ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК H05B3/30 

Изобретение относится к электротехнике, и может использоваться в производстве резистивных электронагревателей и устройств для нагрева, в частности нагревательных устройств в виде нагревательных панелей.

Известен резистивный нагреватель для электрического радиатора, в котором резистивный нагревательный элемент, вырезанный из листового материала, имеет две последовательности S-типа металлических полос, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии и находящихся друг относительно друга также приблизительно параллельно. Указанные полосы соединены электрически последовательно между двумя рядами R язычков из металла, которые также расположены друг относительно друга приблизительно параллельно. Каждый язычок закреплен на плоском диэлектрическом держателе так, что образуется зигзагообразный проводник. Держатель предназначен для размещения в оболочке электрического радиатора параллельно потоку воздуха, возникающего в результате конвекции. Нагревательный элемент можно использовать в бытовых электрических радиаторах с улучшенными характеристиками [1].

Известно электронагревательное устройство, содержащее нагревательный элемент, состоящий из тонкой нихромовой фольги, покрытой электроизоляцией, например слюдой, поверх которой уложены алюминиевые пластинки. Нагревательный элемент запрессован в паяющий стержень или корпус. Алюминиевые пластинки имеют одинаковую с нагревательным элементом конфигурацию. В устройстве имеется один резистивный элемент, у которого и начало, и конец находятся в одной плоскости, что и сам резистивный элемент, размещенный между двумя слоями изоляции. Характерной особенностью устройства является применение алюминиевых накладок, расширение которых при нагреве улучшает контакт с телом, тем самым увеличивая теплоотдачу или уменьшая тепловое сопротивление [2].

Однако, известные устройства имеют недостаток, а именно: плотно упакованные резистивные элементы не столько отдают тепло массе, в которую они запрессованы, и через нее объекту обогрева, сколько перегревают самих себя, так как расстояния между отдельными частями, ветвями и отдельными элементами резистивных нагревателей значительно меньше, чем протяженность путей теплопотоков от этих же резисторов до нагреваемых поверхностей, а также еще и потому, что массы, в которые помещены резистивные элементы, прежде всего являются хорошими электроизоляторами и только потом уже теплопроводами. В результате происходит довольно быстрый износ резистивных элементов.

Задачей изобретения, является устранение недостатков путем повышения КПД устройства в целом за счет более эффективного отвода тепла от электронагревателя, его концентрации в требуемом направлении к нагреваемому объекту.

Указанная задача решается тем, что в известной электронагревательной панели, содержащей корпус, в котором закреплен плоский резистивный элемент, размещенный между теплоотводами и отделенный от последних электроизоляцией, теплоотводы выполнены эквидистантной резистивному элементу конфигурации и вместе с ними и электроизоляцией уложены в рулон или буклет с образованием многослойного непрерывного резистивного элемента, а торцовые грани теплоотвода, образующие тепловой концентратор, предназначены для сопряжения с нагреваемым объектом.

В данном решении электрический нагревательный элемент выполнен из плоского резистивного материала, который размещен между теплоотводами, имеющими к нагревательному элементу плоскую эквидистантную конфигурацию, причем в данном случае толщина резистивного электронагревательного элемента соизмерима или равна толщине плоского теплоотвода. В результате благодаря многослойной структуре нагревательный узел содержит резистивную часть, объем которой занимает в общем объеме по крайней мере 33% т.е. значительно повышается удельная мощность (Вт/см³) при общих меньших габаритах.

Торцовые же грани теплоотводов образуют теплоотдающую поверхность повышенной интенсивности, так как она включает в себя торцы всех витков рулона или всех зигзагов буклета, т.е. образуют тепловой концентратор, предназначенный для сопряжения с нагреваемым объемом.

На фиг. 1 изображен узел резистивного нагревателя, когда нагреватель представляет собою ленту, прямоугольную в своем поперечном сечении, наперед заданной толщины и ширины, с электроизоляционным покрытием, помещенную между теплоотводами из плоского теплопроводного материала, свернутого в рулон; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел электрического резистивного нагревателя в том случае, когда резистивный элемент, размещенный между плоскими теплоотводами, вместе с последними сложен в буклет; на фиг.4 - вариант буклета, когда нагревательный элемент сложен в буклет поперек зигзага в отличии от фиг.3, где нагревательный элемент сложен в буклет вдоль зигзага; на фиг. 4 - пример конструкции электронагревательной панели в сборе, причем указанный пример не ограничивает то множество вариантов, которое открывает изобретение при его реализации.

Плоский нагревательный элемент 1 изолирован электроизоляционным материалом 2 от теплоотвода 3 и все вместе помещено в корпус 4, закрытый крышкой 5, из-под которой наружу выведены токоподводы 6, подключенные к электросети.

Элемент 1 может быть выполнен из известных резистивных материалов, например нихрома, фехрали. Теплоотводы выполняют из материала, обладающего высоким коэффициентом теплопроводности, например медь, латунь, алюминий и т.д.

Панель работает следующим образом.

Резистивная часть, представляющая определенную электрическую простую или сложную цепь, подключенная к электросети, разогревается и выделяет тепло, отводимое теплоотводами к нагреваемому телу объекта. Корпус 4 и крышка 5 могут изготавливаться из металла, керамики, стекла и т.д.

Простота конструкции позволяет организовать производство на любом современном предприятии, оснащенным стандартным технологическим оборудованием.

Сущность: электронагревательная панель, содержит плоский резистивный элемент, теплоотвод и раздающую их электроизоляцию. Все эти элементы уложены в рулон или буклет и закреплены в корпусе. Торцовые поверхности теплоотвода образуют тепловой концетратор и предназначены для сопряжения с нагреваемым объектом. 5 ил.

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, содержащая корпус, в котором закреплен плоский резистивный элемент, размещенный между теплоотводами и отделенный от последних электроизоляцией, отличающаяся тем, что теплоотводы выполнены эквидистантной резистивному элементу конфигурации и вместе с ним и электроизоляцией уложены в рулон или буклет с образованием многослойного непрерывного резистивного элемента, а торцевые грани теплоотвода, образующие тепловой концентратор, предназначены для сопряжения с нагреваемым объектом.