RU2483493C2 - Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it - Google Patents
Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483493C2 RU2483493C2 RU2011112821/07A RU2011112821A RU2483493C2 RU 2483493 C2 RU2483493 C2 RU 2483493C2 RU 2011112821/07 A RU2011112821/07 A RU 2011112821/07A RU 2011112821 A RU2011112821 A RU 2011112821A RU 2483493 C2 RU2483493 C2 RU 2483493C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric heater
- resistive
- heating element
- layers
- honeycomb structure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, к электронагревателям, используемым для обогрева жилых, промышленных и сельскохозяйственных помещений, изделий ракетной техники, кабин и салонов автотранспорта, а также для нагрева жидких и различных газообразных сред.The invention relates to the field of electrical engineering, to electric heaters used for heating residential, industrial and agricultural premises, products of rocketry, cabins and car interiors, as well as for heating liquid and various gaseous media.
Известен керамический электронагреватель, способ и материал для его изготовления, патент РФ №2205522, опубл. 2003.05.27, H05B 3/24, H01B 1/24, относящийся к средствам нагрева промышленных и жилых помещений, сооружений и иным средствам нагрева текучих, газовых и жидких сред. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и равномерного теплообмена керамических электронагревателей с потоком газов или жидкостей. Керамический электронагреватель выполнен в виде электронагревательных элементов со сквозными каналами сотовой структуры из композиционных материалов с проводящими и непроводящими компонентами и снабжен контактным и изоляционным слоями. В материале контактного слоя концентрация проводящих компонентов увеличена вдвое, а в материале изоляционного слоя их концентрация уменьшена вдвое по сравнению с концентрацией тех же компонентов в материале электронагревателя так, чтобы контактный и изоляционный слои отличались по удельному сопротивлению от удельного сопротивления электронагревателя на один-два порядка, соответственно, в меньшую и большую сторону. Электронагреватель изготавливают способом литья под давлением с использованием литьевого оборудования и специальных пресс-форм.Known ceramic electric heater, method and material for its manufacture, RF patent No. 2205522, publ. 2003.05.27,
Недостатками данного электронагревателя и способа изготовления являются сложность технологии изготовления, невозможность изготовления электронагревателей с широким набором характеристик, недостаточно высокие надежность и технические характеристики, а также нестабильность технических характеристик.The disadvantages of this electric heater and manufacturing method are the complexity of manufacturing technology, the inability to manufacture electric heaters with a wide range of characteristics, insufficiently high reliability and technical characteristics, as well as the instability of technical characteristics.
Известен электронагреватель и способ его изготовления для подогрева газа или жидкости, патент РФ №2011316, опубл. 1994.04.15, МПК H05B 3/26, который может быть использован в быту, промышленности и на транспорте. Сущность изобретения заключается в том, что электронагреватель текучей среды содержит изоляционное основание и закрепленный на нем зигзагообразный ленточный нагреватель, участки треугольных петель которого выполнены профилированными, причем в качестве профилированных участков предусмотрены скрученные участки, при этом соседние участки скручены в противоположных направлениях, а угол скручивания каждого участка равен 45°.Known electric heater and method of its manufacture for heating a gas or liquid, RF patent No. 20111316, publ. 1994.04.15, IPC H05B 3/26, which can be used in everyday life, industry and transport. The essence of the invention lies in the fact that the electric heater of the fluid contains an insulating base and a zigzag ribbon heater fixed to it, the sections of the triangular loops of which are made profiled, with twisted sections being provided as shaped sections, while adjacent sections are twisted in opposite directions, and the twisting angle of each plot is 45 °.
Недостатками данного электронагревателя являются низкие прочностные и технические характеристики.The disadvantages of this electric heater are low strength and technical characteristics.
Известен способ изготовления греющего элемента электрогрелки, патент РФ, №2058673, МПК H05B 3/28, опубл. 1996.04.20, по которому изготавливают оправку с криволинейным поперечным сечением, формируют катушку намоткой проволочного электроизолированного нагревательного элемента непосредственно на оправку, наносят на внешнюю поверхность полученной катушки изоляционную оболочку, причем изготавливают оправку с продольными пазами, которую перед намоткой катушки покрывают слоем материала оболочки или материалом с аналогичными свойствами, а затем удаляют.A known method of manufacturing a heating element of a heating pad, RF patent, No. 2058673, IPC H05B 3/28, publ. 1996.04.20, by which a mandrel with a curved cross-section is manufactured, a coil is formed by winding an electrically insulated heating element directly on the mandrel, an insulating sheath is applied to the outer surface of the obtained coil, and a mandrel with longitudinal grooves is made, which is coated with a layer of sheath material or material before winding the coil with similar properties and then removed.
Недостатком данного способа изготовления является сложность технологии изготовления электронагревателя, необходимость удаления оснастки, ограниченная возможность изготовления электронагревателей с требуемым набором характеристик.The disadvantage of this manufacturing method is the complexity of the manufacturing technology of the electric heater, the need to remove equipment, the limited ability to manufacture electric heaters with the required set of characteristics.
