此时流过表面的电流将不做功(发热)并因此导致电流的浪费。
如上所述的趋肤效应会大幅降低电阻体的发热效率,导致所生成的热量远低于通过消耗电力以及焦耳定律(Joule's Low)计算出的理论热量。
因此为了将趋肤效应所导致的非效率结构降至最少,需要降低电阻体的表面积。
例如,当需要制作1m的电阻值为1Ω的电热线时,如果假定可供电流流过的截面积需要1个单位的粗细,则相对于将1截面积制作成1个筒状结构的情况,对截面积进行极细化拆分之后重新合成多个极细线制作成1个筒状结构时,因为其截面积的减小而造成电阻值的升高,从而能够明显降低趋肤效应并实现更加高效的发热结构。
因此,能够提升发热效率的电热线(发热体)的结构应为,通过将具有高电阻值的多条极细线以全部面积相互接触的并列结构进行合成,在降低合成电阻值的同时保持各条极细线的高电阻值并尽可能减小其截面积。
通过利用如上所述的方法制作电热线(发热体),不仅能够使瞬间流过多条极细线之集合的电流量更大,还能够同时将其趋肤效应降至最低,所以上述结构的电热线(发热体)能够形成在消耗更少电量(即更高效地)的状态下生成更多热量的高效率结构。
因此,制作出高效率(以更低的电力消耗生成更多热量)电热线或发热体的原理在于,通过对具有高电阻值的多条极细线进行重叠打捆(合成),在每条极细线的实际电阻值较高的状态下通过对多条极细线以并列结构进行合成,降低其合成电阻值并借此降低整个电热线的电阻值,形成在具有高电阻值的同时能够使大量电流流过的结构,从而实现高效率的发热效果。
因为实际上每1条极细线都能够保持电流量较高的高电阻值状态,所以在瞬间每条极细线都能够生成较高的热量(高温),同时还因为其极细的状态而能够消除趋肤效应,从而形成高效率的发热结构。
此外,如上所述的多条极细线中的每一条都能够在瞬间实现超高速、超高温发热效果,而在对其进行打捆的结构中,瞬间所产生的热量将被汇聚并形成高效率的发热状态,越是对这种结构进行强化就越能够实现更加超高效率的发热效果。
为了制作如上所述的具有高效率发热结构的电热线(发热体),首先需要将单一金属或合金金属制作成多条细度极细且具有一定长度的线(丝)。
当将上述单一金属或合金金属制作成细度极细的线时,极细线的电阻值将自然升高。
接下来,通过对上述多条极细线进行打捆(bundle)合成,制作出整体外观类似于一条线的具有一定长度的电热线(发热体)。
接下来,当向通过上述方式制作出的电热线的两端加载电流时,将实现瞬间超高速、超高效率的发热效果。
但是对于高电阻值的发热体,只有提升电压才能够克服电压的下降而使电流实现远距离流动,所以当需要制作出长度较长的电热线时需要提升其使用电压,而电压越高其安全性危险就越大。
所以,现有技术遇到了无法制作出低电压用的长度较长且电阻值较高的电热线或发热体的技术瓶颈。
但是本发明通过上述的高效率结构,能够以低电压状态在长度较长的电热线(发热体)中实现超高效率的超高速发热、超高温发热效果。
通过如上所述的实施例1,能够解决现有技术中的第一和第九个问题。
<实施例2>
实施例2是通过对成捆的多条极细线的总合成电阻值进行变更而得到所需电阻值的方法。
下面,将对实施例2进行较详细的说明。电热线(发热体)是通过在内部流动的电流和电阻值实现发热,而为了制作出特定功率(发热量)的发热体,需要为所使用的电热线提供所需的电流量,如果假定所使用的电压和电热线的长度固定,则只有电热线的电阻值满足特定条件时才能够制作出所需的发热体。
例如,假定需要制作的发热体的功率(发热量)为100W、使用的电压为10V、电热线所需长度为2m,则在上述2m长度的电热线中所流过的电流为10A而电阻值为1Ω。
此时,因为所需的电热线长度为2m,所以每1m长度的电阻值应为0.5Ω。
此外,再假定电热线所需长度为1m,则此时所需电热线的每1m长度的电阻值应为1Ω。
在如上所述的两种情况下,只有为不同电阻值的各个电热线进行定制化生产才能够在现场制作出所需的发热体,但是利用现有技术却很难实现如上所述的电阻值定制化生产。
这是因为在现有技术中通常采取通过单纯地变更电热线的截面积而调节其电阻值并进行生产的方式,但是这种方式需要配套使用很多设备且生产过程也非常复杂,而且实际上因为受到设备及技术的限制,根本无法实现几万种不同电阻值产品的生产。
但是利用如下所述的实施例2,能够轻松地实现现有技术无法实现的几万甚至于数十万种不同电阻值的定制化生产。
即,通过对实施例1中的成捆电热线(发热体)内部的多条极细线的合成电阻值进行调节的方法,能够实现发热体的定制化生产。上述合成电阻值的计算公式如下,即合成电阻值=1÷(1/R1+1/R2+1/R3...)。
如上所述,当需要电阻值分别为每1m各0.5Ω和1Ω的2种类型的电热线时,对其合成电阻值进行调节的方法如下。
首先,在第2-1实施例中采取在极细线的粗细和材质相同(每1条极细线的电阻值也相同)的情况下对极细线的数量进行变更的方法。
例如,假定每1条极细线的电阻值为10Ω时,为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用10条极细线。
即,因为1/R1=1/10Ω=0.1Ω,0.1×10条=1Ω,所以通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用20条极细线。
即,因为1/R1=1/10Ω=0.1Ω,0.1×20条=2Ω,所以通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-2实施例中采取在极细线的材质相同且极细线的数量相同的情况下对极细线的粗细进行变更的方法。
例如,假定第1极细线的每1条的粗细为100μm时电阻值为10Ω,第2极细线的每1条的粗细为200μm时电阻值为5Ω,此时为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用10条100μm粗细的第1极细线。
即,因为1/R1=1/10Ω=0.1Ω,0.1×10条=1Ω,所以通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用10条200μm粗细的第2极细线。
即,因为1/R1=1/5Ω=0.2Ω,0.2×10条=2Ω,所以通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-3实施例中采取在极细线的粗细和数量相同的情况下通过使用2种以上的材质而对其材质进行变更的方法。
例如,假定10条材质A极细线的每1条的电阻值为10Ω,10条材质B极细线的每1条的电阻值为5Ω,此时为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用10条材质A极细线。
即,因为1/R1=1/10Ω=0.1Ω,0.1×10条=1Ω,所以通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用10条材质B极细线。
即,因为1/R1=1/5Ω=0.2Ω,0.2×10条=2Ω,所以通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-4实施例中采取在极细线的粗细和数量相同的情况下配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的材质类型进行变更的方法。
例如,假定5条材质A极细线的每1条的电阻值为10Ω,5条材质B极细线的每1条的电阻值也为10Ω,5条材质C极细线的每1条的电阻值为5Ω,5条材质D极细线的每1条的电阻值也为5Ω,此时为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的5条材质A极细线以及第2组的5条材质B极细线。
即,因为材质A的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的1/R1=1/10Ω=0.1Ω,第1组0.1×5条=0.5Ω而第2组0.1×5条=0.5Ω,所以合成第1组、第2组时为1Ω且通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的5条材质C极细线以及第2组的5条材质D极细线。
即,因为材质C的1/R1=1/5Ω=0.2Ω而材质D的1/R1=1/5Ω=0.2Ω,第1组0.2×5条=1Ω而第2组0.2×5条=1Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-5实施例中采取在极细线的粗细相同的情况下配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的数量进行变更的方法。
例如,假定10条材质A极细线的每1条的电阻值为10Ω,20条材质E极细线的每1条的电阻值为20Ω,此时为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的5条材质A极细线以及第2组的10条材质E极细线。
即,因为材质A的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质E的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组0.1×5条=0.5Ω而第2组0.05×10条=0.5Ω,所以合成第1组、第2组时为1Ω且通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的10条材质A极细线以及第2组的20条材质E极细线。
