RU76536U1

RU76536U1 - FLEXIBLE ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU76536U1
Application number: RU2008123163/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Коняев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ТЕПЛОДОМ"
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-09-20

Abstract

Гибкий электронагреватель содержит тканное основание 1 и пришитые к нему по волнообразной траектории нагревательный провод 2 и дополнительный нагревательный провод 6 с резистивной проволокой, и снабжен термореле 8, подключенным к нагревательному проводу 2 и включенным параллельно дополнительному нагревательному проводу 6. Каждый из указанных нагревательных проводов 2, 6 выполнен в виде повива из шести резистивных проволок 3 вокруг армирующего жгута 4 из полимерной нити. Нагревательные провода 2, 6 снабжены сплошной изоляцией 5, выполненной предпочтительно из фторопласта, резистивные проволоки 3 выполнены диаметром (0,13-0,14)±0,02 мм из сплава, взятого из группы: МН 0,6, МНМц 40-1,5, МНМц 43-0,5, НП 2. Электрическая сеть транспортного средства (автомобиля) соединена колодкой 10 с токоведущим проводом 7, связанным металлическими контактами (не изображены) с проводами 2, 6. Зона соединения каждого из нагревательных проводов 2, 6 с токоведущим проводом 7 изолирована покрытием в виде слоя полимерного материала или термоусадочной трубкой. Тканное основание 1 выполнено с пропиткой огнезащитным составом, причем тканное основание 1 может быть выполнено из двух слоев, выполненных с пропиткой огнезащитным составом, между которыми размещены нагревательные провода 2, 6. Тканное основание 1 снабжено средством фиксации к сиденью автомобиля. При этом средство фиксации может быть выполнено в виде двусторонней липкой ленты с латексным клеящим слоем или средство фиксации может быть выполнено в виде полосок 9 по краям основания 1 для пришивания по продольным швам чехла к тыльной стороне чехла обивки сиденья автомобиля. При этом увеличены гибкость, прочность при изгибе, обеспечена точность подбора сопротивления нагревательного провода, расширен диапазон климатических условий применения, повышены экономичность и надежность.A flexible electric heater contains a fabric base 1 and a heating wire 2 and an additional heating wire 6 with a resistive wire sewn to it along a wave-like path, and is equipped with a thermal relay 8 connected to the heating wire 2 and connected in parallel with the additional heating wire 6. Each of these heating wires 2, 6 is made in the form of a coil of six resistive wires 3 around a reinforcing rope 4 of polymer thread. Heating wires 2, 6 are provided with continuous insulation 5, preferably made of fluoroplastic, resistive wires 3 are made with a diameter of (0.13-0.14) ± 0.02 mm from an alloy taken from the group: MH 0.6, MNMts 40-1 5, MNMts 43-0.5, NP 2. The electric network of the vehicle (car) is connected by a block 10 to a current-carrying wire 7 connected by metal contacts (not shown) to wires 2, 6. The connection zone of each of the heating wires 2, 6 with current-carrying wire 7 is insulated with a coating in the form of a layer of polymer material or heat shrink cutting. The woven base 1 is made with impregnation with a flame retardant, and the woven base 1 can be made of two layers made with impregnation with a flame retardant, between which are placed heating wires 2, 6. The woven base 1 is equipped with a means of fixation to the car seat. In this case, the fixing means can be made in the form of a double-sided adhesive tape with a latex adhesive layer or the fixing means can be made in the form of strips 9 along the edges of the base 1 for sewing along the longitudinal seams of the cover to the back side of the cover of the car seat upholstery. At the same time, flexibility, bending strength are increased, accuracy of selection of resistance of the heating wire is ensured, the range of climatic conditions of application is expanded, profitability and reliability are increased.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким электронагревателям на основе материалов, обладающих резистивными свойствами, и может быть использована в обивках сидений автомобилей и иных транспортных средств, постельных принадлежностях (подогреваемые одеяла и матрасы),The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to flexible electric heaters based on materials having resistive properties, and can be used in the upholstery of cars and other vehicles, bedding (heated blankets and mattresses),

Известен гибкий электронагреватель, содержащий токонепроводящую основу, на которой за счет адгезии закреплены нагревательные проводники, выполненные токопроводящей пастой, с элементами подключения к источнику питания, отличающийся тем, что токопроводящая паста содержит смесь полимерной проводниковой пасты и полимерной резистивной пасты (RU №21991).A flexible electric heater is known that contains a non-conductive base, on which, due to adhesion, heating conductors made of a conductive paste are fixed with power supply elements, characterized in that the conductive paste contains a mixture of polymer conductive paste and polymer resistive paste (RU No. 21991).

