通常是由安装在壳体内的电阻加热器对传统电熨斗的底板进行加热。该 电阻加热器包括一个或多个与电源连接的线状电阻器，由此通过电阻器产生 的热量，对底板进行加热。电阻加热器安装在底板上。这种电熨斗结构相当 复杂。电阻加热器的制造与组装成本相当高昂，特别是因为其必须安装在由 电绝缘材料制成的支撑装置上。
此外，该电熨斗需要相对较长的时间周期加热电阻加热器，直到其可以 期望的速率生成热量，并且在熨烫操作完成后，需要相对较长的时间周期， 以确保电阻加热器足够冷却。因此，在加热和冷却的过程中，将损耗大量的 热能。
传统的底板可由单块金属制成，例如铝或钢。铝的优点是导热性好且重 量轻，但铝制底板对于抗刮擦、划刻或者类似损害的性能不够满意；而钢制 底板更耐磨和刮擦，但是相对较重，且导热性不够满意。
另一种底板由两块不同材料制成。其核心部分是电可加热的且由铝制成， 且承载有钢制的薄壁基板，用于与需要熨烫的衣物直接接触。这种底板结构 复杂，增加了底板以及电熨斗的成本。
传统电熨斗加热元件通常具有高电阻，因此使用直流电源时，电流较低， 不能在需要加热的区域上提供均一的足够的能量。
因此，需要有一种结构简单、制造成本低、重量轻、能使用直流电源或 电池且加热效率高的改良型电熨斗。
以上对背景技术的描述有助于理解本实用新型申请所公开的电熨斗以及 加热元件，但并不认为是描述或构成本实用新型申请所公开的电熨斗以及加 热元件的相关的在先技术，或将所引用的文件作为考虑本实用新型申请的权 利要求的专利性的材料。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一 种改良型电熨斗。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电熨斗，包 括底板和至少一加热元件，所述加热元件包括设置在所述底板上的纳米厚度 的至少一多层导电涂层和设置在所述多层导电涂层上的电极，所述多层导电 涂层具有在高温条件下稳定所述加热元件的性能的结构和成分。
通过使用交流电、直流电、太阳能、或一个或多个电池，该电熨斗可执 行加热和熨烫功能。
在一实施例中，所述电熨斗包括充电器或电源转换器。
在一实施例中，所述电熨斗是无绳的。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互并联电连接的多个加热元件。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互串联电连接的多个加热元件。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互电连接的多个加热元件，且所述多 个加热元件的所述多层导电涂层尺寸大小相同。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互电连接的多个加热元件，且所述多 个加热元件的所述多层导电涂层尺寸大小不相同。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互电连接的多个加热元件，且所述多 个加热元件的所述多层导电涂层构造特征相同。
在一实施例中，所述电熨斗包括相互电连接的多个加热元件，且所述多 个加热元件的所述多层导电涂层构造特征不相同。
在一实施例中，所述加热元件的所述多层导电涂层的长度为大约30nm到 150nm，宽度为大约10nm到80nm。
在一实施例中，所述加热元件的所述多层导电涂层的电阻大约为5ohms 到50ohms。
在一实施例中，所述底板陶瓷玻璃。
在一实施例中，所述电熨斗还包括设置在所述电极和多层导电涂层上的 保护层，所述电极和多层导电涂层夹设在保护层和底板之间。所述保护层由 陶瓷玻璃或其它的绝缘材料制成。
在一实施例中，在所述多层导电层和底板之间设有纳米厚度的多层绝缘 层。
在一实施例中，所述多层导电涂层通过喷雾热解法生成。
在一实施例中，所述喷雾热解在温度为650℃到750℃的条件下执行。
在一实施例中，所述喷雾热解在喷雾压力为0.4MPa到0.7MPa的条件下 执行。
在一实施例中，所述喷雾热解在喷头速度小于1000mm/s的条件下执行。
在一实施例中，所述喷雾热解通过交替彼此成90度方向上的喷雾路程来 执行。
在一实施例中，所述加热元件包括具有纳米厚度的多层绝缘涂层，其设 置在所述多层导电涂层和所述底板之间。所述多层绝缘涂层包括溶胶-凝胶得 到的二氧化硅。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是依据本实用新型一实施例的电熨斗的立体结构示意图；
图2是电熨斗的侧视图；
图3是电熨斗的俯视图；
图4是电熨斗的仰视图；
图5是电熨斗的后视图；
图6是依据本实用新型一实施例的具有加热元件的电熨斗底板的局部俯 视图；
图7是图6所示的加热元件的横截面图；
图8是依据本实用新型一实施例的具有并联电连接的两个加热元件的电 熨斗的底板的俯视图；
图9是依据本实用新型一实施例的具有串联电连接的两个加热元件的电 熨斗的底板的俯视图；
图10是依据本实用新型又一实施例的具有并联电连接的五个加热元件的 电熨斗的底板的俯视图；
图11是依据本实用新型再一实施例的具有串联电连接的五个加热元件的 电熨斗的底板的俯视图。

应该理解，本实用新型的电熨斗以及加热元件并不限于以下描述的具体 实施例，本领域技术人员在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实 用新型进行各种变换及等同替代。例如，在不脱离本实用新型所公开以及其 权利要求的范围，不同示例实施例中的元素和/或特征可以彼此结合和/或替 换。
本文所使用的用语“多层涂层”或“多分层涂层”是指具有多于一层的 涂覆材料的涂层。
本文所使用的用语“纳米厚度”是指仅能在纳米水平内测得的每一涂层 的厚度。
图1是依据本实用新型的一实施例的电熨斗10的透视图。电熨斗10包 括底板12、壳体14、手柄16和温控旋钮18。
依据图示的实施例，底板12是具有均匀厚度的平板，以使得热量在整个 底板12上均一分布。底板12的厚度可以是大约4mm。底板12包括上表面30 和底部熨烫面32。底板12和熨烫面32可以是传统的电熨斗所通常具有的船 形结构。底板12包括尖端前部34、中部36和尾部38。
可以理解的是，底板12可以是厚度不均匀的平板。也可以理解的是，底 板12的厚度可以大于或小于4mm。进一步可以理解的是，底板12和熨烫面 32可以是其它形状的。
依据图示的实施例，壳体14与底板12的尖端前部34相连，且壳体14 和手柄16与中部36和尾部38保持一定距离并使其暴露于周围空气中，于是 底板12产生的热量可扩散到周围空气中，而不是朝壳体14和手柄16扩散。 这样当电熨斗10工作时，能避免壳体14或手柄16内部的电子元件如印刷电 路板受到产生的热量的损坏。而且这种结构有利于当熨烫结束和加热元件关 断后，底板12快速空气冷却。
底板12与壳体14可以是可拆卸式连接的，以便于维护以及壳体内部机 械和电子部件的维修。
图2是电熨斗10的侧视图。如图2所示，壳体14与底板12的尖端前部 34相连，手柄16的较低面20完全平行于底板12的中部36和尾部38，并与 底板12的中部36和尾部38保持空间间隔。
尽管在示范性实施例中示出壳体14连接到底板12的尖端前部34，本领 域技术人员应当明白，壳体14也可连接到底板12的中部36和/或尾部38。 例如，壳体14可连接到底板12的尾部38，使得尖端前部34和中部36暴露 在空气中。手柄16也可以改为采用其它形式，具有其它形状。例如，可取消 手柄16的较低面20，但使手柄16向底板12的尾部38上方延伸。
图3是电熨斗10的俯视图，以显示温控旋钮18。通过壳体14或手柄16 内部的电路板，温控旋钮18可用于调节底板12的温度。在壳体14或手柄16 上可设置指示器例如发光二极管(LED)，以显示电熨斗10的开/关情况。如 果需要的话，也可设置附加的指示器以显示电熨斗10别的附加状况。
图4是电熨斗10的仰视图，以显示传统船形结构的底板12。底板12可 以是长大约200mm，宽大约100mm。
底板12可由陶瓷玻璃或其它适合的材料制成。本领域技术人员应当明白， 陶瓷玻璃能适应高温和热冲击，比选择其它材料更能提供一致和可靠的高温 加热功能。而且，对于需要熨烫的衣物的金属纽扣和拉链的磨损和刮擦，陶 瓷玻璃具有很高的抵抗能力。陶瓷玻璃还可提供硬且光滑的表面，以对衣物 进行更有效的熨烫。
图5是电熨斗的后视图。如图5所示，手柄16的后部22设置有电源插 座26。电源线插头插入电源插座26即可为电熨斗10提供交流供电。可使用 不同形式的供电电源和连接方式。可以交流电用于加热电熨斗10，或通过电 池充电器或电源转换座，将交流电转换为直流电以加热底板，或以交流电用 于设置在电熨斗或放置在电熨斗的充电器座内的充电电池进行充电。
