SE522968C2 - Uppvärmningsanordning - Google Patents

Description

nnnnn |»mn nn nnn nnn n n nn n v' i " , n n n n n n n nn n n n n :zu f '~' " ' ' ' ' ' :'n'nn n n v vnn nnn I OI: z z ': .': , . , n n n n , , , . nn nnn nn n n n n n nn 2 Enligt patentkravet 1 består uppvärmningsanordningen av en kombination av följande kännetecken: Uppvärmningsanordningen innefattar åtminstone ett värmeelement i form av ett platt element med två på avstånd från varandra anordnade elektriska ledare och en däremellan beflntlig beläggning av ett beläggningsmaterial för alstring av elektromagnetiska vågor, bestående av bindemedel, isolermedel, dispergerrnedel, vatten och grafit, varvid beläggningsmaterialet är sammansatt av a. 55 till 65 % ämnesandelar av ett basmaterial av: n 39 till 49% ämnesandelar bindemedel, n 18till23% ämnesandelarisolermedel, n 18ti|| 24% ämnesandelar dispergermedel, n 12till16% ämnesandelar destillerat vatten, och b. 35 till 45% ämnesandelar grafit, varvid bindemedlet är sammansatt av n 64 till 79% n 4 till 6% n O,16till 0,24% ämnesandelar fenol eller 0,05 till 0,5% ämnesandelar ämnesandelar destillerat vatten, ämnesandelar svavelbehandlad olja, bensisotiazolinon n 15 till 19% ämnesandelar kasein n 0,8 till 1,2% ämnesandelar karbamid n 2 till 3% ämnesandelar alkaliskt förtunningsmedel, och n 2,5 till 3,5% ämnesandelar kaprolaktam, och varvid elektromagnetiska vågor kan sändas ut medelst beläggningsmaterialet av isolermedlet, grafiten och bindemedlet. Detta kan förklaras med bildningar av dipo- ler i beläggningsmaterialet.

En särskilt hög verkningsgrad hos uppvärmningsanordningen uppnås ge- nom användandet av den angivna beläggningen av det speciella beläggningsma- terialet.

För att kunna anbringa en likformig beläggning innefattar bindemedlet där- för som huvudbeståndsdel destillerat vatten, vilket, avhängigt av tillsatt mängd, sörjer för en åtminstone tjockflytande konsistens hos bindemedlet. Därigenom kan bindemedlets enskilda komponenter blandas bra med varandra. Den svavelbe- handlade oljan och eventuellt ett utflytningsmedel tjänar som lösningsfördelare och vann: »aaan åstadkommer en likformig och stabil fördelning av de enskilda ämnena i binde- medlet liksom den goda filmbildningen av beläggningsmaterialet på ett bärarmate- rial.

De i bindemedlet befintliga fenolerna eller benzisotiazolinonen gynnar re- dan i små mängder agglomereringen av partiklar. Kaseinet ska ses som bindeme- del i bindemedlet och åstadkommer en agglomerering av de enskilda komponen- terna i bindemedlet. Karbamiden används även det som lösningsmedel i binde- medlet, dvs. det gynnar den likformiga fördelningen av de enskilda komponenterna i bindemedlet. Dessutom finns i bindemedlet ett förtunningsmedel, vilket tjänar till homogenisering, liksom även kaprolaktam som uppbyggnadsämne.

Grundsubstansen innefattar som huvudbeståndsdel bindemedlet, till vilket isolermedlets partiklar agglomereras som en del av den elektriska dipolen. Disper- germedlet underlättar därvid dispergeringen och därmed den likformiga fördel- ningen av bindemedlet tillika med isolermedlets partiklar i grundsubstansen. Den tillsatta grafiten agglomereras med sina enskilda partiklar slutligen även den till bindemedlet som redan binder isolermedlet och bildar tillsammans med isolermed- let en mångfald elektriska dipoler, vilka är likformigt fördelade i beläggningsmateri- alet och sedan i den färdiga anbringade beläggningen. Därmed uppnås en hög ut- strålningsgrad av elektromagnetisk strålning vid en högfrekvent excitering. l syn- nerhet kan därmed en frekvensutstrålning emitteras i det molekylära egenfre- kvensområdet för materialet som ska värmas upp liksom även en motsvarande lämplig frekvens för ytterligare ett i rummet anordnat flytande eller gasformigt me- dium.