Недостатками известного электронагревателя являются низкая надежность из-за возможности расслаивания проводников, недостаточная гибкость и малая мощность.The disadvantages of the known electric heater are low reliability due to the possibility of delamination of the conductors, lack of flexibility and low power.

Известен также гибкий электронагреватель, выполненный в виде нагревательного модуля состоящего из двух электродов и нагревательного элемента из углеродного материала, расположенного зигзагообразно между электродами и механически скрепленного в местах соприкосновения между электродами и нагревательным элементом, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из углеродного материала в виде нити линейной плотностью от 100 до 1000 Текс, а в местах соприкосновения между нитью и электродами дополнительно установлены термоусадочные трубки. При этом нагревательный модуль пропитан полиуретановой смолой, силиконовым каучуком или фторкаучуком, электроды выполнены из металлического провода или электроды выполнены в виде плетенки, изготовленной из проволоки медной, никелированной или посеребренной или электроды выполнены в виде плетенки, изготовленной из проволоки сечением от 0,2 до 0,5 мм², а места соприкосновения между углеродной нитью и электродом обжаты механическим контактом или склеены токопроводящим связующим, нагревательный модуль помещен между слоями ткани, в качестве ткани применена A flexible electric heater is also known, made in the form of a heating module consisting of two electrodes and a heating element made of carbon material located zigzag between the electrodes and mechanically fastened at the points of contact between the electrodes and the heating element, characterized in that the heating element is made of carbon material in the form of a thread linear density from 100 to 1000 Tex, and in places of contact between the thread and the electrodes are additionally installed heat shrink tube. In this case, the heating module is impregnated with polyurethane resin, silicone rubber or fluororubber, the electrodes are made of metal wire or the electrodes are made in the form of a braid made of copper, nickel or silver plated wire or the electrodes are made in the form of a braid made of wire with a cross section from 0.2 to 0 5 mm ^2, and the places of contact between the carbon filament and the mechanical contact electrode crimped or glued conductive binder, the heating unit is placed between the fabric layers, in QUALITY e fabric used

термоклеевая ткань с водоотталкивающей пропиткой, нагревательный модуль термоскреплен между слоями ткани. (RU №25133, Н05В 3/34,2002, прототип)hot glue fabric with water-repellent impregnation, the heating module is thermally bonded between the layers of fabric. (RU No. 25133, Н05В 3 / 34,2002, prototype)

Недостатками известного гибкого электронагревателя являются низкая комфортабельность, недостаточная гибкость, и недостаточные экономичность, надежность и безопасность эксплуатации, узость диапазона климатических условий применения, сложность изготовления, недостаточный диапазон допустимых параметров электропитания.The disadvantages of the known flexible electric heater are low comfort, lack of flexibility, and lack of efficiency, reliability and safety of operation, narrow range of climatic conditions of use, manufacturing complexity, insufficient range of acceptable power supply parameters.

Технической задачей полезной модели является создание технологичного и эффективного гибкого электронагревателя, обеспечивающего комфортабельность и безопасность эксплуатации, и расширение арсенала гибких электронагревателей.The technical task of the utility model is the creation of a technologically advanced and efficient flexible electric heater that provides comfortable and safe operation, and the expansion of the arsenal of flexible electric heaters.

Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в увеличении гибкости, прочности при изгибе, обеспечении точности подбора сопротивления провода, расширении диапазона климатических условий применения от минус 40° до плюс 45° и влажности до 90%, повышении экономичности, повышении надежности обеспечения оптимальной температуры 37±3°, снижении пускового тока до 5±0,5 А, увеличении предельных параметров электропитания до напряжения 18 В и тока до 10 А.The technical result that provides the solution to the problem consists in increasing flexibility, bending strength, ensuring accuracy of selection of wire resistance, expanding the range of climatic conditions of use from minus 40 ° to plus 45 ° and humidity up to 90%, increasing efficiency, increasing the reliability of ensuring the optimum temperature of 37 ± 3 °, reducing the starting current to 5 ± 0.5 A, increasing the limiting parameters of the power supply to a voltage of 18 V and current to 10 A.

