UA68374U

UA68374U - Energy-saving thick-film heating element on glass substrate

Info

Publication number: UA68374U
Application number: UAU201110099U
Authority: UA
Inventors: Сергей Иванович Петров; Александр Анатольевич Костюк
Original assignee: Сергей Иванович Петров; Александр Анатольевич Костюк
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2012-03-26

Abstract

An energy-saving thick-film heating element on glass comprises a glass substrate with a resistive layer and a protection layer sequentially applied thereon. Between the substrate and resistive layer an intermediate layer is located having high emitting power (emissivity factor) of 95-98 %.

Description

Корисна модель належить до галузі електротехніки і опалювання за рахунок інфрачервоної променевої енергії та може бути використана при виготовленні енергозберігаючих електричних конфорок, електронагрівачів, випромінювальних панелей та інших теплових пристроїв спеціального промислового та побутового призначення, у медичній техніці.The useful model belongs to the field of electrical engineering and heating due to infrared radiant energy and can be used in the manufacture of energy-saving electric burners, electric heaters, radiating panels and other thermal devices for special industrial and household purposes, in medical equipment.

Відомий товстоплівковий нагрівач (див. патент Росії на винахід Мо 2251225, МПК7 НОБВ 3/26, публ. 27.04.2005, заявка 2001111005/09 від 14.08.2000), який являє собою металічну підкладку з послідовно розташованими на ній ізоляційним та резистивним шарами, що виконані засобами товстоплівкової технології, в якому за рахунок складної конфігурації резистивного шару та відповідної багатоступеневої технології його нанесення реалізовуються засоби мінімізації деформації розтягу ізоляційного шару з непостійним розподілом густини потужності нагрівальної смужки по поверхні нагрівача. При цьому потужність нагрівача у периферійній зоні вище, ніж у його середній зоні, що, на думку авторів, запобігає руйнуванню ізоляційного шару, але при цьому відсутня рівномірність нагріву підкладки. Також великим недоліком є складність та високі матеріальні витрати на виготовлення пристрою.The well-known thick-film heater (see Russian patent for the invention Mo 2251225, MPK7 NOBV 3/26, publ. 04/27/2005, application 2001111005/09 dated 08/14/2000), which is a metal substrate with insulating and resistive layers located sequentially on it, made by means of thick-film technology, in which due to the complex configuration of the resistive layer and the appropriate multi-stage technology of its application, the means of minimizing the tensile deformation of the insulating layer with non-constant distribution of the power density of the heating strip on the surface of the heater are implemented. At the same time, the power of the heater in the peripheral zone is higher than in its middle zone, which, according to the authors, prevents the destruction of the insulating layer, but at the same time there is no uniformity of heating of the substrate. Also, a big disadvantage is the complexity and high material costs of manufacturing the device.

Відомий інфрачервоний обігрівач (див. патент України на корисну модель Мо 29430, МПК (2006) НОБВ 3/02, публ. 10.01.2008, заявка и200710825 від 01.10.2007), а також інфрачервоний обігрівач (див. патент України на корисну модель Мо 44667, МПК (2009) НО5В 1/00, НОБВ 3/00, публ. 12.10.2009, заявка и200904446 від 05.05.2009), що складаються з корпусу, тепловипромінювальної металічної пластини та розміщених у корпусі низькотемпературного трубчастого електронагрівача, теплоїзолятора і встановленого між ними відбивача. Але цей обігрівач характеризується температурою тепловипромінювальної пластини 300 "С іє надзвичайно габаритною та матеріаловмісною конструкцією, що кріпиться на стелі. Для нагрівачів такого типу виділення теплової енергії за рахунок конвективних потоків складає не менше 30 95 потужності нагрівача. До того ж вони містять ніхромові нагрівальні елементи, які можуть генерувати лише до 5 9о теплового потоку, що передається випромінюванням, отже генерування випромінювання є не прямим, а опосередкованим - через термічний підігрів металічної пластини, а сам прилад, через свої габарити, може бути застосований переважно лише як обігрівач приміщення.A well-known infrared heater (see patent of Ukraine for a utility model Mo 29430, IPC (2006) NOBV 3/02, publ. 10.01.2008, application и200710825 dated 01.10.2007), as well as an infrared heater (see patent of Ukraine for a utility model Mo 44667, IPC (2009) НО5В 1/00, НОБВ 3/00, publ. 12.10.2009, application и200904446 dated 05.05.2009), consisting of a body, a heat-radiating metal plate and a low-temperature tubular electric heater placed in the body, a heat insulator and installed between them the reflector. But this heater is characterized by a temperature of the heat-radiating plate of 300 "C and an extremely large and material-intensive construction that is mounted on the ceiling. For heaters of this type, the release of thermal energy due to convective flows is at least 30 95 of the heater's power. In addition, they contain nichrome heating elements, which can generate only up to 5 9o of heat flow transmitted by radiation, therefore, the generation of radiation is not direct, but indirect - due to thermal heating of a metal plate, and the device itself, due to its dimensions, can be used mainly only as a room heater.

