CN1784087A

CN1784087A - 管状内电热膜加热装置及其电极结构

Info

Publication number: CN1784087A
Application number: CN 200410096335
Authority: CN
Inventors: 林正平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: CN1784087B

Abstract

本发明公开了一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，包括一管状基材，该管状基材的管壁表面定义有第一电极配置区域、第二电极配置区域及电热膜配置区域；所述的电极配置区域配置有电极组，所述的电热膜配置区域配置有电热膜，电热膜与电极组形成于管装基材的内管壁壁面。

Description

管状内电热膜加热装置及其电极结构

技术领域

本发明涉及一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，特别是涉及到一种电热膜及电极组系形成于管状基材内管壁，而管体外部或基材本身被覆有远红外线的管状内电热膜加热装置及其电极结构。

背景技术

一般市面上常见的电热装置，主要都是由通电时所产生的电阻效应将通入的电能转换成热能，并利用所产生的热能达到加热目的。电热装置的工作原理几乎不会脱出电阻效应的范畴。一般常见的电热装置主要有正温度系数陶瓷加热器(P.T.C)，或是以电阻丝卷绕形成电阻线状的电热装置。但由于正温度系数陶瓷加热器将电能转换成热能时，陶瓷加热器的热容量(Heat Capacity)会趋于饱和，造成陶瓷加热器的阻抗变高而导致加热功率降低，故常出现加热效率不佳的现象。而电阻线状的电热器中用以加热的电阻丝在制作与加工上十分复杂，导致成本提高。因此，现今的电热装置多采用电热膜作为加热的工具。

请参照图1，为现有以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图。一般的电热装置架构于一绝缘基材100上，绝缘基材100上配置有一电热膜102与二电极104。其中，二电极104通常为矩形结构且与电热膜102的两端电性连接。当于二电极104施加一偏压时，电热膜102便因电阻效应而将电能转换为热能，而达到加热的目的。此外，当于二电极104施加一偏压时，流经电热膜102中央的电流密度较大，而流经电热膜102的边缘的电流密度较小。因此，常会造成电热膜102中央过热甚至烧毁的问题，而电热膜102边缘却有加热效率不佳的问题。

现有的电极配置会使得电热膜中央与边缘的电流密度有很大的差异，故严重影响电热膜的寿命。此外，由于电热膜中央会有过热的问题，而边缘会有加热效率不佳的问题，故现有的电极配置所导致电热膜加热效率不平均的问题非常明显。

此外，如图2所示，现有的电热膜加热装置，当制成管形状1A时，电极1B及电热膜1C仅能涂敷在加热装置的外部表层，电热膜的加热效能无法有效发挥。

有鉴于习见电热膜加热装置有上述缺失，本发明人乃针对该些缺失研究改进的道，经长时研究终有本发明产生。

发明内容

本发明的主要目在于提供一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，使构成管状基材的单元，由二片、三片、四片或多数片的弧状加热板组成管形状，且由电极在宽度上的调整以及电极的配置方式，使得电流均匀地分散于电热膜上，以避免电热膜中央的电流密度过高而烧毁。

本发明的此种管状内电热膜加热装置及其电极结构，由电极在宽度上的调整以及电极的配置方式，使得电流均匀地分散于电热膜上，以改善电热膜的加热效率，为本发明的次一目的。。

本发明的此种管状内电热膜加热装置及其电极结构，于基材外部表面复可施以远红外线涂敷，使用于家庭或各种电器用品时能用以促进人体的血液循环、新陈代谢、活化细胞、增进人体健康，为本发明的再一目的。

本发明是采用以下技术手段实现的；

一种管状内电热膜加热装置，包括一管状基材，该管状基材的管壁表面涂敷电热膜，电热膜两端接近前后管口位置形成电极，电极为环形状地将电热膜侧缘与基板管口彻底隔离，所述的电热膜及电极形成于管装基材内管壁壁面。

本发明一种管状内电热膜加热装置及其电极结构还可以采用以下技术手段实现；

一绝缘基材，该绝缘基材上具有一电热膜配置区域、一第一电极配置区域以及一第二电极配置区域，其中该第一电极配置区域、该第二电极配置区域系位于该电热膜配置区域的两侧；二电热膜，该些电热膜系彼此平行的配置于该电热膜配置区域上；一第一电极组，该第一电极组包括一第一端电极与一第二端电极，其中，该第一电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第一电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓；以及一第二电极组，该第二电极组包括一连接电极，其中，该第二电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓。

