专利名称：通过谐振的方式加热物质的天线辐射加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的通过谐振的方式来加热物质的天线辐射加热器。
已知的一种通过谐振的方式加热物质的天线辐射加热器(WO00/25552)包含多个平面天线部件，其中每个平面天线部件分别由载波表面材料(carrier surface material)、以及涂覆在载波表面材料上的辐射涂层构成，平面天线部件利用两个具有电气触点的、相隔一定距离平行设置的电导体作为天线限幅器(antenna limiter)来限定。利用该辐射涂层可以发射高频率的电磁波。另外，该天线辐射加热器还包含一个谐波发生器。该谐波发生器与平面天线部件的两个电导体相耦合，用于激发辐射涂层以发射出处于被加热物质的分子特征频率范围内的振荡频率。
另外，一种通过上述的激励产生适当的辐射频率的辐射涂层也会在这里加以说明。
此外，还给出了一种平面天线部件的复合排列方式在房间的一角，十二个矩形平面天线部件——四个并排设置，相互叠成三层——彼此之间相隔很近并且以并联的方式电连接，通过谐波发生器来驱动。
众所周知，为了实现高效的房间加热，平面天线部件应该具有比较大的面积。但单独的表面又不能被任意地加大，因为这样会使加热效率降低，因此，最好采用如上所述的或类似的复合排列的平面天线部件。
电引线的控制在低电压范围内实现，例如24V。这样可以触摸平面天线部件在工作时比较冷的辐射涂层，而不会有被电击的危险，也就是说，触摸是绝对安全的。但是，令人惊奇的是，已经发现在复合排列的平面天线部件间存在着显著的电位差。在并联连接中，这可能是由于每个独立的平面天线部件的振荡频率的相移。在多个平面天线部件处于装配人员或加热用户所能触及的范围内的情况下，如果同时触摸两个或多个平面天线部件，就会出现电击的危险。尽管一般来说，这种电击并没有什么危险而且不会损害健康，但这仍然令人很不愉快。
到目前为止，现有技术还没有认识到这个问题，也没有人对此进行过阐述。
因此，本发明的目的是提出一种不会产生电击危险的通用的天线辐射加热器。
本发明的任务通过权利要求1中的特征部分来实现。
根据权利要求1，辐射涂层被单侧涂覆于载波表面材料的一个面上，形成天线部件的正面，这个面对着要被加热的物质。此外，一个接触保护层被涂覆于该辐射涂层上。这种接触保护层的材料的选择应满足以下条件，一方面，使得辐射涂层对于接触是电绝缘的；另一方，使得振荡频率的发射要尽可能完全没有衰减或仅有很小的衰减。辐射涂层的这两个特性，作为电绝缘层要避免由于接触两个天线部件引起的电击，以及要达到振荡频率发射的无衰减辐射或低衰减辐射，对于以下的综合考虑是非常必要的。
根据权利要求2，作为天线部件反面的载波表面材料最好也应该具有电绝缘特性。然而与接触保护层相反，它应当使得振荡频率的发射完全衰减，或者至少要有非常大的衰减。这样可以使得辐射能量的全部或绝大部分通过天线部件的正面辐射出来，从而实现一种特别节能的物质加热方式。
根据权利要求3，一种具有上述特性的适用的接触层可能包含，一种含水的、扩散性很好的、无软化剂的、中等粘滞度的由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯组成的共聚物分散剂。这种物质的优点是具有大约50％的固体浓度，以及大概0.1μm的平均粒子大小。
根据权利要求4，一种可选的适用接触层可能包含，一种含水的、含保护性胶体的、中等粘滞度的由醋酸乙烯酯、过饱和酸-乙烯基酯和顺丁烯二酸2n丁酯组成的聚合物分散剂。这种物质的优点是具有大概50-55％的固体浓度，以及大概0.2μm的平均粒子大小。
辐射涂层的涂层材料可以根据权利要求5中所述的合成物质，通过已经证明的已知的方法来选择。这里所说的磺化油最好为磺化蓖麻油，并且所说的苯酚最好是通过裂化处理的碳化苯酚或使用苯并异噻唑啉酮。作为一种稀释剂，基于芳香基和/或醇和/或酯和/或酮的溶剂被证明非常好。而无机和/或有机的，单体和/或聚合的材料特别适用于作分散剂。绝缘的碳黑适用于作为绝缘体，涂层材料应该包含一种触变剂(thixotropy agent)。
辐射涂层和接触保护层可以通过已知的方法来涂覆和制造。根据权利要求6，辐射涂层和/或在它固定后的接触保护层特别具有优点地通过叶片式涂敷(blade spreading)的方法来产生。特别地，酪朊或聚丙烯酸酯的剂量与叶片式涂敷方法的结合可能会引起天线部件背面的辐射衰减，特别是如果辐射涂层涂覆于纸质材料上的时候。接触保护层最好同样也是用叶片式涂敷法来产生。保护层厚度大概为5-10μm，这样，对于一般情况下的接触保护已经足够，而且还不至于引起不适宜的天线部件正面的发射衰减。
