加热元件及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种加热元件及其使用方法。加热元件包括第一端子和第二端子以及在第一端子和第二端子之间延伸的一个或多个加热元件段。该一个或多个加热元件段具有包括至少第一部分和第二部分的电路迹线，该至少第一部分和第二部分构造成使得当在该第一端子和第二端子之间施加电压时，在该至少第一部分和第二部分之间存在表面温度差。加热元件也可以制成三维形状，包括通过将加热元件固定到一个或多个支撑板上而产生的形状。加热元件也可以具有圆柱形状，并且设置在管状构件中的绝缘介质中，以沿着管状构件的长度提供变化的加热能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
加热元件及其使用方法
[0001]根据35USC 119(e)，本申请要求于2020年4月16日提交的美国临时专利申请63/010,922的优先权，其全部内容合并于此。
专利

[0002]本专利技术公开了一种具有Z字形图案的加热元件，其包括可以用于各种加热应用的独特构造。

技术介绍

[0003]在加热元件领域，扩展型加热元件是众所周知的。授予Bittner的第3,789,417号美国专利是扩展型加热元件组件的一个示例，其包括加热元件材料的Z字形图案，该图案也在加热元件材料中建立开口。
[0004]其他图案化的加热元件公开在授予Hindel等人的第7,763,833号美国专利，授予Carpino II等人的第7,211,772号美国专利，以及授予Carpino II等人的第2007/0164015号授权前美国专利申请公布中，所有这些专利均转让给了Goodrich公司。在大多数情况下，Goodrich专利的带图案加热元件是主要用于除冰应用的箔片。
[0005]尽管这些加热元件由于其薄尺寸而提供了可在不同应用中使用的灵活性，但仍需要对加热元件设计进行改进，从而为这些类型的在不同应用中使用的元件提供更多的功能和灵活性。
[0006]在授予Feldman等人的第2019/0008322号授权前美国专利申请公布中公开了另一种加热元件，其全部内容并入本文。参照图1
‑
4描述该加热元件。
[0007]现在参考图1和2，加热元件的一个实施例由附图标记100表示，并且包括端子101(包括端子101A和101B)。加热元件段103(包括段103A
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F)和总线105(包括总线105A
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E)。在图1和2所示的示例中，加热元件100包括通过五个总线105A
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105E连接在一起的六个加热元件段103A
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F，但是在其他示例中，加热元件100可以包括更多或更少的加热元件段103。其他示例可以包括数量范围为约1至约20或约2至约12的加热元件段103。一些示例可以具有偶数个加热元件段103，例如2、4、6、8、10或12等。
[0008]加热元件100具有总宽度W2，并且每个加热元件段103具有宽度W1。总宽度W2大于加热元件100中每个加热元件段103的宽度W1的总和。在某些示例中，加热元件的总宽度W2比一个或多个加热元件段的宽度W1的总和多约35％至约45％。在某些示例中，加热元件101的总宽度W2在约2英寸至约18英寸的范围内，或者在约3英寸至约12英寸的范围内，或者在约4英寸至约6英寸的范围内。
[0009]加热元件100包括布置在加热元件100的相对端处的端子101A和101B。端子101是将加热元件100连接到电源或其他加热元件的导电触点。在该示例中，端子101A和101B也分别连接到加热元件100的至少一个加热元件段103。例如，端子101A连接在加热元件段103A的一端，而端子103B连接在加热元件段103F的一端。
[0010]加热元件段103可以串联连接，使得与仅具有单个加热元件段103的表面积相比，
端子101A，101B之间的电流路径增加。例如，电流路径至少是第一加热元件段103A的长度L1的六倍。通过增加端子101A，101B之间的电流路径，电源可以采用较高的电压(例如，与设备所插入的电压源相同的110V)和/或较低的电流，这可以有助于避免使用功率转换器或以其他方式降低包括加热元件100的加热设备的组件成本。
[0011]在图1和图2所示的示例中，加热元件100具有总长度L0，并且第一组最外侧的加热元件段(例如，段103A和103F)具有第一长度L1，第二组内部加热元件段(例如，段103B和103E)具有第二长度L2，第三组最内部的加热元件段(例如，段103C和103D)具有第三长度L3。在图1和图2所示的示例中，描绘了三组加热元件段，并且每组包括两个加热元件段。在其他示例中，一组加热元件段可以包括单个加热元件段，或者可以包括多于两个的加热元件段，并且加热元件100可以包括多于或少于三组的加热元件段。
[0012]每个加热元件段103的长度(例如，L1，L2或L3)大于每个加热元件段103的宽度W2。长度L1，L2，L3与宽度W2的比率可以按顺序选择以获得所需的功率输出、电流和电阻。在一些示例中，加热元件段103的宽度W2均在约0.1英寸至约6英寸的范围内，或在约1/4英寸至约1英寸的范围内。在一些示例中，宽度W2为约1/2英寸。在一些示例中，加热元件段103的长度L1
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L3可以在约2英寸至约12英寸的范围内，或者可以在约3英寸至约8英寸的范围内。在某些示例中，第一组加热元件的长度L1是第三组加热元件的长度L3的约70％至约90％。在某些示例中，第二组加热元件的长度L2是第三组加热元件的长度L3的约80％至约99％。
[0013]在图1和2所示的加热元件100中，连接加热元件段103A和103B的总线105A具有弯头或弯曲形状，以容纳这些加热元件段之间的不同长度L1，L2。连接加热元件段103E和103F的总线105E也具有弯头或弯曲形状，以在这些加热元件段之间容纳不同的长度L1，L2。总线105B，105C和105D均具有用于连接相邻的加热元件段(例如，加热元件段103B和103C，加热元件段103C和103D以及加热元件段103D和103E)的直线或线性形状。在某些示例中，端子130(例如，端子101A
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B)和总线105(例如，总线105A
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E)的形状可以变化。
[0014]总线105A
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E和端子101A，101B均包括一个或多个孔107以提供机械接触点。在某些示例中，将电绝缘的机械支撑件紧固到孔107，以将端子101和总线105保持在期望的位置。
[0015]在操作期间，可以通过将端子101A和101B电连接到电源来将电流供应到加热元件100。当电流流过加热元件100时，加热元件段103的材料开始加热并发光。通常，发光在约500到550℃(约1,000
°
F)之间的温度下开始。当加热元件段103发光时，它们产生并发射红外辐射。在一些实施例中，加热元件段103的温度在从约800℃到约900℃的范围内。在操作过程中，或约850℃。
[0016]现在参考图3，加热元件100的放大图示出了在总线105A和总线105B之间延伸的加热元件段103B。每个加热元件段103A
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F具有由多个切口111形成的重复图案109。切口111在重复图案109中彼此间隔开，并且被圆角包围。在一些示例中，重复图案109由两列切口111和嵌套的第三列切口111形成，该嵌套的第三列切口111重叠和/或布置在前两列切口之间。重复图案109可以允许加热元件100提供均匀的辐射加热。
[0017]现在参考图4，切口111具有椭圆形的形状，使得它们基本上是椭圆形或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热元件，包括：第一端子和第二端子；和一个或多个在所述第一端子和所述第二端子之间延伸的加热元件段，每个加热元件段具有以重复图案布置的多个切口，每个切口具有椭圆形或扁圆形形状；其中所述第一端子和所述第二端子以及所述一个或多个加热元件段是连续的单个片材，其中所述第一端子和所述第二端子中的至少一个包括相对于所述加热元件折叠的延伸部分。2.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个包括相对于所述加热元件折叠的延伸部分，所述加热元件单独地直立在所述折叠的延伸部分上。3.根据权利要求1所述的加热元件，包括多个加热元件段，该多个加热元件段以弧形延伸。4.根据权利要求1所述的加热元件，包括以弧形延伸的一组所述多个加热元件，该一组所述多个加热元件形成弧形或圆形。5.一种加热方法，包括：a)在空间中提供根据权利要求1所述的加热元件，和b)向所述加热元件供电以加热所述空间。6.一种加热元件，其包括：至少第一端子和第二端子；和一个或多个加热元件段，其在所述至少第一端子和第二端子之间延伸，所述一个或多个加热元件段具有电路迹线，该电路迹线包括至少第一部分和第二部分，所述至少第一部分和第二部分构造成使得当在所述至少第一端子和第二端子之间施加电压时，在所述至少第一部分和第二部分之间存在表面温度差。7.根据权利要求6所述的加热元件，其中，所述加热元件段具有三维形状。8.根据权利要求7所述的加热元件，其中，所述三维形状是半圆柱形、圆柱形和正弦形之一。9.一种具有权利要求8所述的加热元件的加热器，其中，所述加热元件具有圆柱形形状，并且所述加热元件设置在用于加热的绝缘介质中，或者所述绝缘介质位于内管和外管之间，用于加热流过所述内管的材料。10.根据权利要求6所述的加热元件，还包括布置在所述电路迹线的所述至少第一部分和第二部分之间的至少一个功率连接器或热膨胀控制紧固件位置。11.一种加热元件组件，包括：根据权利要求6所述的多个加热元件，以及至少一个跨接线，该至少一个跨接线将所述多个加热元件的所述至少第一端子连接在一起。12.根据权利要求6所述的加热元件，其中，所述电路迹线具有多个第一菱形和多个第二菱形，所述多个第一菱形被配置为其电阻小于所述多个第二菱形的电阻。13.根据权利要求6所述的加热元件，其中，所述电路迹线具有多个菱形，并且所述多个菱形的宽度在所述至少第一端子和第二端子之间连续地逐渐变窄，或者所述多个菱形中的一个或多个的宽度沿着所述电路迹线的长度而变化。14.根据权利要求6所述的加热元件，其中，所述电路迹线具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：图特科有限公司，
类型：发明
国别省市：