专利名称：释放纯净热能的电热体的制作方法
技术领域：
本发明属电加热领域。
目前的电热体，有电流通过时，会产生同供电电源频率相对应的电场E和磁场H，见图5;这种电场和磁场会给环境带来污染。
本发明的目的就是抑制这种电场和磁场，为人们提供不含电场和磁场辐射的纯净热能。
抑制这种电场和磁场可从三个方面考虑1.改变电热体内的电热芯的自身结构A.如图2所示，把包有绝缘层2的电热芯1从中间等长对折，然后使其平行紧靠在一起制成平行电热芯4。
B.如图3所示，把包有绝缘层2的电热芯1从中间等长对折，然后使其均匀绞扭在一起，制成绞扭电热芯6。
以上两种结构的电热芯，因内环路中的电流大小相等且互为反向，所以产生的互为反向电场、互为反向磁场耦合后减少了许多。比较而言，绞扭电热芯6的内环路圈围面积最小，所以抑制电场和磁场效果优于平行电热芯4，但由于绝缘层2的存在，圈围面积不可能为零，所以仍存在一定的电场和磁场。
2.在电热芯外包裹电磁场屏蔽层C.屏蔽电场屏蔽电场，可在电热芯外包裹金属层5，金属层5若为顺磁性或反磁性金属层8(图7)，那么它只可屏蔽电场E，而对磁场H无屏蔽效果;金属层5若为铁磁性金属层3，那么它除了可屏蔽电场E外，还可屏蔽一定的磁场H(图9)，这要看它的磁特性了，下面的D中将详细讨论。
另外，金属层5在不含孔洞和缝隙时对电场的屏蔽效果最好;采用金属缠绕或编织方式制成的金属屏蔽层对电场进行屏蔽时，电场会逸出孔洞和缝隙，影响屏蔽效果，图8为穿过含有孔隙的屏蔽层5的电场E，0为地电位;一般采用金属缠绕或编织方式对电场进行屏蔽时，屏蔽层的孔隙率应小于等于15%，大于等于0。屏蔽层的孔隙率是指单位体积屏蔽层中所含孔隙的体积，用百分数表示，以下同此。
D、屏蔽磁场电热芯1产生的磁场穿过屏蔽层3时，主要产生吸收衰减，公式为A=131.66tμ σ f]]>式中，A为磁场衰减量，以dB表示;t为屏蔽层的厚度，单位为米;μ为屏蔽材料的相对于真空的相对磁导率;σ为屏蔽层材料相对于铜的相对电导率;f为被屏蔽磁场的频率，单位Hz。
屏蔽层3的厚度超过10mm就显得有些笨重，所以令t≤10mm若要把F＝50Hz的磁场屏蔽掉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的材料做屏蔽层，才能达到好的屏蔽效果，而且屏蔽层也不至于过厚。μσ的值越高磁屏蔽效果越好，不过最高值取108也就够用了。
所说的，4.6＜μσ＜108的材料做成的屏蔽层，是指不含孔洞和缝隙的屏蔽层;若含有孔隙，磁屏蔽效果就较差，图6为穿过含有空隙的屏蔽层3的磁场H;一般采用缠绕或编织方式制成的磁屏蔽层，屏蔽层的孔隙率应小于等于15%大于等于0。
表1、列出了由几种金属材料做成的无孔隙的屏蔽层分别在10mm、1mm、0.5mm、0.2mm、0.1mm等不同厚度时，对f＝50Hz的磁场的屏蔽效果A;
表1
表1中，高纯铁是指杂质含量(重量比)≤0.05%的铁。
从表1中可知，由铜铝等反磁性和顺磁性金属制成的屏蔽层，在厚度小于10mm时，对磁场的屏蔽效果很差;而由工业纯铁或高纯铁等铁磁性金属制成的屏蔽层，因μσ＞＞4.6，所以在厚度小于10mm时，也能够有极好的屏蔽效果。
综合C和D的分析可知，要对电场和磁场同时进行屏蔽，就要用4.6＜μσ＜108的铁磁性金属材料做成屏蔽层3;屏蔽层3以不含孔隙为最好，图9为用4.6＜μσ＜108的金属材料做成的不含孔隙的屏蔽层3对电场E和磁场H的屏蔽示意图。若采用缠绕或编织方式制成电磁场屏蔽层3，那么屏蔽层3的孔隙率应小于等于15%大于等于0。
