[发明专利]具有定制或非均匀电阻和/或不规则形状的层状加热元件及制造方法

说明书

具有至少两个区域或段的层状加热器。分段加热器具有与第一段的第一端连接的第一母线、与第一段和第二段的第二端连接的第二母线以及与第二段的第一端连接的第三母线。第一母线和第三母线(以及第一段和第二段)由间隙分隔开。分段或非分段加热器具有第一区域中的第一开口面积百分比和第二区域中的第二开口面积百分比。不同的穿孔图案限定了不同的开口面积百分比，这会导致不同的电阻。分段的、具有不同开口面积百分比区域或其组合、并且具有非平行母线的楔形形状的加热器可以在用于加热凸面或凹面、非平面表面例如卫星天线的系统中连接在一起。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月19日提交的标题为“PROCESS FOR CUSTOMIZING THERESISTANCE OF A LAMINAR HEATING ELEMENT,AND LAMINAR HEATING ELEMENTSMANUFACTURED THEREBY”的美国临时申请第62/243,240号的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。本申请还要求于2015年10月19日提交的标题为“SEGMENTED LAMINARHEATER”的美国临时申请第62/243,271号的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

现有的加热器垫或加热器膜仅提供改变管理功率输出性能的电阻特性的有限的能力。例如，改变导线电阻加热器的电阻限于改变导线直径。改变其他加热器膜例如导电墨印刷的塑料膜的电阻限于改变涂层的类型或涂层厚度，这仅提供有限的可变性。

加热器中使用的电阻丝具有相对高的电阻率和/或较宽的温度范围。因为功率输出与电阻成反比，因此增加功率输出通常需要增加电压。

层状加热元件例如但不限于由Greenville，SC的开发的那些例如PowerFilm^TM或PowerFabric^TM加热器(在下文中称为“层状加热器”或“扁平加热器”，通常指代任何类型材料的结构和任何制造商而不受限制，其特征在于加热器具有厚度远小于长度和宽度的片材、膜或织物的形状)是非常有效的加热器并且在加热器的整个表面上方提供均匀的热量。改变包括非金属膜或织物的这种类型的加热器的电阻以往需要改变加热器材料中的导电纤维的重量百分比。

所有上述方法都涉及改变每个加热应用的固有材料特性并且使用于商业应用的制造方法复杂化。因此，本领域需要提供在加热器的一个或更多个部分中具有可定制的加热特性的层状加热器。

通常，层状加热器以往也被限制为矩形形状，例如图1中示出的加热器100，使得母线102保持相距恒定的宽度W，以保持沿箭头A流动的电流的恒定电流密度。因此，以往很难设计提供均匀加热和热量分布的不规则扁平片材加热器。

因此，本领域需要提供均匀加热和分布的不规则形状的扁平加热器以及用于制造它们的方法和/或具有可以被容易地定制或定做以适合特定目的的热分布的扁平加热器。

附图说明

图1示出了典型层状加热器中的示意性布局和电流流动。

图2A示出了第一示例性加热元件截面。

图2B示出了第二示例性加热元件截面。

图3A示出了分段加热器设计的第一实施方式。

图3B示出了图3A中的示例性分段加热器设计的截面。

图4A示出了具有带有不平行母线的不规则形状的分段加热器的实施方式。

图4B示出了具有带有不平行母线的不规则形状的分段加热器的实施方式，其中某些段的不同部分具有不同的穿孔图案。

图5示出了包括多个图4A中的分段加热器的示例性加热器系统。

图6示出了用于制造分段加热器的示例性方法。