TWM457152U - 加熱板 - Google Patents

Description

加熱板

本創作係與一種加熱板有關，其係於一可導熱且絕緣主體板表面處依序設有薄膜狀之導電發熱迴路及外部絕緣層，其具有加熱響應速度快，且各層與主體板結合力強，機械強度高和耐熱衝擊，不易高溫脆化等優點。

習用之鍋爐或蒸氣管道等，係利用一加熱裝置對液體(如水、油等) 加熱，傳統以電驅動的加熱裝置大多為電熱合金元件所構成，如金屬加熱棒、電熱絲及金屬加熱箔片等。

然而，傳統金屬加熱棒，如中華民國第M364834號專利1、2圖所示，係將一金屬棒彎折成U型加熱棒，再於兩端通電以產生熱能。但加熱棒之電熱響應速度慢，不利於應用於需要速熱的電熱加熱裝置。再者，傳統的電熱合金元件為克服電熱響應速度慢之缺陷，大多以直接與水等待加熱之液體接觸，以提高熱交換效果。但如此一來，容易因此造成氧化問題，其使用壽命一般不超過3000小時。

而電熱絲及金屬加熱箔片等電熱合金元件因缺乏有效支撐，容易因高溫脆化而導致強度問題，且易因其本身自重或安裝不當等因素，而引起變形、倒塌等現象。再者，一般為求於單位面積內具有較大之加熱效果，大多以彎折或S形迴路設置電熱絲、金屬加熱箔片等，但在同一直徑或厚度下電熱合金元件通電時電流容易於內彎折處集中，造成該處溫度易高於設計而損壞，衍生承受電流負載降低之問題，降低電熱合金元件使用壽命。

綜合上開先前技術的缺點，大致上包括傳統電熱合金元件電熱響應速度慢、直接與液體接觸易造成氧化問題減損使用壽命，且亦存有因高溫脆化而導致強度不足等問題。而鑑於解決上述缺點，本案提出一種加熱板的方案，該方案具有電熱響應速度快，不易氧化、使用壽命長及整體結構強度高之優點。

本創作提供一種加熱板，包含：

一主體板，其係為一可導熱且絕緣之板體；

一導電發熱迴路，其係設於該主體板之外表面處，且該導電發熱迴路係由至少一第一導電層及至少一第二導電層所連接而成；其中，該第一導電層及第二導電層相接處，係由第一導電層及第二導電層交疊形成一重疊區域；且該導電發熱迴路係具有至少兩導電段；以及

一外部絕緣層，其係設於該導電發熱迴路之外表面，以將該導電發熱迴路包覆於主體板與外部絕緣層之間；其中，該導電段係凸露於該外部絕緣層外。

本創作之主要目的在於：該導電發熱迴路及外部絕緣層係密合地設置於主體板上，各層和主體板結合力強，具有機械強度高、抗振動、抗熱衝擊能力強等優點。且本案之導電發熱迴路係以主體板作為支撐，加熱過程中產生的熱能可快速傳導至主體板，不會像合金電熱材料容易產生高溫脆性，亦不用擔心因為支撐、安裝不當或其本身自重而引起變形、倒塌等現象。

本創作之次要目的在於：該第一導電層係以一第一方向設置於主體板之外表面處，而該第二導電層係以一第二方向設置於主體板之外表面處，且第一方向與第二方向係呈90度相交。俾使該第一導電層及第二導電層之重疊區域係形成於相接轉折處，可增加導電發熱迴路承受電流負載，解決容易於轉折處產生損壞之問題。

本創作之另一次要目的在於：該導電發熱迴路進一步可於轉折處係設有至少一圓弧角，亦可減少電流通過時，轉折角處被電流損壞之問題。

為便於說明本創作於上述新型內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

請參考圖1~圖3所示，本創作一種加熱板，包含：

一主體板1，其係為一可導熱且絕緣材質所製成之板體，例如該主體板1係可為玻璃板。

或是如圖2所示，該主體板1係包含一導熱板體10及一設於導熱板體10表面之導熱絕緣層20。其中，該導熱板體10係可為不鏽鋼板、金屬板或燒結金屬板至少其中之一者，而該導熱絕緣層20係可為一玻璃釉料層，以使主體板1達到可導熱且絕緣之目的。且主體板1可供以鎖固、嵌合及焊接等方式，直接安裝於鍋爐或其它液體容器外。

一導電發熱迴路30，其係設於該主體板1(導熱絕緣層20)之外表面處，且該導電發熱迴路30係由至少一第一導電層31及至少一第二導電層32所連接而成；其中，該第一導電層31及第二導電層32相接處，係由第一導電層31及第二導電層32交疊形成一重疊區域33(如圖4所示)；且該導電發熱迴路30係具有至少兩導電段34；以及

一外部絕緣層40，其係設於該導電發熱迴路30之外表面，以將該導電發熱迴路30包覆於主體板1(導熱絕緣層20)與外部絕緣層40之間，且該外部絕緣層40係可為一玻璃釉料層。其中，該導電段34之至少一部份係凸露於該外部絕緣層40外，以供一導電件35連接者(如圖5所示)。

其中，以一較佳之實施例，該主體板1係為一矩形板體，其係具有一對第一邊11及一對第二邊12，而該第一導電層31係以一第一方向a設置於導熱絕緣層20之外表面處，而該第二導電層32係以一第二方向b設置於導熱絕緣層20之外表面處。其中，該第一方向a係平行於第一邊11，第二方向b係平行於第二邊12，以使得第一方向a與第二方向b係呈90度相交。俾利該第一導電層31與第二導電層32係可組成一連續S形之導電發熱迴路30。再者，該導電發熱迴路30並可於轉折處係設有至少一圓弧角36。

再者，本創作之加熱板係可經由以下步驟製造而成：

a) 備一導熱板體10；

b) 於該導熱板體10之一表面處，以網版印刷之方式覆設一液態狀導熱絕緣層材料(如玻璃釉料)，經室溫乾燥3-10分鐘後，再經加溫(峰值850℃)燒結約60分鐘後形成該導熱絕緣層20，以製成一主體板1；

c) 於該導熱絕緣層20之表面處，以網版印刷之方式覆設至少一液態狀導電材料(如金屬漿料)，先於室溫下水平置放5-10分鐘，再經150℃烘烤乾燥約10分鐘後冷卻，再經加溫(峰值850℃)燒結約30-60分鐘。藉以，形成該第一導電層31及該第二導電層32，且該第一導電層31及第二導電層32係連接形成導電發熱迴路30；其中，該第一導電層31及第二導電層32係將液態狀導電材料分次以不同方向網版印刷於導熱絕緣層20表面，並於第一導電層31及第二導電層32相連接處交疊形成重疊區域33；且該導電發熱迴路30係具有至少兩導電段34；

d) 於該導電發熱迴路30及導熱絕緣層20之外表面處，覆設一液態狀外部絕緣層材料(如玻璃釉料)，先於室溫下置放10分鐘，再經150℃烘烤乾燥約10分鐘後冷卻，再經加溫(峰值850℃)燒結約30-60分鐘。以形成該外部絕緣層40，並使該導電段34凸露於該外部絕緣層40外；以及

e)於該導電段34凸露處，以網版印刷之方式覆設至少一液態狀導電材料(如銀膏)，先於室溫下水平置放5-10分鐘，再經150℃烘烤乾燥約10-20分鐘後冷卻，再經加溫(峰值850℃)燒結約30-60分鐘。藉以形成可供該導電件35連接之電氣接點。

明瞭上述本案詳細結構後，以下係針對本案之動作原理逐一詳細說明：

如圖1及圖5所示，當電流自導電件35輸入導電發熱迴路30後，藉由導電發熱迴路30本身之電阻，使電流轉化成熱能。而導電發熱迴路30所生成的熱能即透過該導熱絕緣層20，傳導至主體板1後，再由主體板1對待加熱物件進行加熱作業。藉此，本案加熱板可具有加熱響應速度快、導電發熱迴路30啟動速度快之優點，其電發熱迴路的表面加熱速度可達250~300℃/s，優於傳統之電熱合金元件。以下表一所示，同樣以220伏特10安培的電流輸入傳統之電熱合金元件(加熱棒)與本案，對1000cc的水加熱成100℃~150℃的水蒸氣，本案所需時間大大低於傳統之電熱合金元件，足見本案較傳統之電熱合金元件更適合應用於需要速熱的加熱裝置。【表1】

再者，本案之導熱絕緣層20、導電發熱迴路30及外部絕緣層40係密合地設置於主體板1上，各層和主體板1結合力強，具有機械強度高、抗振動、抗熱衝擊能力強等優點。且本案之導電發熱迴路30係以主體板1作為支撐，加熱過程中產生的熱能可快速傳導至主體板1，不會像合金電熱材料容易產生高溫脆性，亦不用擔心因為支撐、安裝不當或其本身自重而引起變形、倒塌等現象。