Известен электронагреватель и способ изготовления нагревательного элемента сотовой структуры для него, патент РФ №2358415, заявка №2008105504 от 12 февраля 2008 г., МПК H05B 3/26, в котором изготавливают каркас из электроизоляционного материала с пазами, укладывают в пазы резистивный элемент в виде полосы и наносят на поверхность полученной конструкции электроизоляционное покрытие, каркас при этом изготавливают из отдельных деталей в виде полос, содержащих поперечные щелевые пазы, равномерно расположенные по всей длине полосы, закрепляют полосы между собой параллельно или в радиальных направлениях, в поперечные щелевые пазы укладывают гибкую резистивную ленту, меняя ее направление в процессе укладки, образуя объемную структуру электронагревателя со сквозными каналами различного поперечного сечения, а изоляционную оболочку получают методом окунания в раствор термостойкого связующего с последующим его отверждением.Known electric heater and a method of manufacturing a heating element of a honeycomb structure for it, RF patent No. 2358415, application No. 2008105504 of February 12, 2008, IPC
Недостатком данного нагревателя является низкая технологичность его изготовления, необходимость изготовления каркаса для каждого электронагревателя.The disadvantage of this heater is the low manufacturability of its manufacture, the need to manufacture a frame for each electric heater.
Известен электронагреватель сотовой структуры и способ его изготовления, принятый за прототип, патент РФ №2297113, заявка №2005120191 от 29. 06. 2005 г., МПК H05B 3/30. Электронагреватель представляет собой объемную сотовую конструкцию с токоподводами и предназначен для обогрева жидких и газообразных сред. Электронагреватель выполнен из угольных резистивных волокнистых элементов в виде ленты с токоподводами, а объемную, сотовую структуру получают прессованием указанной ленты в пресс-форме, переложенной закладными элементами и пропитанной связующим веществом.Known electric heater of a honeycomb structure and the method of its manufacture, adopted for the prototype, RF patent No. 2297113, application No. 2005120191 from 29. 06. 2005, IPC
Недостатками данного электронагревателя является низкая технологичность и длительность процесса изготовления, сложность удаления закладных элементов.The disadvantages of this electric heater are the low manufacturability and duration of the manufacturing process, the difficulty of removing embedded elements.
Целью предлагаемого изобретения является создание электронагревателя объемной сотовой структуры и способа его изготовления, более технологичного, недорогого, с высокой надежностью и высокими разнообразными техническими характеристиками, с повышенной пожаро- и электробезопасностью.The aim of the invention is the creation of an electric heater volumetric honeycomb structure and method of its manufacture, more technological, inexpensive, with high reliability and high variety of technical characteristics, with increased fire and electrical safety.
Поставленная цель с достижением указанного технического результата достигается за счет того, что гибкий резистивный элемент изготовлен в виде резистивного полотна с нанесенными на его поверхность клеевыми полосками, а сотовую структуру нагревательного элемента производят складыванием полотна в пакет, склеиванием слоев пакета, таким образом, чтобы клеевые полоски располагались в шахматном порядке, и растяжением пакета с образованием ячеистой сотовой структуры, причем жесткость нагревательному элементу придают фиксацией пакета в растянутом состоянии, нанесением на поверхность пакета электроизоляционного покрытия, отверждением покрытия и последующим креплением нагревательного элемента в корпусе конвектора с применением клея, либо механически, а также за счет того, что нагревательный элемент сотовый структуры закреплен в корпусе электронагревателя с вентилятором, внутри корпуса электронагревателя установлены термостаты, на корпус электронагревателя установлен переключатель либо регулятор мощности, в качестве угольных резистивных элементов применены угольные нити, жгуты или ленты, в том числе в электроизоляционной оболочке, электронагреватель изготовлен разной формы, прямоугольной, цилиндрической, криволинейной и с различной формой сотовых ячеек, внутри корпуса размещены несколько одинаковых или разных нагревательных элементов сотовой структуры, электрически соединенных между собой, нагревательный элемент содержат более двух токоподводов, которые электрически соединяют последовательно, параллельно или последовательно- параллельно,The goal with the achievement of the specified technical result is achieved due to the fact that the flexible resistive element is made in the form of a resistive sheet with adhesive strips applied to its surface, and the honeycomb structure of the heating element is made by folding the sheet into a bag, gluing the layers of the package so that the adhesive strips were arranged in a checkerboard pattern, and by stretching the packet with the formation of a cellular honeycomb structure, the rigidity of the heating element being given by fixing the packet in a drawn state, applying an insulating coating package to the surface, curing the coating and then attaching the heating element to the convector body using glue, either mechanically or also because the heating element of the honeycomb structure is fixed in the electric heater case with a fan, thermostats are installed inside the electric heater case , a switch or a power regulator is installed on the electric heater case, coal are used as carbon resistive elements threads, bundles or tapes, including in an insulating sheath, the electric heater is made of various shapes, rectangular, cylindrical, curved and with different shapes of honeycombs, several identical or different heating elements of the honeycomb structure are electrically connected to each other inside the housing, the heating element contains more than two current leads that are electrically connected in series, in parallel or in series-in parallel,
