RU2483494C2 - Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it - Google Patents
Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483494C2 RU2483494C2 RU2011112822/07A RU2011112822A RU2483494C2 RU 2483494 C2 RU2483494 C2 RU 2483494C2 RU 2011112822/07 A RU2011112822/07 A RU 2011112822/07A RU 2011112822 A RU2011112822 A RU 2011112822A RU 2483494 C2 RU2483494 C2 RU 2483494C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- resistive
- carbon
- manufacturing
- convector
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 3
- 150000004812 organic fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, к электронагревателям, которые могут быть использованы для обогрева человека и животных, отопления помещений, транспортных средств.The invention relates to electrical engineering, to electric heaters that can be used to heat humans and animals, space heating, vehicles.
Известны плоские и объемные электронагреватели, в которых нагревательными элементами являются угольные нити, жгуты, ленты, ткани, нихромовая проволока, напыленное на поверхность электроизоляционного материала резистивное покрытие, металлическая фольга. Резистивные элементы с токоподводами располагают внутри металлических, минеральных либо пластиковых композиционных материалов, конструкций с образованием плоских панельных электронагревателей, конвекторов, сотовых объемных электронагревателей.Known flat and three-dimensional electric heaters, in which the heating elements are carbon filaments, bundles, ribbons, fabrics, nichrome wire, a resistive coating deposited on the surface of an insulating material, a metal foil. Resistive elements with current leads are placed inside metal, mineral or plastic composite materials, structures with the formation of flat panel electric heaters, convectors, volumetric cellular electric heaters.
Так, известен плоский электронагреватель и способ его изготовления (патент РФ №2187906, МКИ H05B 3/34 от 20.08.2002 г.), который включает формируемый резистивный элемент на основе нетканого углеродного материала, закрепление на резистивном элементе токопроводящих металлических проводников, размещение резистивного элемента с токопроводящими проводниками между многослойными электроизоляционными покрытиями, пропитку всех слоев полимерным связующим и соединение их методом прессования. Перед закреплением токопроводящих проводников их покрывают со всех сторон электропроводным огнезащитным составом с длительным периодом полимеризации.Thus, a flat electric heater and a method for its manufacture are known (RF patent No. 2187906, MKI H05B 3/34 dated 08/20/2002), which includes a formed resistive element based on non-woven carbon material, fastening conductive metal conductors to the resistive element, and placement of the resistive element with conductive conductors between multilayer insulating coatings, impregnation of all layers with a polymer binder and their connection by pressing. Before fixing the conductive conductors, they are coated on all sides with an electrically conductive flame retardant with a long polymerization period.
Недостатком данного электронагревателя в случае бытового применения является значительная температура на поверхности корпуса (90-100°C), что небезопасно при эксплуатации этих электронагревателей из-за возможности ожога и возгорания, у электронагревателя невысокая мощность. Плоские панельные электронагреватели имеют большие геометрические размеры и невысокие технические характеристики. Плоские панельные электронагреватели обычно деформируются в процессе эксплуатации.The disadvantage of this electric heater in case of domestic use is the significant temperature on the surface of the casing (90-100 ° C), which is unsafe when using these electric heaters due to the possibility of burns and fire, the electric heater has a low power. Flat panel electric heaters have large geometric dimensions and low technical characteristics. Flat panel electric heaters are usually deformed during operation.
Известен электроконвектор, содержащий корпус с расположенными в нем греющими секциями в виде продольных и поперечных решеток с закрепленными на них ленточными нагревателями.Known electric convector containing a housing with heating sections located in it in the form of longitudinal and transverse gratings with tape heaters fixed to them.
Недостатками этого электроконвектора являются значительная металлоемкость, сложность конструкции, наличие открытых участков нагревательного элемента, имеющих высокую температуру и сжигающих кислород воздуха и пыль в воздухе.The disadvantages of this electroconvector are significant metal consumption, design complexity, the presence of open sections of the heating element having a high temperature and burning air oxygen and dust in the air.
Известен электроконвектор (патент РФ №2059167 от 15.08.1993 г), содержащий корпус с отверстиями и расположенные в нем с зазором относительно стенок и друг друга вертикальные элементы в виде полых труб в несколько рядов в шахматном порядке. Трубы в корпусе крепят посредством держателей, снабженных пружинными элементами и рубашками с отражательным экраном.Known electroconvector (RF patent No. 2059167 from 08/15/1993 g) containing a housing with holes and vertical elements in the form of hollow pipes in several rows in a checkerboard pattern with a gap relative to the walls and each other. Pipes in the casing are fixed by means of holders equipped with spring elements and jackets with a reflective screen.
Недостатками данного конвектора являются сложность конструкции и сложная технологии изготовления, невысокие технические характеристики, большой вес и малая площадь нагреваемых резистивных элементов.The disadvantages of this convector are the complexity of the design and the complex manufacturing technology, low technical characteristics, high weight and small area of heated resistive elements.
Известен электрический нагреватель-конвектор и способ его изготовления, принятый за прототип (патент РФ №2074523, МПК H05B 3/30, заявка 94007059/07 от 01.03.1994 г.), содержащий корпус с отверстиями в верхней и нижней части для прохода воздуха. Внутри корпуса с зазором установлен каркас с нагревательным элементом из углеродной ленты. Каркас с угольной лентой уложен электроизолированно от корпуса с заданным шагом и зафиксирован скрепляющей лентой из стекловолокна, переплетенной с углеродной лентой в перпендикулярном направлении. Токоподводы угольной ленты электроконвектора выполнены из фольги.Known electric heater-convector and the method of its manufacture, adopted for the prototype (RF patent No. 2074523, IPC H05B 3/30, application 94007059/07 of 03/01/1994), containing a housing with holes in the upper and lower parts for the passage of air. A frame with a carbon tape heating element is installed inside the housing with a gap. The frame with the carbon tape is laid electrically insulated from the body with a given step and fixed with a fastening tape made of fiberglass, bound with a carbon tape in the perpendicular direction. The current leads of the carbon tape of the electric convector are made of foil.
Недостатками данного электроконвектора являются ограниченный круг характеристик электронагревателей, которые можно изготовить с применением углеродной ленты. Углеродная и стеклянная ленты «пылят» (выделяют угольную и стеклянную пыль), а характеристики лент ухудшаются со временем. Электронагреватель недостаточно технологичен, так как требуется изготовления достаточно сложного каркаса, на который надо наносить вручную сплетенный из угольной и стеклянной лент резистивный элемент. Резистивный элемент имеет небольшую нагреваемую область, открытые участки угольной ленты, что приводит к значительной температуре поверхности нагревательного элемента либо к большим размерам конвектора, либо конвектор будет сжигать пыль и кислород в воздухе помещения.The disadvantages of this electroconvector are a limited range of characteristics of electric heaters that can be manufactured using carbon tape. Carbon and glass tapes “dust” (emit carbon and glass dust), and the characteristics of the tapes deteriorate over time. The electric heater is not technologically advanced enough, since it is necessary to manufacture a rather complicated frame on which a resistive element manually woven from carbon and glass tapes must be applied. The resistive element has a small heated area, open sections of carbon tape, which leads to a significant surface temperature of the heating element or to the large size of the convector, or the convector will burn dust and oxygen in the room air.
Целью предлагаемого изобретения является улучшение технических характеристик электроконвектора, повышение технологичности его изготовления, снижение стоимости, веса и габаритных размеров, возможность изготовления электроконвекторов с широким набором разных характеристик.The aim of the invention is to improve the technical characteristics of the electroconvector, increase the manufacturability of its manufacture, reduce the cost, weight and overall dimensions, the ability to manufacture electroconvectors with a wide range of different characteristics.
