TW201039681A - Electric heater - Google Patents

Description

201039681 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於-種電加熱裝置，具有至少一載體及一設 在該載體上的加熱導電路，該加熱導電路具有大致直的加 熱導電路料和大致㈣彡的加熱導t路部段，該大致弧形 的加熱導電路部段以轉彎點，#中該直的加熱導電路部 段與弧形的加熱導電路部段共同形成至少—種婉蜒狀的加 熱導電路裝置。 Ο 【先前技術】 先前技術中有上述種類的電加熱裝置。舉例而言，德 專利DE 199 41 038 A1揭示了 _種用於熱通道系統的電加 熱裝置，它設計成一種扁平層加熱裝置形式，它具有—絕 緣層和-加熱層’該絕緣層呈材料接合⑻他⑽吨 央：material-binding)方式施覆在—材料管的壁上，該加熱層 呈材料接合方式施在絕緣層上且呈加熱導電路 (Heizleiterbahn，英：heating c〇nducting 的仏）的形式，加熱導 電路呈蜿蜒狀（mSander，英：meander)或波狀沿材料管的軸向 及切向延伸，其中加熱導電路的走勢配合材料管或在其中 導進的材料的局部熱供應量的需求。在須加熱得較強的區 域，加熱導電路須對應地設置成比所需供熱較少的區域更 密集。 圖4顯示一習知電加熱裝置（1〇〇)的例子的示意圖，它 呈捲繞形式。電加熱裝置（100)包含一圓柱形載體（1〇2)及— 201039681 與f .’、絕緣層_及—加熱導電路（_)，該裁體（102) §可為一熱通道噴嘴的-材料管的壁，該絕緣層(104) =材料接合的方式施到該載體（1〇2)上’該加熱導電路（⑼） 王材料接合的方式施到緣緣層（104)上。該加熱導電路（106) =含直的加熱導電路部段⑽)（它們平行相鄰）和弧形（彎曲） 壯力口熱導電路部段（11G)(它們各交替設置），如此造成一婉挺 狀或波狀的加熱導電路裝置。 甲所示的電加熱裝置（100)在啟動 、X 狄初狀恶日手，雷洁細 加熱導電路〇06)流過’如此在加熱導電路（1〇6)中由於其電工 2產Γ熱，該熱經絕緣層（lG4)傳到所要加熱的載體 )。由於電流在流過加熱導電路（106)時， 線’因此在弧形加熱導電路部段（m)的較短的内 導度遠比其較長的外側大。這點使得弧形的加熱 如此舍110)的較短内側變熱程度遠大於較長的外側， 教莫雷炊生不想要的溫度尖它們和人們希望溫度在加 如果在狐形加熱導電路部段 ()的較妞内側的溫度升高得 ° 、至會造成該電加熱裝置故障。 導電：:=導電路(1°6)之轉彎點[它由該弧形的加熱 =;5:)定_成更強固’故在國際專利-圖 A1中提到將邊弧形的加熱導電路部段(110)如 :::覆層⑴2)蓋住，它由易導電的材料構成。這 密…在㈣形加熱導電路部段(110)的内側的電流 同，否則這種提高會造成上述過熱情事，最後造成 201039681 加熱導電路⑽)損壞。但要設置覆層⑴2)f要—道附加的 工作步驟’如此該電加熱裝置⑽）的製造變較繁複且因此 成本較焉。此外，該孤形的加熱導電路部段（uo)之覆以今 覆層⑴2)的區域不再能產生熱，因為覆層（ιΐ2)電阻小，在〆 此區域電功率幾乎不會減少而轉成熱能。 【發明内容】 〇 纟發明針對這種先前技術著手，其目的在將—蜿蜒狀 加熱導電路裝置的轉彎點(它們由該弧形加熱導電路部段定 出)的不均句的電流密度情事減少，而其功率則保持相同或 至少近乎保持相同。 本發明的主要特點見於申請專利範圍第i項及第。項 =徵部分。此標的之進一步特點見於申請專利範圍附屬 項第2〜14項及16與17項。 ^依本發明的一種電加熱裝置，具有至少一載體及一設 〇*該載體上的加熱導電路，該加熱導電路具有大致直的二 熱導電路部段和大致弧形的加熱導電路部段，該大致弧形 7加熱導電路部段定出轉彎點，其中該直的加熱導電路部 2與弧形的加熱導電路部段共同形成至少_種_狀的加 二導電路裝置，依本發明互相相鄰的直的加熱導電路部段 攻成互相成一預定角度α。