在手柄16或壳体14内部形成隔间28，以安装充电或非充电电池，从而 为电熨斗10提供直流电源。
底板12的尾部38和手柄16的后部22可形成搁架，由此当暂时不使用 电熨斗10或将其放置在电池充电器或转换器上时，电熨斗10和底板12可保 持垂直状态。对于该目的或不同的需求，手柄也可变换为其它形式。
图6是依据本实用新型一实施例的电熨斗10的底板的局部俯视图，图中 可看到电熨斗内的加热元件40。图7是图6中加热元件40的横截面图。
依据图示的实施例，加热元件40包括设置在底板12上的多层绝缘涂层 44，设置在绝缘层44上的多层导电涂层46，以及设置在多层导电涂层46上 的电极48。在另一个实施例中，未使用多层绝缘涂层44，多层导电涂层46 直接设置在底板12上。
依据图7所示的实施例，绝缘层44、导电涂层46和电极48上可以设置 保护层50。保护层50用作覆盖层以进行保护，否则绝缘层44、导电涂层46 和电极48就会暴露了出来。
保护层50可覆盖整个底板12，从而使绝缘层44、导电涂层46和电极48 夹在保护层50和底板12之间。
保护层50可由与底板12相同的材料制成，即保护层50可由陶瓷玻璃或 别的合适的材料制成。或者，保护层50可由绝缘材料制成。
在该示范性实施例中，多层绝缘涂层44设置在陶瓷玻璃底板12表面上。 多层绝缘涂层44可由溶胶-凝胶得到的二氧化硅(SiO2)或别的合适的材料制 成。多层绝缘涂层44的每一层的纳米厚度大约为30nm到50nm。多层绝缘涂 层44可涂覆于具有表面活性剂的陶瓷玻璃底板12的表面上，以确保覆盖在 陶瓷玻璃底板12上的SiO2具有100％的润湿，从而防止出现缺陷位置，以使 得将陶瓷玻璃底板12(在高温条件下，其可导电)与导电涂层46电隔离，并 可防止锂离子和别的污染物成分在加热过程中从陶瓷玻璃底板12扩散到导电 涂层46。
通过使用喷雾或浸渍涂布技术或别的合适的技术，可将全氟烷基 (perfluoralkyl)表面活性剂与磺代丁二酸二辛钠酯一起使用，以涂覆于陶 瓷玻璃底板12上，其中，全氟烷基表面活性剂的浓度大约在0.01到0.001 ％w/w之间，磺代丁二酸二辛钠酯的浓度大约在0.1到0.01％w/w之间。
可使用浸渍涂布技术或别的合适的技术，将SiO2层设置在陶瓷玻璃底板 12上，并可使用正硅酸乙酯(TEOS)作为碱基前体(base precursor)。需要对 每一硅溶胶-凝胶层水解、干燥、以及使用分段递增温度循环法(staged ramp up temperature cycle)在大约500℃进行烧制，以从基体中去除物理水、化 学结合水、碳和有机残留物，从而得到具有最小缺陷的超纯的SiO2层。
在图示的实施例中，多层导电涂层46设置在绝缘涂层44上。多层导电 涂层46也可直接设置在底板12上。多层导电涂层46可以是氧化物涂层，其 中使用的金属源可选自掺有有机金属前体的锡、铟、镉、钨、钛和钒，其中 有机金属前体可以是例如三氯一丁基锡，其掺杂有等量的施体和受体元素例 如大约3mol％的锑和锌并混合有或未混合别的稀土元素。可以理解的是，也 可用别的合适的材料制作多层导电涂层46。
可使用喷雾热解法，将多层导电涂层46设置在绝缘膜44或底板12上， 其中，喷雾热解的温度控制在大约650℃到750℃之间，喷雾压力控制在大约 0.4到0.7MPa，所形成的多分层纳米厚度的涂层的每一层的厚度为大约50到 70nm，以确保稀土元素在该涂层内均匀地分布，从而增强在高温时的稳定性。 优选地，受控喷雾运动在相互之间方向大约为90°的交替喷雾路程上进行。 喷头的速度限制在每秒1000mm以下。
多层导电涂层46中的导电涂层材料用于将电能转换成热能。所应用的热 量生成原理大大不同于常规的线圈加热，线圈加热方法中，热量输出来自金 属线圈的高阻抗，其具有低加热效率和高功耗。相反，通过调节涂层的成分 和厚度，可控制涂层的电阻抗，并可增加导电性，从而以最小的能量损耗， 得到高加热效率。
