[发明专利]用于流体泵的薄层加热元件

说明书

本发明涉及加热元件和包括该加热元件的流体泵。用于流体泵(101,110,120,130,140,150)的加热元件(3)包括：基板(31)，基板(31)优选地由玻璃制成，特别是石英玻璃，或陶瓷；设置在基板(31)顶部上的单晶、多晶或非晶材料的薄层(32)；以及设置成与薄层(32)接触的电触点(3a，3b)，电触点优选由导电油墨或电气导电浆料制成，其中薄层(32)的厚度等于或小于10μm。

技术领域

本发明涉及用于流体泵的加热元件。更具体地，本申请涉及特别是通过化学气相沉积(CVD)或PVD(物理气相沉积)生产的薄层加热元件。

背景技术

设置有本发明的加热元件的根据本发明的流体泵通常用于家用电器，例如洗碗机和洗衣机。在此产品部分中，产品的价格极大地影响了客户的购买决策。因此，考虑到所使用的部件以及所应用的制造工艺，设计工程师总是被要求采取所有可能的措施以保持低制造成本。

从EP2377451A1中已知一种流体加热泵，其使用印刷在围绕加热泵的泵室的金属筒上的厚膜电阻器作为泵的加热元件。在金属管和膜电阻器之间有绝缘层。厚膜电阻器提供高比负荷(specific load)。

本发明的目的是提供一种用于流体泵的加热元件，以及一种流体泵，其提供改进的反应时间以及有效的加热操作，同时提供紧凑且坚固的设计并且具有高成本效率。

发明内容

该目的通过根据本发明的加热元件和流体泵实现，其中加热元件包括厚度等于或小于10μm的薄层。

通过化学或物理气相沉积产生的薄膜技术从工具(抗磨保护，包装，阻隔涂层)和光学(UVA保护)中已知。然而，由于在这些技术领域中不需要加热的流体泵，因此对于加热的流体泵使用薄膜技术一直没有被关注并且到目前为止还没有被探索过。

此外，相当脆弱的基板可能被认为不适用于在操作期间暴露于振动的流体泵应用。基板和加热元件的热膨胀系数之间的差异很大，从而可能发生裂缝或裂沟，这会破坏加热元件。此外，为了提供所需的电阻并因此提供加热元件的所需加热功率，加热元件的层厚必须是均匀的。否则可能会出现热点。

然而，发明人发现，可以克服这些所谓的缺点，并且在使用利用薄膜技术的加热元件的操作期间，可以达到高达每秒100℃的加热速率，并且高达50W/cm²的特定表面负荷允许快速反应时间和很少的能量损失。

在本发明的第一方面，提供了一种用于流体泵的加热元件，包括：基板，优选地由玻璃制成，特别是石英玻璃，或陶瓷；设置在基板顶部上的单晶、多晶或非晶材料的薄层；以及与薄层接触的电触点，其优选由导电油墨或导电浆料制成，其中薄层的厚度等于或小于10μm。可以在对于多个薄层通用的一个基板上设置这些薄层，其中这些薄层可以通过共同的和/或单独的电触点连接到电源。基板优选由玻璃，特别是石英玻璃，或陶瓷制成，更特别是熔融石英，硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐。以管状基板的形式生产合适基板的可行方法是所谓的Vello工艺。在Vello工艺中，加热的玻璃从进料器的底部行进通过环形槽。该槽形成在进料器的圆形出口喷嘴和高度可调节的空心针(也是心轴)之间。这里，管利用压缩空气“充气”。最初在垂直方向上出现的玻璃管然后在自由下垂中偏转到水平位置。喷嘴心轴必须偏离中心地调整到拉丝喷嘴，以避免壁厚不均匀。因此，所得到的管最初具有不同的壁厚，这在弯曲后平衡。利用这种方法，可以产生1.5至80mm的管直径，这适用于家用电器，例如洗碗机或洗衣机。

除了薄层之外，电触点可以设置在基板上，例如直接接触，和/或在薄层顶部上。它们可以通过使用环氧树脂的丝网印刷或使用导电油墨的喷墨印刷来提供。

在一个实施例中，加热元件形成为具有至少部分地开口的端部的筒(或多边形管)和/或加热元件适于围绕流体泵的泵室。优选地，加热元件适于形成流体泵的泵室的外壁。因此，流体沿着泵室的外壁的内侧被引导，即在加热元件所在的壁的相对侧被引导。