电热膜部件及产品的制作方法

专利名称：电热膜部件及产品的制作方法
电热膜部件及产品
本发明领域
本发明属于新型电热材料领域，特别涉及标准化与系列化的无风机对流兼 辐射双功能电热膜部件、无风机射流电热膜部件、中空电热等温电热膜部件、 过热式水加热电热膜部件、高电压小功率电热膜部件、异形电热膜部件、超薄 型电热板电热膜部件、热超导体外电热膜部件、柔性生物频谱电热膜部件、电 热膜建材部件、热能可被循环利用的电热膜气体加热部件。 本发明
背景技术：
电热膜是一种面电热材料，分为无机电热膜和有机电热膜两大类，其中无 机电热膜分为金属电热膜和金属氧化物电热膜两类，金属电热膜主要通过印刷 法制取，金属氧化物电热膜主要通过热解法或真空溅射法制作；有机电热膜主 要通过将超细碳粉或碳纤维合成在塑料或纸浆中制作成膜材料获得；热解法系 通过乙醇为溶剂的含水四氯化锡溶液热解在基材上获得氧化锡电热膜材料，真 空溅射法系通过金属氧化物在高电压场中的真空溅射工艺镀制在基材上获得电 热膜材料；各种电热膜材料都有其个性优点，充份展现其个性优点能研发出节 能和安全创新特色的电热产品；电热膜材料的发展与应用至今经历了三个阶段， 第一阶段为氧化锡无机电热膜共体产品，于50年代起源于美国，以电热膜共体 形式开发成产品，例电热防雾视窗玻璃、电加热器皿……，由于电热膜共体结 构无法标准化，特别是导电胶粘结的电极易脱落、电热膜在局部干烧时电阻必 增大、与电热膜构成的共体无机基体材料易急变碎裂而导致漏电等难克服的弊 病导致至今没能形成电热膜共体实用产品的产业化，陷入电热膜共体产品研发 的生产商几乎均无善终；第二阶段为氧化锡电热膜元件，于1988年起源于中国 的88100015.9发明专利，出台了石头纸与瓷管两类标准化、系列化元件，分别 被命名为DY元件、DC元件，统一称为DZR元件，DZR元件专利发明人发现、
定义及公布了电热膜的重要物理量微球浓度，值、相应的面阻定理及面电热元 件功率计算定理並被增补进了作为院校补充教材的《新编电热器具大全》，促成
了氧化锡电热膜元件产品的多方位研发和产业化，但由于大批改头换面的氧化
6锡电热膜元件专利相继出台搅乱了氧化锡电热膜元件专利市场，造成了社会对
应用氧化锡电热膜元件研发生产产品的混乱，例92101500. 3号专利以在配方中 加进四氯化铅和王水及200510007265号专利以在配方中加进苛性钾(强碱)为 新颖性，误导第三方在应用该技术后引起生产设备严重腐蚀，特别是导致相应 用户遭受到了铅毒危害引起了国际性禁止使用含铅电热材料的规定与标准出 台；又例92113940. 3号专利以能在真空中完成电热膜氧化反应和能在大大低于 居里点温度工艺中完成热分解工艺生成氧化锡电热膜为新颖性，误导用户研发 生产氧化锡电热膜元件产品陷入劳而无功而劳命伤财；再例98124724. 5号专利 以将88100015.9发明专利的工艺温度550度提高到800度及放弃基材的清洗工 艺为新颖性，误导同行采用乙醇为溶剂的四氯化锡溶液喷入反应炉遇到明火尚 来不及热解生成电热膜就立即燃爆，即使同行实际采用88100015. 9发明专利的 工艺温度550度也因98124724. 5号专利主张放弃清洗工艺而会误导氧化锡电热 膜与元件基材结合力差而縮减电热膜元件的阻值稳定性或降低使用寿命造成丧 失实用性；还见有99107995.7号专利和96117069.7号氧化锡电热膜专利，其 若剥离开与88100015. 9发明专利的相同专利工艺和乙醇为溶剂的四氯化锡溶液 等相同专利内容，则这些专利根本无法实施；显见只有避开电热膜元件制造专 利技术误区才有希望理顺电热膜材料及技术的发展与应用市场，电热膜材料及 技术的发展与应用的第三阶段即电热膜部件阶段由此相应出台；电热膜部件不 仅可避开真假电热膜元件之争和适用利用各种电热膜材料规范参数相应实现标 准化、系列化应用，而且方便用户对号入座采用符合价值功能的电热膜部件少 走弯路提高新产品研发成功率，还可方便提高电热膜应用产品的热效率、安全 或原生态环保性能；虽然电热膜部件迄今尚未完善成为系列化、标准化产品，
但已见有单一功能的电热膜部件相继出台，尽管其电热性能或结构尚存在不足
但已显示出进步潜力，例00201709.1 "无音电子射流热部件"，能无需风机自然 喷出电热风将热效提高二倍以上，"无音电子射流热部件"的不足是其中的电热 膜石头纸元件的平均功率限在0.7w/平方厘米以下，否则该射流热部件中心会热 源过温出现明火引起功率严重衰减或造成事故，其平均功率的局限性限制了大 功率射流电热产品的轻型化发展，00201709.1电热膜射流热部件专利的另一弊 病是成组电热膜石头纸元件处在串联结构中工作，若其中一片电热膜元件损坏，则整只"无音电子射流热部件"必停止电热工作影响寿命稳定性;又例00258742.4 "电热水棒"属于一种水加热电热膜部件，可用于串联增加水温、并联增加水 量叠加组合成各种轻巧的过水直热的大功率电热水器或电热锅炉，优点是热效 率高、组合产品的工艺结构简化、安全、成本低，其弊病是采用的瓷管电热膜 元件的电极接合的固定工艺难度大；作为能标准化、系列化的电热膜部件，应 能适应快速安装工艺特点的流水组装的要求才更具有实用性和创造力。 本

