ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1994 года по МПК H05B7/16 

Изобретение относится к нагревательной технике и может быть использовано для нагрева поверхностей плит, утюгов, помещений, для технологического нагрева особо чистых элементов, сушки материала и других бытовых целей.

Известны электрические нагреватели поверхностей, например, нагреватель стеклокерамических электроплит, имеющий основание из электроизоляционного материала, на базовой поверхности которого установлено расчлененное в длину нагревательное сопротивление [1].

Известен электронагревательный элемент, устанавливаемый на строительной конструкции, содержащий резистивную пластинку, представляющую зону нагрева, и пленку из изоляционного материала, присоединенную к пластине.

Эти устройства имеют низкую эффективность нагрева из-за отсутствия направленности теплового потока и возможности его регулирования, из-за тепловых потерь в основании.

В качества прототипа выбран нагревательный элемент для электроконфорок, представляющий собой диск с дорожками нагревательных проводников, нанесенных на основание по технологии толстослойных паст вместе с управляющей дорожкой для регулирования температуры [2].

К недостаткам этого устройства относится малая эффективность нагрева из-за потерь тепла при ненаправленном изотропном распространении за счет теплового сопротивления керамического основания, а также из-за недостаточной прочности электропроводной керамики и ее растрескивания.

Кроме того, отсутствие визуальности нагрева не дает цветовой информации о факте и степени нагрева, что, во-первых, не предостерегает от ожога при касании и, во-вторых, не позволяет реализовать световые декоративные изображения, т. е. известное устройство, кроме недостаточной эффективности нагрева, имеет недостатки в области дизайна и эксплуатации.

Целью изобретения является повышение эффективности нагрева улучшение дизайна и обеспечение удобства в эксплуатации.

Это достигается тем, что в электронагревательном элементе, состоящем из диэлектрического термостойкого основания и проводящих дорожек для нагрева и дорожек для управления температурой, основание выполнено в виде пластины, прозрачной к световым и инфракрасным лучам, дорожки для нагрева, снабженные на обоих концах выводами для подключения, напылены высокоомным металлом в декоративном порядке и покрыты слоем термостойкой керамики, поверх которой нанесена дорожка для управления температурой, снабженная выводами для подключения, а затем положена глазурь по всей поверхности керамики и напылен зеркальный экран, поверх которого выполнено покрытие их материала с низкой теплопроводностью.

Кроме того, керамический слой, покрывающий дорожки для нагрева, выполнен из материала, сопротивление которого зависит от степени нагрева, а дорожка управления напылена металлом в виде двух или нескольких параллельных линий вдоль всей поверхности нагревателя, каждая из которых снабжена выводом для подключения.

Керамика, покрывающая дорожки для нагрева, нанесена конусным образом с вершиной в центре плоскости нагревателя.

На чертеже изображено предложенное устройство.

Оно имеет прозрачное основание 1 из термостойкого диэлектрика, напыленные металлом дорожки 2 для нагрева, слой керамики 3 (возможно цветной и термозависимой), дорожки 4 для управления температурой, глазурь 5, зеркальный металлический экран 6 и теплоизоляционное покрытие 7 из материала с низкой теплопроводностью.

Работает устройство следующим образом.

Электронагревательный элемент устанавливается в рабочую позицию, например на стене для нагрева помещения,при помощи крепежных дополнительных элементов прозрачным основанием 1 наружу. Каждая пара выводов нагревательных дорожек 2 через электропереключатель подсоединяется к электропитанию, а дорожки 4 для управления температурой подключаются к устройству регулирования степени нагрева.

При включении электропитания накаливаются дорожки 2, электрически изолированные от дорожек 4 слоем керамики 3. Нагревается слой керамики 3 и нанесенные на него дорожки управления 4, с которых на устройство управления температурой поступает сигнал о степени нагрева в виде приращения значения электросопротивления (или проводимости). Часть потока тепла, созданного дорожками 2, сразу поступает в нагреваемое помещение через основание 1, а остальная часть нагревает слой керамики 3 с дорожками 4 и глазурью 5, доходит до зеркального экрана 6, отражается от него и также поступает в нагреваемое помещение. Теплоизоляционный слой 7 дополнительно предотвращает ненаправленное излучение тепла.

Примером конкретного исполнения может служить электронагревательный элемент, состоящий из термостойкого основания 1, выполненного из ситалла, прозрачного к световым и инфракрасным лучам. Три нагревающие дорожки 2 напылены вольфрамом в виде стилизованного изображения жар-птицы. При помощи переключателя стороннего тиристорного блока управления температурой на одну, две или все три дорожки 2 подавалось электропитание на одну, две или все три дорожки 2 подавалось электропитание 220 В, 50 Гц при потребляемой средней мощности 500, 1000 и 1500 Вт соответственно. В этом случае при подключении и накаливании второй и третьей нагревающих дорожек 2 визуально увеличивалось светящееся оперение жар-птицы.

Управляющие дорожки 4 были нанесены титанатом бария, имеющим положительный температурный коэффициент сопротивления (ПТКС), и подключались к блоку управления температурой. Сигнал, поступающий с управляющих дорожек 4, служил для стабилизации заданной температуры.

Положительный технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в возможности эффективного нагрева, не загрязняющего нагреваемые предметы и помещение. экономии электроэнергии при заданной степени нагрева, а также получении эстетического успокаивающего воздействия нагревателей в процессе удобной и безопасной эксплуатации, что обусловлено визуальностью нагрева.

Использование: для нагрева поверхностей плит, утюгов, помещений, для технологического нагрева особо чистых элементов, сушки материала и других бытовых целей. Сущность изобретения: устройство состоит из диэлектрического термостойкого основания, прозрачного к световым и инфракрасным лучам, на которое напылены декоративным образом нагревательные дорожки из высокоомного металла, затем покрытые керамикой, поверх которой нанесены дорожки для управления температурой, положена глазурь и напылен зеркальный экран, с внешней стороны покрытый теплоизоляцией. Причем керамика может быть напылена в виде конуса с вершиной в центре плоскости нагревателя, а управляющие дорожки напылены металлом на керамике, проводимость которой зависит от степени нагрева. 1 ил.

1. ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, состоящий из диэлектрического термостойкого основания и проводящих дорожек для нагрева и управления температурой, отличающийся тем, что основание выполнено в виде пластины, прозрачной к световым и инфракрасным лучам, дорожки для нагрева, снабженные на обоих концах выводами для подключения, напылены высокоомным металлом в декоративном порядке и покрыты слоем термостойкой керамики, поверх которой нанесена дорожка для управления температурой, снабженная выводами для подключения, а затем нанесена глазурь по всей поверхности керамики и напылен зеркальный экран, поверх которого выполнено покрытие из материала с низкой теплопроводностью. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что керамический слой, покрывающий дорожки для нагрева, выполнен из материала, сопротивление которого зависит от степени нагрева, а дорожки управления напылены металлом в виде двух или более параллельных линий вдоль всей поверхности нагревателя, каждая из которых снабжена выводом для подключения. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что покрывающая дорожки для нагрева керамика нанесена конусной формы с вершиной в центре плоскости нагревателя.