其中此角度在5。〜 範圍。 之間的 利用這種措施，可使直的加熱導電路部段之 的曲座主丄 】付弓...心 徑大大増加，而不會改變加熱導電路的寬度、長 201039681 度或功率密度。因此在轉彎點的電流密度變更均勻得多。 因此在轉彎點區域的加熱導電路過熱的情事可以可靠地避 免。在此，個別的直加熱導電路部段之間的角度宜為恆定 者，如此造成一種規則的裝置。 該弧形的加熱導電路部段玎局部地具有比直的加熱導 電路部段更大的橫截面。舉例而言，這點可用以下方式達 成：將該加熱導電路的弧形加熱導電路部段的區域設計成 較粗厚且/或向外變較寬。這點使功率略減少且因此在轉彎 點的溫度也降低。總之，此處重要的一點為：該弧形的加 熱導電路部段的内半徑不得變小，以避免在内半徑處電流 禮、度提焉的情事。 該載體宜設計成管形。但它也可具橢圓形或其他非圓 形（例如扁平或角形）的橫截面。在另一實施例中可將載體設 計成板狀或塊狀’它呈分配板或加熱板形式建入一射出成 形模具中。 依本發明另一實施例，該載體為一加熱通道喷嘴的一 材料管（宜為由一金屬材料製造者）或形成這種材料管。在此 情形，在載體上至少施覆一絕緣層，在絕緣層上再形成該 至少一加熱導電路。在此，該絕緣層可延伸過該整個載體 的範圍。如不採此方式，也可將它呈絕緣路線（Is〇lati〇nsbahn， 英.insulating track)的方式只設在該至少一加熱導電路下 方其中在此情形，該絕緣路線的寬度宜大於該至少一加 熱導電路的寬度。用此方式可確保載體與加熱導電路之間 不會造成任何導電連接。 201039681 依本發明又一變更之實施例，該載體形成一套筒，它 可推到一熱通道喷嘴的一材料管上。此套筒可由一金屬材 料製造，其中在此情形中，一如在上述實施例，將一絕緣 層施到此金屬套筒中，以將該至少—加熱導電路與該金屬 載體作電絕緣。如不採此方式，該套筒可由陶瓷材料製造（因 此係絕緣者）’如此該至少一加熱導電路可施到該套筒上， 一分別的絕緣層可對應地省却。 該至少一絕緣層及/戎★女$ + , _ 、 I曰叹广次4至少一加熱導電路宜施覆成 材料接合的方式。這點舉例而令，可去丨丨田眉a以 u ^ ° 了利用厚層技術或利用 雷射燒結達成。 該至少-絕緣層宜為一介電質層。這種介電質層的一 製造方法的例子，舉例而言’係在DE 199 41 〇38幻提到， 此處的細節可參考該案。 該加熱導電路宜利用一施 、 復成材枓接&方式的電絕緣 廣蓋住’然而其中該加献暮雷 丁 /刀…導電路的接觸處區域保持空著，

=-射出成形裝置用的一構件設以本發明的電加 ㈣置’、則可造成上述優點，此構件可為-熱通道噴嘴， :::(二材料接合方式)在材料管上帶有這種加熱置 也可將此加熱裝置在一分別 仁 喷嘴的材料管上。 载m成紅在該熱通道 ^ 每仟為一分私攸、—下分配哭、 或類似物。此分配器也可至小 ° 二 v部段式地呈材料接人的古々 設以本發明的加埶裝置。 〇的方式 7 201039681 的文字及 配二=見”請專利範圍 【賞施方式】 在以下’相同圖號表示相同或同類的構件。 發明的熱通道喷嘴_的-實施例。此熱通 ^、鳴（）u-喊體（圖未示），它係_個 工用的射出成形裝置的構件，用 骖加 用於固疋在一分配器（圖未示） 上，有-i體呈圓筒形的材料管(12)可放入該殼體中。有與 =材h⑽設計成—體的承座（l4)(sGekei)與該殼體在同 -千面上封閉，且呈密封方式倚在分配器上。在此沿軸向 縱延伸的㈣管⑽巾，在端㈣人—㈣尖端（16)，此喷 嘴尖端使該材料管（12)中形成的「流動通道」（η)一直延伸 到一模座（F〇rmnest)(圖未示）的平面（圖未示）為止。在相同 的功能方式的場合，該噴嘴尖端(16)也可與材料管(12)設叶 成一體。 ^在該由鋼製的材料管（1 2 )的壁（2 〇 )的周圍裝上一電加熱 裝置（22)。