Сущность полезной модели состоит в том, что гибкий электронагреватель содержит тканное основание и пришитый к нему по волнообразной траектории нагревательный провод с резистивной проволокой, и снабжен термореле, подключенным к нагревательному проводу, и дополнительным нагревательным проводом, включенным параллельно указанному термореле, при этом указанные нагревательные провода выполнены в виде повива из шести резистивных проволок вокруг армирующего жгута из полимерной нитиThe essence of the utility model is that the flexible electric heater contains a fabric base and a heating wire with a resistive wire sewn to it along a wave-like path, and is equipped with a thermal relay connected to the heating wire and an additional heating wire connected in parallel with the specified thermal relay, while the indicated heating wires made in the form of a coil of six resistive wires around a reinforcing tow of polymer thread

Предпочтительно нагревательные провода снабжены сплошной изоляцией из фторопласта, резистивные проволоки выполнены диаметром (0,13-0,14)±0,02 мм, резистивные проволоки выполнены из сплава, взятого из группы: МН 0,6, МНМц 40-1,5, МНМц 43-0,5, НП 2, нагревательные провода соединены металлическими контактами с токоведущим проводом, зона соединения каждого нагревательного провода с токоведущим проводом изолирована покрытием в виде слоя полимерного материала или термоусадочной трубкой, тканное основание выполнено с пропиткой огнезащитным составом, тканное основание может быть выполнено из двух слоев, выполненных с пропиткой огнезащитным составом, между которыми размещены Preferably, the heating wires are provided with continuous insulation of fluoroplastic, the resistive wires are made with a diameter of (0.13-0.14) ± 0.02 mm, the resistive wires are made of an alloy taken from the group: MH 0.6, MNMts 40-1.5, MNMts 43-0.5, NP 2, the heating wires are connected by metal contacts to the current-carrying wire, the connection zone of each heating wire to the current-carrying wire is insulated with a coating in the form of a layer of polymeric material or a heat shrink tube, the fabric base is impregnated with a flame retardant, Noe base may be made of two layers made by impregnating a flame retardant, between which

нагревательные провода, тканное основание снабжено средством фиксации к сиденью автомобиля.heating wires, woven base provided with a means of fixation to the car seat.

При этом средство фиксации может быть выполнено в виде двусторонней липкой ленты с латексным клеящим слоем или средство фиксации может быть выполнено в виде полосок по краям основания для пришивания по продольным швам чехла к тыльной стороне чехла обивки сиденья автомобиля.In this case, the fixing means can be made in the form of a double-sided adhesive tape with a latex adhesive layer or the fixing means can be made in the form of strips along the edges of the base for sewing along the longitudinal seams of the cover to the back side of the cover of the car seat upholstery.

На чертеже фиг.1 изображена схема прокладки провода гибкого электронагревателя на примере обогревателя сиденья и спинки автомобиля, на фиг.2 - схема электрическая принципиальная гибкого электронагревателя, на фиг.3 - схема сечения провода.The drawing of figure 1 shows a diagram of the laying of the wires of a flexible electric heater on the example of a seat and back heater of a car, figure 2 is a schematic electrical diagram of a flexible electric heater, figure 3 is a diagram of a section of a wire.

Гибкий электронагреватель содержит изолирующее тканное основание 1, пришитые к нему по волнообразной траектории нагревательный провод 2 и дополнительный нагревательный провод 6 с резистивной проволокой, и снабжен термореле 8, подключенным к нагревательному проводу 2 и включенным параллельно дополнительному нагревательному проводу 6 с возможностью подключения последнего к электропитанию при срабатывании термореле 8. Каждый из указанных нагревательных проводов 2, 6 выполнен в виде повива из шести резистивных проволок 3 вокруг армирующего жгута 4 из полимерной нити.A flexible electric heater contains an insulating fabric base 1, a heating wire 2 and an additional heating wire 6 with a resistive wire sewn to it along a wave-like path, and is equipped with a thermal relay 8 connected to the heating wire 2 and connected in parallel with the additional heating wire 6 with the possibility of connecting the latter to the power supply when actuation of the thermal relay 8. Each of these heating wires 2, 6 is made in the form of a coil of six resistive wires 3 around the reinforcing harness 4 from a polymer thread.

