RU44442U1

RU44442U1 - HEATING ELEMENT

Info

Publication number: RU44442U1
Application number: RU2004121316/22U
Authority: RU
Original assignee: Крылов Сергей Николаевич; Иноходцев Юрий Александрович
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2005-03-10

Abstract

Полезная модель относится к резистивным нагревателям и позволяет повысить эффективность нагрева.The utility model relates to resistive heaters and allows to increase the heating efficiency.

Нагревательный элемент представляет собой тонкослойный резистивный элемент, уложенный на поверхность нагрева заданной формы, выполненный из низкоомного материала, преимущественно из алюминия, в виде фольги или напыленного слоя, и включает один и более формообразующих элементов. На поверхности резистивного нагревательного элемента может быть выполнена перфорация различной формы, а расположение перфорации создает форму нагревательного элемента, например в виде змейки, сетки или объемные формы.The heating element is a thin-layer resistive element laid on a heating surface of a given shape, made of low-resistance material, mainly aluminum, in the form of a foil or a sprayed layer, and includes one or more forming elements. Perforations of various shapes can be made on the surface of the resistive heating element, and the location of the perforations creates the shape of the heating element, for example in the form of a snake, mesh or volumetric shape.

1 н.п., 12 пп., 6 илл.1 n.p., 12 pp., 6 ill.

Description

Полезная модель относится к гибким резистивным нагревателям.The utility model relates to flexible resistive heaters.

Известно использование гибких электропроводных нитей для изготовления электропроводящей ткани по патенту РФ 2124597, в качестве которых применяются металлические, угольные волокна или волокна с металлизированным покрытием. Проводящие области посредством медного проводника подключены к низковольтному источнику питания параллельно или последовательно. Диаметр металлических или угольных волокон составляет 2 мм. При последовательном подключении такой резистивный нагреватель работает неэффективно из-за большого падения напряжения.It is known to use flexible electrically conductive threads for the manufacture of electrically conductive fabric according to the patent of the Russian Federation 2124597, which are used metal, carbon fibers or fibers with a metallized coating. The conductive regions are connected to the low voltage power supply in parallel or in series via a copper conductor. The diameter of the metal or carbon fibers is 2 mm. When connected in series, such a resistive heater does not work efficiently due to a large voltage drop.

При нагреве, например, площади сидения водителя, такой нагреватель имеет увеличенный вес и недостаточную гибкость греющей подложки. Подводящие медные проводники рассчитываются из условия их минимального нагрева или отсутствия нагрева и обеспечения тепловыделения на электропроводных волокнах ткани.When heating, for example, the driver’s seating area, such a heater has an increased weight and insufficient flexibility of the heating substrate. Lead copper conductors are calculated from the condition of their minimum heating or lack of heating and providing heat on the electrically conductive fibers of the fabric.

Наиболее близким является гибкий электронагреватель по патенту РФ 2110901, который содержит фольговый резистивный элемент, помещенный в защитную оболочку. Для равномерного расположения на заданной поверхности нагрева элемент уложен по форме меандра (зигзагообразной змейки) на клеевую ткань. Резистивный элемент выполнен из сплава высокого омического сопротивления, например, из хромоалюминиевого сплава; ширина элемента 5 мм, толщина 0,05 мм, источник питания 12В. Защитная оболочка образована слоями электроизоляционного лака и клеевой ткани. Образец из 12 элементов нагревается до 50 градусов.The closest is a flexible electric heater according to the patent of the Russian Federation 2110901, which contains a foil resistive element placed in a protective sheath. For uniform location on a given heating surface, the element is laid in the shape of a meander (zigzag snake) on adhesive fabric. The resistive element is made of an alloy of high ohmic resistance, for example, of a chromium-aluminum alloy; element width 5 mm, thickness 0.05 mm, 12V power supply. The protective shell is formed by layers of electrical insulating varnish and adhesive tissue. A sample of 12 elements is heated to 50 degrees.

Изготовление этого электронагревателя имеет высокую стоимость, The manufacture of this electric heater has a high cost,

образуемую затратами на используемый материал, на укладку и на присоединение к источнику питания. Отсутствует равномерный нагрев по поверхности, используется недостаточно эластичный элемент.formed by the costs of the material used, laying and connecting to the power source. There is no uniform heating on the surface, an insufficiently elastic element is used.

Техническая задача заключается в том, чтобы повысить эффективность нагрева и одновременно уменьшить стоимость изделия.The technical problem is to increase the heating efficiency and at the same time reduce the cost of the product.

Предлагаемая полезная модель позволяет решить эту задачу.The proposed utility model allows us to solve this problem.