此電加熱裝置（22)設計成扁平層加熱裝置的形 式，具有一玻璃陶究質介電質層（24)(當作絕緣層）和一施在 其上的加熱導電路，該介電質層（24)直接施在該由金屬製的 材料管上，該加熱導電路（26)直接施在介電質層上，它且有 直的加熱導電路部段（28)與弧形彎曲的加熱導電路部段 (3 0) ’這點以下還要配合圖2及圖3說明。 字外盖層（32)施到该加熱導電路（26)上，該外蓋層（32) 201039681 . 由外將加熱導電路（26)及其下方的介電質層⑼蓋住，並作 •電絕緣。保持自由外露的只有一些個別的加熱導電路⑽ 的部段，這些部段係用於與供電導線接觸者，基本上，力 熱導電路（26)的過程可作任意的造形，且特別依;斤要逹成^ 材料管（12)内的溫度分佈而定。 圖2顯示一蜿蜒狀或波形的加熱導電路的裝置㈨的 一第一實施例，它形成加熱導電路（26)的一區域。在此實施 〇 例，該加熱導電路（26)係呈材料接合的方式施到一呈正^狀 '延㈣介電質層（24)上，該介電質層也呈材料接合的方式與 材料管（12)接合。在此’該加熱導電路（26)的寬度選設成略 小於介電質層（24)的寬度，俾確保在材料管〇2)與加熱導電 路（26)之間不造成任何導電連接的位置。 此蜿蜒狀或波形的裝置（40)係由交替的直加熱導電路 部段（28)和彎曲的加熱導電路部段⑼)形成，相鄰的直加熱 導電路。p段（28)設成互相呈一角度α傾斜，此角度“__各 Q 依個別加熱導電路部段（28)之間的距離而定——可在5。〜 3〇之間。在二個直加熱導電路部段（28)之間該角度宜為恆 疋者如此4成規則之婉誕狀或波狀的加熱導電路的裝置 (40)。 、 相較於圖4及圖5中所示的加熱導電路裝置[其中該直 加熱導電路部段（1〇8)係互相平行設置]，這種直加熱導電路 ()之斜°又方式的優點為：該由彎曲的加熱導電路部段（3〇) 疋出的轉’f點的半徑比起該由彎曲的加熱導電路部段（1 1 〇) 形成的轉彎點的半徑大得多，但不會因此使加熱導電路（26) 201039681 的寬度、長度或功率密度明顯改變。對應地，在轉弯點的 電流密度較均勻，如此可以可靠地避免局部過熱的情事。 在圖3中所示的蜿蜒狀或波狀的加熱導電路裝置（5〇) ^圖2中所示的加熱導電路裝置_不同之處在於：該介電 質層並非呈路線狀施覆，而係施到材料管（12)整個面積上② 此外，加熱導電路（26)的彎曲的加熱導電路部段（3g)的區域 的外側設計成比其直的加熱導電路部段（28)略寬—些，因此 彎曲的加熱導電路（30)至少其外側的橫截面積比直的加敎 導電路部段（28)更大。 本發明不限於上述實施例，而係可用多種方式變更。 然而我們知道’-電加熱裝置（22)有_載體（12)及—施在該 載體02)上的㈣導電路（26)。此加熱導電路由直的加熱導 電路部段（28)和彎曲的加熱導電路部段⑼）形成，盆中這些 加熱導電路部段（2δ)(3〇)交替排列，因此I生—整體上婉挺 狀的加熱導電路裝置（4〇)(5〇)。 本發明的加熱裝置（22)的特點為：該直的加熱導電路部 段（28)並非如f用者互相平行延伸，而係呈-角度α互相傾 斜。用此方式，在直加熱導電路部段(28)之間的彎曲加熱導 電路部段(30)加大，特別是其内直徑加大。如此在弯曲的加 熱:電路部段内側的電流密度升高的情事可有效避免。電 抓〇<度的刀佈均句付多H的加熱導電路部段⑺）的内側 不再會比其較大的外側受到更多的熱，如此可避免不想要 的溫度尖峰，利用本發明的電加熱裝置（22)可在加熱導電路 ㈣内及在載體（12)内達成均勻的溫度分佈。 10 201039681 ，電加熱裝置可直接設在一熱通道噴嘴（⑼的材料管 妙，我們也可將此加熱裝置（22)設在-管形套筒上， H形套筒利用熱接觸將該套筒推到熱通道嘴嘴（ =料管（12)上。料也可將電加熱裝置（22)設在—分配板 或一射出成形模具的其他區域中。 