阅读说明：本技术 电加热器 (Electric heater ) 是由 宋美善 权裕硕 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及应用于烹饪设备的电加热器,尤其涉及一种包括面状发热体的电加热器,所述面状发热体即使在有限的面积内形成电极部也能有效地降低电极部的发热温度。本发明的电加热器包括：基板(Substrate：能够在绝缘基板表面形成导体图案的绝缘材料)；以及面状发热体(an plane heating element),其形成于所述基板的一表面；所述面状发热体包括：图案部,使所述图案部的始点和终点相连接；以及电极部,其与所述图案部的始点和终点相连接,所述电极部的厚度大于所述图案部的厚度。(The present invention relates to an electric heater applied to a cooking apparatus, and more particularly, to an electric heater including a planar heat generating body capable of effectively reducing a heat generation temperature of an electrode portion even if the electrode portion is formed in a limited area. The electric heater of the present invention comprises: a Substrate (Substrate: an insulating material capable of forming a conductor pattern on a surface of an insulating Substrate); and a planar heating element (an planar heating element) formed on one surface of the substrate; the planar heating element includes: a pattern section connecting a start point and an end point of the pattern section; and an electrode portion connected to a start point and an end point of the pattern portion, the electrode portion having a thickness greater than that of the pattern portion.)

电加热器

技术领域

本发明涉及应用于烹饪设备的电加热器，尤其涉及一种包括面状发热体的电加热器，所述面状发热体即使在有限的面积内形成电极部也能有效地降低电极部的发热温度。

背景技术

通常，烹饪设备是利用燃气或电来对烹饪物进行加热，由此进行烹饪的装置，目前正普及着利用微波的微波炉、利用加热器的烤箱、利用燃气的燃气灶、利用电的电灶、内置有燃气灶或电灶的炉灶面(cooktop)等多种产品。

对于燃气灶，将燃气作为热源而直接产生火焰，相反，电灶利用燃气、电来对放置于上板的容器和食物进行加热。

对于燃气灶，由火焰所产生的热损失较大，并且随着不完全燃烧而排出污染物质并污染室内空气，因此，近年来电灶备受人们的关注。

电灶可分为：以磁感应方式直接对具有磁性的容器进行加热的电磁炉(induction)；利用热线对陶瓷上面进行加热的电陶炉(Hi-light)。

对于电磁炉而言，在高温下烹饪时间较短，但是需要使用具有磁性的专用容器。相反，对于电陶炉而言，虽以直接使用现有的容器，但是烹饪时间相对较长。

对于现有的电陶炉而言，使用了采用镍铬丝的发热体，但是，为了使发热体的厚度形成为较薄，正开发着利用面状发热体的电加热器。

另外，为了缩短烹饪时间，采用了能够将有限的面积加热成高温的电加热器的电陶炉成为了研发趋势。

作为这种电加热器的一例，已有韩国授权专利公报10-1762159B1(2017 年08月04日)中公开的一种面状发热装置，这种面状发热装置包括：基板，其表面由电绝缘材质形成；发热体，其附着于基板的表面，并且以规定的形状配置；以及电力供应部，其用于向发热体供电。

对于如上所述的电加热器而言，根据面状发热体的配置形状(即，图案)，加热目标的温度分布可能会变得不同，面状发热体优选形成为尽量能够最大限度地对加热目标进行均匀加热的形状或形态。

电加热器的面状发热体包括多个直线形状或弧形状的轨道(track)，在多个轨道中的相邻的轨道可以具有由电桥(或轨道)相连接的形状。

作为加热器的另一例，已有欧洲公开专利公报EP0,228,808A2(1987年 07月15日公开)中公开的温度敏感装置(Temperature sensitve device)，这种装置构成为将作为导电材料的加热器轨道和一对电极印刷于陶瓷涂层的形态，并且随着电流的供给，通过电极从加热器轨道产生辐射热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利公报10-1762159B1(2017年08月04日)

专利文献2：欧洲公开专利公报EP0,228,808A2(1987年07月15日公开)