发明内容
本发明公开了可标准化、系列化及可流水作业快速组装生产与方便叠加组 合成大功率的电热膜部件的结构、方法和产品，主要涉及无需风机自然静音喷 出电热风的大功率无明火射流电热膜部件、无需风机能自然产生对流热兼有辐 射热的双功能电热膜部件、中空电热等温体电热膜部件、过水即热的水加热电 热膜部件、高电压小功率电热膜部件、异形电热膜部件、超薄型电热板电热膜 部件、热超导体外电热膜部件、柔性生物频谱电热膜部件、电热建材电热膜部 件、热能可被循环利用的气体脱水电热膜加热部件；本发明内容为 一种电热 膜部件及产品，由电热膜元件、绝缘层、保护层、温控装置、导热体、电源接 口组成，所涉电热膜元件在电热膜材料的二侧制上一对平行的电极或电热膜材 料的二侧和二侧之内制有多条平行的电极组成，所涉电热膜材料的微球浓度, 值至少大于20，最符合价值功能的微球浓度,值为60至120范国，最大微球 浓度,值可达2000，微球浓度,值的计标方法为,二4840Xp(功率)Xctg a (电场角的余切)+lf(额定电压的平方)，微球浓度，值与电热膜部件的寿命 和功率稳定性成正线性关系，微球浓度，值还与电热频谱及元件温度有对应关 系，即同种同平均功率的电热膜元件的,值不同则元件温度及电热频谱不同； 本发明所涉的电热膜元件根据价值功能选用各种电热膜材料制成，包括热喷塗 或浸析上氧化锡膜的石头纸或瓷介质、含碳聚四氟乙烯、碳纤维膜、阻燃的碳 纤维纸、含沥青的塑膜或阻燃纸、印刷上金属电热膜回路的膜片、金属电热箔 回路、瓷介质电热膜管、玻璃或石英电热膜管；本发明所涉的无需风机自然静 音喷出电热风的射流电热膜部件，射流电热口面积和功率可任意大设定，由一 组两两夹紧片电热膜部件的形状相同的导热层扁铝管组成紧密结合的共体，所 涉的电热膜元件的形状和功率均相同，电热工作时扁铝管射流出风口向上，电热膜元件采用电热膜石头纸或金属电热膜，最佳电热膜元件采用双面或双层电 热膜石头纸，双面电热膜石头纸元件轻薄少占体积、成本低，由于电热膜双面
面积较单面石头纸元件扩大了一倍，其一面平均功率仍限在0.7w/平方厘米以下 时，双面平均功率可扩大到1.4w/平方厘米以下，该电热膜部件因此总功率有扩 大一倍的余地，显见可实现无明火大功率射流电热产品的轻型化发展，其绝缘 层采用人工晶体石头纸或合成云母纸，保护层与导热体为扁铝管，在固定工作 环境中，温控可采取自然平衡法，即以设定的平均功率和设定高度的扁铝管使 在固定工作环境中电热与射流热速度达成在设定温度时的热平衡，在不可固定 的工作环境中，温控采用双金属片限温器，限温器紧贴在扁铝管上，当电热膜 部件将超过限定的最高温度时，限温器切断电源，当电热膜部件将低于限定的 最低温度时限温器恢复接通电源，射流电热部件中平行的电热膜元件均处在並 联状态通电工作，如果局部片电热膜部件万一损坏，不影响其它并联状态的片 电热膜部件工作而中断射流电热部件使用，可在后在捡修时方便更换损坏的局 部片电热膜部件，射流电热膜部件电加热空气的热效率较远红外电热或较电热 膜鼓风加热方式可提高三倍左右，为电采暖或电热工艺带来了换代前景；本发 明所涉的能自然产生对流热兼有辐射热的双功能电热膜部件，中间为射流电热 膜部件，部件两外侧贴紧有带有散热片的保护铝片，电热膜元件釆用电热膜石 头纸或金属电热膜，最佳电热膜元件釆用双面或双层电热膜石头纸，绝缘层釆 用人工晶体石头纸或合成云母纸，温控采用双金属片限温器，限温器可紧贴在 带有散热片的保护铝片上，当双功能电热膜部件将超过限设定的最高温度时， 限温器切断电源，当双功能电热膜部件将低于限设定的最低温度时限温器恢复 接通电源，双功能电热膜部件可特別应用于开关柜、控制柜、纺织或生物线材 料局部动态热老化环境；本发明所涉的中空电热等温体电热膜部件简称中空电 热等温体，由一组两两夹紧片电热膜部件的导热层扁铝管组成紧密结合的传热 共体置于圆筒体中组成，被组合用的扁铝管中间二片宽、二侧扁铝管逐一窄， 其规律为电热膜共体中所有的扁铝管的外侧棱均与圆筒体的内壁相切相交，电 热膜元件采用电热膜石头纸或含碳聚四氟乙烯或碳纤维膜，绝缘层采用超薄的 聚四氟乙烯膜或其它超薄的耐温塑膜，温控装置或控温传感器内置于圆筒体的 内壁上，中空电热等温体的用途是可内置足够量的氢化金属粉末即固氢局部微调温度使在130度左右恒等温环境中控制热解析出氢气的速度与量，也可逆向 压入氢气保持工艺压力并使电热膜元件同步电热工作形成170度左右的等温热 环境使氢与金属粉末反应生成氢化金属粉末，这种可反复放氢充氢的中空电热 等温体成为一种高效固氢贮筒可突破氢能源应用物流瓶颈；本发明所涉的过水 即热的水加热电热膜部件又称为电热水棒，由固定在导热铜棒上、外圆面与保 护金属管之间满充有导热性好的绝缘层的瓷管电热膜元件组成的电热膜管部件 內置在双层迷宫水通道的壳体中组成，电热膜元件采用刚玉瓷管为介质，电热 膜管元件一端或电热膜管元件一端的管内侧对称开有一对燕尾槽凹孔道，燕尾 槽凹孔道内可牢牢插入与外接电源接合用的相应形状的金属电极片，燕尾槽凹 孔道内涂布有经热固化的银导电胶，银导电胶与涂银电极相连接，管内燕尾槽 