Трубчатый электронагреватель

Изобретение относится к устройствам резистивного нагрева и может быть использовано для нагрева различных сред, например воздуха, воды или масел, и может быть применено в промышленности и быту. Трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала, стержень, установленный внутри трубки, и токопроводящую спираль, установленную на трубку, и отличается тем, что содержит дополнительную токопроводящую спираль, при этом трубка со стержнем и спиралью размещены внутри дополнительной спирали, а спирали изолированы друг от друга, при этом диаметр дополнительной токопроводящей спирали превышает диаметр токопроводящей спирали, установленной на трубку, не менее чем на 5%. Изобретение обеспечивает повышение эффективности нагрева и снижение риска возникновения короткого замыкания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам резистивного нагрева и может быть использовано для нагрева различных сред, например, воздуха, воды или масел и может быть применено в промышленности и быту.

Известен трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого расположены проводящий стержень и U-образная металлическая трубка, при этом стержень расположен во внутреннем контуре U-образной трубки [CN205648048, дата публикации:12.10.2016 г., МПК: H05B 6/02].

Известен трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого одна в другой установлены две спирали [CN2400993, дата публикации:15.06.2015 г., МПК: H05B 3/44].

В качестве прототипа выбран трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого расположена изолирующая трубка, спираль, установленная на изолирующую трубку, и проводник, установленный внутри изолирующей трубки [RU2622392, дата публикации:11.10.2000 г., МПК: H05B 3/48].

Недостатком прототипа является низкая энергоэффективность трубчатого электронагревателя обусловленная высокой потребляемой мощностью и низкой скоростью нагрева среды, что в значительной степени ухудшает эксплуатационные характеристики трубчатого электронагревателя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала, на которую установлена токопроводящая спираль, и стержень, установленный внутри трубки. В отличие от прототипа трубчатый электронагреватель содержит дополнительную токопроводящую спираль, при этом трубка со спиралью размещены внутри дополнительной спирали, а спирали изолированы друг от друга.

Дополнительная спираль обеспечивает возможность создания дополнительного проводящего контура. Дополнительная спираль и спираль, установленная на трубку, могут иметь противоположное направление намотки.

Дополнительная спираль может иметь диаметр, превышающий диаметр спирали, установленной на трубку, не менее, чем на 5%, что снижает риск проплавления изолирующего материала между токопроводящими спиралями и возникновения короткого замыкания между проводящими контурами, либо для снижения риска возникновения короткого замыкания, между спиралями может быть установлена дополнительная трубка из диэлектрического материала.

Дополнительно трубчатый электронагреватель может содержать одну или несколько дополнительных токопроводящих спиралей. При этом каждая следующая дополнительная спираль может иметь противоположное направление намотки относительно предыдущей спирали. Спирали могут быть изолированы друг от друга посредством наполнения внутреннего пространства корпуса изоляционным материалом, либо посредством трубок или перегородок.

Дополнительно трубчатого электронагревателя спирали могут быть выполнены с возможностью подключения к управляющему элементу, обеспечивающему возможность расширения вариативности изменения ЭДС взаимоиндукции, возникающей между спиралями за счет подключения или отключения дополнительных спиралей либо изменения силы или напряжения электрического тока, протекающего в них. При этом управляющий элемент может быть представлен контроллером, блоком управления, реле, и другими аналогичными элементами

Спирали и стержень могут быть изготовлены из любого токопроводящего материала, например, меди, нихрома, вольфрама, или оцинкованной низкоуглеродистой стали.

Корпус и трубка могут быть изготовлены из любого материала, обеспечивающего низкий температурный коэффициент линейного расширения и снижающего риск разрушения трубчатого электронагревателя при повышении температуры его нагрева, например, из кварцевого стекла, керамики или металлокерамики, в частности из оксида кремния или оксида алюминия.

Корпус и трубка могут быть заполнены порошкообразными либо жидкими материалами, обеспечивающими возможность создания безвоздушного пространства внутри корпуса и снижающими риск окисления и последующего разрушения спиралей при достижении высокой степени их нагрева, например, кремниевым, магниевым порошком или кварцевым песком и т.п. Также указанные материалы имеют высокий коэффициент теплопередачи, что обеспечивает увеличение скорости нагрева среды и повышения энергоэффективности трубчатого электронагревателя.