Відомий інфрачервоний модуль (див. деклар. патент України на винахід Мо 38073, МПК7The well-known infrared module (see declar. patent of Ukraine for invention No. 38073, IPC7

Зо НОБВ 3/26, АбІМ 5/06, публ. 15.05.2001, заявка 2000052980 від 24.05.2000), що є пристроєм медичної техніки, застосовується для лікування інфрачервоним випромінюванням та складається з відбивача, у фокусі якого розміщений інфрачервоний випромінювач, виконаний з нагрівального елемента на основі проводу високого опору у вигляді спіралі. Він відрізняється довжиною, що відповідає середньому зросту людини, уведенням у трубу зі спіраллю дрібнодисперсного наповнювача на базі оксиду алюмінію, що запобігає окисленню спіралі, робить стабільнішою інтенсивність випромінювання по довжині та генерує потік ІЧ- випромінювання у діапазоні 3-40 мкм. Однак відомо, що максимальною глибиною проникнення у приповерхневі шари тіла людини (до 5 см під поверхню шкіри) відрізняється інфрачервоне випромінювання у діапазоні довжин хвиль 8,0-9,3 мкм. Отже, наявність рівномірного широкосмугового випромінювання у діапазоні 3-40 мкм перекриває лікувальний діапазон, але є неефективним з точки зору використання електроенергії, оскільки значна частина потужності інфрачервоного модуля витрачається на випромінювання хвиль, що не справляють жодного лікувального впливу, а лише забезпечують енергетичні втрати.From NOBV 3/26, AbIM 5/06, publ. 05/15/2001, application 2000052980 dated 05/24/2000), which is a medical equipment device, is used for infrared radiation treatment and consists of a reflector in the focus of which is an infrared emitter made of a heating element based on a high resistance wire in the form of a spiral. It is distinguished by a length that corresponds to the average height of a person, the introduction of a fine-dispersed filler based on aluminum oxide into the tube with a spiral, which prevents oxidation of the spiral, makes the intensity of radiation more stable along its length, and generates a stream of IR radiation in the range of 3-40 microns. However, it is known that the maximum depth of penetration into the near-surface layers of the human body (up to 5 cm below the surface of the skin) is distinguished by infrared radiation in the wavelength range of 8.0-9.3 microns. Therefore, the presence of uniform broadband radiation in the range of 3-40 μm covers the therapeutic range, but is inefficient from the point of view of electricity use, since a significant part of the power of the infrared module is spent on the emission of waves that do not have any therapeutic effect, but only provide energy losses.