凹孔道中的银导电胶可翻塗过瓷管的端头与瓷管电热膜元件管外圆面上电热膜 侧的塗银电极相连接，瓷管电热膜元件管外圆面上的电热膜上对称有一对平行 的爬电距离，将电热膜平行均分形成回路，使电热膜元件的两极处于瓷管同一 头相邻，绝缘层釆用氧化镁粉或其它不导电的氧化物粉，保护层为铝或改性尼 龙的圆外壳体，其与电热膜管部件间置有一个内外均有二条或四条等距离隔筋 的专用导水铝环管使其内外形成循进相通的两层各二通或四通道的迷宫区，流 水在内迷宫循进吸收电热，来不及被内迷宫循进水吸收的电热传导到外迷宫均 可被先流经过外迷宫的循进流动冷水吸收后复送进内迷宫，导热体为与电热膜 管部件内壁相连体的导热铜棒，能将瓷管电热膜元件向内传导的电热迅速传导 到电热膜管部件下端送入流水，因此其电加热水的综合热效率可接近100%，双 金属片温控保护元件串接在电热膜管元件内腔的导热铜棒前空间，如果电热水 棒内流水中断，电热膜管元件内及导热铜棒即先发生过温，使温控保护元件断 开电源，电热水棒内流水恢复时带走过温，温控保护元件恢复通电，这种低成 本、高热效、标准化、系列化特别是方便接插式组装电热膜管元件的电热水棒 可串接增加水温、并接增加水量而叠加组合成任意大流量、水温及功率的轻巧 型电热水器或电热锅炉；本发明所涉的过水即热的水加热电热膜部件也可以采 用扁铝管结构简称电热水板机芯，其由两片片电热膜部件贴紧在内有定向循进 水管道的扁铝管上下面上组成，所涉内有定向循进水管道的扁铝管内有薄铝筋 均匀隔开的多排平行的截面相同的方形管道，扁铝管的两端用铝片焊接封没，各条方形管道头尾相通使循进水定向流动，两片片电热膜部件并联工作，连接 电热膜元件电极的一对导线隐置在扁铝管中间的一个不流经水的方形管道中实 现水电分离，电热膜元件采用双面电热膜石头纸元件或金属电热膜元件，绝缘 层采用人工晶体石头纸或合成云母纸，导热体为扁铝管，保护层为两张铝片分 别压盖在片电热膜部件外与扁铝管边缘焊接封没片电热膜部件使密封不透水， 采用扁铝管结构的电热水机芯置于箱体结构的热水器内时，其上层片电热膜部 件可在冬天预热蓄冷水至室温时停止工作，预热至室温的温水与室温环境没有 热势能差而不会产生泄热浪费电，需使用热水时两片片电热膜部件同时工作， 可在冬季实现与夏天同样的快速出热水，这种结构的热水器利用时差加热法可
适合中国普及20安培电表的家庭获得相当于40安培的节电型电热水器快热水 功能的效能；本发明所涉的高电压小功率电热膜部件，电热膜元件采用瓷管为 介质，其结构与电热水棒中的电热膜管部件相似，所涉瓷管电热膜元件短，瓷 管电热膜元件管外圆面上的氧化锡电热膜被四条平行的爬电距离隔成四条均匀 同宽的电热膜回路使其电场角的余切ctga值增大，相应使小功率的电热膜元件 在市电压工作时有微球浓度,值增大到至少20以上的可能而实现高电压小功 率电热膜部件拥有实用性，绝缘层采用氧化镁扮，保护层为铝圆外壳体，导热 体为铝圆外壳体及与铝圆外壳体相连体的导热铜棒，这种高电压小功率电热膜 部件由于瓷管电热膜元件管内的热能被置于瓷管内腔的导热铜棒及时导至铝圆 外壳体上可共同及时再传导到加热器上，电热膜部件不会产生过温，因此拥有 寿命和功率稳定保障；高电压小功率电热膜部件还可使用窄长的有机电热膜带 绕在一面是瓷平面、另一面在瓷平面上连体生有平行瓷柱的凹形瓷件中的瓷柱 上制成，有机电热膜带封闭在凹形瓷件内使小功率电热膜部件自然拥有绝缘功 能，其瓷平面成为导热层，温控因功率小能在固定工作环境中自然平衡至设定 温度，显见有机电热膜带越窄，则其电场角的余切ctga值越大，有机电热膜选 用的微球浓度-值则可增大到40以上而实现这种高电压小功率电热膜部件更 拥有功率稳定性，高电压小功率电热膜部件可以电流稳定的优势取代国际规定 已禁用的含铅PTC广泛应用于小面积的传导型电加热或特定用途或小环境电加 热，例采用市电的喷香器或驱蚊器；本发明所涉的异形电热膜部件，其结构与 电热水棒中的电热膜管部件相似，电热膜元件采用刚玉瓷管为介质，兼作保护层的导热体为带圆柱孔的异形铝件，圆柱孔内一端连体一个凸形铝导热棒，其 粗端与异形铝件合为一体，其细端刚好插入刚玉瓷管电热膜元件的绝缘内腔， 绝缘层为氧化镁粉塞满在瓷管元件与异形铝件的圆柱孔壁之间，导热体异形铝
件上有一个可全贴紧加热件的平面、弧面、凸面等异形规则面；导热体也可以 是带散热翅片的铝管，异形电热膜部件还可以是二支异形电热膜部件的连体结 构，其凸形铝导热棒二端均连体有细导热棒可分別插入二个瓷管电热膜元件的 内孔，中间的粗导热棒接受双向传导电热，异形电热膜部件的温度控制器贴在 或嵌入异形铝件上，异形电热膜部件可机械法叠加成更大功率的电热组合件， 分别安全与高热效应用于传导热、辐射热或对流热电热装备中；本发明所涉的 超薄型电热板电热膜部件，由一对薄金属片内夹紧三片绝缘片两两夹紧对应于 不同电源电压的片电热膜元件组成，所有的绝缘片与片电热膜元件之间有足够 的爬电距离，两片电热膜元件各自可接入独立的专用插座，这种双电源结构的 超薄型电热板电热膜部件特别适用于制造车居两用电热产品，例车居两用电热 饭盒或熨斗；本发明所涉的热超导体外电热膜部件，电热膜元件采用哈夫瓷管 