根据权利要求7，利用已知的方法对辐射涂层进行适当的激励是可能的。这种可能就是，作为控制/调节装置的组成部分的谐波发生器包含一个电子模块，在利用控制振荡进行控制时，这个电子模块具有与陡峭的上升曲线相一致的急剧的电流增长速度，因此适合于产生高的谐波分量。这个电子模块例如可以是具有所属的已知电子控制元件的三端双向可控硅器件或双金属氧化物半导体场效应管(MOS FET)。谐振系统从与之连接的电网中根据需要获取所需的能量，并且通过改变控制振荡的幅度和/或频率，可以至少是部分地控制和/或调节加热效果。
根据权利要求8，最好是将电导体通过已知的方式，设计成平行排列的铜箔条。同样也可以采用已知的铜箔条覆盖层作为具有电绝缘层的天线限幅器(DD 208 029)。电导体与辐射涂层的电气触点被设计成容性和/或感性的耦合。
根据权利要求9，如果多个平面天线部件在互相可及的范围内设置，以并联的方式进行电连接，以及通过谐波发生器来激励，那么上述的接触保护层就是特别重要的。即使多个谐波发生器用于平面天线部件，由于上面已提及的电位差，也同样存在电击的危险，因此，具有电绝缘层的接触保护层在这里同样是很重要的。
根据权利要求10，如果所有的平面天线部件具有相同的直角表面，并且以具有短引线的对称排列方式并联连接，那么就可以得到一种紧凑的、美观的排列。
下面将结合附图对本发明进行更加详细的描述。
其中
图1是作为室内加热器来加热物质的天线辐射加热器的透视图。
图2是沿图1中A-A线的图解剖视图。
图1表示房间一角1的透视图，其中安装了天线辐射加热器2。这里作为示例的天线辐射加热器2包括十二个平面天线部件3的组合，这十二个平面天线部件在房间一角1中，以每一水平线上四个平面天线部件3为一组的方式对称排列。
这里，平面天线部件3被设计成矩形平面部件，并且每个平面部件通过其窄边上的连接点4以并联的方式互相连接。三个位于垂直边上的平面天线部件3，分别通过连接电缆5，经由接线盒6与其它的平面天线部件3连接，或者通过并联连接点4与铜箔条制成的电导体14、15相互连接。
控制装置7特别包含一个谐波发生器，该谐波发生器又包含一个电子模块，在用控制振荡进行控制的时候，该电子模块显示了与一个陡峭的上升沿相一致的急剧的电流增长速度，并由此它适合于产生高的谐波分量。这样的电子模块，例如可以是具有已知的电子控制元件的三端双向可控硅元件或双金属氧化物半导体场效应管(MOS FET)。控制装置7一方面通过接线盒6与平面天线部件3相连接，另一方面通过变压器8经由电网接头9进行供电。
图2表示沿图1中A-A线的部分剖视图，根据图2可以看得很清楚，每一个平面天线部件3分别由载波表面材料11和涂覆在其上的辐射涂层10组成。辐射涂层10单侧涂覆于载波表面材料11的一个面上，这样就形成了部件的正面，此部件的正面对着要被加热的对象，例如房间中的人。从图2中还可以进一步得出，接触保护层12被涂覆于辐射涂层10之上，并且前者较之后者相对要薄一些。该辐射涂层一方面对接触是电绝缘的，另一方面使得振荡频率的发射完全没有衰减或者仅有很小的衰减。
相反，作为天线部件反面的载波表面材料11是电绝缘的，一方面是防止对辐射涂层10的电接触，另一方面要完全阻止振荡频率的发射或至少对其进行显著的衰减。
范例性地，这里的接触保护层12包含一种含水的、具有良好扩散性的、无软化剂的、中等粘滞度的由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯构成的共聚物分散剂。
另外，图2中用箭头13表示了振荡频率发射的方向。
辐射涂层10，以及在它牢固之后的接触保护层12，都可以以叶片式涂敷的方法，涂到载波表面材料11之上。
从设计为并行排列的铜箔条的电导体14、15到辐射涂层10的电气触点，通过容性和/或感性的耦合来实现。辐射涂层10位于电导体14、15的下面或上面，或者，可选地，将这些电导体埋入到辐射涂层10之中，但是在这里没有表示出来。
因此，通过这样一种由大量在相互可及的范围内排列的平面天线部件3组成的天线辐射加热器2的排列，就可以完全消除由于装配人员触摸了两个或多个平面天线部件而引起电击的危险。
权利要求
1.通过谐振的方式加热物质的天线辐射加热器，具有多个平面天线部件，每个天线部件分别由载波表面材料和涂覆于载波表面材料之上的辐射涂层组成，平面天线部件利用两个具有电气触点、相隔一定距离平行设置的电导体作为限幅器来限定，利用这个辐射涂层可以发射高频率的电磁波；并且，天线辐射加热器还包含一个谐波发生器，该谐波发生器与平面天线部件的两个电导体耦合，用于激发辐射涂层以发射出处于被加热物质的分子特征频率范围内的振荡频率，其特征在于，所述的辐射涂层(10)被单侧涂覆于载波表面材料(11)的一个面上，形成天线部件的正面，这个面对着要被加热的物质，此外，接触保护层(12)被涂覆于所述的辐射涂层(10)之上，此接触保护层(12)一方面使得辐射涂层对接触是电绝缘的；另一方面使得振荡频率的发射尽可能完全没有衰减或仅有很小的衰减。
2.如权利要求1所述的天线辐射加热器，其特征在于，天线部件反面的载波表面材料(11)一方面使得辐射涂层(10)对于接触是电绝缘的；另一方面完全阻止振荡频率的发射或者至少对其进行显著的衰减。
3.如权利要求1或2所述的天线辐射加热器，其特征在于，接触保护层(12)包含一种含水的、扩散性很好的、无软化剂的、中等粘滞度的由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯组成的共聚物分散剂。
4.如权利要求1或2所述的天线辐射加热器，其特征在于，接触保护层(12)包含一种含水的、含保护性胶体的、中等粘滞度的由醋酸乙烯酯、过饱和酸-乙烯基酯和顺丁烯二酸2n丁基酯组成的分散剂。
5.如权利要求1至4中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，辐射涂层(10)的涂层材料包含粘结剂、绝缘剂、分散剂、水和石墨，具体组成成分如下a. 55-65％的基料剂量，其中39-49％的粘结剂，18-23％的绝缘剂，18-24％的分散剂，12-16％的蒸馏水。以及b. 35-45％的石墨剂量，其中粘结剂的组成成分为64-79％的蒸馏水，4-6％的磺化油，0.15-0.24％的苯酚，或0.05-0.5％的苯并异噻唑啉酮，15-19％的酪朊，0.8-1.2％的尿素，2-3％的碱性稀释剂，2.5-3.5％的己内酰胺。
6.如权利要求1至5中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，辐射涂层(10)和/或在它固定后的接触保护层(12)通过叶片式涂敷的方法来生成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，作为控制/调节装置(7)的组成部分的谐波发生器包含一个电子模块，在利用控制振荡进行控制时，该电子模块显示了与陡峭的上升曲线相一致的急剧的电流增长速度，由此适合于产生高的谐波分量。
8.如权利要求1至7中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，电导体被设计成平行排列的铜箔条(14，15)，与辐射涂层(10)的电气触点被设计为容性和/或感性耦合式的，辐射涂层(10)位于电导体(14、15)的下面或上面，或者埋入其中。
9.如权利要求1至8中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，多个平面天线部件(3)在互相可及的范围内排列，以并联的方式电连接，并且通过谐波发生器来激励。
10.如权利要求1至9中任一项所述的天线辐射加热器，其特征在于，所有的平面天线部件具有相同的直角表面，并且以具有短引线的对称排列方式并联连接。
全文摘要
本发明涉及一种通过谐振的方式加热物质的天线辐射加热器(2)。该天线辐射加热器具有多个平面天线部件(3)，每个平面天线部件由载波表面材料(11)和涂覆于载波表面材料上的辐射涂层(10)组成，平面天线部件利用两个相隔一定距离的，具有电气触点的，平行的电导体(14，15)作为限幅器来限定界限。利用这个辐射涂层可以发射高频率的电磁波。并且，该天线辐射加热器(2)还包含一个谐波发生器，该谐波发生器与平面天线部件(3)的两个电导体相耦合，用于激发辐射涂层(10)以发射出处于被加热物质的分子特征频率范围内的振荡频率。依照本发明，辐射涂层(10)被单侧涂覆于载波表面材料(11)的一个面上，形成天线部件的正面，这个面对着要被加热的物质。此外，接触保护层(12)被涂覆于辐射涂层之上，一方面使得辐射涂层对接触是电绝缘的，另一方面使得振荡频率的发射要尽可能完全没有衰减或仅有很小的衰减。
文档编号H05B6/72GK1444714SQ01813249
公开日2003年9月24日 申请日期2001年6月1日 优先权日2000年7月29日
发明者赫尔穆特·雷切尔特 申请人:莫勒塞姆控股股份公司