Заявляется нагревательный элемент в виде тонкослойного резистивного элемента, уложенного на поверхность нагрева заданной формы, отличающийся тем, что резистивный элемент выполнен из низкоомного материала в виде фольги или напыленного слоя, и включает один и более формообразующих элементов.Declares a heating element in the form of a thin-layer resistive element laid on a heating surface of a given shape, characterized in that the resistive element is made of low resistance material in the form of a foil or sprayed layer, and includes one or more forming elements.

Тонкослойный резистивный элемент электронагревателя может быть выполнен, например, из алюминия.The thin-layer resistive element of the electric heater can be made, for example, of aluminum.

Форма резистивного нагревательного элемента может быть получена путем выполнения перфорации по линии окантовки фольги и/или внутри этой линии. При этом сама перфорация и ее расположение может иметь разные формы. Перфорация может быть нанесена хаотически, а пример упорядоченной перфорации - это рисунок сетки или повторяющийся рисунок змейки, зигзага, пилообразный, гармонический и т.п.The shape of the resistive heating element can be obtained by performing perforation along the line of edging of the foil and / or inside this line. In this case, the perforation itself and its location can have different shapes. Perforation can be applied randomly, and an example of ordered perforation is a grid pattern or a repeating pattern of a snake, zigzag, sawtooth, harmonic, etc.

В качестве материала для резистивного нагревательного элемента могут быть использованы фольгированная бумага, ламинированная фольга, алюминиевый скотч, алюминиевая лента и т.п.As a material for a resistive heating element, foil paper, laminated foil, aluminum tape, aluminum tape, and the like can be used.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами:The essence of the proposed technical solution is illustrated by the figures:

на фиг.1 и 2 дан пример упорядоченной перфорации, создающей форму нагревательного элемента в виде сетки и змейки; на фиг.3 и 4 - пример хаотической перфорации произвольной формы по линии окантовки нагревательного элемента и внутри этой линии; на фиг.5 - пример упорядоченной перфорации в виде разрезов, также создающей форму 1 and 2 give an example of ordered perforation, creating the shape of a heating element in the form of a grid and a snake; figure 3 and 4 is an example of random perforation of an arbitrary shape along the edging line of the heating element and inside this line; figure 5 is an example of ordered perforation in the form of sections, also creating a shape

нагревательного элемента в виде змейки; на фиг.6 показан нагревательный элемент в виде спирали, уложенный на объемный предмет, например, упаковку.a heating element in the form of a snake; figure 6 shows a heating element in the form of a spiral, laid on a three-dimensional object, for example, packaging.

Тонкослойный резистивный нагревательный элемент 1 выполнен, например, из алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,15 мм. Тонкий слой резистивного элемента может быть также получен в виде фольги из серебра, меди и других низкоомных материалов, а также путем напыления. При необходимости на фольгу наносится гибкий электроизоляционный материал. При использовании нагревательного элемента в гибком электронагревателе подводящие проводники 2 скрепляют с фольгой известными способами - это может быть клепка, зажим механический, сварка, например, точечная, и подсоединяют резистивный элемент к источнику постоянного или переменного напряжения 3. При подключении даже небольшого напряжения (от аккумулятора автомобиля 12 В) через низкоомный проводник протекает сравнительно большой ток, что приводит к выделению на проводнике большой тепловой энергии в соответствии с законом Ома. Чем тоньше фольга на единицу массы фольги, тем больше ток и соответственно теплоотдача нагревательного элемента, так как это равнозначно увеличению поверхности проводника и его сечения. Эффективность нагревателя из фольгового алюминия объясняется также тем, что этот материал обладает высокой теплопроводностью.The thin-layer resistive heating element 1 is made, for example, of aluminum foil with a thickness of 0.1-0.15 mm. A thin layer of the resistive element can also be obtained in the form of a foil of silver, copper and other low-resistance materials, as well as by spraying. If necessary, a flexible electrical insulating material is applied to the foil. When using a heating element in a flexible electric heater, the lead wires 2 are fastened to the foil by known methods — this can be riveting, mechanical clamping, welding, for example, spot welding, and a resistive element is connected to a constant or alternating voltage source 3. When even a small voltage is connected (from the battery) car 12 V) a relatively large current flows through the low-impedance conductor, which leads to the release of large thermal energy on the conductor in accordance with Ohm's law. The thinner the foil per unit mass of the foil, the greater the current and, accordingly, the heat transfer of the heating element, since this is equivalent to an increase in the surface of the conductor and its cross section. The effectiveness of the foil aluminum heater is also due to the fact that this material has high thermal conductivity.

