箔式电热元件的制作制造技术

箔式电热元件是一种采用平面箔栅结构设计并可通过化学腐蚀、机械冲制和物理镀复工艺方法制作的具有高电热转换功能的电热元件。箔式电热元件的新型结构才工艺克服了传统电阻丝绕制的丝式电热元件结构和工艺上的不足，可代替传统丝式电热元件应用于各种电热器具上。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
箔式电热元件是一种能广泛应用于电热器具领域的具有全新结构设计和采用独特工艺制作的电热转换元件，更具体地说，箔式电热元件采用平面箔栅结构，由采用将电热合金箔材经化学腐蚀、机械冲制和物理镀复电热合金任一工艺方法制备的电阻箔栅片组装制成，用以替代传统的用电热合金丝材空心螺旋或在骨架上绕制的丝式电热元件。现有的电热器具基本都是采用电流流经电热材料制成的电热元件的电阻回路以产生热量的电热转换原理工作的，因此，电热元件在很大程度上决定着电热器具整机的使用性能和寿命。传统采用电热合金丝材空心螺旋或依托骨架绕制而成的丝式电热元件，由于其结构和制作工艺的不足，存在着许多影响使用性能和寿命的缺点，主要在于由于存在螺旋直径空间及骨架，丝式电热元件一般体积较大，安装使用不便;依托骨架绕的丝式电热元件和金属管内充填绝缘物的管状丝式电热元件，工艺复杂，造价较高，容易短路，损坏无法修复;空心螺旋式丝式电热元件，使用中由于合金材料在高温下的使用强度下降严重时会导致“倒塌”毁坏或者由于螺旋螺距不均匀导致节距密处温度过高而熔断，安全可靠性差，使用寿命短;丝式电热元件允许表面负荷较小，热效率低。箔式电热元件全新的平面箔栅结构设计，旨在克服丝式电热元件综上所述的所有不足，其制作工艺采用先进的化学腐蚀技术，将根据电热元件额定电压、功率、表面负荷、结构尺寸设计的电阻箔栅片图形制版在规定材料和规定厚度的电热合金箔材上，用特制的化学腐蚀液蚀刻制备成型为电阻箔栅片，然后根据设计要求将单片或多片电阻箔栅片串联或并联制成箔式电热元件。制备电阻箔栅片也可以采用将箔材用模具机械冲制和物理镀复工艺方法。采用全新结构设计和独特工艺方法制成的箔式电热元件其优于传统丝式电热元件的特点在于箔栅结构省掉螺旋空间和骨架占用体积能使电热元件和电热器具整机体积都相应缩小，轻便省材;电阻回路中平面栅条能消除使用中产生“倒塌”毁坏，栅条间距一致可防止节距不匀引起的熔断故障，从而保证了电热元件和电热器具整机安全可靠并可延长使用寿命;平面栅条散热表面积大，能允许较大表面负荷且热效率高;结构简单，工艺简化，适于大工业标准化生产。箔式电热元件利用电阻箔栅片栅条形成的电阻回路通电发热的电热转换原理工作。电阻箔栅片根据需要可设计成任意尺寸规格的平面图形，制得的电阻箔栅片根据需要可平面或曲面装配制成裸露式，半封闭式和全封闭式的箔式电热元件。箔式电热元件的结构如附图所示附图中(1)为铠装导热层，采用金属制作，起保护与导热作用;(2)为绝缘盖层，采用耐热绝缘材料制作;(3)为电阻箔栅片，是箔式电热元件中起电热转换功能的关键部件，采用电热合金箔材制作;(4)为绝缘基底，用于支撑、固定电阻箔栅片，采用耐热绝缘材料制作;(5)为引出带，连接电阻箔栅片电阻回路与外接电源，可与箔栅同体制备引出。箔式电热元件是通过以下步骤来完成的首先根据设计要求准备一定牌号一定规格的电热合金箔材，然后根据需要选择合适的工艺方法制作出电阻箔栅片，同时根据原专利技术意图分别制作出铠装导热层、绝缘基底、绝缘盖层及引出带各部件，再根据设计型式组装制成箔式电热元件。