För en högfrekvent excitering föreslås en övertonsgenerator, vilken inne- fattar en elektrisk byggsten, vilken vid en påverkan med en styrsvängning uppvisar en brant stigningsflank som motsvarar en brant strömökningshastighet och lämpar sig därmed för att alstra en hög andel övertoner, exempelvis upp till den femtionde harmoniska svängningen.

Denna övertonsgenerator är kopplad till värmeelementets båda elektriska ledare för en excitering av värmeelementet till utstrålning av ett svängningsspekt- rum i de molekylära egenfrekvensområdena, vilka företrädesvis ligger som band- resonansområden i TeraHertz-området.

Som svavelbehandlade oljor kan t.ex. sulfonerad olivolja, sulfonerad se- samolja eller sulfonerad palmolja användas. Enligt krav 2 är den sulfonerade oljan ||.|. øi|fi 522 968 4 emellertid företrädesvis sulfonerad ricinolja, vilken är känd som sulforicinat eller som turkrödolja. Denna sulfonerade ricinolja lämpar sig särskilt bra på grund av sina gränsyteaktiva egenskaper.

Enligt krav 3 är fenolerna företrädesvis karboniserade, genom krackning av tillverkade fenoler, vilka uppvisar en särskild lämplighet för partikelagglomere- ring. lstället för fenoler används företrädesvis benzisotiazolinon.

Enligt krav 4 är förtunnlngsmedlet ett lösningsmedel baserat på aromater och/eller alkoholer och/eller estrar och/eller ketoner, t.ex. terpen.

Som isolermedel kan ett flertal kända isolatorer användas. Enligt krav 5 är emeller- tid isolermedlet företrädesvis ett isolerande sot. Detta sot tillsätts med fördel redan i malet tillstånd med en mycket liten partikelstorlek. Därigenom gynnas en likformig fördelning av sotet i grundsubstansen och därmed i sin helhet bildandet av en mångfald elektriska dipoler i beläggningsmaterialet.

Enligt krav 6 är dispergermedlet som underlättar dispergeringen och där- med den likformiga fördelningen av bindemedlet tillika med isolermedlets partiklar i grundsubstansen en oorganisk och/eller organisk monomer och/eller polymer sub- stans.

Enligt krav 7 innehåller beläggningsmaterialet i en föredragen utförings- form ett tixotropieringsmedel. Detta tixotropieringsmedel medför att beläggnings- materialet uppvisar en tjockflytande konsistens, den kan alltså lätt strykas ut under anbringandet av en strålningsyta, men är i vilotillstånd så trögflytande att det inte kan uppstå någon dropp- eller tårbildning på ytan. Därigenom möjliggörs ett an- bringande av beläggningsmaterialet på en strålningsyta exakt efter konturen.

Såsom särskilt lämplig elektrisk byggsten för att åstadkomma en hög an- del övertoner föreslås enligt krav 8 en Triac, vilken vid ett fasavsnitt företrädesvis uppvisar en stigningsvinkel mellan 87° och ungefär 90°. Men även andra, i sig kända elektriska byggstenar med liknande egenskaper och med sina i sig kända elektroniska styrkomponenter kan användas, såsom t.ex. en dubbel MOS-transis- tor.

