RU2011313C1

RU2011313C1 - Flat electric heater

Info

Publication number: RU2011313C1
Authority: RU
Inventors: Г.А. Блинов; А.С. Хечумов; В.К. Любимов; Е.А. Афонин; А.С. Азерский; Ю.В. Глаголев
Original assignee: Государственное малое предприятие "Научно-технический центр "Сеть"
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention refers to resistance heating. To provide for uniformity of heating flat electric heater has body of resistor with electrodes and heat-conducting part connected to it, coating completely covering body of resistor and heat-conducting part. Heat-conducting part is manufactured from thin layer of heat-conducting dielectric material. Body of resistor is uniform thin layer of resistance material. Electrodes are fabricated in the form of thin metal strips. EFFECT: facilitated manufacture, reduced cost and labour input. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к резистивному нагреву и может быть использовано в промышленных и бытовых нагревательных устройствах и системах. The invention relates to resistive heating and can be used in industrial and domestic heating devices and systems.

Известен плоский электронагреватель, содержащий близко расположенные параллельные электроды, составное тело резистора, расположенное между электродами. Основными компонентами материала тела резистора являются электропроводный микропорошок и кристаллический полимер, содержащий группы с хорошей адгезией по отношению к металлам (1). Known flat electric heater containing closely spaced parallel electrodes, a composite resistor body located between the electrodes. The main components of the resistor body material are electrically conductive micropowder and crystalline polymer containing groups with good adhesion to metals (1).

Известный плоский электронагреватель не обеспечивает качественной передачи тепла тела резистора к окружающей поверхности и равномерность нагрева всей требуемой поверхности. Known flat electric heater does not provide high-quality heat transfer of the resistor body to the surrounding surface and uniform heating of the entire required surface.

Известен плоский электронагреватель, содержащий тело резистора, электроды для соединения тела резистора с двумя разноименными выводами источника электропитания, теплопроводную деталь, соединенную с телом резистора, покрытие из теплопроводного материала, полностью закрывающее тело резистора и теплопроводную деталь. Known flat electric heater containing the body of the resistor, electrodes for connecting the body of the resistor with two opposite terminals of the power source, a heat-conducting part connected to the body of the resistor, a coating of heat-conducting material, completely covering the body of the resistor and the heat-conducting part.

В известном плоском электронагревателе невозможно осуществлять качественную передачу тепла, выделяемого телом резистора через теплопроводную деталь, к покрытию и получать однородный и равномерный нагрев покрытия, а также обеспечивать контроль сопротивления тела резистора в процессе изготовления. In the known flat electric heater, it is impossible to carry out high-quality heat transfer from the resistor body through the heat-conducting part to the coating and to obtain a uniform and uniform heating of the coating, as well as to provide control of the resistance of the resistor body during manufacturing.

В основу изобретения положена задача создания такого плоского электронагревателя, который позволил бы получать однородность и равномерность нагрева покрытия и возможность контроля величины сопротивления тела резистора в процессе изготовления, что обеспечивает однородный и равномерный нагрев требуемой поверхности при фиксированной мощности нагрева. The basis of the invention is the creation of such a flat electric heater, which would make it possible to obtain uniformity and uniformity of heating of the coating and the ability to control the resistance value of the resistor body during the manufacturing process, which provides uniform and uniform heating of the required surface with a fixed heating power.

Поставленная задача решается тем, что в плоском электронагревателе, содержащем тело резистора, электроды для соединения тела резистора с двумя разноименными выводами источника электропитания, теплопроводную деталь, соединенную с телом резистора, покрытие из теплопроводного материала, полностью закрывающее тело резистора и теплопроводную деталь, согласно изобретению, теплопроводная деталь выполнена из тонкого слоя теплопроводящего диэлектрика, тело резистора представляет однородный равномерный тонкий слой резистивного материала, размещенный непрерывно с одной стороны по всей поверхности теплопроводной детали, и снабжена токопроводящими контактными дорожками, размещенными в одной плоскости по противоположным краям на одной стороне тела резистора, а электроды выполнены в виде тонких металлических полосок, присоединенных к телу резистора через контактные дорожки, покрытие выполнено металлическим и состоит из двух частей, одна часть присоединена к свободной стороне теплопроводной детали, а другая часть покрытия через диэлектрическую теплопроводящую прокладку присоединена к телу резистора с электродами. The problem is solved in that in a flat electric heater containing the resistor body, electrodes for connecting the resistor body to two opposite terminals of the power supply, a heat-conducting part connected to the resistor body, a coating of heat-conducting material that completely covers the resistor body and the heat-conducting part, according to the invention, the heat-conducting part is made of a thin layer of a heat-conducting dielectric, the resistor body represents a uniform uniform thin layer of resistive material, continuously placed on one side over the entire surface of the heat-conducting part, and is equipped with conductive contact tracks placed in the same plane at opposite edges on one side of the resistor body, and the electrodes are made in the form of thin metal strips attached to the resistor body through contact tracks, the coating is made of metal and consists of two parts, one part is attached to the free side of the heat-conducting part, and the other part of the coating is through a dielectric heat-conducting gasket connected to the body of the resistor with electrodes.

