NL8501327A

NL8501327A - Verwarmingsinrichting voor het verwarmen van een lichaam.

Info

Publication number: NL8501327A
Application number: NL8501327A
Authority: NL
Inventors: Louis Aalders
Original assignee: Ferro Electronic Bv
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1986-12-01
Also published as: EP0201967A1; DE3677634D1; ATE61190T1; EP0201967B1

Description

f H AL/HH,XFerro

Verwarmingsinrichting voor het verwarmen van een lichaam

De uitvinding betreft een verwarmingsinrichting voor het verwarmen van een lichaam, omvattende electrische verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het lichaam, een temperatuurvoeler voor het voelen van de temperatuur van het 5 lichaam, en een regelschakeling voor het op een gewenste, ingestelde temperatuur houden van het lichaam.

Een dergelijke verwarmingsinrichting is bekend, waarbij het lichaam van metaal is en de temperatuurvoeler wordt gevormd door een bimetalen strook die op afstand van 10 het metalen lichaam is aangebracht en die de electrische verwarmingsmiddelen aan- en uitschakelt.

Nadeel van een dergelijke verwarmingsinrichting is, dat het bimetaal, mede door bovengenoemde afstand, een grote traagheid bezit, zodat de temperatuur van het metalen 15 lichaam bij snelle temperatuursveranderingen niet stabiel is en rondom de gewenste temperatuurswaarde zwabbert. Het is niet mogelijk op een metalen lichaam direkt een temperatuur-gevoelige weerstand aan te brengen. Indien een temperatuurge-voelige weerstand wordt toegepast, zou deze geïsoleerd en 20 derhalve op afstand van het metalen lichaam aangebracht moeten worden, hetgeen impliceert dat deze teraperatuurgevoe-lige weerstand een grote traagheid in de regeling zou veroorzaken .

De uitvinding heeft ten doel een verwarmingsinrich-25 ting te verschaffen, die een temperatuurvoeler bezit die sterk verminderde traagheid vertoont en die een continue regeling van de warmtetoevoer aan het lichaam mogelijk maakt, zonder traagheid daarin te veroorzaken, wat het mogelijk' maakt de electrische verwarmingsmiddelen met een groter ver-30 mogen, bijvoorbeeld 3000 in plaats van 1000 Watt, te bedrijven zonder dat oververhitting van het lichaam door een te trage regeling kan optreden. Voorts is het bij de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding mogelijk bij afkoeling van het lichaam terstond de warmtetoevoer daaraan bij te 35 regelen.

Daartoe heeft de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding het kenmerk dat als materiaal voor het lichaam ten minste gedeeltelijk keramisch materiaal is gekozen, de tempe- ês ΰ 1 32 7 V w'ï -2- ratuurvoeler een temperatuurgevoelige weerstand is en de temperatuurgevoelige weerstand in het lichaam is ingebed.

Nadere kenmerken en details van de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding zullen duidelijk worden aan de 5 hand van een tekening, waarin tonen; figuur 1 een perspectivisch, gedeeltelijk weggebroken bovenaanzicht van een op een keramisch deel van een lichaam aangebrachte verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, 10 figuur 2 een schema van de verwarmingsinrichting van figuur 1, figuur 3 een perspectivisch, gedeeltelijk weggebroken bovenaanzicht van een andere uitvoeringsvorm van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, waarbij het 15 lichaam een zool van een strijkbout is, figuur 4 een schema van de verwarmingsinrichting volgens figuur 3, figuur 5 een geëxplodeerd, perspectivisch bovenaanzicht van een'andere uitvoeringsvorm van een verwarmingsin-20 richting volgens de uitvinding, en figuur 6 een geëxplodeerd, perspectivisch bovenaanzicht van nog een andere uitvoeringsvorm van de verwarmingsinrichting volgens de uitvinding, waarbij in een lichaam een veelvoud van onafhankelijke bestuurbare verwarmingsmiddelen 25 is ingebed.