Фольговый алюминий относится к недорогим и легко доступным материалам, обладает хорошей пластичностью и одновременно большой прочностью при малой толщине фольги, что делает его предпочтительным при изготовлении гибких электронагревателей ввиду надежности материала проводника, возможности использовать тонкие электро- и теплоизоляционные материалы.Foil aluminum is an inexpensive and easily accessible material, it has good ductility and at the same time high strength with a small thickness of the foil, which makes it preferable in the manufacture of flexible electric heaters due to the reliability of the material of the conductor, the ability to use thin electrical and thermal insulation materials.

Так как токи такого нагревательного элемента велики, то возникает Since the currents of such a heating element are large,

задача создания ограничения по току, если толщина фольги задана. Такая задача решается с помощью перфораций различной формы. На фиг.1 показан заявленный нагревательный элемент в виде одного формообразующего элемента -полосы, на которой выполнена перфорация в форме многоугольников, которая придает фольге форму сетки. На фиг.2 показана перфорация в форме многоугольников, выполненная по линии окантовки, которая придает фольге форму змейки, зрительно состоящей из нескольких формообразующих элементов: из множества уложенных полос. Форма перфораций определяется технологией, позволяющей изготовить нагревательный элемент проще и дешевле, в том числе перфорация может быть выполнена в виде разрезов (фиг.5). Но кроме того, нагревателю можно придать путем перфораций такую форму, которая позволит выполнить равномерную укладку нагревательного элемента не только на плоскую поверхность, но и на объемную, например, форму спирали (фиг.6). Тем самым с помощью перфораций, нанесенных упорядочение или хаотически (фиг.3, 4), регулируются технические, технологические и потребительские свойства электронагревателя.the task of creating a current limit if the foil thickness is specified. This problem is solved using perforations of various shapes. Figure 1 shows the claimed heating element in the form of one forming element-strip, which is made of perforation in the form of polygons, which gives the foil a grid shape. Figure 2 shows the perforation in the form of polygons, made along the line of the edging, which gives the foil the shape of a snake, visually consisting of several forming elements: from many stacked stripes. The shape of the perforations is determined by the technology that allows to make the heating element easier and cheaper, including perforation can be made in the form of cuts (figure 5). But in addition, the heater can be shaped by perforations in such a way that it will allow you to evenly lay the heating element not only on a flat surface, but also on a volumetric, for example, spiral shape (Fig.6). Thus, with the help of perforations applied ordering or randomly (Figs. 3, 4), the technical, technological and consumer properties of the electric heater are regulated.

Известно применение упаковочного материала в виде оберток, коробок, банок, представляющего собой фольгированную бумагу, алюминиевую фольгу, ламинированную полиэтиленоволавсановой пленкой (поз. 4 на фиг.2). Использование этих материалов, выполненных на основе алюминиевой фольги, позволит производить объемные гибкие электронагреватели - упаковки для фасованных продуктов (воды, соков и т.п.). Для примера: 1 л охлажденной воды можно нагреть заявляемым гибким электронагревателем за полчаса при наличии источника питания 12 В.It is known the use of packaging material in the form of wrappers, boxes, cans, which is a foil paper, an aluminum foil laminated with a polyethylene woven film (item 4 in figure 2). The use of these materials, made on the basis of aluminum foil, will allow the production of volumetric flexible electric heaters - packaging for packaged products (water, juices, etc.). For example: 1 liter of chilled water can be heated by the claimed flexible electric heater for half an hour with a 12 V power supply.

Заявляемая полезная модель может быть осуществлена на стандартном оборудовании электротехнического производства.The inventive utility model can be implemented on standard equipment of electrical production.

Claims

1. A heating element in the form of a thin-layer resistive element laid on a heating surface of a given shape, characterized in that the resistive element is made of low-resistance material in the form of a foil or a sprayed layer, and includes one or more forming elements.

2. The heating element according to claim 1, characterized in that the thin-layer resistive element is made of aluminum.

3. The heating element according to claim 1, characterized in that for the purpose of heating the surface, one resistive element is used, on which perforation is performed along the element's edging line and / or inside this line.

4. The heating element according to claim 1, characterized in that the thin-layer resistive element is laid on the heating surface of a flat shape.

5. The heating element according to claim 1, characterized in that the thin-layer resistive element is laid on the heating surface of a three-dimensional shape.

6. The heating element according to claim 2, characterized in that the resistive element is made of foil paper.

7. The heating element according to claim 2, characterized in that the resistive element is made of foil laminated with a polyethylene-lavsan film.

8. The heating element according to claim 2, characterized in that the resistive element is made of aluminum tape.

9. The heating element according to claim 3, characterized in that the location of the perforation of the resistive element is ordered or chaotic.

10. The heating element according to claim 3, characterized in that the perforation is configured to form a resistive element in the form of a snake.

11. The heating element according to claim 3, characterized in that the perforation is configured to form a resistive element in the form of a spiral.

12. The heating element according to claim 3, characterized in that the perforation is configured to form a resistive element in the form of a mesh.