DE69815142T2 - Quartzsubtrat heizelement - Google Patents

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Kevin Ptasienski
H. Robin LAKE
C. Christopher LANHAM
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material

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  • Surface Heating Bodies (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Heizgeräte und genauer elektrische Widerstandsheizgeräte, die ein oder mehrere Quarzsubstrate benutzen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Es ist bekannt, dass es drei Arten oder Modi der Wärmeübertragung gibt, nämlich die Leitung, die Konvektion und die Ausstrahlung. Alle elektrischen Widerstandsheizgeräte benutzen eine dieser Formen der Wärmeübertragung, um Wärme an die umliegenden Umgebung zu liefern. Im Allgemeinen weisen elektrische Widerstandsheizgeräte ein wärmeerzeugendes Element (z. B. einen Widerstandsdraht) auf, das mit einer Quelle für elektrische Energie gekoppelt ist. Wenn die elektrische Energie zum Widerstandsdraht geführt wird, wird sich der Draht durch seinen Widerstand erhitzen. Das Ausmaß der Wärme, die durch den Widerstandsdraht erzeugt wird, ist ein Faktor des Materials und der Form des Drahts und der Spannung, des Stroms und/oder der Frequenz der zum Draht geführten elektrischen Energie.
  • Im Allgemeinen ist der Widerstandsdraht in elektrischen Widerstandsheizgeräten durch ein Umhüllungsmaterial umgeben und/oder steht minimal damit in Kontakt. Das Umhüllungsmaterial trägt auch zu den Betriebseigenschaften des Heizgeräts bei.
  • Es ist auch bekannt, dass es elektrische Heizgeräte gibt, die für das äußere Umhüllungsmaterial Quarz benutzen, obwohl Quarz verglichen mit üblicheren Heizgeräteumhüllungsmaterialien wie etwa Metallen oder Keramik beträchtlich teurer in der Verwendung ist. Es gibt viele Gründe für die Benutzung von Quarz, einschließlich der folgenden:
    • 1. Quarz kann eine Hochtemperaturverwendung ertragen.
    • 2. Quarz ist Infrarotenergie gegenüber verhältnismäßig durchlässig, was es dem wärmeerzeugenden Element im Inneren des Quarzes gestattet, Wärme bei geringer Erhöhung der Temperatur des Quarzes direkt vom Element zum Prozeß oder zur Last auszustrahlen.
    • 3. Quarz wird als eines der wenigen annehmbaren Materialien für eine Verwendung in besonderen Umgebungen oder Prozessen wie etwa der ultrareinen Halbleiterverarbeitung z. B. zum Erhitzen von entionisiertem Wasser betrachtet.
    • 4. Quarz weist einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der ihm von Natur aus die Fähigkeit verleiht, bedeutenden Wärmestößen und Temperaturabweichungen standzuhalten, ohne zu zerbrechen.
    • 5. Quarz weist eine angemessen gute Korrosionsbeständigkeit auf, wenn er vielen Chemikalien und entionisiertem Wasser ausgesetzt ist.
    • 6. Quarz ist kennzeichnenderweise ein verschmolzenes Glasmaterial mit einem sehr kleinen Molekülabstand. Es ist somit möglich, abgeschlossene Heizgeräte herzustellen, die weder "atmen" oder es Verunreinigungen um sie herum gestatten, hindurchzudringen und das Heizungselement anzugreifen, noch es Materialien, die durch das Heizungselement freigesetzt werden, gestatten, den Prozess oder die umliegende Umgebung zu verschmutzen.
  • Obwohl elektrische Widerstandsheizgeräte, die Quarz als das äußere Umhüllungsmaterial benutzen, bekannt sind, gebietet die Gestaltung derartiger Heizgeräte des Stands der Technik im allgemeinen jedoch, dass sie als ausstrahlende Heizgeräte (im ausstrahlenden Modus der Wärmeübertragung) und nicht als konvektive oder leitende Heizgeräte (konvektiver Modus der Wärmeübertragung bzw. leitender Modus der Wärmeübertragung) tätig sind. Dieser Umstand besteht, da die Quarzheizgeräte des Stands der Technik den Quarz selbst im wesentlichen nicht erhitzen, was notwendig ist, damit es zu einer Konvektions- oder einer Leitungserhitzung kommt. Als solche nutzen die elektrischen Widerstandsquarzheizgeräte die vielen Eigenschaften von Quarz als ein Umhüllungsmaterial nicht und sind somit nicht als Heizgeräte im Konvektions- oder im Leitungsmodus tätig. Dies beschränkt den Umfang der Anwendungen, bei denen das Heizgerät verwendet werden kann.
  • In der am 31. Juli 1962 an F. L. Lefebvre ausgegebenen US-Patentschrift Nr. 3,047,702 mit dem Titel "Plate Heater" ist ein Heizgerät offenbart, das Quarz benutzt. Ein als eine Spule geformtes Widerstandselement wird so gegen eine Oberfläche einer Quarzplatte gehalten, dass Abschnitte der Spule in Kontakt damit stehen. Da jedoch der größte Teil der heizenden Oberfläche der Spiralen der Widerstandsspule nicht in Kontakt mit dem Quarz steht, kommt es nur zu einer geringen Erwärmung des Quarzes. Die Heizspule heizt vielmehr das umliegende Medium auf, als Wärme zur Quarzplatte zu übertragen. Somit ist das Plattenheizgerät des '702er-Patents im allgemeinen nur in einem ausstrahlenden Wärmeübertragungsmodus tätig, was das Heizgerät eher wirkungslos macht und/oder seine Verwendung auf Heizanwendungen mit niedrigeren Temperaturen beschränkt.
  • In der am 23. Juli 1985 an Canfield et al. ausgegebenen US-Patentschrift Nr. 4,531,047 mit dem Titel "Clip-Mounted Quartz Tube Electric Heater" ist ein elektrisches Heizgerät offenbart, das ein Quarzrohr beinhaltet, welches in sich eine Heizspule aufweist. Die Heizspule wird durch einen keramischen Träger getragen, der sich entlang der Länge der Spule erstreckt und mit einer wärmereflektierenden Auskehlung ausgebildet ist. Kleine bogenförmige Abschnitte jeder Spirale der Heizspule stehen mit der inneren Oberfläche des Quarzrohrs in Kontakt. Das '047er-Patent erkannte, dass Quarzheizgeräte des Stands der Technik wie etwa das '702er-Patent an Levebvre wie oben angegeben unzureichend waren, und versucht, die Unzulänglichkeiten durch das Hinzufügen eines haltenden wärmereflektierenden Elements zum Konzentrieren der durch die Heizspule im Rohr entwickelten Wärme zu vermindern.
  • Die japanische Patentanmeldung JP-A-08138845 von Hattori Hiiteingu Kogyo offenbart ein komplexes Quarzheizgerät, das bei der Anfertigung der Quarzoberfläche für ein Heizungselement eine umfassende Ätzung erfordert.
  • Angesichts des Obigen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leistungsfähigeres Quarzheizgerät bereitzustellen.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Quarzheizgerät bereitzustellen, das in jedem beliebigen der drei Wärmeübertragungsmodi tätig sein kann.
  • Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Widerstandselement-Heizgerät bereitzustellen, das eine Quarzumhüllung aufweist, wobei die Quarzumhüllung Wärme im Konvektions- oder im Leitungswärmeübertragungsmodus liefert.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist ein elektrisches Widerstandsheizgerät, das ein Quarzsubstrat/eine Quarzumhüllung aufweist, das/die eine Verwendung des Heizgeräts in jedem beliebigen oder allen drei Wärmeübertragungsmodi, Ausstrahlung, Konvektion und Leitung, gestattet.
  • Das Obige wird in der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass das (die) elektrischen Heizungselemente) in einem kontinuierlichen engen Kontakt mit dem Quarzsubstrat/der Quarzumhüllung stehen. Vorzugsweise ist das elektrische Heizungselement direkt auf das Substrat/die Umhüllung aufgebracht und durch ein anderes Quarzsubstrat/eine andere Quarzumhüllung abgedeckt. Dies bildet einen Schichtaufbau.
  • In einer Form davon umfasst das Heizgerät einen Schichtaufbau, der ein erstes Quarzsubstrat, auf dem ein elektrisches Heizungselement direkt angeordnet ist, und ein zweites Quarzsubstrat, welches das freiliegende Heizungselement abdeckt, aufweist. Diese Annäherung gestattet eine Verwendung des Heizgeräts im Leitungs- und im Konvektionsmodus der Wärmeübertragung, der von einem engen Kontakt zwischen dem elektrischen Heizungselement und dem Quarz abhängig ist. Dies führt zu einer geringeren Elementtemperatur, die höhere Leistungsdichten ermöglicht. So erwärmt stellen die äußeren Quarzoberflächen dem Prozess und/oder der Last sowohl im konvektiven als auch im leitenden Wärmeübertragungsmodus Wärme bereit.