Відомий інфрачервоний обігрівальний прилад (див. патент України на корисну модель Мо 41879, МПК(2009) Р240 15/00, публ. 10.06.2009, заявка и200900777 від 03.02.2009), що являє собою вуглецевий нагрівальний елемент (вуглецева тканина, нитка, тощо), який знаходиться у спеціальній кварцовій трубці, з якої викачане повітря, під час роботи має яскраво виражений колір та світлове забарвлення від темно-червоного до яскраво-білого, в якому інфрачервоне випромінювання розповсюджується та розсіюється завдяки металевій дзеркальній поверхні заднього фону. Такий прилад характеризується високою стійкістю до коливань напруги у мережі, тривалим строком служби, економією електроенергії, пдвищеним тепловим комфортом при нижчій температурі оточуючого повітря, можливістю зонального обігріву та можливістю використання в безпосередній близькості від людини, діапазоном інфрачервоного випромінювання наближеним до лікувального біодіапазону 8,0-9,3 мкм. Але цей пристрій має і цілий ряд недоліків: - висока складність, матеріалоємність та собівартість виробництва, оскільки застосовується вакуумування, кварцові труби та дзеркальні відбивачі; - використання приладу тільки у вигляді обігрівальних приладів, тобто, вузька сфера застосування;A well-known infrared heating device (see patent of Ukraine for a utility model Mo 41879, IPC(2009) P240 15/00, publ. 10.06.2009, application и200900777 dated 02.03.2009), which is a carbon heating element (carbon fabric, thread, etc.), which is located in a special quartz tube from which the air is pumped, during operation it has a pronounced color and light color from dark red to bright white, in which infrared radiation is spread and dispersed thanks to the metal mirror surface of the background. Such a device is characterized by high resistance to voltage fluctuations in the network, a long service life, energy saving, increased thermal comfort at a lower temperature of the surrounding air, the possibility of zonal heating and the possibility of use in close proximity to a person, the range of infrared radiation is close to the therapeutic biorange of 8.0- 9.3 microns. But this device has a number of disadvantages: - high complexity, material consumption and cost of production, since vacuuming, quartz tubes and mirror reflectors are used; - use of the device only in the form of heating devices, that is, a narrow scope of application;

- додаткові втрати електроенергії, пов'язані з випромінюванням світлової енергії та хвиль довжиною «1 мкм, дуже близьких до оптичного спектра випромінювання;- additional electricity losses associated with the emission of light energy and waves with a length of 1 μm, which are very close to the optical spectrum of radiation;

Відомий товстоплівковий нагрівальний елемент (див. патент України на корисну модель Мо 56544, МПК(2011.01) НОТС 7/118, НОБВ 3/62, НОБВ 3/68, публ. 10.01.2011, заявка 0и201014610 від 06.12.2010), що містить сталеву (керамічну) підкладку з послідовно розташованими на ній ізолюючим, контактним, резистивним та захисним шарами (у випадку керамічної підкладки ізолюючий шар відсутній), як матеріал ізолюючого та захисного шару використана товстоплівкова паста на снові стекол-ситалоцементу, які не містять лугу та кристалізуються, як матеріал резистивного шару використана товстоплівкова паста на основі боридів нікелю (постійна складова), боридів лантану, хрому та кальцію (змінна складова) з домішками порошків алюмінію та кремнію (разом) або алюмінію, або кремнію. Але у цьому пристрої матеріали підкладки та самого резистивного шару не дозволяють ефективно трансформувати енергію електричної мережі в теплову енергію, що виділяється за допомогою інфрачервоного випромінювання, тому нагрівачі такого типу випромінюють лише близько 30 95 (для металічної підкладки) або 38 95 (для керамічної підкладки) використаної енергії, а решта енергії передається у цільовому та нецільовому напрямку за допомогою конвекційних процесів та теплопровідності. Це спричиняє вкрай низьку ефективність використання теплової енергії та відповідні зайві витрати електроенергії. Іншим недоліком є низька адгезія використовуваних контактних шарів, що спричиняє їх механічне відставання в процесі експлуатації під впливом різких змін температури.A known thick-film heating element (see patent of Ukraine for utility model Mo 56544, IPC(2011.01) NOTS 7/118, НОБВ 3/62, НОБВ 3/68, publ. 10.01.2011, application 0y201014610 dated 06.12.2010), containing a steel (ceramic) substrate with insulating, contact, resistive and protective layers located on it sequentially (in the case of a ceramic substrate, there is no insulating layer), as the material of the insulating and protective layer, a thick film paste on a bed of sieve-cement glasses, which do not contain alkali and crystallize, is used, thick film paste based on nickel borides (permanent component), borides of lanthanum, chromium and calcium (variable component) with admixtures of aluminum and silicon powders (together) or aluminum or silicon was used as the material of the resistive layer. But in this device, the materials of the substrate and the resistive layer itself do not allow to effectively transform the energy of the electrical network into thermal energy emitted by infrared radiation, so heaters of this type emit only about 30 95 (for a metal substrate) or 38 95 (for a ceramic substrate) of the used energy, and the rest of the energy is transferred in the target and non-target direction with the help of convection processes and heat conduction. This causes extremely low efficiency in the use of thermal energy and the corresponding excess consumption of electricity. Another disadvantage is the low adhesion of the used contact layers, which causes their mechanical lag during operation under the influence of sudden temperature changes.

Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є товстоплівковий резистивний елемент (див. патент України на корисну модель Мо 18157, МПК(2006) НОїТС 7/00, публ. 16.10.2006, заявка и200608780 від 07.08.2006), в якому на дієлектричну підкладку, виготовлену з скла, вакуум-щільної кераміки, нітридної кераміки, кварцу, фарфору або фаянсу наносять резистивний шар, за який використовують пасту для товстоплівкових резисторів, що містить провідну фазу на основі боридів, оксидів металів та склозв'язуючого, а також захисний шар, за який використовують пасту на основі кварцового піску, керамічного наповнювача та скла, що кристалізується та не містить лугу. Найбільш близьким до даної корисної моделі є такий варіант резистивного елемента, що виконаний на склі. Це технічне рішення є прототипом корисної моделі, що заявляється.The closest to the claimed utility model is a thick-film resistive element (see patent of Ukraine for a utility model Mo 18157, IPC(2006) NOiTS 7/00, publ. 10/16/2006, application и200608780 dated 08/07/2006), in which a dielectric substrate made of glass, vacuum-tight ceramics, nitride ceramics, quartz, porcelain or earthenware is applied with a resistive layer, for which a paste for thick film resistors is used, containing a conductive phase based on borides, metal oxides and a glass binder, as well as a protective a layer for which a paste based on quartz sand, ceramic filler and glass that crystallizes and does not contain alkali is used. The closest to this useful model is this version of the resistive element made on glass. This technical solution is a prototype of the claimed utility model.

Недоліками цього технічного рішення, частина яких обумовлена відсутністю проміжного шару з високою випромінювальною здатністю 95-98 905, є низький ступінь перетворення споживаної енергії у інфрачервоне випромінювання, що складає не більше 30-35 95, та відповідно високі нецільові втрати теплової енергії та низький енергозберігаючий ефект. ІНШИМ недоліком є низька адгезія використовуваних контактних шарів до скла, що спричиняє їх механічне відставання в процесі експлуатації під впливом різких змін температури. Недоліком є також спосіб приєднання контактних провідників, що полягає у їх приклеюванні до контактних шарів високотемпературними струмопровідними сумішами з подальшою термообробкою. Такий спосіб спрощує та здешевлює виробництво, але робить нагрівальні вироби ненадійними та швидкозношуваними.The disadvantages of this technical solution, some of which are due to the lack of an intermediate layer with a high emissivity of 95-98 905, are a low degree of conversion of consumed energy into infrared radiation, which is no more than 30-35 95, and, accordingly, high non-target losses of thermal energy and a low energy-saving effect . ANOTHER disadvantage is the low adhesion of the used contact layers to the glass, which causes their mechanical lag during operation under the influence of sudden temperature changes. The disadvantage is also the method of connecting contact conductors, which consists in gluing them to the contact layers with high-temperature conductive mixtures followed by heat treatment. This method simplifies and cheapens production, but makes heating products unreliable and wear out quickly.

Задачею корисної моделі, що пропонується, є максимальне підвищення енергозберігаючого ефекту при роботі товстоплівкових нагрівальних елементів та підвищення надійності елементів такого типу, виконаних на склі, при одночасно надзвичайній простоті, низькій матеріалоємності та собівартості виробництва.The task of the proposed useful model is to maximize the energy-saving effect during the operation of thick-film heating elements and increase the reliability of elements of this type made on glass, while at the same time extreme simplicity, low material consumption and production cost.