即,因为材质A的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质E的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组0.1×10条=1Ω而第2组0.05×20条=1Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-6实施例中采取配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后在各个组(材质)或整捆的极细线数量相同的情况下对各个组(材质)的粗细进行变更的方法。
例如,假定A材质组的每1条的粗细为100μm时电阻值为100Ω,B材质组的每1条的粗细为200μm时电阻值为10Ω,C材质组的每1条的粗细为100μm时电阻值为5Ω,D材质组的每1条的粗细为200μm时电阻值为5Ω,此时为了制作出1Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的5条材质A极细线以及第2组的5条材质B极细线。
即,因为材质A的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的1/R1=1/10Ω=0.1Ω,第1组0.1×5条=0.5Ω而第2组0.1×5条=0.5Ω,所以合成第1组、第2组时为1Ω且通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,为了制作出0.5Ω的合成电阻值,需要合成使用第1组的5条材质C极细线以及第2组的5条材质D极细线。
即,因为材质C的1/R1=1/5Ω=0.2Ω而材质D的1/R1=1/5Ω=0.2Ω,第1组0.2×5条=1Ω而第2组0.2×5条=1Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来,在第2-7实施例中采取配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组(材质)的粗细及数量进行变更的方法。
在上述第2-7实施例中最有效的2种方法包括,第1组在组自身的材质相同的情况下对极细线的粗细和数量进行变更,而第2组使用与第1组不同的材质且保持组自身的材质和极细线的粗细及数量相同的方法,第1组在组自身的材质相同的情况下对极细线的粗细和数量进行变更,而第2组使用与第1组不同的材质并在组自身的材质和极细线的粗细相同的情况下对数量进行变更的方法。
下面将对上述方法进行详细说明。例如,假定A材质组中每1条的粗细为100μm时电阻值为10Ω而每1条的粗细为50μm时电阻值为20Ω,B材质组中每1条的粗细为50μm时电阻值为20Ω。
在这种情况下,制作出1Ω的总合成电阻值的第1方法为,按照上述方法变更第1组的粗细、按照上述方法变更数量并保持第2组的状态,合成使用第1组(材质A)中粗细为100μm的5条、第2组(材质B)中粗细为50μm的10条。
即,因为材质A中100μm粗细的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组0.1Ω×5条=0.5Ω而第2组0.05Ω×10条=0.5Ω,所以合成第1组、第2组时为1Ω且通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
制作出1Ω的总合成电阻值的第2方法为,按照上述方法变更第1组的粗细、按照上述方法变更数量并保持第2组的状态,合成使用第1组(材质A)中粗细为50μm的10条、第2组(材质B)中粗细为50μm的10条。
即,因为材质A中50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组0.05Ω×10条=0.5Ω而第2组0.05Ω×10条=0.5Ω,所以合成第1组、第2组时为1Ω且通过1/1Ω而最终得到的总合成电阻值为1Ω。
此外,制作出0.5Ω的总合成电阻值的第1方法为,按照上述方法变更第1组的粗细、按照上述方法变更数量并保持第2组的状态,合成使用第1组(材质A)中粗细为100μm的10条、第2组(材质B)中粗细为50μm的20条。
即,因为材质A中100μm粗细的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的10条为0.1Ω×10条=1Ω而第2组的20条为0.05Ω×20条=1Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
此外,制作出0.5Ω的总合成电阻值的第2方法为,按照上述方法将变更第1组的粗细、按照上述方法变更数量并保持第2组的状态,合成使用第1组(材质A)中粗细为50μm的20条、第2组(材质B)中粗细为50μm的20条。
即,因为材质A中50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的20条为0.05Ω×20条=1Ω而第2组的20条为0.05Ω×20条=1Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
接下来将对方法进行详细说明。例如,假定A材质组中每1条的粗细为100μm时电阻值为10Ω而每1条的粗细为50μm时电阻值为20Ω,B材质组中每1条的粗细为50μm时电阻值为20Ω,每1条的粗细为25μm时电阻值为40Ω。
在这种情况下,用于制作出1Ω的总合成电阻值的第1方法和第2方法与上述中的方法相同。
此外,用于制作0.5Ω的总合成电阻值的第1方法中,第1组的数量和粗细与上述制作1Ω时的方法(第1组在组自身的材质相同的情况下对极细线的粗细和数量进行变更)相同,第2组在粗细与上述制作1Ω时的方法相同的情况下对数量进行变更。
也就是说,第1组(材质A)使用与上述利用第1方法制作1Ω时相同的粗细即100μm以及数量即5条,而第2组(材质B)使用与上述利用第1方法制作1Ω时相同的粗细即50μm,但需要将其数量变更为30条之后进行合成。
即,因为材质A中100μm粗细的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的5条100μm为0.1Ω×5条=0.5Ω而第2组的30条50μm为0.05Ω×30条=1.5Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
用于制作0.5Ω的总合成电阻值的第2方法中,第1组的数量和粗细与上述制作1Ω时的方法相同,第2组在粗细与上述制作1Ω时的方法相同的情况下对数量进行变更。
也就是说,第1组(材质A)使用与上述利用第2方法制作1Ω时相同的粗细即50μm以及数量即10条,而第2组(材质B)使用与上述利用第2方法制作1Ω时相同的粗细即50μm,但需要将其数量变更为30条之后进行合成。
即,因为材质A中50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的10条50μm为0.05Ω×10条=0.5Ω而第2组的30条50μm为0.05Ω×30条=1.5Ω,所以合成第1组、第2组时为2Ω且通过1/2Ω而最终得到的总合成电阻值为0.5Ω。
此外,用于制作0.25Ω的总合成电阻值的第1方法中,第1组的数量和粗细与上述制作1Ω时的方法相同,第2组在粗细与上述制作1Ω时的方法相同的情况下对数量进行变更。
也就是说,第1组(材质A)使用与上述利用第1方法制作1Ω时相同的粗细即100μm以及数量即5条,而第2组(材质B)使用与上述利用第1方法制作1Ω时相同的粗细即50μm,但需要将其数量变更为70条之后进行合成。
即,因为材质A中100μm粗细的1/R1=1/10Ω=0.1Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的5条100μm为0.1Ω×5条=0.5Ω而第2组的70条50μm为0.05Ω×70条=3.5Ω,所以合成第1组、第2组时为4Ω且通过1/4Ω而最终得到的总合成电阻值为0.25Ω。
用于制作0.2Ω的总合成电阻值的第2方法中,第1组的数量和粗细与上述制作1Ω时相同,第2组在粗细与上述制作1Ω时相同的情况下对数量进行变更。
也就是说,第1组(材质A)使用与上述利用第2方法制作1Ω时相同的粗细即50μm以及数量即10条,而第2组(材质B)使用与上述利用第2方法制作1Ω时相同的粗细即50μm,但需要将其数量变更为70条之后进行合成。
即,因为材质A中50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω而材质B的50μm粗细的1/R1=1/20Ω=0.05Ω,第1组的10条50μm为0.05Ω×10条=0.5Ω而第2组的70条50μm为0.05Ω×70条=3.5Ω,所以合成第1组、第2组时为4Ω且通过1/4Ω而最终得到的总合成电阻值为0.25Ω。
此外,第2-8实施例是通过按照上述第2-1实施例至第2-7实施例中的所有方法进行合成或选择合成,对其总合成电阻值进行变更并借此制作出特定的定制化电阻值的方法.
在如上所述的多种实施例中,最为实用且有效的2种方法分别为第2-7实施例中的方法和方法,其中制作最方便的方法为方法。
下面,将对利用如上所述的通过对合成电阻值进行变更而制作出定制化电阻值的方法制作的发热体进行详细说明。
假定需要制作某种小面积的发热体且其中可插入电热线(发热体)的长度仅为1m,同时假设需要每1m的电阻值分别为1Ω、2Ω、3Ω的电热线,下面将对实际制作发热体的方法进行说明。
首先对第一种方法进行说明。
①将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为1Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个类型的材质相同,其中1组分别采用不同的极细线粗细和数量,而2组采用相同的粗细和数量的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的合金金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例(75~80重量%)为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
②将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为2Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个类型的材质相同,其中1组分别采用不同的极细线粗细和数量,而2组采用相同的粗细和数量的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
③将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为3Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个类型的材质相同,其中1组分别采用不同的极细线粗细和数量,而2组采用相同的粗细和数量的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
此外,第二种方法是使用相同粗细和相同数量的NASLON(钢纤维或金属纤维)取代在上述第一种方法中直接利用SUS316材质制成并进行使用的第1种极细线的方法,即,是一种因为在钢纤维(金属纤维)中已经有相应规格的成品而直接从中选择相同规格的产品进行使用的方法。
通过如上所述的实施例2,能够解决现有技术中的第二个问题。
<实施例3>
实施例3是能够保证在制作上述实施例1和2的发热体的过程中在相关发热体的整体长度上都具有均匀的电阻值的方法。
在上述实施例1和2的打捆线(发热体)中,为了使相关打捆线在整体长度上都具有均匀的电阻值,需要从一开始就使用能够保证打捆线内部的多条极细线中的每1条极细线都具有相同的长度和相同的电阻值的极细线。
保证上述每1条极细线具有相同的长度和相同的电阻值的方法包括下述几种。
第一,将利用高精度拉拔机(拉伸机)制成的单一金属或合金金属的极细金属纤维丝用作相应的极细线的方法。
第二,将利用高精度纺纱机制成的单一金属或合金金属的极细金属纺织丝用作相应的极细线的方法。
第三,将钢纤维(NASLON)用作相应的极细线的方法。
在上述第一种方法中,作为利用拉拔机(拉伸机)制成极细纤维丝的工艺,可选用拉伸(Drawing)工艺。
在通过如上所述的3种方法使各个极细线在各自的整体长度上都具有均匀的电阻值之后对其进行打捆,能够保证上述实施例1和2中的打捆线(发热体)在整体长度上都具有均匀的电阻值,从而确保其电气安全性。
通过如上所述的实施例3,能够解决现有技术中的第三个问题。
<实施例4>
实施例4是能够通过在上述实施例1至实施例3种所制作的打捆线(电热线、发热体)中利用具有2种不同功能的极细线组构成成捆的多条极细线,并使1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,而使另1组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,并将上述2种不同功能的极细线组合成及打捆成单条打捆线的方法。
作为不在电热线中配备单独的温度调节装置而利用材料自身的特性保持持续恒温(稳定的温度)的方法只有利用PTC原理的方法。
如上所述的PTC温度控制方式的原理在于,在电热线发热温度上升时会造成导电性分子之间的间隔加大并导致电阻值的上升,从而自动降低流过电热线中的电流值造成温度的自动下降,最终通过重复执行上述过程将温度保持在一定的范围之内。但是,上述原理只能将电热线(发热体)的温度保持在低温范围,无法将电热线的发热温度提升至高温范围。
因此,无法适用于在实际现场中需要高温发热的情况,尤其是完全无法执行后续说明的实施例5的功能。
因此,本发明提供一种利用电热线(发热体)自身的特性而非PTC原理的以其他方式保持恒温的方法,不仅能够高效的保持低温范围内的恒温状态,还能够在高温、超高温范围内利用材料自身的特性保持其恒温状态。
当电热线发热时,将按照上述公式(Q=0.24×I2×R×T)生成与发热时间成正比的热量,上述所产生的热量在被蓄热的同时还会有一部分被传递到外部(热量被夺取)而造成的温度的上升。
其中,当电热线中所产生的热量大于被夺取的热量时电热线的温度降持续上升,而当小于被夺取的热量时电热线的温度降下降,如果所产生的热量和被夺取的热量相同,则电热线将保持一定温度的恒温状态。
本发明以上述原理为依据,使得电热线能够在更有效且更早地进入所产生的热量和被夺去的热量之间的平衡状态,且上述作用是利用材料自身的特性自动实现,从而达到保持恒温的目的。
即,本发明通过利用具有2种不同功能的极细线组构成成捆的多条极细线,并使1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,而使另1组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,并将上述2种不同功能的极细电热线组合成及打捆成单条打捆线使用。
当电流流过如上所述的电热线时,在达到一定的温度之前1组和2组都将产生热量实现温度的快速上升,而当到达某个温度区间之后2组将停止发热,并转换起到导体的作用使电流直接流过。
在这种情况下,电热线的温度上升速度将变慢并从某个温度范围开始进入发热热量和被夺取的热量之间的平衡状态从而保持一定的温度,在被周围环境夺取热量的条件发生变更之前,始终能够保持一定的温度(恒温)状态。
此外,通过对上述保持恒温的功能进行进一步的定制化,即,如果能够根据电热线安装环境的需要实现保持特定温度的定制化生产,将能够广泛适用于各种目的。
实现如上所述的定制化生产的方法如下。即,首先准备好具有基本功能的打捆线(电热线、发热体),然后通过实验调查在不同温度范围内的不同发热状态(对流过打捆线的电流值、打捆线的粗细、打捆线的电阻值、打捆线中所使用的极细线数量、极细线的材质、极细线的类型数等变量进行调整)下能够最快实现热平衡的条件并确定其基准值,最后以上述基准值为依据对1组合2组的极细线粗细、材料、数量比例进行调节,从而实现所需的定制化生产。
例如,假定根据试验结果在1个打捆线内使用2种类型的极细线组,其中,1组使用3条A类材质的极细线,上述极细线在每1条每1秒流过1A的电流时在每1条都能够生成10℃的热量,而另1组使用7条B类材质的极细线,上述极细线在100℃之前在每1条每1秒流过1A的电流时在每1条能够生成10℃的热量,而在达到100℃之后每1秒只能生成1℃的热量。
如果不考虑被外部夺取的热量,则在上述打捆线加载每1秒10A的电流时将在1秒之后到达100℃,而在此之后将每1秒上升37℃。
接下来再假定外部环境在每1秒夺取37℃的热量,如果在这种环境下使用上述电热线,则上述电热线在最初每1秒上升63℃,并在经过2秒之前达到100℃的状态,在此之后将进入热平衡状态并持续性地保持100℃的恒温状态。
制作出如上所述的打捆线(发热体)定制化电阻值的方法如实施例2种所介绍的方法所述。
即,按照每1秒流过10A的规格定制化生产出打捆线的电阻值即可,而在此之前需要了解在上述现场环境下所需要的电热线长度以及使用电压,然后按照上述定制化电阻值的定制方法制造出所需电阻值的电热线即可。
此时确定所需电阻值的方法的如下。例如,当需要为用于种植农作物的宽阔空间的塑料大棚内部进行供暖时,假定每一条(垄)农作物的长度为22m且需要在每一条(垄)中铺设1条无需单独的温度调节功能而能够利用电热线材料自身的特性持续保持100℃温度状态的打捆线(电热线)进行空间供暖,同时假定在上述大棚环境条件下电热线中每1秒都有37℃的热量被夺取。
此时,电阻值为220V÷10A=22Ω且需要使用的电热线长度为现场情况所需的22m的长度,在按照上述实施例2种的定制化电阻值的制作方法制作出每1m的电阻值为1Ω的打捆线(电热线)之后,将其裁切成22m的长度制作出单品,然后再将上述多条单品在现场进行并列连接使用即可。
此时,在所需的现场安装的所有打捆线(电热线、发热体)将同时保持100℃的温度,因此在无需为电热线配备单独的温度调节装置的状态下,也能够利用电热线自身的特性持续性地保持恒温状态。
关于如上所述的制作出定制化恒温功能的方法,可以参考上述实施例2中的第2-4实施例至第2-8实施例中的内容。
而关于利用如上所述的制作出定制化恒温功能的方法制作的发热体,则可以参考上述实施例2中的第一和第二种方法。
通过如上所述的实施例4,能够解决现有技术中的第四个问题。
<实施例5>
实施例5是将多条极细线合成为一体并最终打捆成单条电热线(发热体)的方法。
如果实施例1至实施例4的打捆线(bundle)内部的多条极细线没有被贴紧形成为一体,则极细线和极细线之间的间隙越大就会形成更大的电位差,并因此造成逆向电流或电流偏移现象,从而进一步导致过热、极细线损伤或火灾等危险。
因此,需要通过一种能够将上述多条极细线紧紧打捆成一条的方法(打捆方法),将上述多条极细线打捆成1条线状且具有一定长度的电热线(发热体)。
下面将对打捆极细线的方法进行详细说明。第一,首先将多条极细线聚拢在一起,然后通过缠绕(Wrapping)高温丝(纤维)的方法利用上述高温丝(纤维)形成外皮,从而使内部的多条极细线相互贴紧形成一条线状体。
作为此时所使用的高温纤维,可以选用芳香聚酰胺丝、多芳基化合物(POLYARYLATE)丝或柴隆(PBO纤维)丝等。
图1是利用第一个打捆方法进行制造的电热线(发热体)10的示意图,可以发现是利用高温纤维14沿着长度方向对多条相互贴紧的极细线12进行缠绕形成外皮。
第二,利用捻线机对多条极细线进行捻线处理,从而将其打捆成一体。
第三,在将多条极细线投入到镀膜机中进行镀膜处理的同时将其打捆成一体。
作为此时所使用的镀膜材料,可以选用特氟龙、PVC或硅树脂等。
第四,将多条极细线放入板状材质的上部板和下部板之间,然后在其中投入粘接剂并通过熔融粘接剂实现打捆。
作为上述板状材料,可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板、一般布料或镀锡铁皮(tin plate)板。
此外,作为上述粘接剂,可以选用TPU液或TPU板、硅树脂液或硅树脂板、热熔粘接剂液或热熔粘接剂板。