а также за счет того, что в способе изготовления сотового нагревательного элемента для электронагревателя резистивный элемент изготавливают в виде резистивного полотна, содержащего слои электроизоляционных материалов и расположенные между ними угольные резистивные элементы и токоподводы, причем на поверхность резистивного полотна наносят клеевые полоски, складывают резистивное полотно с клеевыми полосками, располагаемыми в шахматном порядке, в многослойный пакет, склеивают слои пакета между собой, растягивают пакет с образованием ячеистой сотовой структуры, фиксируют пакет в растянутом состоянии, наносят на поверхность пакета электроизоляционное покрытие, отверждают покрытие и разрезают пакет на части, с получением прочных объемных нагревательных элементов сотовой структуры, а также за счет того, что электроизоляционное покрытие изготавливают на основе полимерных композиций из эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых, акриловых, кремнийорганических, фторорганических полимеров, отверждающих агентов для них и наполнителей, в качестве которых используют, например, мел, глинозем, окись кремния, окись алюминия, окись железа, электроизоляционное покрытие изготавливают на основе минеральных композиционных составов с отверждающими агентами, например, на основе жидкого стекла, фосфатных, алюмохромофосфатных вяжущих и дисперсных наполнителей, например мела, окиси кремния, окиси алюминия, окиси железа, в качестве клея для клеевых полосок используют полимерные или пленочные клеи, например на основе органических поливинилактилатных эмульсий, эпоксидных смол, полиэфирных, фенольных, фенолкаучуковых, кремнеорганических, фторорганических композиций или минеральные клеевые композиции, например, на жидком стекле, фосфатном, алюмохромофосфатном связующем, причем электроизоляционное покрытие сот может иметь тот же состав, что и для клеевых полосок, наносимых на резистивное полотно, гибкое резистивное полотно с электроизоляционным покрытием выполнено, например, на основе стеклянной, базальтовой ткани или сеток, тканей из искусственных и природных волокон, в том числе прорезиненных тканей на их основе, электроизоляционной бумаги, термопластичных пленок, нетканых материалов, нагревательный элемент сотовой структуры изготавливают разной формы, прямоугольной, цилиндрической, криволинейной и с различной формой сотовых ячеек, нагревательный элемент изготавливают на основе угольных резистивных элементов, содержащих в химически связанном состоянии с атомами углерода наночастицы соединений бора или алюминия в виде оксидов, либо гидроксидов, а также нагревательный элемент, в котором вместо резистивного полотна применяют резистивную полосу.and also due to the fact that in the method of manufacturing a honeycomb heating element for an electric heater, the resistive element is made in the form of a resistive sheet containing layers of electrical insulation materials and carbon resistive elements and current leads located between them, and adhesive strips are applied to the surface of the resistive sheet, the resistive sheet is folded with staggered glue strips in a multilayer bag, glue the layers of the bag together, stretch the bag to form cellular honeycomb structure, fix the package in a stretched state, apply an insulating coating to the surface of the package, cure the coating and cut the package into pieces to obtain strong volumetric heating elements of the honeycomb structure, as well as due to the fact that the insulating coating is made on the basis of epoxy polymer compositions polyester, polyurethane, acrylic, organosilicon, organofluorine polymers, curing agents for them and fillers, which are used, for example eryp, chalk, alumina, silica, alumina, iron oxide, electrical insulation coating is made on the basis of mineral composite compositions with curing agents, for example, on the basis of water glass, phosphate, aluminochromophosphate binders and dispersed fillers, for example chalk, silica, alumina , iron oxides, polymer or film adhesives are used as glue for adhesive strips, for example, based on organic polyvinylactylate emulsions, epoxies, polyester, phenolic, phenol rubber, cr inorganic, organofluorine compositions or mineral adhesive compositions, for example, on liquid glass, phosphate, alumochromophosphate binder, and the electrical insulation coating of the honeycomb may have the same composition as for adhesive strips applied to a resistive fabric, a flexible resistive fabric with an electrical insulation coating is made, for example based on glass, basalt fabric or nets, fabrics made of artificial and natural fibers, including rubberized fabrics based on them, electrical insulation paper, thermal films, nonwoven materials, the honeycomb heating element is made of different shapes, rectangular, cylindrical, curved and with different shapes of honeycomb cells, the heating element is made on the basis of carbon resistive elements containing, in a chemically bonded state with carbon atoms, nanoparticles of boron or aluminum compounds in the form oxides or hydroxides, as well as a heating element, in which a resistive strip is used instead of a resistive web.
Угольные резистивные элементы, содержащие в химически связанном состоянии с атомами углерода наночастицы соединений бора или алюминия в виде оксидов, либо гидроксидов, обладают существенно более высокой (в 1.5-2 раза) термической стойкостью в окислительной среде.Carbon resistive elements containing nanoparticles of boron or aluminum compounds in the form of oxides or hydroxides in a chemically bonded state with carbon atoms have a significantly higher (1.5–2 times) thermal stability in an oxidizing medium.