Ο 在申請專利範圍、說明書及圖式中所揭示的所有特點 、優點、包3結構細節、空間安排及方法步驟，不論呈單 蜀方式或作各種大不才目@的組纟，都在本發明的保護範 内。 吗 【圖式簡單說明】 圖1係一具有一本發明之電加熱裝置的熱通道噴嘴的 —示意橫截面圖； 圖2係一本發明的電加熱裝置的一蜿蜒狀或波狀的加 熱導電路裝置的一第一實施例的放大示意圖； Q 圖3係一本發明的電加熱裝置的一蜿蜒狀或波狀的加 熱導電路裝置的一第二實施例的放大示意圖； 圖4係第一習知的電加熱裝置的一蜿埏狀或波狀的加 熱導電路裝置的一第一實施例的一放大示意圖； 圖5係第二習知的電加熱裝置的一婉蜒狀或波狀的加 熱導電路裝置的一第一實施例的一放大示意圖 【主要元件符號說明】 (10) 喷嘴 201039681 (12) 材料管 (13) 流動通道 (14) 承座 (16) 喷嘴尖端 (22) 電加熱裝置 (24) 介電質層（絕緣層、絕緣路線） (26) 加熱導電路 (28) 加熱導電路部段（直） (30) 加熱導電路部段（彎曲） (32) 遮蓋層 (40) 加熱導電路的裝置 (50) 加熱導電路的裝置 (100) 電加熱裝置 (102) 載體 (104) 絕緣層 (106) 加熱導電路 (108) 加熱導電路部段（直） (110) 加熱導電路部段（彎曲） (112) 覆層 12

Claims (1)

1. 201039681 .七、_1專==树細崎―a㈣申請範圍 .，上種電加熱裝置(22)，具有至少-載體⑽及-設在 致直m ，、、、V電路（26)’該加熱導電路（26)具有大 =的加熱導電路部段（聯大致弧形的加熱導電路部段 〃大致弧形的加熱導電路部段（3咐出轉彎點，其中 ^ 士 ’、’、導電路指（28)與弧形的加#導電路部段（30)共 >、至少-種婉蜒狀的加熱導電路裝置㈣)⑷），其特徵 /相相鄰的直的加熱導電路部段（28)設成互相成—預定 U 角度α。 2·如申請專利範圍第1項之電加熱裝置，其中： 該預定角度α在5〜30度範圍。 ;·如申凊專利範圍第！或第2項之電加熱裝置，其中: 該角度α為恆定者。 4. 如申凊專利範圍第！或第2項之電加熱裝置，其中: 該弧形的加熱導電路部段（3〇)至少局部地具有比該直 Q 的加熱導電路部段（28)更大的横戴面。 5. 如申凊專利範圍第（或第2項之電加熱裝置，其中: 該載體（12)設計成管形。 6·如申請專利範圍第5項之電加熱裝置，其中： 该载體（12)為一熱通道噴嘴（1〇)的一材料管，或形成一 個可推到該材料管（12)上的套筒。 入如申請專利範圍第6項之電加熱裝置，其中： 該載體（12)上至少設一絕緣層（24)。 8.如申4專利範圍第7項之電加熱裝置，其中： 13 201039681 有至少一絕緣層（24)在該至少一加熱導電路（26)下方延 伸’呈絕緣路線的形式。 9.如申請專利範圍第7項之電加熱裝置，其中： 該絕緣路線的寬度比該至少一加熱導電路（26)的寬度 大。 1 〇.如申請專利範圍第7項之電加熱裝置，其中： 該至少一絕緣層（24)係施覆成材料接合的方式。 1 1.如申請專利範圍第7項之電加熱裝置，其中： 該至少一加熱導電路（26)係施覆成材料接合的方式。 1 2·如申請專利範圍第7項之電加熱裝置，其中： ^該至少—加熱導電路（26)及/或該至少—絕緣路線利用 厚層技術或利用雷射燒結施覆上去。 13·如申請專利範圍第7項之電加熱裝置，其中 該至少—絕緣層（24)為一介電層。 7項之電加熱裝置，其中： 一種呈材料接合方式施覆 的電 個如 14,如申請專利範圍第 該加熱導電路（26)利用 絕緣的遮蓋層（32)蓋住。 •種用於射出成形裝置的構件（1〇)，立呈古 申請專利笳囹苗·< " ^ ^ 軏圍弟1〜u項任一項的電加熱裝置（22) 16_如申請專利範圍第15項之構件，其中： Λ構件（丨〇)為一熱通道喷嘴（10)。 f7·如申請專利範圍第15項之構件，其中·· 。亥構件（10)為—分配板、―下分配器或類似物 14