此外,作为上述熔融方法,可以利用热压方式对内部的粘接剂进行熔融,从而使内部的极细线被含浸浸没并得到固定,此外还可以通过高频机、压缩机等利用高频对内部的粘接剂进行熔融压缩,从而使内部的极细线被含浸浸没并得到固定。
第五,可以通过组合使用上述四种方法实现打捆。
例如,在利用第一或第二种方法完成打捆之后,再利用第三种方法进行两次以上的镀膜(完成一次镀膜之后再次镀膜)处理。
<实施例6>
实施例6是为了向通过上述实施例1至实施例5制造出的发热体(电线)加载电流而进行电线连接作业的方法。适用本发明之实施例的发热体由多条极细线构成,如果多条极细线没有全部与电线连接,则会造成未连接的部分极细线中没有电流流过的现象或电阻值不均匀的现象,并因此导致局部过热事故。
所以,必须使用能够确保多条极细线全部与电源供应线(电线)连接的方法进行连接。
实施例6的上述方法中的一种为,将相应打捆线(发热体或电热线)的两侧末端插入到接触端子或套管内部,与此同时将一般电线中剥去外皮的部位插入到套管内部,使得多条极细线与电线中剥去外皮的部位重叠,然后通过对接触端子(套管)进行挤压而使接触端子(套管)被压迫,从而实现电线与多条发热体之间的连接,确保能够同时向所有极细线加载电流。
<实施例7>
适用如上所述的实施例的所有打捆线中作为极细线材质适用的特殊材质,不仅能够解决现有的第一至第八个问题,还能够同时解决第九个问题中因为没有柔韧性且抗张力较低而易于断裂的问题以及因为耐久性差且氧化性强而易于硬化和粉碎并因此导致使用寿命短的问题。
在实施例7中作为上述极细线的特殊材质,第一,可以使用不锈钢系列的合金尤其是使用SUS316最为有效,且极细线的粗细越细这种效果就越显著。
第二,使用能够满足与第一个SUS316相同功能的钢纤维(金属纤维),能够直接使用成品。
第三,可以直接制作使用能够实现上述功能的特殊合金,可以使用镍和铜的合金,即按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例混合制成的合金金属。
此外,还可以使用铁、铬、氧化铝、钼的合金,即按照铁65~75重量%、铬18~22重量%、氧化铝5~6重量%、其他剩余的比例为钼的混合比例混合且额外添加少量硅、锰、碳等元素而制成的合金金属。
第四,可以混合使用上述第一至第三种材质。
例如,可以将按照上述实施例1至实施例6制造的打捆线(电热线、发热体)的极细线类型分为2组,然后在其中1组中必须使用不锈钢系列材料的第一材料或第二材料,并在剩余的1组中使用第三种镍和铜的合金。
通过如上所述的实施例7,能够解决现有技术中的第九个问题。
<实施例8>
按照上述实施例1至实施例7制造出的发热体的实例如下所述。
假定在实际现场中分别需要每1m的电阻值为1Ω、2Ω、3Ω的电热线,下面将对制作实际发热体的方法进行详细说明。
首先对第一种方法进行说明。
①将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为1Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的合金金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例(75~80重量%)为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为24条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
②将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为2Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为2Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为14条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为1Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
③将单位长度的电阻值制作成每1m打捆线的电阻值约为3Ω的方法,采取将电热线的极细线材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式。
甲第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为12μm而数量为550条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
乙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为8μm而数量为1,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丙第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为6.5μm而数量为2,000条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
丁第1种材质采用不锈钢中的SUS316,其中每1条极细线的粗细为100μm而数量为40条,另1种材质采用镍和铜的单一金属,其混合比例为镍占20~25重量%而剩余的比例为铜,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值约为36Ω)而数量为9条,接下来将其打捆成1条电热线,此时上述电热线在每1米长度上的电阻值约为3Ω,且在整个长度中都能够保持均匀的上述电阻值。
此外,第二种方法是使用相同粗细和相同数量的NASLON(钢纤维或金属纤维)取代在上述第一种方法中直接利用SUS316材质制成并进行使用的第1种极细线的方法,即,是一种因为在钢纤维(金属纤维)中已经有相应规格的成品而直接从中选择相同规格的产品进行使用的方法。
<实施例9>
如果能够在实际现场以多种用途自由搭配使用按照上述实施例1至实施例8中的方法制造的发热体而且能够使上述发热体实现一些尖端功能,将是最理想的状态。
例如,上述发热体能够实现的尖端功能如下。第一,通过100℃以上的高温发热方法大量释放出具有较长传播距离的远红外线,为宽阔空间进行有效的供暖,与此同时实现上述宽阔空间整体的均匀供暖效果。
这种方式尤其能够有效适用于农业用大棚(温室)的供暖,通过为农作物施加远红外线效果,能够起到各种积极的作用(如农作物产量的增加)。
第二,能够在低电压(尤其是24V以下)状态下发热,尤其是能够在低电压状态下进行高温发热,从而能够以不同用途适用于各种尖端领域。
借此,能够在低电压状态下安全地(使用DC时没有有害电磁波产生)实现空间供暖、建筑物室内供暖、地板供暖等所有供暖效果,而且还能够在低电压状态下安全高效地烧制热水。
此外,还能够以其他多种功能和用途适用于其他很多环境。
上述能够实现尖端功能以及多用途使用目的的发热体制造方法及其发热体包括:
①第一,在按照上述实施例1至实施例8中的方法制造发热体之后,制作出发热体自身的发热温度符合现场所需温度的发热体,再按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,接下来通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接使用的方法。
在上述方法中,按照所需要的温度定制化生产发热体的方法,包括通过对流过发热体的电流值进行变更而实现目标发热温度的方法,尤其是能够制造出通过使上述电流值大于3A而使发热体实现100℃以上的高温发热的发热体。
②第二,在按照上述实施例1至实施例8中的方法制造发热体之后,制作出能够在所使用的低电压(例如50V以下)条件下正常工作(降低电阻值)的发热体,再按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,接下来通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接,并连接能够为其供应低电压电力的低电压电源部进行使用的方法。
其中,按照所使用的低电压条件调整单位长度电阻值的方法,包括制造出每1m发热体的电阻值小于10Ω的发热体的方法。
此外作为上述低电压电源部,可以连接使用低电压AC变压器、低电压DC适配器、蓄电池、能量存储装置(ESS)、太阳能发电模块(太阳能电池板)或在太阳能发电模块(太阳能电池板)中连接蓄电池或ESS的设备。
此外,在上述低电压中尤其能够使用AC或DC 24V以下的电压。
③第三,通过对上述第一种方法以及第二种方法进行组合,能够在低电压(50V以下)条件下实现高温(100℃以上)发热效果的方法。
④第四,通过将上述第一种至第三种方法插入或粘贴到固定物中而进行固定使用的方法。
⑤第五,向通过上述第一种至第三种方法制造的发热体(电热线)自身附加特殊外皮的方法。
在通过上述特殊方法为发热体自身附加外皮镀膜之后,还能够在其表面覆盖阻隔屏蔽物然后再进行一次外皮镀膜的方法。
下面,将对如上所述的实施例9的5种发热体制造方法的技术实现例进行详细说明。
<实现例1>
首先,通过上述第一种方法(实现例1)能够对宽阔空间实现均匀供暖效果。
为了能够利用发热体对宽阔空间实现均匀供暖效果,需要利用能够在发热时释放出大量远红外线的材质,制造出具有能够使所产生的远红外线传播更远距离的结构的发热体。
本发明的发热体能够实现100℃~1,000℃的超高速高温加热,且能够使所产生的远红外线连续地以高温状态飞行到较远的距离(传播距离)均匀地分散到整个宽阔空间内并通过共振与共鸣产生高温。
具体来讲,之所以到目前为止都无法利用发热体对宽阔的空间整体实现供暖且无法实现均匀的供暖,是因为大多数加热器、热风机、散热器等供暖设备所采用的热传递方式为传导或对流方式,所以很难为宽阔的空间有效地传递热量。
为了解决上述问题,需要使用远红外线方式的热发生源。
上述远红外线是通过辐射热的方式传递热量,能够为整个空间同时提供热量,从而实现对宽阔空间的均匀供暖效果。
因此,只要采取远红外线供暖方式就可以解决所有问题,但是目前为止所开发处的电热线或发热体大部分都不是产生远红外线的方式。
而且为了产生上述远红外线,电热线(发热体)的材质非常重要。
利用一般金属或一般的单一金属无法实现上述效果。
最近所开发出的具有一定的远红外线释放功能的电热线(发热体)是采用碳成分制成,但是因为其远红外线的传播距离仅局限在周围的30~80cm范围,所以其效果也非常低微,甚至其实用性还不如一般的传导热或对流热方式的加热器。
为了使从上所述的从电热线(发热体)中产生的远红外线具有实用性,必须使远红外线的飞行距离(传播距离)较长,而为了使飞行距离满足能够填满整个宽阔空间的程度,必须使发热时产生远红外线的材料保持一定温度以上的高温状态且温度越高其效果就越好,而在此基础上采用能够产生更多远红外线且更加有效地使其飞行的结构时,才能够实现所需的远距离传播效果。