Поставленная цель с достижением указанного технического результата достигается тем, что угольный резистивный элемент выполнен в виде резистивного полотна, состоящего из угольных нитей, жгутов или лент с токоподводами, которые размещены и закреплены между слоями гибких электроизоляционных материалов, причем из полотна производят объемный нагревательный элемент за счет нанесения на его поверхность электроизоляционного покрытия и его последующего отверждения, а внешние слои корпуса конвектора скреплены с нагревательным элементом с применением клея либо механически, а также тем, что внешние электроизоляционные слои корпуса конвектора изготовлены из стекла, зеркала, стекломагнезитового листа, пластика, металла с электроизоляционным покрытием, гибкого материала, термопластичного пластика, в качестве клея применены термопластичные клеи, пленочные клеи и композиции, используемые для электроизоляционного покрытия резистивного полотна, конвектор может содержать внутри корпуса несколько электрически соединенных нагревательных элементов, в том числе разных структур, разделенных между собой электроизоляционными материалами и скрепленными между собой, например, клеем, либо механически, конвектор дополнительно содержит термостаты внутри корпуса, обеспечивающие отключение электроконвектора при превышении заданной температуры и включении его при снижении температуры ниже допустимой, конвектор содержит на корпусе переключатель либо регулятор мощности, конвектор внутри корпуса содержит вентилятор, по периметру конвектор закрыт материалами с отверстиями для циркуляции воздуха либо жидкости, одна из пластин корпуса конвектора имеет декоративный вид, а также за счет того, что в способе изготовления резистивного нагревательного элемента для электроконвектора угольный резистивный элемент изготавливают в виде резистивного полотна из угольных нитей, жгутов или лент с токоподводами, которые размещают и крепят между гибкими слоями электроизоляционных материалов, на поверхность полотна наносят электроизоляционное покрытие, формируют из полотна объемный нагревательный элемент, отверждают электроизоляционное покрытие с образованием в результате жесткого объемного нагревательного элемента, а также за счет того, что профиль резистивного нагревательного элемента имеет сложную форму, например трапецеидальную, прямоугольную, синусоидальную, треугольную, в качестве электроизоляционного покрытия полотна используют, например, эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, фенольные, фенолокаучуковые, акрилатные, кремнийорганические, фторорганические полимерные композиции, а также композиции минерального состава, например, на жидком стекле, фосфатном, алюмохромофосфатном связующем, угольные резистивные элементы имеют электроизоляционную оболочку, сложную форму нагревательного элемента получают натяжением резистивного полотна между направляющими стержнями, а электроизоляционное покрытие наносят на полотно до либо после придания полотну объемной формы, электроизоляционное покрытие на поверхность резистивного полотна может быть нанесено в один либо несколько слоев, в том числе разных составов, угольные резистивные элементы содержат в химически связанном с углеродом состоянии наночастицы оксидов или гидроксидов бора, алюминия.The goal is to achieve the specified technical result is achieved by the fact that the carbon resistive element is made in the form of a resistive fabric, consisting of carbon filaments, bundles or tapes with current leads, which are placed and secured between the layers of flexible insulating materials, and from the fabric produce a volumetric heating element due to applying an electrical insulating coating to its surface and its subsequent curing, and the outer layers of the convector body are bonded to the heating element with by name of the adhesive either mechanically, as well as by the fact that the external electrical insulating layers of the convector body are made of glass, mirror, glass-magnesite sheet, plastic, metal with an electrical insulating coating, flexible material, thermoplastic plastic, thermoplastic adhesives, film adhesives and compositions used as adhesives for an electrically insulating coating of a resistive web, a convector may contain several electrically connected heating elements, including different structures, inside Separated between each other with insulating materials and fastened together, for example, with glue, or mechanically, the convector additionally contains thermostats inside the case, which turn off the electric convector when the set temperature is exceeded and turn it on when the temperature drops below the permissible one, the convector contains a switch or power regulator on the case, convector inside the case contains a fan, around the perimeter the convector is closed with materials with openings for air or liquid circulation, one of the the convector case plate has a decorative appearance, and also due to the fact that in the method of manufacturing a resistive heating element for an electroconvector, a carbon resistive element is made in the form of a resistive web of carbon filaments, bundles or tapes with current leads that are placed and fastened between flexible layers of electrical insulation materials, an insulating coating is applied to the surface of the web, a three-dimensional heating element is formed from the web, the electrical insulating coating is cured to form in as a result of a rigid volumetric heating element, and also due to the fact that the profile of the resistive heating element has a complex shape, for example, trapezoidal, rectangular, sinusoidal, triangular, as an insulating coating of the fabric, for example, epoxy, polyester, polyurethane, phenolic, phenolic rubber, acrylate , organosilicon, organofluorine polymer compositions, as well as compositions of mineral composition, for example, on liquid glass, phosphate, aluminochromophosphate bonds In particular, carbon resistive elements have an insulating sheath, the complex shape of the heating element is obtained by tensioning the resistive web between the guide rods, and the insulating coating is applied to the web before or after giving the web a bulk shape, the insulating coating on the surface of the resistive web can be applied in one or several layers, including various compositions, carbon resistive elements contain oxide nanoparticles or oxides of boron, aluminum.
Применение таких элемнентосодержащих угольных резистивных элементов позволяет существенно (в 1.5-2 раза) повысить окислительную стойкость углеграфитовых резистивных элементов в окислительной среде.The use of such element-containing carbon resistive elements can significantly (1.5-2 times) increase the oxidation resistance of carbon-graphite resistive elements in an oxidizing environment.
Пример раскладки угольных резистивных элементов с токоподводами по поверхности резистивного полотна приведен на Фиг.1, на которой под номером 1 - токоподводы нагревательного элемента, под номером 2 - угольные резистивные элементы (нити, жгуты либо лента), под номером 3 - один из слоев электроизоляционного материала.An example of the layout of coal resistive elements with current leads along the surface of the resistive sheet is shown in Fig. 1, in which number 1 shows the current leads of the heating element, number 2 shows coal resistive elements (threads, bundles or tape), number 3 shows one of the layers of electrical insulation material.
Резистивное полотно может быть изготовлено с разными характеристиками по напряжению электропитания, мощности, геометрическим размерам, равномерности распределения угольных резистивных элементов по поверхности полотна.Resistive fabric can be made with different characteristics in terms of voltage, power, geometric dimensions, uniform distribution of coal resistive elements on the surface of the fabric.
Форма объемного резистивного нагревательного элемента может быть, например, прямоугольной, трапециевидной, треугольной, синусоидальной (Фиг.2). На Фиг.2 под номером 7 изображена прямоугольная форма объемного нагревательного элемента конвектора, 6 - треугольная, 5 - трапециевидная, 4 - синусоидальная.The shape of the volume resistive heating element can be, for example, rectangular, trapezoidal, triangular, sinusoidal (Figure 2). Figure 2 at
В качестве электроизоляционного покрытия и клеев могут быть применены композиции полимерного и минерального составов, например, на эпоксидной, фенолоформальдегидной, полиэфирной, кремнийорганической, фторорганической смолах, фенолокаучуковой композиции, жидком стекле, фосфатном, алюмохромофосфатном связующем, а также на пленочных клеях. Такие клеи выпускает отечественная промышленность, например, марок БФ-2, БФ-4, БФ-6, ВК-3, МПФ, ВК-32-200.As an insulating coating and adhesives, compositions of polymer and mineral compositions can be used, for example, on epoxy, phenol-formaldehyde, polyester, organosilicon, organofluorine resins, phenol-rubber compound, liquid glass, phosphate, aluminochromophosphate binder, as well as on film adhesives. Such adhesives are produced by domestic industry, for example, brands BF-2, BF-4, BF-6, VK-3, MPF, VK-32-200.
Токоподводы в резистивном полотне соединяют с резистивными элементами, например, способом пайки (патент РФ №2321973 от 18 января 2007 г., МПК Н05В 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 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 металлическими полосками и скрепляют с применением точечной сварки либо пайки металлических полосок. Применение металлических резистивных элементов, например нихромовой проволоки, также возможно при изготовлении резистивного полотна для электроконвектора, однако в этом случае изготовление полотна менее технологично и резистивный элемент 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 Н05В 3/34, a flexible electric heater and a method for manufacturing a resistive heating element for it) or by spot welding (RF patent No. 2213432 dated October 17, 2001, flexible electric heater, IPC H05B 3/34). The essence of the methods for connecting carbon resistive elements with current leads is that carbon resistive elements (threads, bundles, tape), as well as a metal resistive wire, are placed between two metal strips and fastened using spot welding or soldering metal strips. The use of metal resistive elements, for example, nichrome wire, is also possible in the manufacture of a resistive web for an electric convector, however, in this case, the manufacture of the web is less technologically advanced and the resistive element has lower technical characteristics.
Резистивное полотно может содержать два и более токоподводов. Если, например, дополнительный промежуточный токоподвод устанавливают в середине резистивного полотна между двумя крайними токоподводами и соединяют токоподводы электрически последовательно, параллельно, либо только внутренний и внешний токоподвод, то можно с применением переключателя получить три разных сопротивления электроконвектора и, следовательно, три разные его мощности.Resistive fabric may contain two or more current leads. If, for example, an additional intermediate current lead is installed in the middle of the resistive sheet between the two extreme current leads and connect the current leads electrically in series, in parallel, or only internal and external current leads, then using the switch you can get three different resistances of the electric convector and, therefore, its three different capacities.
Изготовленный таким образом объемный резистивный элемент склеивают либо крепят механически с внешними тонкими слоями электроизоляционных материалов корпуса конвектора. К токоподводам присоединяют шнур электропитания.The volume resistive element manufactured in this way is glued or mechanically fixed with thin external layers of electrical insulation materials of the convector body. An electrical power cord is connected to the current leads.
Предлагаемая конструкция электроконвектора имеет в несколько раз большую поверхность нагревательного элемента по сравнению с электронагревателями аналогов и прототипа, он не сжигает кислород и пыль, обеспечивает высокий теплосъем, поскольку имеет сквозные каналы требуемого размера, имеет небольшие размеры и вес.The proposed design of the electric convector has a several times larger surface of the heating element compared to electric heaters of analogues and prototype, it does not burn oxygen and dust, provides high heat removal, because it has through channels of the required size, has small dimensions and weight.
Так, например, согласно проведенным оценочным расчетам конвектор размером 50·70·5 см3 весит всего примерно 1.5 кг.So, for example, according to the estimated calculations, a convector measuring 50 · 70 · 5 cm 3 weighs only about 1.5 kg.
Технология изготовления конвектора проста, не требует применения дорогостоящего громоздкого оборудования и достаточно производительна, в конструкции нет лишних элементов (каркаса, пружин, экранов и др.), конвектор имеет высокую площадь нагревательного элемента. Стоимость предлагаемого электроконвектора согласно проведенным оценочным расчетам в 2-3 раза ниже стоимости конвекторов аналогов и прототипа.The convector manufacturing technology is simple, does not require the use of expensive bulky equipment and is quite productive, there are no unnecessary elements in the design (frame, springs, screens, etc.), the convector has a high heating element area. The cost of the proposed electroconvector according to the estimated calculations is 2-3 times lower than the cost of convectors of analogues and prototype.
В предлагаемой конструкции электроконвектора невысокий нагрев корпуса обеспечивают малой его площадью контакта с объемным нагревательным элементом.In the proposed design of the electric convector, low heating of the housing is ensured by its small contact area with the volume heating element.
Угольные резистивные элементы не пылят, поскольку они находятся в химически связанном состоянии внутри тонкостенных электроизоляционных материалов. Невысокая температура поверхности нагревательного элемента, наличие в электроконвекторе сквозных каналов заданного размера, надежный контакт угольных резистивных элементов с металлическими токоподводами обеспечивают высокую надежность электроконвектора и увеличивают срок его службы.Carbon resistive elements do not dust because they are in a chemically bound state inside thin-walled electrical insulating materials. The low surface temperature of the heating element, the presence of through channels of a given size in the convector, reliable contact of the carbon resistive elements with metal current leads ensure high reliability of the convector and increase its service life.
В данной конструкции электроконвектора возможно изготавливать нагревательный элемент и электроконвектор различной формы и размеров.In this design of the electroconvector, it is possible to produce a heating element and an electroconvector of various shapes and sizes.
По данной технологии можно изготовить электроконвектор практически любой толщины, например от 5 мм до 30 см и более, и практически любых размеров по площади.Using this technology, it is possible to make an electric convector of almost any thickness, for example from 5 mm to 30 cm or more, and almost any size in area.
В случае необходимости изготовления электроконвектора большой толщины и получения высокой прочности нагревательного элемента применяют несколько слоев объемных нагревательных элементов одной или разных структур, которые послойно склеивают между собой посредством разделяющих их тонких слоев или пленок электроизоляционных материалов (Фиг.3). На Фиг.3 под номером 8 изображены два объемных нагревательных элемента треугольной формы, склеенных между собой, либо соединенных механически с помощью промежуточного тонкого электроизоляционного слоя (на Фиг.3 под номером 13).If it is necessary to manufacture a large thickness electroconvector and obtain a high strength heating element, several layers of volumetric heating elements of one or different structures are used, which are layer-by-layer glued together by means of thin layers separating them or films of electrical insulation materials (Figure 3). Figure 3 at
Внешние электроизоляционные слои электроконвектора могут быть изготовлены, например, из стекла, стекломагнезитового листа, пластика, металла с электроизоляционным покрытием, а также с использованием декоративных покрытий, декоративных пленок и красочных слоев (Фиг.4). На Фиг.4 под номером 8 - объемный нагревательный элемент треугольной формы, под номером 9 - передняя и задняя электроизоляционные пластины корпуса конвектора, под номерами 10 и 11 - слои материалов конструкции корпуса, закрывающие электроконвектор по периметру.External electrical insulating layers of the convector can be made, for example, of glass, glass-magnesite sheet, plastic, metal with an electrical insulating coating, as well as using decorative coatings, decorative films and paint layers (Figure 4). In figure 4, under
Электроконвектор может дополнительно содержать термостаты внутри корпуса, обеспечивающие отключение электроконвектора при превышении заданной температуры и включение при снижении температуры в помещении ниже допустимой.The electroconvector may additionally contain thermostats inside the casing, providing shutdown of the electroconvector when the set temperature is exceeded and turning on when the room temperature drops below the permissible one.
Электроконвектор может содержать на корпусе переключатель либо регулятор мощности, а внутри корпуса вентилятор с целью интенсификации процесса теплообмена.An electric convector may include a switch or a power regulator on the housing, and a fan inside the housing to intensify the heat transfer process.
По периметру конвектор закрыт материалами, в том числе с отверстиями для циркуляции воздуха либо жидкости (Фиг.4).Around the perimeter, the convector is closed with materials, including with holes for air or liquid circulation (Figure 4).
Электроконвектор работает следующим образом.Electroconvector works as follows.
Электроконвектор включают в электросеть. Объемный резистивный элемент нагревается до определенной температуры. Холодный воздух, поступающий через отверстия в корпусе конвектора снизу, нагревается в каналах нагревательного элемента, устремляется по каналам вверх, далее нагретый воздух направляется в помещение через отверстия по периметру конвектора. Нагретый воздух может быть направлен не только вверх, но и в боковые и фронтальные отверстия конвектора.The electric convector is included in the mains. The volume resistive element is heated to a certain temperature. The cold air coming in through the openings in the convector case from below is heated in the channels of the heating element, rushes upward through the channels, then the heated air is directed into the room through the openings around the perimeter of the convector. Heated air can be directed not only up, but also into the side and front openings of the convector.
Сквозные отверстия требуемого размера обуславливают эффект "сквозняка", в результате чего заметно усиливается конвекция воздушного потока. Постоянное движение нагреваемого воздуха устраняет перегрев объемного нагревательного элемента, способствует эффективной теплоотдаче и увеличению срока службы электроконвектора.The through-holes of the required size determine the “draft” effect, as a result of which the convection of the air flow is noticeably enhanced. The constant movement of the heated air eliminates overheating of the volumetric heating element, contributes to efficient heat transfer and increase the life of the electric convector.
Поскольку площадь нагревательного элемента весьма велика, в несколько раз больше, чем у электронагревателей аналогов и прототипа, то объемный нагревательный элемент нагревается несильно, кислород и пыль электронагреватель не сжигает и не распыляет пыль по помещению, как в случае применения тепловентилятора.Since the area of the heating element is very large, several times larger than that of the analog and prototype electric heaters, the volumetric heating element does not heat up much, the electric heater does not burn oxygen and dust and does not spray dust around the room, as in the case of a fan heater.
Электроконвектор технологичен, так как резистивные объемные нагревательные элементы могут быть изготовлены при одной закладке в пресс, сразу в виде многослойной пачки с разделительными слоями, например из фторлакоткани или из антиадгезионной жидкости.The electric convector is technological, since resistive volumetric heating elements can be made with one tab in the press, immediately in the form of a multilayer pack with separation layers, for example, from fluorocarbon fabric or from release fluid.
Большого давления прессования не требуется, так как к резистивному элементу не предъявляется высоких требований по прочностным характеристикам.A large pressing pressure is not required, since high requirements for strength characteristics are not imposed on the resistive element.
Следует отметить, что жесткий объемный нагревательный элемент сложной формы может быть изготовлен также без применения давления натяжением резистивного полотна между направляющими элементами, например штырями, расположенными требуемым порядком (Фиг.5). Полотно натягивают между штырями, формируют из него заданную объемную форму, наносят электроизоляционное покрытие, отверждают покрытие, снимают жесткий нагревательный элемент со штырей.It should be noted that a rigid volumetric heating element of complex shape can also be made without applying pressure by tensioning the resistive web between the guide elements, for example, pins located in the required order (Figure 5). The canvas is pulled between the pins, a predetermined three-dimensional shape is formed from it, an insulating coating is applied, the coating is cured, a rigid heating element is removed from the pins.
Штыри могут быть изготовлены из материалов с низкими адгезионными характеристиками, например из фторопласта, или с нанесением на поверхность штырей антиадгезионных покрытий. Электроизоляционное покрытие может быть нанесено на резистивное полотно и до формования из него объемной формы (до натяжения на штыри). На Фиг.5 под номером 12 изображены штыри, под номером 8 - резистивное полотно в виде объемного нагревательного элемента треугольной формы. Стрелками показано направление нанесения полотна на штыри. Электроизоляционные покрытия на резистивное полотно наносят, например, шпателем, кистью, напылением, окунанием в раствор, способом налива на полотно. Нанесение электроизоляционного покрытия на резистивное полотно может быть проведено в один слой или в несколько слоев, в том числе с использованием композиций разных составов.The pins can be made of materials with low adhesive characteristics, for example, fluoroplastic, or with the release of coating on the surface of the pins. The electrical insulating coating can be applied to the resistive fabric and before forming a three-dimensional shape from it (before tensioning the pins). In figure 5, the
Все слои конструкции конвектора могут быть соединены и без применения клея - механически.All layers of the convector structure can be connected mechanically without the use of glue.
Температура отверждения электроизоляционного покрытия объемного нагревательного элемента зависит от состава покрытия и может колебаться в пределах от 10°C до 200°C.The curing temperature of the insulating coating of the volumetric heating element depends on the composition of the coating and can range from 10 ° C to 200 ° C.
Применением негорючих электроизоляционных покрытий и внешних слоев корпуса конвектора обеспечивают негорючесть электроконвектора.The use of non-combustible electrical insulation coatings and the outer layers of the convector body ensure the non-combustibility of the electroconvector.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112822/07A RU2483494C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112822/07A RU2483494C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011112822A RU2011112822A (en) | 2012-10-10 |
| RU2483494C2 true RU2483494C2 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=47079190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112822/07A RU2483494C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483494C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170339750A1 (en) * | 2014-12-16 | 2017-11-23 | Saint-Gobain Glass France | Transparent pane with an electrical heating layer and production method thereof |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0052079B1 (en) * | 1980-11-12 | 1986-02-05 | Battelle Memorial Institute | Method for producing a heating element |
| US4682009A (en) * | 1985-06-11 | 1987-07-21 | Thermotechnik G. Bauknecht Gmbh | Wall mounted combined radiactive-convective electric space heater |
| US5039845A (en) * | 1986-03-24 | 1991-08-13 | Ensci, Inc. | Resistance heating element and methods for resistance heating |
| RU2059167C1 (en) * | 1993-08-15 | 1996-04-27 | Александр Михайлович Дубенский | Electric convector |
| RU2074523C1 (en) * | 1994-03-01 | 1997-02-27 | Акционерное общество "Экид" | Electrical heater-convector |
| RU2187906C1 (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-20 | Семенихин Сергей Петрович | Method for manufacturing composite flexible electric surface heater |
| 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 RU2011112822/07A patent/RU2483494C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0052079B1 (en) * | 1980-11-12 | 1986-02-05 | Battelle Memorial Institute | Method for producing a heating element |
| US4682009A (en) * | 1985-06-11 | 1987-07-21 | Thermotechnik G. Bauknecht Gmbh | Wall mounted combined radiactive-convective electric space heater |
| US5039845A (en) * | 1986-03-24 | 1991-08-13 | Ensci, Inc. | Resistance heating element and methods for resistance heating |
| RU2059167C1 (en) * | 1993-08-15 | 1996-04-27 | Александр Михайлович Дубенский | Electric convector |
| RU2074523C1 (en) * | 1994-03-01 | 1997-02-27 | Акционерное общество "Экид" | Electrical heater-convector |
| RU2187906C1 (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-20 | Семенихин Сергей Петрович | Method for manufacturing composite flexible electric surface heater |
| 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 (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170339750A1 (en) * | 2014-12-16 | 2017-11-23 | Saint-Gobain Glass France | Transparent pane with an electrical heating layer and production method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011112822A (en) | 2012-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3385959A (en) | Flexible heating elements | |
| US3627981A (en) | Areal heating element | |
| KR101813685B1 (en) | Manufacturing Method of Sheet Type Heating Element | |
| US20140183180A1 (en) | Spiral Tube-Like Heater | |
| JP2009009835A (en) | Planar heating element | |
| WO2017007081A1 (en) | Wet planar heating element using polymer ptc constant-temperature heating ink | |
| RU2483494C2 (en) | Electric convector and method to manufacture resistive heating element for it | |
| DE20319024U1 (en) | Flat heating element made up of multiple layers for converting electric energy into heat energy formed by screen printing | |
| KR20090088289A (en) | Laminated flooring using carbon heating element and manufacturing method accordingly | |
| RU2483493C2 (en) | Electric heater and method to manufacture honeycomb heating element for it | |
| RU151643U1 (en) | ELECTRIC HEATER | |
| RU2088047C1 (en) | Film electric heater | |
| WO2015159665A1 (en) | Carbon-covered flat heater and production method therefor | |
| JPH1197160A (en) | Sheet heater | |
| RU2297113C1 (en) | Electric heater (variants) | |
| CN205454121U (en) | Brilliant electro -heat equipment of compound polymer carbon of self -limiting temperature | |
| CN215832028U (en) | Heating ceramic tile | |
| RU2213432C2 (en) | Flexible electric heater | |
| RU57070U1 (en) | FILM ELECTRIC HEATER | |
| JP2007010304A (en) | Floor heater | |
| AT7326U1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A FLAT HEATING ELEMENT AND PRODUCED FLOOR HEATING ELEMENT THEREOF | |
| KR101174671B1 (en) | Electrical heating board having ceramic paper heat generating plate | |
| RU201394U1 (en) | Flexible film infrared electric heater | |
| CN106131980A (en) | A kind of electricity heat-producing machine | |
| CN207925195U (en) | Epoxy resins insulation plate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140406 |