Därvid ska påpekas att sådana elektriska byggstenar med så branta strömstigningshastigheter och därmed en så hög andel övertoner inte lämpar sig för en drift i de konventionella elnäten, just på grund av deras höga andelar över- toner. I den föreliggande hela anordningen av en sådan övertonsgenerator till- sammans med åtminstone ett anslutet värmeelement får man emellertid en dämp- unna» ulfn» 522 968 :¿::= ning av den höga andelen övertoner genom exciteringen i värmeelementet. Där- igenom kan hela anordningen användas tillsammans med ett konventionellt elnät utan risk för en förorening av nätet med en hög andel övertoner.

Därmed erhålls genom en sådan utformning av en övertonsgenerator för en högfrekvent excitering en i sin helhet mycket kostnadssparande uppvärmnings- anordning med avseende på de erforderliga byggdelarna. Ytterligare en avsevärd kostnadsfördel hos en sådan uppvärmningsanordning får man genom de ytterst låga installationskostnaderna och det lilla utrymmesbehovet jämfört med de kända uppvärmningssystemen med varmluft och varmvatten, såväl som de ytterst låga driftskostnaderna.

Därmed lämpar sig uppvärmningsanordningar enligt uppfinningen för alla möjliga uppvärmnlngsändamål, i synnerhet i offentliga och privata byggnader, var- vid avsevärda friheter med avseende på arkitektonisk utformning öppnas på grund av det lilla utrymmesbehovet och en eventuell täckt anordning. l ett konkret utförande av ett värmeelement föreslås enligt krav 9 att de re- spektive elektriska ledarna i värmeelementet är utformade som kopparfolieband.

Den elektriska kontakten med beläggningen kan ske genom en direkt anliggning eller inbäddning och utgör en kapacitiv och/eller induktiv koppling.

För en anpassning av värmeverkan till olika rumsliga realiteter och till för- änderliga temperaturförhållanden kan en styrning och/eller reglering enligt krav 10 enkelt genomföras genom ändring av amplituden och/eller frekvensen hos styr- svängningarna medelst i sig kända elektroniska styranordningar.

Värmeelementets grundbärmaterial kan vara plattformigt stabilt, så att man får panelliknande värmeelement, vilka exempelvis kan monteras med kon- ventionella väggfästen. Det är emellertid även möjligt att utföra grundbärmaterialet hoprullbart som en tapet, vilket då klistras upp på en vägg.

Dimensioneringen och anpassningen av en uppvärmningsanordning enligt uppfinningen kan enkelt genomföras, varvid enligt krav 12 exempelvis flera vär- meelement kan kombineras på ett optiskt tilltalande sätt och i en kompakt anord- ning. För att hålla ett eventuellt inflytande från ledningskapacitanser så låg som möjligt, ska man därvid se till att tilledningarnas längd är så liten som möjligt.

Uppvärmningsanordningen kan med fördel användas som rumsuppvärm- ning för bostadsrum, arbetsrum och offentliga lokaler, t.ex. i kyrkor. Dessutom är uppvärmningsanordningen särskilt lämplig för torkrum, t.ex. för torkkammare för annan .wtfil 522 968 6 lackeringsanläggningar eller för trätorkning, varvid energiförbrukningen kan redu- ceras avsevärt jämfört med konventionella uppvärmningsanläggningar.

Enligt krav 13 kan emellertid även grundbärmaterialet eller materialdelar därav eller därtill anliggande eller förbundna material väljas på så sätt att de kan exciteras via molekylära egenfrekvenser och kan därmed på ett särskilt effektivt sätt värmas upp direkt.

I en utföringsform enligt krav 14 kan medelst en rörformig grundbärare, vilken företrädesvis är belagd på utsidan, eventuellt även på insidan, en däri be- fintlig vätska, vilken uppvisar molekylära egenfrekvenser, värmas upp. I synnerhet kan man på det sättet tillverka en genomströmningsvärmare som är enkelt upp- byggd och som har en låg energiförbrukning, t.ex. en vattengenomströmningsvär- mare för hushållsändamål.

Med hjälp av en ritning kommenteras uppfinningen närmare. Där visar: Figur 1 en uppvärmningsanordning som rumsvärmare i perspektiv, och Figur 2 en styrkoppling. lfig. 1 visas ett rumshörn 1 iperspektiv, i vilket en uppvärmningsanord- ning 2 är installerad. Uppvärmningsanordningen 2 består här av en kombination av tolv värmeelement 3, vilka i rumshörnet 1 är symmetriskt grupperade i horison- tella grupper på fyra värmeelement. Därvid är värmeelementen 3 utformade som rätvinkliga platta element och är i sina respektive kortsidor förbundna med varand- ra i förbindningspunkter 4 som parallellförbindningar. Värmeelementen 3 kan en- dera uppvisa ett plattformigt grundbärarmaterial eller ett hoprullbart grundbärarma- terial, varvid det sedan på lämpligt sätt skruvas fast eller klistras fast. Tre respekti- ve vertikala i kanten befintliga värmeelement 3 är medelst förbindningskablar 5 via en fördelardosa 6 och med de andra värmeelementen 3 resp. deras elektriska le- dare 14, 15 som kopparfolieband förbundna via parallellförbindningarna 4.

En styrapparat 7 innehåller i synnerhet en övertonsgenerator med exem- pelvis en Triac med brant strömdrivningshastighet såväl som med en styr- eller re- gleranordning för svängningsamplituderna. Styrapparaten 7 är via fördelardosan 6 å ena sidan förbunden med värmeelementen 3 och matas å andra sidan via en transformator 8 över nätanslutningen 9. lfig. 2 visas en konkret styrkoppling 10 hos styrapparaten 7 med en dub- bel MOS-transistor 11. :para llm» 522 968 7 Med en multivibrator 12 som integrerad halvledarkoppling (typ CD 4047 B) styrs via ett motstånd 13 den dubbla MOS-transistorn 11 med en redan relativt hög frekvens på ca. 20 kHz. Multivibratorn 12 är kopplad på det i tig. 2 visade sät- tet. l den dubbla MOS-transistorns 11 strömkrets ligger ett (schematiskt visat) värmeelement resp. dess elektriska, på avstånd från varandra befintliga, ledare 14, 15 som ett slags kopparfolieband. Med en till multivibratorn 12 ansluten poten- tiometer 16 kan amplituderna och frekvenserna hos styrsvängningarna för den dubbla MOS-transistorn 11 ställas in i ett område på ca. Ueff 20V till 30V och 18 kHz till 22 Khz, varigenom uppvärmningsenergin och därmed värmeverkan kan styras.

För funktionen och utstrålningen av ett svängningsspektrum i de molekylä- ra egenfrekvensområdena är den branta strömökningshastigheten hos den dubbla MOS-transistorn 11 bestämmande, varvid den därigenom alstrade höga andelen övertoner är verksam upp till ungefär den femtionde harmoniska svängningen.

En elektrisk koppling med en funktion som liknar den i fig. 2 visade kopplingen kan byggas upp med en Triac. Medan styrningen av den dubbla MOS- transistom 11 redan sker med en relativt hög frekvens i området av 20 kHz, kan en Triac i en ungefär likadant verkande koppling styras direkt med en nätfrekvens på ca. 50 Hz.

Claims (14)

