НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электронагревательным устройствам и может быть использована в качестве электрического нагревательного элемента, который предназначен для обогрева объектов различной формы и размеров (полы, стены и потолки помещений, лестницы, аэродромы, дороги, тротуары, стадионы, тоннели, грунт в теплицах и т.п.) а также может быть использован в конструкции транспортного средства (электрическом обогревателе сиденья).
Известно устройство для обогрева и регулирования степени обогрева поверхности пола посредством электрического нагревательного кабеля (1), где описана структура пола в соответствии, с которой напольные панели располагаются на поверхности пола с определенным шагом таким образом, чтобы между панелями образовать каналы, в которые укладывают кабель. Структура также содержит теплоотражающий лист, который укладывают на металлические панели и прокладывают складками в каналах под нагревательным кабелем.
Такое устройство является сравнительно сложным и требует значительных затрат для оборудования обогреваемого пола. Например, требуется расположить панели и зафиксировать их в положении с предопределенным шагом между ними для того, чтобы ширина образованных каналов соответствовала ширине нагревательного кабеля, укладываемого в эти каналы. Укладка теплоотражающего листа требует еще больших дополнительных затрат.
Также известно устройство (2) обогрева сиденья транспортного средства, содержащее электрический резистивный нагревательный элемент, датчик температуры и блок управления, расположенный вне сиденья. Датчик температуры расположен на сиденье и электрически связан с блоком управления, и состоит из двух терморезисторов, один расположен под проводом нагревательного элемента, а другой расположен между проводами нагревательного элемента. Достоверность измерения такого датчика достаточно высока.
Расположения датчика на сиденье снижает удобство посадки водителя, а постоянные знакопеременные нагрузки снижают долговечность датчика и устройства обогрева в целом. Также устройство имеет сложное управление, осуществляемое выносным блоком.
Наиболее близким является обогреватель сиденья транспортного средства с термореле (3), содержащем расположенные в корпусе контактную группу в составе подвижного пружинного контакта и неподвижного контакта, включенную последовательно в цепь питания электрического элемента обогревателя, и термочувствительный элемент, установленный с возможностью воздействия через шток на подвижный контакт, где корпус термореле расположен в зоне теплового воздействия дополнительного нагревателя, подключенного к цепи питания электронагревательного элемента обогревателя. При этом дополнительный нагреватель расположен смежно не менее чем двум сторонам корпуса термореле.
Устройство имеет сложную конструкцию, за счет множества нагревательных элементов, с помощью которых осуществляют контроль и регулировку температуры.
Технический результат полезной модели заключается в отсутствии контроля и регулировки температуры самого нагревательного кабеля внешними терморегуляторами, что приводит к упрощению и удешевлению конструкции электрического нагревательного кабеля.
В первом варианте технический результат достигается тем, что нагревательный элемент, выполненный в виде резистивного двужильного нагревательного кабеля, состоящего из двух электрических проводников, связанных с источником питания, одной соединительной обжимной муфты и биметаллического термовыключателя с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель, при этом два проводника, соединенные с источником питания, до соединительной обжимной муфты, расположенной на одном из проводников, и от биметаллического термовыключателя до источника питания являются электрическими проводниками, а проводник от соединительной обжимной муфты до биметаллического термовыключателя является нагревательным проводником с определенным омическим сопротивлением.
Во втором варианте технический результат достигается тем, что нагревательный элемент, выполненный в виде резистивного двужильного нагревательного кабеля, состоящего из двух электрических проводников, связанных с источником питания, двух соединительных обжимных муфт и биметаллического термовыключателя с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель, при этом два проводника, соединенные с источником питания, до двух соединительных обжимных муфт, расположенных на каждом из них, являются электрическими проводниками, а проводник от первой соединительной обжимной муфты до биметаллического термовыключателя, а также от биметаллического термовыключателя до второй соединительной обжимной муфты является нагревательным проводником с определенным омическим сопротивлением.
В третьем варианте технический результат достигается тем, что нагревательный элемент, выполненный в виде резистивного одножильного нагревательного кабеля, состоящего из электрического проводника, связанного с источником питания, двух соединительных обжимных муфт и биметаллического термовыключателя с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель, при этом одна соединительная обжимная муфта расположена до биметаллического термовыключателя, а другая соединительная обжимная муфта расположена после биметаллического термовыключателя, причем проводник от первой соединительной обжимной муфты до биметаллического термовыключателя и от биметаллического термовыключателя, до второй соединительной муфты является нагревательным проводником с определенным омическим сопротивлением.
В четвертом варианте технический результат достигается тем, что нагревательный элемент, выполненный в виде резистивного одножильного нагревательного кабеля, состоящего из электрического проводника, связанного с источником питания, соединительной обжимной муфты и биметаллического термовыключателя с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель, при этом соединительная обжимная муфта расположена после биметаллического термовыключателя, причем проводник от биметаллического термовыключателя до соединительной обжимной муфты является нагревательным проводником с определенным омическим сопротивлением.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию «новизна». В то же время, заявляемое техническое решение применимо в различных отраслях промышленности, строительства, транспорта, в коммунальном и сельском хозяйствах, поэтому оно соответствует условию «промышленная применимость».
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 и 2 изображены варианты нагревательного элемента, выполненного в виде резистивного двужильного нагревательного кабеля;
- на фиг.3 и 4 изображены варианты нагревательного элемента, выполненного в виде резистивного одножильного нагревательного кабеля.
Нагревательный элемент по первому варианту (фиг.1) и второму варианту (фиг.2) выполнен в виде резистивного двужильного нагревательного кабеля, который состоит из двух электрических проводников (3), связанных с источником питания Uпит., одной или двух соединительных обжимных муфт (4) и биметаллического термовыключателя (1) с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель. Также резистивный двужильный нагревательный кабель, по обоим вариантам, имеет изоляцию (6).
Нагревательный элемент по третьему варианту (фиг.3) и четвертому варианту (фиг.4) выполнен в виде резистивного одножильного нагревательного кабеля, который состоит из одного электрического проводника (3), связанного с источником питания Uпит., одной или двух соединительных обжимных муфт (4) и биметаллического термовыключателя (1) с заданной температурой, встроенного в нагревательный кабель. Также резистивный одножильный нагревательный кабель, по обоим вариантам, имеет изоляцию (6).
Принцип работы нагревательного элемента по первому варианту (фиг.1). При включении источника питания Uпит. электрический ток проходит по двум электрическим проводникам (3), через соединительную обжимную муфту (4), расположенную на одном из проводников (3), и поступает на биметаллический термовыключатель (1) с заданной температурой, который встроен в нагревательный кабель. Электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) замыкается, вследствие чего проводник от соединительной обжимной муфты до биметаллического термовыключателя (1), который является нагревательным проводником (2) с определенным омическим сопротивлением, нагревается. При достижении определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) размыкается, при этом указанный нагревательный проводник (2) с определенным омическим сопротивлением начинает остывать. Когда указанный нагревательный проводник (2) остывает до определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) опять замыкается. Таким образом, процесс циклически повторяется, до тех пор, пока не будет выключен источник питания Uпит.
Принцип работы нагревательного элемента по второму варианту (фиг.2). При включении источника питания Uпит. электрический ток проходит по двум электрическим проводникам (3), через две соединительные обжимные муфты (4), расположенные на каждом из электрических проводников (3), и поступает на биметаллический термовыключатель (1) с заданной температурой, который встроен в нагревательный кабель. Электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) замыкается, вследствие чего проводник от первой соединительной обжимной муфты (4) до биметаллического термовыключателя (1), а также от биметаллического термовыключателя (1) до второй соединительной обжимной муфты (4), который является нагревательным проводником (2) с определенным омическим сопротивлением, нагревается. При достижении определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) размыкается, при этом указанный нагревательный проводник (2) с определенным омическим сопротивлением начинает остывать. Когда указанный нагревательный проводник (2) остывает до определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) опять замыкается. Таким образом, процесс циклически повторяется, до тех пор, пока не будет выключен источник питания Uпит.
Принцип работы нагревательного элемента по третьему варианту (фиг.3). При включении источника питания Uпит. электрический ток проходит по электрическому проводнику (3), через две соединительные обжимные муфты (4), и поступает на биметаллический термовыключатель (1) с заданной температурой, который встроен в нагревательный кабель. Электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) замыкается, вследствие чего, проводник от одной соединительной обжимной муфты (4), расположенной до биметаллического термовыключателя (1), и другой соединительной обжимной муфты (4), расположенной после биметаллического термовыключателя (1), который является нагревательным проводником (2) с определенным омическим сопротивлением, нагревается. При достижении определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) размыкается, при этом указанный нагревательный проводник (2) с определенным омическим сопротивлением начинает остывать. Когда указанный нагревательный проводник (2) остывает до определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) опять замыкается. Таким образом, процесс циклически повторяется, до тех пор, пока не будет выключен источник питания Uпит.
Принцип работы нагревательного элемента по четвертому варианту (фиг.4). При включении источника питания Uпит. электрический ток проходит по электрическому проводнику (3), через соединительную обжимную муфту (4), расположенную после биметаллического термовыключателя (1), и поступает на биметаллический термовыключатель (1) с заданной температурой, который встроен в нагревательный кабель. Электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) замыкается, вследствие чего, проводник от биметаллического термовыключателя до соединительной обжимной муфты (4), который является нагревательным проводником (2) с определенным омическим сопротивлением, нагревается. При достижении определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) размыкается, при этом указанный нагревательный проводник (2) с определенным омическим сопротивлением начинает остывать. Когда указанный нагревательный проводник (2) остывает до определенной температуры электрическая цепь биметаллического термовыключателя (1) опять замыкается. Таким образом, процесс циклически повторяется, до тех пор, пока не будет выключен источник питания Uпит.
Источники информации:
1. ЕР 588911 B1, E04F 15/04, G05D 23/19, 30.03.1994.
2. WO 0206913 A1, B60N 2/56, G05D 23/24, 24.01.2002.
3. RU 32049 U1, В60N 2/56, G05D 23/185, 30.04.2003.