PL233385B1

PL233385B1 - Hybrid ceramic infrared radiator consisting of ceramic elements and a heating insert

Info

Publication number: PL233385B1
Application number: PL42242017A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Lewandowski
Original assignee: Klar Tomasz Bujak Tomasz Lewandowski Spolka Jawna
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-10-31
Also published as: PL422420A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowy ceramiczny promiennik podczerwieni, składający się z elementów ceramicznych oraz wkładu grzewczego.The subject of the invention is a hybrid ceramic infrared heater, consisting of ceramic elements and a heating cartridge.

Na rynku są dostępne różne grzejniki będące promiennikami podczerwieni. Proponowane rozwiązanie odróżnia się od nich sposobem wytwarzania strumienia podczerwieni oraz tym, że cała obudowa promiennika jest wykonana z materiału ceramicznego.There are various infrared heaters available on the market. The proposed solution differs from them by the method of generating the infrared beam and the fact that the entire radiator housing is made of ceramic material.

Urządzenie według wynalazku posiada dwie płyty ceramiczne: przednią oraz tylną zespolone nierozłącznie. Pomiędzy płytami ceramicznymi jest umieszczony wkład grzewczy, składający się z maty z włókna szklanego z naniesioną warstwą środka o strukturze krystalicznej, siatki splotu nici karbonowej, bimetalicznego zabezpieczenia termicznego oraz okablowania. Siatka na bazie splotu nici karbonowych stanowi wzbudnik emisji strumienia podczerwieni - zgodnie z formułą Stefana Boltzmanna. Zadaniem bimetalicznego zabezpieczenia termicznego, który stanowi integralną część wkładu grzewczego, jest zabezpieczenie promiennika przed osiągnięciem temperatury na jego powierzchni zewnętrznej wyższej niż 90°C. Okablowanie jest wyprowadzone przez otwór w płycie ceramicznej tylnej i doprowadzone do puszki przyłączeniowej, usytuowanej z tyłu promiennika, w której jest również podłączony kabel sieciowy. Płyty ceramiczne: przednia oraz tylna korzystnie mają różną grubość. Krawędzie zewnętrzne zespolonych płyt ceramicznych korzystnie są wykończone ramką aluminiową. Puszka przyłączeniowa korzystnie jest wypełniona silikonem termoodpornym.The device according to the invention has two ceramic plates: the front and the rear one, permanently joined. A heating insert is placed between the ceramic plates, consisting of a glass fiber mat with a layer of a crystal structure, a carbon strand mesh, bimetallic thermal protection and wiring. The mesh based on a weave of carbon threads is the emitter of the infrared beam - according to the Stefan Boltzmann formula. The task of the bimetallic thermal protection, which is an integral part of the heating insert, is to protect the radiator from reaching the temperature on its external surface higher than 90 ° C. Cabling is led out through a hole in the rear ceramic plate and led to a junction box on the back of the heater where the mains cable is also connected. Ceramic plates: the front and rear preferably have a different thickness. The outer edges of the composite ceramic plates are preferably finished with an aluminum frame. The junction box is preferably filled with a heat-resistant silicone.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku zapewnia równomierne rozłożenie emitowanego strumienia podczerwieni, akumulację ciepła w samej obudowie ceramicznej oraz ze względu na budowę elementu grzejnego (maty) - możliwość zastosowania do produkcji elementów grzejnych o małych, średnich oraz dużych wymiarach zewnętrznych, bez konieczności cięcia materiału ceramicznego na mniejsze elementy i ich zespalania w większe sekcje. Promiennik charakteryzuje się bardzo prostą konstrukcją i wysoką efektywnością pracy. W przeciwieństwie do urządzeń tego typu oferowanych na rynku, temperatura na powierzchni czołowej promiennika wynosi maksymalnie 85°C (zabezpieczenie wewnętrzne odcina dopływ prądu w temp. 90°C). W przypadku urządzeń konkurencyjnych jest to temp. od 110° do 120°C lub więcej. Żywotność urządzenia jest szacowana na min. 30 lat pracy.The use of the solution according to the invention ensures even distribution of the emitted infrared stream, heat accumulation in the ceramic housing itself and due to the construction of the heating element (mat) - the possibility of using heating elements with small, medium and large external dimensions for the production, without the need to cut the ceramic material into smaller elements and their joining into larger sections. The radiator is characterized by a very simple structure and high work efficiency. Contrary to devices of this type offered on the market, the temperature on the front surface of the radiator is maximum 85 ° C (the internal protection cuts off the power supply at 90 ° C). In the case of competing devices, the temperature is from 110 ° to 120 ° C or more. The lifetime of the device is estimated at min. 30 years of work.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:The subject of the invention is presented in the drawing, in which individual figures show:

- Fig. 1 - widok górny promiennika;- Fig. 1 - top view of the radiator;

- Fig. 2 - widok czołowy wnętrza promiennika z wkładem grzewczym;- Fig. 2 - front view of the inside of the radiator with a heating cartridge;

- Fig. 3 - widok tylnej strony promiennika.- Fig. 3 - view of the rear side of the radiator.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a I:P r e x l a d e n i a I:

Hybrydowy ceramiczny promiennik podczerwieni posiada dwie płyty ceramiczne: przednią (1) oraz tylną (2) o wymiarach 60 x 60 cm i grubości 11 mm każda, zespolone w sposób nierozłączny. Pomiędzy płytami (1, 2) jest umieszczony wkład grzewczy (3), składający się z maty z włókna szklanego (3-1) o wymiarach 56 x 56 cm nasączonej warstwą środka o strukturze krystalicznej (3-2), siatki splotu nici karbonowej (3-3), bimetalicznego zabezpieczenia termicznego (3-4) oraz okablowania (3-5). Końcówki splotu nici karbonowej (3-3) są przytwierdzone za pomocą sprasowanych mufek. Do obwodu elektrycznego jednej strony splotu włókien jest wpięte bimetaliczne zabezpieczenie termiczne. Bimetaliczne zabezpieczenie termiczne (3-4) jest podłączone do obwodu elektrycznego jednej strony splotu nici karbonowej (3-3). Płyta ceramiczna tylna (2) posiada wyszlifowany rowek o wymiarach: 30 cm (długość), 8 mm (szerokość) oraz 3 mm (głębokość) w celu montażu zabezpieczenia termicznego i wyprowadzenia okablowania (3-5) oraz wywiercony otwór fi 6 mm na doprowadzenie kabla sieciowego (6). Okablowanie (3-5) jest wyprowadzone przez otwór (4) w płycie ceramicznej tylnej (2) i doprowadzone do puszki przyłączeniowej (5), usytuowanej z tyłu promiennika, w której jest również podłączony kabel sieciowy (6) zasilania 230 V o przekroju 2 x 0,7 mm. Krawędzie zewnętrzne zespolonych płyt ceramicznych (1, 2) są wykończone ramką aluminiową (7) profil „U” o wymiarach 8 mm x 18 mm x 8 mm i grubości od 0,7 do 1 mm. Połączenie ramki (7) z płytami ceramicznymi (1,2) jest klejone. Puszka przyłączeniowa (5) wykonana z tworzywa ABS jest przytwierdzona do zewnętrznej ściany płyty ceramiczne tylnej (2) na wysokości otworu na przyłącze elektryczne i wypełniona silikonem. Z tyłu promiennika znajdują się również cztery aluminiowe elementy mocujące do ściany z zaślepką z tworzywa ABS.The hybrid ceramic infrared heater has two ceramic plates: front (1) and rear (2) with dimensions of 60 x 60 cm and a thickness of 11 mm each, inseparably joined. Between the plates (1, 2) there is a heating insert (3), consisting of a 56 x 56 cm glass fiber mat (3-1) soaked with a layer of the center with a crystal structure (3-2), a carbon weave mesh ( 3-3), bimetallic thermal protection (3-4) and wiring (3-5). The ends of the carbon thread weave (3-3) are held in place with pressed muffs. A bimetallic thermal protector is connected to the electric circuit of one side of the fiber weave. The bimetallic thermal protector (3-4) is connected to the electric circuit of one side of the weave of the carbon thread (3-3). The rear ceramic plate (2) has a polished groove with the following dimensions: 30 cm (length), 8 mm (width) and 3 mm (depth) for the installation of thermal protection and cable exit (3-5) and a drilled hole of 6 mm for lead cable (6). The wiring (3-5) is led out through the hole (4) in the rear ceramic plate (2) and led to the junction box (5) on the back of the heater, where the 230 V power cable (6) with a cross-section of 2 is also connected. x 0.7 mm. The outer edges of the composite ceramic plates (1, 2) are finished with an aluminum frame (7), an "U" profile with dimensions of 8 mm x 18 mm x 8 mm and a thickness of 0.7 to 1 mm. The connection of the frame (7) with the ceramic plates (1,2) is glued. The junction box (5) made of ABS material is attached to the outer wall of the rear ceramic plate (2) at the height of the electrical connection opening and filled with silicone. There are also four aluminum wall fasteners with an ABS plug on the back of the heater.