本案主體板1進一步可以鎖固、嵌合及焊接等方式，直接安裝於鍋爐或液體容器外，加熱板不需與被加熱液體接觸，不易氧化、使用壽命長。再加上本案將該導電發熱迴路30包覆於主體板1與外部絕緣層40之間，減少導電發熱迴路30外露與空氣接觸之機會，使用壽命可達1萬小時以上。

而如圖3及圖4所示，本創作藉由該第一導電層31與第二導電層32形成連續S形之導電發熱迴路30，並於轉折易發生損壞處交疊產生厚度較厚之重疊區域33，有效防止內彎折電流集中處易燒融損壞之缺陷，俾以提高導電發熱迴路30之整體可承受電流負載能力。相同地，如圖1所示，該導電發熱迴路30亦可於轉折處之內、外轉角處形成圓弧狀之圓弧角36，亦可減少直角狀轉角於電流通過時，轉角處因電流集中而燒融損壞之問題。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作確實與習用之技術截然不同，具有相當之新穎性。且本創作具有習用技術所無法預期的功效，實已符合專利核准之積極要件，爰依法提出專利申請。

雖本創作是以一較佳實施例作說明，但精於此技藝者能在不脫離本創作精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本創作而已，非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神所從事的種種修改或變化，俱屬本創作意欲保護之範疇。

1‧‧‧主體板
10‧‧‧導熱板體
11‧‧‧第一邊
12‧‧‧第二邊
20‧‧‧導熱絕緣層
30‧‧‧導電發熱迴路
31‧‧‧第一導電層
32‧‧‧第二導電層
33‧‧‧重疊區域
34‧‧‧導電段
35‧‧‧導電件
36‧‧‧圓弧角
40‧‧‧外部絕緣層
a‧‧‧第一方向
b‧‧‧第二方向

[圖1]係本創作之立體外觀示意圖。[圖2]係本創作之立體分解示意圖。 [圖3]係圖1之局部放大示意圖。 [圖4]係圖1之4-4剖面線暨箭頭方向剖面示意圖。[圖5]係圖1之5-5剖面線暨箭頭方向剖面示意圖。

1‧‧‧主體板

10‧‧‧導熱板體

11‧‧‧第一邊

12‧‧‧第二邊

20‧‧‧導熱絕緣層

30‧‧‧導電發熱迴路

31‧‧‧第一導電層

32‧‧‧第二導電層

35‧‧‧導電件

36‧‧‧圓弧角

40‧‧‧外部絕緣層

Claims (10)

1. 一種加熱板，包含：一主體板，其係為一可導熱且絕緣之板體；一導電發熱迴路，其係設於該主體板之外表面處，且該導電發熱迴路係由至少一第一導電層及至少一第二導電層所連接而成；其中，該第一導電層及第二導電層相接處，係由第一導電層及第二導電層交疊形成一重疊區域；且該導電發熱迴路係具有至少兩導電段；以及一外部絕緣層，其係設於該導電發熱迴路之外表面，以將該導電發熱迴路包覆於主體板與外部絕緣層之間；其中，該導電段係凸露於該外部絕緣層外。如請求項1所述之馬達碳刷組件，其中，該碳刷固定座具有一穿孔，而該出心固定座係對應於該穿孔設有一出心凸柱，並使該出心凸柱可穿設於該穿孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該導電段係可供一導電件連接者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該外部絕緣層係可為一玻璃釉料層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該導電發熱迴路係可為一導電材料層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該導電發熱迴路於轉折處係設有至少一圓弧角。
6. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該主體板係可為玻璃板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之加熱板，其中，該主體板係包含一導熱 板體及一設於導熱板體表面之導熱絕緣層。
8. 如申請專利範圍第7項所述之加熱板，其中，該導熱絕緣層係可為一玻璃釉料層。
9. 如申請專利範圍第7項所述之加熱板，其中，該導熱板體係可為不鏽鋼板、金屬板或燒結金屬板至少其中之一者。
10. 如申請專利範圍第7項所述之加熱板，其中，該第一導電層係以一第一方向設置於導熱絕緣層之外表面處，而該第二導電層係以一第二方向設置於導熱絕緣層之外表面處，且第一方向與第二方向係呈90度相交。