專利名稱：絞合電加熱電纜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體上涉及電加熱電纜，其用在使用電來保持人溫暖的例如電熱床
墊或者電熱毯之類的電加熱裝置中，更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠防止對 人體有害的磁通泄漏的絞合電加熱電纜，其是通過一體地絞合兩個加熱線束以 使電磁場最小化來制造的。
背景技術(shù)：
在與電纜之間的距離不同的各個點處，磁場強度與距離成比例地減小。不 同于用在離人幾米遠的位置處的一般電氣裝置，用于保持人體溫暖的電加熱裝 置接觸人的身體，也就是說與人體間隔大約幾厘米的較小距離。因此，人體暴 露于其中的磁場的強度是一般電氣裝置的幾十倍或者幾百倍。因此，這種電加 熱裝置的電加熱電纜需要一種能夠減小磁通泄漏的結(jié)構(gòu)。為了滿足這種需求，已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的用于防止磁通泄漏的電加熱 電纜。在這些電加熱電纜中，已經(jīng)廣泛地使用與韓國專利第018436號中類似 的用于防止磁通泄漏的同軸電加熱電纜。圖1顯示了一種同軸電加熱電纜，電 纜部分外圓周表面已經(jīng)被切除。該同軸電加熱電纜包括芯線11、絕緣的內(nèi)部覆蓋物12、外部加熱線13 以及絕緣的外部覆蓋物14。芯線11是經(jīng)過熱處理的銅絞線。絕緣的內(nèi)部覆蓋 物12覆蓋芯線11的外部，并由具有優(yōu)異耐熱性的尼龍或者特氟綸制成。外 部加熱線13螺旋纏繞在絕緣的內(nèi)部覆蓋物12的外圓周上，并由諸如硅樹脂 或者聚氯乙稀(PVC)之類的絕緣材料制成。外部加熱線13是通過以圓形或 者帶狀形成諸如圓形或多邊形鎳鉻合金線的電阻器來獲得的。電流以相反的方 向在芯線11和外部加熱線13中流動，由此抵消了磁場，從而消除了磁通泄 漏。這樣的同軸電加熱電纜被構(gòu)造成使得芯線11、絕緣的內(nèi)部覆蓋物12、外 部加熱線13和絕緣的外部覆蓋物14層疊成多層。因此，該同軸電加熱電纜 較厚并且相對不夠柔軟。特別地，因為絕緣的內(nèi)部覆蓋物12直接將功率施加 到內(nèi)部芯線11和外部加熱線13上，并位于外部加熱線13的內(nèi)側(cè)，其中必 須確保耐熱性和承受電壓的能力。由此，即使具有優(yōu)異機械和熱性能的含氟樹
脂用于絕緣內(nèi)部覆蓋物，也需要非常大的厚度。由此，大多數(shù)實際產(chǎn)品的直徑
超過2.5毫米。同時，如果絕緣的外部覆蓋物14由具有相對較低機械強度的 硅樹脂或者氯乙烯制成，則產(chǎn)品的直徑為3毫米左右。因此，當同軸電加熱電 纜應(yīng)用到薄的電加熱裝置上時，同軸電加熱電纜從電加熱裝置突出。當絕緣的 外部覆蓋物14由含氟樹脂制成時，減小了同軸電加熱電纜的直徑，增加了制 造成本，并且此外，由于高溫擠出而降低了生產(chǎn)率。此外，當外部沖擊作用在外部加熱線13上時，也就是當同軸電加熱電纜 被折疊時，外部加熱線聚集到一側(cè)，使得外部加熱線的螺旋部分之間的間距縮 窄。因此，同軸電加熱電纜的一個表面過熱，使得絕緣材料熔化或被損壞。此 外，外部加熱線13易于縮短，這增大了磁通泄漏。已經(jīng)提出了以不同于同軸電加熱電纜的方法來抑制磁通泄漏的一種電加 熱電纜。圖2顯示了雙絕緣絞合電加熱電纜的基本構(gòu)造，其中電纜外圓周表面 的一部分被切除。如圖2所示，雙絕緣絞合電加熱電纜是通過拉動并旋轉(zhuǎn)兩個電加熱線束 20來制造的，或者通過拉動并扭曲兩個電加熱線束20同時旋轉(zhuǎn)該電加熱線束 來制造的。每個電加熱線束20包括芯線21和絕緣的內(nèi)部覆蓋物22，芯線21 是由電阻器制成的線束，例如鎳鉻合金線，絕緣的內(nèi)部覆蓋物22是由諸如含 氟樹脂之類的高溫樹脂制成的。絞合的電加熱線束20用絕緣的外部覆蓋物23 覆蓋，使得電加熱線束彼此緊密接觸并且不會拆開。電流在兩個電加熱線束20 中以相反方向流動，使得磁場彼此抵消，由此減少了磁通泄漏。韓國實用新型 注冊第0317437號和韓國實用新型注冊第0176447號公開了實現(xiàn)雙絕緣絞合 電加熱電纜的示例。在這樣的雙絕緣絞合加熱電纜中，功率施加于其上的芯線21之間的間距 等于絕緣的內(nèi)部覆蓋物22的厚度的兩倍。由此，即使絕緣的內(nèi)部覆蓋物22的 厚度減小為在能夠提供所需機械和熱性能的范圍內(nèi)的最大值，電纜也具有能夠 承受電壓的優(yōu)異能力。不同于同軸電加熱電纜，螺旋纏繞的外部加熱線13聚 集在一側(cè)上的現(xiàn)象不會發(fā)生。但是，由于雙絕緣，總直徑依然較大，并且柔性 較差。因此，當雙絕緣絞合加熱電纜被應(yīng)用到薄的電加熱裝置上時，雙絕緣絞 合加熱電纜能夠突出。由于施加絕緣的外部覆蓋物23的過程，雙絕緣絞合加 熱電纜在成本和生產(chǎn)率方面不太有利。如果使用沒有絕緣的外部覆蓋物23的絞合加熱電纜，則可以克服同軸電 加熱電纜和雙絕緣絞合加熱電纜的大部分缺陷。但是，當通過僅相對于一個軸 線進行轉(zhuǎn)動制成的絞合電加熱電纜能夠自由移動而不受限制時，或者其中嵌入
