UA93575C2 - Плоский гнучкий електрообігрівальний елемент - Google Patents

Abstract

Плоский гнучкий електрообігрівальний елемент належить до електротехніки і призначений для використання як предмет побутової техніки. Електрообігрівальний елемент складається з двох прозорих підкладок з органічної плівки, на одну з яких нанесений вузькозонний або широкозонний вироджений напівпровідник, а на другу підкладку - шар, що відбиває ІЧ-випромінювання. Ці підкладки склеєні між собою шаром полімерного матеріалу, а нанесені на них шари звернені один до одного. Електрообігрівальний елемент такої конструкції забезпечує збільшення виходу ІЧ-випромінювання, що підвищує якість обігріву, і має зменшені вагу та габарити.

Description

що призводить при нагріві до його розширення та стин з покриттям звернуті одна до одної та склеєні погіршення якості ламінування. пластифікованою полівінілбутиральною плівкою.

Вищеописана проблема конструктивно вирі- Торці панелі електроіїзольовані по контуру герме- шена у відомому гнучкому електрообігрівальному тиком. елементі (патент Ме9707652 УМО. У даному техніч- В якості домішок використаних в даній напівп- ному рішенні плоский електрообігрівальний еле- ровідниковій плівці вказують на донорну та акцеп- мент містить тонкий електрорезистивний шар, ро- торну домішки приблизно в рівних концентраціях зташований між двома ізолюючими шарами. (не перевищуючих 1095 вагових). Використання

Вздовж протилежних країв резистивного обігріва- рівновагових донорних та акцепторних домішок ючого шару проходять електропровідні контактні значної концентрації вказує на те, що головним смуги. механізмом випромінювання є випромінювальна

Описана конструкція гнучкого плоского елект- рекомбінація (шляхом взаємодії донорно- рообігрівального елементу має двостороннє ви- акцепторної пари). промінювання тепла. Як відомо, подібні обігрівачі Основним недоліком такого технічного рішен- призначені, в основному, для обігріву приміщень і ня є створення механічно твердої конструкції теп- розташовуються вздовж стін. У такому випадку лових обігрівачів з використанням скляної підклад- близько половини теплового випромінювання ви- ки, що приводить до кількох негативних проявів. трачається на непродуктивний обігрів стін, що яв- По-перше, значна маса конструктивних еле- ляється недоліком даної конструкції. ментів завдяки використанню скла, металевих

В патенті Мо 668709 ЕР поверхневий нагріва- рамок, герметику, дротів і т.д. льний елемент утворюється завдяки тонкому шару Пристрій гріється в стаціонарному режимі до металічної фольги, розташованої між двома ізо- температури шару, що гріється. При тому, що він люючими плівками. Фольгу з'єднують з мідними має значну площу зовнішньої поверхні відбуваєть- шинами, котрі мають електричний та механічний ся відтік тепла назовні, тобто забезпечується не контакти з дротами електроживлення. Весь цей інфрачервоний а конвекційний обігрів. При цьому в нагрівальний елемент герметизують з обох сторін залежності від різниці температур приміщення та електроізолюючими плівками. обігрівача ця частина може досягти 5095 від зага-

Подібний спосіб одержання електрообігріва- льного теплового випромінювання. льного елемента має в результаті той же суттєвий По-друге, при контакті оксидний шар (що ви- недолік, що і описаний вище пристрій (патент промінює тепло) та скляна підкладка, через різни- ме9707652 УМО і полягає в тому, що половина те- цю показників заломлення, утворюють напівпрозо- плового потоку витрачається на обігрів стін. Крім ре дзеркало здатне значну частину ІЧ того, використання непрозорого електродного ма- випромінювання відбити від внутрішньої поверхні теріалу в обох технічних рішеннях погіршує есте- скла та не випустити його в якості обігріваючого тичне сприйняття у зв'язку з тим, що завдяки про- випромінювання. Для прикладу візьмемо прозорий зорості плівки помітні всі резистивні шари, шини, шар 5пОг товщиною 0,2-0,3 мкм та направимо на струмопровідні дроти, контакти і т.д. Основним нього ІЧ випромінювання, такий шар ослаблює це типом передавання тепла в металічних обігрівачах випромінювання приблизно на 9095. Таким чином, є конвекція, що можна віднести до недоліків. вихід випромінювання з такої нагрівальної системи

ІМиШнеаї рапеї, Епегоу ргодисів / 25-9-2006, мегвіє зі скляною підкладкою буде зовсім незначним. 6.0). В основу винаходу поставлено завдання ство-

Були розглянуті технічні рішення, що близькі рення такого плоского гнучкого електрообігріваль- до запропонованого нами. Це конструкції пристро- ного елементу, в якому завдяки використанню в їв описані в наступних патентах: Ме 0897879 ЕР, якості підкладки прозорої для ІЧ випромінювання

