Электрический нагреватель
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в различных промышленных и бытовых нагревательных устройствах и системах. Нагреватель содержит металлический экран-основание, нанесенную на него диэлектрическую композиционную основу, на которую нанесен резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой толщиной от 0,5 до 150 микрон с электрическими выводами, защитное композиционное диэлектрическое покрытие. Металлический экран-основание имеет сферическую, вогнутую относительно резистивного тонкопленочного тепловыделяющего слоя форму, а резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой выполнен в виде сплошной поверхности, либо в виде плоской резистивной ленты специальной формы, при этом величина изоляционного зазора между соседними фрагментами (элементами) резистивной ленты составляет от 5 до 30% ширины резистивной ленты. Электрические выводы механически жестко закреплены на металлическом экране-основании и имеют конструкцию, обеспечивающую надежный электрический контакт с тепловыделяющим резистивным слоем, либо лентой этого слоя. Металлический экран-основание электрически изолирован от наружного корпуса по импульсному, переменному и постоянному току. Технический результат - равномерный нагрев объекта при максимально низкой температуре нагревателя, увеличение КПД, направленное на нагреваемый объект инфракрасное тепловое излучение, повышение эксплуатационной надежности и электробезопасности. 1 н.п. ф-лы.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в различных промышленных и бытовых нагревательных устройствах и системах.
Известен плоский электронагреватель (Патент РФ №2011313, МПК5: Н05В 3/08, 1994), который содержит тело резистора с электродами и с подсоединенной к нему теплопроводной деталью, покрытие, полностью закрывающее тело резистора и теплопроводную деталь. Теплопроводная деталь выполнена из тонкого слоя теплопроводящего диэлектрика, тело резистора представляет равномерный тонкий слой резистивного материала, а электроды выполнены в виде тонких металлических полосок.
Известен нагревательный элемент для бытовых электронагревательных приборов (Патент РФ №2074527, МПК6: Н05В 3/68, 1997). Нагреватель выполнен в виде стального основания. На внутренней его поверхности через слой электроизоляционной эмали нанесен нагревательный элемент в виде толстопленочной резистивной дорожки. Описаны два варианта ее выполнения,обеспечивающие создание на поверхности основания трех зон нагрева. Поверх резистивных дорожек нанесен теплозащитный слой, выполненный из пористых материалов низкой теплопроводности, толщиной, в 3 раза большей толщины электроизоляционной эмали.
Известен электрический нагреватель (Патент РФ №2084082, МПК6: Н05В 3/28, 1997), который состоит из тепловоспринимающего металлического основания; выполненного плоским, покрытого электроизоляционной пастой, на поверхность которой нанесен топологический рисунок 3 резистивной пастой нагревательного элемента, покрытый слоем защитной диэлектрической пасты.
Недостатками данных нагревателей является низкая надежность и неравномерность теплового нагрева.
Наиболее близким к предлагаемому нагревателю является электрический нагреватель с проволочным выводом (Патент РФ №2215379, МПК7: Н05В 3/28, 2003), содержащий плоское металлическое основание, покрытое электроизоляционной пленкой из диэлектрической пасты, включающей органическое связующее и диэлектрическое мелкозернистое стекло, на котором размещен нагревательный элемент в виде топологического рисунка из резистивной пленки, покрытый диэлектрической защитной пленкой.
Недостатками нагревателя являются недостаточно высокая эксплуатационная надежность и неравномерность теплового нагрева, большой расход электроэнергии.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности, снижение тепловой инерционности, увеличение КПД за счет снижения температуры нагрева, равномерность и однородность теплового нагрева.
Поставленная задача достигается при помощи электрического нагревателя, содержащего металлический экран-основание, нанесенную на него диэлектрическую композиционную основу, на которую нанесен резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой толщиной от 0,5 до 150 микрон с электрическими выводами, защитное композиционное диэлектрическое покрытие, согласно изобретению, металлический экран-основание имеет сферическую, вогнутую относительно резистивного тонкопленочного тепловыделяющего слоя форму, а резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой выполнен в виде сплошной поверхности, либо в виде плоской резистивной ленты специальной формы, при этом величина изоляционного зазора между соседними фрагментами (элементами) резистивной ленты составляет от 5 до 30% ширины резистивной ленты.
Электрические выводы механически жестко закреплены на металлическом экране-основании и имеют конструкцию, обеспечивающую надежный электрический контакт с тепловыделяющим резистивным слоем, либо лентой этого слоя.
Металлический экран-основание электрически изолирован от наружного корпуса по импульсному, переменному и постоянному току.
На фигуре изображен предлагаемый электрический нагреватель, содержащий металлический экран-основание 1, который имеет сферическую, вогнутую относительно резистивного тонкопленочного тепловыделяющего слоя 3 форму, нанесенную на металлический экран-основание диэлектрическую композиционную основу 2, на которую нанесен резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой 3, толщиной от 0,5 до 150 микрон с электрическими выводами, защитное композиционное диэлектрическое покрытие 4.
Электрические выводы 5 механически надежно обеспечивают симметричный электрический контакт с резистивным тонкопленочным тепловыделяющим слоем 3, керамические втулки 6 электрически надежно изолируют электрический вывод 5 от металлического экрана-основания 1.
Электрический нагреватель работает следующим образом: на электрические выводы нагревателя подается электрическое напряжение. Напряжение поступает через электрические выводы 5 на резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой 3.
Выделяемое тепло через диэлектрический слой 2 немедленно поступает на тонкий металлический экран-основание 1, который с малой тепловой инерционностью обеспечивает направленное на нагреваемый объект тепловое инфракрасное излучение.
Технический эффект заключается в том, что предлагаемый нагреватель обеспечивает малую тепловую инерционность электрического нагревателя, равномерный нагрев объекта при максимально низкой температуре нагревателя ввиду того, что тепловое излучение идет со значительной площади, занимающей более 50% площади нагревателя. Кроме того, он позволяет обеспечить направленное на нагреваемый объект инфракрасное тепловое излучение. Нагреватель обеспечивает высокую эксплуатационную надежность при высоком надежном уровне электробезопасности, так как резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой изолирован диэлектрической композиционной основой от металлического экрана-основания, который, в свою очередь, надежно изолирован от наружного корпуса по импульсному, переменному и постоянному току.
1. Электрический нагреватель, содержащий металлический экран-основание, нанесенную на него диэлектрическую композиционную основу, на которую нанесен резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой толщиной от 0,5 до 150 мкм с электрическими выводами, защитное композиционное диэлектрическое покрытие, наружный корпус, отличающийся тем, что металлический экран-основание имеет сферическую, вогнутую относительно резистивного тонкопленочного тепловыделяющего слоя форму, а резистивный тонкопленочный тепловыделяющий слой выполнен в виде плоской резистивной ленты специальной формы, при этом величина изоляционного зазора между соседними фрагментами (элементами) резистивной ленты составляет от 5 до 30% ширины резистивной ленты.
2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что его электрические выводы механически жестко закреплены на металлическом экране-основании и имеют конструкцию, обеспечивающую надежный электрический контакт с тепловыделяющим резистивным слоем, либо лентой этого слоя.
3. Нагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что металлический экран-основание электрически изолирован от наружного корпуса по импульсному, переменному и постоянному току.