本发明一种管状内电热膜加热装置及其电极结构的技术手段还包括；

一绝缘基材，该绝缘基材上具有一电热膜配置区域、一第一电极配置区域以及一第二电极配置区域，其中该第一电极配置区域、该第二电极配置区域系位于该电热膜配置区域的两侧；复数个电热膜，该些电热膜系彼此平行的配置于该电热膜配置区域上；一第一电极组，该第一电极组包括一第一端电极与至少一第一连接电极，其中，该第一电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第一电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓；以及一第二电极组，该第二电极组包括至少一第二连接电极与一第二端电极，其中，该第二电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓。

本发明一种管状内电热膜加热装置及其电极结构的技术手段进一步包括；适于配置于一绝缘基材并与至少一电热膜电性连接，该电热装置的电极结构至少包括：域、该第二电极配置区域系位于该电热膜配置区域的两侧；一第一电极配置于该绝缘基材的一侧，该第一电极两端的宽度系大于中央的宽度，且该第一电极与该些电热膜连接的部分为一第一轮廓；以及一第二电极配置于该绝缘基材的另一侧，该第二电极两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极与该电热膜连接的部分为一第二轮廓。

本发明与现有技术相比，具有明显的优势和有益效果：

1.本发明的电极结构在两端的宽度较宽而中央的宽度较窄，通电后电热膜中的电流不会集中在电热膜的中央区域而会平均分电热膜上，故本发明的电极结构可让电热膜具有均匀的加热效果，并可增进电热膜的寿命。

2.本发明电热膜加热装置中的电极组可将多个电热膜串接起来，故本发明的电极结构可让多个电热膜以串接的方式进行高功率的加热。

3.本发明电热膜加热装置可由不同的正、负极接法，将多个电热膜由串联状态切换至并联状态，或是由并联状态切换至串联状态，以符合不同电压规格的需求。

从上所述可知，本发明的此种管状内电热膜加热装置及其电极结构，通过对管状加热装置组合方式的突破，克服管内形成电热膜的技术困难，而达成管状内电热膜加热装置，其管外基材表面施以远红外线涂敷，使用于家庭或各种电器用品，促进人体的血液循环、新陈代谢、活化细胞、增进人体健康。

附图说明

图1为习见平坦式电热膜加热装置示图；

图2为习见管状外敷式电热膜加热装置示图；

图3A为本发明涂敷远红外线前的示图；

图3B为本发明涂敷远红外线后的示图；

图4A为本发明以二片式弧状电热板组合示图；

图4B为本发明以三片式弧状电热板组合示图；

图4C为本发明以四片式弧状电热板组合示图；

图5A为本发明为二个加热装置组合及其电极结构示图；

图5B为本发明为三个加热装置组合及其电极结构示图；

图6A为本发明的另一电极结构示图；

图6B为本发明的另一电极结构实施于二个加热装置示图；

图6C为本发明的另一电极结构实施于三个加热装置示图；

图6D为本发明的另一电极结构实施于四个加热装置示图；

图7A为第一实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(一)；

图7B为第一实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(二)；

图7C为第一实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(三)；

图8A为第二实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(一)；

图8B为第二实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(二)；

图8C为第二实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(三)；

图9A为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(一)；

图9B为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(二)；

图9C为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(三)；

图9D为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(四)；

图9E为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(五)；

图9F为第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置，其电极配置的示意图(六)。

具体实施方式

本发明的此种管状内电热膜加热装置及其电极结构，如图3A所示，包括一管状基材2，该管状基材2的内管壁表面涂敷电热膜21，电热膜21两端接近前后管口位置形成电极22，电极22为环形状地形成于基材管口，如图3B所示，一远红外线涂层3完全地形成在管状基材2外部表面，使管状基材的外部表面以不留空隙的方式透过远红外线涂层3与外部空气接触，由此组成管内具有电热膜可透过双边电极的偏压产生热能，以及管外可放射远红外线。

本发明的此种管状内电热膜加热装置及其电极结构，其管状基材的形成，得由二片半圆形弧状电热板51、52(如图4A所示)、三片弧状电热板501、502、503(如图4B所示)、四片弧状电热板5A、5B、5C、5D(如图4C所示)或数量不等的弧状电热板各别生产后再组合而成。透过弧状电热板未组合前所呈现出的剥离状态，可轻易地于其内凹弧形面施以电热膜及电极涂布，达成管状内电热膜的涂布及于弧状电热板外涂覆远红外线。

请参阅图5所示，管状内电热膜加热装置外部的电极结构，如图5A、图5B、图5C所示分别为二组、三组、或四组电热膜加热装置透过电极结构相互电性连接的情形，如图所示，不论是二片相互并联的半圆形弧状电热板51、52、三片相互并联弧状电热板501、502、503、或四片相互并联弧状电热板5A、5B、5C、5D，于其两端均各设有第一电极71及第二电极72，第一电极71及第二电极72均为长方形，两第一电极71或两第二电极72之间再以圆弧形连接部7A电性连接。