  • In einer Form davon ist der Schichtaufbau aus einem in die gewünschte Form geschnittenen ersten Quarzsubstrat, auf dem ein geätzter elektrischer Folienheizschaltkreis mit einem gegebenen Muster angeordnet ist, und einem zweiten, über dem Heizungselement angeordneten, ergänzenden Quarzsubstrat gebildet. Das elektrische Heizungselement ist zwischen die beiden Quarzsubstrate geschichtet/eingefügt, wobei die beiden Quarzsubstrate durch einen Schweißprozess, ein besonders formuliertes Lötglas wie das durch Vitta Glass Co. hergestellte, oder einen anderen Prozess dauerhaft miteinander verbunden sind, um den Schichtaufbau zusammenzuhalten. Das Verschmelzen der beiden Quarzsubstrate kann je nachdem, ob das fertige Heizgerät von der Umgebung, in der es verwendet werden wird, abgeschlossen sein muß, oder nicht, entweder fortlaufend oder nicht fortlaufend sein.
  • In einer anderen Form davon ist der Schichtaufbau aus einem in die gewünschte Form geschnittenen ersten Quarzsubstrat gebildet, auf den eine leitfähige oder widerstandsbehaftete Tinte siebgedruckt ist, wodurch das Heizungselement gebildet wird. Der gedruckte Schaltkreis wird durch Verwendung besonderer leitfähiger Tinten, die durch Firmen wie etwa Electro Science Laboratories hergestellt werden, ausgeführt. Die siebgedruckte Tinte (die elektrischen Heizungsschaltkreise) wird dann durch einen Brenn-/Sinterprozeß gehärtet. Nach dem Härten wird ein zweites Quarzsubstrat über dem Heizungsschaltkreis angeordnet und in der gleichen Weise wie im Vorhergehenden in Bezug auf das geätzte Folienheizungselement beschrieben angebracht.
  • In noch einer anderen Form davon ist der Schichtaufbau durch Ablagern eines dünnen leitfähigen Films unter Verwendung eines Dünnfilmablagerungsprozesses wie Sputtern, chemische Aufdampfung o. a. auf ein erstes Quarzsubstrat gebildet. Erneut ist ein zweites Quarzsubstrat über dem elektrischen Heizungskreis und auf dem ersten Quarzsubstrat angebracht.
  • Am Heizungselement sind Leitungen oder Klemmen bereitgestellt, an denen externe Leistungsleitungen entweder vor dem Verschmelzen, falls die Leitungen im Inneren des Schichtaufbaus liegen, oder nach dem Verschmelzen, falls die Leitungen außerhalb des Schichtaufbaus liegen, angebracht werden können.
  • Bei der Anwendung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung sollte es leicht verständlich sein, dass die Quarzsubstrate jede beliebige Form wie etwa ein Rohr, einen Tank, ein Vieleck o. a. annehmen können. Die elektrischen Schaltkreise können an den inneren und/oder an den äußeren Oberflächen der Quarzsubstrate zusammengesetzt oder aufgebracht werden. Je nach der Anwendung und der Form können Dickfilm-, Dünnfilm- oder Folienschaltkreise als Heizungselement verwendet werden. Andere Arten von Heizungselementen können verwendet werden, wenn sie nach dem Grundsätzen der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
  • Sensoren wie etwa Thermoelemente oder Widerstandstemperaturdetektoren können ebenfalls in den Heizgeräteausbauten beinhaltet sein. Die Sensoren und ihre zugehörigen Schaltkreise könnten eigenständige, siebgedruckte oder Dünnfilmablagerungs-Bestandteile oder Schichtungen sein, die im Herstellungsprozess beinhaltet sind. Es ist auch möglich, über mehrere Substrate mit Schaltkreisen, die auf mehrere Oberflächen von derartigen Substraten aufgebracht sind, zu verfügen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die oben erwähnten und andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben dieser Erfindung und die Weise, in der sie erzielt werden, werden unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den folgenden beiliegenden Zeichnungen, in denen
  • 1 eine Draufsicht auf ein Quarzsubstrat mit einem darauf befindlichen Heizungselement nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von 1 ist;
  • 2A eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2A-2A von 1 ist;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Quarzheizgeräteaufbaus nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von 3 ist;
  • 5 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform eines Quarzsubstrats mit einem darauf befindlichen Heizungselement nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 eine isometrische Ansicht der auf ein röhrenförmiges Quarzsubstrat angewandten vorliegenden Erfindung ist; und
  • 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 6 ist,
    einleuchtender werden und am besten verstanden werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist ein Quarzträger 10 mit einer im Allgemeinen scheibenförmigen Form gezeigt. Es sollte ganz klar und verständlich sein, dass das Substrat im Wesentlichen jede beliebige Gestalt oder Form annehmen kann, die aus Quarz gestaltet werden kann, solange die Grundsätze der vorliegenden Erfindung, wie sie in dieser Beschreibung bekannt gemacht sind, befolgt werden. Somit kann das Quarzsubstrat 10 anstelle scheibenförmig vielmehr röhrenförmig (wie in 6 und 7), kugelförmig, vieleckig, oder von jeder beliebigen anderen Form sein, in die der Quarz gestaltet werden kann. Ferner ist das in 1 und 2 gezeigte Substrat 10 nur ein Abschnitt der gesamten Heizgeräteumhüllung, ist jedoch gezeigt, um das elektrische Heizungselement in Bezug auf das Substrat zu veranschaulichen.