In een keramische laag 15 van een lichaam, in de vorm van een van een temperatuurvoeler 4 voorziene plaat 2, welke laag 15 bijvoorbeeld gevormd is door een geëmailleerde metaalplaat 16, is een verwarmingsinrichting 1 volgens de 30 uitvinding ingebed, bijvoorbeeld met behulp van dikke-film-techniek, welke verwarmingsinrichting 1 electrische verwarmingsmiddelen 3 in de vorm van tussen twee geleidende stroken 17 aangesloten weerstandsbanen 7 en een temperatuurgevoelige weerstand 6 in de vorm van een thermobaan 32 omvat (figuur 35 1). Zowel de weerstandsbanen 7 als één of meer thermobanen 32 Zijn bij voorkeur kanteel- of meandervormig voor het vergroten van de lengte daarvan. Een weerstandsbaan kan echter ook rechthoekig zijn uitgevoerd ter verkrijging van een zo groot 8501327 a -3- mogelijke vermogensoverdracht aan de plaat 2; de vermogensoverdracht per oppervlakte is immers vanwege de r eigenschappen van de emaillelaag aan een maximum gebonden.

In figuur 2 is schematisch een regelschakeling 5 te 5 zien, waarin een weerstandsbaan 7 met behulp van een tussen aansluitklemmen 18 en 19 geschakelde voedingsbron door middel van een regelorgaan 20 van een warmte opwekkende electrische stroom wordt voorzien. De weerstandsbaan 7 bestaat bijvoorbeeld uit gezeefdrukte weerstandspasta met lage weerstandsco-10 efficient; de thermobaan 32 bijvoorbeeld uit NTC of PTC pasta met hoge temperatuurcoëfficient. De pasta's uit de 7600/7700 serie van Du Pont zijn hiervoor goed te gebruiken. Het regelorgaan 20 wordt bediend door een van een operationele versterker 10 afkomstig electrisch signaal, welk electrisch sig-15 naai een maat is voor de waarde van de van de temperatuur afhankelijke weerstand van de thermobaan 32 ten opzichte van de instelbare weerstand 21 die aan een niet getoonde ther-mostaatknop gekoppeld is. De operationele versterker 10 wordt ingesteld door instelweerstanden 22 en 23. Schematisch is 20 aangegeven dat zowel de thermobaan 32 als de weerstandsbaan 7 kanteelvormig zijn, en wel zo dat de thermobaan 32 zich in de nabijheid van de weerstandsbaan 7 bevindt, zodat de regeling van de temperatuur snel plaatsvindt.

Bij een andere uitvoeringsvorm van de verwarmings-25 inrichting volgens de uitvinding (figuur 3) wordt de plaat 2 gevormd door een van een emaillelaag 15 voorziene, metalen zool 12 van een niet getoonde strijkbout. Voor het nog sneller reageren op temperatuursveranderingen van de onderzijde van de zool 12 die bij strijken op bijvoorbeeld een nat laken 30 snel kan afkoelen, is de zool 12 aan beide zijden voorzien van NTC of PTC thermobanen, waarbij de niet zichtbare onderste thermobanen 6' via van een emaillelaag 24 voorziene, met geleidende pasta 8 gevulde gaten 9 op de regelschakeling 5 aansluitbaar zijn.

35 Het voordeel van deze onderste thermobanen 6' is, dat deze zich aan het strijkoppervlak van de een grote warm-tecapaciteit bezittende metaalplaat 25 bevinden, zodat de warmtetoevoer aan de metaalplaat 25 reeds op gang komt, al- 8501327 -4- vorens een aanzienlijke warmte-afvoer door de isolerende emaillelaag naar het te strijken object vanaf de metaalplaat plaats vindt.

De stroomtoevoer aan electrische verwarmingsmidde-5 len 3 wordt door een regelorgaan 11 dat aangestuurd wordt door van twee operationele versterkers 26,27 afkomstige electrische signalen, geregeld (figuur 4). De versterkers 26,27 zijn ingesteld met behulp van weerstanden 28,29 respektieve-lijk 30 en met behulp van een op een niet getoonde ther-10 mostaatknop aangesloten instelbare weerstand 31 en versterken de temperatuursafhankelijke weerstandsveranderingen van res-pektievelijk de onderste thermobanen 6' en de weerstanden 6.