即,能够对宽阔空间实现均匀供暖效果的最佳方法为,利用能够在发热时产生远红外线的材质制作电热线(发热体)并持续性地保持最少100℃~1000℃的发热温度,同时采用在高温发热时能够产生更多的远红外线且能够更好地传播的结构制作。
利用上述结构制作的电热线(发热体),在通过向电热线(发热体)加载电流使其发热时将产生能够远距离传播的远红外线,并利用其辐射热实现对宽阔空间的供暖以及均匀供暖效果。
满足上述所有条件的电热线(发热体)的具体制作方法如下。
首先作为第1条件,应使用加热时能够释放出大量远红外线的材质,且上述材质应能够长时间承受100℃以上~1000℃以内的持续性高温发热状态,而作为满足上述所有条件的材质,可以使用在上述实施例7中所公开的材料(材质)。
接下来作为第2条件,应采用在高温发热时能够有效地产生更多远红外线的结构,而按照上述实施例1至实施例7中所公开的方法制造的发热体能够实现很强的上述功能(效果)。
这是因为,在发热体的内部采用了由能够在发热时大量释放出远距离传播的远红外线的材质制成的极细线,所以形成了能够及时地将所产生的远红外线释放到极细线外部的结构(当电热线的截面积较大时,即使在电热线中产生远红外线,也很有可能造成所产生的热量被包含在电热线自身中的情况,从而大幅降低外部释放效果),而且能够确保远红外线保持高温状态(本发明的发热体能够实现超高速、超高温发热),从而增加原子运动的振动幅度使其能够传播到更远的距离。
接下来作为第3条件,满足上述第1条件和第2条件的发热体应能够实现100℃~1,000℃的高温发热,而上述能够实现高温发热的发热体的制造方法如下。
即,如上所述地在按照上述实施例1至实施例8中的方法制造发热体之后,制作出发热体自身的发热温度符合现场所需温度的发热体,再按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,接下来通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接使用的方法。
在上述方法中,作为按照所需要的温度定制化生产发热体的方法,使用通过对流过发热体的电流值进行变更而实现目标发热温度的方法,尤其是制造出通过使上述电流值大于3A而使发热体实现100℃以上的高温发热的发热体。
具体来讲,当需要使用220V的电压降发热体的温度加热至150℃以上时,首先按照上述实施例1至实施例8中的方法制造出同时满足上述第1条件和第2条件的发热体并将220V的电压连接到上述发热体,然后在对电阻值进行调节的同时测定电流流过时的发热温度,从而测定出能够持续性地保持150℃的发热状态时的电流值。
接下来,在现场测定所需要的电热线长度。
接下来,为了使现场所需长度的电热线能够在电热线自身的材料中持续性地保持150℃的发热状态,必须为其加载所测定出的电流值。为此,所使用的电压除以所测定到的电流值能够计算出所需的电阻值,在计算出最终的对应电阻值之后将发热体固定在上述电阻值的状态,然后按照实施例2中的方法进行定制化生产,接下来按照事先测定出的长度对其进行裁切实现单品化,然后通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接使用。
例如,当需要为用于种植农作物的宽阔空间的塑料大棚内部进行供暖时,假定每一条(垄)农作物的长度为55m且需要在每一条(垄)中铺设1条能够持续性地保持150℃的发热状态的打捆线(电热线)而实现大棚内部空间的供暖,如果通过实验得出当利用按照上述实施例1至实施例8中的方法制造的发热体并加载220V的电压使发热体中流过4A的电流时能够持续性地保持发热体中150℃的发热温度,则说明其电阻值为220V÷4A=55Ω。
此时,因为根据现场的情况需要使用长度为55m的电热线,所以在按照上述实施例2中制作出定制化电阻值的方法制作出每1m的电阻值为1Ω的相应发热体之后,将其裁切成55m的长度制作成单品,然后按照1个单品构成1个回路的方式连接电路,然后再根据现场情况计算出需要几条上述单品,最后对上述多条单品进行并列连接使用。借此,能够使安装到现场中的所有电热线都能够持续性地保持150℃的发热状态。
因此,包含高温热量且能够传播较远距离的大量远红外线将被释放到宽阔空间内部,从而利用上述远红外线热量(辐射热)对大棚内部的整个空间实现供暖,同时还能够实现均匀的供暖效果。
在不同的实际环境下对适用本实施例的发热体进行实验的结果表明,在以100℃以上、1,000℃以下的温度持续发热时,高温远红外线飞行的距离(传播距离)将变得很长,在任何宽阔的空间下都能够有效地覆盖所有空间内部区域,从而利用辐射热实现有效的供暖(利用远红外线的共振、共鸣发热),且通过上述原理能够实现所有空间内部的均匀供暖效果。
因此,在使适用本发明的发热体实现高温发热的方法中最为重要的是实现100℃以上的高温发热状态,而为了实现如上所述的100℃以上的高温发热,需要使适用本实施例的发热体中流过至少3A以上的电流。
此外,按照上述方法制造的发热体中,能够适用于空间供暖的发热体的实例如下。
第一,为了将在上述实施例8中所制造的发热体制作成能够适用于220V电压的电热线,使用电阻值为2Ω(每1m发热体长度)的电热线并裁切成31m的长度,此时发热体中所流过的电流将保持在约3.1A且发热体能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的发热温度,从而有效地实现宽阔空间的供暖以及宽阔空间的均匀供暖效果。
第二,为了将在上述实施例8中所制造的发热体制作成能够适用于220V电压的电热线,使用电阻值为2Ω(每1m发热体长度)的电热线并裁切成23m的长度,此时发热体中所流过的电流将保持在约4.2A且上述发热体能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的发热温度,从而有效地实现宽阔空间的供暖以及宽阔空间的均匀供暖效果。
第三,为了将在上述实施例8中所制造的发热体制作成能够适用于380V电压的电热线,使用电阻值为2Ω(每1m发热体长度)的电热线并裁切成55m的长度,此时发热体中所流过的电流将保持在约3.1A且发热体能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的发热温度,从而有效地实现宽阔空间的供暖以及宽阔空间的均匀供暖效果。
第四,为了将在上述实施例8中所制造的发热体制作成能够适用于380V电压的电热线,使用电阻值为2Ω(每1m发热体长度)的电热线并裁切成40m的长度,此时发热体中所流过的电流将保持在约4.2A且发热体能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的发热温度,从而有效地实现宽阔空间的供暖以及宽阔空间的均匀供暖效果。
通过如上所述的实现例1,能够解决现有技术中的第五、第六个问题。
<实现例2>
通过第二种方法(实现例2),能够制作出可以在低电压(尤其是24V以下)条件下工作的发热体,而这种发热体的适用范围能够被拓展到与太阳能发电模块关联的供暖方式。
在实现例2中为了将能够适用的电压范围降低至低电压(尤其是24V以下)的状态,通过降低发热体的电阻值将每1m发热体的电阻值降低至10Ω以下。
即,实现例2是一种在按照上述实施例1至实施例8中的方法制造发热体之后,制作出能够在所使用的低电压(例如50V以下)条件下正常工作(降低电阻值)的发热体,再按照所需的长度对其进行裁切实现单品化,接下来通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接,并连接能够为其供应低电压电力的低电压电源部进行使用的方法。
此外,发热体越是在较低的电压(低电压)状态下工作就越安全,尤其是全球安全电压为24V以下的电压,且DC电源不会造成有害电磁波尤其是有害磁场的产生。
因此,为了使发热体能够在对人体无害(至少是危害较少)的低电压范围内工作,需要使用在大幅降低其电阻值的状态下生产的发热体。
即,使用发热体的所需低电压范围越低,其发热体的电阻值也需要降低至更低,从而在低电压条件下仍然保障流过发热体的电流量,而发热体只有留过充分的电流才能够有效地实现发热效果。
此时为了降低发热体的电阻值,能够利用实施例2中的定制化方法调节极细线的合成电阻值,从而降低发热体的电阻值。
例如,当将发热体作为某个建筑物室内供暖用的空间供暖材料使用且需要将电源部直接连接到太阳能电池板中进行使用时,太阳能电池(太阳能电池单元)的每1个单元能够生成DC 1.5V的电力,通常所生成的电力会被存储在蓄电池中进行使用,此时假设蓄电池的次级输出电压为24V且所连接的发热体功率要求为600W,则此时的电流为600W÷24V=25A,因此为了实现建筑物供暖而安装的发热体中至少要流过25A的电流才能够以600W的功率进行供暖。
此时,为了以24V的电流为发热体供应25A的电流,其发热体的电阻值应为24V÷25A=0.96Ω。
即,在按照实施例2中的定制化方法制作出每1m长度的电阻值为0.96Ω的发热体之后,将其裁切成1m的长度构成1个回路进行使用。
但是在现有的发热体中,因为没有能够有效降低发热体电阻值的技术,付出再多努力也无法将1m的电阻值降低至30Ω以下。
因此,如果在这种情况下适用电阻值为30Ω的发热体,将只有24V÷30Ω=0.8A的电流流过现有的发热体,将其转换为功率只能得到24V×0.8A=19.2W,只能够达到所需的目标功率600W的31分之1,其发热效率远远无法满足建筑物的供暖需求。
而如果追求600W的功率,则必须将1m的电阻值为30Ω的发热体裁切成31个3cm的长度并对其进行并列连接使用。
上述裁切成31个3cm长度的发热体进行使用的方式会大大降低其实用性,且实际上也很难实现商品化。
所以,低电压用发热体只有每1m长度的电阻值低于10Ω以下时才能够具有其商品性,在将发热体制作成低电压用时,尤其需要制作成每1m长度的电阻值低于10Ω以下的状态。
接下来,为了使将电阻值降低至10Ω以下后生产出的发热体在实际的低电压条件下正常工作,必须将其连接到能够供应低电压的电源部中进行使用,而作为上述低电压电源部,可以选用低电压AC变压器、低电压DC适配器、蓄电池、能量存储装置(ESS)、太阳能发电模块(太阳能电池板)或在太阳能发电模块(太阳能电池板)中连接蓄电池或ESS的设备。
此外如上所述,发热体越是在较低的电压(尤其是指50V以下的低电压)状态下工作就越安全,全球安全电压为24V以下的电压,而且DC电源不会造成有害电磁波尤其是有害磁场的产生。
根据上述事实,在本发明中制作出使用24V以下电压的发热体尤其是制作出使用DC 24V以下的发热体进行使用为宜。
例如,为了制作出能够在AC、DC两种电源的低于24V的电压条件下使用的发热体,需要按照实施例1至实施例8中的方法制造发热体。此时,首先需要计算出在24V以下的某个特定电压范围内使用时的相关电流值,并根据所对应的电阻值按照实施例2中的定制化方法制作出具有相应电阻值的发热体,然后在将上述发热体裁切成设计长度制作成单品并对上述单品进行并列连接使用。
更具体来讲,假定需要制作出在DC 24V条件下工作的每1㎡的功率为192W的地板供暖材料,同时假定需要制作出发热温度分别为100℃和150℃的电热线。此时,首先需要利用通过上述方法制作出的具有多种不同电阻值的定制化发热体,通过多次实验测定出各个发热体在流过不同大小的电流时能够分别生成几度(℃)的热量。