Технічний результат досягається завдяки використанню розташування між склом- підкладкою та резистивним шаром проміжного шару з підвищеною випромінювальною здатністю (ступенем чорноти тіла) 95-98 95, за який, наприклад, використано вуглецевмісний шар. Для утворення вуглецевмісного шару, використовують пасту на основі дрібнодисперсного графіту марки ГЛ-1 з розмірами часток ЗО мкм та скла, що кристалізується. Завдяки такому проміжному шарові досягається значне підвищення випромінювальної здатності (ступеня чорноти) нагрівальних смужок (резистивного шару) відомих товстоплівкових нагрівальних та резистивних елементів від 0,05-0,3 (в залежності від конкретного складу резистивної пасти) до «0,97 (при довжині ІЧ-хвиль 3,0 мкм) в товстоплівковому нагрівальному елементі на склі, що заявляється, оскільки частка енергії, що випромінюється за рахунок ІЧ-випромінювання тим більша, чим вище ступінь чорноти тіла. Завдяки такому технічному рішенню досягається перетворення більше 90 95 споживаної мережевої електроенергії в інфрачервоне випромінювання з піковою довжиною хвиль 3,14-3,3 мкм.The technical result is achieved due to the use of the location between the substrate glass and the resistive layer of the intermediate layer with increased emissivity (degree of blackness of the body) 95-98 95, for which, for example, a carbon-containing layer is used. For the formation of a carbon-containing layer, a paste based on finely dispersed graphite of the GL-1 brand with particle sizes of 30 μm and crystallizing glass is used. Thanks to such an intermediate layer, a significant increase in the emissivity (degree of blackness) of the heating strips (resistive layer) of known thick-film heating and resistive elements is achieved from 0.05-0.3 (depending on the specific composition of the resistive paste) to "0.97 (at the length IR waves 3.0 μm) in a thick-film heating element on glass, which is claimed, because the share of energy emitted due to IR radiation is greater, the higher the degree of blackness of the body. Thanks to this technical solution, the transformation of more than 90 95 of the consumed network electricity into infrared radiation with a peak wavelength of 3.14-3.3 microns is achieved.

Бажано застосування як підкладки саме ІЧ-прозорого кристалічного скла, що не проводить електричного струму аж до температури 900 "С та пропускає більше 91 95 інфрачервоного 60 випромінювання близького ІЧ-діапазону хвиль з пропускною здатністю, що досягає довжин хвиль 9,0 мкм. Застосування такого матеріалу підкладки забезпечує стабільність опору нагрівального елемента та дозволяє передавати з генерований потік ІЧ-випромінювання з мінімальними втратами.It is desirable to use as a substrate precisely IR-transparent crystal glass, which does not conduct electric current up to a temperature of 900 "C and transmits more than 91 95 infrared 60 radiation of the near-IR range of waves with a bandwidth that reaches wavelengths of 9.0 μm. The use of such of the substrate material ensures the stability of the resistance of the heating element and allows to transmit the generated IR radiation flow with minimal losses.

Нанесення контактних смужок (контактного шару), для наступного приєднання струмопровідних контактів, відбувається з використанням модифікованих паладієвмісних контактних паст з підвищеною адгезією до кристалічного скла завдяки підвищеному вмісту склокомпонентів, що кристалізуються. При цьому досягається можливість якісної пайки контактів срібловмісними припоями та міцне закріплення контактного шару на поверхні скла, що унеможливлює його відставання та руйнування. Одночасно більше ніж у два рази збільшується електричний опір контактного шару, однак це не порушує стабільності в роботі нагрівального елемента і фактична середня температура контактного шару, що спостерігається під час роботи елемента, не перевищує 200 "С.Application of contact strips (contact layer), for the subsequent connection of conductive contacts, takes place using modified palladium-containing contact pastes with increased adhesion to crystalline glass due to the increased content of crystallizable glass components. At the same time, the possibility of high-quality soldering of contacts with silver-containing solders and firm fixing of the contact layer on the surface of the glass is achieved, which makes it impossible for it to lag and break. At the same time, the electrical resistance of the contact layer increases by more than two times, but this does not disrupt the stability of the heating element and the actual average temperature of the contact layer observed during the operation of the element does not exceed 200 "C.

