TW201412178A - 電熱（地）毯之發熱裝置及其製造方法與發熱系統 - Google Patents

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Abstract

一種電熱(地)毯之發熱裝置包含：一發熱元件；一膠帶材料，結合且包覆該發熱元件；一金屬導體，以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及一導線，連接該金屬導體與一電源端子，相鄰的該發熱元件間形成一鏤空區域；本發明提供一種電熱(地)毯之發熱裝置之製造方法，包含以下步驟：(a)使用一發熱元件；(b)令一膠帶材料相互結合並且包覆該發熱元件於其內；(c)令一金屬導體以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及(d)令一導線連接該金屬導體與一電源端子。

Description

電熱(地)毯之發熱裝置及其製造方法與發熱系統
本發明係有關於一種電熱(地)毯之發熱裝置及其製造方法與發熱系統，尤指一種具有發熱元件(如電熱絲、碳纖維布、碳纖維絲)的電熱(地)毯之電發熱裝置及其製造方法與發熱系統。
可撓性片狀發熱器之可撓及輕薄特性使其被普遍地設置於衣物、護膝、護腰、手套、鞋墊、耳罩或腰靠等物口品上，藉以提供人體溫暖的包覆。
習知可撓性片狀發熱器之結構主要包含：一以金屬薄板經化學蝕刻或沖壓加工製成之金屬迴路、二軟質耐熱絕緣片堆疊包夾該金屬迴路於其中以及二電源導線連接該金屬迴路之二端部並伸出該二絕緣片之外，藉以提供電流經過該金屬迴路而發熱。另有一種習知可撓性片狀發熱器包含：一第一軟質耐熱絕緣片、一利用印刷技術印設於該絕緣片上之碳迴路、一第二軟質耐熱絕緣片疊接於該第一軟質耐熱絕緣片上而包夾該碳迴路於其中；同樣地，該發熱器包含有二電源導線分別與該碳迴路之二端部連接並伸出於該二絕緣片外。上述二種習知可撓性片狀發熱器雖然具有輕薄特性，但卻不能被折角而只能被微彎，因而在應用上受到很大的限制。又或者，當它被製作成電熱毯、棉被等大面積物品時，會因為撓性不足而硬梆梆的。
台灣公告號I308465專利揭露一種以導電織布為發熱 源之可撓片狀發熱器的製造方法，其包含的步驟是：先準備一導電織布及一支撐件，該支撐件係由一PET膜及附著於該PET膜之一面上的壓克力膠所構成；以加壓的方式使該壓克力膠黏結於該導電織布之一面上，而使該PET膜與該導電織布結合；將該導電織布沖壓成一具有預定迴路圖樣之發熱元件；分別在該發熱元件之二端點上塗覆導電膠並分別黏接一電源導線後，在該發熱元件相對於貼設有該PET膜之一面的另一面上施加一熱塑性材料之可撓曲保護片；除去該PET膜後，再於該發熱元件貼設有該保護片之一面的另一面上施加一熱塑性材料之可撓曲保護片，完成該可撓性發熱器之製造。然而，此發熱器之缺點在於：須另外開設模具，再利用此模具在一導電織布上沖壓成一預定迴路的圖樣。如此作法勢必使製程變得複雜而導致成本大大地增加，且以此方法製成之可撓片狀發熱器只適合用於小型的衣物、護膝、護腰、手套、鞋墊、耳罩或腰靠等物品上，而無法應用於大面積之電熱(地)毯或棉被等的物品上，故習知以導電織布為發熱源之可撓片狀發熱器的製造方法仍存有缺失而有待改進。
本發明之目的在於提供一種電熱(地)毯之發熱裝置及其製造方法與發熱系統，其係以電熱絲、碳纖維絲、碳纖維布作為發熱元件；具有自黏性之耐高溫膠帶材料包覆發熱元件，再利用金屬導體以串、並聯方式連接於發熱元件與膠帶材料的相對兩端部，而形成發熱裝置，其中該發熱 裝置具有複數個鏤空區域而具有極佳撓性及電性設計彈性(串並聯方式)，其係適用於電熱(地)毯等大面積物品上。
達到上述目的之一種電熱(地)毯之發熱裝置，包含：一發熱元件；一膠帶材料，結合且包覆該發熱元件；一金屬導體，以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及一導線，連接該金屬導體與一電源端子；其中，相鄰的該發熱元件間形成一鏤空區域。
較佳地，該金屬導體係以該膠帶材料包覆。
較佳地，該金屬導體為銅金屬。
較佳地，該膠帶材料為可耐高溫的PET或PI。
較佳地，該膠帶材料係自黏性材料，藉由其黏性而互相結合。
一種電熱(地)毯之發熱裝置之製造方法，包含以下步驟：(a)使用一發熱元件；(b)令一膠帶材料相互結合並且包覆該發熱元件於其內；(c)令一金屬導體以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及(d)令一導線連接該金屬導體與一電源端子。
一種電熱(地)毯之發熱系統，包含：一發熱裝置；一繼電器，電性連接該發熱裝置；一控制器，電性連接該繼電器；以及一電源，供給電力予該控制器。
較佳地，該繼電器係一耐高壓之繼電器，且較佳為3000VAC，用以作為隔離電壓。
較佳地，該控制器為一溫度控制器。
雖然本發明將參閱含有本發明較佳實施例之所附圖式予以充分描述，但在此描述之前應瞭解熟悉本行之人士可修改本文之發明內容，同時獲致本發明之功效。因此，須瞭解以上之描述對熟悉本行技藝之人士而言為一廣泛之揭示，且其內容不在於限制本發明。
請參閱第一圖，係顯示本發明電熱(地)毯之發熱裝置之製造方法的流程圖，該步驟包含：步驟一：使用一發熱元件1。請配合參閱第二A圖，係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖。在此一實施例中，本發明使用的是容易取得的材料-軟性材質的發熱元件1，例如：電熱絲、碳纖維布、碳纖維絲，其特性是若對該發熱元件1通以電流的話，該發熱元件1便可發熱。
步驟二：令一膠帶材料2相互結合並且包覆該發熱元件1於其內。請繼續配合參閱第二A圖，一膠帶材料2可為PET或PI，且該膠帶材料2可耐高溫，該膠帶材料2係自黏性材料，可藉由其黏性而互相結合。其中該膠帶材料2包覆該發熱元件1有三種實施態樣，詳述如下。第一種實施態樣如第二A圖、第二B圖與第二C圖所示，第二B圖係顯示第二A圖之A-A線剖面圖，第二C圖係顯示第二A圖之B-B線剖面圖。該膠帶材料2係分別設於該發熱元件1的上側與下側，上側有三層膠帶材料2，下側也有三層膠帶材料2，而該上膠帶材料2與下膠帶材料2將該發熱元件1包覆在裡面，該上膠帶材料2與下膠帶材料2的黏合處3係位在該發熱元件1的左側與右側。值得一提的是：該發熱元件1至少要包覆有三層以上的該膠帶材料2。