但是，现有的面状发热体包括发热部，一个热线以规定的图案形状形成于所述发热部的有限的面积内，并且为了发热到500℃以上，将发热部设计成具有较高的电阻。

当然，在图案中设置有用于供应电流的电极，并且电极需形成为具有较小的电阻，以防止其发热。

根据现有技术，为了使电极的电阻大幅度地小于图案的电阻，将电极的宽度形成为远大于图案的宽度。

但是，根据烹饪设备的尺寸大小，所需的电力需求不同，但是只用一个热线构成图案是难以满足根据使用者的需要而阶段性地发热到高温的。

因此，虽然可以形成具有多个图案和多个电极的面状发热器，但是需要设置在有限的面积内。

然而，为了将多个电极连接于一个供电部，多个电极只能在有限的面积内沿着相同的方向彼此相邻而配置，并且将电极的宽度形成为大于图案的宽度，由此提高电极的电阻受到限制。

另一方面，若在有限的面积内形成以高温进行发热的图案，则会存在有根据图案的形状而发生局部发热，或者因其导致热线被破坏的问题。

即，根据图案形状，会产生电流流过的路径差，路径差越大电流密度的偏差会越大，在电流密度较高的部分上会发生局部发热，并且出现热线被破坏的现象。

发明内容

本发明使为解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种包括面状发热体的电加热器，所述面状发热体在有限的面积内能够大幅度地降低电极的电阻。

本发明的另一目的在于，提供一种包括面状发热体的电加热器，所述面状发热体即使在图案部的内部产生较大的电流密度差也能防止发生局部发热。

本发明提供一种电加热器，其包括：基板(Substrate：能够在绝缘基板表面形成导体图案的绝缘材料)；以及面状发热体(an plane heating element)，其形成于所述基板的一表面；所述面状发热体包括：图案部，使所述图案部的始点和终点相连接；以及电极部，其与所述图案部的始点和终点相连接，所述电极部的厚度形成为大于所述图案部的厚度。因此，通过大幅度降低电极在有限的面积内的电阻，能够来构成非发热部。

此时，所述电极部可以包括：阳极电极，其位于所述图案部的外侧，并且与所述图案部的始点相连接；以及阴极电极，其以与所述阳极电极呈水平的方式配置于所述图案部的外侧，并且与所述图案部的终点相连接。

另外，在本发明中，所述图案部可以包括：圆弧形状的多个轨道，其彼此隔开，并且从所述图案部的内侧越朝向外侧越变长；以及多个桥，其使多个所述轨道串联连接。

此时，所述图案部可形成为以穿过所述图案部的中心的基准线呈对称的形状。

另外，在本发明中，所述电极部的厚度形成为大于所述轨道的厚度，所述电极部的厚度可以在多个所述轨道的厚度的1.3～2.0倍的范围内形成，所述电极部在电流流过的期间发热到200℃以下。

另外，在本发明中，所述桥的厚度形成为大于所述轨道的厚度，所述桥的厚度可以在多个所述轨道的厚度的1.3～2.0倍的范围内形成，所述桥在电流流过的期间发热到500℃以下。

因此，即使沿着桥流过的电流产生较大的密度差，由于桥的电阻形成为较小，因此能够防止桥部的局部发热以及因其所引起的绝缘破坏。

另外，在本发明中，所述面状发热体还包括：内侧面状发热体，其形成于所述面状发热体的中心；以及至少一个以上的外侧面状发热体，其设置成包围所述内侧面状发热体，所述电极部包括：内侧电极部，其向所述内侧面状发热体供应电流；以及外侧电极部，其向所述外侧面状发热体供应电流。即，通过构成多个图案，来能够实现多个阶段的发热强度。

根据本发明的电加热器，即使在有限的面积内形成电极部，通过将所述电极部的厚度形成为大于图案部的厚度，来也能大幅度地降低电极部的电阻。因此，能够有效地降低形成于有限面积内的电极部的发热温度。

另外，在本发明的图案部中，将位于图案部中心的电流密度差较大的桥的厚度形成为大于轨道的厚度，由此能够大幅度地降低桥的电阻。因此，能够防止图案部中的桥部分发生局部发热和热线受损，并且能够使图案部所形成的整体面积均匀地被加热。