例如,假定1Ω的发热体在流过4A的电流时能够持续性地以150℃进行发热,而在流过3A的电流时能够持续性地以100℃进行发热,则通过公式R=V/I可以得出24V÷4A=6Ω,而为了制作出上述6Ω的电阻值,可以裁切使用6m每1m的电阻值为1Ω的打捆线作为1个回路进行使用,此时上述1个回路的功率为P=I×V即4A×24V=96W。
但是,因为地板供暖材料所需的功率为192W,所以通过192W÷96W=2可以得知,并列连接2个单品回路并安装到1㎡的地板中即可。
此时,因为2个6m的1Ω回路的总长为12米,如果认为电热线的长度过长而难以顺利安装,即需要在维持192W功率的同时缩短电热线的长度时,可以在将2Ω的电热线裁切成3m的单品作为1个回路之后并列连接2个回路进行使用即可将电热线的总长度缩短至6m。
与此相反,当需要将电热线的长度延长至2倍时,只需要使用0.5Ω的打捆线即可。
在将上述地板供暖材料作为DC低电压地板供暖材料进行使用时,只需要在电源部分利用适配器或整流器将次级供应电源变更为DC低电压(尤其是DC 24V以下)之后进行连接即可。
当需要以AC低电压(尤其是AC 24V以下)连接使用时,则只需要将AC低电压变压器连接到电源部中即可。
此外,当将电源部连接到太阳能发电模块(太阳能电池板)中进行使用时,因为太阳能发电模块中所产生的电力均为DC电力,所以在安装能够将所产生的DC电力调整到符合低电压(尤其是DC 24V以下)的特定电压范围的模块之后,将上述模块所输出的电力供应到上述地板供暖材料中即可。
作为另一种连接方法,还能够将太阳能发电模块(太阳能电池板)所产生的电力保存在如蓄电池等ESS(Energy Storage System)中之后,再将其连接到上述地板供暖材料中进行使用。
通过如上所述的实现例2,能够解决现有技术中的第七个问题。
<实现例3>
通过第三种方法(实现例3),能够制作出可以在低电压(50V以下)尤其是24V以下的低电压条件下实现100℃以上的高温发热的发热体,从而进一步拓展其适用范围。
实现例3是一种通过对上述实现例1和实现例2进行组合,能够在低电压(50V以下)条件下以高温(100℃以上)进行发热的发热体的制造方法。
现有的方式因为无法将电热线的工作电压降低至全世界的安全电压即24V以下,所以在将电热线安装到水下时因为会导致绝缘问题而无法直接浸泡在水中进行使用,这让原本就不太理想的效率进一步下降。
但是适用本发明的电热线能够在将电压降低至24V以下的情况下将电热线的发热温度提升至1000℃,能够直接安装在水下进行发热,且即使是出现水下发热体的绝缘破坏的现象,也因为其24V以下的使用电压而不会导致安全问题,同时因为直接安装在水下的方式能够将所产生热量的几乎100%传递到水中,所以能够很高效地烧制热水。
具体来讲,实现例1是能够与在低电压条件下高效率工作的发热体的制造方法,在AC和DC电源条件下均可以正常工作。
因此,在制造发热体时首先按照实施例2中的方法将定制化合成电阻值降低到能够在24V以下的低电压条件下使用的状态(最高不超过10Ω)之后根据事先测定的能够实现100℃~1000℃的高温发热的电流值将其裁切成适当的长度形成1个回路并进行并列连接使用,或在事先已确定发热体的使用长度时将发热体的电阻值降低至能够在使用电压和使用长度条件下正常使用的电阻值之后将其裁切成规定的长度形成1个回路并进行并列连接使用即可。
例如,假定需要制作能够利用DC 24V烧制热水的快速热水器,并假定只有在使用DC 24V的电压且在电热线中实现500℃的高温发热时才能够确保快速热水器的正常工作。
首先,按照实施例1至实施例8中的方法制造出具有不同大小电阻值的定制化发热体,然后通过多次实验测定出各个发热体在流过不同大小的电流时能够分别生成几度的热量。
例如,假定在按照实施例8制造出的1Ω发热体在流过48A的电流时能够在水中持续性地以500℃进行发热,此时的电阻值应为24V÷48A=0.5Ω,而为了制造出0.5Ω的电热线,只需要将按照实施例8制造出的1Ω的发热体裁切成0.5m长度的单品作为1个回路进行使用即可。
此时,上述发热体的功率(电力消耗量)为24V×48A=1,152W。
此外,如果上述需要使用的发热体长度已经被规定为1个回路1m,则只需要将1Ω的发热体裁切成1m的长度且并列连接使用2个回路即可。
这是因为,此时流过1m长度的1Ω发热体中的电流量为24V÷1Ω=24A,再将其转换为电力消耗量为24V×24A=576W。
即,通过1,152W÷576W=2可以得知,在使用2个回路的1m长度1Ω单品时的电力消耗量与使用1个回路的0.5m长度1Ω单品时的电力消耗量相同。
但是,如果假设1个回路的0.5m长度1Ω单品的发热温度为500℃,则2个回路的1m长度1Ω单品的发热温度下降为1/4即125℃。
通过如上所述的实现例3,能够解决现有技术中的第八个问题。
<实现例4>
通过第四种方法(实现例4),能够将按照实施例1至实施例8制造出的发热体插入或固定到2次固定物中,从而适用于更多的用途。
实现例4是将发热体插入或粘贴到固定物中进行使用的方法。
具体来讲,包括如下所述的方式。第一,对按照上述实施例1至实施例8制造出的发热体进行镀膜(或双重以上的镀膜)处理,从而将上述发热体(电热线)自身固定到需要使用的固定物中进行使用的方式。
此时所使用的镀膜材料,可以选用特氟龙、PVC或硅树脂等。
第二,将按照上述实施例1至实施例8制造出的发热体加载上下板状体之间并向其中投入粘接剂之后熔融使用的方法。
此时所使用的板状材料,可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板、一般布料或镀锡铁皮板。
此外作为上述粘接剂,可以选用TPU液或TPU板、硅树脂液或硅树脂板、热熔粘接剂液或热熔粘接剂板。
此外,作为熔融上述粘接剂的方法,可以利用热压方式对内部的粘接剂进行熔融,从而使内部的发热体被含浸浸没并得到固定,此外还可以通过高频机、压缩机等利用高频对内部的粘接剂进行熔融压缩,从而使内部的发热体被含浸浸没并得到固定。
第三,对按照上述实施例1至实施例8制造出的发热体进行镀膜(或双重以上的镀膜)处理,从而将上述发热体(电热线)自身插入或固定到2次固定物中进行使用的方式。
此时,可以将电热线插入到如鸟笼等铁丝网内部、固定到相框内部、插入到天花板固定框内部或固定到铁或金属网等的框架中。
此外作为2次固定方法,还可以采用利用打捆线进行打捆、将发热体单品(1个回路)并列连接到矩形的柔性铁丝网中并利用打捆线进行固定(打捆)之后,将上述柔性铁丝网放入如鸟笼等铁丝网中之后,在对其进行固定(利用打捆线进行打捆)的方式。
<实现例5>
通过第五种方法(实现例5),能够向按照实施例1至实施例8制造出的发热体附加特殊的外皮,从而适用于如融雪系统等用途。
如上所述的实现例5是向按照第一至第三种方法制造出的发热体(电热线)附加特殊外皮的方法,在为发热体附加外皮镀膜之后,在其表面覆盖阻隔屏蔽物然后再进行一次外皮镀膜。
例如,在向按照实施例1至实施例8制造出的发热体表面进行特氟龙镀膜(1次或2次以上)之后,再利用钢芯(具有一定硬度的铁丝)覆盖形成阻隔屏蔽物,最后再对其进行PVC镀膜(1次或2次以上)。此时,上述发热体能够被铺设在各种公路路面、跑道路面、人工草坪球场地面、高尔夫球场地面(或浇筑到混凝土或沥青内部),使其起到融雪(SnowMelting)作用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(删除)
2.(删除)
3.(删除)
4.(更正)
一种发热体制造方法,其特征在于:
利用单一金属或合金金属制备出具有高电阻值的极细线之后,将多条上述极细线以相互接触的方式进行打捆,从而形成单条电热线,同时通过对上述多条极细线的总合成电阻值进行变更,制造出单位长度具有特定电阻值的相应打捆线;
上述总合成电阻值的变更方法,是从
第1方法,在保持上述多条极细线的材质和粗细不变的情况下,对上述极细线的总数量进行变更;
第2方法,在保持上述多条极细线的材质和数量不变的情况下,对上述极细线的粗细进行变更;
第3方法,在保持上述多条极细线的粗细和数量不变的情况下,对上述极细线的材质进行变更;
第4方法,在保持上述多条极细线的粗细和数量不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的极细线的材质进行变更;
第5方法,在保持上述多条极细线的粗细不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的极细线的数量进行变更;
第6方法,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的极细线材质,然后在各个组或整捆的极细线数量相同的情况下对各个组的粗细进行变更;
第7方法,在保持上述多条极细线不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的粗细和数量进行变更;
中选择的一个以上的方法,
上述第7方法,是从
上述具有相同材质的2种以上的组中的1组对极细线的粗细和数量进行变更,而具有相同材质的2种以上的组中的2组使用与1组不同的材质并保持其粗细和数量不变的方法;
上述1组对极细线的粗细和数量进行变更,上述2组使用与1组不同的材质并在保持其粗细不变的情况下,对数量进行变更的方法;
中选择的某一个方法。
5.(更正)
根据权利要求4所述的发热体制造方法,其特征在于:
通过使上述多条极细线中的各个极细线在整体长度上都具有相同均匀的电阻值,使相应打捆线在整体长度上也具有均匀的电阻值。
6.(更正)
根据权利要求5所述的发热体制造方法,其特征在于:
使上述各个极细线在整体长度上都具有相同均匀的电阻值的方法,是从将利用拉拔机(拉伸机)制成的单一金属或合金金属的极细金属纤维丝用作相应的极细线的方法;
将利用纺纱机制成的单一金属或合金金属的极细金属纺织丝用作相应的极细线的方法;
将钢纤维(金属纤维)(NASLON)用作相应的极细线的方法;
中选择的某一个方法。
7.根据权利要求6所述的发热体制造方法,其特征在于:
利用拉拔机(拉伸机)制成极细纤维丝的工艺为拉伸(Drawing)工艺。
8.(更正)
一种发热体制造方法,其特征在于:
利用单一金属或合金金属制备出具有高电阻值的极细线之后,将多条上述极细线以相互接触的方式进行打捆,从而形成单条电热线,同时将上述多条极细线分为具有不同功能的1组和2组,其中,
上述1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,
而2组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,
并将上述1组和2组制作成单条打捆线。
9.(更正)
根据权利要求4所述的发热体制造方法,其特征在于:
对上述多条极细线进行打捆的方法,是从
第1方法,沿着长度方向利用高温纤维将上述多条极细线重叠缠绕(Wrapping),从而利用高温纤维为多条极细线形成外皮;
第2方法,利用捻线机对多条极细线进行捻线处理,从而将其打捆成一体;
第3方法,在将多条极细线投入到镀膜机中进行镀膜处理的同时将其打捆成一体;
第4方法,将多条极细线放入板状材质的上部板和下部板之间,然后在其中投入粘接剂并通过熔融粘接剂实现打捆;