第二種實施態樣如第三A圖與第三B圖所示，第三A圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖，第三B圖係顯示第三A圖之C-C線剖面圖。該膠帶材料2係將該發熱元件1包覆在裡面，其中最裡面第一層該膠帶材料2的黏合處4係位在該發熱元件1的上側，介於中間第二層該膠帶材料2的黏合處4’係位在該發熱元件1的下側，而最外面第三層該膠帶材料2的黏合處4”係位在該發熱元件1的上側。值得一提的是：當然該膠帶材料2的黏合處4亦可位在該發熱元件1的左側或右側，並且該發熱元件1至少要包覆有三層以上的該膠帶材料2。
第三種實施態樣如第四A圖與第四B圖所示，第四A圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖，第四B圖係顯示第四A圖之D-D線剖面圖。該膠帶材料2係將該發熱元件1包覆在裡面，最裡面第一層該膠帶材料2係先以倒ㄈ形狀的包覆法將該發熱元件1包覆，中間第二層該膠帶材料2再以ㄈ形狀的包覆法將第一層該膠帶材料2包覆，而最外面第三層該膠帶材料2再以ㄈ形狀的包覆法將中間第二層該膠帶材料2包覆。值得一提的是：該發熱元件1至少要包覆有三層以上的該膠帶材料2。
第四種實施例態樣如第五圖所示，第五圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合剖面示意圖。該膠帶材料2係將該發熱元件1包覆在裡面，最裡面的第一層該膠帶材料2係先以第一種實施例態樣的包覆法將該發熱元件1包覆，而中間第二層該膠帶材料2與最外面第三層該膠帶材料2則是以第三種實施例態樣的包覆法將第一層該膠帶材料2包 覆。值得一提的是：該發熱元件1至少要包覆有三層以上的該膠帶材料2。值得一提的是：該發熱元件1至少要包覆有三層以上的該膠帶材料2。
視情況所需，尚有其它的實施例態樣，而這些實施例態樣可以是第一種實施例、第二種實施例與第三種實施例的混合型，其中第四種實施例態樣即為第一種實施例與第三種實施例的混合型。
步驟三：令一金屬導體5、6連接於該發熱元件1與該膠帶材料2的相對兩端部。請參閱第五圖，係顯示本發明金屬導體結合發熱元件與膠帶材料以形成發熱裝置之示意圖。複數個該發熱元件1與該膠帶材料2平行排列，複數個該金屬導體5與該金屬導體6分別係以串、並聯方式連接於該發熱元件1與該膠帶材料2的相對兩端部(即左端與右端)以形成本發明之發熱裝置7，其中該金屬導體5、6係連接該發熱元件1。
步驟四：令一導線13連接該金屬導體5、6與一正極電源端子14、負極電源端子15。該金屬導體6以該導線13連接至該正極電源端子14，而該金屬導體5以該導線13連接至該負極電源端子15，藉由該正極電源端子14與該負極電源端子15通入電流，即可使得該發熱裝置7發熱。
請繼續參閱第五圖，本發明發熱裝置7包含：複數個該發熱元件1，在此一實施例中，最佳者為相互平行排列，每個發熱元件之間形成一鏤空區域12；該膠帶材料2相互結合且包覆該發熱元件1；以及複數個該金屬導體5、6設於該發熱元件1與該膠帶材料2的相對兩端部，以作為一 電源端子。值得一提的是，該金屬導體5、6為銅金屬，可視情況用該膠帶材料2將該金屬導體5、6包覆住，以防止漏電。當對該金屬導體5、6通以電流時，電流會流經該發熱元件1而使其產生熱。當本發明發熱裝置7被布料製品20(例如：電熱(地)毯等大面積物品)包覆於其內時，該發熱裝置7採取如第五圖如此排列設置的話，由於其具有複數個鏤空區域12，所以可以大量減輕總重量並且也可以增加總體的柔軟度(該金屬導體5、6的串並聯方式可以增加電性設計彈性)，以使電熱(地)毯仍然具有輕便性與柔軟性。
請參閱第六圖，係顯示本發明發熱系統之方塊圖，並配合參閱第五圖。本發明發熱系統10包含：該金屬導體5、6結合該發熱元件1與該膠帶材料2所形成的該發熱裝置7；一繼電器8，電性連接該發熱裝置7；一控制器9，電性連接該繼電器8；以及一電源11，供給電源予該控制器9。較佳地，該繼電器8係一耐高壓之繼電器，至少要2500VAC以上，較佳可為3000VAC。該控制器9為一溫度控制器，可用以調整本發明發熱裝置7的發熱溫度。
值得一提的是，本發明之安全規格為：一、當該發熱元件只包覆一層膠帶材料時，該一層膠帶材料的厚度至少要1m/m以上；但如果當該發熱元件包覆有三層膠帶材料以上時，該膠帶材料的厚度則不限。二、為符合電源標準安全規定，若電源是110VAC的話，則膠帶材料的沿面距離(Creepage distance，即CR)至少要6mm以上，而若電源是220VAC的話，則膠帶材料的沿面距離(Creepage distance，即CR)至少要8mm以上。
本發明發熱裝置之優點在於：
1.金屬導體以串、並聯方式設於發熱元件與膠帶材料的相對兩端部可以用調整整體的輸出功率，如此一來，便不會受限於材料的特性，使電性設計更佳彈性。
2.具有輕薄可撓曲的特性，可廣泛地應用於電熱(地)毯等大面積(大型)物品上，用以作為人體取暖的來源。
在詳細說明本發明的較佳實施例之後，熟悉該項技術人士可清楚的瞭解，在不脫離下述申請專利範圍與精神下可進行各種變化與改變，且本發明亦不受限於說明書中所舉實施例的實施方式。
1‧‧‧發熱元件
2‧‧‧膠帶材料
3‧‧‧黏合處
4、4’、4”‧‧‧黏合處
5、6‧‧‧金屬導體
7‧‧‧發熱裝置
8‧‧‧繼電器
9‧‧‧控制器
10‧‧‧發熱系統
11‧‧‧電源
12‧‧‧鏤空區域
13‧‧‧導線
14‧‧‧正極電源端子
15‧‧‧負極電源端子
20‧‧‧布料製品
第一圖係顯示本發明發熱裝置之製造方法的流程圖。
第二A圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖。
第二B圖係顯示第二A圖之A-A線剖面圖。
第二C圖係顯示第二A圖之B-B線剖面圖。
第三A圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖。
第三B圖係顯示第三A圖之C-C線剖面圖。
第四A圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合示意圖。
第四B圖係顯示第四A圖之D-D線剖面圖。
第五圖係顯示發熱元件與膠帶材料之結合剖面示意圖。
第六圖係顯示本發明金屬導體結合發熱元件與膠帶材料以形成發熱裝置之示意圖。
第七圖係顯示本發明發熱系統之方塊圖。