Корпус и трубка могут быть изготовлены из керамики или кварцевого стекла и заполнены кварцевым песком или жидким стеклом, что обеспечивает за счет расплавления при высоких температурах кварцевого песка или, в случае с жидким стеклом, за счет равномерного заполнения всей полости корпуса и последующего затвердевания при нагреве возможность создания монолитной и наиболее прочной и термостабильной конструкции трубчатого электронагревателя, позволяющей минимизировать риск его разрушения при достижении максимально высокой температуры нагрева. При этом также обеспечивается возможность жесткой фиксации пространственного положения спиралей, позволяющей исключить возможность смещения спиралей в результате значительного повышения ЭДС, возникающей между спиралями и обеспечить возможность максимального повышения степень их нагрева, как следствие увеличивая энергоэффективность

Изобретение обладает ранее неизвестными из уровня техники существенными отличительными признаками, что свидетельствует о соответствии изобретения критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение поясняется следующими чертежами.

Фиг.1 – Трубчатый электронагреватель с одной дополнительной спиралью и двусторонним выводом контактов, вид слева, продольный разрез.

Фиг.2 – Трубчатый электронагреватель с одной дополнительной спиралью и односторонним выводом контактов, вид слева, продольный разрез.

Фиг.3 – Трубчатый электронагреватель с двумя дополнительными спиралями, вид слева, продольный разрез.

Фиг.4 – Трубчатый электронагреватель с двумя дополнительными спиралями установленными на дополнительные трубки из диэлектрического материала, вид слева продольный разрез.

Трубчатый электронагреватель содержит корпус 1, внутри которого расположена трубка 2 из диэлектрического материала, токопроводящая спираль 3, установленная на трубку 2, и стержень 4, установленный внутри трубки 2, при этом трубчатый электронагреватель содержит дополнительную(ые) токопроводящую(ие) спираль(и) 5.

Изобретение работает следующим образом.

Трубчатый электронагреватель подключается в сеть. Электрический ток идет по проводящим контурам, образованным спиралями 3 и 5 и стержнем 4, которые нагреваются и нагревают корпус 1, через который тепло излучается в нагреваемую среду.

1. Трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала, на которую установлена токопроводящая спираль, и стержень, установленный внутри трубки, отличающийся тем, что содержит дополнительную токопроводящую спираль, при этом трубка со спиралью размещены внутри дополнительной спирали, а спирали изолированы друг от друга, при этом диаметр дополнительной токопроводящей спирали превышает диаметр токопроводящей спирали, установленной на трубку, не менее чем на 5%.

2. Трубчатый электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительная токопроводящая спираль и токопроводящая спираль, установленная на трубку, имеют противоположное направление намотки.

3. Трубчатый электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что содержит несколько дополнительных токопроводящих спиралей.

4. Трубчатый электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие спирали выполнены с возможностью подключения к управляющему элементу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к электрооборудованию реакторной установки АЭС с РУ ВВЭР. В блоке трубчатых электронагревателей, включающем крышку и трубчатые электронагреватели, которые герметично закреплены в крышке посредством сварного и паяного соединения, причем трубчатые электронагреватели состоят из нагревательного элемента, выполненного в виде проволочной спирали, защитной оболочки в виде трубки, изолятора и токоподводов, предлагается нагревательный элемент выполнить из нагревательного кабеля в жаростойкой металлической оболочке.

Нагревательный элемент для нагревания газов до высоких температур содержит по меньшей мере одну предназначенную для прохождения подлежащего нагреванию газа трубу (1) и электрический нагревательный провод в трубе, который предназначен для передачи тепла в проходящий вдоль нагревательного провода газ.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трубчатым электронагревателям, и может быть использовано для нагрева различных сред, например, воздуха, воды или других жидкостей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую. Трубчатый электронагреватель содержит внешнюю трубчатую оболочку (1), центральный токопроводящий электрод (2), герметизирующий фланец (3) с электрически изолированным от трубчатой оболочки выводом (4) центрального токопроводящего электрода, тепловыделяющий элемент (5) в виде скрученного вокруг оси центрального токопроводящего электрода металлического листа, образующего в разрезе неплотную спираль, пространство между витками которой заполнено порошковым диэлектриком (6).

