[发明专利]具有不锈钢电阻的阳极氧化铝的散热板

说明书

技术领域

本发明涉及电加热，并且更特别涉及具有不锈钢电阻的阳极氧化铝的散热板。

现有技术

所涉及的技术领域已经包括用于生活供热目的或者在相当高的温度下操作的工业炉的散热板。这些散热板利用公式Q＝R×I²×t表示的焦耳效应，借助于该公式，该产生的热量Q与通过电阻导体R一段时间的电流I相关，并且由于电子更高的平均速度所产生的增强影响，这些电阻导体得到加热。

焦耳效应产生的热量以一个正常的方式通过受热的主体，也就是采用传导，对流，辐射，并且根据情况采用最合适的方式。例如，在真空中，热能仅仅通过辐射进行传播，然而，如果热源没有与受热的主体相接触，则仅有可能的方式是通过对流和辐射。与此后者需要的相反，对流包括在热源和受热主体之间的流体物质(液体或者气体)的移动。显然的是两种作用不是完全分离的，因为这些散热板与空气接触，但是对流在需要局部加热的情况下能够降低，也就是当设置接近主体时辐射朝向该受热的主体(例如在孵卵器的红外线灯的应用中)，或者在受热主体内部辐射具有直接作用的情况下(例如在微波炉情况下)。而且，因为传递的热量取决于在热源和受热主体之间的热位差，显然的是在相对低温时发生加热的情况下，对流的量降低。在散热板试图通过红外线辐射而不是对流传送热量的情况下，对于此目的，高质量的导体使用在热阻的产生中；因为极低的电阻值需要非常大的散热板，从而使得在不需要将工作温度提升过高的情况下能够发生热交换。

电阻是由欧姆定律制定材料的电性能并且对于金属是最小的。该比电阻ρ，或者比阻是在0摄氏度温度下的均匀长度和横截面的导线电阻值。实际上，该截面是以平方米计量并且长度以米计量。在此基础上，对于铜而言，我们具有ρ＝16×10^-9Ωm，而对于不锈钢而言，ρ＝137×10^-9(作为数值范围的代表)。

表面上最接近于根据本发明构造的散热板的现有技术是在意大利专利EP1228669B1中描述的，其标题为″用于高效电加热的安全板″，本申请人共同地拥有该专利。考虑到现有技术此分支中存在的许多专利，该欧洲专利的第一权利要求相比初始的预期稍微地更有限。该权利要求非常长并且它的主要方面的摘要在此给出(部分参见本说明书的附图1)：″具有放置在密封的夹层式结构内部的电阻的加热设备，其包括两个刚性元件，其中一个作用为加热板，其特征在于该电阻为蛇形线(55)，其由一条恒定宽度的高度传导性材料构成，宽度和厚度之间的比率大体上从10到20，由一系列U形的弯头(70-72)，由一系列云母的横向平行带(60，61)交叉；所述蛇形线(55)放置在由大体上矩形的板(10)所形成室内部的两个云母片(20，21)之间，基座结构的结果大体上构造为托盘(11)并且类似形状的一个或多个闭合结构(80，81)并排装配在所述基座结构(11)中……(该说明书接着描述各个结构是如何焊合，以使得它们密封并且确保充分的自由空间在该室的内部，以接受在炉中应用的一些易燃的气态物质，用于在可能发生火灾风险的地方聚合合成树脂或者用于干燥油漆或者墨水)″。更特别地，该加热蛇形线是从一块0.5毫米厚的铜或者黄铜中获得，同时包含的结构具有金属。从属权利要求覆盖上述散热板应用的炉或者其他的装置。

上述专利的教导大体上涉及制造高传导性材料的加热蛇形线特殊方式，以便尽可能减少在矩形密封容器内部的自由空间。此装置的结合，虽然在大约低于400度的，且蛇形线的温度不是过高的工业炉中的短到中期的应用中功能是令人满意的，已经证明不能在长期中保持其性能，特别是在一些时候，就工业炉而言，蛇形线的温度需要超过上述限制，达到并且超过700度的情况下。

在图1中的铜的蛇形线是细的和轻的；因此，它缺乏足够的热惯性并且在加热时对金属的膨胀引起的内部应力提供很小的阻力。铜具有高的线性膨胀系数，其大致是加倍的，因为0.5毫米的厚度相对于该带的宽度是微不足道的。因此，差别的膨胀会发生，其中缺陷会存在并且会导致危险的结构变形。

跟随在非常高的温度处使用的故障分析具有在制造公差的下限处，蛇形线部分中所识别的系统断裂，也就是铜带的横截面是窄的。第二种故障已经发生在触点处。