在图示的实施例中，两个电极48分别沿着导电涂层46的相对两侧边设 置在导电涂层46上。两个电极48可由玻璃陶瓷烧结油墨(glass ceramic frit based ink)制成，其中金属源选自铂、金、银、钯和铜(90-95％)，玻璃粉 (5-10％)由PbO、SiO2、CeO2和LiO2并添加乙基纤维素/乙醇有机载体所制 成。油墨可丝网印刷在导电涂层区域上，并最佳匹配于电极48、涂层44、46 和陶瓷玻璃底板12之间，以提供跨越整个涂层区域的一致的导电性。对油墨 进行丝网印刷，并在大约700℃烘烤大约5分钟，以形成导电涂层46上的电 极48。这将防止电极48可能出现的从涂层44、46和底板12上脱层，脱层会 导致加热元件40失效。这种方法不需要长时间的高温退火来固定涂层和电极。
对于实际的商业和工业使用中，执行高温加热功能以达到大约300℃到 350℃时，绝缘涂层44不需要设置在陶瓷玻璃底板12的表面上。取而代之的 是，将温度监视和控制系统与加热元件的导电涂层46集成在一起，以进行最 佳的温度和节能控制。
基于涂层的成分，电熨斗10的加热元件40可通过便宜的淀积方法，在 露天环境中，使用喷雾热解法来制造。另外，在形成多层导电涂层的过程中 采用多程调控喷雾，可将铈和镧的使用量最小化到低于所要求的2.5mol％， 并可在执行高温加热功能时维持导电涂层的稳定性。设置喷头的运动条件， 速度限制低于每秒1000mm。
可确定的是，喷雾参数可影响加热元件的特性，并可设置最优条件。如 下表1提供对于涂层面积为150mm×150mm的相关例子，其中，变量为加热元 件40的有效电阻和额定功率(220V下)。
表1示出了通过2、6、10和12个喷雾调程、喷头运动速度为750mms-1、 喷雾压力为0.5MPa的条件下制造出来的加热元件的有效电阻和额定功率的变 化。
  喷雾通路 2 6 10 12 电阻(欧姆) 300 72 38 29 220V下的额 定功率(W) 161 672 1273 1668
表1
本申请所公开的多分层纳米厚度的涂层所具有的特性为：涂层材料可在 露天环境中通过低成本的喷雾过程来淀积。这一多分层纳米厚度涂层系统使 得电熨斗的加热元件保持稳定的结构和高导电性，并因此在高温下具有一致 的电阻抗和加热性能，甚至对于长时间使用亦是如此。
为了实现上述的结果，对基体和掺杂元素的涂层材料的成分和特性、覆 盖基底表面的喷雾热解的工艺条件(包括温度、喷头的运动、喷嘴设计和喷 雾压力)进行的特定选择，需要最适宜的喷雾材料溶液的雾化和在底板表面 的淀积。具有高导电性的纳米厚度的多层涂层可提高涂层稳定性并最小化形 成裂缝的风险。
通过使用本申请所描述的涂层成分和处理，能够实现需要具有不同加热 功能的电熨斗的高低温/高低功率下的不同输出加热。
本申请的涂层系统可集成到交流、直流电源和/或太阳能系统以用于生热 功能。常规的电熨斗的加热元件通常具有高电阻，因此直流电源供电，电流低， 并不能在整个加热区域产生足够的一致的能量。通过可控的喷雾处理，可提高 加热膜的导电性，并且将电阻降低为小于或等于10欧姆。通过使用直流电源 和/或集成太阳能电源，可生成足够的热量以执行实际的加热功能和熨烫功 能。通过使用24V的直流电源供电，本申请所描述的加热元件可在2分钟内 达到150℃的温度。通过使用12V的直流电源供电，可在8分钟内达到150℃ 的温度。直流电源或太阳能系统可由可充电电池或一次性电池供给，或由电 熨斗内的充电器/转换器供给，或由电熨斗座上的充电器/转换器供给。这些 情况下，电熨斗可设有电源线或是无绳的。
电熨斗底板上可设置多个加热元件。这些加热元件可并联或串联。这些 加热元件的导电涂层构成方式相似(例如：结构、成分、厚度等)但尺寸不 同，如此便能给底板提供不同比重的功率输出(watt/cm2)和不同熨烫温度。 这些加热元件的导电涂层也可以相同结构和尺寸构成，这样便能给底板提供 相同比重的功率输出和熨烫温度。此外，这些加热元件的导电涂层也可以不 同结构和尺寸构成，但可提供相同比重的功率输出和熨烫温度。对于家用电 熨斗，要高效地达到200℃以上的熨烫温度，加热元件结构大致在10mm-80mm 宽，30mm-150mm长，电阻大小从5欧姆-50欧姆不等。
