Нагревательный элемент
Использование: электротехника, в быту и технике при изготовлении элементов нагрева. Сущность изобретения: графитовая лента 1, выполненная в изолирующей оболочке из политетрафторэтилена или его сополимера, или из кремнийорганической или стеклокерамической композиций, укреплена на изолирующем каркасе 3 так, что образует соты (сотовую конструкцию). Между сотами установлены изолирующие перегородки 2. Сотовая конструкция позволяет увеличить конвекционную составляющую выделяемой энергии, что позволяет значительно увеличить эффективность передачи тепловой энергии от нагревателя к газовоздушной среде. 1 ил.
Предполагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быту и технике при изготовлении элементов нагрева.
Среди нагревательных электрических элементов наибольшее распространение получили так называемые "тэны" (металлический проводник с высоким сопротивлением, заключенный в герметичный корпус), в которых электрическая энергия преобразуется в теповую за счет омического сопротивления металлического проводника (см. например, ТЭН 60 Б 13/K220, ГОСТ 13268-74).
Недостатком такого нагревательного элемента является относительно большие потери тепловой энергии вследствие многоступенчатой, последовательной передачи тепла от нагревательного элемента до приемника. Кроме того, сам нагревательный элемент частично сжигает кислород окружающего воздуха.
Экономически и экологически более перспективным нагревательным элементом являются углеграфитовые материалы. В отличие от обычных электрических нагревателей графитовые нагреватели позволяют при том же количестве потребляемой электроэнергии значительно большую часть ее излучать в инфракрасной области спектра, т.е. более экономно расходовать электроэнергию непосредственно на обогрев.
Более экономичным и технологичным является решение, в котором используется графит не в виде порошка, эаключенного
в соответствующие трубки, а графитовый лист (фольга).
Известно изготовление графитового нагревательного элемента в виде листового композита, в котором на подложку наносят слой связующего, а на него насыпают чешуйчатый графит и затем проводят спекание, а точнее отверждение связующего при повышенной температуре (см. авторское свидетельство СССР №944162, - 1982 г.).
Известен панельный нагревательный элемент, в котором электрический нагреватель изготовлен на основе полиэтилентерефталатной пленки с нанесением на нее графитовых элементов (см. свидетельство на полезную модель №13251, Кл. F 24 H 3/04, 1999 г.).
Существенным недостатком известного нагревателя, а также других известных аналогичных, использующих полимерные пленки типа полиэтилен, полиэтилентерефталат, является их низкая температуростойкость, не позволяющая использовать их выше 80-100°С.
Известен нагревательный элемент, содержащий токонесущий графитовый материал, выполненный плакированным, при этом графитовый материал может быть плакирован полиимидным лаком, или кремнийорганическим полимером, или керамикой на основе жидкого стекла (см. свидетельство на полезную модель №27686, кл. F 24 H 3/04, 2002 г.).
Недостатком известного решения является недостаточная технологичность и надежность нагревательного элемента при использовании его в бытовых нагревательных приборах.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является нагревательный элемент, содержащий токонесущий графитовый
материал, выполненный в изолирующей оболочке, которая соединена с металлической пластиной, при этом изолирующая оболочка выполнена из политетрафторэтилена или из сополимера политетрафторэтилена (см. патент на полезную модель №41122, кл. F 24 Н 3/04, 2004 г.).
Недостатком известного решения является недостаточно эффективное использование выделяемого тепла.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности нагревательного элемента за счет усиления конвекции воздуха над нагревательным элементом.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в нагревательном элементе, включающем токонесущий графитовый материал в изолирующей оболочке, графитовый материал выполнен в виде ленты, установленной с возможностью образования сот, между которыми размещены изолирующие перегородки.
На фиг.1 представлен нагревательный элемент.
Нагревательный элемент представляет собой токонесущий графитовый материал 1, выполненный в изолирующей оболочке. Графитовый материал 1 конструктивно выполнен в виде ленты, установленной с возможностью образования сот, которые разделены изолирующими перегородками 2. Конструкция зафиксирована в специальном каркасе 3. Концы ленты подсоединены к токоносителю.
Нагревательный элемент изготавливают следующим образом.
На графитовую ленту 1 наносят порошкообразный политетрафторэтилен или сополимер политетрафторэтилена, создавая изолирующую оболочку путем запекания. Полученный материал в виде ленты заданной длины многократно изгибают в специальном каркасе
3 с получением сотовой структуры (сот). Между сотами устанавливают изолирующие перегородки 2.
Сотовая конструкция графитового нагревателя обеспечивает наиболее эффективную передачу тепловой энергии от нагревателя к газовоздушной среде, в которой он находится; позволяет увеличить конвекционную составляющую выделяемой энергии до 90-95° и соответственно снизить его энергию излучения до 5-10°. В итоге значительно увеличивается эффективность передачи тепловой энергии от нагревателя к газовоздушной среде.
Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность нагревательного элемента.
Нагревательный элемент, включающий токонесущий графитовый материал, выполненный в изолирующей оболочке, отличающийся тем, что графитовый материал выполнен в виде ленты, установленной с возможностью образования сот, между которыми размещены изолирующие перегородки.