为介质，其外圆面上置有氧化锡电热膜，其绝缘的内圆面哈夫贴紧在导热管的 端头再经绝缘和绝热保护包装使电热膜元件与导热管成共体结构，导热管采用 铜管中填充有过氧化物热超导介质和无机中空纤维管后抽真空封闭工作具有较 白银管大1000倍导热速度的传热能力，还具有从上向下的传热能力，电热能迅 速通过导热管的另一端上置有的紧密焊接的散热翅片进入需高度防火防爆的热 工艺环境或将电热远距离输送进热工艺环境，热工艺环境温度通过设在热工艺 环境中的传感器智能化控制；本发明所涉的柔性生物频谱电热膜部件，电热膜 元件采用柔性含碳聚四氟乙烯电热膜或柔性含碳纤维的塑料电热膜或柔性含碳 牛皮纸电热膜或柔性含沥青阻燃纸电热膜，柔性生物频谱电热膜部件主要有三 种结构，第一种为串并联矩形单联片元件组合成的大功率电热膜部件，电极平 行位于电热膜的二侧，适用于制造组合部件面对额定电源的电热产品例电热膜 建材，第二种为双连片元件，用于制造组合部件可同时适用二种额定电源的电 热产品例车用电瓶与锂电池两用电热服饰，其三条平行电极位于电热膜的二侧 及二侧之间，第一条和第二条电极的距离与第一条和第三条电极的距离之比等 于两种额定电源的电压之比，例既能使用7.2V锂电池又能使用汽車12V电瓶电的电暖服的柔性生物频谱电热膜元件的相应极距比为1比1.67，第三种为多联 片，拥有四条以上的平行电极，适用于贴合在需开孔的加热对象上，所涉开孔 限处在相邻的二条平行电极之间，多联片电热膜部件可在被开孔或多处开孔的 前提下尽量保证电热膜电热均匀工作，柔性生物频谱电热膜部件的绝缘保护层 采用柔性压敏塑膜，在固定工作环境中，温控可采取自然平衡法，即以设定的 平均功率使在固定工作环境中电热与大面积散热达成设定温度时的热平衡，在 固定工作环境中，温控采用限温器，柔性生物频谱电热膜部件的导热层和保护 层可利用柔性压敏塑膜同步实现，柔性压敏塑膜外也可按用途加置艺术化的保 护层，柔性生物频谱电热膜部件可特别应用于电热服饰、理疗医疗医用器械产 品、野外装备防冻、计算机芯片阻止过低温失去记忆用加热等领域；本发明所 涉的热能可被循环利用的气体脱水电热膜加热器，由射流电热部件组成的射流 电热送风器、带余热回收装置的转盘式空气脱水器组成，所涉射流电热送风器 由一排射流电热部件平行置于一个箱体的下部，空气只能畅通从下向上经过一 排射流电热部件进入箱体的上部经上侧面唯一的抽风机导向吸出，射流电热部 件中平行的电热膜元件均处在并联状态通电工作，所有的射流电热部件也均并 联工作，其中转盘式空气脱水器由填充进硅藻土或吸湿树脂的瓦楞纸盘旋转工 作使3/4左右圆盘面吸收掉通过空气中的水，1/4左右圆盘面逆向通过射流电热 高温空气使瓦楞纸盘中的吸水沸腾成蒸气脱出，水蒸气中的热能被换能器吸出 送回射流电热送风器预热空气交换器中而使热能被循环利用，其中换能器的热 交换器中排列有多排致密的带散热片的互通的导热管可瞬间将热能吸送到空气 预热交换器中，所涉导热管中填充进过氧化物热超导介质和无机中空纤维管后 抽真空封闭工作，导热铜管上充份置有平行的吸热翅片，热能可被循环利用的 气体脱水电热膜加热器可将储库或干燥库中的含水空气吸出充份脱水后送回储 库或干燥库中实现不必翻仓的常温除湿干燥，其面向不损伤生命的种子干燥或 不损伤低分子营养的绿色干燥带来了革命前景。 本发明优点
本发明优点为l，电热膜部件可为开创节能和环保的原生态电热产品快速发 展换代不节能和消耗氧的常规电热产品前景提供积极机遇；2,辩证地根据电热产 品的创新需要对号入座提供符合价值功能的电热膜部件，使电热产品的创新或
13技改工作能避开复杂途径简单化实现；3，促成电热膜部件材料化，使能标准化、 系列化、普及化、低成本化与应用市场接轨；4，消除电热膜技术误区，避开电热 膜技术真假争议，为陷入电热膜产品研发困境的用户摆脱困境提供了机会，促 成电热膜部件用户就使用电热膜材料或电热膜元件技术均能从公知技术起步线 开始公平地介入；5，拉动各类电热膜材料或电热膜元件制造厂获得积极发展机 遇；6，电热膜部件的出台促成节电降耗理念从量的追求升级到质的追求，即使 用电热膜部件的电加热器或装备，不仅可取得非常规的节电优势，而且可辩证 选用对应微球浓度-值的电热膜部件获得所需的"集波"的频谱电热使热加工 对象获得提质而增值，例射流电热干燥种子，不仅节电、而且不焦糊不损伤种 子生命而可提高种子发芽率及阻止种子的劣化、退化。 附图及补充说明-


图1为无需风机自然静音喷出电热风的小体积、大功率射流电热膜部件的局 剖结构示意图；也是摘要附图2为片电热膜部件的结构示意图3为使用市电源的氧化锡电热膜元件的结构示意图4为使用低压电源的氧化锡电热膜元件的结构示意图5为使用市电源的氧化锡瓷管电热膜元件的结构示意图6为使用低压电源的氧化锡瓷管电热膜元件的结构示意图7为使用氧化锡单瓷管电热膜部件的结构示意图8为使用氧化锡双瓷管电热膜部件的结构示意图9为带散热翅片的氧化锡双瓷管电热膜部件的结构示意图10为带散热翅片的氧化锡双瓷管电热膜部件的截面补充结构示意图11为带散热翅片的双瓷管电热膜部件的组合使用结构及电路示意图12为以平面传导电热的异型氧化锡瓷管电热膜部件的结构示意图13为以圆凹面传导电热的异型氧化锡瓷管电热膜部件的结构示意图14为使用多个氧化锡瓷管电热膜部件的电热模板结构示意图15为用多个平面传导电热的异型瓷管电热膜部件的加热结构示意图16为使用多个圆凹面异型电热膜管部件组合连接结构示意图n为使用多个圆凹面异型电热膜管部件组合加热结构示意图；图18为金属回路电热膜元件的结构示意图
