[发明专利]金属基板玻璃陶瓷电加热器和电加热器具

说明书

技术领域

本发明涉及一种电加热器以及带电加热器的加热器具。

背景技术

现有的食品及液体加热器多为电热管式，即将电热管直接浸入液体中或将不同的电热管焊接在被加热器中或压铸在较低熔点的金属体内及嵌在金属槽内。另外还有的电加热器采用电热膜厚膜式。

现有发热体存在以下缺点，电热管式加热器加热面积较小，面加热不均匀，食品加热局部过热，液体加热极易结水垢，且体积大，热惯性大，效率相对低，而且元件消耗有色金属，由于热量过于集中寿命短。电热膜厚膜式加热器，由于加热元件是厚膜式抗冲击性差，极易在电压波动及加热环境变化而损坏，而且成本高，实际推广意义受到严重影响。其它如搪瓷发热体、碳素纤维发热体、玻璃发热体、镍金发热体、PTC发热体等各有优缺点，适用的场合各有所长。但由于各种发热体的固有特点，导致各自的应用范围受到限制。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种加热快、寿命长、抗冲击能力强、加热面均匀、安全、环保节能、成本低的金属基板玻璃陶瓷电加热器。为此，本发明采用以下技术方案：它包括金属基板，金属基板紧密结合有作为绝缘导热材料的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷内部埋有作为电热元件的金属电阻箔片或金属电阻丝。

在采用本发明的上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述紧密结合为玻璃陶瓷和金属基板之间烧结形成有共晶层。

所述紧密结合为玻璃陶瓷片和金属基板之间烧结形成有共晶层。

所述的金属电阻箔片或金属电阻丝为镍铬或铁铬铝合金材料制成。

所述的金属电阻箔片或金属电阻丝为由金属电阻型材加工成形的金属电阻元件。

所述作为绝缘导热材料的玻璃陶瓷为层状复合玻璃陶瓷。

所述层状复合玻璃陶瓷为由底层玻璃陶瓷、过渡层玻璃陶瓷和覆盖层玻璃陶瓷等不同性能的玻璃陶瓷组成。

所述底层玻璃陶瓷为与金属基板形成共晶层并紧密结合、热膨胀系数相匹配、平均体密度每立方厘米大于等于3.2克(≥3.2g/cm³)，每立方厘米小于等于6克(≤6g/cm³)的导热玻璃陶瓷。

所述过渡层玻璃陶瓷为与相邻层玻璃陶瓷紧密结合、热膨胀系数相匹配、平均体密度每立方厘米大于等于3.2克(≥3.2g/cm³)，每立方厘米小于等于6克(≤6g/cm³)的导热绝缘玻璃陶瓷。对相邻层玻璃陶瓷各种性能起到增强、平缓变化、弥补不足的作用。根据对金属基板玻璃陶瓷电加热器产品使用性能要求的不同由一层或层的玻璃陶瓷组成。

所述覆盖层玻璃陶瓷为覆盖作为电热元件的金属电阻箔片或金属电阻丝、与过渡层玻璃陶瓷紧密结合、热膨胀系数相匹配的绝缘玻璃陶瓷。

作为本发明的金属基板可有一个或一个以上；所述金属基板的表面形状可以是平面、曲面、球面、弧面等等，外形可以是方形、圆形、管状及其它立体形状等。所述金属基板如采用低熔点金属如铝等，亦可以铸造的工艺与玻璃陶瓷片紧密结合在一起，所述玻璃陶瓷片内部埋有作为电热元件的金属电阻箔片或金属电阻丝，制成各种功能的电加热器。

本发明另一个所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种加热快、寿命长、抗冲击能力强、加热面均匀、安全、环保节能、成本低的电加热器具。为此，本发明采用以下技术方案：它包括容器体，容器体设有如上所述的金属基板玻璃陶瓷电加热器。

所述容器体可采用金属容器(如材料为钢材、铸铁、铜材及铜合金和不锈钢等等)或至少带有一面作为加热工作面的金属基板的非金属(如材料为陶瓷、石英玻璃、塑料、玻璃陶瓷即微晶玻璃等等)或复合材料(如搪瓷等)容器等。

在所述容器体作为加热工作面的金属基板表面涂覆所述底层玻璃陶瓷浆料，再在所述底层玻璃陶瓷上涂覆一层或多层所述过渡层玻璃陶瓷浆料，然后将作为电热元件的金属电阻箔片或金属电阻丝放在所述过渡层玻璃陶瓷表面，最后涂覆所述覆盖层玻璃陶瓷浆料，在这过程中，经一次或一次以上烧结，发生物理化学反应而形成层状复合玻璃陶瓷，在烧结过程中，底层玻璃陶瓷被扩散到金属基板表面的毛细孔隙中，其深度可达0.02mm以上，玻璃陶瓷扩散渗入金属基板表面内并形成共晶层，使所述容器体作为加热工作面的金属基板和底层玻璃陶瓷之间、作为电热元件的金属电阻箔片或金属电阻丝和作为绝缘材料的玻璃陶瓷之间牢固结合在一起，制成电加热器具。

作为本发明的容器体，如采用低熔点金属如铝等，亦可以铸造的工艺与金属基板玻璃陶瓷电加热器结合在一起，制成电加热器具。