Токоподводы в резистивном полотне соединяют с резистивными элементами, например, способом пайки (патент РФ №2321973 от 18 января 2007 г., МПК H05B 3/34, гибкий электронагреватель и способ изготовления резистивного нагревательного элемента для него) или способом точечной сварки (патент РФ №2213432 от 17 октября 2001 г., гибкий электронагреватель, МПК H05B 3/34). Суть данных способов соединения угольных резистивных элементов с токоподводами заключается в том, что угольные резистивные элементы (нити, жгуты, ленту), а также металлическую резистивную проволоку размещают между двумя электропроводными металлическими полосками и скрепляют с применением точечной сварки либо пайки полосок. Применение металлических резистивных элементов, например, нихромовой проволоки, также возможно при изготовлении резистивного полотна, однако в этом случае изготовление полотна менее технологично и сотовый нагревательный элемент на его основе имеет более низкие технические характеристики.Current leads in a resistive sheet are connected to resistive elements, for example, by soldering (RF patent No. 2321973 dated January 18, 2007, IPC
Пример схемы размещения угольных резистивных элементов и токоподводов по поверхности резистивного полотна приведен на Фиг.1.An example of the layout of coal resistive elements and current leads on the surface of the resistive web is shown in Figure 1.
На Фиг.1 изображены: 1 - токоподводы нагревательного элемента, 2 - угольные резистивные элементы, 3 - слой гибкого электроизоляционного материала.Figure 1 shows: 1 - current leads of the heating element, 2 - coal resistive elements, 3 - a layer of flexible electrical insulation material.
Слои гибких электроизоляционных материалов могут быть изготовлены, например, на основе стеклянной, базальтовой ткани или сеток, полипропиленовой, лавсановой ткани, тканей из искусственных и природных волокон, в том числе прорезиненных тканей, электроизоляционной бумаги, термопластичных пленок, нетканых материалов.Layers of flexible electrical insulating materials can be made, for example, on the basis of glass, basalt fabric or nets, polypropylene, lavsan fabric, fabrics of artificial and natural fibers, including rubberized fabrics, electrical insulation paper, thermoplastic films, non-woven materials.
Крепление электроизоляционных слоев с резистивными элементами осуществляют с помощью клея, механически либо прошивкой слоев.The fastening of the insulating layers with resistive elements is carried out using glue, mechanically or by flashing the layers.
Ширина, длина клеевых полосок, наносимых на резистивное полотно, и расстояния между ними выбирают в зависимости от необходимого размера и формы ячейки сот и в зависимости от схемы раскладки угольных резистивных элементов по поверхности полотна.The width, the length of the adhesive strips applied to the resistive sheet, and the distances between them are selected depending on the required size and shape of the cell cells and depending on the layout of the coal resistive elements on the surface of the sheet.
В качестве клея для полосок могут быть жидкие и пленочные клеевые композиции на основе эпоксидных, полиэфирных, поливинилактилатных, полиуретановых, фенольных, феноло-каучуковых, кремнеорганических, фторорганических смол, например, на основе выпускаемых отечественной промышленностью клеев марок ВК-3, ВК-32, МПФ, БФ-2, БФ-4, возможно также использование клевых композиций минеральных составов, например, клеев на жидком стекле, фосфатном, алюмохромофосфатном связующем.The adhesive for the strips can be liquid and film adhesive compositions based on epoxy, polyester, polyvinylactylate, polyurethane, phenolic, phenolic rubber, organosilicon, organofluorine resins, for example, based on VK-3, VK-32 adhesives produced by the domestic industry, MPF, BF-2, BF-4, it is also possible to use cool compositions of mineral compositions, for example, adhesives on liquid glass, phosphate, aluminochromophosphate binder.
Резистивное полотно с нанесенными клеевыми полосками складывают в пакет так, чтобы клеевые полоски располагались в слоях пакета в шахматном порядке.The resistive web coated with adhesive strips is folded into the bag so that the adhesive strips are staggered in the layers of the bag.
В зависимости от раскладки угольных резистивных элементов и токоподводов по поверхности полотна, полотно разрезают на слои и складывают в пакет либо изгибают полотно с образованием слоев пакета без разрезания полотна. Количество слоев в пакете определяет длину резистивного сотового нагревательного элемента в растянутом виде, а длина слоя пакета - ширину сотового нагревательного элемента.Depending on the layout of the carbon resistive elements and current leads along the surface of the sheet, the sheet is cut into layers and folded into a bag or the sheet is bent to form layers of the package without cutting the sheet. The number of layers in the package determines the length of the resistive honeycomb heating element in a stretched form, and the length of the package layer determines the width of the honeycomb heating element.
Пакет склеивают по режиму, принятому для данного состава клеевых полосок.The package is glued according to the mode adopted for this composition of adhesive strips.
Далее пакет растягивают до образования ячейками сот заданной многогранной формы, например шестигранной, четырехгранной, и фиксируют в растянутом состоянии.Next, the package is stretched to the formation of cells of cells of a given polyhedral shape, for example, hexagonal, tetrahedral, and fixed in a stretched state.
