平面加热元件和平面加热元件的应用
2019-11-26

平面加热元件和平面加热元件的应用

平面加热元件在可加热管子、可加热传送装置和加热辊子上的应用,和平面加热元件包括有薄的包括有本质导电聚合物的电阻层和至少两个相距一定距离安装在电阻层一边的平面电极。

由于输入导线与管子轴线平行可以将多个各自具有按照本发明结构的管子段前后排列和将管子段单个的电阻加热元件的电流供应并联。为了避免损坏以及接触将输入导线穿过热阻壳时例如是用水保护的。

由于按照本发明所使用的聚合物使得管子有可能运行在高电压,例如电网电压时。因为可以达到的加热功率随着运行电压的平方而升高,用按照本发明的电阻加热元件有可能达到高的加热功率和因此高的温度。按照本发明由于沿着导电聚合物相对长的电流路径以及由于按照本发明所使用的本质导电聚合物所具有的产生至少两个电串联区,使得电流密度变得最小。

由于按照本发明所使用的电阻层,加热元件可以有各种形状。电阻加热元件可以呈现带子形状,其长度大于其宽度和在其上电极表现为是在整个带子长度上延伸的和在电阻加热元件宽度方向并列安排的。用按照本发明的加热元件也有可能是正方形状的。

按照本发明电阻层在朝向电极和必要时浮动电极的表面可以是金属化的。通过金属化将金属置于电阻层的表面和这样就改善了电极以及浮动电极和电阻层之间的电流流动。此外在这种实施形式中改善了由电阻层到浮动电极和因此到准备加热的物体或者对象的热传导。表面金属化可以通过金属溅射进行。这样的金属化只有在按照本发明所使用的电阻层材料上才有可能。例如通过电镀因此不需要复杂的金属化步骤和明显地降低制造成本。

平面加热元件和平面加热元件的应用

在电极之间安排的距离其作用相当于肘加的并联电阻。如果选择空气作为绝缘36时,则电阻是由电极相互的距离和因此由表面电阻决定的。

本发明的任务是,创造一种加热元件,用这种加热元件在长时间运行时也可以产生高的平面功率,和因此高的温度,和同时在加热元件上存在低的电压。此外加热元件应该可以多方面使用和是可容易接触的。

在这个实施形式中从一个电极到下一个电极的电流流动是经过电阻物质和内管传导的。由于按照本发明的管子在电阻层上的低电压可以将这种情况下的内管作用为浮动电极用于传导电流而不会产生安全性危险。同时将在这种实施形式中产生的热可以很好地输送给位于管子中的介质。在这种结构中内管可以全范围的用电阻层覆盖和电极将电阻层原则上完全覆盖。但是由于电的原因在电极之间安排的距离也出现在这种按照另外的实施形式电阻层以及安排在其上的电极沿着纵向方向伸展,和将电极安排在在电阻层的圆周方向相距一定的距离。

也有可能将整个管子用热阻层包围,和将电阻层以及平面电极和中间层安装在朝向内管的热阻层的长槽中。此外通过热阻层避免了将热经过内管圆周没有被电阻层以及中间层覆盖的其余部分传出。由于将电阻加热元件安装在热阻层内保证了热阻层的其余部分与内管有一个好的接触。在附图4和5表示的实施形式中,可以附加安排一个夹紧装置。将这个夹紧装置可以有选择地安装在各自被表示的可加热的管子的外边,例如用胶带或涨紧环,或者在附图5上表示的实施形式中也可以直接安装在电阻加热元件的外边。后者可以将装置由泡沫橡胶构成。特别是当管子大时也可以将可吹起的或者可发泡的箱子安排在电阻加热元件与内管反面的一边。通过夹紧装置保证了恒定的挤压力和因此保证了从电阻加热元件到内管好的热传导。

例如制造层的可能性,在整个面积上最小公差例如只是争取达到的层厚度的1%时,特别在按照本发明很小层厚度时具有特殊的意义,因为不然的话害怕在接触电极和浮动电极之间出现直接的接触。而且在整个面积上层厚度的变化也可以影响被产生的温度和导致温度的不均匀分布。

有利的是电极和浮动电极有一个好的热传导性。这可以大于200W/m·K,最好大于250 W/m·K。可以将局部的过热通过电极好的热传导性很快地传导出去。因此过热只出现在层厚度方向,和但是由于按照本发明的传送装置可实现的很小的层厚度不会产生负面作用。传送装置另外的优点是,从外部,例如由太阳射线的环境,引起的局部温度升高可以通过电阻加热元件理想地被平衡。这样的温度升高例如也可以从内部,例如在只部分添满的容器中出现,因为在空气添满的区域中从容器到空气的热传导是很小的。

此外可加热的加热辊子具有的优点是,安排在辊子外壳的电阻层也可以承受住大的负荷,不会使它产生局部温度升高。特别是作用在辊子外壳上的机械负荷通常出现在径向方向。这个方向对应于电阻加热元件的电阻层上的电流流动方向。因此在这样的负荷时不会在出现压力的地方引起电阻升高,如在电阻加热元件时的情况,在其上电流垂直于压力负荷流动。

这个浮动电极支持电流流动穿过电阻层。在这个实施形式中电流分布在第一个电极上,从这里穿过电阻层的厚度流向对面的浮动电极,在这个电极上继续传导,然后穿过电阻层的厚度到达另外的电极上,这位于容器反面的电阻层一边。用薄膜可以将中间层与容器绝缘。没有触点的中间层的绝缘可以由已知的聚酰亚胺,聚酯和硅橡胶薄膜完成。