了絞合的電加熱電纜的電加熱裝置變形時，在電加熱線束之間形成間隙，由此 不能有效地抑制磁通泄漏。為了解決絞合的電加熱電纜的缺陷，美國專利第6734404B2號提出了一 種經(jīng)由用于將電加熱線束彼此粘結(jié)的裝置來防止兩個電加熱線束拆開的方法， 由此去除了絕緣的外部覆蓋物23。但是，該粘結(jié)裝置必須粘結(jié)具有低摩擦系數(shù)的材料(例如含氟樹脂)，即 使在電加熱裝置中達到IO(TC或更高的溫度時，其也必須不能變形，并且必須 不能喪失粘結(jié)電加熱線束的能力。此外，粘結(jié)裝置的抗張強度和柔性必須足以 在薄的電加熱裝置突然彎曲時能夠抵抗機械損壞。但是，很難獲得滿足上述需 求的粘結(jié)裝置。此外，由于粘結(jié)裝置而使得制造成本增加，并且由于需要施加 粘結(jié)裝置而降低了生產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題由此，本發(fā)明是針對用于防止磁通泄漏的傳統(tǒng)加熱電纜中出現(xiàn)的問題而提 出的，本發(fā)明的一個目的是提供一種絞合電加熱電纜及其制造方法，其中即使 不使用諸如粘結(jié)劑之類的粘結(jié)裝置，在自由狀態(tài)下，電加熱電纜也不會拆開， 并且能夠緊湊地絞合，使得電加熱電纜保持更加緊密接觸的狀態(tài)，并且具有高 柔性，由此減少了磁通泄漏，并且其中電加熱電纜具有較小的外徑，由此其可 以用于薄的電加熱裝置，并且具有較低的制造成本。
技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種制造絞合電加熱電纜的方法，其包 括對稱輸入并絞合的第一和第二電加熱線束，其中第一和第二電加熱線束沿其 進行絞合的軸線與第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線之間的角度等于第一和 第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第二電加熱線束沿其進行輸入的軸線之 間的角度，并且第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線、第二電加熱線束沿其進 行輸入的軸線以及第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線同時沿著相同的 方向旋轉(zhuǎn)。第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速等于繞第二電加'熱線束沿其 進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速，并且第一和第二電加熱線束中的每個沿其進行輸入的 軸線的轉(zhuǎn)速大于第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明提供了一種制造絞合電加熱電纜的方法，包括絞合第一和第二電加 熱線束，第一和第二電加熱線束中的每個包括由用于電阻器制線束的材料制成
的芯線和覆蓋所述芯線的外圓周并由含氟樹脂制成的絕緣護套，其中第一和第 二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線之間 的角度等于第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第二電加熱線束沿其 進行輸入的軸線之間的角度，以及第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線、第二 電加熱線束沿其進行輸入的軸線以及第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸 線同時以相同的方向旋轉(zhuǎn)。第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速等于第二電加熱線束沿其進
行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速，并且第一和第二電加熱線束中的每個沿其進行輸入的軸 線的轉(zhuǎn)速大于第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線的轉(zhuǎn)速。所述第一和第二電加熱線束包括一個線束，該線束在其中間處被折疊然后 被絞合。
