EA004126B1 - Нагреватель антенным излучением для нагрева материи при помощи резонанса - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к нагревателю (2) антенным излучением для нагрева материи посредством резонанса, содержащему несколько элементов плоской антенны, каждый из которых образован из материала (11) плоской подложки и нанесенного на него излучающего покрытия (10), которое ограничено двумя расположенными на расстоянии параллельными проводниками с электрическим контактом в качестве ограничителя антенны и имеет возможность излучения электромагнитного высокочастотного излучения. Кроме того, этот нагреватель антенным излучением содержит генератор гармоник, который связан с обоими электрическими проводниками элемента плоской антенны для возбуждения излучающего покрытия (10) для излучения спектра колебаний в области молекулярных частот собственных колебаний нагреваемой материи. В соответствии с изобретением излучающее покрытие (10) нанесено с одной стороны на материал (11) плоской подложки и образует лицевую сторону элемента, обращенную к нагреваемой материи. Кроме того, на излучающее покрытие (10) нанесен слой (12) защиты от прикосновения, который, с одной стороны, электрически изолирует излучающее покрытие (10) от касания, а с другой стороны, обеспечивает возможность излучения спектра колебаний без затухания или по меньшей мере лишь с незначительным затуханием.

Description

Изобретение относится к нагревателю антенным излучением для нагрева материи посредством резонанса, согласно родовому понятию п.1 формулы изобретения.

Известный соответствующий вышеуказанному родовому понятию нагреватель антенным излучением для нагрева материи посредством резонанса (\УО 00/25552) содержит несколько элементов плоской антенны, каждый из которых состоит из материала плоской подложки, и нанесенного на него излучающего покрытия, которое ограничено двумя разнесенными на некоторое расстояние друг от друга параллельными электрическими проводниками с электрическим контактом, в качестве ограничителя антенны. Этим излучающим покрытием может излучаться электромагнитное высокочастотное излучение. Кроме того, нагреватель антенным излучением содержит генератор гармоник, который связан с обоими электрическими проводниками элементов плоской антенны для возбуждения излучающего покрытия для излучения спектра колебаний в области молекулярных частот собственных колебаний нагреваемой материи.

Кроме того, там представлено подходящее излучающее покрытие, которое вырабатывает при описанном возбуждении необходимый спектр излучения.

Кроме того, многокомпонентная конфигурация элементов плоской антенны представлена таким образом, что в углу помещения двенадцать прямоугольных элементов плоской антенны размещены - соответственно по четыре рядом друг с другом и по три один над другим на незначительных расстояниях друг от друга и соединены электрически параллельно. Возбуждение при этом осуществляется посредством генератора гармоник.

Оказалось, что для обеспечения эффективной функции нагрева помещения элементы плоской антенны должны быть относительно большой площади, причем отдельные плоскости не могут быть произвольно увеличены, так как в таком случае эффект нагрева вновь уменьшается. Поэтому, целесообразно применять указанную или подобную многокомпонентную конфигурацию элементов плоской антенны.

Управление электрическими подводящими линиями осуществляется в диапазоне низкого напряжения, например, 24 вольта. Поэтому при эксплуатации можно прикасаться к относительно холодному излучающему покрытию элемента без опасности электрического удара, то есть касание совершенно некритично. Однако неожиданным образом было установлено, что между элементами плоской антенны многокомпонентной конфигурации могут возникать значительные разности потенциалов. При параллельных подсоединениях они могли бы быть обусловлены сдвигами фаз спектров колебаний отдельных элементов плоской антенны. Поэтому в случае, когда несколько элементов плоской ан тенны находятся в пределах досягаемости монтера или пользователя нагревателя, существует опасность электрического удара, при касании одновременно двух или более элементов плоской антенны. Такой электрический удар, хотя, как правило, не опасный и не наносящий вреда здоровью, тем не менее может восприниматься как крайне неприятный.

Эта проблема до настоящего времени не была выявлена и не была описана в уровне техники.

Поэтому, задачей изобретения является такое дальнейшее усовершенствование нагревателя антенным излучением вышеупомянутого типа, которое позволило бы исключить опасность электрических ударов.

Эта задача решается с помощью признаков п. 1 формулы изобретения.

