ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким электронагревателям на основе материалов, обладающих резистивными свойствами, и может быть использована в обивках сидений автомобилей и иных транспортных средств, постельных принадлежностях (подогреваемые одеяла и матрасы),
Известен гибкий электронагреватель, содержащий токонепроводящую основу, на которой за счет адгезии закреплены нагревательные проводники, выполненные токопроводящей пастой, с элементами подключения к источнику питания, отличающийся тем, что токопроводящая паста содержит смесь полимерной проводниковой пасты и полимерной резистивной пасты (RU №21991).
Недостатками известного электронагревателя являются низкая надежность из-за возможности расслаивания проводников, недостаточная гибкость и малая мощность.
2
Известен также гибкий электронагреватель, выполненный в виде нагревательного модуля состоящего из двух электродов и нагревательного элемента из углеродного материала, расположенного зигзагообразно между электродами и механически скрепленного в местах соприкосновения между электродами и нагревательным элементом, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из углеродного материала в виде нити линейной плотностью от 100 до 1000 Текс, а в местах соприкосновения между нитью и электродами дополнительно установлены термоусадочные трубки. При этом нагревательный модуль пропитан полиуретановой смолой, силиконовым каучуком или фторкаучуком, электроды выполнены из металлического провода или электроды выполнены в виде плетенки, изготовленной из проволоки медной, никелированной или посеребренной или электроды выполнены в виде плетенки, изготовленной из проволоки сечением от 0,2 до 0,5 мм, а места соприкосновения между углеродной нитью и электродом обжаты механическим контактом или склеены токопроводящим связующим, нагревательный модуль помещен между слоями ткани, в качестве ткани применена
термоклеевая ткань с водоотталкивающей пропиткой, нагревательный модуль термоскреплен между слоями ткани. (RU №25133, Н05В 3/34,2002, прототип)
Недостатками известного гибкого электронагревателя являются низкая комфортабельность, недостаточная гибкость, и недостаточные экономичность, надежность и безопасность эксплуатации, узость диапазона климатических условий применения, сложность изготовления, недостаточный диапазон допустимых параметров электропитания.
Технической задачей полезной модели является создание технологичного и эффективного гибкого электронагревателя, обеспечивающего комфортабельность и безопасность эксплуатации, и расширение арсенала гибких электронагревателей.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в увеличении гибкости, прочности при изгибе, обеспечении точности подбора сопротивления провода, расширении диапазона климатических условий применения от минус 40° до плюс 45° и влажности до 90%, повышении экономичности, повышении надежности обеспечения оптимальной температуры 37±3°, снижении пускового тока до 5±0,5 А, увеличении предельных параметров электропитания до напряжения 18 В и тока до 10 А.
Сущность полезной модели состоит в том, что гибкий электронагреватель содержит тканное основание и пришитый к нему по волнообразной траектории нагревательный провод с резистивной проволокой, и снабжен термореле, подключенным к нагревательному проводу, и дополнительным нагревательным проводом, включенным параллельно указанному термореле, при этом указанные нагревательные провода выполнены в виде повива из шести резистивных проволок вокруг армирующего жгута из полимерной нити
Предпочтительно нагревательные провода снабжены сплошной изоляцией из фторопласта, резистивные проволоки выполнены диаметром (0,13-0,14)±0,02 мм, резистивные проволоки выполнены из сплава, взятого из группы: МН 0,6, МНМц 40-1,5, МНМц 43-0,5, НП 2, нагревательные провода соединены металлическими контактами с токоведущим проводом, зона соединения каждого нагревательного провода с токоведущим проводом изолирована покрытием в виде слоя полимерного материала или термоусадочной трубкой, тканное основание выполнено с пропиткой огнезащитным составом, тканное основание может быть выполнено из двух слоев, выполненных с пропиткой огнезащитным составом, между которыми размещены
нагревательные провода, тканное основание снабжено средством фиксации к сиденью автомобиля.
При этом средство фиксации может быть выполнено в виде двусторонней липкой ленты с латексным клеящим слоем или средство фиксации может быть выполнено в виде полосок по краям основания для пришивания по продольным швам чехла к тыльной стороне чехла обивки сиденья автомобиля.
На чертеже фиг.1 изображена схема прокладки провода гибкого электронагревателя на примере обогревателя сиденья и спинки автомобиля, на фиг.2 - схема электрическая принципиальная гибкого электронагревателя, на фиг.3 - схема сечения провода.