  • Ein elektrisches Heizungselement 12, das, wie am besten in 2 sichtbar ist, eine untere Seite oder Oberfläche 13 aufweist, die im wesentlichen kontinuierlich in direktem Kontakt mit einer oberen Oberfläche 11 des Quarzsubstrats 10 steht, ist direkt auf der oberen oder ersten Oberfläche 11 des Quarzsubstrats 10 angeordnet. Durch Maximierung des Kontaktoberflächenbereichs zwischen der Quarzsubstratoberfläche und dem Heizungselement wird die maximale Wärmeübertragung erreicht. Die Form des Heizungselements 12 ist eine von der Heizgeräteausgangsleistung abhängige Frage von Gestaltungsüberlegungen. In 1 ist das Heizungselement 12 in einem sinusförmigen Muster auf der oberen Oberfläche des Quarzsubstrats ausgebildet. Das Heizungselement 12 endet an beiden Enden in Leitungen oder Klemmen 15, 16 und ist dazu geeignet, zur Anlegung von elektrischer Energie in einer bekannten Weise an externe elektrische Leitungen angeschlossen zu werden, um das Heizen zu steuern. Die (nicht gezeigten) Leitungen können an die Klemmen 15, 16 geschweißt, geklebt, gelötet, hartgelötet oder mechanisch angebracht werden, wie in der Technik von elektrischen Heizgeräten wohlbekannt ist.
  • Ein maximaler, kontinuierlicher und enger Kontakt wird am besten durch die Verwendung eines wie in den Figuren gezeigten flachen Heizungselements 12 erreicht. Ein flaches Heizungselement weist verglichen zu seiner oberen und unteren Oberfläche sehr dünne seitliche Oberflächen auf und ist somit nach den hierin definierten Grundsätzen eine ideale Heizungselementform, obwohl andere Formen einschließlich jener mit gekrümmten Oberflächen verwendet werden können. Die Dicke des flachen Heizungselements ist in den Figuren übertrieben, um seine Konfiguration besser zu zeigen.
  • Ein flaches Heizungselement, das eine Oberfläche in engem und im wesentlichen kontinuierlichem Kontakt mit der Oberfläche des Quarzsubstrats aufweist, kann durch mehrere Verfahren erhalten werden. Ein erstes Verfahren zum Bilden des Heizungselements ist, einen elektrischen Folienheizungsschaltkreis – derartige elektrische Folienheizungsschaltkreise sind in der Heizgeräteindustrie bekannt – zu benutzen, der direkt auf einer Oberfläche eines vorzugsweise im voraus geformten Quarzsubstrats angeordnet wird. Der Folienschaltkreis kann durch Ätzen, Formstanzen, Schneiden oder einen ähnlich bekannten Prozess gebildet werden.
  • Ein zweites Verfahren zum Bilden des Heizungselements ist, ein Dickfilmablagerungsmaterial wie etwa elektrisch leitfähige oder widerstandsbehaftete Tinten, die direkt auf die Quarzsubstratoberfläche siebgedruckt sind, zu verwenden. Derartige siebdruckbare leitfähige und widerstandsbehaftete Tinten, die als erhitzbare Widerstandselemente tätig sind, können von verschiedensten Firmen wie etwa Electro Science Laboratories erhalten werden. Im allgemeinen müssen die Schaltkreise bei Dickfilmtinten durch einen Brenn-/Sinterprozess völlig gehärtet werden.
