Hагрівальhий елемеhт

Изобретение ртносится к области электротермии, в частности к низкотемпературному электронагреву, и может быть использовано для создания высокоэффективных электронагревательных устройств промышленного и бытового назначения. Наиболее близким к заявляемому является трубчатый электронагреватель (ТЭН), в котором спирально свитый проводник коаксиально размещен в металлической трубе таким образом, что его от нее отделяет слой электрической изоляции - периклаза (оксида магния). Такой электронагреватель позволяет решить целый ряд задач низкотемпературного (до 600°С) электронагрева, однако он не лишен некоторых существенных недостатков, обусловленных особенностями конструкции. ТЭН создает сосредоточенное тепловыделение на сравнительно небольшой поверхности, что повышает температуру проводника и всего нагревательного элемента. Из-за цилиндрической формы он не обеспечивает плотного контакта с объектом нагрева на значительной площади или интенсивного теплосъема при конвекции или обдуве, что также ведет к росту температур. Сравнительно большая толщина слоя электроизоляции не обеспечивает, тем не менее, высокого класса электрической защиты. Все это снижает надежность и долговечность нагревательного элемента и повышает тепловые потери. Изменение формы ТЭНов (сплющивание, как для нагревательных элементов электроплит, или выполнение корпуса овальным) несколько снижает влияние указанных факторов, но не меняет положения в принципе. Задачей изобретения является создание нагревательного элемента, который, сохраняя положительные свойства ТЭНов, за счет улучшенного теплосъема при сниженной тепловой напряженности обеспечивает повышенную надежность, долговечность и уменьшение тепловых потерь. Поставленная задача решается тем, что в нагревательном элементе, включающем проводник, продольно размещенный в металлическом корпусе с изгибами в поперечном направлении, отделенный от корпуса слоем электрической изоляции, согласно изобретению, проводник расположен в одной плоскости, корпус его имеет плоскую форму, а слой электрической изоляции выполнен из листового материала. Расположение проводника в одной плоскости ставит каждый его участок в равные условия относительно теплоотдачи, а следовательно, исключает возможность перегрева отдельных участков, что повышает надежность нагревательного элемента. Этой же цели служит плоская форма корпуса и плоский постоянной заданной толщины слой электрической изоляции, поскольку также способствует выравниванию условий, в которых находится каждый участок проводника. При этом также снижается величина тепловых потерь, поскольку увеличение поверхности теплоотдачи при плоском корпусе и его лучшее прилегание к объекту нагрева, равно как и распределенность проводника по поверхности теплоотдачи, и малое тепловое сопротивление между проводником и объектом, вследствие малой толщины слоя электрической изоляции из листового материала, приводят к снижению температуры нагревательного элемента, что также способствует повышению его надежности и срока службы. Равномерному расположению проводника по всей поверхности теплоотдачи в одной плоскости способствует его предварительное переплетение нитями из термостойкого материала с образованием тканой ленты. Надежность нагревательного элемента из тканой ленты повышается, если токоподводы к проводнику выполнить в виде металлических пластин, соединенных с проводником посредством сварки. Снизить потери тепла с нерабочей поверхности плоского нагревательного элемента возможно также, введя в него с этой стороны слой тепловой изоляции, расположенный по всей его поверхности под общим корпусом. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - общий вид нагревательного элемента; на фиг.2 - поперечный разрез нагревательного элемента; на фиг.3 - поперечный разрез нагревательного элемента со слоем тепловой изоляции; на фиг.4 - нагревательная лента с токопроводящей пластиной; на фиг.5 - продольный разрез по фиг.4. Нагревательный элемент состоит из проволочного проводника 1, размещенного в металлическом корпусе 2 и отделенного от него слоем электрической изоляции 3 (например, полимерной пленки, лакоткани, миканита, слюдопласта и т.п.). Металлический корпус выполнен составным из основания 4 и пластины 5 (фиг.1 и фиг.2), или же цельным из сплюснутой трубы (фиг.3). Токоподвод осуществляется при помощи металлической пластины 6, приваренной к проводнику 1. Для обеспечения равномерности расположения проводника в плоскости, а также облегчения монтажа нагревательного элемента, проводник предварительно соединяется с переплетающими его термостойкими нитями (например, из стекловолокна), как показано на фиг.4 и на фиг.5. На них же представлен характер соединения проводника с токопроводящей пластиной 6 точечной сваркой 8. Размещенный с нерабочей стороны нагревательного элемента слой тепловой изоляции 9 из волокнистого материала (асбокартона, базальтового картона, слоя термостойкого волокна и т.п.) снижает энергетические потери. Предложенный нагревательный элемент может использоваться как при непосредственном контакте с обогреваемым объектом, так и для получения тепла путем лучеиспускания и конвекции. В первом случае он применяется для нагрева объектов плоской или цилиндрической формы (в последнем случае он соответственно изгибается). В таком виде он может использоваться для нагрева рабочих органов технологического оборудования, в частности для переработки пластмасс, для нагрева технологических емкостей прямоугольной и цилиндрической формы, в бытовых приборах - для приготовления пищи и др. При этом существенно упрощается конструкция, улучшается теплопередача от нагревательного элемента к объекту благодаря их контакту на значительной площади, что ведет к повышению надежности в работе и при лучистой или конвективной теплоотдаче (например, в устройствах для сушки или другой низкотемпературной термообработки) в электроотопительных приборах промышленного и бытового назначения, Использование такого нагревательного элемента в калориферах с принудительным обдувом снижает также их аэродинамическое сопротивление (за счет плоской формы нагревательного элемента), что снижает общие габариты и материалоемкость устройства и расход энергии на вентиляцию.