另外，在本发明中，在同一平面内形成多个图案部，由此能够提供多个阶段的发热强度。因此，能够使有限的面积阶段性地发热到高温。

附图说明

图1是示出应用本发明一实施例的电加热器的电灶的立体图。

图2是应用本发明一实施例的电加热器的电灶的控制框图。

图3是示出本发明一实施例的电加热器的剖视图。

图4是示出本发明一实施例的单一(single)式面状发热体的俯视图。

图5A和图5B是沿图4的A-A'线和B-B'线切开的剖视图。

图6是示出本发明一实施例的双重(dual)式面状发热体的俯视图。

图7A和图7B是沿图6的C-C'线和D-D'线切开的剖视图。

图8是示出本发明一实施例的三重(triple)式面状发热体的俯视图。

图9A和图9B是沿图8的E-E'线和F-F'线切开的剖视图。

附图标记说明

100：面状发热体 110：图案部

111：轨道 112：桥

120：电极部 121：阳极电极

122：阴极电极

具体实施方式

下面，参照附图对本实施例进行详细说明。但是，本实施例中所公开的内容能够确定本实施例所具有的发明思想的范围，本实施例所具有的发明思想包括对所提到的实施例进行构成要素的追加、删除、变更等的实施变形。

图1是示出应用本发明一实施例的电加热器的电灶的立体图，图2是应用本发明一实施例的电加热器的电灶的控制框图。

本发明的电加热器1可构成炉灶面等的电灶(以下，称作电灶)的一部分。

电灶可包括用于形成外观的箱体2。电加热器1可配置于箱体2的上部。箱体2的上表面可以被打开，电加热器1可配置于箱体2的上表面。

电灶可包括：对电灶进行操作的输入部3；以及用于显示电灶的信息等各种信息的显示器4。并且，电灶还可以包括电力供应部5，其与电加热器1连接，并且向电加热器1施加电流。电灶还可以包括控制部6，其根据输入部3 的输入而对电力供应部5和显示器4进行控制。

电加热器1可以以其上表面露出与外部的方式设置于箱体2。被电灶加热的加热目标可放置于电加热器1的上表面，电加热器1的上表面可以是用于安置加热目标的加热目标安置面。

图3是示出本发明一实施例的电加热器的剖视图。

电加热器1可包括：基板10；和多个面状发热体100，其形成于基板10 的一表面。

基板10可以是能够在表面形成导体图案的绝缘基板。基板10的上表面可以是用于安置加热目标的加热目标安置面13。基板10的下表面可以是用于形成面状发热体100的面状发热体形成面14。

基板10可以构成为其整体由绝缘材质形成的底座11，也可以包括：由绝缘材质或非绝缘材质形成的底座11；和形成于底座11的一表面的绝缘层 12。

底座11可以是玻璃，绝缘层12可以以涂布或印刷等工法的施工方法形成于这种玻璃的下表面。

面状发热体100可直接形成于绝缘材质的底座11的一表面，也可以形成于绝缘层12。

底座11可形成为用于放置加热目标的板形状，并且可形成为加热目标能够容纳于其内部的容器形状。

绝缘层12可形成于底座11的下表面。绝缘层12可形成于底座11的整个下表面，也可以只形成于底座11的下表面中的一部分区域。绝缘层12可以只形成于用于形成面状发热体100的区域。绝缘层12可构成基板10的整个下表面，或者可以构成基板10的下表面的一部分。

面状发热体100可形成于绝缘层12的下表面14。面状发热体100的大小可以小于基板10的大小，基板10的下表面可包括：用于形成面状发热体 100的加热区域H；和位于加热区域H周边的非加热区域UH。

电加热器1还可以包括用于包围面状发热体100的涂层18。涂层18可以由电绝缘材质形成，并且能够保护面状发热体100。

本实施例的基板10可以由柔性材质构成，例如，也可以由柔性绝缘薄膜 (film)构成。在此情况下，电加热器1可以是柔性面状加热器。当然，这种柔性面状加热器也可以如电灶的上板那样，附着于用于放置加热目标的构件并对加热目标进行加热。

图4是示出本发明一实施例的单一式面状发热体的俯视图，图5A和图 5B是沿图4的A-A'线和B-B'线切开的剖视图。

如图4所示，根据本发明的单一式面状发热体仅形成有由一个热线所构成的第一面状发热体100，所述第一面状发热体100包括：热线以规定的形状排列的图案部110；和向所述图案部110供应电流的电极部120。

所述图案部110由热线紧凑地排列于圆形的有限面积内的发热部构成，并且沿着多种路径使位于最外侧的始点和终点之间相连接，而且形成为以如图4所示的图案部110的中心为基准呈左右对称的形状。

根据实施例，所述图案部110可以包括：圆弧形状的多个轨道111，其彼此隔开，并且从图案部110的中心越朝向外侧越变长；以及多个桥112，其使多个所述轨道111串联连接。

此时，所述图案部110所形成的面积和构成所述图案部110的热线的长度，可设定成与所需电力成比例。

多个所述电极120由发热量与所述图案部110相比相对较低的非发热部构成，并且包括用于使电流流入的阳极电极121和用于使电流流出的阴极电极122，所述阳极电极121和所述阴极电极122可以隔开规定间隔水平地配置于所述图案部110的外侧。

所述阳极电极121是从所述图案部110的始点延伸的部分，与外部的输入端子相连接，所述阴极电极122是从所述图案部110的终点延伸的部分，与外部的输出端子相连接。

若电流供应到如上所述那样构成的单一式面状发热体，则电流将会依次流过所述阳极电极121、图案部110以及阴极电极122。

此时，所述图案部110起到作为一种电阻的作用并发热到600℃以上，由此对放置在所述图案部110上的加热目标进行烹饪。

然而，所述电极部120优选形成为发热到200℃以下，或者几乎不发热。

当然，为了大幅度地降低所述电极部120的电阻，可以将所述电极部120 的宽度形成为大于所述图案部110的宽度。

但是，由于可形成所述电极部120的面积有限，因此，将所述电极部120 的厚度优选形成为大于所述图案部110的厚度。

如图5A所示，阳极电极121的厚度T2形成为大于图案部侧轨道111的厚度T1，并且阳极电极121的厚度可以在所述轨道111的厚度T1的1.3～2.0 倍的范围内形成，但是不限定于此。

当然，所述阴极电极122也可以同样地形成为其厚度大于所述轨道111 的厚度T1。

另一方面，所述轨道111形成为缓慢弯曲的形状，即，曲率半径形成为相对较大；而所述桥112会形成为急剧弯曲的形状，即，曲率半径形成为相对较小。

此时，在所述桥112的内侧和外侧流过的电流的密度差呈现出较大，因此，与所述轨道111相比，所述桥112会过度发生局部发热。

因此，为了防止所述桥112发生局部发热，将所述桥112的电阻优选形成为较小。

当然，所述电极部120也相同地，为了将所述桥112的电阻形成为较小，可以将其宽度形成为较大，但是考虑到有限的面积，优选增加其厚度。

如图5B所示，桥112的厚度T3形成为大于轨道111的厚度T1，桥112 的厚度T3可以在所述轨道111的厚度T1的1.3～2.0倍的范围内形成，但是不限定于此。

为了制作如上所述那样构成的单一式面状发热体，可以以如下方式进行制作，即，将导电材料以轨道、桥以及电极部的形状印刷于基板的表面，并进行干燥，之后将相同的导电材料或不同的导电材料以桥和电极部的形状再一次印刷于基板的表面，并进行煅烧。

除了这种印刷工程之外，还可以用喷涂工程等的多种方式进行制作，对此不作限定。

如此，能够轻松地制作出桥和电极部形成为比轨道更厚的面状发热体，并且不仅能够将电极部形成为非发热部，而且还能消除桥的局部发热。

图6是示出本发明一实施例的双重式面状发热体的俯视图，图7A和图 7B是沿图6的C-C'线和D-D'线切开的剖视图。

如图6所示，本发明的双重式面状发热体包括：内侧面状发热体100，其位于同一平面的中心；和外侧面状发热体200，其配置成包围所述内侧面状发热体100。

所述内侧面状发热体100包括：排列成规定形状的内侧图案部110；向所述内侧图案部110供应电流的内侧电极部120；以及用于使所述内侧图案部110和内侧电极部120之间相连接的内侧连接器130。

由于所述内侧图案部110和内侧电极部120构成为与在上述单一式面状发热体中进行说明的图案部和电极部相同，从而省略对其的详细说明。

所述内侧连接器130构成为能够以与所述内侧图案部110相同的温度进行发热的辅助发热部，是从所述内侧图案部110的始点和终点延伸到所述内侧电极部120的部分。

所述内侧连接器130可位于设置于后述的外侧图案部210的一侧的开口部、即至少一对外侧桥212之间。

一个内侧连接器131使所述内侧图案部110的始点和内侧阳极电极121 之间相连接，而剩余的另一个内侧连接器132使所述内侧图案部110的终点和内侧阴极电极122之间相连接。

由于所述内侧连接器131、132直接与所述内侧阳极电极121和所述内侧阴极电极122相连接，因此，在电流流过的期间，在所述内侧连接器131、132之间可能会产生较大的电位差，并且所述内侧连接器131、132可能会发生短路。

因此，为了防止所述内侧连接器131、132之间发生短路，需要将所述内侧连接器131、132设置成彼此远离，使得两者保持绝缘间隙，并且可以将所述内侧连接器131、132配置为彼此平行，使得两者之间的间隔保持至少20mm 以上，但是不限定于此。

所述外侧面状发热体200包括：外侧图案部210，其以规定形状排列在所述内侧图案部110的外侧；和外侧电极部220构成，其与所述外侧图案部 210相连接。

所述外侧图案部210由发热部构成，所述发热部紧凑地排列在包围所述内侧图案部110的外侧的、环形状的有限的面积，并且沿着多种路径使位于最内侧的始点和终点之间相连接，而且形成为左右对称的形状。

根据实施例，与所述内侧图案部110相同地，所述外侧图案部210也可以包括多个外侧轨道211和多个外侧桥212。

另外，所述内侧连接器131、132的一部分，可以位于在所述外侧图案部 210的一侧所设置的开口部、即所述外侧桥212之间。

所述外侧电极部220由从所述外侧图案部210的始点和终点延伸的非发热部构成，由水平配置的外侧阳极电极221和外侧阴极电极222构成。

当然，为了经由一个供电部而向所述内侧面状发热体100和所述外侧面状发热体200供应电流，所述外侧电极部220可以位于与所述内侧电极部120 相同的方向。

若电流供应到如上所述那样构成的外侧面状发热体200，则与所述内侧面状发热体相同地，电流将会依次流过所述外侧阳极电极221、外侧图案部 210以及外侧阴极电极222。

此时，所述外侧图案部210由发热到600℃以上的发热部构成，而所述外侧电极部220需形成为发热到200℃以下或几乎不发热的非发热部。

但是，当考虑到所述外侧电极部220的能够形成的有限面积时，优选地，通过将所述外侧电极部220形成为厚于所述外侧图案部210，来能够大幅度地降低所述外侧电极部220的电阻。

如图7A所示，外侧阳极电极221的厚度T2可形成为大于外侧轨道211 的厚度T1，外侧阳极电极221的厚度可以在外侧轨道211的厚度T1的1.3～ 2.0倍的范围内形成，但是不限定于此。

当然，所述外侧阴极电极222也可以形成为其厚度大于所述外侧轨道221 的厚度T1。

另外，所述外侧桥212与所述外侧轨道211相比形成为过度弯曲的形状，从而因内侧和外侧之间的电流密度差而会发生局部发热。因此，优选大幅度地降低所述外侧桥212的电阻，以防止发生局部发热。

如图7B所示，外侧桥212的厚度T3可形成为大于外侧轨道211的厚度 T1，外侧桥212的厚度T3可以在外侧轨道211的厚度T1的1.3～2.0倍的范围内形成，但是不限定于此。