Изобретение относится к производству устройств типа плоских электронагревателей излучающего типа. Описана конструкция тонкопленочного электронагревателя, содержащего резистивный элемент, в виде матовой полимерной пленки с токопроводящим покрытием в виде наноразмерного слоя, который расположен между двумя термостойкими электроизоляционными пленками и снабжен выводами для подключения к электрической сети, выводы присоединены к выполненным в виде двухсторонних гребенок контактам, нанесенным по ширине токопроводящего покрытия и выполненным в виде сплошных узких лент из электропроводного материала, закреплены вдоль всей поверхности каждой из гребенок таким образом, что их концы с каждой из сторон расположены выходящими за пределы ширины резистивного элемента, но не выходящими за пределы ширины электроизоляционных пленок, количество зубцов с каждой из сторон гребенки составляет от 1 до 5 на одном сантиметре длины гребенки, количество зубцов, расположенных на одном сантиметре наружной стороны гребенки, меньше количества зубцов, расположенных на одном сантиметре внутренней стороны гребенки, а наружная поверхность лент выводов выполнена шероховатой.

Нагреватель патронного типа предназначен к использованию на объектах ядерной энергетики для нагрева жидкометаллического теплоносителя и содержит оболочку, заполненную минеральной изоляцией, внутри которой помещен изолированный от оболочки нагревательный элемент U-образной формы, заканчивающийся контактными токовыводами, также содержит узел герметизации, через который проходят оба токовывода нагревательного элемента, и заглушку торцевой части сферической формы, нагревательный элемент содержит греющую зону, выполненную из металла с высоким электросопротивлением, и «холодные» выводы, выполненные из металла с низким электросопротивлением, при этом сечение холодного вывода превышает сечение вывода на участке греющей зоны не менее чем в 2 раза; в нагревательном элементе имеется переход между «горячей» греющей зоной и «холодными» выводами, а нагреватель на участке между греющей зоной и «холодными» токовыводами имеет плавный переход с меньшего диаметра на больший; оболочка может быть выполнена одно или многослойной и состоять из коррозионно- и жаростойких сплавов: минеральная изоляция уплотнена до 3,1 г/см3.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую, выполненным в виде прямолинейных или изогнутых трубчатых элементов, используемых, в частности, в конструкциях термокомпрессоров, обеспечивающих необходимое давление в контуре циркуляции теплоносителя АЭС, и позволяет повысить ресурс и эксплуатационную надежность нагревателя.

Изобретение относится к электротехнике и позволяет повысить ресурс и эксплуатационную надежность трубчатого нагревателя. Трубчатый электронагреватель содержит тепловыделяющий элемент 1, например, в виде токопроводящей спирали, расположенный внутри защитной металлической оболочки 2, имеющей внешнее поперечное оребрение 3, на концах металлической оболочки 2 выполнены герметизированные токоподводы 4, присоединенные к выводам токопроводящей спирали, пористые керамические шайбы 5, имеющие каплевидную форму, во внутреннем отверстии которых размещен тепловыделяющий элемент 1, а по внешнему обводу шайбы заключены в защитную металлическую оболочку 2, пористые керамические шайбы имеют переменную по высоте толщину, от полностью закрывающей тепловыделяющий элемент 1 до минимальной в верхней части, внутренняя полость трубчатого электронагревателя, включая поры керамических шайб, частично заполнена жидкостью.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую, и позволяет повысить ресурс и эксплуатационную надежность трубчатого нагревателя за счет увеличения теплопроводности в направлении от тепловыделяющего элемента к поверхности теплообмена с внешним теплоносителем.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. .

Изобретение относится к устройствам резистивного нагрева и может быть использовано для нагрева различных сред, например воздуха, воды или масел, и может быть применено в промышленности и быту. Трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала, стержень, установленный внутри трубки, и токопроводящую спираль, установленную на трубку, и отличается тем, что содержит дополнительную токопроводящую спираль, при этом трубка со стержнем и спиралью размещены внутри дополнительной спирали, а спирали изолированы друг от друга, при этом диаметр дополнительной токопроводящей спирали превышает диаметр токопроводящей спирали, установленной на трубку, не менее чем на 5. Изобретение обеспечивает повышение эффективности нагрева и снижение риска возникновения короткого замыкания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх