專利名稱：釋放純凈熱能的電熱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電加熱領(lǐng)域。
目前的電熱體，有電流通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生同供電電源頻率相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)E和磁場(chǎng)H，見圖5;這種電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì)給環(huán)境帶來污染。
本發(fā)明的目的就是抑制這種電場(chǎng)和磁場(chǎng)，為人們提供不含電場(chǎng)和磁場(chǎng)輻射的純凈熱能。
抑制這種電場(chǎng)和磁場(chǎng)可從三個(gè)方面考慮1.改變電熱體內(nèi)的電熱芯的自身結(jié)構(gòu)A.如圖2所示，把包有絕緣層2的電熱芯1從中間等長對(duì)折，然后使其平行緊靠在一起制成平行電熱芯4。
B.如圖3所示，把包有絕緣層2的電熱芯1從中間等長對(duì)折，然后使其均勻絞扭在一起，制成絞扭電熱芯6。
以上兩種結(jié)構(gòu)的電熱芯，因內(nèi)環(huán)路中的電流大小相等且互為反向，所以產(chǎn)生的互為反向電場(chǎng)、互為反向磁場(chǎng)耦合后減少了許多。比較而言，絞扭電熱芯6的內(nèi)環(huán)路圈圍面積最小，所以抑制電場(chǎng)和磁場(chǎng)效果優(yōu)于平行電熱芯4，但由于絕緣層2的存在，圈圍面積不可能為零，所以仍存在一定的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。
2.在電熱芯外包裹電磁場(chǎng)屏蔽層C.屏蔽電場(chǎng)屏蔽電場(chǎng)，可在電熱芯外包裹金屬層5，金屬層5若為順磁性或反磁性金屬層8(圖7)，那么它只可屏蔽電場(chǎng)E，而對(duì)磁場(chǎng)H無屏蔽效果;金屬層5若為鐵磁性金屬層3，那么它除了可屏蔽電場(chǎng)E外，還可屏蔽一定的磁場(chǎng)H(圖9)，這要看它的磁特性了，下面的D中將詳細(xì)討論。
另外，金屬層5在不含孔洞和縫隙時(shí)對(duì)電場(chǎng)的屏蔽效果最好;采用金屬纏繞或編織方式制成的金屬屏蔽層對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽時(shí)，電場(chǎng)會(huì)逸出孔洞和縫隙，影響屏蔽效果，圖8為穿過含有孔隙的屏蔽層5的電場(chǎng)E，0為地電位;一般采用金屬纏繞或編織方式對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽時(shí)，屏蔽層的孔隙率應(yīng)小于等于15%，大于等于0。屏蔽層的孔隙率是指單位體積屏蔽層中所含孔隙的體積，用百分?jǐn)?shù)表示，以下同此。
D、屏蔽磁場(chǎng)電熱芯1產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過屏蔽層3時(shí)，主要產(chǎn)生吸收衰減，公式為A=131.66tμ σ f]]>式中，A為磁場(chǎng)衰減量，以dB表示;t為屏蔽層的厚度，單位為米;μ為屏蔽材料的相對(duì)于真空的相對(duì)磁導(dǎo)率;σ為屏蔽層材料相對(duì)于銅的相對(duì)電導(dǎo)率;f為被屏蔽磁場(chǎng)的頻率，單位Hz。
屏蔽層3的厚度超過10mm就顯得有些笨重，所以令t≤10mm若要把F＝50Hz的磁場(chǎng)屏蔽掉99%，也就是＝20dB，那么由上面公式可得μσ＞4.6;所以，只有使用μσ＞4.6的材料做屏蔽層，才能達(dá)到好的屏蔽效果，而且屏蔽層也不至于過厚。μσ的值越高磁屏蔽效果越好，不過最高值取108也就夠用了。
所說的，4.6＜μσ＜108的材料做成的屏蔽層，是指不含孔洞和縫隙的屏蔽層;若含有孔隙，磁屏蔽效果就較差，圖6為穿過含有空隙的屏蔽層3的磁場(chǎng)H;一般采用纏繞或編織方式制成的磁屏蔽層，屏蔽層的孔隙率應(yīng)小于等于15%大于等于0。
表1、列出了由幾種金屬材料做成的無孔隙的屏蔽層分別在10mm、1mm、0.5mm、0.2mm、0.1mm等不同厚度時(shí)，對(duì)f＝50Hz的磁場(chǎng)的屏蔽效果A;
表1
表1中，高純鐵是指雜質(zhì)含量(重量比)≤0.05%的鐵。
從表1中可知，由銅鋁等反磁性和順磁性金屬制成的屏蔽層，在厚度小于10mm時(shí)，對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽效果很差;而由工業(yè)純鐵或高純鐵等鐵磁性金屬制成的屏蔽層，因μσ＞＞4.6，所以在厚度小于10mm時(shí)，也能夠有極好的屏蔽效果。
綜合C和D的分析可知，要對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行屏蔽，就要用4.6＜μσ＜108的鐵磁性金屬材料做成屏蔽層3;屏蔽層3以不含孔隙為最好，圖9為用4.6＜μσ＜108的金屬材料做成的不含孔隙的屏蔽層3對(duì)電場(chǎng)E和磁場(chǎng)H的屏蔽示意圖。若采用纏繞或編織方式制成電磁場(chǎng)屏蔽層3，那么屏蔽層3的孔隙率應(yīng)小于等于15%大于等于0。