Согласно п.1 формулы изобретения, излучающее покрытие нанесено с одной стороны на материал плоской подложки и образует лицевую сторону элемента, обращенную к нагреваемой материи. Затем на излучающее покрытие нанесен слой защиты от прикосновения. Материал такого слоя защиты от прикосновения необходимо выбирать таким образом, чтобы, с одной стороны, излучающее покрытие было электрически изолировано от касания, а с другой стороны, излучение спектра колебаний было возможно без затухания или, по меньшей мере, лишь с незначительным затуханием. Оба свойства излучающего покрытия в качестве электрически изолирующего слоя для устранения возможности электрических ударов при касании двух элементов и для излучения спектра колебаний без затухания излучения или незначительным его затуханием существенны в этой комбинации.

Согласно п.2 формулы изобретения, предпочтительным образом, материал плоской подложки в качестве тыльной стороны элемента также должен проявлять электроизоляционное свойство, однако в противоположность слою защиты от прикосновения, полностью или по меньшей мере очень сильно ослаблять излучение спектра колебаний. Тем самым достигается то, что энергия излучения полностью или по меньшей мере большей частью излучается через лицевую сторону элемента, что приводит к особенно энергосберегающему нагреву материи.

Подходящий слой защиты от прикосновения по п.3 формулы изобретения, который проявляет вышеуказанные свойства, может состоять из дисперсии водного, мелкодисперсного, непластифицированного, средневязкого сополимера из эфиров акриловой и метакриловой кислот, предпочтительно с содержанием твердой фазы около 50% и средним размером частиц около 0,1 мкм.

Альтернативно этому подходящий слой защиты от прикосновения по п.4 формулы изобретения может состоять из дисперсии водного, содержащего защитный коллоид, средневязкого полимера из винилацетата, винилового эфира версатной кислоты и άί-η-бутилового эфира малеиновой кислоты, предпочтительно с содержанием твердой фазы около 50-55% и средним размером частиц около 0,2 мкм.

Материал покрытия для излучающего покрытия может выбираться известным и надежным способом соответственно приведенному в п.5 формулы изобретения составу. Указанное сульфорированное масло состоит при этом предпочтительно из сульфатированного касторового масла, а указанные фенолы предпочтительно являются карбонизированными, полученными крекингом, или применяется бензоизотиазолин. В качестве разбавителя оказался пригодным растворитель на основе ароматических углеводородов и/или на основе спирта, и/или на основе эфира, и/или на основе кетона, в то время как в качестве диспергатора особенно подходящим является неорганическое и/или органическое, мономерное, и/или полимерное вещество. В качестве изолирующего средства пригодна изолирующая сажа, а материал покрытия должен содержать тиксотропное средство.

Излучающее покрытие и слой защиты от прикосновения могут быть нанесены и изготовлены известным способом. Особенно предпочтительным образом, согласно п.6 формулы изобретения, излучающее покрытие, и/или, после его упрочнения, слой защиты от прикосновения изготавливаются посредством вдавливания. В частности, присутствие в составе материала казеина или полиакрилатов, во взаимосвязи со способом вдавливания, способствует затуханию излучения в направлении к тыльной стороне элемента, в частности, когда излучающее покрытие наносится на бумажный материал. Также слой защиты от прикосновения целесообразно изготавливать посредством вдавливания, причем для защиты от прикосновения, как правило, достаточными являются толщины слоя около 5-10 мкм, причем это еще не вызывает нежелательного затухания излучения на лицевой стороне элемента.

С использованием известного способа подходящее возбуждение излучающего покрытия по п.7 формулы изобретения возможно таким образом, что генератор гармоник, в качестве компонента управляющего/регулирующего устройства, содержит электрический модуль, который в процессе управления управляющим колебанием имеет высокую скорость нарастания тока, соответствующую крутому нарастающему фронту, и тем самым пригоден для выработки высокой высокочастотной составляющей. Электрический модуль может представлять собой, например, триак или двойной полевой МОП-транзистор, снабженный известными электронными компонентами управления. Резонансное устройство получает необходимую энергию в зависимости от потребности из подключенной электрической сети, причем действие нагрева может по меньшей мере частично управляться или регулироваться за счет изменения амплитуды и/или частоты управляющих колебаний.

В соответствии с п.8 формулы изобретения целесообразно выполнять электрические проводники известным образом, в виде параллельно ориентированных полос медной фольги. Может также использоваться известное покрытие полос медной фольги в качестве ограничителя антенны электрическим изоляционным слоем (ΌΌ 208 029). Электрический контакт для излучающего покрытия выполнен в виде емкостной и/или индуктивной связи.