有利效果如上所述，本發(fā)明提供了一種絞合電加熱電纜及其制造方法，其中即使不 使用諸如粘結(jié)劑之類的粘結(jié)裝置，在未受限制的狀態(tài)下，加熱電纜也不會拆開， 并且能夠緊湊地絞合，使得電加熱電纜保持更加緊密接觸的狀態(tài)，并且具有高 柔性，由此減少了磁通泄漏，并且其中電加熱電纜具有較小的外徑而且較輕， 使得其可以用于薄的電加熱裝置，并且具有較低的制造成本。


圖1是顯示用于防止磁通泄漏的傳統(tǒng)同軸電加熱電纜的側(cè)視圖，其中同 軸電加熱電纜的一部分被切除；圖2是顯示用于防止磁通泄漏的傳統(tǒng)雙絕緣絞合電加熱電纜的側(cè)視圖， 其中雙絕緣絞合電加熱電纜的一部分被切除；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的絞合電加熱電纜的三軸絞合方法的視圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的絞合電加熱電纜的一個示例的剖視圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的絞合電加熱電纜的一個示例的側(cè)視圖；以及圖6是將根據(jù)本發(fā)明制造的絞合電加熱電纜與傳統(tǒng)的同軸電加熱電纜進 行比較的視圖。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的三軸絞合電加熱電 纜。[27]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明來絞合該絞合電加熱電纜的方法，圖4是顯示根據(jù) 本發(fā)明的絞合電加熱電纜的剖視圖。參考圖3和4，絞合電加熱電纜包括兩個電加熱線束，即第一和第二電 加熱線束30和40。第一和第二電加熱線束30和40中的每個包括芯線31 或41，以及由諸如含氟樹脂之類的高溫樹脂制成的絕緣護套32或42，其中 芯線31或41包括由電阻器制成的線束，例如鎳鉻合金線。第一和第二電加 熱線束30和40的芯線31和41由相同的材料制成，并且第一和第二電加 熱線束30和40的絕緣護套32和42由相同的材料制成。如圖3所示，在本發(fā)明的絞合電加熱電纜中，第一和第二電加熱線束30 和40被沿著不同的軸線Ll和L2輸入，并被沿著軸線方向L3拉動和絞 合，在這里，第一和第二電加熱線束30和40被絞合。第一電加熱線束30沿其進行輸入的軸線Ll和絞合軸線L3形成角度 A，第二電加熱線束40沿其進行輸入的軸線L2和絞合軸線L3形成角度 B。角度A和角度B大小相同并在相反的方向上形成。旋轉(zhuǎn)方向Rl圍繞軸 線Ll，第一電加熱線束30沿軸線Ll進行輸入，旋轉(zhuǎn)方向R2圍繞軸線L2， 第二電加熱線束40沿軸線L2進行輸入，旋轉(zhuǎn)方向R3圍繞軸線L3，第一 和第二電加熱線束30和40沿著相同的軸線L3絞合。這里，當圍繞軸線Ll的轉(zhuǎn)速Nl等于圍繞軸線L2的轉(zhuǎn)速N2時，其 中第一電加熱線束30沿著軸線Ll輸入，第二電加熱線束40沿著軸線L2 輸入，第一和第二電加熱線束30和40的絞合平衡非常良好，由此第一電加 熱線束的磁通的量幾乎完全等于第二電加熱線束的磁通的量。因此，顯著地減 小了磁通泄漏。此外，當?shù)谝浑娂訜峋€束30的轉(zhuǎn)速Nl和第二電加熱線束40的轉(zhuǎn)速 N2相等，或者都比絞合軸線L3的轉(zhuǎn)速N3快時，第一和第二電加熱線束30 和40被平穩(wěn)地絞合。此外，絕緣護套32和42以及芯線31和41自身被 絞合，使得絞合的電加熱電纜變得更加柔性。絞合節(jié)距P變得足夠窄，使得 能夠確保更加緊密接觸的狀態(tài)。由此，即使在絞合電加熱電纜未受限制的自由 狀態(tài)下，絞合電加熱電纜也不會拆開。 g卩，本發(fā)明使用三軸絞合方法，其中電加熱線束沿著三個軸向各自旋轉(zhuǎn)并 被絞合。根據(jù)本發(fā)明，電加熱線束被連續(xù)地輸入并沿著三個軸絞合，由此制造出三 軸絞合的電加熱電纜。接下來，在使用之前，將絞合電加熱電纜切割成需要的長度。可替換地，如圖5所示， 一個電加熱線束在其中間位置處折疊，并沿著 三個軸絞合，由此制造出三軸絞合的電加熱電纜。這種方法能夠消除對三軸絞 合的電加熱電纜的端部進行連接的復(fù)雜過程。此外，除了基本的絕緣護套32和42，三軸絞合的電加熱電纜不需要護 套，使得電纜的絕緣材料可以使用含氟樹脂，例如PTFE或FEP，它們具有 非常好的熱性能、電性能以及包括抗張強度和耐磨性在內(nèi)的機械性能。圖6是對本發(fā)明的絞合電加熱電纜50與傳統(tǒng)的同軸電加熱電纜60進 行比較的視圖。絞合電加熱電纜50使用電加熱線束來制造，其中FEP用作 用于絕緣護套的材料，包括由電阻器制成的線束的芯線外徑是0.6毫米，絕緣 護套的外徑是1.0毫米。參考圖6，絞合電加熱電纜50的外徑不超過2.0毫米，絞合節(jié)距為10 毫米或更小，兩個電加熱線束之間能承受的電壓為5千伏或更高，并且感應(yīng)系 數(shù)為每米luH或更小。即使在芯線達到150°C的溫度時，也不會由于發(fā)熱而 產(chǎn)生變形或者損壞。即使絞合加熱電纜繞直徑為5毫米的棒進行纏繞，加熱電 纜也不會拆開。此外，與具有類似熱輻射特性的同軸電加熱電纜相比，絞合電 加熱電纜的重量對應(yīng)于其重量的40%，并且其使用硅樹脂作為絕緣護套，使得 能夠顯著降低材料的消耗。
權(quán)利要求
1.一種制造絞合電加熱電纜的方法，包括對稱輸入并絞合的第一和第二電加熱線束，其中第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與輸入第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線之間的角度等于第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第二電加熱線束沿其進行輸入的軸線之間的角度，以及第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線、輸入第二電加熱線束沿其進行輸入的軸線以及第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線同時沿著相同的方向旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一電加熱線束沿其進行輸入的 軸線的轉(zhuǎn)速等于第二電加熱線束沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速，并且第一和第二 電加熱線束中的每個沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速大于第一和第二電加熱線束沿 其進行絞合的軸線的轉(zhuǎn)速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二電加熱線束包括一 個線束，該線束在其中間處被折疊然后被絞合。
4. 一種制造絞合電加熱電纜的方法，包括絞合第一和第二電加熱線束，第一和第二電加熱線束中的每個包括由用于 電阻器制線束的材料制成的芯線和覆蓋所述芯線的外圓周并由含氟樹脂制成的 絕緣護套，其中第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第一電加熱線束沿其進行輸 入的軸線之間的角度等于第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線與第二電 加熱線束沿其進行輸入的軸線之間的角度，以及第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線、第二電加熱線束沿其進行輸入的軸 線以及第一和第二電加熱線束沿其進行絞合的軸線同時以相同的方向旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，第一電加熱線束沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速等于第二電加熱線束沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速，并且第一和第二 電加熱線束中的每個沿其進行輸入的軸線的轉(zhuǎn)速大于第一和第二電加熱線束沿 其進行絞合的軸線的轉(zhuǎn)速。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一和第二電加熱線束包括一 個線束，該線束在其中間處被折疊然后被絞合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電加熱電纜，其用于電加熱裝置中并能夠最小化電磁場。通過沿著三個軸線絞合第一和第二電加熱線束來制造該電加熱電纜。每個電加熱線束包括芯線和由含氟樹脂制成的絕緣護套，該芯線包括由電阻器制成的線束。根據(jù)本發(fā)明，即使不使用粘結(jié)裝置，在自由狀態(tài)下，電加熱電纜也不會拆開，并且能夠緊湊地絞合，使得電加熱電纜保持更加緊密接觸的狀態(tài)，并且具有高柔性，由此減少了磁通泄漏，并且加熱電纜具有較小的外徑而且較輕，由此其可以用于薄的電加熱裝置，并且具有較低的制造成本。
文檔編號H05B3/54GK101347044SQ200680048847
公開日2009年1月14日 申請日期2006年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月13日
發(fā)明者宋鐘錫 申請人:宋鐘錫