NO870620L - Plateformet elektrisk varme-element. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et plateformet elektrisk varme-element omfattende en varmeavgivende ledning, varmefordelende deler og i det minste ett ytre beskyttelseslag. Et slikt varme-element kan være beregnet for bruk som sengevarmer, herunder for oppvarmning av vannsenger, men også mange andre anvendelser er her av interesse. Det primære problem som oppfinnelsen tar sikte på å løse, kan forekomme i alle typer varme-elementer som er beregnet til å befinne seg forholdsvis nær levende organismer, særlig mennesker, under drift. Sengevarmere er et typisk eksempel på slike varme-elementer.

I den senere tid er man således blitt oppmerksom på at det

i forbindelse med bruk av elektriske sengevarmere, varmetepper o.l., hvor elektriske kretser og elementer i lengre tid kan befinne seg nær inntil et menneskelegeme, hvor magnetfelter og eventuelt elektriske felter som slike elementer omgir seg med,

kan medføre mer eller mindre alvorlige ulemper for personer som bruker slikt utstyr. Forskjellige mennesker kan i varierende grad være ømfintlige for påvirkninger av denne art. Det er derfor av største interesse å kunne redusere, fortrinnsvis helt eliminere de uheldige magnetiske, eventuelt elektriske felter som elektriske varme-elementer omgir seg med. Dette krav kommer som et vesentlig tillegg til krav om pålitelighet og sikkerhet,

særlig mot vanlige elektriske skader, en mest mulig jevn tempera-turfordeling på den varmeavgivende overflate og når det dreier seg om sengevarmere og vannsengvarmere: en viss grad av fleksibilitet i elementet.

Oppfinnelsen tar sikte på å tilveiebringe en ny konstruksjon av et slikt varme-element, hvor de stilte krav blir tilfredsstilt i kombinasjon på optimal måte. Særlig viktig er det at ulempene med magnetiske og elektriske felter omkring disse elektriske varme-elementer blir vesentlig redusert eller helt eliminert.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i et varme-element av den innledningsvis nevnte art, hvor de varmefordelende deler omfatter i det minste én sammenhengende metallfolie med et meanderformet spor som opptar den varmeavgivende ledning. Et slikt plateformet elektrisk varme-element er tidligere foreslått (norsk patentsøknad 851506) og foreliggende oppfinnelse kan ansees å være en videre-utvikling av den der beskrevne konstruksjon, hovedsakelig med sikte på å eliminere det foran omtalte problem med magnetiske og elektriske felter.

Det nye og særegne ved varme-elementet ifølge oppfinnelsen består i første rekke i at den varmeavgivende ledning omfatter to motstandstråder som ved den ene ende av ledningen er sammenkoblet, slik at den elektriske strøm går i motsatt retning i ledningens to motstandstråder.

Det vil innsees at et slikt forløp av motstandstrådene

avviker vesentlig fra det som er å finne i de vanlig brukte varmekabler for de her aktuelle formål og anvendelser. Som følge av at strømveien i de to motstandstråder ligger meget nær hverandre og innebærer motsatte strømretninger, vil det resulterende magnetfelt bli meget sterkt redusert og kan stort sett ansees neglisjerbart.

En konstruksjon basert på foreliggende oppfinnelse har også den vesentlige fordel at den er meget materialbesparende og dermed forholdsvis billig i produksjon, sett i forhold til de øvrige fortrinn som blir oppnådd. Endelig er plate-elementet ifølge oppfinnelsen oppbygget av komponenter som i stor utstrekning ligger vel til rette for en helautomatisk, kontinuerlig produk-sjonslinje, som dermed er rasjonell.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 viser et skjematisk planriss av et eksempel på varme-element ifølge oppfinnelsen, og

figur 2 viser et snitt gjennom en utførelsesform av varme-elementet ifølge oppfinnelsen.

På figur 1 er det vist et forholdsvis langstrakt varme-element 10 hvis langsgående kanter er betegnet henholdsvis 1 og 2, mens kortsidene er betegnet henholdsvis 3 og 4. I meanderform er det innlagt en varmekabel 11 for elektrisk motstandsoppvarmning. Som det skal forklares nærmere i forbindelse med figur 2,

omfatter denne varmekabel eller -ledning 11 to motstandstråder innrettet til å føre den elektriske oppvarmningsstrøm i hver sin retning slik som nevnt ovenfor. Denne varmekabel 11 er med fordel dobbeltisolert. Varmekabelen 11 forløper med en rekke parallelle deler mellom de langsgående kanter 1 og 2 forbundet

vekselvis med hverandre på den ene og den annen side ved hjelp av endedeler f.eks. som vist ved 12A og 12B.

De to motstandstråder i kabelen 11 er ved den ytre ende av denne koblet sammen (kortsluttet), som markert ved 8 på figur 1.

I det viste motsatte endepunkt 9 er varmekabelen 11 koblet til en tilførselsledning 7 som er ført ut av varme-elementet gjennom f.eks. en pluggforbindelse 5. Ved hjelp av denne pluggforbindelse kan varme-elementet kobles til f.eks. en styrings- og regulerings-enhet og et strømforsyningsnett.

Forutsatt at de materialer som forøvrig inngår i oppbygningen av varme-elementet 10, er tilstrekkelig fleksible, vil den viste konfigurasjon av varmekabelen 11 i høy grad muliggjøre bøyning av elementet om tverrgående akser, slik at hele elementet f.eks.

lett kan rulles sammen i sin lengderetning. Den i og for seg forholdsvis stive varmekabel 11 vil ved slik bøyning eller sammenrulling ganske enkelt undergå torsjonsvridning over de rette deler, hvilket kabelkonstruksjonen uten videre kan oppta.

En fordelaktig utførelse av varme-elementet ifølge oppfinnelsen er vist mer i detalj på figur 2 som er et forstørret tverrsnitt.

Snittet på figur 2 kan ansees lagt i lengderetningen av et element som vist på figur 1, idet tre parallelle varmekabeldeler 21A, 21B og 21C er omfattet av snittet. Disse varmekabler 21A-C understøttes eller bæres i en aluminiumfolie 22 med spor tildannet, som f.eks. vist ved 20, for varmekabelens forskjellige deler. Dette spor har således det samme forløp som vist for varmekabelen II på figur 1, fra side til side og over hele lengden av metallfolien 22. Sporet 20 har stort sett samme tverrsnittsform som varmekabelen og en dybde svarende omtrent til det største tverrmål av varmekabelen. Dermed vil de forskjellige deler av varmekabelen ligge i det vesentlige på den ene side av det plan som folien 22 danner med sine hoveddeler beliggende mellom de forskjellige partier av sporet 20. Over aluminiumfolien 22 er det anbragt en annen, stort sett plan aluminiumfolie 23 som er tettsluttende sammenføyet med folien 22 og fortrinnsvis med de partier av varmekabelen som ligger ut mot den åpne side av sporet 20. Det er av betydning å unngå luftmellomrom mellom foliene 22 og 23 eftersom varmeavgivelsen er beregnet i første rekke å skulle skje gjennom folien 23, dvs. oppad på figur 2.

For varmekabeldelen 21A i dst viste spor 20 er de to motstandstråder 211 og 212, som ligger side om side, orientert med sitt felles plan stort sett på tvers av varme-elementets plan. Det plan som trådene 211 og 212 ligger i, gir også retningen av det største tverrmål for det avlange tverrsnitt av kabelen 21A som helhet. Hver motstandstråd har sin egen isolasjon 211A henholdsvis 212A, med en omgivende felles isolasjonskappe 29. Tverrsnittkonturen av denne kappe omsluttes for en vesentlig del av den nevnte aluminiumfolie 22 som danner sporet 20 og tilsvarende spor for de øvrige kabeldeler så som delene 21B og 21C.

Den beskrevne orientering av kabel- eller ledningstverrsnitte i forhold til varme-elementets hovedplan, i det minste i området direkte omkring vedkommende kabelspor, innebærer flere fordeler, foruten den rent funksjonsmessige. I mange tilfeller vil således slike varme-elementer med fordel fremstilles med sikte på å kunne være temmelig fleksible, spesielt for å kunne rulles opp i lengderetningen slik som nevnt ovenfor. Den forholdsvis stive totråds varmeledning 11 vil imidlertid ikke være til hinder for slik sammenrulling når arrangementet i sporene er som nettopp forklart og vist på tegningenes figur 2.

I forbindelse med ovenstående vil det innsees at varmekabelen eller -ledningen har en meget fordelaktig dobbeltisolasjon, hvilket særlig kan ha betydning når metallfoliene 22 og 23 er innrettet til å jordes. Dette siste er i og for seg meget hensiktsmessig og vil i vesentlig grad kunne redusere faren for rent elektriske felter omkring varme-elementet.

Tildannelse av sporet 20 i metallfolien, særlig aluminiumfolie 22, forutsettes utført på slik måte at folien ikke på noe punkt blir utsatt for nevneverdig tykkelsesreduksjon, som kunne gjøre elementet mindre pålitelig gjennom lengre tids drift. Denne forming av sporet kan skje ved hjelp av i og for seg kjente formingsmetoder i flere trinn basert på ren folding eller bøyning slik at folietykkelsen i hovedsaken bibeholdes uforandret. Dette betyr ikke at folien i visse partier ikke vil kunne foldes eller

brettes til f.eks. dobbelte folielag.

Med den her omtalte aluminiumfolie 22 blir det oppnådd en meget god varmefordeling fra varmekabelen ut over hele overflaten av varme-elementet, idet folien 22 såvel som folien 23 strekker seg over hele denne flate tilnærmet ut til kantene 1, 2, 3 og 4 som vist på figur 1.

Endelig er det på figur 2 vist beskyttende belegg 24 og 25 utenpå de respektive aluminiumfolier 22 og 23, fortrinnsvis intimt heftet til disse. Beleggene 24 og 25 kan f.eks. bestå av plastmateriale som er elektrisk isolerende.

Claims (5)

1. Plateformet elektrisk varme-element omfattende en varmeavgivende ledning (11), varmefordelende deler og i det minste ett ytre beskyttelseslag (24, 25), hvilke varmefordelende deler omfatter i det minste én sammenhengende metallfolie (22, 23) med et meanderformet spor (20) som opptar den varmeavgivende ledning (11, 21A-C), karakterisert ved at den varmeavgivende ledning omfatter to motstandstråder (211, 212) som ved den ene ende (8) av ledningen (11) er sammenkoblet, slik at den elektriske strøm går i motsatt retning i ledningens to motstandstråder (211, 212) .

2. Varme-element ifølge krav 1, karakterisert ved at ledningen (21A) har et avlangt tverrsnitt med lengste tverrmål liggende stort sett i samme plan som de to motstandstråder (211, 212) og at ledningstverrsnittet er slik orientert i sporet (20) at det nevnte plan står tilnærmet vinkelrett på det omgivende varme-elements plan.

3. Varme-element ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ledningen (21A) er dobbelt-isolert (211A, 212A, 29).

4. Varme-element ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at metallfolien(e) (22, 23) er innrettet til å jordes.

5. Varme-element ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at det utenpå metallfolien(e) (22, 23) er anbragt et elektrisk isolerende belegg (24, 25), f.eks. av plastmateriale.