Особенно существенной является указанная защита от прикосновения, когда, согласно п.9 формулы изобретения, несколько элементов плоской антенны расположены в зоне взаимной досягаемости, соединены электрически параллельно и возбуждаются посредством генератора гармоник. Кроме того, когда для элементов плоской антенны применяются несколько генераторов гармоник, опасность электрического удара возникает вследствие вышеупомянутых разностей потенциалов, так что и в этом случае существенной является защита от прикосновения с использованием электроизолирующего покрытия.

Компактная, внешне привлекательная конфигурация реализуется известным образом, согласно п.10 формулы изобретения, когда все элементы плоской антенны имеют равные прямоугольные площади и параллельно соединены в симметричную структуру с незначительной протяженностью подводящих линий.

Изобретение поясняется более подробно с помощью чертежей, на которых показано следующее:

фиг. 1 - пространственное представление нагревателя антенным излучением для нагрева материи, выполненного в виде устройства для обогрева помещений, и фиг. 2 - схематичный вид в поперечном сечении по линии А-А на фиг. 1.

На фиг. 1 показано пространственное представление угла 1 помещения, в котором установлен нагреватель антенным излучением. Нагреватель 2 антенным излучением состоит в данном случае, например, из соединения двенадцати элементов 3 плоской антенны, которые симметрично сгруппированы в горизонтальные группы по четыре элемента 3 плоской антенны в углу 1 помещения.

При этом элементы 3 плоской антенны выполнены в виде прямоугольных плоских элементов и соответственно связаны на своих узких сторонах друг с другом в точках 4 соединения в виде параллельных соединений. Соответственно три вертикальных крайних элемента 3 плоской антенны соединены посредством соединительного кабеля 5 с распределительной коробкой бис другими элементами 3 плоской антенны или их электрическими проводниками 14, 15 в виде полос медной фольги посредством параллельных соединений 4.

Управляющее устройство 7 содержит, в частности, генератор гармоник, который в свою очередь, содержит электрический модуль, который в процессе управления управляющим колебанием имеет высокую скорость нарастания тока, соответствующую крутому нарастающему фронту, и тем самым пригоден для выработки высокой высокочастотной составляющей. Подобный электрический модуль может представлять собой, например, триак или двойной полевой МОПтранзистор, снабженный известными электронными компонентами управления. Управляющее устройство 7, с одной стороны, через распределительную коробку 6 связано с элементами 3 плоской антенны, а с другой стороны, получает питание от сети 9 через трансформатор 8.

Как видно в особенности из фиг. 2, показывающей схематично частичный разрез по линии А-А на фиг. 1, каждый из элементов 3 плоской антенны состоит из материала 11 плоской подложки и нанесенного на него излучающего покрытия 10, причем излучающее покрытие 10 нанесено с одной стороны на материал 11 плоской подложки и образует лицевую сторону элемента, обращенную к обогреваемой материи, например, к лицу, находящемуся в помещении. Кроме того, как можно дополнительно понять из фиг. 2, на излучающее покрытие 10 нанесен предпочтительно относительный тонкий по сравнению с ним слой 12 защиты от прикосновения, который с одной стороны электрически изолирует излучающее покрытие 10 от контакта, а с другой стороны способствует излучению спектра колебаний без затухания или по меньшей мере только с незначительным затуханием.

В противоположность этому, материал 11 плоской подложки в качестве тыльной стороны элемента с одной стороны электрически изолирует излучающее покрытие 10 от прикосновения, а с другой стороны, предотвращает излучение спектра колебаний полностью или по меньшей мере со значительным затуханием.

В качестве примера, слой 12 защиты от прикосновения состоит из дисперсии водного, мелкодисперсного, непластифицированного, средневязкого сополимера из эфиров акриловой и метакриловой кислот.

Кроме того, на фиг. 2 стрелками 13 показано излучение спектра колебаний.

Излучающее покрытие 10, а также, после его упрочнения, слой 12 защиты от прикосновения могут наноситься вдавливанием на материал 11 плоской подложки.

Электрический контакт выполненных в виде параллельно ориентированных полос медной фольги электрических проводников 14, 15 с излучающим покрытием 10 обеспечивается посредством емкостной и/или индуктивной связи, причем излучающее покрытие 10 расположено ниже или выше электрических проводников 14, 15, или, как вариант, они заделаны в излучающее покрытие 10, что не показано на чертеже.