下面结合附图再详细叙述一下。当附图中(5)引出带接上电源施加额定电压后，电流即流经附图中(3)电阻箔栅片中栅条形成的电阻回路，使电能转换成热能。当电阻箔栅片的栅条回路裸露使用时，热量主要依靠箔栅表面幅射直接传输出热量;当电阻箔栅片封闭使用时，热量需经附图中(4)绝缘基底、附图中(2)绝缘盖层、附图中(1)铠装导热层间接将热量传导输出。箔式电热元件的制作主要是电阻箔栅片的制作，一般采用化学腐蚀工艺，也可以选择机械冲制和物理镀复工艺。选择化学腐蚀工艺时采用双面光刻腐蚀，主要取决于针对不同电热合金箔材配制不同的腐蚀液，本专利技术对镍铬系电热合金箔材，采用硫酸铈溶液，配方为硫酸铈∶硝酸∶水＝1克∶1毫升∶10毫升;对铁铬铝系电热合金箔材，采用过氧化氢碱性溶液，配方为30%过氧化氢∶20%氢氧化钠＝80毫升∶6毫升;对于康铜系电热合金箔材，采用三氯化铁溶液，溶液浓度为30°波美度。若箔材厚度不同，通过调整温度、时间来保证腐蚀工艺。选择机械冲制工艺时一般按箔式电热元件允许的结构尺寸设计电阻箔栅片图形，然后据以制作模具，通过选择箔材的厚度来调整栅条回路阻值可制成同一外形尺寸不同额定功率的系列产品。因特别需要选择物理镀复工艺时一般选用等离子体溅射工艺技术。箔式电热元件的绝缘基底、绝缘盖层选用云母、耐热胶膜、电工陶瓷类耐热绝缘材料。箔式电热元件的铠装导热层用于腐蚀介质中应选用耐腐金属材料制作。权利要求1.箔式电热元件的制作其特征在于一种采用平面箔栅结构设计，可通过化学腐蚀、机械冲制和物理镀复工艺方法制作的具有高电热转换功能的电热元件。2.根据权项1所述，箔式电热元件的特征在于采用新型的平面箔栅结构设计，由箔栅组成电阻回路通电加热完成电热转换功能。3.根据权项1所述，箔式电热元件采用化学腐蚀工艺的特征在于针对不同材料配制不同化学腐蚀液镍铬系合金腐蚀液硫酸铈∶硝酸∶水＝1克∶1毫升∶10毫升铁铬铝系合金腐蚀液30%过氧化氢∶20%氢氧化钠＝80毫升∶6毫升康铜系合金腐蚀液三氯化铁溶液，波美度30°。4.根据权项1所述，箔式电热元件采用机械冲制工艺的特征在于按允许的结构尺寸设计冲模，通过选择箔材厚度以符合设计阻值制作系列产品。5.箔式电热元件的特征还在于平面箔栅可弯曲装配成曲面或筒形箔式电热元件。全文摘要箔式电热元件是一种采用平面箔栅结构设计并可通过化学腐蚀、机械冲制和物理镀覆工艺方法制作的具有高电热转换功能的电热元件。箔式电热元件的新型结构和工艺克服了传统电阻丝绕制的丝式电热元件结构和工艺上的不足，可代替传统丝式电热元件应用于各种电热器具上。文档编号H05K3/00GK1066361SQ9210246公开日1992年11月18日 申请日期1992年4月5日 优先权日1992年4月5日专利技术者刘振亚 申请人:刘振亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
箔式电热元件的制作其特征在于：一种采用平面箔栅结构设计，可通过化学腐蚀、机械冲制和物理镀复工艺方法制作的具有高电热转换功能的电热元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振亚，
申请(专利权)人：刘振亚，
类型：发明
国别省市：66[中国|海南]