Гибкий электронагреватель содержит изолирующее тканное основание 1, пришитые к нему по волнообразной траектории нагревательный провод 2 и дополнительный нагревательный провод 6 с резистивной проволокой, и снабжен термореле 8, подключенным к нагревательному проводу 2 и включенным параллельно дополнительному нагревательному проводу 6 с возможностью подключения последнего к электропитанию при срабатывании термореле 8. Каждый из указанных нагревательных проводов 2, 6 выполнен в виде повива из шести резистивных проволок 3 вокруг армирующего жгута 4 из полимерной нити.
Нагревательные провода 2, 6 снабжены сплошной изоляцией 5, выполненной предпочтительно из фторопласта, резистивные проволоки 3 выполнены диаметром (0,13-0,14)±0,02 мм из никелевого сплава, взятого из группы: МН 0,6, МНМц 40-1,5, МНМц 43-0,5, НП 2 (по ГОСТ 492-2006 никель, сплавы никелевые, медноникелевые). Электрическая сеть транспортного средства (автомобиля) соединена колодкой 10 с токоведущим проводом 7, связанным металлическими контактами (не изображены) с проводами 2, 6. Зона соединения каждого из нагревательных проводов 2, 6 с токоведущим проводом 7 изолирована покрытием в виде слоя полимерного материала или термоусадочной трубкой из полиолефинового материала (не изображено). Тканное основание 1 выполнено с пропиткой огнезащитным составом, причем тканное основание 1 может быть выполнено из двух слоев (не изображены), выполненных с пропиткой огнезащитным составом, между которыми размещены нагревательные провода 2, 6. Тканное основание 1 снабжено средством фиксации к сиденью автомобиля.
При этом средство фиксации может быть выполнено в виде двусторонней липкой ленты с латексным клеящим слоем (не изображено) или средство фиксации
может быть выполнено в виде полосок 9 по краям основания 1 для пришивания по продольным швам чехла к тыльной стороне чехла обивки сиденья автомобиля (не изображено).
Нагреватель предназначен для эксплуатации в условиях, установленных для исполнения УХЛ, категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150.
Гибкий электронагреватель эксплуатируется следующим образом. Электронагреватель фиксируется с помощью полосок 9 или с помощью липкой ленты к сиденью и спинке автомобиля.
Электрический провод 7 через колодку 10 включают в сеть транспортного средства с напряжением 12 В, при сопротивлении цепи электронагревателя 2,4±0,3 Ом первоначальный ток в проводе 2 составляет 5,0±0,5 А, а в проводе 6 первоначально отсутствует. Резистивные проволоки 3, установленные в проводе 2, нагреваются протекающим по ним электрическим током до температуры 37±3°С и испускают тепловое (инфракрасное) излучение, которое проходит сквозь слои основания 1. Время нагрева обогревателя - это время с момента включения питания до момента достижения на поверхности основания 1 температуры 37±3°С. Время нагрева при температуре окружающей среды от 15 до 25°С и номинальном питании составляет от 220 до 15 секунд. После достижения температуры 37±3°С на поверхности основания 1 срабатывает термореле 8 и подключается дополнительный нагревательный провод 6, в результате чего потребляемый ток уменьшается до 2,8±0,5 А, потребляемая мощность уменьшается при этом на 45%. Провода 2, 6 в процессе работы удерживаются между слоями основания 1. При этом выполнение проводов 2 и 6 в виде повива из шести проволок обеспечивает правильный подбор активного сопротивления нагревательных проводов 2, 6 на погонный метр, механическую прочность, гибкость и хорошую теплоотдачу. Термореле 8 защищает электронагреватель от перегрева. Максимальная температура нагревательных проводов 2, 6 при температуре окружающей среды 25°С и напряжении питания 12 В не превышает 60°С. Электронагреватель работоспособен при напряжении питания от 10,8 до 15 В, и выдерживает без повреждения напряжение питания 18 В в течение 1 часа. Предельный кратковременный ток электронагревателя 10 А.
Электронагреватель обеспечивает нужную температуру или диапазон температур в любой локальной зоне на его площади. Он прост по конструкции и экономичен по затратам на изготовление.
При этом увеличены гибкость и прочность при изгибе (т.е. обеспечена максимальная функциональная приспособленность изделия), обеспечена точность подбора сопротивления нагревательного провода, расширен диапазон климатических условий применения, повышена экономичность, повышена надежность.
Проведенные испытания подтвердили высокую эффективность опытных образцов, изготовленных согласно настоящему техническому решению.
Электронагреватель отличается предельной простотой конструкции и технологии изготовления, хорошей гибкостью и прочностью.
Заявляемый гибкий электронагреватель удобен в эксплуатации и обеспечивает комфортные условия для водителя и пассажира.