[发明专利]加热元件及其使用方法

说明书

本发明公开了一种加热元件及其使用方法。加热元件包括第一端子和第二端子以及在第一端子和第二端子之间延伸的一个或多个加热元件段。该一个或多个加热元件段具有包括至少第一部分和第二部分的电路迹线，该至少第一部分和第二部分构造成使得当在该第一端子和第二端子之间施加电压时，在该至少第一部分和第二部分之间存在表面温度差。加热元件也可以制成三维形状，包括通过将加热元件固定到一个或多个支撑板上而产生的形状。加热元件也可以具有圆柱形状，并且设置在管状构件中的绝缘介质中，以沿着管状构件的长度提供变化的加热能力。

根据35USC 119(e)，本申请要求于2020年4月16日提交的美国临时专利申请63/010,922的优先权，其全部内容合并于此。

发明领域

本发明公开了一种具有Z字形图案的加热元件，其包括可以用于各种加热应用的独特构造。

背景技术

在加热元件领域，扩展型加热元件是众所周知的。授予Bittner的第3,789,417号美国专利是扩展型加热元件组件的一个示例，其包括加热元件材料的Z字形图案，该图案也在加热元件材料中建立开口。

其他图案化的加热元件公开在授予Hindel等人的第7,763,833号美国专利，授予Carpino II等人的第7,211,772号美国专利，以及授予Carpino II等人的第2007/0164015号授权前美国专利申请公布中，所有这些专利均转让给了Goodrich公司。在大多数情况下，Goodrich专利的带图案加热元件是主要用于除冰应用的箔片。

尽管这些加热元件由于其薄尺寸而提供了可在不同应用中使用的灵活性，但仍需要对加热元件设计进行改进，从而为这些类型的在不同应用中使用的元件提供更多的功能和灵活性。

在授予Feldman等人的第2019/0008322号授权前美国专利申请公布中公开了另一种加热元件，其全部内容并入本文。参照图1-4描述该加热元件。

现在参考图1和2，加热元件的一个实施例由附图标记100表示，并且包括端子101(包括端子101A和101B)。加热元件段103(包括段103A-F)和总线105(包括总线105A-E)。在图1和2所示的示例中，加热元件100包括通过五个总线105A-105E连接在一起的六个加热元件段103A-F，但是在其他示例中，加热元件100可以包括更多或更少的加热元件段103。其他示例可以包括数量范围为约1至约20或约2至约12的加热元件段103。一些示例可以具有偶数个加热元件段103，例如2、4、6、8、10或12等。

加热元件100具有总宽度W2，并且每个加热元件段103具有宽度W1。总宽度W2大于加热元件100中每个加热元件段103的宽度W1的总和。在某些示例中，加热元件的总宽度W2比一个或多个加热元件段的宽度W1的总和多约35％至约45％。在某些示例中，加热元件101的总宽度W2在约2英寸至约18英寸的范围内，或者在约3英寸至约12英寸的范围内，或者在约4英寸至约6英寸的范围内。

加热元件100包括布置在加热元件100的相对端处的端子101A和101B。端子101是将加热元件100连接到电源或其他加热元件的导电触点。在该示例中，端子101A和101B也分别连接到加热元件100的至少一个加热元件段103。例如，端子101A连接在加热元件段103A的一端，而端子103B连接在加热元件段103F的一端。

加热元件段103可以串联连接，使得与仅具有单个加热元件段103的表面积相比，端子101A，101B之间的电流路径增加。例如，电流路径至少是第一加热元件段103A的长度L1的六倍。通过增加端子101A，101B之间的电流路径，电源可以采用较高的电压(例如，与设备所插入的电压源相同的110V)和/或较低的电流，这可以有助于避免使用功率转换器或以其他方式降低包括加热元件100的加热设备的组件成本。