Вышеописанное выполнение нагревателя 2 антенным излучением из множества элементов 3 плоской антенны, размещенных в зоне взаимной досягаемости, позволяет полностью исключить опасность электрического удара при касании монтером двух или более элементов 3 плоской антенны.

Claims (10)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Нагреватель антенным излучением для нагрева материи посредством резонанса, содержащий несколько элементов плоской антенны, каждый из которых образован из материала плоской подложки и нанесенного на него излучающего покрытия, которое ограничено двумя расположенными на расстоянии параллельными проводниками с электрическим контактом в качестве ограничителя антенны и имеет возможность излучения электромагнитного высокочастотного излучения, и генератор гармоник, который связан с обоими электрическими проводниками элемента плоской антенны для возбуждения излучающего покрытия для излучения спектра колебаний в области молекулярных частот собственных колебаний нагреваемой материи, отличающийся тем, что излучающее покрытие (10) нанесено с одной стороны на материал (11) плоской подложки и образует лицевую сторону элемента, обращенную к нагреваемой материи, и на излучающее покрытие (10) нанесен слой (12) защиты от прикосновения, который, с одной стороны, электрически изолирует излучающее покрытие (10) от касания, а с другой стороны, обеспечивает возможность излучения спектра колебаний без затухания или по меньшей мере лишь с незначительным затуханием.
2. 2. Нагреватель антенным излучением по п.1, отличающийся тем, что материал (11) плоской подложки в качестве тыльной стороны элемента, с одной стороны, электрически изолирует излучающее покрытие (10) от прикосновения, а с другой стороны, предотвращает излучение спектра колебаний полностью или по меньшей мере со значительным затуханием.
3. 3. Нагреватель антенным излучением по п.1 или 2, отличающийся тем, что слой (12) защиты от прикосновения состоит из дисперсии водного, мелкодисперсного, непластифицированного, средневязкого сополимера из эфиров акриловой и метакриловой кислот.
4. 4. Нагреватель антенным излучением по п.1 или 2, отличающийся тем, что слой (12) зашиты от прикосновения состоит из дисперсии водного, содержащего защитный коллоид, средневязкого полимера из винилацетата, виниловоΊ го эфира версатной кислоты и άί-и-бутилового эфира малеиновой кислоты.
5. 5. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что материал излучающего покрытия (10) содержит связующее вещество, изолирующее вещество, диспергатор, воду и графит и имеет состав:

   a) от 55 до 65% массового содержания основного вещества из от 39 до 49% массового содержания связующего вещества, от 18 до 23% массового содержания изолирующего вещества, от 18 до 24% массового содержания диспергатора, от 12 до 16% массового содержания дистиллированной воды, и

   b) от 35 до 45% массового содержания графита, причем связующее вещество имеет состав:

   от 64 до 79% массового содержания дистиллированной воды, от 4 до 6% массового содержания сульфорированного масла, от 0,15 до 0,24% массового содержания фенола или от 0,05 до 0,5% массового содержания бензоизотиазолина, от 15 до 19% массового содержания казеина, от 0,8 до 1,2% массового содержания мочевины, от 2 до 3% массового содержания спиртового разбавителя, и от 2,5 до 3,5% массового содержания капролактама.
6. 6. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что излу-

   Фиг. 1 чающее покрытие (10) и/или, после его упрочнения, слой (12) защиты от прикосновения изготовлены посредством вдавливания.
7. 7. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что генератор гармоник в качестве компонента управляющего/регулирующего устройства (7) содержит электрический модуль, который в процессе управления управляющим колебанием имеет высокую скорость нарастания тока, соответствующую крутому нарастающему фронту, и тем самым пригоден для выработки высокой высокочастотной составляющей.
8. 8. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что электрические проводники выполнены в виде параллельно ориентированных полос (14, 15) медной фольги, а электрический контакт с излучающим покрытием (10) выполнен в виде емкостной или индуктивной связи, причем излучающий слой (10) размещен ниже и выше полос (14, 15) медной фольги или они заделаны в излучающее покрытие (10).
9. 9. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что несколько элементов (3) плоской антенны размещены в зоне взаимной досягаемости, соединены электрически параллельно и могут возбуждаться посредством генератора гармоник.
10. 10. Нагреватель антенным излучением по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что все элементы (3) плоской антенны имеют равные прямоугольные площади и параллельно соединены в симметричную структуру с незначительной протяженностью подводящих линий.