请参阅图6所示，管状内电热膜加热装置外部的另一电极结构，图6A、图6B、图6C、图6D所示分别为一组、二组、三组、或四组电热膜加热装置透过电极结构相互电性连接的情形，其中，管状内电热膜加热装置6的两端所设的电极8均为内凹弧形状，以使电热膜加热装置6具有均温的功能，于电极8外部再以连接部电性连接。

至于本发明的电极配置兹配合其它附图说明：

请参照图7A，当电热膜202a、202b为两块串联时，绝缘基材200上具有一电热膜配置区域204、一第一电极配置区域206以及一第二电极配置区域208。电热膜配置区域204位于绝缘基材200的中央，其上配置有二电热膜202。第一电极配置区域206以及第二电极配置区域208分别位于电热膜配置区域204的两侧。第一电极配置区域206上配置有一第一电极组210，第一电极组210系由一第一端电极214以及一第二端电极216所组成，第二电极配置区域208上配置第二电极组212，第二电极组212为一连接电极218。

请参照图7A所示，第一端电极214的长度与一块电热膜的宽度相当，并与电热膜202a的一端连接。第二端电极216的长度与一块电热膜的宽度相当，并与电热膜202b的一端连接。而连接电极218的长度略大于两块电热膜宽度的总和，以同时连接电热膜202a与电热膜202b的一端。此外，由第一端电极214与第二端电极216所构成的第一电极组210，其整体外型为一两端宽度W1较宽，而中间宽度W2较窄的结构。而由连接电极218所构成的第二电极组212，其整体外型亦为一两端宽度W3较宽，而中间宽度W4较窄的结构。

由于第一电极组210与第二电极组212两端宽度大于中间宽度的特殊设计，因第一电极组210与第二电极组212两端的阻值较小，故能够使得电热膜202a、202b上的电流密度分布的十分均匀，而不会在电热膜202a、202b的中央出现电流密度过高的缺点，亦可提高加热的效率。

请参照图7B所示，当电热膜202a、202b、202c、202d为四块串联时，第一电极配置区域206上配置有一第一电极组210，而第一电极组210由一第一端电极214、一连接电极218a以及一第二端电极216所组成，第二电极配置区域208上配置有一第二电极组212，第二电极组212为一连接电极218b与一连接电极218c所构成。

请参照图7C所示，当电热膜202a、202b、202c为三块串联时，第一电极配置区域206上配置有一第一电极组210，第一电极组210系由一第一端电极214以及一连接电极218a所组成，第二电极配置区域208上配置有一第二电极组212，第二电极组212由一连接电极218b与一第二端电极216所构成。

上述图7A、图7B与图7C中，第一电极组210、第二电极组212，即第一端电极214、第二端电极216与连接电极218、218a、218b、218c，与电热膜之间连接的部分为一弧形轮廓。

请参照图8A至图8C所示，为依照本发明第二实施例以电热膜作为加热工具的电热装置的电极配置示意图。

图8A至图8C中的电极配置与图7A至图7C类似。其差异之处在于图8A至图8中，第一电极组310、第二电极组312，即第一端电极314、第二端电极316与连接电极318、318a、318b、318c，与电热膜302a、302b、302c、302d之间连接的部分为一波浪形轮廓。

请参照图9A至图9F所示，为依照本发明第三实施例以电热膜作为加热工具的电热装置的电极配置示意图。

首先请参照图9A至图9C，图9A至图9C中的电极配置方式与图7A至图7C类似。其差异之处在于图9A至图C中，连接电极418、418a、418b、418c包括二子电极420与一连接部分422。其中，子电极420的长度相当于一块电热膜的宽度。连接部分422例如为一U形结构，用以跨接在两子电极420之间。

接着请参照图9D至图9F，图9D至图9F中的电极配置方式与图8A至图8C类似。其差异之处在于图9D至图9F中，连接电极418、418a、418b、418c包括二子电极420与一连接部分422。其中，子电极420的长度相当于一块电热膜402a、402b、402c、402d的宽度。连接部分422例如为一U形结构，用以跨接在两子电极420之间。

第一实施例中的连接电极218、218a、218b、218c以及第二实施例中的连接电极318、318a、318b、318c中，其于中间区域的电流密度仍会略高于其两端区域的电流密度，但相较于现有的结构已经有大幅的改善。因此，本实施例中将连接电极418、418a、418b、418c的结构做进一步的改良，藉由连接部分422更进一步地将集中在连接电极418、418a、418b、418c中间区域的电流密度分散。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种管状内电热膜加热装置，包括一管状基材，该管状基材的管壁表面涂敷电热膜，电热膜两端接近前后管口位置形成电极，电极为环形状地将电热膜侧缘与基板管口彻底隔离，其特征在于所述的电热膜及电极形成于管装基材内管壁壁面。

