[发明专利]一种加热地板及其制造方法

说明书

本发明涉及一种可由电气元件加热的地板块。本发明尤其涉及这样一种地板块，其中加热元件是由嵌在地板块上层并由非晶态金属合金制成的薄带。

目前，国内的电加热装置通常包括设置于各个房间内的加热炉，这些加热炉一般在700-800℃的较高温度下工作。该温度范围就是由铬铝钴铁合金或镍铬合金制成的金属丝加热装置的工作温度。

能够长期在这种高温下工作的加热装置成本较高。对由高温下具有良好耐腐蚀性能的材料制成的加热装置之要求产生了这种高成本。

通常被用作高温加热装置的加热元件可由镍铬合金、铬铝钴铁合金及铁铬合金制成。

为在这些高温下工作，加热装置的其它部分也很昂贵，因为支架和绝热层也必须承受绝热元件的高温。

此外，在作为加热的结果而不改变材料特性的前提下，加热炉的炉体及支撑加热元件的支架及炉体所用的材料应该能够承受加热装置的工作温度。

高的工作温度还会产生有害的烟雾和气体，例如由于在空气中燃烧有机尘埃颗粒产生的气味。例如，在约180℃的温度下开始形成苯并芘。当加热装置被用于封闭的空间内时，这些气体对身体尤其有害。

这就是为什么在没有通风的封闭空间内不推荐使用螺旋形电加热装置或燃烧装置的原因之一。这些加热装置在工作时要消耗空气中的氧。

在高温下工作的加热炉会对使用者造成危险，而且加热炉必须包括防止人与加热元件接触的装置。

室内的加热炉占用地板的空间，因此可能会不方便。

此外，房间的加热不均匀。由于热空气较轻，因此热空气流向上流动，在房间的天花板附近形成热空气层，而在地板附近形成冷空气层。地板通常很凉，赤足行走的人会感到不舒服。

因此，需要向热发生装置供给新鲜空气，新鲜空气通常从门进入，由于新鲜空气存在于房间最下部的位置，即地板，所以进入室内的冷空气通常是房间内最冷的空气。

结果就是在房间内存在冷空气流和热空气流。这样，房间内的空气就不能实现均匀的热分配。

图1示出了在标准房间5内流动的空气流，图中采用现有技术的加热炉55，该加热炉可产生热空气流和冷空气流。

房间5包括窗51、门52、地板53和天花板54。在房间内设置一个加热装置55，例如电炉或发热器。由于热空气较轻，因此源于电炉55的热空气61上升。靠近电炉55的窗51可能不是密封的，而且由于室内的热空气与室外的冷空气之间的巨大温差，因此热空气62将逸出房间5。由于损失了热空气，因此就导致热量(热能)的损失。

由于电炉55在房间内有限的体积，因此电炉55仅具有较小的表面面积。为了以给定的速率向房间5传递热能，电炉55必须非常热，以克服电炉55与周围空气之间较大的热阻。这样就在空气流61内产生了高温空气。

另外，热空气62可被通常通过下部开口或距电炉55更远的开口，例如门52下的狭缝流入房间5的冷空气64所替代。冷空气64导致更多的能量损失。

热空气62的逸出和冷空气64的泄入并非是房间5密封不好的结果，而主要是由于电炉55所产生的不均匀的温度分配而在房间内产生的巨大温度变化的结果。

房间5内的加热系统包括移向天花板54的热空气61。在天花板附近热空气63被冷却并向下朝地板53流动。通常在天花板54附近存在热空气层，而在地板53附近存在冷空气。

靠近加热炉的人感到非常热，而距加热炉有一定距离的其他人则感到冷。加热炉不能在整个房间内均匀分配热量。

薄带可被用作加热装置，而且由于其较大的表面面积，因此其可在较低的温度下工作；但是薄带或薄金属片的制造工艺成本很高。这种制造工艺包括电阻材料的蚀刻或反复辊压金属丝。制成的金属薄片为金属晶体结构。近年来，又发明了一些用于薄的非晶态金属合金条带制造的新方法，该方法主要用于磁领域。非晶态条带比生产晶态条带成本低廉。

广为采用的非晶态条带的制造方法包括一阶段熔体离心铸造技术(one-stage melt spinning technology)，如在Ohno的美国专利4789022中的实例中所述。

非晶态金属合金薄带被广泛应用于磁领域；由于这些条带的低工作温度，所以这种条带目前还未被用作电加热装置。在较高的温度下，条带会通过其非晶态结构的破坏而损坏。

此外，在非晶态条带的现有技术中，还没有提及将其嵌在地板内用作加热装置的情况。

本发明的一个目的是为使用者提供一种安全卫生的加热装置，这种加热装置能够实现封闭空间更均匀的加热。

该目的可由如权利要求1所述的电加热元件来实现。