De regelorganen 10 en 11 kunnen bijvoorbeeld voor één respektievelijk twee ingangen geschikte standaard 15 PID-regelaars zijn.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een verwarmings-inrichting volgens de uitvinding (figuur 5) kunnen met behulp van hetzelfde zeefdrukpatroon electrische verwarmingsmiddelen 3 in de vorm van tussen geleidende stroken 17 aangebrachte 20 weerstandsbanen 7 alsmede een temperatuurgevoelige weerstand 6 in de vorm van tussen geleidende stroken 33 aangebrachte thermobanen 32 met tussenkomst van een isolatielaag 13 op een van een emaillelaag 15 voorziene metaalplaat 16 worden aangebracht. Hetzij de verwarmingsmiddelen 3, hetzij de tempera-25 tuurgevoelige weerstand 6 kunnen hierbij in de emaillelaag zijn ingebed, zowel aan de bovenzijde als aan de onderzijde van bijvoorbeeld een zool van een strijkbout.

Een andere uitvoeringsvorm van de verwarmingsinrichting 1 volgens de uitvinding (figuur 6) wordt toegepast 30 bij zogenaamde spotverwarming voor het vervaardigen van halfgeleiderelementen, waarbij door het van plaats tot plaats nauwkeurig regelen van de temperatuur van een plaat 34 de viscositeit en daarmee de dikte van op de plaat 34 te brengen, niet getoond halfgeleidermateriaal geregeld kan ; 35 worden. Bij elk oppervlak 35 zijn een ingebedde weerstands-baan 7 en een thermobaan 32 aangebracht, met behulp waarvan de temperatuur van een dergelijk klein oppervlak nauwkeurig i met behulp van een bij elk oppervlak aangebracht stuurorgaan ] @501327 t { f k 9 -5- ψ 14 bestuurd kan worden. Door middel van een met de stuuror-ganen 14 verbonden, aan een frame 37 vastgezet, centraal toetsenbord 36 en niet getoonde bijbehorende electronica kan de temperatuur van de oppervlakken 35 ingesteld en gemeten worden, welke temperatuurwaarden op een venster 38 afgelezen kunnen worden.

8501327

Claims

1. Verwarmingsinrichting voor het verwarmen van een lichaam (2), omvattende electrische verwarmingsmiddelen (3) voor het verwarmen van het lichaam (2), een temperatuurvoeler (4) voor het voelen van de temperatuur van het lichaam (2) en 5 een regelschakeling (5) voor het op een gewenste, ingestelde temperatuur houden van het lichaam (2), met het kenmerk, dat als materiaal voor het lichaam (2) ten minste gedeeltelijk keramisch materiaal is gekozen, de temperatuurvoeler (4) een temperatuurgevoelige weerstand (6) is en de temperatuurge- 10 voelige weerstand (6) in een keramische wand van het lichaam (2) is ingebed.

2. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de temperatuurgevoelige weerstand (6) ten minste één een temperatuurcoëfficiënt vertonende thermobaan 15 (32) omvat.

3. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het lichaam een geëmailleerde plaat (2) is, dat aan beide zijden van de plaat (2) in keramische wanden gedrukte temperatuurgevoelige weerstanden zijn aange- 20 bracht en dat de temperatuurgevoelige weerstand (6) aan één zijde van de plaat (2) via geëmailleerde gaten (9) in de plaat (2) aansluitbaar is.

4. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk dat de regelschakeling (5) ten minste één 25 versterker (10) en ten minste één regelorgaan (11), eventueel in geïntegreerde vorm omvat.

5. Verwarmingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de plaat (2) een zool (12) van een strijkbout is.

6. Verwarmingsinrichting volgens één van de voor gaande conclusies, met het kenmerk dat de electrische verwarmingsmiddelen (3) weerstandsbanen (7) omvatten, welke weer-standsbanen (7) in de plaat (2) zijn ingebed en op de regelschakeling (5) zijn aangesloten. 8501327 _ -7-

7. Verwariningsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de verwarmingsmiddelen (3) en ten minste één thennobaan (32) boven elkaar zijn aangebracht en dat tussen beide een isolatielaag (13) is aangebracht.

8. Verwarmingsinrichting volgens conclusie 1/ met het kenmerk dat de plaat (2) is voorzien van een veelvoud van elk met behulp van een stuurorgaan (14) onafhankelijk bestuurbare, in de plaat (2) ingebedde electrische weerstands-banen (7) en dat in de nabijheid van de weerstandsbanen (7) 10 ten minste één thermobaan (32) in de plaat (2) is ingebed. 8t“ Λ ^ *7 *9 ου i o 11