2、根据权利要求1所述的管状内电热膜加热装置，其特征在于所述的管状基材外部表面并形成有远红外线涂层。

3、根据权利要求1所述的管状内电热膜加热装置，其特征在于所述的管状基材系由二片、三片或其它多数片弧状电热板组成。

4、根据权利要求1所述的管状内电热膜加热装置，其特征在于所述的电极系形成于电热膜加热装置的两端，并与该电热膜加热装置透过连接部为电性连接。

5、根据权利要求1所述的管状内电热膜加热装置，其特征在于所述的连接部为长方形。

6、根据权利要求1所述的管状内电热膜加热装置，其特征在于所述的连接部为弧形或其它形状。

7、一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于至少包括：

一绝缘基材，该绝缘基材上具有一电热膜配置区域、一第一电极配置区域以及一第二电极配置区域，其中该第一电极配置区域、该第二电极配置区域系位于该电热膜配置区域的两侧；

二电热膜，该些电热膜系彼此平行的配置于该电热膜配置区域上；

一第一电极组，该第一电极组包括一第一端电极与一第二端电极，其中，该第一电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第一电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓；以及

一第二电极组，该第二电极组包括一连接电极，其中，该第二电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓。

8、根据权利要求7所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一轮廓系为一弧形、一波浪形其中之一。

9、根据权利要求7所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第二轮廓系为一弧形、一波浪形其中之一。

10、根据权利要求7所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一端电极、该第二端电极电极的长度相当于每一该电热膜的宽度。

11、根据权利要求7所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该连接电极的长度略大于两块电热膜的宽度总和。

12、根据权利要求7所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该连接电极更包括二子电极与一连接部分。

13、根据权利要求12所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于其中该连接部分系为一U型结构，用以跨接于该些子电极之间。

14、一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于至少包括：

复数个电热膜，该些电热膜系彼此平行的配置于该电热膜配置区域上；

一第一电极组，该第一电极组包括一第一端电极与至少一第一连接电极，其中，该第一电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第一电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓；以及

一第二电极组，该第二电极组包括至少一第二连接电极与一第二端电极，其中，该第二电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓。

15、根据权利要求14所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一轮廓系为一弧形、一波浪形其中之一。

16、根据权利要求14所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第二轮廓为一弧形、一波浪形其中之一。

17、根据权利要求14所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一端电极、该第二端电极电极的长度相当于每一该电热膜的宽度。

18、根据权利要求14所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一连接电极、该第二连接电极的长度略大于两块电热膜的宽度总和。

19、根据权利要求14所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一连接电极、该第二连接电极更包括二子电极与一连接部分。

20、根据权利要求19所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该连接部分系为一U型结构，用以跨接于该些子电极之间。

21、一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于至少包括：

一第一电极组，该第一电极组包括一第一端电极、至少一第一连接电极以及一第二端电极，其中，该第一电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第一电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓；以及

一第二电极组，该第二电极组包括至少二第二连接电极，其中，该第二电极组两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极组与该些电热膜连接的部分为一第二轮廓。

22、根据权利要求21所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一轮廓系为一弧形、一波浪形其中之一。

23、根据权利要求21所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第二轮廓系为一弧形、一波浪形其中的一。

24、根据权利要求21所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一端电极、该第二端电极电极的长度相当于每一该电热膜的宽度。

25、根据权利要求21所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一连接电极、该第二连接电极的长度略大于两块电热膜的宽度总和。

26、根据权利要求21所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一连接电极、该第二连接电极更包括二子电极与一连接部分。

27、根据权利要求26所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该连接部分为一U型结构，用以跨接于该些子电极之间。

28、一种管状内电热膜加热装置及其电极结构，适于配置于一绝缘基材并与至少一电热膜电性连接，该电热装置的电极结构至少包括：域、该第二电极配置区域系位于该电热膜配置区域的两侧；

一第一电极配置于该绝缘基材的一侧，该第一电极两端的宽度系大于中央的宽度，且该第一电极与该些电热膜连接的部分为一第一轮廓；以及

一第二电极配置于该绝缘基材的另一侧，该第二电极两端的宽度大于中央的宽度，且该第二电极与该电热膜连接的部分为一第二轮廓。

29、根据权利要求28所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第一轮廓为一弧形、一波浪形其中之一。

30、根据权利要求28所述的管状内电热膜加热装置及其电极结构，其特征在于该第二轮廓系为一弧形、一波浪形其中之一。