Ме0668709 ЕР, Мо 4824730 05, Ме 3640764ЕР. У органічної плівки та використанню вузькозонних цих патентах в якості нагрівального ІЧ-елемента або широкозонних вироджених напівпровідників використані тонкоплівкові шари, складовими яких є забезпечується збільшення виходу ІЧ випроміню- органічна зв'язуюча, порошки, що проводять елек- вання, зменшення частки конвекційної складової тричний струм, в тому числі порошки широкозоних обігріву, з'являється можливість керування спект- матеріалів у вигляді оксидів металів та металоїдів. ром, за рахунок чого ІЧ випромінювання зрушуєть-

Значним недоліком подібних шарів є неможливість ся в бік спектра, що найбільше підходить для люд- їх нанесення на гнучкі плівкові підкладки (нанесен- ського організму. Крім того, в результаті значно ня проводять методом трафаретного друку на зменшуються маса та габарити пристрою. склі), а також значна конвекційна складова (до Поставлене завдання вирішується тим, що в 5095 і більше).І це не дивлячись на значний вибір і плоскому гнучкому електрообігрівальному елеме- корегування складу порошків широкозоних матері- нті, який містить дві прозорі підкладки, на першу з алів. яких нанесена плівка оксидного напівпровіднико-

Найбільш близьким по суті до винаходу, що вого резистивного матеріалу та струмопровідні заявляється є технічне рішення описане в патенті шини і контакти, на другу підкладку нанесений

Ме2045822 КИ. Сутність винаходу складається в шар, який відбиває інфрачервоне випромінюван- наступному. Електрообігрівальна панель виконана ня, підкладки щільно з'єднані між собою шаром із зміцненого силікатного скла, на одне з яких на- полімерного матеріалу, що склеює підкладки, при- несено напівпровідникове оксидне покриття з пи- чому нанесені шари звернені один до одного та томою міцністю не більше 0,2 вт/см7, на другому загерметизовані по периметру, згідно винаходу, в склі - покриття з оксинітрида титану. Поверхні пла- якості резистивної плівки використовують вузько-

зонні (з шириною забороненої зони 0,25-0,6 ев), за допомогою полібутиральної плівки. Торці плівок або широкозонні вироджені напівпровідники з кон- додатково герметизують. Така структура припус- центрацією домішок 5х1020--5х1021 1/см3, товщину кає нагрів до 120"С та має питому потужність 10- напівпровідникової плівки вибирають у межах 0,2- 20 вт/дм7, при цьому за рахунок малої маси та 2,0 мм, в якості матеріалу для підкладки викорис- значного теплового опору органічної плівки повер- товують органічну плівку, прозору в інфрачерво- хня електрообігрівального елементу гріється до ному спектрі випромінювання, завтовшки 30- температури 60-70"С, а доля теплового ІЧ випро- 500 мкм. мінювання складає близько 8095 від усієї розсію-

Крім того, цей пристрій відрізняється від обра- ваної потужності. ного нами прототипу тим, що товщину резистивної Другий приклад реалізації відрізняється тільки плівки обирають виходячи з умови, що питома матеріалом напівпровідникового шару, в якості розсіювана потужність повинна складати 5- якого використали оксид індію (ІпгОз), легований вт/дм". оловом (5п). Лігатура дорівнює 5-1595 вагових.

Приклад реалізації. При цьому зміна концентрації домішки олова з

На гнучку органічну плівкову підкладку (поліс- Бх1020 до 5х102! 1/см3 приводить до зміщення спе- тирол) наносять методом вакуумного напилюван- ктру ІЧ випромінювання від 0,3-1,0 мкм до 5-7 мкм. ня вузькозонний напівпровідник п5б завтовшки Плівка оксиду індію варіюється від 0,3 до 1,0 мкм 1,0-2,0 мкм. З обох торців до напівпровідникового від усієї розсіюваної потужності. шару методом трафаретного друку кріпляться кон- У зв'язку з достатньо значною провідністю тактні шини з низькотемпературної пасти, яка має обох матеріалів плівки напівпровідникових елект- в своєму складі силікатно-срібляну пасту, та виво- рообігрівальних елементів виконані смугастими, а ди з мідної фольги. На другу аналогічну органічну їх ширина та з'єднання шинами виконано таким плівкову підкладку наносять плівку оксиду олова, чином, щоби забезпечити виділення необхідної товщина якої 0,3-0,6 мкм. Вона має коефіцієнт потужності і в той же час вибрати напругу і струм, відбиття ІЧ випромінювання 92905. Обидві ці підк- які дозволять надійно працювати електрообігріва- ладки склеюють між собою методом ламінування чу такої конструкції.

Комп'ютерна верстка Л. Ціхановська Підписне Тираж 23 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601