图19为对流热兼有辐射热的双功能电热膜部件的结构示意图，
图20为中空电热等温体结构示意图21为中空电热等温体中的电热膜部件结构示意图22为图20的A-A剖面结构示意图23为图20的K向结构示意图24为过水即热的电热水棒机芯结构示意图25为电热水棒机芯的横截剖面结构示意图26为过水即热的电热水板机芯结构示意图27为电热水板机芯的横截剖面结构示意图28为电热水板机芯的补充说明结构示意图29为高电压小功率电热膜管部件的结构示意图30为高电压小功率电热膜管元件的电热膜结构展开示意图31为高电压小功率电热膜带部件的结构示意图32为高电压小功率电热膜带部件的补充结构示意图33为热超导体外电热膜部件结构示意图34为哈夫瓷管电热膜部件的结构示意图35为哈夫瓷管电热膜部件的B-B向补充结构示意图36为柔性生物频谱单连片电热膜部件结构示意图37为柔性生物频谱多连片电热膜部件结构示意图38为柔性生物频谱双连片电热膜部件应用结构示意图39为应用双电源的电热服的柔性生物频谱电热膜部件结构示意图40为应用双电源的电热服饰的柔性生物频谱电热膜部件结构示意图;
图41为柔性生物频谱大功率电热膜部件结构示意图42为柔性生物频谱小功率电热膜部件结构示意图43为柔性生物频谱电热膜部件流体电加热管结构示意图44为超薄型双电热源电热板的电热膜部件结构示意图45为超薄型双电热源电热板的剖面结构示意图46为热能可被循环利用的气体脱水电热膜加热器结构示意图；图47为射流电热送风器结构示意l为片电热膜部件，2为扁铝管，3为绝缘片，4为电热膜，5为塗银电极， 6、 7为一对金属电极引出片，8为爬电距离或绝缘基材石头纸、瓷管、瓷片，9 为铝隔筋片，IO为扁铝管中空通道，ll为电线，12为带燕尾角的金属电极片， 13为凹型燕尾槽，14为电热膜管元件，15为导热铜管或导热铝管或异型导热管 体，16为导热铜棒或导热铝棒，17为绝缘层，18为封口材料，可以是瓷环或复 合硅胶，19为双金属限温器，20为散热翅片，21为机械固定用圆通孔，处在导 热铜管或导热铝管16的中心区，22为连接金属杆，23为导热工作面，24为电 加热对象，25为柔性连接金属链，26为金属片，27为金属圆桶壳体，28为金 属圆桶桶盖，29为旋接螺纹，30为桶盖法兰，31为桶盖法兰中心通气孔，32 为金属隔网，33为储气室，34为定位瓷环，35为电极夹卡，36为中间有凹孔 的瓷珠，37为与电极夹卡相连的螺杆电极，双点划线38表示绝缘粉层17的限 位线，其位于扁铝管孔内约3毫米左右，39为铝铆杆，40表示扁铝管2与园桶 壳27内壁的相切交线，41为尚可以利用的空间，42为电热水棒圆壳体，43为 导水铝环管，44为导水铝环管43的外隔筋，45为导水铝环管43的内隔筋，46 为出水管管壁，47为出水管管道，48为与电热水棒圆壳体42连体的加固法兰， 49为进水管管壁，50为进水管管道，51为电热水棒圆壳体42的帽盖，52为隔 筋端头的豁口使流水拐弯，53为不锈钢垫圈，其压在硅橡胶垫圈54上后又被帽 盖51压固定，55为固定和保护电源线11的橡胶套管，56为电热膜管元件14 的连体导热铜棒16端头的出水凹槽，其紧挨着出水管46，用"〇"及"@"补 充标记的57、 58分别表示水流向的流水管道，59为导水孔，60为不流水的导 线安装孔边，61为与凹型瓷块8连体的瓷柱或瓷环或瓷壁，62为进出电热膜带 4的通孔，63为哈夫电热膜管元件，64为夹紧哈夫电热膜管元件的金属卡，其 与哈夫电热膜管元件两端的银导电极良接触，65为哈夫线，66为导热管67端 头的抽真空封合件，68为热环境室，69为方型开孔，70表示凸件，71表示汽 車电瓶电源，72表示电池电源，73表示开关或一对插头插座，74为射流电热送 风器，75为填充进硅藻土或吸湿树脂的瓦楞纸盘，76为气泵，77为瓦楞纸盘对 应风道管中的隔风片，77将通过瓦楞纸盘的空气隔成3/4区间与1/4区间二部分， 78为通风管道，79为换能器，80为排水管，81为传动带，82为传动电机，83为常温空气入口， 84为无水空气，85为干燥库，86为射流电热送风器箱式外壳， 87为定位射流电热部件的隔热瓷块，88为气体过滤网，89为高温气体室，90
