Трубчатый электронагреватель

Изобретение относится к устройствам резистивного нагрева различных сред. Сущность изобретения заключается в том, что трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала и проводник, состоящий из соединенных между собой спирали, установленной на трубку, и стержня, проходящего внутри трубки, и отличается тем, что электрическое сопротивление одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, не менее чем в 2 раза превышает электрическое сопротивление одного метра стержня, что обеспечивается увеличением площади поперечного сечения стержня путем его продольной скрутки. Обеспечивается увеличение температуры трубчатого электронагревателя. 3 з.п. ф-лы, 1 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, который содержит 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, который содержит корпус, внутри которого расположена U-образная металлическая трубка, на которую установлена токопроводящая спираль [CN204014119, дата публикации: 10.12.2014 г., МПК H05B 3/02; H05B 3/42].

В качестве прототипа выбран трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала, и проводник, состоящий из соединенных между собой спирали, установленной на трубку, и стержня, проходящего внутри трубки [RU2622392, дата публикации: 15.06.2015 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 снижает эксплуатационные характеристики трубчатого электронагревателя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала и проводник, состоящий из соединенных между собой спирали, установленной на трубку, и стержня, проходящего внутри трубки. В отличие от прототипа электрическое сопротивление одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, превышает электрическое сопротивление одного метра стержня, при этом разность сопротивлений обеспечивается увеличением площади поперечного сечения стержня путем его продольной скрутки».

Сравнение электрического сопротивления одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, и электрического сопротивления одного метра стержня подразумевает сравнение электрического сопротивления выпрямленной спирали (или прямого проводника, из которого изготовлена спираль) и электрического сопротивления готового стержня, имеющих одинаковую длину. Таким образом, суть данного сравнения заключается в сравнении пропускной способности электрического тока поперечного сечения стержня и поперечного сечения спирали.

Электрическое сопротивление спирали может превышать электрическое сопротивление стержня не менее чем в 1,5 раза, при меньшей разнице не происходит резкого увеличение силы тока в стержне, в результате чего значительного повышения степени его нагрева не наблюдается.

Разность электрических сопротивлений стержня и спирали обеспечивается разницей площади поперечного сечения стержня и спирали при этом площадь поперечного сечения стержня увеличена путем продольного скручивания стержня, например, в несколько раз.

Корпус и трубка могут быть изготовлены из любого материала, обеспечивающего низкий температурный коэффициент линейного расширения и снижающих 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. При этом также обеспечивается возможность фиксации пространственного положения спирали и стержня во внутренней полости трубчатого электронагревателя, позволяющая исключить возможность их смещения и значительно повысить потенциальную степень их нагрева. 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, а следовательно позволяющей обеспечить максимальную энергоэффективность.

Наличие новых отличительных существенных признаков 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 со стержнем, полученным посредством продольной скрутки, вид слева продольный разрез. Трубчатый электронагреватель содержит корпус 1, внутри которого расположен трубка 2 из диэлектрического материала и проводник, состоящий из спирали 3, установленной на трубку 2, и стержня 4, проходящего внутри трубки 2. При этом электрическое сопротивление R1 одного метра проводника, из которого изготовлена спираль 4, превышает электрическое сопротивление R2 одного метра стержня 3.

Изобретение работает следующим образом.

Трубчатый электронагреватель подключается в сеть. Электрический ток течет по спирали 3 и нагревает ее, далее электрический ток течет по стержню 4, где происходит его взаимодействие с электромагнитным полем, созданным вокруг спирали 3, и стержень 4 нагревается. При этом благодаря разнице сопротивлений R1 и R2, происходит увеличение температуры трубчатого электронагревателя и снижается количество потребляемой энергии, необходимой для поддержания достигнутой температуры.

1. Трубчатый электронагреватель, содержащий корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала и проводник, состоящий из соединенных между собой спирали, установленной на трубку, и стержня, проходящего внутри трубки, отличающийся тем, что электрическое сопротивление одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, превышает электрическое сопротивление одного метра стержня, при этом разность сопротивлений обеспечивается увеличением площади поперечного сечения стержня путем его продольной скрутки.

2. Трубчатый электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что электрическое сопротивление одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, превышает электрическое сопротивление одного метра стержня не менее чем в 1,5 раза.

3. Трубчатый электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус и трубка изготовлены из керамики или кварцевого стекла.

4. Трубчатый электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус и трубка заполнены кварцевым песком или жидким стеклом.



 

Похожие патенты:

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.

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 устройствам резистивного нагрева различных сред. Сущность изобретения заключается в том, что трубчатый электронагреватель содержит корпус, внутри которого расположена трубка из диэлектрического материала и проводник, состоящий из соединенных между собой спирали, установленной на трубку, и стержня, проходящего внутри трубки, и отличается тем, что электрическое сопротивление одного метра проводника, из которого изготовлена спираль, не менее чем в 2 раза превышает электрическое сопротивление одного метра стержня, что обеспечивается увеличением площади поперечного сечения стержня путем его продольной скрутки. Обеспечивается увеличение температуры трубчатого электронагревателя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх