釋放純淨熱能的電熱體的製作方法
2023-06-26 12:50:01
專利名稱：釋放純淨熱能的電熱體的製作方法
技術領域：
本發明屬電加熱領域。
目前的電熱體，有電流通過時，會產生同供電電源頻率相對應的電場E和磁場H，見圖5;這種電場和磁場會給環境帶來汙染。
本發明的目的就是抑制這種電場和磁場，為人們提供不含電場和磁場輻射的純淨熱能。
抑制這種電場和磁場可從三個方面考慮1.改變電熱體內的電熱芯的自身結構A.如圖2所示，把包有絕緣層2的電熱芯1從中間等長對摺，然後使其平行緊靠在一起製成平行電熱芯4。
B.如圖3所示，把包有絕緣層2的電熱芯1從中間等長對摺，然後使其均勻絞扭在一起，製成絞扭電熱芯6。
以上兩種結構的電熱芯，因內環路中的電流大小相等且互為反向，所以產生的互為反向電場、互為反向磁場耦合後減少了許多。比較而言，絞扭電熱芯6的內環路圈圍面積最小，所以抑制電場和磁場效果優於平行電熱芯4，但由於絕緣層2的存在，圈圍面積不可能為零，所以仍存在一定的電場和磁場。
2.在電熱芯外包裹電磁場屏蔽層C.屏蔽電場屏蔽電場，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)，那麼它只可屏蔽電場E，而對磁場H無屏蔽效果;金屬層5若為鐵磁性金屬層3，那麼它除了可屏蔽電場E外，還可屏蔽一定的磁場H(圖9)，這要看它的磁特性了，下面的D中將詳細討論。
另外，金屬層5在不含孔洞和縫隙時對電場的屏蔽效果最好;採用金屬纏繞或編織方式製成的金屬屏蔽層對電場進行屏蔽時，電場會逸出孔洞和縫隙，影響屏蔽效果，圖8為穿過含有孔隙的屏蔽層5的電場E，0為地電位;一般採用金屬纏繞或編織方式對電場進行屏蔽時，屏蔽層的孔隙率應小於等於15%，大於等於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，用百分數表示，以下同此。
D、屏蔽磁場電熱芯1產生的磁場穿過屏蔽層3時，主要產生吸收衰減，公式為A=131.66tμ σ f]]>式中，A為磁場衰減量，以dB表示;t為屏蔽層的厚度，單位為米;μ為屏蔽材料的相對於真空的相對磁導率;σ為屏蔽層材料相對於銅的相對電導率;f為被屏蔽磁場的頻率，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的磁場屏蔽掉99%，也就是＝20dB，那麼由上面公式可得μσ＞4.6;所以，只有使用μσ＞4.6的材料做屏蔽層，才能達到好的屏蔽效果，而且屏蔽層也不至於過厚。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H;一般採用纏繞或編織方式製成的磁屏蔽層，屏蔽層的孔隙率應小於等於15%大於等於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，對f＝50Hz的磁場的屏蔽效果A;
表1
表1中，高純鐵是指雜質含量(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製成的屏蔽層，在厚度小於10mm時，對磁場的屏蔽效果很差;而由工業純鐵或高純鐵等鐵磁性金屬製成的屏蔽層，因μσ＞＞4.6，所以在厚度小於10mm時，也能夠有極好的屏蔽效果。
綜合C和D的分析可知，要對電場和磁場同時進行屏蔽，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對電場E和磁場H的屏蔽示意圖。若採用纏繞或編織方式製成電磁場屏蔽層3，那麼屏蔽層3的孔隙率應小於等於15%大於等於0。
圖1為根據上面2中的分析製成的釋放純淨熱能的電熱體，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成;為了最大限度地抑制電磁場，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的多層複合結構電熱體。
3、即改變電熱芯的自身結構，又在其外包裹電磁場屏蔽層綜合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而成的電熱體對電磁場的屏蔽效果最佳;不過，因平行電熱芯4和絞扭電熱芯6的特殊結構已經使電磁場衰減了許多，所以也可以外包0.1＜μσ＜4.6的金屬來屏蔽掉殘餘電磁場;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電磁場產生良好屏蔽效果;比較來說圖3中所示的電熱體屏蔽效果優於圖2所示的電熱體。屏蔽層5對電磁場的屏蔽效果以不含孔隙為好，若採用纏繞或編織方式製成屏蔽層5，那麼屏蔽層5的孔隙率應小於等於15%，大於等0。
上面所述的各種結構的電熱體，均應在金屬屏蔽層上引出接地線7。
實施例用於製做釋放純淨熱能電褥子的電熱線可參照圖1，在用於製做電褥子的電熱芯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外包一層塑料保護層，並在高純鐵鍍層上引出一根接地線7，即製成了用於製做釋放純淨熱能電褥子的電熱線。
權利要求
1.釋放純淨熱能的電熱體，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)的多層複合結構構成。其特徵在於金屬層(3)由相對電導率和相對磁導率的乘積大於4.6小於108的鐵磁性金屬構成；並且該金屬層的孔隙率小於等於15%大於等於0。
2.根據權力要求1中所述的釋放純淨熱能的電熱體，其特徵部分中所述的相對電導率、相對磁導率是分別相對於銅、真空而言的。
3.釋放純淨熱能的電熱體，其特徵在於它由把包有絕緣層(2)的電熱芯(1)，從中間等長對摺，並使其兩股對摺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)的結構構成;並且金屬層(5)的孔隙率小於等於15%大於等於0。
4.釋放純淨熱能的電熱體，其特徵在於它由把包有絕緣層(2)的電能熱芯(1)，從中間等長對摺，並使其兩股對摺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)的結構構成;並且金屬層(5)的孔隙率小於等15%大於等於0。
5.根據權力要求3和權力要求4所述的釋放淨熱能的電熱體，其特徵在於金屬層(5)是相對電導率和相對磁導率的乘積大於4.6小於108的鐵磁性金屬。
6.根據權力要求3和權力要求4所述的釋放純淨熱能的電熱體，其特徵在於金屬層(5)是相對電導率和相對磁導率的乘積小於4.6大於0.1的金屬。
7.根據權力要求1權力要求3權力要求4中所述的釋放純淨熱能電熱體，它們特徵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，用百分數來表示。
全文摘要
本發明屬電加熱領域。目前的電熱體在釋放熱能的同時，也產生一定的電磁輻射，危害人體、汙染環境，本發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構相結合，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H05B3/10GK1092239SQ9310258
公開日1994年9月14日 申請日期1993年3月13日 優先權日1993年3月13日
發明者宋維倫 申請人:宋維倫