为抽送风机；电热膜部件的节电原理为图1给出的射流电热部件中的片电热 膜元件1工作时，处在扁铝管中空通道10中的空气不断接受电热膜片元件1的 辐射热产生不断的热膨胀向上运动形成射流热加速度，在扁铝管中空通道10的 上方形成每秒0.7米左右速度的高温空气流，显见射流电热部件不仅无需风机就 能自然产生电热风，而且射流电热部件体内不会积蓄热能产生普通电热部件那 样的过温热源，由于扁铝管中空通道10中的空气温度是逐渐升温的，最高温度 的热空气形成在射流热部件的体外上方空间，因此射流电热部件不发生过温热 源内耗而热效率特高；图19给出的对流热兼有辐射热的双功能电热膜部件，电 热能不仅被迅速形成射流热风喷出射流电热部件体外，传导向两侧的电热又可 通过散热翅片20辐射向侧面，显见其在封闭的热环境中较图1给出的射流电热 部件更易节电形或密林级升温效果；本发明所公开的柔性电热部件或超薄型电 热板电热部件自身体积轻薄、热容量小及热惯性小， 一是较常规笨重的电热板 节省了电热部件自身消耗电热的用电，二是可提供更多的采用传导热的结构和 扩大传导电热面积的结构，符合热效率与传导热面积F成正比的规律，三是采 用片电热膜元件时有选择微球浓度,值的机会使不同的电加热用途的电热膜 部件的频谱接近加热对象的分子直径而实现有的放矢的"集波"电加热工艺， 常规电热材料的电热频谱是混波，混波中的各种频谱的差别大达1000微米以上， 其中只有接近加热对象的分子直径的频谱起无损伤电热功能，远离加热对象的 分子直径的频谱没有作用或起损伤作用，根据能量守恒规律，电能转换成"集 波"于有用频谱的比份越大，则伴生的无用或有害频谱就越少，能效就越高， 这好比将二支敌对的军队合成一支团结的军队，战斗力将因此提高二倍或二倍 以上，例常规频谱治疗仪的频谱，只有少部份的频谱接近人体细胞的直径9微 米，大部份远离9微米的频谱没有理疗作用或成为对人体产生损伤的隐患，虽 然增加滤波器可以滤去远离9微米的频谱，但成本增大且不节能，采用直接产 生接近9微米频谱的柔性电热部件，不仅成本低，而且可用传导电热取代辐射 电热结构，根据热作用力与热源距离的四次方成反比的规律，显见用直接产生 接近9微米"集波"频谱的柔性电热部件的传导电热频谱治疗仪取代辐射热常规频谱治疗仪的用电比可縮小20倍以上……；水加热机芯电热膜部件由图24、 图25给出的过水即热的电热水棒电热膜部件一是水吸收电热的流程长，二是电 热膜管元件向管内传导的电热被导热铜棒16传给了流经内迷宫下端的水中，三 是电热膜管元件向管外传导的电热被流经外迷宫的水吸收成为预热水送回内迷 宫因此电加热水的综合热效率远超过常规过水热电热水器；采用该结构的仅 90W功率的液化气增温增压器安装在零下22度环境中的公共汽车上因热效高可 顺利瞬间发动液化气发动机；图26、图27、图28给出的过水即热的电热水板 机芯电热膜部件一是水吸收电热的流程更长，二是置放在箱式电热水器中时， 其上层片电热膜部件可在冬天先独立工作预热蓄冷水至相当于夏季地下水水温 的室温时停止工作，预热至室温的温水与室温环境因没有热势能差而不会产生 泄热浪费电，使用热水时两片片电热膜部件同时工作，可在冬季实现与夏天同 样的快速出热水，这种结构的热水器利用"时差加热法"不仅节电，而且可适 合中国普及20安培电表的家庭获得相当于40安培的节电型电热水器功效使普 及；图43给出的柔性生物频谱流体电加热管电热膜部件，以"集波"频谱原理 在美国BECKMAN公司生产的排放柴油废气分析仪上取代电热丝结构使尾气通 过不锈钢采样管时，仅以69W功率就达到原600W功率的热效应；图33给出的 热超导体外电热膜部件，哈夫电热膜管部件63与导热管66组成的共体结构使 电热传导到导热管66上瞬间导热至导热管66的另一端经散热翅片辐射进加热 工艺环境68内，显见对特殊安全工艺的加热环境的密林级速热拥有节电高效优 势，图47给出的射流电热送风器，高温气体室89内的射流电热空气被抽送风 机90抽经图46给出的除湿盘75使除湿盘75中的水升温成蒸汽排出，蒸汽在 换能器79中被导热管组67抽出热能而降温成水，导热管组67抽出的热能被送 进射流电热送风器74的前置换能器79中预热进入射流电热送风器74中的常温 空气83，这种电热可循环利用的气体脱水电热膜加热器可节电90%左右，图47 给出的射流电热送风器还可作为硫化震动干燥机或中央空调的空气加热器而获 得节电70%左右的高效能应用；本发明所述的异型电热膜部件或高电压小功率 部件，显见可以以与被加热体的最佳传导加热方式或充份体现价值功能的加热 方式达到节电目的……；电热膜部件的提质工作原理为 一是电热膜元件有选 择微球浓度，值的机会使不同的电加热用途的电热膜部件的频谱接近加热对象的分子直径而实现有的放矢的"集波"电加热工艺，有害频谱的减少或有害 频谱的不产生显见可减少或消除对加热对象的损伤而使热加工对象提高或保持 绿色品质从而增值，例用射流电热部件取代远红外电热部件干燥花粉或烤烟， 花粉中的氨基酸、活性酶的成活率可提高五到十倍，烤烟的转色成品率可提高 到二倍以上，混烟等级提高三个级品……；电热膜部件的提质工作原理二是图
46给出的"热能可被循环利用的气体脱水电热膜加热器"实现了将干燥库中的 含水空气抽出使脱水后送回干燥库中的常温干燥法，这种人为模拟大自然干燥
的技术有绝对的绿色干燥效果；电热膜部件的降耗原理为 一是超薄型电热膜 部件及异型电热膜部件的应用简化或免去了复杂的绝缘或传热或温控辅助结 构，使相关电热产品轻巧化；电热膜部件的降耗原理二是射流电热膜部件及对 流热兼有辐射热的双功能电热膜部件取代对流热方式改革掉了风机，显见縮小 了相关产品的体积和减少了解决风机堵转等售后维修费用；电热膜部件的降耗 原理三是标准化、系列化、可组合叠加的电热水机芯使电热水产品结构简化、 成本降低；电热膜部件的降耗原理四是电热膜产品的设计或电热产品的技改因 方便对号入座选用电热膜部件而降低了研发成本或可避开盲目研发风险。 本发明实施方式