  • Der Dickfilm kann auch durch Streifenbildung, Drucken oder Streichen abgelagert werden, wobei der Film auf einem Zwischensubstrat angeordnet und passend getrocknet wird. Der Film wird anschließend auf das Zielquarzsubstrat übertragen und gehärtet, um einen elektrisch leitfähigen Dickfilmschaltkreis zu bilden.
  • Ein drittes Verfahren ist, durch einen Dünnfilmablagerungsprozess wie etwa Sputtern, chemische Aufdampfung, Ionenimplantation oder einen anderen Dünnfilmablagerungsprozess ein Dünnfilmheizungselement zu bilden.
  • Ein anderer Heizgeräteaufbau ist in 3 und 4 dargestellt, und die Aufmerksamkeit wird nun auf diese Figuren gerichtet. Da die gesamten Fähigkeiten des vorliegenden Heizgeräts dadurch optimiert werden, dass so viel des Oberflächenbereichs des Heizungselements wie möglich in direktem Kontakt mit dem Quarzsubstrat stehen, besteht ein Heizgeräteaufbau 20 vorzugsweise aus einem Schichtaufbau. Ein erstes Quarzsubstrat 22 weist ein Heizungselement 24 auf, das darauf nach den vorliegenden Grundsätzen angeordnet ist, so dass seine untere Oberfläche 25 in einem engen oder anliegenden, im Wesentlichen kontinuierlichen Kontakt mit dem Substrat steht. Ein zweites, vorzugsweise in der Form ergänzendes Quarzsubstrat 26 ist über und auf einer oberen Oberfläche 27 des Heizungselements 24 angeordnet. Die obere Oberfläche 27 des Heizungselements 24 steht in einem engen oder anliegenden, im Wesentlichen kontinuierlichen Kontakt mit der Oberfläche des zweiten Quarzsubstrats 26.
  • Das zweite Quarzsubstrat 26 wird an das erste Quarzsubstrat 22 geklemmt und dann vorzugsweise entweder durch einen Schweißprozess oder durch die Verwendung eines besonders formulierten Lötglases wie etwa die durch Vitta Glass Company hergestellten Lötgläser an einem Verbindungs-/Kopplungsbereich 23 dauerhaft damit verbunden, wodurch ein Heizgeräteaufbau/Schichtaufbau gebildet wird. Der Kopplungsbereich 23 ist in 3 zur Klarheit durch eine Linie dargestellt, obwohl die beiden Substrate 22, 26 nach dem Verbinden in Wirklichkeit homogen werden und der Kopplungsbereich 23 daher für das bloße Auge nicht sichtbar ist. Die Substrate 22, 26 können auch durch Verschmelzen, Verkleben oder andere ähnliche Mittel gekoppelt werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Kopplung der beiden Quarzsubstrate je nachdem, ob das fertige Heizgerät von der Umgebung, in der es verwendet werden wird, hermetisch abgeschlossen sein muss, oder nicht, fortlaufend oder nicht fortlaufend sein kann. Die beiden Substrate können auch vorgespannt sein, um eine Druckkraft auszuüben, die den engen Kontakt zwischen dem Substrat und dem Schaltkreis weiter erhöht.
  • 5 stellt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei das Quarzsubstrat 30 quadratisch ist. Das elektrische Heizungselement 32 ist erneut direkt auf einer Oberfläche 31 des Substrats angeordnet, so dass ein maximaler Oberflächenbereich einer Seite des Heizungselements in einem im Wesentlichen kontinuierlichen engen Kontakt mit der Oberfläche 31 steht. Das Heizungselement weist zum Anschluss an externe elektrische Leitungen wiederum Klemmen 34, 36 auf. Selbstverständlich sind das Substrat 30 und das Heizungselement 32 in der oben beschriebenen Weise erneut durch ein zweites Quarzsubstrat abgedeckt, um den Heizgeräteausbau zu vervollständigen.