Форма растянутого пакета может быть также разной, например криволинейной, цилиндрической, прямоугольной (Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4).The shape of the stretched package may also be different, for example curved, cylindrical, rectangular (Figure 2, Figure 3, Figure 4).
На поверхность растянутого пакета наносят неотвержденную электроизоляционную композицию, например, методом окунания в раствор электроизоляционного покрытия, размещением пакета в емкости, заливкой раствора композиции в эту емкость, с последующим вращением емкости, с целью более равномерного распределения покрытия по поверхности сотового резистивного элемента. Электроизоляционная композиция может быть также нанесена на растянутый пакет методом напыления.An uncured electrical insulating composition is applied to the surface of the stretched bag, for example, by dipping into the solution of the electrical insulation coating, placing the bag in the container, pouring the solution of the composition into this container, followed by rotation of the container, in order to more evenly distribute the coating on the surface of the honeycomb resistive element. The insulating composition may also be applied to the stretched bag by spraying.
Следует отметить, что электроизоляционное покрытие может быть нанесено на резистивное полотно и заранее, до формования многослойного пакета.It should be noted that the insulating coating can be applied to the resistive fabric in advance, before forming the multilayer package.
Однако в этом случае температура отверждения электроизоляционного покрытия резистивного полотна должна быть значительно выше температуры отверждения клеевых полосок так, чтобы при склеивании слоев пакета клеевые полоски отверждались полностью, а электроизоляционное покрытие нет.However, in this case, the curing temperature of the insulating coating of the resistive web should be significantly higher than the curing temperature of the adhesive strips so that when gluing the layers of the package, the adhesive strips are completely cured and the electrical insulation coating is not.
Электроизоляционное покрытие отверждают по принятому для данной композиции режиму.The insulating coating is cured according to the mode adopted for this composition.
Процесс нанесения и отверждения электроизоляционного покрытия может быть повторен несколько раз, в том числе с применением рецептурных составов одного типа либо разных.The process of applying and curing an insulating coating can be repeated several times, including using prescription compositions of the same type or different.
После отверждения композиции получаем жесткий, прочный объемный каркас, содержащий множество нагревательных элементов сотовой структуры, который разрезают на части с образованием сразу многих объемных нагревательных элементов сотовой структуры.After curing the composition, we obtain a rigid, strong volumetric frame containing many heating elements of the honeycomb structure, which is cut into pieces with the formation of many bulk heating elements of the honeycomb structure.
В настоящее время промышленность выпускает высокопроизводительное оборудование для изготовления сот, нанесения клеевых полосок на полотна из разных материалов, изготовления пакета сразу из двух и более полотен, а также изготовления пакета из длинных полотен или полос, оборудование разрезки сотового пакета.Currently, the industry produces high-performance equipment for the manufacture of honeycombs, the application of adhesive strips on sheets of different materials, the manufacture of a bag of two or more paintings at once, as well as the manufacture of a package of long paintings or strips, and equipment for cutting a honeycomb package.
Характеристики изготавливаемого сотового нагревательного элемента и электронагревателя определяются первоначальной схемой размещения резистивных угольных элементов и токоподводов по поверхности резистивного полотна, а также количеством и длиной слоев складываемого в пакет резистивного полотна. На Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6. изображены нагревательные элементы прямоугольной формы сотовой структуры с шестигранной формой ячейки сот и различной схемой размещения токоподводов.The characteristics of the manufactured honeycomb heating element and electric heater are determined by the initial layout of resistive carbon elements and current leads on the surface of the resistive web, as well as by the number and length of layers of the resistive cloth stacked in a package. Figure 4, Figure 5, Figure 6. depicts rectangular heating elements of a honeycomb structure with a hexagonal cell shape of the cells and a different arrangement of current leads.
На Фиг.4, Фиг.5, Фиг.6:In Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6:
L - длина сотового нагревательного элемента;L is the length of the honeycomb heating element;
B - ширина;B is the width;
H - глубина;H is the depth;
l - токоподводы, выделены на фигурах черным цветом.l - current leads, highlighted in black on the figures.
В качестве электроизоляционного покрытия резистивного полотна могут быть, например, полимерные составы с отверждающими агентами, на эпоксидном, акрилатном, полиэфирном, феноло-формальдегидном, феноло-каучуковом, полиуретановом, кремнийорганическом, фторорганическом связующем, минеральные составы на жидком стекле, фосфатном, алюмохромофосфатном связующем. В качестве наполнителей в электроизоляционных композициях могут быть, например, мел, окись кремния, оксид алюминия, оксид железа, глинозем, тальк.As an insulating coating of a resistive fabric, there can be, for example, polymer compositions with curing agents, on epoxy, acrylate, polyester, phenol-formaldehyde, phenol-rubber, polyurethane, organosilicon, fluorine-organic binder, mineral compositions on liquid glass, phosphate, alumina-chromophosphate. As fillers in electrical insulating compositions can be, for example, chalk, silica, alumina, iron oxide, alumina, talc.
