[發明專利]一種鋁管上的電阻膜

無效

• 申請號: 200480037237.1
• 申請日: 2004-06-18
• 公開（公告）號: CN101138053A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: H·M·沃倫;W·R·海沃爾思;M·S·豪特霍爾恩
• 申請（專利權）人: 國際阻抗公司
• 主分類號: H01C1/012
• 分類號: H01C1/012;H05B3/40;H01C17/06;B60L1/04;F02N17/06;H01C3/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 趙辛

相關申請

本申請要求享有2003年10月20日提交的題為“鋁管上的電阻膜”的美國臨時專利申請No.60/512,731的優先權，并在文中參考引用其全部內容。

技術領域

本發明總體上涉及一種汽車電氣系統，更具體地，涉及一種管狀電阻器組件，可將熱量傳遞給流過的流體；和結合這種組件的電路。

背景技術

分布在不銹鋼和其它金屬襯底的厚膜電路認為自20世紀40年代以來就得到應用。眾所周知，“厚膜”電路指的是導電材料通過絲網印刷和類似的技術施加到襯底上所形成的電路，其中糊狀的材料受壓迫通過預先設有圖案的網篩或模板。

傳統上形成厚膜電路的襯底是平面狀的。然而，近來厚膜電路已經施加在不銹鋼管或陶瓷管制成的管狀結構上。這種結構為電路和泵送或其它方法通過管子的流體(可以是液體或氣體)之間的熱量交換提供了一種便利方式，而且這種結構與類似的平面結構相比，往往更加節省空間。當這種電路被專門用來使電阻元件發熱時，產生的熱量可以升高流體溫度。例如，授予Juliano等人并轉讓給WatlowElectric?Manufacturing公司(“Watlow”公司)的美國專利?No.5,973,296以及授予Godwin等人并轉讓給Husky?Injectin?Molding?System有限公司的美國專利No.6,575,729分別提出了一種用來加熱注射成型系統的噴嘴的管狀厚膜器件。在每種情況下，管狀襯底顯然都是用不銹鋼或類似材料，或陶瓷材料如氧化鋁或氮化鋁，制成的。遺憾的是，不銹鋼對于很多應用來說過于沉重，如機動車輛中較輕重量往往是重要的設計目標，而且鋼提供的傳熱速率也達不到要求的程度。另一方面，陶瓷是不可延展的，因而一旦管狀結構形成之后不能承受其他的成型。實際上，陶瓷是很脆的，很容易破壞或打碎。此外，陶瓷不象許多金屬那樣能夠快速傳遞熱量。

一種汽車經常使用的輕金屬是鋁。然而，已知汽車上的應用尚未使用管狀鋁襯底來交換電阻元件與流經的流體之間的熱量，這多半是因為管狀襯底技術的應用大都限制在用來加熱建筑物和其它永久結構的水。遺憾的是，陽極化鋁的擊穿電壓對于標準的建筑物電力供應太低，美國建筑物的供應電壓一般為110伏。而且，鋁對輸送飲用水來說是不安全的，因此這種技術往往不能用來加熱建筑物的供水。

不過，至少一種用于電加熱機動車輛中冷卻流體的鋁器件已經由位于捷克共和國布拉格的Visteon公司的子分司Autopal研制出來。在Autopal的裝置中，一系列的三個筒形加熱器或電熱塞通過直接連接汽車冷卻系統的管狀結構的側壁插入。電氣配線系統將可單獨控制的導線連接至筒形加熱器，使得施加電流能夠單獨加熱筒形加熱器。當筒形加熱器的溫度上升時，筒形加熱器輻射出的熱量傳遞給流經結構的冷卻流體，并傳遞給布置在臨近裝置下游的發動機。通過啟動電氣配線系統，這種裝置最好用來使發動機升溫，而這在“冷啟動”或類似情況下十分有用。而且，由此產生的熱量可以通過控制給定時刻起動的筒形加熱器的數目來控制。

遺憾的是，Autopal裝置有很多缺點。首先，這種裝置占據相當大的空間，而且制造和安裝都十分復雜。這種裝置還比較容易發生故障。此外，使用筒形加熱器在加熱位置產生很高的能量密度，這會引起冷卻劑的局部蒸發效應，或者使冷卻劑沸騰，成為泥狀沉積物而產生循環問題。

尤其重要的是，Autopal裝置只適宜加熱冷卻流體，而不適合于在其它功能的電路用作具有穩定值的電阻器。雖然這種裝置本身具有電阻效應，但是其電阻值十分不穩定，一般的偏差為+/-25％或更大，因而在標準的電路中是不可信賴的。另外，Autopal之類的裝置還具有很高的電阻溫度系數“TCR”，一般大于5000ppm/℃，這使得不能用作穩定的功率電阻器。