CS198258B2

CS198258B2 - Heating element notably of large dimensions

Info

Publication number: CS198258B2
Application number: CS774032A
Authority: CS
Inventors: Tadeusz Slupkowski; Bronislaw Jachym; Bogdan Mierzlikin; Jacek Samolej; Henryk Sodolskij; Andrzej Szumilo; Roman Tatkowski
Original assignee: Politechnika Gdanska
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-17
Publication date: 1980-05-30
Also published as: CA1091739A; SE7706995L; RO73410A; FR2355427B1; AT374650B; IT1083386B; YU139777A; DE2726791A1; CH616800A5; FR2355427A1; PL112920B1; HU175149B; DD131060A5; GB1579559A; ATA406277A; JPS52156436A; NO772121L

Abstract

The heating element, intended in particular for the heating of large heating areas, has an inner, electrically conducting layer (2), containing electrodes (3), and outer, electrically non-conducting layers (1). To achieve a greater stability of the characteristic electrical values and a high mechanical strength of the heating element, the electrodes (3) are arranged in the electrically conducting layer (2), which consists at least of a polyester resin composition containing at most 10% by weight of carbon black, referred to the amount of polyester resin, in the form of a metal network or carbon-fibre network or of a perforated metal foil in the same form as the heating element. The electrically conducting layer (2) and the insulating layers (1) are reinforced with glass fibres (4). <IMAGE>

Description

Vynález se týká topného prvku, zejména majícího velký plošný rozměr.The invention relates to a heating element, in particular having a large surface area.

Nízkoteplotní topné články a prvky, které jsou dosud známy a jež jsou zčásti popsány např. v publikaci autorů V, E. Gula, L. N. Carského, N. S. Majzela, £. 2, Szenfila, W. S. fcuravleva, N. E. Szczibrja - Elektroprowodiaszczyje polimernyje materiály. Moskva 1968, str. 204 až 233 a v publikaci N. U. Normana - Conductive rubbers and plastics, EPC Ltd., Amsterodam, Londýn, New York 1970, str. 248 až 252, sestávají z vnitřní běžné vodivé vrstvy, do niž jsou zapuštěny' nebo zalisovány elektrody ve formě vhodně tvarovaných drátů nebo pásku, a z vnější vrstvy, vytvořené z nevodivé poiymerní látky.Low temperature heating elements and elements which are known to date and which are described in part, for example, in V, E. Gula, L. N. Tsarski, N. S. Majzel, £. 2, Szenfila, W. S. fcuravleva, N.E. Szczibrja - Elektroprowodiaszczyje polimernyje materials. Moscow 1968, pp. 204-233 and NU Norman - Conductive Rubbers and Plastics, EPC Ltd., Amsterdam, London, New York 1970, pp. 248-252, consist of an internal conventional conductive layer into which they are embedded, or molded electrodes in the form of suitably shaped wires or strips, and an outer layer formed of a non-conductive polymeric material.

Vodivá vrstva je vyrobena z pryže plněné асеtyléncvýssi sazemi v množství 700 až 100 dílů hmotnostních sazi na sto dílu hmotnostních pryže; v jiném případě může být vodivá vrstva tvořena soustavou obsahující polyetylén, polyizcbutylén a acetylénové saze, popřípadě další možnost vytvořeni vodivé vrstvy poskytuje sitěs polypropylénu а асеtylénových sazí, kde obsah sazí v této směsi je roven obsahu polymeru, tj. na sto dílů hmotnostních sazí připadá sto dílů hmotnostních polymeru.The conductive layer is made of a rubber-filled carbon black in an amount of 700 to 100 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of rubber; alternatively, the conductive layer may consist of a system comprising polyethylene, polyisobutylene and acetylene carbon black, or a further possibility of forming the conductive layer is provided by a polypropylene mesh and asylene carbon black wherein the carbon black content of the mixture is equal to the polymer content. parts by weight of polymer.

Podstatnou nevýhodou a výrazným nedostatkem těchto známých topných prvků je nestabilita elektrických parametrů, zejména se vyskytující pří použití vodivé pryže, a malá trvanlivost vzájemného spojení elektrod a vodivého polymeru.A significant disadvantage and a significant drawback of these known heating elements is the instability of the electrical parameters, especially occurring with the use of conductive rubber, and the low durability of the connection of the electrodes and the conductive polymer.