  • 6 und 7 zeigen ein anderes Heizgerät 40, das die Konzepte der vorliegenden Erfindung bei einem Quarzrohrsubstrat 42 enthält. Diese Ausführungsform ist bei Anwendungen wie dem Erhitzen von entionisiertem Wasser, das durch die hohle Öffnung 44 des Quarzrohrs 42 fließen würde, besonders nützlich. Erneut ist das Heizungselement 46 mit einer übertriebenen Dicke gezeigt, um seine Konfiguration besser zu zeigen. 6 zeigt auch eine alternative Konfiguration für die Klemmen 48, 50, die hier als Bänder um die Enden des Quarzrohrs geformt sind, wodurch jedwede erforderliche Ausrichtung des Heizgeräts 40, wenn dieses mit einer Leistungsquelle gekoppelt wird, erleichtert wird.
  • Es sollte auch verstanden werden, dass die Quarzumhüllung und somit die jeweiligen Quarzsubstrate, die die Quarzumhüllung umfassen, in so ziemlich jeder beliebigen Form und Größe hergestellt werden kann, wobei die elektrischen Schaltkreise an den inneren und/oder äußeren Oberflächen davon zusammengesetzt oder aufgebracht sein können. Dies wäre von der Anwendung des Heizgeräts und anderen Gestaltungsüberlegungen abhängig.
  • Es wäre auch möglich und innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung, in den Heizgeräteaufbauten Sensoren bereitzustellen. Derartige Sensoren können Thermoelemente, Widerstandstemperaturdetektoren u. ä. sein. Die Sensoren und ihre zugehörigen Schaltkreise könnten eigenständig, siebgedruckt, dünnfilmabgelagert u. ä. sein. Ferner können mehrere Heizungselemente oder Schaltkreise auf einzelnen Substraten angeordnet und gesondert oder zusammen gesteuert werden.
  • Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, soll sie demgemäß nicht in einem beschränkenden Sinn aufgefasst werden. Sie soll vielmehr jedwede Veränderungen, Verwendungen oder Anpassungen bei der Erfindung unter Benutzung ihrer allgemeinen Grundsätze abdecken. Fachleuten werden unter Bezugnahme auf diese Beschreibung verschiedenste Abänderungen offenbar sein. Es ist daher beabsichtigt, dass die beiliegenden und jedwede Ansprüche jedwede derartigen Abänderungen oder Ausführungsformen, so sie in den wahren Umfang der Erfindung fallen, abdecken.

Claims (9)

  1. Elektrisches Heizgerät (20; 40), umfassend: ein Quarzsubstrat (10; 22; 30; 42) mit einem ungeätzten Quarz-Kontaktoberflächenbereich; und ein Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46), das einen Element-Kontaktoberflächenbereich und Leitungsenden (15; 16; 34; 36; 48; 50) besitzt, wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) so auf dem ungeätzten Quarz-Kontaktoberflächenbereich angeordnet ist, dass sich der Element-Kontaktoberflächenbereich in kontinuierlich anliegendem Kontakt mit dem ungeätzten Quarz-Kontaktbereich befindet, wobei die Leitungsenden (15; 16; 34; 36; 48; 50) angepasst sind, um Energie von einer externen Leistungsquelle aufzunehmen.
  2. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1, des weiteren umfassend: ein zweites Quarzsubstrat (26) mit einem zweiten ungeätzten Quarz-Kontaktoberflächenbereich; und wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) einen zweiten Element-Kontaktoberflächenbereich besitzt, wobei sich der zweite Element-Kontaktoberflächenbereich in einem im Wesentlichen kontinuierlich anliegendem Kontakt mit dem zweiten ungeätzten Quarz-Kontaktbereich befindet.
  3. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 2, wobei das zweite Quarzsubstrat (26) durch Verschweißen mit dem ersten Quarzsubstrat (22) verbunden ist.
  4. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 2, wobei das zweite Quarzsubstrat (26) durch Verschmelzen mit dem ersten Quarzsubstrat (22) verbunden ist.
  5. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 2, wobei das zweite Quarzsubstrat (26) durch Verkleben mit dem ersten Quarzsubstrat (22) verbunden ist.
  6. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1, wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) ein Folienschaltkreis ist.
  7. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1, wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) ein Dickfilm-Ablagerungselement ist.
  8. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1, wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) ein Dünnfilm-Ablagerungselement ist.
  9. Elektrisches Heizgerät nach Anspruch 1, wobei das Widerstandsheizungselement (12; 24; 32; 46) ein Flachleiter ist.
DE69815142T 1997-11-06 1998-11-06 Quartzsubtrat heizelement Expired - Lifetime DE69815142T2 (de)

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