中选择的一个以上的方法。
10.(更正)
根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
上述将极细线打捆为一体的第1方法中的高温纤维的材质为芳香聚酰胺、多芳基化合物(POLYARYLATE)或柴隆。
11.(更正)
根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
在将极细线打捆为一体的上述第3方法中使用的镀膜材料为特氟龙、PVC或硅树脂。
12.(更正)
根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
在将极细线打捆为一体的上述第4方法中使用的板状材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯板、一般布料或镀锡铁皮板,
上述粘接剂为TPU液或TPU板、硅树脂液或硅树脂板、热熔粘接剂液或热熔粘接剂板,
上述粘接剂的熔融可以利用热压方式对内部的粘接剂进行熔融,或使用高频机或压缩机利用高频对内部的粘接剂进行熔融。
13.(更正)
根据权利要求4所述的发热体制造方法,其特征在于:
上述极细线的材质,是从
不锈钢系列的合金SUS316,
按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例混合的镍和铜的合金,
按照铁65~75重量%、铬18~22重量%、氧化铝5~6重量%、钼3~4重量%的比例混合的合金金属,
中选择的一个以上。
14.根据权利要求13所述的发热体制造方法,其特征在于:
还向上述合金金属额外添加硅、锰、碳。
15.(更正)
根据权利要求4所述的发热体制造方法,其特征在于:
上述极细线的材质为加热时能够产生远红外线的材质。
16.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
上述多条极细线由相互不同材质的1组和2组构成,或由相互不同的发热功能的1组和2组构成。
17.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
上述极细线的材质为单一金属、合金金属或钢纤维。
18.(删除)
19.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
20.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
21.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
22.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
23.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
24.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
25.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
26.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
27.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将上述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成31m的长度并加载220V3.1A的电流时,能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
28.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将上述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成23m的长度并加载220V4.2A的电流时,能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
29.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将上述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成55m的长度并加载380V3.1A的电流时,能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
30.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将上述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成40m的长度并加载380V4.2A的电流时,能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
31.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
32.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
33.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
34.(更正)
一种发热体,其特征在于:
由将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线构成,
按照将上述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,上述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将上述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
35.(删除)
36.(更正)
根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
利用加热时产生远红外线的材质制作上述发热体的极细线,持续性地保持100℃~1000℃的发热温度。
37.(删除)
38.(删除)
39.(更正)
根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
上述发热体中流过3A以上的电流值并以100℃以上的温度进行发热。
40.(删除)
41.(更正)
根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
通过降低上述发热体的单位长度电阻值,能够在50V以下的低电压范围内正常工作。
42.(更正)
根据权利要求41所述的发热体的使用方法,其特征在于:
上述发热体的每1米长度的电阻值低于10Ω。
43.(删除)
44.(更正)
根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
上述发热体在AC 24V以下或DC 24V以下的低电压范围内工作。
45.(删除)
46.(删除)
47.(删除)
48.(删除)
49.(删除)
50.(删除)

Claims (50)

1.一种发热体制造方法,其特征在于:利用单一金属或合金金属制备出具有高电阻值的极细线之后,将多条所述极细线以相互接触的方式进行打捆,从而形成单条电热线。
2.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
通过对所述多条极细线的总合成电阻值进行变更,制造出单位长度具有特定电阻值的相应打捆线。
3.根据权利要求2所述的发热体制造方法,其特征在于:
所述总合成电阻值的变更方法,是从
第1方法,在保持所述多条极细线的材质和粗细不变的情况下,对所述极细线的总数量进行变更;
第2方法,在保持所述多条极细线的材质和数量不变的情况下,对所述极细线的粗细进行变更;
第3方法,在保持所述多条极细线的粗细和数量不变的情况下,对所述极细线的材质进行变更;
第4方法,在保持所述多条极细线的粗细和数量不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的极细线的材质进行变更;
第5方法,在保持所述多条极细线的粗细不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的极细线的数量进行变更;
第6方法,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的极细线材质,然后在各个组或整捆的极细线数量相同的情况下对各个组的粗细进行变更;
第7方法,在保持所述多条极细线不变的情况下,配备2种以上相同材质的极细线组并在每个组使用不同的材质,然后对各个组的粗细和数量进行变更;
中选择的一个以上的方法。
4.根据权利要求3所述的发热体制造方法,其特征在于:
所述第7方法,是从
将相同材质的组分为1组和2组,
1组对极细线的粗细和数量进行变更,2组使用与1组不同的材质并保持其粗细和数量不变的方法;
1组对极细线的粗细和数量进行变更,2组使用与1组不同的材质并在保持其粗细不变的情况下,对数量进行变更的方法;
中选择的某一个方法。
5.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
通过使所述多条极细线中的各个极细线在整体长度上都具有相同均匀的电阻值,使相应打捆线在整体长度上也具有均匀的电阻值。
6.根据权利要求5所述的发热体制造方法,其特征在于:
使所述各个极细线在整体长度上都具有相同均匀的电阻值的方法,是从
将利用拉拔机(拉伸机)制成的单一金属或合金金属的极细金属纤维丝用作相应的极细线的方法;
将利用纺纱机制成的单一金属或合金金属的极细金属纺织丝用作相应的极细线的方法;
将钢纤维(金属纤维)(NASLON)用作相应的极细线的方法;
中选择的某一个方法。
7.根据权利要求6所述的发热体制造方法,其特征在于:
利用拉拔机(拉伸机)制成极细纤维丝的工艺为拉伸(Drawing)工艺。
8.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
将所述多条极细线分为具有不同功能的1组和2组,其中
所述1组实现只要有电流流过就持续产生热量的功能,
而2组在达到一定的温度之后减少所产生的热量并趋于导体化,从而让电流直接流过的功能大于产生热量的功能,
并将所述1组和2组制作成单条打捆线。
9.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
对所述多条极细线进行打捆的方法,是从
第1方法,沿着长度方向利用高温纤维将所述多条极细线重叠缠绕(Wrapping),从而利用高温纤维为多条极细线形成外皮;
第2方法,利用捻线机对多条极细线进行捻线处理,从而将其打捆成一体;
第3方法,在将多条极细线投入到镀膜机中进行镀膜处理的同时将其打捆成一体;