Claims (9)

  1. 一種電熱(地)毯之發熱裝置，包含：一發熱元件；一膠帶材料，結合且包覆該發熱元件；一金屬導體，以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及一導線，連接該金屬導體與一電源端子；其中，相鄰的該發熱元件間形成一鏤空區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該金屬導體係以該膠帶材料包覆。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該金屬導體為銅金屬。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該膠帶材料為可耐高溫的PET或PI。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該膠帶材料係自黏性材料，藉由其黏性而互相結合。
  6. 一種電熱(地)毯之發熱裝置之製造方法，包含以下步驟：(a)使用一發熱元件；(b)令一膠帶材料相互結合並且包覆該發熱元件於其內；(c)令一金屬導體以串、並聯方式連接於該發熱元件與該膠帶材料的相對兩端部；以及(d)令一導線連接該金屬導體與一電源端子。
  7. 一種電熱(地)毯之發熱系統，包含： 如申請專利範圍第1項所述之發熱裝置；一繼電器，電性連接該發熱裝置；一控制器，電性連接該繼電器；以及一電源，供給電力予該控制器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該繼電器係一耐高壓之繼電器，且較佳為3000VAC，用以作為隔離電壓。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電熱(地)毯之發熱裝置，其中該控制器為一溫度控制器。
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