Značný obsah sazí ve vodivé poiymerní látce ná za následek viditelné zhoršení mechanických vlastností vyrobených prvků.The high carbon black content of the conductive polymeric material results in a visible deterioration in the mechanical properties of the manufactured elements.

Nedostatky dosud známých topných prvků jaou do značné míry odstraněny topným prvkem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z vnitřní vodivé vrstvy a vnější nevodivé, izolační vrstvy, kde vnitřní vodivá vrstva je tvořena směsi polyesterové pryskyřice, smíchané se sazemi, jejichž obsah nepřesahuje 10 Z hmotnostních polyesterové pryskyřice; do vnitřní vodivé vrstvy jsou vloženy elektrody, tvořené kovovou mřížkou, uhlíkovými vlákny nebo děrovanou kovovou fólii, přičemž vnitřní vodivá vrstva a vnější izolační vrstvy jsou vyztuženy zejména skleněnými vlákny. .. Vnějěí izolační vrstva může být zbarvena. Topné prvky podle vynálezu mají řadu předností a výhod, které budou uvedeny v dalším popisu.The drawbacks of the known heating elements are largely overcome by the heating element according to the invention, which consists of an inner conductive layer and an outer non-conductive, insulating layer, wherein the inner conductive layer consists of a mixture of polyester resin mixed with carbon black, does not exceed 10% by weight of the polyester resin; electrodes consisting of a metal grid, carbon fibers or an apertured metal foil are inserted into the inner conductive layer, the inner conductive layer and the outer insulating layers being reinforced with glass fibers in particular. The outer insulating layer may be colored. The heating elements of the invention have a number of advantages and advantages which will be set forth in the following description.

Základní výhodou je moonnet vytvoření elektrod jako kornppatních, plošných elektrod, což je dáno použitým nízkým napětím. Naaříklad deska, která má tloušťku do přibližné ₽<&ti milimeerů a je napojena na zdroj s napětím 24 V se zahřeje na teplotu kolem 70 °C.The basic advantage is the moonnet creation of electrodes as corpusive, flat electrodes, which is given by the low voltage used. For example, a board having a thickness of approximately mil < < 3 > and connected to a 24 V power supply is heated to a temperature of about 70 ° C.

Použité elektrody,.které maai podobu’kovové mřížky nebo jsou vyrobeny z karbonových, uhlíkových vláken, popřípadě elektrody vyrobené z děrované kovové ' fólie, ztěžují vzájemné slučováni vnější izolační vrstvy s vn^řní vodivou vrstvou a ummOňují vytvoření přesných ' tvarů topných prvků. Soustava podle vynálezu má takovou vodivou chaaaže vyrobené topné těleso je zcela bezpečné z hlediska protipožární ochrany a po přidání činidel pro vytvoření samozhášivé pryskyřice jsou zcela nehořlavé.The electrodes used, which have the form of a metal grid or are made of carbon, carbon fibers or electrodes made of perforated metal foil, make it difficult to combine the outer insulating layer with the inner conductive layer and allow the precise shapes of the heating elements to be formed. The system according to the invention has such conductive properties and the heater produced is completely fire-safe and, after the addition of flame retardant resin agents, is completely non-flammable.

Topné prvky podle vynálezu mohou být použity ve formě topných těles pro vytápění míítooosí v_ obytných a občanských · budovách, pro vytápění obytných přívěsů apod. Nízká teplota topných prvků, která nepřevyšuje 120 °C, vylučuje mooncjot vzniku požáru. Protože topné prvky podle vynálezu je možno vyrobit prakticky v libovonném tvaru, mohou být vyuuity také pro vytápění dopravních prostředků, například tramvaal, vlaků a lodí. Topné prvky podle vynálezu jsou také upoořebitelné pro vytápění vozovek a chodníků, železničních výhybek a zabezpečovacích zařízení, jakož i pro vyhřívání tělovýchovných zařízení, zejména hřišt na kopanou nebo tenisových kurtů.The heating elements according to the invention can be used in the form of heating elements for heating radiators in residential and community buildings, for heating caravans and the like. The low temperature of the heating elements, which does not exceed 120 ° C, avoids fire. Since the heating elements according to the invention can be manufactured in virtually any shape, they can also be used for heating vehicles, for example tramways, trains and ships. The heating elements according to the invention are also usable for heating roads and sidewalks, railway switches and safety devices, as well as for heating sports facilities, especially football pitches or tennis courts.