图8是电熨斗的底板112的俯视图，其具有通过两个电极148、150并联 电连接的第一加热元件140和第二加热元件160。第一加热元件140包括设置 在底板112上的多层导电涂层141。第一加热元件140也包括设置在多层导电 涂层141上的两个电极148、150。第二加热元件160包括设置在底板112上 的多层导电途层142。第二加热元件160也包括设置在多层导电涂层142上的 两个电极148、150。在该实施例中，第一加热元件140和第二加热元件160 均包含导电涂层，但前者小于后者。如果该两个加热元件140、160的导电涂 层的所有特征(例如：结构、成分、厚度等)均相同的话，第一加热元件140 可提供更高密度的功率输出(watt/cm2)和熨烫温度。因此，底板的尖端前部 具有较高的熨烫温度，而主体部分具有较低的熨烫温度。如果调节加热元件 140和加热元件160的导电涂层以达到相同密度的功率输出的话，两个加热元 件可实现相同的熨烫温度。因此，底板112可生成均一的温度。
图9是电熨斗的底板212的俯视图，其具有通过电极252串联电连接的 第一加热元件240和第二加热元件260。第一加热元件240包括设置在底板 212上的多层导电涂层241。第一加热元件240也包括设置在多层导电涂层241 上的两个电极248、252。第二加热元件260包括设置在底板212上的多层导 电涂层242。第二加热元件260也包括设置在多层导电涂层242上的两个电极 250、252。在该实施例中，第一加热元件240和第二加热元件260均包含导 电涂层，但前者小于后者。如果该两个加热元件240、260的导电涂层的所有 特征(例如：结构、成分、厚度等)均相同的话，第一加热元件240可提供 更高密度的功率输出(watt/cm2)和熨烫温度。因此，底板的尖端前部具有较 高的熨烫温度，而主体部分具有较低的熨烫温度。如果调节加热元件240和 加热元件260的导电涂层以达到相同密度的功率输出的话，两个加热元件可 实现相同的熨烫温度。因此，底板212可生成均一的温度。
图10是电熨斗的底板312的俯视图，其具有通过两个电极348、350并 联电连接的五个加热元件340、360、364、366、368。第一加热元件340包括 设置在底板312上的多层导电涂层341。第一加热元件340也包括设置在多层 导电涂层341上的两个电极348、350。第二加热元件360包括设置在底板312 上的多层导电涂层342。第二加热元件360也包括设置在多层导电涂层342上 的两个电极348、350。第三加热元件364包括设置在底板312上的多层导电 涂层343。第三加热元件364也包括设置在多层导电涂层343上的两个电极 348、350。第四加热元件366包括设置在底板312上的多层导电涂层344。第 四加热元件366也包括设置在多层导电涂层344上的两个电极348、350。第 五加热元件368包括设置在底板312上的多层导电涂层345。第五加热元件 368也包括设置在多层导电涂层345上的两个电极348、350。在该实施例中， 五个加热元件的导电涂层具有相同的大小。如果该五个加热元件的导电涂层 的所有特征(例如：结构、成分、厚度等)均相同的话，该五个加热元件可 提供相同密度的功率输出(watt/cm2)和熨烫温度。因此，底板312可生成均 一的温度。
图11是电熨斗的底板412的俯视图，其具有串联电连接的五个加热元件 440、460、464、466、468。第一加热元件440包括设置在底板412上的多层 导电涂层441。第一加热元件440也包括设置在多层导电涂层441上的两个电 极448、450。第二加热元件460包括设置在底板412上的多层导电涂层442。 第二加热元件460也包括设置在多层导电涂层442上的两个电极450、454。 第三加热元件464包括设置在底板412上的多层导电涂层443。第三加热元件 464也包括设置在多层导电涂层443上的两个电极452、454。第四加热元件 466包括设置在底板412上的多层导电涂层444。第四加热元件466也包括设 置在多层导电涂层444上的两个电极452、456。第五加热元件468包括设置 在底板412上的多层导电涂层445。第五加热元件468也包括设置在多层导电 涂层445上的两个电极456、458。在该实施例中，五个加热元件的导电涂层 具有相同的大小。如果该五个加热元件的导电涂层的所有特征(例如：结构、 成分、厚度等)均相同的话，该五个加热元件可提供相同密度的功率输出 (watt/cm2)和熨烫温度。因此，底板412可生成均一的温度。
本实用新型电熨斗和加热元件是通过几个具体实施例进行说明的，本领 域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用 新型进行各种变换及等同替代。