第4方法,将多条极细线放入板状材质的上部板和下部板之间,然后在其中投入粘接剂并通过熔融粘接剂实现打捆;
中选择的一个以上的方法。
10.根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
所述第1方法中的高温纤维的材质为芳香聚酰胺、多芳基化合物(POLYARYLATE)或柴隆。
11.根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
在所述第3方法中使用的镀膜材料为特氟龙、PVC或硅树脂。
12.根据权利要求9所述的发热体制造方法,其特征在于:
在所述第4方法中使用的板状材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板、一般布料或镀锡铁皮板,
所述粘接剂为TPU液或TPU板、硅树脂液或硅树脂板、热熔粘接剂液或热熔粘接剂板,
所述粘接剂的熔融可以利用热压方式对内部的粘接剂进行熔融,或使用高频机或压缩机利用高频对内部的粘接剂进行熔融。
13.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
所述极细线的材质,是从
不锈钢系列的合金SUS316,
按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例混合的镍和铜的合金,
按照铁65~75重量%、铬18~22重量%、氧化铝5~6重量%、钼3~4重量%的比例混合的合金金属,
中选择的一个以上。
14.根据权利要求13所述的发热体制造方法,其特征在于:
还向所述合金金属额外添加硅、锰、碳。
15.根据权利要求1所述的发热体制造方法,其特征在于:
所述极细线的材质为加热时能够产生远红外线的材质。
16.一种发热体,其特征在于:
是将具有高电阻值的多条极细线以相互接触的并列合成结构进行打捆所得的电热线。
17.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
所述极细线的材质为单一金属、合金金属或钢纤维。
18.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
所述多条极细线由相互不同材质的1组和2组构成,或由相互不同的发热功能的1组和2组构成。
19.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
所述第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
20.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
所述第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
21.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
所述第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
22.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
所述第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为24条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为1Ω的电热线。
23.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
24.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
25.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
26.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为14条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为2Ω的电热线。
27.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将所述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成31m的长度并加载220V3.1A的电流时,能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
28.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将所述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成23m的长度并加载220V4.2A的电流时,能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
29.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将所述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成55m的长度并加载380V3.1A的电流时,能够持续性地保持150℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
30.根据权利要求23至权利要求26中的某一项所述的发热体,其特征在于:
当将所述每1m的电阻值为2Ω的电热线裁切成40m的长度并加载380V4.2A的电流时,能够持续性地保持230℃(蓄热状态下的测定值)的温度。
31.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为12μm,数量为550条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
32.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为8μm,数量为1,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
33.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为6.5μm,数量为2,000条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
34.根据权利要求16所述的发热体,其特征在于:
按照将所述极细线的材质分为2种类型且各个材质的极细线粗细相同,而不同材质的极细线粗细和数量不同的方式制作,
第1种材质为SUS316或钢纤维即NASLON,每1条极细线的粗细为100μm,数量为40条,
而另1种材质为镍和铜的单一金属,按照镍20~25重量%、铜75~80重量%的混合比例进行制造,所述合金的每1条极细线的粗细为100μm(每1条的电阻值为36Ω),数量为9条,
通过将所述2种材质打捆为一体,
得到每1米长度的电阻值为3Ω的电热线。
35.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
首先将所述发热体的端部插入到接触端子或套管内部,然后将电线中剥去外皮的部位插入到接触端子或套管内部使其与多条极细线重叠,接下来通过对接触端子或套管进行挤压而实现发热体与电线之间的连接。
36.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
利用加热时产生远红外线的材质制作所述发热体的极细线,持续性地保持100℃~1000℃的发热温度。
37.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
通过制作出发热体自身的发热温度符合现场所需温度的发热体之后按照所需的长度对所述发热体进行裁切实现单品化,再通过使1个单品构成1个回路的方式对多个如上所述的单品回路进行并列连接使用。
38.根据权利要求37所述的发热体的使用方法,其特征在于:
通过对流过所述发热体的电流值进行变更,将其调整为符合现场所需温度。
39.根据权利要求38所述的发热体的使用方法,其特征在于:
通过使发热体中流过3A以上的电流值,从而将其温度范围控制在100℃以上。
40.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
在制作出能够在所使用的低电压范围内正常工作的所述发热体之后,再按照相应的长度对其进行裁切实现单品化,接下来通过使1个单品构成1个回路的方式对多个单品回路进行并列连接,并连接能够为其供应低电压电力的低电压电源部进行使用。
41.根据权利要求40所述的发热体的使用方法,其特征在于:
通过降低所述发热体的单位长度电阻值,使其能够在50V以下的低电压范围内正常工作。
42.根据权利要求41所述的发热体的使用方法,其特征在于:
将所述发热体的电阻值降低至每1m 10Ω以下。
43.根据权利要求40所述的发热体的使用方法,其特征在于:
作为所述低电压电源部,可以连接使用低电压AC变压器、低电压DC适配器、蓄电池、能量存储装置(ESS)、太阳能发电模块(太阳能电池板)或在太阳能发电模块(太阳能电池板)中连接蓄电池或ESS的设备。
44.根据权利要求40所述的发热体的使用方法,其特征在于:
所述低电压范围为AC 24V以下或DC 24V以下。
45.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
将所述发热体插入或粘贴到固定物中进行固定。
46.根据权利要求45所述的发热体的使用方法,其特征在于:
在利用特氟龙、PVC或硅树脂对所述发热体进行镀膜之后,将镀膜后的发热体固定到需要使用的场所中的固定物中。
47.根据权利要求45所述的发热体的使用方法,其特征在于:
将所述发热体放入板状材质的上部板和下部板之间之后在其中投入粘接剂,然后对其进行熔融固定。
48.根据权利要求47所述的发热体的使用方法,其特征在于:
作为所述板状材料,可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板、一般布料或镀锡铁皮板;作为所述粘接剂,可以选用TPU液或TPU板、硅树脂液或硅树脂板、热熔粘接剂液或热熔粘接剂板;
所述粘接剂的熔融可以利用热压方式对内部的粘接剂进行熔融,或使用高频机或压缩机利用高频对内部的粘接剂进行熔融。
49.根据权利要求45所述的发热体的使用方法,其特征在于:
在对所述发热体进行镀膜之后,再将所述镀膜后的发热体插入或利用打捆线打捆到2次固定物进行固定。
50.权利要求16中所记载的发热体的使用方法,其特征在于:
在对所述发热体进行外皮镀膜并覆盖阻隔屏蔽物之后再次进行外皮镀膜,然后将其用作户外融雪用目的。
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