С целью упрощения технологии изготовления электронагревателя состав электроизоляционного покрытия сотового нагревательного элемента и состав клеевых полосок, наносимых на резистивное полотно, может быть одинаковым.In order to simplify the technology of manufacturing an electric heater, the composition of the electrical insulation coating of the honeycomb heating element and the composition of the adhesive strips applied to the resistive sheet may be the same.
Изготовленный таким образом сотовый жесткий нагревательный элемент помещают в корпус, например, прямоугольной, цилиндрической или криволинейной формы, изготовленный из металла, пластика, гибкого материала, на корпусе, перед и за отверстиями сот, устанавливают решетки с целью свободного доступа к сотовому нагревательному элементу нагреваемой среды (воздуха, жидкости и др.).The honeycomb rigid heating element made in this way is placed in a housing, for example, of a rectangular, cylindrical or curvilinear shape made of metal, plastic, flexible material, gratings are installed on the housing, in front of and behind the openings of the honeycombs, for the purpose of free access to the heating medium of the cellular heating element (air, liquid, etc.).
К токоподводам сотового нагревательного элемента припаивают провода. Можно изготавливать количество токоподводов в сотовом резистивном элементе более двух (Фиг.5, Фиг.6) и электрически соединять отдельные части сотового нагревательного элемента с применением переключателя последовательно, параллельно либо последовательно-параллельно.The wires are soldered to the current leads of the honeycomb heating element. You can make the number of current leads in the honeycomb resistive element more than two (Figure 5, Figure 6) and electrically connect the individual parts of the honeycomb heating element using the switch in series, parallel or series-parallel.
Можно также в конструкции электронагревателя использовать сразу два и более разных сотовых нагревательных элемента и соединить их последовательно либо параллельно.It is also possible to use two or more different cellular heating elements at once in the design of an electric heater and connect them in series or in parallel.
Вблизи от отверстий сотового нагревательного элемента, внутри корпуса электронагревателя, можно в электрическую цепь последовательно установить термостаты, регулирующие температуру среды (газа, жидкости) на входе и выходе нагревательного элемента.Close to the openings of the honeycomb heating element, inside the electric heater case, thermostats that regulate the temperature of the medium (gas, liquid) at the input and output of the heating element can be sequentially installed in the electric circuit.
На корпус электронагревателя может быть установлен переключатель либо регулятор мощности электронагревателя.A switch or a power regulator of the electric heater can be installed on the body of the electric heater.
В электрическую схему электронагревателя может быть подключен также маломощный вентилятор с целью интенсификации процесса теплообмена электронагревателя с нагреваемой средой. Мощность вентилятора выбирают такой, чтобы он не «гонял» пыль по помещению как тепловентилятор.A low-power fan can also be connected to the electric circuit of the electric heater in order to intensify the heat exchange process of the electric heater with the heated medium. The fan power is chosen so that it does not "drive" the dust around the room like a fan heater.
Предлагаемая технология изготовления сотовых нагревательных элементов высокотехнологична, электронагреватель может быть изготовлен с практически любыми характеристиками по мощности, размерам и напряжению электропитания, в том числе с применением промышленного оборудования.The proposed manufacturing technology of cellular heating elements is high-tech; an electric heater can be made with almost any characteristics in terms of power, size and voltage, including the use of industrial equipment.
Сотовый электронагреватель будет иметь невысокую температуру корпуса, так как практически не контактирует с нагревательным элементом, электрически безопасен, так как содержит многократную электроизоляцию, корпус и нагревательный элемент могут быть выполнены в негорючем исполнении за счет применения негорючих материалов корпуса и электроизоляционного покрытия.The cell electric heater will have a low body temperature, since it practically does not come into contact with the heating element, is electrically safe, since it contains multiple electrical insulation, the body and heating element can be made in a non-combustible version due to the use of non-combustible materials of the case and electrical insulating coating.
Приведем пример изготовления сотового нагревательного элемента и электронагревателя настольного (напольного) типа, например, для подогрева воздуха около рабочего места человека.We give an example of the manufacture of a honeycomb heating element and a desktop (floor) type electric heater, for example, for heating air near a person’s workplace.
Примем следующие исходные данные.We accept the following initial data.
Выбираем форму сквозного канала в виде шестигранника с размером стороны 1 см. Толщину электронагревателя (ширину резистивной ленты) выбираем равной 10 см, напряжение питания 220 В, мощность электронагревателя выбираем равной 200 Вт.We select the shape of the through channel in the form of a hexagon with a side size of 1 cm. We choose the thickness of the electric heater (width of the resistive tape) equal to 10 cm, the supply voltage of 220 V, and the electric heater power equal to 200 W.
Исходя из этих исходных данных, электросопротивление резистивной ленты должно быть 242 Ом.Based on these initial data, the electrical resistance of the resistive tape should be 242 Ohms.
Выбираем в качестве угольных резистивных элементов угольные нити марки УВИС, выпускаемые отечественной промышленностью с удельным электросопротивлением 250 Ом/м.We choose UVIS brand carbon filaments produced by the domestic industry with a specific electrical resistance of 250 Ohm / m as carbon resistive elements.