PL 233 385 B1PL 233 385 B1

P r z y k ł a d w y k o n a n i a II:T h e x l e n i a II:

Hybrydowy ceramiczny promiennik podczerwieni posiada dwie płyty ceramiczne: przednią (1) oraz tylną (2) o wymiarach 30 x 60 cm i grubości 7 mm każda, zespolone w sposób nierozłączny. Pomiędzy płytami (1,2) jest umieszczony wkład grzewczy (3), składający się z maty z włókna szklanego (3-1) o wymiarach 26 x 56 cm nasączonej warstwą środka o strukturze krystalicznej (3-2), siatki splotu nici karbonowej (3-3), bimetalicznego zabezpieczenia termicznego (3-4) oraz okablowania (3-5). Końcówki splotu nici karbonowej (3-3) są przytwierdzone za pomocą sprasowanych mufek. Do obwodu elektrycznego jednej strony splotu włókien jest wpięte bimetaliczne zabezpieczenie termiczne. Bimetaliczne zabezpieczenie termiczne (3-4) jest podłączone do obwodu elektrycznego jednej strony splotu nici karbonowej (3-3). Płyta ceramiczna tylna (2) posiada wyszlifowany rowek o wymiarach: 30 cm (długość), 8 mm (szerokość) oraz 4 mm (głębokość) w celu montażu zabezpieczenia termicznego i wyprowadzenia okablowania (3-5) oraz wywiercony otwór fi 6 mm na doprowadzenie kabla sieciowego (6). Okablowanie (3-5) jest wyprowadzone przez otwór (4) w płycie ceramicznej tylnej (2) i doprowadzone do puszki przyłączeniowej (5), usytuowanej z tyłu promiennika, w której jest również podłączony kabel sieciowy (6) zasilania 230 V o przekroju 2 x 0,7 mm. Krawędzie zewnętrzne zespolonych płyt ceramicznych (1,2) są wykończone ramką aluminiową (7) profil „U” o wymiarach 8 mm x 18 mm x 8 mm i grubości od 0,7 do 1 mm. Połączenie ramki (7) z płytami ceramicznymi (1,2) jest klejone. Puszka przyłączeniowa (5) wykonana z tworzywa ABS jest przytwierdzona do zewnętrznej ściany płyty ceramiczne tylnej (2) na wysokości otworu na przyłącze elektryczne i wypełniona silikonem. Z tyłu promiennika znajdują się również cztery aluminiowe elementy mocujące do ściany z zaślepką z tworzywa ABS.The hybrid ceramic infrared heater has two ceramic plates: the front (1) and the rear (2) with dimensions of 30 x 60 cm and a thickness of 7 mm each, inseparably joined. A heating insert (3) is placed between the plates (1,2), consisting of a 26 x 56 cm glass fiber mat (3-1) soaked with a layer of the center with a crystal structure (3-2), a carbon thread weave mesh ( 3-3), bimetallic thermal protection (3-4) and wiring (3-5). The ends of the carbon thread weave (3-3) are held in place with pressed muffs. A bimetallic thermal protector is connected to the electric circuit of one side of the fiber weave. The bimetallic thermal protector (3-4) is connected to the electric circuit of one side of the weave of the carbon thread (3-3). The rear ceramic plate (2) has a polished groove with the following dimensions: 30 cm (length), 8 mm (width) and 4 mm (depth) for the installation of thermal protection and cable exit (3-5) and a drilled hole of 6 mm for the lead cable (6). The wiring (3-5) is led out through the hole (4) in the rear ceramic plate (2) and led to the junction box (5) on the back of the heater, where the 230 V power cable (6) with a cross-section of 2 is also connected. x 0.7 mm. The outer edges of the composite ceramic plates (1,2) are finished with an aluminum frame (7) - a "U" profile with dimensions of 8 mm x 18 mm x 8 mm and a thickness of 0.7 to 1 mm. The connection of the frame (7) with the ceramic plates (1,2) is glued. The junction box (5) made of ABS material is attached to the outer wall of the rear ceramic plate (2) at the height of the electrical connection opening and filled with silicone. There are also four aluminum wall fasteners with an ABS plug on the back of the heater.

Claims

Patent claims

1. Hybrid ceramic infrared heater, consisting of ceramic elements and a heating cartridge, characterized by two ceramic plates: front (1) and rear (2) inseparably joined, between which a heating cartridge (3) is placed, consisting of fiberglass mats (3-1) with a layer of a crystal structure (3-2), a carbon weave mesh (3-3), bimetallic thermal protection (3-4) and cables (3-5), while the wiring (3-5) is led out through the hole (4) in the rear ceramic plate (2) and led to the junction box (5) on the back of the heater, where the mains cable (6) is also connected.

2. A radiator according to claim The method of claim 1, characterized in that the front (1) and rear (2) ceramic plates are of different thickness.

3. A radiator according to claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the outer edges of the composite ceramic plates (1, 2) are finished with an aluminum frame (7).

4. A radiator according to claim A device according to claim 1, characterized in that the junction box (5) is filled with a heat-resistant silicone.