Целесообразно теплопроводящий диэлектрик выполнять из поликора. It is advisable to conduct a heat-conducting dielectric from polycor.

Возможно теплопроводящий диэлектрик выполнять из аннодированного алюминия. It is possible that the heat-conducting dielectric is made of anodized aluminum.

Разумно одну часть покрытия присоединять к свободной стороне теплопроводящего диэлектрика через теплопроводящий присоединительный слой. It is reasonable to attach one part of the coating to the free side of the heat-conducting dielectric through a heat-conducting connecting layer.

Изобретение обеспечивает однородный равномерный нагрев требуемой поверхности при фиксированной мощности нагрева. The invention provides uniform uniform heating of the desired surface at a fixed heating power.

На фиг. 1 изображено конструктивное выполнение теплопроводной детали с телом резистора и контактными дорожками, вид сверху; на фиг. 2 - конструктивное выполнение теплопроводной детали с телом резистора и контактными дорожками, вид спереди; на фиг. 3 - конструктивное выполнение плоского электронагревателя, вид сверху; на фиг. 4 - конструктивное выполнение плоского электронагревателя, вид спереди; на фиг. 5 - нагревательная система на основе предложенного плоского электронагревателя. In FIG. 1 shows a structural embodiment of a heat-conducting part with a resistor body and contact tracks, top view; in FIG. 2 - structural design of a heat-conducting part with a resistor body and contact tracks, front view; in FIG. 3 - structural design of a flat electric heater, top view; in FIG. 4 - structural design of a flat electric heater, front view; in FIG. 5 - heating system based on the proposed flat electric heater.

Плоский электронагреватель содержит тело 1 (фиг. 1) резистора с контактными дорожками 2, теплопроводную деталь 3, соединенную с телом 1 резистора. The flat electric heater comprises a resistor body 1 (Fig. 1) with contact tracks 2, a heat-conducting part 3 connected to the resistor body 1.

Теплопроводная деталь 3 соединена с расположенным на ее поверхности теплопроводящим соединительным слоем 4 (фиг. 2). The heat-conducting part 3 is connected to a heat-conducting connecting layer 4 located on its surface (Fig. 2).

Плоский электронагреватель содержит также покрытие, выполненное металлическим и состоящее из двух частей 5, 6 (фиг. 3) и полностью закрывающее тело 1 резистора и теплопроводную деталь 3 (фиг. 4), и электроды 7 (фиг. 3), выполненные в виде тонких металлических полосок, присоединенных к телу 1 резистора через контактные дорожки 2. The flat electric heater also contains a coating made of metal and consisting of two parts 5, 6 (Fig. 3) and completely covering the resistor body 1 and the heat-conducting part 3 (Fig. 4), and electrodes 7 (Fig. 3), made in the form of thin metal strips attached to the body 1 of the resistor through the contact tracks 2.

Контактные дорожки 2 соединены с электродами 7 посредством металлических пластинок 8. Contact tracks 2 are connected to the electrodes 7 by means of metal plates 8.

Часть 5 (фиг. 4) покрытия присоединена к свободной стороне теплопроводной детали 3, а часть 6 покрытия через диэлектрическую теплопроводящую прокладку 9 присоединена к телу 1 резистора, к электродам 7, к контактным дорожкам 2 к металлическим пластинкам 8. Part 5 (Fig. 4) of the coating is connected to the free side of the heat-conducting part 3, and part 6 of the coating is connected through the dielectric heat-conducting gasket 9 to the resistor body 1, to the electrodes 7, to the contact tracks 2 to the metal plates 8.

Тонкий слой теплопроводящего диэлектрика может быть выполнен из поликора. A thin layer of heat-conducting dielectric can be made of polycor.

Возможно выполнение тонкого слоя теплопроводящего диэлектрика из аннодированного алюминия. A thin layer of a thermally conductive dielectric of anodized aluminum is possible.

На фиг. 5 изображена нагревательная система на основе плоского электронагревателя. In FIG. 5 shows a heating system based on a flat electric heater.

В качестве тонкого слоя теплопроводящего диэлектрика может использоваться поликор размером, например 60х48х0,5 и 60х48х1,0 мм, при изготовлении маломощных плоских электронагревателей. Для изготовления мощных плоских электронагревателей применяется тонкий слой теплопроводящего диэлектрика из аннодированного алюминия. Тело 1 резистора, являющееся равномерным тонким слоем, формируется методом вакуумного напыления на химически очищенную подложку резистивного сплава. Вакуумное напыление позволяет получить тело 1 резистора в виде тонкого однородного равномерного слоя, что обеспечивает равномерность нагрева всей поверхности теплопроводной детали 3 и возможность контроля сопротивления слоя непосредственно в процессе изготовления. As a thin layer of a heat-conducting dielectric, a polycor with a size of, for example, 60x48x0.5 and 60x48x1.0 mm can be used in the manufacture of low-power flat electric heaters. For the manufacture of powerful flat electric heaters, a thin layer of heat-conducting dielectric from anodized aluminum is used. The body 1 of the resistor, which is a uniform thin layer, is formed by vacuum deposition on a chemically cleaned resistive alloy substrate. Vacuum spraying allows you to get the body 1 of the resistor in the form of a thin uniform uniform layer, which ensures uniform heating of the entire surface of the heat-conducting part 3 and the ability to control the resistance of the layer directly in the manufacturing process.