Poodsata řešení podle vynálezu bude podrobaněi objasněna na následuuících příkladech provedení>The invention will be explained in more detail in the following examples

Příklad 1Example 1

Na skleněnou desku, opatřenou povlakem separačního prostředku, tvořeného ^^vínylaHoholeis, se nanese vrstva polyesterové pryBkyřice, tlustá 0,3 mm a po vytvoření gelu se pokryje skleněným rnmaeriálem, impregnovaným polyesterovou prys 1с1У£ci. Takto vytvořená izolační vrstva se potom pokryje· vod-ivou vrstvou, která je vytvořena vetřením 2 X hm□znozsních acetylénových sazi do nenasycené polyesterové ^Υ^υΥϊ^, takže se získá pórovitá · hmooa. Na vodivou· vrstvu se položí elektrody, tvořené měděnou mřížkou, načež se uloží čtyři vrstvy ze skleněného materiálu, namočené ve vodivé polyesterové í.í potom se uloží druhá elektroda, tvořená měděnou mřížkou, která je opatřena povlakem vodivé ^^yskj^^ice. Po zesítění pryskyřice se celá sendvičová konstrukce oppaří povlakem ze skleněné vlny, napuštěné polyesterovou рув^М-с!.A 0.3 mm thick polyester resin layer was applied to a glass plate coated with a vinyl vinyl alcohol separator and after gel formation it was coated with a polyester resin impregnated with polyester resin. The insulating layer thus formed is then covered with a conductive layer which is formed by rubbing 2% by weight of the acetylene carbon black into an unsaturated polyester so as to obtain a porous moisture. A copper grid electrode is placed on the conductive layer, and four layers of glass material soaked in the conductive polyester are deposited and a second copper grid electrode coated with a conductive coating is deposited. After crosslinking the resin, the entire sandwich structure is scalded with a glass wool impregnated polyester polyester coating.

Topný prvek se po vytvrzení pryskyřičných vrstev sejme ze skleněné desky.The heating element is removed from the glass plate after the resin layers have cured.

Příklad 2Example 2

Na tefoonovou desku se uloží izolační vrstva, vytvořená z epoxidové pryskyřice v tloušťce 0,5 mm. Tato vrstva se potom opaří povlakem vodivé pryvyrobené smícháním 6 Z hmoanošeních acetylénových sazí s nenasycenou řryskyřicí a utřením do provité smměi;· na takto vytvořenou vrstvenou konstrukci se potom postupně kladou následuuicí vrstvy: elektrody, vytvořené ve formě mřížky nebo uhlíkových vláken, dvě vrstvy skleněné vaty, napuštěné vodivou pryskyřicí a druhé elektrody z uhlíkových vláken. Po vzniku gelu se deska povleče izolační vrstvou z epoxidové pryskyřice. Elektrody se potom zapojí na přívodní vedení elektrické energie a dohotovený prvek se ^^<^d^ě.í od teflonové desky a sejme se.An insulating layer made of 0.5 mm epoxy resin is deposited on the Tefoon board. This layer is then scalded with a coating of conductive rubber produced by mixing 6 carbon blacks of unsaturated carbon black with an unsaturated resin and wiping it in a continuous smolder layer. , conductive resin impregnated, and second carbon fiber electrodes. After gel formation, the plate is coated with an epoxy resin insulation layer. The electrodes are then connected to the power supply line and the finished element is removed from the Teflon plate and removed.

Claims

T ^ reverse to ^Pr ^Et ^ e ^ of ^ lkorozměrový, vyznnííuj ^ is in, ^that the sixth ^and the V ^and Z ^^ Mn Star ^conductive layer and a · hv <^. ^ Ch a more non-conductive insulating plates, the inner conductor the layer is formed of a bold polyester resin and carbon black contained in a mixture of less than 10% of the mono-bearing, wherein electrodes formed in the form of a metal grid, carbon fiber or perforated metal foil and a conductive layer are inserted into the conductive wine layer the insulating outer layers are also reinforced with glass fibers.