本发明实施方式为"电热膜部件及产品"，根据选用的电热膜材料主要是氧 化物半导体电热膜，实施方式也可为"电子电热部件及产品"或"微电热部件 及产品"，从形状不同但功能与结构相同的电热膜部件角度，本发明实施方式也 可分别为"大功率射流电热膜部件"、"兼有辐射热的射流电热膜部件"、"中空 电热等温体电热膜部件"、"过水即热的水加热电热膜部件"、"高电压小功率电 热膜部件"、"异形电热膜部件"、"超薄型电热板电热膜部件"、"热超导体外电 热膜部件"、"柔性生物频谱电热膜部件"、"电热建材电热膜部件"、"热能可被 循环利用的气体脱水电热膜加热部件"。
19
权利要求
1，一种电热膜部件及产品，其特征是由电热膜元件、绝缘层、保护层、温控装置、导热体、电源接口组成，所涉电热膜元件在电热膜材料的二侧制上一对平行的电极或电热膜材料的二侧和二侧之内制有多条平行的电极组成，所涉电热膜材料的微球浓度 id="icf0001" file="A2008100080420002C1.tif" wi="3" he="4" top= "59" left = "78" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>值至少大于20，电热膜元件优选各种电热膜材料，包括热喷涂或浸析上氧化锡膜的石头纸或瓷介质、含碳聚四氟乙烯、碳纤维膜、阻燃的碳纤维纸、含沥青的塑膜或阻燃纸、印刷上金属电热膜回路的膜片、金属电热箔回路、瓷介质电热膜管、玻璃或石英电热膜管。
2，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"无需风机自然静 音喷出电热风的射流电热膜部件"，其特征是由一组两两夹紧片电热膜部件的 形状相同的导热层扁铝管组成紧密结合的共体，所涉的电热膜元件的形状和功 率均相同，电热工作时扁铝管射流出风口向上，电热膜元件采用双面或双层电 热膜石头纸，绝缘层采用人工晶体石头纸或合成云母纸，保护层与导热体为扁 铝管，在固定工作环境中，温控可采取自然平衡法，在不可固定的工作环境中， 温控采用双金属片限温器，限温器紧贴在扁铝管上。
3，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"能自然产生对流 热兼有辐射热的双功能电热膜部件"，其特征是中间为射流电热膜部件，部件 两外侧贴紧有带有散热片的保护铝片，温控采用双金属片限温器，限温器可紧 贴在带有散热片的保护铝片上。
4，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"中空电热等温电 热膜部件"，其特征是由一组两两夹紧片电热膜部件的导热层扁铝管组成紧密 结合的传热共体置于圆筒体中组成，被组合用的扁铝管中间二片宽、二侧扁铝 管逐一窄，电热膜共体中所有的扁铝管的外侧棱均与圆筒体的内壁相切相交， 电热膜元件采用电热膜石头纸或含碳聚四氟乙烯或碳纤维膜，绝缘层采用超薄 的聚四氟乙烯膜或其它超薄的耐温塑膜，温控装置或控温传感器内置于圆筒体 的内壁上。
5，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"过水即热的水加 热电热膜部件"，其特征是由固定在导热铜棒上、外圆面与保护金属管之间满 充有绝缘层的瓷管电热膜元件组成的电热膜管部件內置在双层迷宫水通道的 壳体中组成，电热膜元件采用刚玉瓷管为介质，电热膜管元件一端或管元件一 端的管内侧对称开有一对燕尾槽凹孔道，燕尾槽凹孔道内插入相应形状的金属 电极片，燕尾槽凹孔道内涂布有银导电胶，银导电胶与涂银电极相连接，管内 燕尾槽凹孔道中的银导电胶可翻塗过瓷管的端头与瓷管电热膜元件管外圆面 上电热膜侧的涂银电极相连接，瓷管电热膜元件管外圆面上的电热膜上对称有 一对平行的爬电距离，将电热膜平行均分形成回路，使电热膜元件的两极处于 瓷管同一头相邻，绝缘层采用氧化镁粉，保护层为铝或改性尼龙的圆外壳体， 其与电热膜管部件间置有一个内外均有二条或四条等距离隔筋的专用导水铝 环管使其内外形成循进相通的两层迷宫区，导热体为与电热膜管部件相连体的 导热铜棒，双金属片温控保护元件串接在电热膜管元件内的导热铜棒前空间。
6，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"过水即热的采用 扁铝管结构的电热水机芯"，其特征是由两片片电热膜部件贴紧在内有定向循 进水管道的扁铝管上下面上组成，内有定向循进水管道的扁铝管内有薄铝筋均 匀隔开的多排平行的截面相同的方形管道，扁铝管的两端用铝片焊接封没，各 条方形管道头尾相通，两片片电热膜部件并联工作，连接电热膜元件电极的--对导线隐置在扁铝管中间的一个不流经水的方形管道中，电热膜元件采用双面 电热膜石头纸元件或金属电热膜元件，绝缘层采用人工晶体石头纸或合成云母 纸，导热体为扁铝管，保护层为二张铝片分别压盖在片电热膜部件外边缘焊接 封没。