与单一式面状发热体相同地，如上所述那样构成的外侧面状发热体也可以通过至少印刷两次以上的工程来形成比外侧轨道厚的外侧桥和外侧电极部。

图8是示出本发明一实施例的三重式面状发热体的俯视图，图9A和图 9B是沿图8的E-E'线和F-F'线切开的剖视图。

如图8所示，本发明的三重式面状发热体，可以由位于同一平面中心的第一面状发热体100、配置成包围所述第一面状发热体100的第二面状发热体200、以及配置成包围所述第二面状发热体200的第三面状发热体300构成。

所述第一面状发热体100由第一图案部110、第一电极部120以及第一连接器130构成，由于与在双重式内侧面状发热体进行说明的内侧图案部、内侧电极部以及内侧连接器相同地构成，因此省略其详细说明。

所述第二面状发热体200由第二图案部210、第二电极部220以及第二连接器230构成，由于与在双重式外侧面状发热体说明的外侧图案部和外侧电极部相同地构成，因此省略详细的说明。

但是，所述第二连接器230形成为能够以与所述第二图案部210相同的温度进行发热的辅助发热部，所述第二连接器230是从所述第二图案部210 的始点和终点延伸到所述第二电极部220的部分，并设置于所述第一连接器 130的外侧。

因此，所述第一连接器130和所述第二连接器230，可以位于在后述的第二图案部210和第三图案部310的一侧所设置的开口部，即位于至少一对第二桥212和一对第三桥312之间。

一个第二连接器231使所述第二图案部210的始点和第二阳极电极221 之间相连接，剩余的另一个第二连接器232使所述第二图案部210的终点和第二阴极电极222之间相连接。

所述第三面状发热体300包括：第三图案部310，其以规定形状排列在所述第二图案部210的外侧；和第三电极部320，其与所述第三图案部310 相连接。

所述第三图案部310形成为紧凑地排列在包围所述第二图案部210的外侧的环形状的有限面积的发热部，并且沿着多种路径使位于最外侧的始点和终点之间相连接，并且形成为左右对称的形状。

根据实施例，与所述第二图案部210同样地，所述第三图案部310也可以由多个第三轨道311和多个第三桥312构成。

所述第三电极部320形成为从所述第三图案部310的始点和终点延伸的非发热部，并且由水平配置的第三阳极电极321和第三阴极电极322构成。

当然，为了经由一个供电部而向所述第一面状发热体100和所述第二面状发热体200供应电流，并且经由另一供电部而向所述第三面状发热体300 供应电流，所述第三电极部320位于与所述第一电极部120和所述第二电极部220相反的方向。

若电流供应到如上所述那样构成的第三面状发热体300，则电流将会依次流过所述第三阳极电极321和第三图案部310以及第三阴极电极322。

同样地，所述第三图案部310形成为发热到600℃以上的发热部，而所述第三电极部320需形成为发热到200℃以下或几乎不发热的非发热部。

因此，与所述第一电极部120和所述第二电极部220同样地，优选大幅度地降低所述第三电极部320的电阻。

如图9A所示，第三阳极电极321的厚度T2形成为大于第三轨道311的厚度T1，第三阳极电极321的厚度T2可以在第三轨道311的厚度T1的1.3～ 2.0倍的范围内形成，但是不限定于此。

当然，所述第三阴极电极322也可以形成为其厚度大于所述第三轨道311 的厚度。

另外，与第一桥112、第二桥212相同地，也优选大幅度地降低所述第三桥312的电阻，以消除因电流密度差而引起的局部发热。

如图9B所示，第三桥312的厚度T3形成为大于第三轨道311的厚度T1，第三桥312的厚度T3可以在第三轨道311的厚度T1的1.3～2.0倍的范围内形成，但是不限定于此。

如上所述那样构成的第三面状发热体也与双重式的第一面状发热体、第二面状发热体相同地，可以通过至少印刷两次以上的工程来形成比第三轨道厚的第三桥和第三电极部。