Исходя из несложных расчетов, предъявляемым требованиям удовлетворяет резистивная угольная лента длиной 200 см, шириной 10 см. Лента содержит восемь рядов угольных резистивных элементов (угольных нитей марки УВИС).Based on simple calculations, the requirements are met by a resistive carbon tape 200 cm long and 10 cm wide. The tape contains eight rows of carbon resistive elements (UVIS brand carbon filaments).
Схема размещения угольных нитей по поверхности ленты и токоподводов приведена на Фиг.7.The arrangement of carbon filaments on the surface of the tape and current leads is shown in Fig.7.
На Фиг.7 изображены: 1 - токоподводы, 2 - угольные нити марки УВИС, 3 - слой гибкого электроизоляционного материала - полипропиленовой ткани.Figure 7 shows: 1 - current leads, 2 - carbon threads of the UVIS brand, 3 - a layer of flexible electrical insulation material - polypropylene fabric.
Слои электроизоляционных материалов изготавливают из полипропиленового нетканого материала с термоклеевым слоем на его поверхности. Крепление угольных нитей со слоями электроизоляционных материалов осуществляют нагревом термоклеевых слоев, расположенных с внутренней стороны электроизоляционных материалов.The layers of electrical insulation materials are made of polypropylene non-woven material with a hot glue layer on its surface. The fastening of carbon filaments with layers of electrical insulation materials is carried out by heating the hot-melt adhesive layers located on the inside of the electrical insulation materials.
Токоподводы изготавливают из медной фольги и соединяют с угольными резистивными элементами способом пайки.Current leads are made of copper foil and connected to carbon resistive elements by soldering.
На поверхность ленты от ее начала и до конца наносят клеевые полоски из эпоксидного клея (смола марки ЭД-20 100 мас.ч., отвердитель - полиэтиленполиамин 10 мас.ч.), ширина полоски - 1 см, длина - 10 см, расстояние между полосками - 3 см.On the surface of the tape from its beginning to the end apply adhesive strips of epoxy glue (resin brand ED-20 100 parts by weight, hardener - polyethylene polyamine 10 parts by weight), strip width - 1 cm, length - 10 cm, the distance between stripes - 3 cm.
Складывают ленту слоями так, чтобы клеевые полоски в слоях располагались в шахматном порядке (Фиг.8).Fold the tape in layers so that the adhesive strips in the layers are staggered (Fig. 8).
На Фиг.8 заштрихованные участки означают клеевые полоски.In Fig. 8, shaded portions indicate adhesive strips.
Длина одного слоя пакета - около 15 см, количество слоев в пакете - 15.The length of one layer of the bag is about 15 cm, the number of layers in the bag is 15.
Склеиваем слои под небольшим давлением по режиму, принятому для данного эпоксидного клея.We glue the layers under low pressure according to the regime adopted for this epoxy adhesive.
Растягивают и фиксируют полученный сотовый резистивный элемент в растянутом состоянии, окунают сотовый резистивный элемент в композицию из этого же эпоксидного клея, отверждают клей, получают жесткий объемный нагревательный элемент сотовой структуры с требуемыми характеристиками.The obtained honeycomb resistive element is stretched and fixed in a stretched state, the honeycomb resistive element is dipped into the composition of the same epoxy adhesive, the adhesive is cured, a rigid volumetric honeycomb heating element with the required characteristics is obtained.
С целью более равномерного распределения клея по поверхности сотового нагревательного элемента, проводят его вращение.In order to more evenly distribute the adhesive on the surface of the honeycomb heating element, it is rotated.
Электропровод подпаивают к токоподводам. Последовательно в электрическую цепь внутри корпуса электронагревателя подпаивают термостат, ограничивающий температуру воздуха внутри корпуса электронагревателя в соответствии с характеристиками термостата, 80°C.The electric wire is soldered to current leads. Consistently, a thermostat is soldered to the electric circuit inside the electric heater casing, limiting the temperature of the air inside the electric heater casing in accordance with the characteristics of the thermostat, 80 ° C.
Полученный жесткий сотовый нагревательный элемент с ячейками шестигранной формы и с примерным размером 10*10*10 см помещают в корпус электронагревателя прямоугольной формы, с решетками на входе и выходе отверстий сот.The obtained rigid honeycomb heating element with hexagonal cells and with an approximate size of 10 * 10 * 10 cm is placed in a rectangular electric heater body with gratings at the inlet and outlet of the cell openings.
Сотовый электронагреватель имеет низкую температуру поверхности нагревательного элемента (до 100°C), не сжигает пыль и кислород.The cell electric heater has a low surface temperature of the heating element (up to 100 ° C), does not burn dust and oxygen.
Электронагреватель имеет невысокую мощность (200 Вт) и может быть использован для локального нагрева рабочего места человека и установлен, например, на рабочем столе, на полу. Данный электронагреватель можно условно назвать «тепловым фонарем».The electric heater has a low power (200 W) and can be used for local heating of a person’s workplace and is installed, for example, on a desktop, on the floor. This electric heater can conditionally be called a "heat lamp."
