Гибкий нагревательный элемент Советский патент 1993 года по МПК H05B3/38 

Изобретение относится к электротермии, а именно к гибким электронагревателям на тканой основе, который может быть использован в быту, медицине и на сельхо- зобъектах,

Известны гибкие нагреватели из ткани. Однако нагревательный элемент выполнен в виде металлической проволоки, вплетенной в ткань, что приводит к неравномерному нагреву и возможному повреждению нагревателя при изгибах.

Известен гибкий нагреватель с основой в виде кулирного трикотажа из электроизоляционных и токопроводящих углеродных нитей.

Недостатком этого изобретения является использование сложного технологического оборудования для получения кулирного трикотажа, кроме того, обрыв то- копроводящей нити в трикотажном выполнении или ее истирание при эксплуатации выводит из работы нагреватель.

Наиболее близким техническим решением является гибкий нагреватель, содержащий резистивный слой в виде полос из токопроводящей ткани, соединенной между собой шинами из медной фольги, Однако шины из медной фольги ограничивают гибкость электронагревателя и при неоднократных изгибах медная фольга разрушается и нагреватель становится неработоспособным, кроме того, высокое контактное сопротивление между шинами и тканью ведет к значительным потерям мощности, к тому же расположение полос ткани на расстоянии друг от друга ведет к неравномерному распределению температуры на поверхности нагревателя.

Целью изобретения является увеличение работоспособности элемента и получение равномерности распределения температуры по поверхности нагревателя с наименьшими потерями мощности, а также упрощение технологии его изготовления.

Цель достигается тем, что в гибком нагревательном элементе, содержащем резистивный слой в виде токопроводящей ткани из комплексной токопроводящей нити и электроды, электроды выполнены из металлизированной нити и расположены по краям элемента, при этом нить электрода огибает токонесущие нити ткани, находящиеся между электродами, и плотность то- копроводящих нитей составляет 1-18 нитей на 1 см. Токопроводящая ткань дополнительно содержит изоляционную нить, расположенную и/или по основе и/или по утку. В качестве изоляционной ни ти резистивный слой содержит ацетохлориновую, полиамидную, полиэфирную нити или нити на основе хлопка.

На фиг.1 представлен эскиз гибкого нагревательного элемента; на фиг.2 - электрод, разрез.

Нагревательный элемент содержит резистивный слой 1, электроды 2, электропроводящие нити 3, изоляционные нити 4. Нагревательный элемент получают при

0 ткачестве в виде ткани полотняного переплетения, при этом каждая металлизированная нить электродов плотно прилегает к токонесущим рабочим нитям резистивного слоя, в результате чего потери мощности

5 гибкого нагревательного элемента становятся наименьшими. Кроме того, введение металлизированных нитей в качестве электродов улучшает гибкость нагревательного элемента.

.0 Для выравнивания температуры на поверхности нагревательного элемента параллельно электродам из металлизированных нитей при ткачестве вводят комплексные электропроводящие полимерные нити, при

5 этом происходит перераспределение тока в точках соприкосновения уточных и основных нитей, в результате чего температура по всей поверхности нагревательного элемента распределяется равномерно.

0 Структура резистивного слоя в зависимости от размеров, требуемой температуры на поверхности элемента, заданной потребляемой мощности может меняться как по утку, так и по основе путем введения в рези5 стивный слой изоляционных нитей из аце- тохлорина, полиамида, полиэфира или на основе хлопка, при этом плотность токопроводящих нитей как по утку, так и по основе может составлять от 1 до 18 нитей/см.

0 Максимально допустимая температура на поверхности нагревательного элемента не должна превышать 100°С, так как при 130°С комплексная токопроводящая полимерная нить начинает размягчаться.

5 При правильном расположении электродных нитей при ткачестве (по утку или по основе) можно изготавливать тканные на- гревательные элементы на ткацких станках без отходов токопроводящей .

0 Пример 1. Тканый нагревательный элемент полотняного переплетения изготовлен на ткацком станке. В основу ткани плотностью 10 Н/см введены изоляционные и токопроводящие нити с чередованием

5 1 изоляционная, затем 7 токопроводящих нитей. На расстоянии 2 см от края в основу введены 8 металлизированных нитей, выполняющих роль электродов. Далее основа набрана по структуре изоляционная нить, затем 7 токопроводящих нитей, на расстоянии 18 см от первого электрода введены 8 металлизированных нитей в качестве второго электрода нагревательного элемента. Уток ткани плотностью 8 Н/см выполнен только из токопроводящих нитей. Нагревательный элемент представляет собой отрезок ткани размерами 60 см по основе и 20 см по утку. При подводе электричества напряжением U 220 В к тканым электродам поверхность резистивного слоя равномерно за счет переплетения уточных и основных токопроводящих нитей нагревается до 90°С, при этом потребляемая мощность равна Рпот. 264 Вт. (см.табл.1).

П р и м е р 2. Нагревательный элемент получают, как в примере 1, за исключением того, что изменяют структуру (см.табл.2).

0

5

ПримерЗ. Нагревательный элемент получают, как в примере 1, за исключением того, что изменяют структуру (см.табл.3).

П р и м е р 4. Нагревательный элемент получают аналогично примеру 1, за исключением того.что изменяют структуру (см.табл.4).

Из анализа параметров, приведенных в примерах 1-4, можно сделать вывод, что изменяя количество токопроводящих нитей между электродами и вдоль их, а также расстояние между электродами можно изготовлять резистивные слои е требуемыми параметрами, заданными размерами, и на определенную температуру.

Использование: для бытовых нагревателей, в медицине, сельском хозяйстве. Сущность изобретения: нагреватель содержит резистивный слой 1, электроды 2, электропроводящие нити 3, изоляционные нити 4. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

снижения потребляемой мощности, электроды выполнены из металлизированных нитей, при этом нити электродов огибают токопроводящие нити резистивного слоя, а плотность токопроводящих нитей как по утку так и по основе ткани составляет 1- 18 н/см.

Таблица 1

Таблица 2

Фиг. г

Таблица 3

Таблица 4