Доцільно збільшувати товщину захисного шару до 100-140 мкм, що спричиняє акумулювання тепла на струмопровідних шарах, знижує відтік тепла теплопровідністю та конвекцією від зворотного боку нагрівального елемента та відповідно забезпечує найбільш ефективне перетворення теплової енергії, що виділилася в об'ємі виробу, у інфрачервоне випромінювання діапазону 3,14-3,3 мкм.It is advisable to increase the thickness of the protective layer to 100-140 μm, which causes the accumulation of heat on the conductive layers, reduces the outflow of heat by thermal conductivity and convection from the back side of the heating element and, accordingly, ensures the most effective conversion of thermal energy released in the volume of the product into infrared radiation range of 3.14-3.3 microns.

У корисній моделі, що пропонується, генерування інфрачервоного випромінювання є прямим його генеруванням при роботі резистивного шару, завдяки чому досягається виділення більше ніж 90 95 споживаної електроенергії у вигляді інфрачервоних хвиль та більш висока температура робочої поверхні - до 700 "С. До того ж дана корисна модель містить можливий мінімум матеріалів, завдяки чому вона дозволяє формувати цілий спектр нагрівальних елементів різноманітних габаритів та сфер застосування, без будь-якої зміни технологічного процесу.In the proposed useful model, the generation of infrared radiation is its direct generation during the operation of the resistive layer, thanks to which the allocation of more than 90 95 of the consumed electricity in the form of infrared waves and a higher temperature of the working surface - up to 700 "С is achieved. In addition, this useful the model contains a possible minimum of materials, thanks to which it allows forming a whole range of heating elements of various dimensions and fields of application, without any change in the technological process.

Суть корисної моделі та розташування шарів енергозберігаючого товстоплівкового нагрівального елемента на склі пояснюється схемою на кресленні, де: 1 - підкладка з ІЧ-прозорого кристалічного скла; 2 - проміжний вуглецевмісний шар;The essence of the useful model and the location of the layers of the energy-saving thick-film heating element on the glass is explained by the diagram in the drawing, where: 1 - a substrate made of IR-transparent crystal glass; 2 - intermediate carbon-containing layer;

З - контактні смужки на основі контактної пасти;C - contact strips based on contact paste;

Зо 4 - резистивний шар; 5 - захисний шар.Z 4 - resistive layer; 5 - protective layer.

Приклад реалізації корисної моделі. Виготовлення енергозберігаючого товстоплівкового нагрівального елемента на склі відбувається таким чином.An example of the implementation of a useful model. The production of an energy-saving thick-film heating element on glass takes place as follows.

Підкладку 1, виготовлену з ІЧ-прозорого кристалічного скла, очищують та знежирюють. На підготовлену підкладку відомими методами трафаретного друку наносять вуглецевмісну пасту товщиною 30-70 мкм для формування проміжного вуглецевмісного шару 2. Далі за допомогою трафаретного друку послідовно наносять контактну (провідну) пасту у вигляді контактних смужок З товщиною 30-40 мкм. Наступним етапом, трафаретним методом наносять резистивний шар 4 товщиною 30-70 мкм, при цьому резистивний шар лише частково перекриває (накладається) на раніше нанесені контактні смужки, залишаючи не перекритими місця для приєднання контактів. Резистивний шар має додаткову функцію - захищає вуглецевмісний шар від окислення і відповідно руйнування при високих температурах. Після нанесення резистивного шару, за допомогою трафаретного друку проводять двостадійне двошарове нанесення захисного шару 5 товщиною до 100-140 мкм з проміжним висушуванням першого шару захисної пасти, та подальшою термообробкою.Substrate 1, made of IR-transparent crystal glass, is cleaned and degreased. A carbon-containing paste with a thickness of 30-70 microns is applied to the prepared substrate using known screen-printing methods to form an intermediate carbon-containing layer 2. Then, with the help of screen printing, a contact (conductive) paste is successively applied in the form of contact strips with a thickness of 30-40 microns. In the next stage, a resistive layer 4 with a thickness of 30-70 μm is applied by the stencil method, while the resistive layer only partially overlaps (is superimposed) on the previously applied contact strips, leaving the places for connecting the contacts uncovered. The resistive layer has an additional function - it protects the carbon-containing layer from oxidation and, accordingly, destruction at high temperatures. After applying the resistive layer, two-stage two-layer application of protective layer 5 with a thickness of up to 100-140 μm is carried out with the help of screen printing, with intermediate drying of the first layer of protective paste, and subsequent heat treatment.

