加热元件及其制备方法和电暖器技术

本发明专利技术提供了加热元件及其制备方法和电暖器，该加热元件包括：基材；第一绝缘储热层，所述第一绝缘储热层设置在所述基材的一个表面上；发热层，所述发热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的表面上；红外储热层，所述红外储热层设在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层。该加热元件同时具有较快的加热速度和较好的蓄热性能，且安全性高，利于实现电暖器的小型化及便利化。

【技术实现步骤摘要】
加热元件及其制备方法和电暖器
本专利技术涉及电暖器
，具体的，涉及加热元件及其制备方法和电暖器。
技术介绍
目前常见的电暖器可以分为石英管取暖器，电热丝取暖器，暖风机式(PTC)取暖器，油汀式取暖器，碳纤维取暖器，远红外式取暖器，电热膜式取暖器，对流式取暖器，暖脚器等。但这些取暖器具有各自的缺点：如石英管取暖器传热距离较近，电热丝较易变形，石英管易被打破；油汀式电取暖器蓄热性好，但起热慢，较费电，经济性相对较差；碳纤维取暖器起热快，但蓄热行差，成本较贵；电热膜式取暖器，发热效率高，发热速度快，但电热膜可靠性差，寿命短。因而，目前的取暖器相关技术仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种加热速度快同时蓄热性好的加热元件。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种加热元件。根据本专利技术的实施例，该加热元件包括：基材；第一绝缘储热层，所述第一绝缘储热层设置在所述基材的一个表面上；发热层，所述发热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的表面上；红外储热层，所述红外储热层设在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层。该加热元件中，发热层进行快速加热，而该发热层两侧均设有具有储热性能的膜层可以增加该加热元件的热惯性，使得加热元件断电后不会热量散失太快，断电后依然能够加热较长时间，可以延长加热的时间，且断电后进行操作的安全性更高，另外通过红外储热层实现红外辐射加热，能够提高加热效率。且该加热元件可以实现电器的小型化及便利化，电器例如电暖器。根据本专利技术的实施例，该加热元件还包括：第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极间隔设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并与所述发热层电连接。根据本专利技术的实施例，所述第一和所述第二电极各自独立的构造为导电层，以及第一、二电极的连接方式；以及导电层与导电柱配合连接。根据本专利技术的实施例，所述第一绝缘储热层的至少一部分嵌入到所述基材中。根据本专利技术的实施例，所述第一绝缘储热层与所述基材之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于25微米，优选不低于30微米，进一步优选不低于35微米。根据本专利技术的实施例，所述发热层的至少一部分嵌入到所述第一绝缘储热层中。根据本专利技术的实施例，所述发热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算术平均偏差不低于5微米，优选不低于10微米。根据本专利技术的实施例，所述第一绝缘储热层与所述基材之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差大于所述发热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差。根据本专利技术的实施例，所述红外储热层满足以下条件的至少之一：所述红外储热层的至少一部分嵌入到所述发热层中，所述红外储热层与所述发热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差为不低于20微米，优选为不低于30微米；所述红外储热层的至少一部分与所述第一绝缘储热层相接触，并嵌入到所述第一绝缘储热层中，所述红外储热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于20微米，优选为不低于30微米。根据本专利技术的实施例，所述发热层构造为曲线形、折线形和直线形中的一种或者多种组合。根据本专利技术的实施例，所述发热层包括多个电热段，在所述发热层的延伸方向上，相邻两个所述电热段之间直线过渡连接或者圆弧过渡连接。根据本专利技术的实施例，多个所述电热段包括直线段和圆弧段中的至少一种。根据本专利技术的实施例，所述直线段和所述圆弧段间隔布置，所述红外储热层的至少一部分附着在所述电热段的侧面上，优选所述红外储热层覆盖所述电热段未与所述第一绝缘储热层接触的表面；进一步优选所述红外储热层覆盖所述电热段未与所述第一绝缘储热层接触的表面以及多个所述电热段之间的所述第一绝缘储热层的表面。根据本专利技术的实施例，所述红外储热层包括：第二绝缘储热层，所述第二绝缘储热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层；红外发射层，所述红外发射层设置在所述第二绝缘储热层远离所述基材的表面上。根据本专利技术的实施例，所述红外储热层满足以下条件的至少之一：所述第二绝缘储热层的至少一部分嵌入到所述发热层中，所述第二绝缘储热层与所述发热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于20微米，优选为不低于30微米；所述第二绝缘储热层的至少一部分与所述第一绝缘储热层相接触，并嵌入到所述第一绝缘储热层中，所述第二绝缘储热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于20微米，优选为不低于30微米；所述红外发射层的至少一部分嵌入到所述第二绝缘储热层中，所述红外发射层与所述第二绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差为不低于20微米，优选为不低于30微米。根据本专利技术的实施例，所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层的厚度均大于所述发热层的厚度。根据本专利技术的实施例，所述基材的材料为金属，具体的，所述金属包括不锈钢、铁、铝和合金材料中的至少一种。根据本专利技术的实施例，所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层各自独立的满足以下条件的至少之一：所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层的材料各自独立的包括氧化铝、二氧化钛、氧化镁和氧化锆中的至少一种；所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层的厚度各自独立的为50-500微米，具体可以为200微米；所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层的孔隙率各自独立的小于等于5％，具体可以为小于等于2％；所述第一绝缘储热层的比热容为0.5×103-1.5×103J/(kg*K)；所述第二绝缘储热层的比热容为0.75×103-2.0×103J/(kg*K)。根据本专利技术的实施例，所述发热层满足以下条件的至少之一：所述发热层的材料包括NiCr合金、FeCr合金和FeCrAl合金中的至少一种；所述发热层的厚度为5-100微米；所述发热层呈线圈形状；所述发热层中的氧的原子百分比为20～30at％。根据本专利技术的实施例，所述第一电极和所述第二电极的材料各自独立的包括Au，Ag，AL，Ni，Cu，AuCu和AgCu中的至少一种。根据本专利技术的实施例，所述红外储热层为单层结构，且满足以下条件的至少之一：所述红外储热层的材料包括第一材料和第二材料，所述第二材料包括氧化铝、二氧化钛、氧化镁和氧化锆中的至少一种，所述第二材料包括红外发射涂料；所述红外储热层的厚度为200-500微米；所述红外储热层的比热容为0.75×103-2.0×103J/(kg*K)。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述的加热元件的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：在基材的一个表面上形成第一绝缘储热层；在所述第一绝缘储热层远离所述基材的表面上形成发热层；在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧形成覆盖所述发热层的红外储热层。该方法步骤简单，操作方便，与现有技术兼容性高，易于实现。根据本专利技术的实施例，该方法还包括：在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧形成与所述发热层电连接的第一电极和第二电极。根据本专利技术的实施例，形成所述红外储热层包括：在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热元件，其特征在于，包括：/n基材；/n第一绝缘储热层，所述第一绝缘储热层设置在所述基材的一个表面上；/n发热层，所述发热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的表面上；/n红外储热层，所述红外储热层设在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热元件，其特征在于，包括：
基材；
第一绝缘储热层，所述第一绝缘储热层设置在所述基材的一个表面上；
发热层，所述发热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的表面上；
红外储热层，所述红外储热层设在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层。


2.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，还包括：
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极间隔设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并与所述发热层电连接；
任选地，所述第一电极和所述第二电极各自独立的构造为导电层、所述导电层和与所述导电层电连接的电源连接线或者所述导电层和与所述导电层电连接的导电柱。


3.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述第一绝缘储热层的至少一部分嵌入到所述基材中；
任选地，所述第一绝缘储热层与所述基材之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于25微米，优选不低于30微米，进一步优选不低于35微米。


4.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述发热层的至少一部分嵌入到所述第一绝缘储热层中；
任选地，所述发热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算术平均偏差不低于5微米，优选不低于10微米。


5.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述第一绝缘储热层与所述基材之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差大于所述发热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差。


6.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述红外储热层满足以下条件的至少之一：
所述红外储热层的至少一部分嵌入到所述发热层中，所述红外储热层与所述发热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差为不低于20微米，优选为不低于30微米；
所述红外储热层的至少一部分与所述第一绝缘储热层相接触，并嵌入到所述第一绝缘储热层中，所述红外储热层与所述第一绝缘储热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于20微米，优选为不低于30微米。


7.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述发热层构造为曲线形、折线形和直线形中的一种或者多种组合；
任选地，所述发热层包括多个电热段，在所述发热层的延伸方向上，相邻两个所述电热段之间直线过渡连接或者圆弧过渡连接；
任选地，多个所述电热段包括直线段和弧线段中的至少一种；
任选地，多个所述电热段之间具有间隙，所述红外储热层的至少一部分附着在所述电热段的侧面上，优选所述红外储热层覆盖所述电热段未与所述第一绝缘储热层接触的表面；进一步优选所述红外储热层覆盖所述电热段未与所述第一绝缘储热层接触的表面以及多个所述电热段之间的所述第一绝缘储热层的表面。


8.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述第一绝缘储热层和所述第二绝缘储热层的厚度均大于所述发热层的厚度。


9.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述红外储热层包括：
第二绝缘储热层，所述第二绝缘储热层设置在所述第一绝缘储热层远离所述基材的一侧，并覆盖所述发热层；
红外发射层，所述红外发射层设置在所述第二绝缘储热层远离所述基材的表面上。


10.根据权利要求9所述的加热元件，其特征在于，所述红外储热层满足以下条件的至少之一：
所述第二绝缘储热层的至少一部分嵌入到所述发热层中，所述第二绝缘储热层与所述发热层之间的界面轮廓的轮廓算数平均偏差不低于20微米，优选为不低于30微米；
所述第二绝缘储热层的至少一部分与所述第一绝缘储热层相接触，并嵌入到所述第一绝缘储...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹达华，万鹏，杨玲，李洪伟，李兴航，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44