Сопротивление тонкого слоя тела 1 резистора подбирается в зависимости от требуемой мощности плоского электронагревателя. The resistance of the thin layer of the resistor body 1 is selected depending on the required power of the flat electric heater.

Контактные дорожки 2 формируются методом вакуумного напыления через маску системы хром-медь толщиной не менее 2 мкм. Напыление через маску позволяет исключить из технологического процесса операцию фотолитографии, что существенно упрощает процесс и снижает стоимость изготовления. Contact tracks 2 are formed by vacuum deposition through a mask of a chromium-copper system with a thickness of at least 2 μm. Spraying through a mask eliminates the operation of photolithography from the process, which greatly simplifies the process and reduces the cost of manufacture.

Плоский электронагреватель работает следующим образом. Flat electric heater operates as follows.

От источника электропитания (на фиг. не показан) напряжение подводится к контактным дорожкам 2 (фиг. 4) через электроды 7 и пластинки 8 и далее к телу 1 резистора, и равномерно распределяется по всему телу 1 резистора. From the power source (not shown in FIG.), The voltage is supplied to the contact tracks 2 (FIG. 4) through the electrodes 7 and the plate 8 and further to the resistor body 1, and is evenly distributed throughout the resistor body 1.

Тело 1 резистора равномерно нагревается и передает тепло к двум частям 5, 6 покрытия через теплопроводящий диэлектрик 3, через теплопроводящий присоединительный слой 4 и через диэлектрическую теплопроводящую прокладку 9. Таким образом, части 5, 6 покрытия нагреваются и передают тепло по назначению. Выделяемая мощность регулируется в процессе изготовления путем нанесения фиксированной толщины тела 1 резистора. The resistor body 1 is uniformly heated and transfers heat to two parts 5, 6 of the coating through a heat-conducting dielectric 3, through a heat-conducting connecting layer 4 and through a dielectric heat-conducting gasket 9. Thus, parts 5, 6 of the coating are heated and transfer heat as intended. The allocated power is regulated during the manufacturing process by applying a fixed thickness of the resistor body 1.

Таким образом, изобретение позволяет получить однородность и равномерность нагрева покрытия и проконтролировать величину сопротивления тела резистора в процессе изготовления плоского электронагревателя. Это обеспечивает однородный и равномерный нагрев требуемой поверхности при фиксированной мощности нагрева. Thus, the invention allows to obtain uniformity and uniformity of heating of the coating and to control the resistance value of the resistor body in the process of manufacturing a flat electric heater. This provides a uniform and uniform heating of the desired surface with a fixed heating power.

Возможно конструктивное изготовление нагревательной системы путем последовательно-параллельного соединения нескольких предлагаемых плоских электронагревателей. Это необходимо в случае однородного равномерного нагрева различных требуемых поверхностей и объемов. (56) Патент США N 4730103, кл. Н 05 В 3/08, 1988. It is possible to constructively produce a heating system by series-parallel connection of several proposed flat electric heaters. This is necessary in the case of uniform uniform heating of the various surfaces and volumes required. (56) U.S. Patent No. 4,703,003, cl. H 05, 3/08, 1988.

Claims

1. A PLANE ELECTRIC HEATER comprising a resistor body, electrodes for connecting a resistor body to two opposite terminals of a power source, a heat-conducting part connected to the resistor body, a coating of heat-conducting material completely covering the resistor body, and a heat-conducting part, characterized in that the heat-conducting part is made of a thin layer of heat-conducting dielectric, the resistor body is a uniform uniform thin layer of resistive material, placed continuously with one torons on the entire surface of the heat-conducting part, and is equipped with conductive contact tracks placed in the same plane at opposite edges on one side of the resistor body, and the electrodes are made in the form of thin metal strips attached to the resistor body through contact tracks, the coating is made of metal and consists of two parts, one part is connected to the free side of the heat-conducting part, and the other part is connected through a dielectric heat-conducting gasket to the body of the resistor with electrodes.

2. An electric heater according to claim 1, characterized in that the heat-conducting dielectric is made of polycor.

3. An electric heater according to claim 1, characterized in that the heat-conducting dielectric is made of anodized aluminum.

4. Electric heater according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that one part of the coating is attached to the free side of the heat-conducting part through a heat-conducting connecting layer.