В приведенном примере изготовления электронагревателя нагревательный элемент был изготовлен без применения промышленного оборудования.In the above example of manufacturing an electric heater, the heating element was manufactured without the use of industrial equipment.
В промышленном масштабе сначала изготавливают резистивное полотно, содержащее, например, много рассмотренных выше резистивных нагревательных элементов, а нанесение клеевых полосок на полотно, склейку, растяжку полотна и его разрезку проводят на специальном промышленном оборудовании.On an industrial scale, first a resistive web is made containing, for example, many of the resistive heating elements discussed above, and the application of adhesive strips on the web, gluing, stretching the web and cutting it is carried out on special industrial equipment.
Аналогично приведенному примеру можно изготовить электронагреватели в виде объемной сотовой структуры с различными характеристиками, размерами, формой, напряжением питания, мощностью, электро- и пожаробезопасностью, различными по размеру и форме сквозными каналами.Similarly to the given example, it is possible to manufacture electric heaters in the form of a volumetric honeycomb structure with various characteristics, sizes, shape, supply voltage, power, electrical and fire safety, through channels, different in size and shape.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112821/07A RU2483493C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112821/07A RU2483493C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011112821A RU2011112821A (en) | 2012-10-10 |
| RU2483493C2 true RU2483493C2 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=47079189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112821/07A RU2483493C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483493C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572253C1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Sound-absorbing material and structural elements of engine and its nacelle |
| RU2589570C2 (en) * | 2014-06-25 | 2016-07-10 | Дзисан Эппэрел, Инк. | Textile product with heating plate and method of making same |
| RU193704U1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-11-11 | Геннадий Яковлевич Вайгандт | Electric fan heater (heat gun) for the installation of suspended ceilings |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1283444A (en) * | 1969-11-10 | 1972-07-26 | Kansai Hoon Kogyo Kk | Improvements in or relating to flexible panel-type heating units |
| RU2213432C2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-09-27 | Чевордаев Валентин Михайлович | Flexible electric heater |
| EP1528837A1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-04 | Behr GmbH & Co. KG | Electrically heatable plastic matrix |
| RU2297113C1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-04-10 | Валентин Михайлович Чевордаев | Electric heater (variants) |
| RU2321973C1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-04-10 | Валентин Михайлович Чевордаев | Flexible electric heater and method for manufacturing resistive heating element for the heater |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011112821/07A patent/RU2483493C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1283444A (en) * | 1969-11-10 | 1972-07-26 | Kansai Hoon Kogyo Kk | Improvements in or relating to flexible panel-type heating units |
| RU2213432C2 (en) * | 2001-10-17 | 2003-09-27 | Чевордаев Валентин Михайлович | Flexible electric heater |
| EP1528837A1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-04 | Behr GmbH & Co. KG | Electrically heatable plastic matrix |
| RU2297113C1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-04-10 | Валентин Михайлович Чевордаев | Electric heater (variants) |
| RU2321973C1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-04-10 | Валентин Михайлович Чевордаев | Flexible electric heater and method for manufacturing resistive heating element for the heater |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2589570C2 (en) * | 2014-06-25 | 2016-07-10 | Дзисан Эппэрел, Инк. | Textile product with heating plate and method of making same |
| RU2572253C1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Sound-absorbing material and structural elements of engine and its nacelle |
| RU193704U1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-11-11 | Геннадий Яковлевич Вайгандт | Electric fan heater (heat gun) for the installation of suspended ceilings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011112821A (en) | 2012-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6539171B2 (en) | Flexible spirally shaped heating element | |
| US7049560B2 (en) | Tape heater | |
| JP2009009835A (en) | Planar heating element | |
| RU2483493C2 (en) | Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it | |
| RU2121244C1 (en) | Equipment distributing heat | |
| WO1981000662A1 (en) | Electric heating material and method of manufacturing the same | |
| US20170223776A1 (en) | Electric heating device and preparation method therefor | |
| US4272668A (en) | Small round air stream heating unit | |
| RU2483494C2 (en) | Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it | |
| GB2034021A (en) | Element for Absorbing Solar Radiation | |
| JP4319537B2 (en) | Piping heater | |
| RU2358415C1 (en) | Electric heater and its manufacture method | |
| RU2297113C1 (en) | Electric heater (variants) | |
| US20110198341A1 (en) | Constant watt-density heating film | |
| US20050054250A1 (en) | Integral slip layer for insulating tape | |
| RU171275U1 (en) | Fiber Composite Electric Heater | |
| JP2007010304A (en) | Floor heater | |
| WO1987003158A1 (en) | Electric resistance sheet and method of producing such | |
| KR101186208B1 (en) | Film heater and manufacturing method thereof | |
| CN106131980A (en) | A kind of electricity heat-producing machine | |
| RU188481U1 (en) | Flexible film electric heater | |
| CN118872378A (en) | Method for manufacturing mobile flexible bag with built-in heating device and mobile flexible bag | |
| RU153873U1 (en) | ELECTRIC HEATING ELEMENT | |
| RU2286032C1 (en) | Electric heater | |
| JP6515788B2 (en) | Electric heater and method of manufacturing electric heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140406 |