图1为根据上面2中的分析制成的释放纯净热能的电热体，它主要由电热芯1外包绝缘层2，绝缘层2外包4.6＜μσ＜108的铁磁性金属屏蔽层构成;为了最大限度地抑制电磁场，也可做成图4所示的电热体，即在电热芯1外依次相隔包裹上绝缘层2、金属屏蔽层3的多层复合结构电热体。
3、即改变电热芯的自身结构，又在其外包裹电磁场屏蔽层综合1和2中的分析可知，在平行电热芯4或绞扭电热芯6外包裹4.6＜μσ＜108的铁磁性金属层3而成的电热体对电磁场的屏蔽效果最佳;不过，因平行电热芯4和绞扭电热芯6的特殊结构已经使电磁场衰减了许多，所以也可以外包0.1＜μσ＜4.6的金属来屏蔽掉残余电磁场;所以总的说来，图2中所示的平行电热芯4外包金属屏蔽层5而成的电热体和图3中所示的绞扭电热芯6外包金属屏蔽层5而成的电热体均可对电磁场产生良好屏蔽效果;比较来说图3中所示的电热体屏蔽效果优于图2所示的电热体。屏蔽层5对电磁场的屏蔽效果以不含孔隙为好，若采用缠绕或编织方式制成屏蔽层5，那么屏蔽层5的孔隙率应小于等于15%，大于等0。
上面所述的各种结构的电热体，均应在金属屏蔽层上引出接地线7。
实施例用于制做释放纯净热能电褥子的电热线可参照图1，在用于制做电褥子的电热芯1上包裹耐热绝缘层2，在该绝缘层2上用非金属电镀的方法镀上一层厚度为0.2mm的杂质含量(重量比)＜0.05%的高纯铁层3，再在高纯铁层3外包一层塑料保护层，并在高纯铁镀层上引出一根接地线7，即制成了用于制做释放纯净热能电褥子的电热线。
权利要求
1.释放纯净热能的电热体，由电热芯(1)外包绝缘层(2)，绝缘层(2)外再包以金属层(3)构成，或由电热芯(1)外包依次呈相隔包裹的绝缘层(2)、金属层(3)的多层复合结构构成。其特征在于金属层(3)由相对电导率和相对磁导率的乘积大于4.6小于108的铁磁性金属构成；并且该金属层的孔隙率小于等于15%大于等于0。
2.根据权力要求1中所述的释放纯净热能的电热体，其特征部分中所述的相对电导率、相对磁导率是分别相对于铜、真空而言的。
3.释放纯净热能的电热体，其特征在于它由把包有绝缘层(2)的电热芯(1)，从中间等长对折，并使其两股对折电热芯平行紧靠在一起形成平行电热芯(4)，再在平行电热芯(4)外包裹金属层(5)的结构构成;并且金属层(5)的孔隙率小于等于15%大于等于0。
4.释放纯净热能的电热体，其特征在于它由把包有绝缘层(2)的电能热芯(1)，从中间等长对折，并使其两股对折电热芯均匀绞扭在一起形成绞扭电热芯(6)，再在绞扭电热芯(6)外包裹金属层(5)的结构构成;并且金属层(5)的孔隙率小于等15%大于等于0。
5.根据权力要求3和权力要求4所述的释放净热能的电热体，其特征在于金属层(5)是相对电导率和相对磁导率的乘积大于4.6小于108的铁磁性金属。
6.根据权力要求3和权力要求4所述的释放纯净热能的电热体，其特征在于金属层(5)是相对电导率和相对磁导率的乘积小于4.6大于0.1的金属。
7.根据权力要求1权力要求3权力要求4中所述的释放纯净热能电热体，它们特征部分中所述的金属层的孔隙率是指单位体积金属层中所含孔隙的体积，用百分数来表示。
全文摘要
本发明属电加热领域。目前的电热体在释放热能的同时，也产生一定的电磁辐射，危害人体、污染环境，本发明通过在电热芯外包裹具有特殊性能的金属屏蔽层或与改变电热芯自身结构相结合，而使电磁辐射得到了很好的抑制。本电热体可以做成电热线、电热毯、电热垫、电热衣裤、电暖器以及其它电加热器具。
文档编号H05B3/10GK1092239SQ9310258
公开日1994年9月14日 申请日期1993年3月13日 优先权日1993年3月13日
发明者宋维伦 申请人:宋维伦