Электрический нагреватель

(51)05 3/06, 3/28 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(72) Авторы Стрешинский Игорь Аркадьевич Митюков Андрей Алексеевич Ушаков Владимир Сергеевич Бондаренко Владимир Александрович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(57) Электрический нагреватель, содержащий резистивные нагревательные элементы, расположенные между радиаторными пластинами, выполненными с возможностью использования их в качестве электродов, отличающийся тем, что содержит электропроводные эластичные пластины, расположенные между радиаторными пластинами и резистивными нагревательными элементами и выполненные из химически инертных материалов, причем резистивные нагревательные элементы, электропроводные эластичные пластины и радиаторные пластины сжаты друг с другом посредством соединяющих элементов, установленных в изолирующих втулках. Фиг. 2 Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при параллельном или последовательном соединении керамических резистивных нагревательных элементов при изготовлении электрических нагревателей в различных областях техники для нагрева различных материалов и жидкостей. Широко известны резистивные электрические нагреватели, выполненные параллельным соединением отдельных резисторов для получения большего количества джоулева 9231 1 2007.04.30 тепла, чем это возможно с одного элемента либо для получения большей площади поверхности нагревателя. Известен электрический нагреватель 1, включающий корпус с изолированными сквозными каналами, внутри которых размещены электроизоляционные втулки, параллельное соединение резистивных элементов выполнено контактными пружинами, а на контактные поверхности резистивных элементов нанесен слой графита. Недостатком данной конструкции является необходимость создания конструктивных дополнительных элементов в виде сквозных изолированных каналов и разрушение контактных поверхностей из-за температурных деформаций самих элементов. Известно электронагревательное устройство на основе терморезисторов с положительной зависимостью электрического сопротивления от температуры, описанное в 2,включающее две алюминиевые пластины с периодически изменяющейся толщиной, согнутые в волнообразную форму, и помещенные между ними термисторы для обеспечения параллельного электрического соединения при подаче на пластины напряжения. Недостатком данного электронагревательного элемента является сложность изготовления пластин из-за их разнотолщинности и сложной формы, негерметичность контактных соединений между элементами пластин и терморезисторов, открытые поверхности контактов терморезисторов, взаимное перемещение терморезисторов и пластин при работе,что приводит к разрушению контактных поверхностей терморезисторов и самих алюминиевых пластин, при этом сами контактные пластины должны иметь высокую степень чистоты обработки и плоскопараллельности. Известно электронагревательное устройство с положительным температурным коэффициентом, описанное в 3, включающее термисторы с положительным температурным коэффициентом и рассеивающие элементы, между рассеивающим элементом и термисторами обеспечен прямой контакт без каких-либо промежуточных деталей. Недостатком данного электронагревательного устройства является необходимость обеспечения высокой степени чистоты контактной поверхности рассеивающих устройств для обеспечения электрического контакта, геометрические размеры термисторов должны быть строго одинаковыми, поскольку при сборке керамические термисторы будут разрушены либо не будет обеспечен электрический контакт. Известен электрический нагреватель с фиксированным положительным коэффициентом зависимости электрического сопротивления от температуры, описанный в 4, включающий керамические элементы, обладающие положительным коэффициентом зависимости электрического сопротивления от температуры, и радиаторные пластины, используемые одновременно в качестве электродов, для обеспечения герметичного неразрушаемого электрического контакта радиаторные пластины приклеены к керамическим элементам. Недостатком данного нагревателя является необходимость обеспечения высокой степени механической плоскостности контактной поверхности радиаторных пластин, а различие в геометрических размерах керамических элементов устраняется с помощью клея. Известно,что прочность клеевых соединений зависит от толщины клеевого шва, что в данной конструкции приводит к внутренним механическим напряжениям, разрушающим контактные соединения. Из-за невозможности обеспечить надежные контактные соединения на большой площади в данном изобретении предлагаются несколько электрических нагревателей, расположенных параллельно друг другу. Задачей данного изобретения является создание плоского нагревателя резисторного типа с большой площадью тепловыделяющей поверхности и невысокими требованиями к механической чистоте контактных поверхностей. Задача решается следующим образом. Компенсация разброса геометрических размеров нагревательных резисторов осуществляется с помощью химически инертных электропроводных эластичных материалов с толщиной больше геометрической разности размеров нагревательных резисторов, а шероховатость радиаторных контактных поверхностей задается с учетом компенсации остаточной толщины электропроводных эластич 2 9231 1 2007.04.30 ных материалов. Механическое соединение радиаторных пластин с помещенными между ними нагревательными резисторами и двумя слоями электропроводных эластичных материалов осуществляется через изолирующие втулки, равномерно распределенные по площади нагревателя, с целью обеспечения механической прочности конструкции и необходимого сжатия радиаторных пластин между собой. Сжатие проводящего эластичного материала обеспечит необходимую герметичность контактных поверхностей. На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого электрического нагревателя. На фиг. 2 представлен разрез предлагаемого нагревателя. Электрический нагреватель включает в себя радиаторные пластины 1 и 2, используемые в качестве электродов, которые могут иметь на внешней поверхности дополнительные элементы для улучшения теплопередачи химически инертные электропроводящие материалы 5,выполняемые в виде плоских пластин, лент или нанесенных на радиаторные пластины пленок резистивные нагревательные элементы 6 с выраженной (или нет) температурной зависимостью коэффициента электрического сопротивления от температуры изолирующих втулок 4, равномерно распределенных по поверхности электрического нагревателя соединяющие элементы 3, обеспечивающие механическую прочность и необходимое сжатие радиаторных пластин между собой (могут выполняться в виде винтов или заклепок). Предлагаемый электронагреватель работает следующим образом. При подаче напряжения на радиаторные пластины 1 и 2 электрический ток проходит через электропроводящий материал 5 и поступает к контактным поверхностям резисторных нагревательных элементов 6, которые при протекании через них электрического тока выделяют джоулево тепло, которое, проходя через электропроводящий материал 5, рассеивается в окружающем радиаторные пластины пространстве. Усилие сжатия, создаваемое соединяющими элементами 3, обеспечивает деформацию электропроводящего материала 5 с целью обеспечения герметичности контактов и снижения теплового сопротивления между радиаторными пластинами и резистивными нагревательными элементами. Изменяя геометрические размеры радиаторных пластин и электрическое сопротивление резистивных нагревательных элементов, можно получить нагреватели различных форм с разными тепловыми полями на поверхности. Источники информации 1. Патент СССР 1820992 3, МПК 5 Н 05 В 3/28. 2. Патент 6005353 А, МПК 7 Н 05 В 3/14. 3. Патент 9907184 А 2, МПК 6 Н 05 В. 4. Патент Р 5343166 , МПК 705 3/14 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3