ПЛЕНОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для электрообогрева, а именно к плоским электронагревательным приборам, преимущественно пленочного типа, используемым в различных отраслях промышленности и гражданского строительства.
Из уровня техники известен гибкий листовой нагревательный элемент, содержащий резистивный нагревательный контур меандровой формы из нитей высокоомной проволоки, подключенный к электрической сети, закрепленный между электроизоляционными пленками, и излучательный элемент из тонкой алюминиевой фольги, причем резистивный нагревательный контур намотан в меандр непрерывно, в местах подключения к электрической сети с помощью контактных проводников изолирован термоусадочной трубкой (патент №118501 на полезную модель «Гибкий листовой нагревательный элемент», дата подачи 25.01.2011 г., опубликовано 20.07.2012 г.).
Недостатки конструкции связаны с повышенной материалоемкостью, в частности, из-за использования в качестве материала для резистивного нагревательного элемента высокоомной проволоки и применения в качестве изолятора термоусадочной трубки, что, в свою очередь, приводит к увеличению толщины изделия. Низкая технологичность обусловлена поэтапным созданием непрерывного контура меандровой формы резистивного нагревательного элемента: сначала путем непрерывной намотки путем подачи высокоомной проволоки из бухты, а затем растяжки получившегося меандра до нужной длины.
Известен пленочный электронагреватель, содержащий подложку, плоские электронагревательные элементы, выполненные в виде параллельно расположенных полос на одной из поверхностей подложки, первую электропроводную шину, расположенную и закрепленную одним из своих продольных участков поверхности на одних верхних поверхностях концов плоских электронагревательных элементов, вторую электропроводную шину, расположенную и закрепленную одним из своих продольных участков поверхности на других верхних поверхностях концов полос плоских электронагревательных элементов, покрытие, расположенное и закрепленное на верхних поверхностях первой и второй электропроводных шин, плоских электронагревательных элементов и подложки, первый электропровод, второй электропровод, первую электроизоляционную пластину, закрепленную над первым отверстием, выполненным в покрытии, и вторую электроизоляционную пластину, закрепленную над вторым отверстием, выполненным в покрытии, при этом один из концов первого электропровода расположен в первом отверстии, выполненном в покрытии, и подсоединен к участку верхней поверхности первой электропроводной шины, и один из концов второго электропровода расположен во втором отверстии, выполненном в покрытии, и подсоединен к участку верхней поверхности второй электропроводной шины (патент №90283 на полезную модель «Пленочный электронагреватель (варианты)», дата подачи 15.06.2009 г., опубликовано 27.12.2009 г.).
Недостатки данного устройства обусловлены громоздкостью конструкции и низкой технологичностью, определяемой, в том числе, необходимостью выполнения отверстий в покрытии.
Кроме того, известен пленочный электронагреватель, включающий резистивный нагревающий и излучающий элемент, расположенный между двумя внешними гибкими термостойкими и электроизоляционными пленками и снабженный выводами для подключения к электрической сети, причем в качестве резистивного нагревающего излучающего элемента используют термостойкую электроизоляционную пленку с нанесенным на ее поверхность путем резистивного напыления в вакууме слоем резистивного материала - нихрома толщиной, определяемой в зависимости от удельной мощности и длины электронагревателя, а выводы для подключения электрической сети к резистивному нагревающему и излучающему элементу присоединены к плоским контактам, выполненным из материала с низким сопротивлением и примыкающим к поверхности слоя резистивного материала (патент №100353 на полезную модель «Пленочный электронагреватель», дата подачи 20.04.2010 г., опубликовано 10.12.2010 г.).
Недостатки устройства связаны с низкой технологичностью изделия, в частности необходимостью создания определенных условий - вакуума и проведения дополнительных операций - напыления при изготовлении резистивного нагревающего элемента, для проведения которых требуется специальное оборудование.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является электронагреватель, состоящий из двух слоев электроизоляционного материала, размещенного между ними резистивного слоя, состоящего из токопроводящих резистивных элементов и электрически связанных с ними токоподводов, при этом электронагреватель дополнительно содержит с обеих сторон от резистивного слоя термопластичный пленочный материал толщиной 0,1÷1 мм, а токоподводы снабжены тоководами, обеспечивающими коммутацию токоподводов между собой, при этом токоподводы выполнены в виде пары металлических полос с расположенными между ними угольными резистивными элементами, соединенными между собой точечной или роликовой сваркой, при этом токоподводы размещены на концах или в промежуточных областях резистивных элементов, разделяя их на участки. К токоподводам могут быть присоединены тоководы в виде жил гибкого многожильного провода, второй конец которых выходит наружу нагревателя. Слои термопластичной пленки выполнены из нетканого или тканого материала на основе полипропилена, полиэтилена, лавсана, капрона, полиамида, полиимида или поливинилхлорида (патент №2286032 на изобретение «Электронагреватель», дата подачи 20.05.2005 г., опубликовано 20.10.2006 г.).
Недостатки прототипа обусловлены наличием многочисленных электрических контактов между отдельными элементами конструкции - токопроводящими резистивными элементами, составляющими резистивный слой, что негативно влияет на параметры электрической цепи, в том числе из-за появления продуктов электрокоррозии в местах соединения. Снижение уровня технологичности и увеличение временных затрат на изготовление изделия зависят также и от необходимости выполнения контактных соединений между этими элементами.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение уровня технологичности изделия.
Указанный технический результат достигается тем, что в пленочном электронагревателе, включающем два гибких листа из термостойкого электроизоляционного материала, между которыми размещен токопроводящий резистивный нагревающий и излучающий элемент, электрически связанный с токоподводами, снабженными выходными выводами, согласно полезной модели каждое соединение токоподвода и соответствующего выходного вывода исполнено в виде отдельного жесткого узла, закрепленного на концах резистивного нагревающего и излучающего элемента, при этом токоподводы, выполненные в виде узкой полоски, и резистивный нагревающий и излучающий элемент, имеющий в плане меандровую форму, изготовлены из однородного легированного материала.
Соединение токоподводов и резистивного нагревающего и излучающего элемента может быть осуществлено посредством сварки, или пайки, или склейки.
В качестве однородного материала для резистивного нагревающего и излучающего элемента и токоподводов может быть использован прецизионный токопроводящий материал.
Резистивный нагревающий и излучающий элемент и токоподводы изготовлены из фольги.
Меандровая форма может быть образована непрерывной лентой (полосой) фольги или отдельными полосками, электрически соединенными между собой.
Гибкие листы могут быть выполнены одинаковой или различной толщины.
Гибкие листы могут быть выполнены многослойными.
Предлагаемое к защите устройство поясняется чертежами, где
фиг. 1 - продольный разрез пленочного электронагревателя;
фиг. 2 - вид сверху пленочного электронагревателя.
Пленочный электронагреватель состоит из двух гибких листов 1, 2, изготовленных из термостойких электроизоляционных пленок, в качестве которых могут быть применены полимерные пленки из полипропилена, полиэтилена, полиамида, полихлорвинила, при этом преимущественным материалом является полиэтилентерефталатная пленка PET. Между гибкими листами 1, 2 размещен резистивный нагревающий и излучающий элемент 3 в виде контура меандровой формы. Меандр может быть образован путем укладки одной полосы токопроводящего материала или отдельных полосок, электрически связанных между собой, например, посредством сварки, или пайки, или склейки. В качестве токопроводящего материала для резистивного нагревающего и излучающего элемента, как правило, используют фольгу из легированного, в том числе прецизионного материала, преимущественно 03Х13Н14М2ВИ.
Концы резистивного излучающего элемента 3 электрически соединены с токоподводами 4, связанными, в свою очередь, с выходными выводами 5 в виде жилы гибкого многожильного провода (на чертеже не показан), второй конец которых выходит наружу электронагревателя. Токоподводы 4 представляют собой узкие полоски, выполненные из того же материала, что и резистивный излучающий элемент 3, а именно из легированного, в том числе прецизионного материала, что позволяет в месте контакта элементов получить однородный участок электрической цепи, в котором параметры тока остаются без изменений. Концы резистивного излучающего элемент 3 и токоподводы 4 могут быть связаны между собой посредством сварки, или пайки, или склейки.
При изготовлении изделия предварительно осуществляют соединение токоподводов и выходных выводов с целью получения отдельного конструктивного жесткого узла, который затем присоединяют к концам резистивного нагревающего и излучающего элемента, что позволяет улучшить технологичность, избежать деформаций, а также использовать остатки фольги.
С целью защиты контактов токоподводов и выходных выводов от электрокоррозии на места их соединения может быть нанесен дополнительный клеевой слой (на чертеже не показан), в качестве которого используют полимерные материалы.
Осуществление полезной модели подтверждается примерами конкретного выполнения.
Пример №1
При подключении пленочного электронагревателя к внешнему источнику питания резистивный элемент 3 нагревается и излучает тепло. Происходит обогрев. Электронагреватель может быть размещен на стене, полу, потолке помещения, при этом в качестве средств крепления могут быть применены крепежные элементы (винты, шурупы, гвозди и т.п.). При необходимости пленочный электронагреватель может быть расположен под внешней облицовкой.
Пример №2
В случае одновременного использования нескольких нагревателей их собирают в единую конструкцию в виде панели, которая используется для обогрева помещений со значительными площадями. Общий электрический вывод панели либо снабжен электрическим разъемом, либо подключен к выключателю.
Производство заявляемой конструкции пленочного электронагревателя имеет повышенный уровень технологичности. Помимо этого упрощается сама конструкция, уменьшаются затраты материалов, используемых при ее изготовлении.