Нагревательные провода 2, 6 снабжены сплошной изоляцией 5, выполненной предпочтительно из фторопласта, резистивные проволоки 3 выполнены диаметром (0,13-0,14)±0,02 мм из никелевого сплава, взятого из группы: МН 0,6, МНМц 40-1,5, МНМц 43-0,5, НП 2 (по ГОСТ 492-2006 никель, сплавы никелевые, медноникелевые). Электрическая сеть транспортного средства (автомобиля) соединена колодкой 10 с токоведущим проводом 7, связанным металлическими контактами (не изображены) с проводами 2, 6. Зона соединения каждого из нагревательных проводов 2, 6 с токоведущим проводом 7 изолирована покрытием в виде слоя полимерного материала или термоусадочной трубкой из полиолефинового материала (не изображено). Тканное основание 1 выполнено с пропиткой огнезащитным составом, причем тканное основание 1 может быть выполнено из двух слоев (не изображены), выполненных с пропиткой огнезащитным составом, между которыми размещены нагревательные провода 2, 6. Тканное основание 1 снабжено средством фиксации к сиденью автомобиля.Heating wires 2, 6 are provided with continuous insulation 5, preferably made of fluoroplastic, resistive wires 3 are made with a diameter of (0.13-0.14) ± 0.02 mm of nickel alloy taken from the group: MH 0.6, MNMts 40- 1.5, MNMts 43-0.5, NP 2 (according to GOST 492-2006 nickel, nickel alloys, copper-nickel). The electrical network of the vehicle (car) is connected by a block 10 to a current-carrying wire 7, connected by metal contacts (not shown) to wires 2, 6. The connection zone of each of the heating wires 2, 6 with current-carrying wire 7 is insulated with a coating in the form of a layer of polymer material or heat-shrinkable a tube of polyolefin material (not shown). The woven base 1 is made with impregnation with a flame retardant, and the woven base 1 can be made of two layers (not shown) made with impregnation with a flame retardant, between which heating wires 2, 6 are placed. The woven base 1 is equipped with a means of fixation to the car seat.

При этом средство фиксации может быть выполнено в виде двусторонней липкой ленты с латексным клеящим слоем (не изображено) или средство фиксации In this case, the fixing means can be made in the form of a double-sided adhesive tape with a latex adhesive layer (not shown) or a fixing means

может быть выполнено в виде полосок 9 по краям основания 1 для пришивания по продольным швам чехла к тыльной стороне чехла обивки сиденья автомобиля (не изображено).can be made in the form of strips 9 along the edges of the base 1 for sewing along the longitudinal seams of the cover to the back side of the cover of the car seat upholstery (not shown).

Нагреватель предназначен для эксплуатации в условиях, установленных для исполнения УХЛ, категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150.The heater is designed for operation in the conditions established for the execution of UHL, placement category 3.1 according to GOST 15150.

Гибкий электронагреватель эксплуатируется следующим образом. Электронагреватель фиксируется с помощью полосок 9 или с помощью липкой ленты к сиденью и спинке автомобиля.A flexible electric heater is operated as follows. The electric heater is fixed using strips 9 or using adhesive tape to the seat and back of the car.

Электрический провод 7 через колодку 10 включают в сеть транспортного средства с напряжением 12 В, при сопротивлении цепи электронагревателя 2,4±0,3 Ом первоначальный ток в проводе 2 составляет 5,0±0,5 А, а в проводе 6 первоначально отсутствует. Резистивные проволоки 3, установленные в проводе 2, нагреваются протекающим по ним электрическим током до температуры 37±3°С и испускают тепловое (инфракрасное) излучение, которое проходит сквозь слои основания 1. Время нагрева обогревателя - это время с момента включения питания до момента достижения на поверхности основания 1 температуры 37±3°С. Время нагрева при температуре окружающей среды от 15 до 25°С и номинальном питании составляет от 220 до 15 секунд. После достижения температуры 37±3°С на поверхности основания 1 срабатывает термореле 8 и подключается дополнительный нагревательный провод 6, в результате чего потребляемый ток уменьшается до 2,8±0,5 А, потребляемая мощность уменьшается при этом на 45%. Провода 2, 6 в процессе работы удерживаются между слоями основания 1. При этом выполнение проводов 2 и 6 в виде повива из шести проволок обеспечивает правильный подбор активного сопротивления нагревательных проводов 2, 6 на погонный метр, механическую прочность, гибкость и хорошую теплоотдачу. Термореле 8 защищает электронагреватель от перегрева. Максимальная температура нагревательных проводов 2, 6 при температуре окружающей среды 25°С и напряжении питания 12 В не превышает 60°С. Электронагреватель работоспособен при напряжении питания от 10,8 до 15 В, и выдерживает без повреждения напряжение питания 18 В в течение 1 часа. Предельный кратковременный ток электронагревателя 10 А.The electric wire 7 through the block 10 is connected to the vehicle’s network with a voltage of 12 V, with a resistance of the electric heater circuit of 2.4 ± 0.3 Ohms, the initial current in wire 2 is 5.0 ± 0.5 A, but initially in wire 6. Resistive wires 3 installed in wire 2 are heated by electric current flowing through them to a temperature of 37 ± 3 ° C and emit thermal (infrared) radiation that passes through the layers of the base 1. The heating time of the heater is the time from power on until it reaches on the surface of the base 1 temperature 37 ± 3 ° C. The heating time at an ambient temperature of 15 to 25 ° C and a nominal power supply is 220 to 15 seconds. After reaching a temperature of 37 ± 3 ° C on the surface of the base 1, the thermal relay 8 is activated and an additional heating wire 6 is connected, as a result of which the current consumption decreases to 2.8 ± 0.5 A, and the power consumption decreases by 45%. The wires 2, 6 during operation are held between the layers of the base 1. At the same time, the implementation of wires 2 and 6 in the form of a six-wire coil provides the correct selection of the active resistance of the heating wires 2, 6 per linear meter, mechanical strength, flexibility and good heat transfer. Thermal relay 8 protects the heater from overheating. The maximum temperature of the heating wires 2, 6 at an ambient temperature of 25 ° C and a supply voltage of 12 V does not exceed 60 ° C. The electric heater is operable at a supply voltage of 10.8 to 15 V, and can withstand 18 V supply voltage for 1 hour without damage. The maximum short-term current of the electric heater is 10 A.

Электронагреватель обеспечивает нужную температуру или диапазон температур в любой локальной зоне на его площади. Он прост по конструкции и экономичен по затратам на изготовление.The electric heater provides the desired temperature or temperature range in any local area on its area. It is simple in design and economical in manufacturing costs.

При этом увеличены гибкость и прочность при изгибе (т.е. обеспечена максимальная функциональная приспособленность изделия), обеспечена точность подбора сопротивления нагревательного провода, расширен диапазон климатических условий применения, повышена экономичность, повышена надежность.At the same time, flexibility and bending strength were increased (i.e., the maximum functional fitness of the product was ensured), the accuracy of the selection of resistance of the heating wire was ensured, the range of climatic conditions of application was expanded, the economy was increased, and reliability was increased.

Проведенные испытания подтвердили высокую эффективность опытных образцов, изготовленных согласно настоящему техническому решению.The tests carried out confirmed the high efficiency of the prototypes made in accordance with this technical solution.

Электронагреватель отличается предельной простотой конструкции и технологии изготовления, хорошей гибкостью и прочностью.The electric heater is characterized by extreme simplicity of design and manufacturing technology, good flexibility and durability.

Заявляемый гибкий электронагреватель удобен в эксплуатации и обеспечивает комфортные условия для водителя и пассажира.The inventive flexible electric heater is convenient in operation and provides a comfortable environment for the driver and passenger.

Claims

1. A flexible electric heater containing a woven base and a heating wire with a resistive wire sewn to it along a wave-like path, characterized in that it is equipped with a thermal relay connected to the heating wire and an additional heating wire connected in parallel with said thermal relay, wherein said heating wires are made in the form of a twist of six resistive wires around a reinforcing bundle of polymer thread.

2. The electric heater according to claim 1, characterized in that the heating wires are provided with continuous insulation of fluoroplastic.

3. The electric heater according to claim 1, characterized in that the resistive wires are made with a diameter of (0.13-0.14) ± 0.02 mm.

4. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the resistive wires are made of an alloy taken from the group: MN 0.6, MNMts 40-1.5, MNMts 43-0.5, NP 2.

5. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heating wires are connected by metal contacts to a current-carrying wire.

6. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the connection zone of each heating wire with the current-carrying wire is insulated with a coating in the form of a layer of polymeric material or a heat-shrinkable tube.

7. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the woven base is impregnated with a flame retardant.

8. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the woven base is made of two layers made with impregnation with a flame retardant, between which heating wires are placed.

9. An electric heater according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the woven base is provided with a means of fixation to the car seat.

10. An electric heater according to claim 9, characterized in that the fixing means is made in the form of a double-sided adhesive tape with a latex adhesive layer.

11. The electric heater according to claim 9, characterized in that the fixing means is made in the form of strips along the edges of the base for sewing along the longitudinal seams of the cover to the back side of the cover of the car seat upholstery.