圖1為根據(jù)上面2中的分析制成的釋放純凈熱能的電熱體，它主要由電熱芯1外包絕緣層2，絕緣層2外包4.6＜μσ＜108的鐵磁性金屬屏蔽層構(gòu)成;為了最大限度地抑制電磁場(chǎng)，也可做成圖4所示的電熱體，即在電熱芯1外依次相隔包裹上絕緣層2、金屬屏蔽層3的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)電熱體。
3、即改變電熱芯的自身結(jié)構(gòu)，又在其外包裹電磁場(chǎng)屏蔽層綜合1和2中的分析可知，在平行電熱芯4或絞扭電熱芯6外包裹4.6＜μσ＜108的鐵磁性金屬層3而成的電熱體對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽效果最佳;不過，因平行電熱芯4和絞扭電熱芯6的特殊結(jié)構(gòu)已經(jīng)使電磁場(chǎng)衰減了許多，所以也可以外包0.1＜μσ＜4.6的金屬來屏蔽掉殘余電磁場(chǎng);所以總的說來，圖2中所示的平行電熱芯4外包金屬屏蔽層5而成的電熱體和圖3中所示的絞扭電熱芯6外包金屬屏蔽層5而成的電熱體均可對(duì)電磁場(chǎng)產(chǎn)生良好屏蔽效果;比較來說圖3中所示的電熱體屏蔽效果優(yōu)于圖2所示的電熱體。屏蔽層5對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽效果以不含孔隙為好，若采用纏繞或編織方式制成屏蔽層5，那么屏蔽層5的孔隙率應(yīng)小于等于15%，大于等0。
上面所述的各種結(jié)構(gòu)的電熱體，均應(yīng)在金屬屏蔽層上引出接地線7。
實(shí)施例用于制做釋放純凈熱能電褥子的電熱線可參照?qǐng)D1，在用于制做電褥子的電熱芯1上包裹耐熱絕緣層2，在該絕緣層2上用非金屬電鍍的方法鍍上一層厚度為0.2mm的雜質(zhì)含量(重量比)＜0.05%的高純鐵層3，再在高純鐵層3外包一層塑料保護(hù)層，并在高純鐵鍍層上引出一根接地線7，即制成了用于制做釋放純凈熱能電褥子的電熱線。
權(quán)利要求
1.釋放純凈熱能的電熱體，由電熱芯(1)外包絕緣層(2)，絕緣層(2)外再包以金屬層(3)構(gòu)成，或由電熱芯(1)外包依次呈相隔包裹的絕緣層(2)、金屬層(3)的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其特征在于金屬層(3)由相對(duì)電導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率的乘積大于4.6小于108的鐵磁性金屬構(gòu)成；并且該金屬層的孔隙率小于等于15%大于等于0。
2.根據(jù)權(quán)力要求1中所述的釋放純凈熱能的電熱體，其特征部分中所述的相對(duì)電導(dǎo)率、相對(duì)磁導(dǎo)率是分別相對(duì)于銅、真空而言的。
3.釋放純凈熱能的電熱體，其特征在于它由把包有絕緣層(2)的電熱芯(1)，從中間等長對(duì)折，并使其兩股對(duì)折電熱芯平行緊靠在一起形成平行電熱芯(4)，再在平行電熱芯(4)外包裹金屬層(5)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成;并且金屬層(5)的孔隙率小于等于15%大于等于0。
4.釋放純凈熱能的電熱體，其特征在于它由把包有絕緣層(2)的電能熱芯(1)，從中間等長對(duì)折，并使其兩股對(duì)折電熱芯均勻絞扭在一起形成絞扭電熱芯(6)，再在絞扭電熱芯(6)外包裹金屬層(5)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成;并且金屬層(5)的孔隙率小于等15%大于等于0。
5.根據(jù)權(quán)力要求3和權(quán)力要求4所述的釋放凈熱能的電熱體，其特征在于金屬層(5)是相對(duì)電導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率的乘積大于4.6小于108的鐵磁性金屬。
6.根據(jù)權(quán)力要求3和權(quán)力要求4所述的釋放純凈熱能的電熱體，其特征在于金屬層(5)是相對(duì)電導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率的乘積小于4.6大于0.1的金屬。
7.根據(jù)權(quán)力要求1權(quán)力要求3權(quán)力要求4中所述的釋放純凈熱能電熱體，它們特征部分中所述的金屬層的孔隙率是指單位體積金屬層中所含孔隙的體積，用百分?jǐn)?shù)來表示。
全文摘要
本發(fā)明屬電加熱領(lǐng)域。目前的電熱體在釋放熱能的同時(shí)，也產(chǎn)生一定的電磁輻射，危害人體、污染環(huán)境，本發(fā)明通過在電熱芯外包裹具有特殊性能的金屬屏蔽層或與改變電熱芯自身結(jié)構(gòu)相結(jié)合，而使電磁輻射得到了很好的抑制。本電熱體可以做成電熱線、電熱毯、電熱墊、電熱衣褲、電暖器以及其它電加熱器具。
文檔編號(hào)H05B3/10GK1092239SQ9310258
公開日1994年9月14日 申請(qǐng)日期1993年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月13日
發(fā)明者宋維倫 申請(qǐng)人:宋維倫