7，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"高电压小功率电 热膜部件"，其特征是电热膜元件采用瓷管为介质，所涉瓷管电热膜元件短， 瓷管电热膜元件管外圆面上的氧化锡电热膜被四条平行的爬电距离隔成四条 均匀同宽的电热膜回路，绝缘层采用氧化镁粉，保护层为铝圆外壳体，导热体为铝圆外壳体及与铝圆外壳体相连体的导热铜棒；"高电压小功率电热膜部件"结构为使用窄长的有机电热膜带绕在一面是瓷平面、另一面在瓷平面上连体生 有平行瓷柱的凹形瓷件中的瓷柱上制成，有机电热膜带封闭在凹形瓷件内，瓷 平面为导热层。
8,如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"异形电热膜部 件"，其特征是电热膜元件釆用刚玉瓷管为介质，兼作保护层的导热体为带圆 柱孔的异形铝件，圆柱孔内一端连体一个凸形铝导热棒，其粗端与异形铝件合 为一体，其细端刚好插入刚玉瓷管电热膜元件的绝缘内腔，绝缘层为氧化镁粉 塞满在瓷管元件与异形铝件的圆柱孔壁之间，导热体异形铝件上有一个可全贴 紧加热件的平面、弧面、凸面等异形规则面，导热体也可以是带散热翅片的铝 管；异形电热膜部件可以是二支异形电热膜部件的连体结构，其凸形铝导热棒 二端均连体有细导热棒可分别插入二个瓷管电热膜元件的内孔，中间的粗导热 棒接受双向传导电热，异形电热膜部件的温度控制器贴在或嵌入异形铝件上。
9，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"超薄型电热板电 热膜部件"，其特征是由一对薄金属片内夹紧三片绝缘片两两夹紧对应于不同 电源电压的片电热膜元件组成，所有的绝缘片与片电热膜元件之间有足够的爬 电距离，两片电热膜元件各自接入独立的专用插座。
10，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"热超导体外电 热膜部件"，其特征是电热膜元件采用哈夫瓷管为介质，其外圆面上置有氧化 锡电热膜，其绝缘的内圆面哈夫贴紧在导热管的端头再经绝缘和绝热保护包装 使电热膜元件与导热管成共体结构，导热管铜管中填充有过氧化物热超导介质 和无机中空纤维管后抽真空封闭，导热管的另一端上置有的紧密焊接的散热翅 片，热工艺环境温度通过设在热工艺环境中的传感器智能化控制。
11，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"柔性生物频谱 电热膜部件"，其特征是电热膜元件采用柔性含碳聚四氟乙烯电热膜或柔性含 碳纤维的塑料电热膜或柔性含碳牛皮纸电热膜或柔性含沥青阻燃纸电热膜，柔 性生物频谱电热膜元件有三种结构，第一种为串并联矩形单联片元件组合成的 大功率电热膜部件，电极平行位于电热膜的二侧，第二种为双连片元件，三条平行电极位于电热膜的二侧及二侧之间，第一条和第二条电极的距离与第一条 和第三条电极的距离之比等于两种额定电源的电压之比，第三种为多联片，拥 有四条以上的平行电极，贴合在需开孔的加热对象上，所涉开孔限处在相邻的 二条平行电极之间，柔性生物频谱电热膜部件的绝缘保护层采用柔性压敏塑 膜，在固定工作环境中，温控采取自然平衡法，在不可固定工作环境中，温控 采用限温器，柔性生物频谱电热膜部件的导热层和保护层利用柔性压敏塑膜同 步实现，柔性压敏塑膜外可按用途加置艺术化的保护层。
12，，如权利要求1所述的一种电热膜部件及产品所涉的"热能可被循环 利用的气体脱水电热膜加热器"，其特征是由射流电热部件组成的射流电热送 风器、带余热回收装置的转盘式空气脱水器组成，所涉射流电热送风器由一排 射流电热部件平行置于一个箱体的下部，空气只能从下向上经过一排射流电热 部件进入箱体的上部经上侧面唯一的抽风机导向吸出，射流电热部件中平行的 电热膜元件均处在并联状态通电工作，所有的射流电热部件也均并联工作，所 涉转盘式空气脫水器由填充进硅藻土或吸湿树脂的瓦楞纸盘旋转工作使3/4左 右圆盘面吸水，1/4左右圆盘面逆向通过射流电热高温空气使水沸腾成蒸气脱 出，水蒸气中的热能被换能器吸出送回射流电热送风器预热空气交换器中，换 能器的热交换器中排列有多排致密的带散热片的互通的导热管，导热铜管上充 份置有平行的吸热翅片。
全文摘要
一种电热膜部件及产品，由电热膜元件、绝缘层、保护层、温控装置、导热体、电源接口组成，包括了标准化系列化的射流热器、对流热兼有幅射热器、中空电热等温体、过水即热的水加热机芯、超薄型电热板及高电压小功率、热超导体外、柔性生物频谱、异形电热膜部件及热能可被循环利用的气体脱水加热器，可辩证地根据电热产品的创新或技改需要对号入座提供符合价值功能的电热膜部件，使节能和环保的原生态电热产品获得发展。
文档编号H05B3/03GK101527978SQ20081000804
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月5日 优先权日2008年3月5日
发明者喜 孔, 孔德凯, 孔维宁, 歆 王 申请人:喜 孔