522 968 8 ' ' ll ø u a o o ' ' I' PATENTKRAV

1. Uppvärmningsanordning, kännetecknad av en kombination med följande kännetecken: 5 - åtminstone ett värmeelement (3) i form av ett platt element med två på avstånd från varandra anordnade elektriska ledare och en däremellan befintlig belägg- ning av ett beläggningsmaterial för alstring av elektromagnetiska vågor, bestå- ende av bindemedel, isolermedel, dispergermedel, vatten och grafit, varvid be- läggningsmaterialet är sammansatt av 10 a. 55 till 65% ämnesandelar av ett basmaterial av ø 39 till 49% ämnesandelar bindemedel, ø 18 till 23% ämnesandelar isolermedel, o 18 till 24% ämnesandelar dispergermedel, ø 12 till 16% ämnesandelar destillerat vatten, 15 och b. 35 till 45% ämnesandelar grafit, varvid bindemedlet är sammansatt av ø 64 till 79% ämnesandelar destillerat vatten, 4 till 6% ämnesandelar svavelbehandlad olja, 0,16 till 0,24% ämnesandelar fenol eller 0,05 till 0,5% ämnesandelar 20 bensisotiazolinon 15 till 19% ämnesandelar kasein 0,8 till 1,2% ämnesandelar karbamid 2 till 3% ämnesandelar alkaliskt förtunningsmedel, och - 2,5 till 3,5% ämnesandelar kaprolaktam, och 25 varvid elektromagnetiska vågor kan sändas ut medelst beläggningsmaterialet av isolermedel, grafit och bindemedel, - åtminstone en styr- och reglerapparat (7) med en övertonsgenerator, vilken in- nefattar en elektrisk byggsten, vilken vid påverkan med en styrsvängning uppvi- sar en brant stigningsflank och lämpar sig därmed för att alstra en hög andel 30 övertoner, och - övertonsgeneratorn är kopplad till de båda elektriska ledarna hos värmeelemen- 1:; tet (3) för en excitering av värmeelementet (3) att emittera ett svängningsspekt- rum inom ett molekylärt egenfrekvensområde. unit; 113m 20 25 30 522 968 9

2. Uppvärmningsanordning enligt krav 1, kännetecknad av att den svavel- behandlad oljan företrädesvis är sulfonerad ricinolja.

3. Uppvärmningsanordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att feno- lerna är karboniserade, genom krackning tillverkade fenoler eller av att benzisotia- zolinon företrädesvis används.

4. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknad av att förtunningsmedlet är ett lösningsmedel baserat på aromater och/eller alkoholer och/eller estrar och/eller ketoner.

5. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknad av att isolermedlet är ett isolerande sot.

6. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknad av att dispergermedlet är en oorganisk och/eller organisk monomer och/eller polymer substans.

7. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 6, kännetecknad av att beläggningsmaterialet innehåller ett tixotropieringsmedel.

8. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 7, kännetecknad av att den elektriska byggstenen är en Triac och/eller en dubbel MOS-transistor, med de därtill anordnade i sig kända elektroniska styrkomponenterna.

9. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 8, kännetecknad av att de elektriska ledarna i värmeelementet (3) är utformade som i huvudsak paral- lellt inriktade kopparfolieband och att den elektriska kontakten med beläggningen är utformad som kapacitiv och/eller induktiv koppling, varvid beläggningen ligger under eller över kopparfoliebanden eller så är dessa inbäddade i beläggningen. lust: 15 20 522 968 10

10. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 9, kännetecknad av att värmeinverkan kan styras och/eller regleras genom ändring av amplituden och/eller frekvensen hos styrsvängningarna.

11. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 10, kännetecknad av att värmeelementets (3) grundbärmaterial är utformat plattformigt stabilt eller hop- rullbart som en tapet.

12. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 11, kännetecknad av att flera värmeelement (3) används som platta element, varvid alla de platta elementen uppvisar en relativt rätvinklig yta och är parallellt kopplade i en symmet- risk anordning med företrädesvis korta längder hos tilledningarna.

13. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 12, kännetecknad av att grundbärmaterialet självt eller därmed förbundna, anliggande eller infogade materialdelar kan exciteras och därmed värmas upp via molekylära egenfrekven- Ser.

14. Uppvärmningsanordning enligt något av kraven 1 till 13, kännetecknad av att grundbärmaterialet är utformat som rör och är beståndsdel av en vätskevärma- re, varvid vätska kan fyllas på i och/eller ledas genom röret.