На заключному етапі проводять приєднання контактних провідників, наприклад, з проводуAt the final stage, contact conductors are connected, for example, from a wire

МНЦ за допомогою газового мікропальника, припою ПСР-40 та відповідного флюсу.MTC using a gas micro-burner, PSR-40 solder and the appropriate flux.

Енергозберігаючий товстоплівковий нагрівальний елемент на склі, виготовлений відповідно до даної корисної моделі, має наступні технічні характеристики: - поверхневий опір резистивного шару - 3,0 Ом/сме; - зміна опору в процесі експлуатації за 6000 годин - не більше 2905; - максимальна питома потужність розсіювання - 50 Вт/см-; - максимальна робоча температура - 700 "С; - діапазон випромінювання інфрачервоної енергії - 3,14-9,0 мкм; - ступінь перетворення електричної енергії на ІЧ-випромінювання - від 90 90; - ступінь збереження електроенергії (у пор. з нагрівачами інших типів) - від 50 95.The energy-saving thick-film heating element on glass, manufactured according to this useful model, has the following technical characteristics: - surface resistance of the resistive layer - 3.0 Ohm/sme; - resistance change during operation for 6000 hours - no more than 2905; - maximum specific scattering power - 50 W/cm-; - maximum operating temperature - 700 "С; - range of infrared energy radiation - 3.14-9.0 μm; - degree of conversion of electrical energy to IR radiation - from 90 90; - degree of conservation of electricity (compared to heaters of other types ) - from 50 to 95.

Після вмикання нагрівального елемента, що заявляється, в електричну мережу та при досягненні ним робочої температури резистивного шару 550-700 "С (в залежності від виконання) температура на відстані 1,5 см від краю резистивного шару на поверхні скла не перевищує 100 "С, оскільки теплова потужність передається переважно ІЧ-випромінюванням через поверхню скла.After switching on the claimed heating element in the electrical network and when it reaches the working temperature of the resistive layer of 550-700 "C (depending on the design), the temperature at a distance of 1.5 cm from the edge of the resistive layer on the surface of the glass does not exceed 100 "C, since thermal power is transmitted mainly by IR radiation through the surface of the glass.

Корисна модель, що пропонується, являє собою високоефективний інфрачервоний енергозберігаючий нагрівальний елемент широкого спектра застосування та може бути використана при виготовленні будь-яких нагрівачів або теплових пристроїв побутового, промислового (в тому числі харчова галузь), медичного та спеціального призначення, дозволяючи заощаджувати близько 50 95 електричної енергії при заміні стандартних ніхромових та інших нагрівачів з низькою випромінювальною здатністю в інфрачервоному спектрі хвиль.The utility model offered is a highly efficient infrared energy-saving heating element with a wide range of applications and can be used in the manufacture of any heaters or thermal devices for household, industrial (including the food industry), medical and special purposes, allowing to save about 50 95 of electrical energy when replacing standard nichrome and other heaters with low radiation capacity in the infrared spectrum of waves.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. Energy-saving thick-film heating element on glass, containing a substrate made of glass with a resistive layer and a protective layer placed sequentially on it, which is distinguished by the fact that an intermediate layer with increased emissivity (degree of blackness of the body) is additionally placed between the substrate and the resistive layer. 98 Vol.

2. Energy-saving thick-film heating element on glass according to claim 1, which differs in that a carbon-containing layer is used as an intermediate layer with increased emissivity.

3. Energy-saving thick-film heating element on glass according to any of claims 1, 2, which is characterized by the fact that infrared-transparent crystalline glass is used as the substrate material.

4. Energy-saving thick-film heating element on glass according to any of claims 1-3, which is characterized by the fact that it contains contact strips of modified palladium-containing contact pastes with increased adhesion to crystalline glass.

5. Energy-saving thick-film heating element on glass according to any of claims 1-4, which is characterized by the fact that the protective layer has an increased thickness of 100-140 microns. KM I There is et and ss She.