CS253456B1

CS253456B1 - Heating tube with active thermal insulation especially for aerosol generators

Info

Publication number: CS253456B1
Application number: CS853934A
Authority: CS
Inventors: Karel Dousek; Josef Juza; Jiri Vitacek
Original assignee: Karel Dousek; Josef Juza; Jiri Vitacek
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1987-11-12
Also published as: CS393485A1

Abstract

Topné trubice s aktivní tepelnou izolací Je tvořena dvěma souosými trubkami z elektricky vodivého materiálů, na Jednom konci vodivě spojenými prostřednictvím mezikroužku a na druhém konci opatřené každá Jednou svorkou pro připojepí k proudovému zdroji. Prostor mezi vnitřpí a voější trubkou může být vyplněn izolační hmotou.Heating tubes with active thermal insulation It consists of two coaxial pipes of electrically conductive materials, one end conductively connected thereto and the other end provided each with one clamp to connect to the current resources. Space between the inside and the inside The larger tube can be filled with insulating matter.

Description

Vynález se týká topné trubice s aktivní tepelnou izolací, určené zejména pro použití v generátorech zkušebních kapalných aerosolů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating tube with active thermal insulation, particularly for use in test liquid aerosol generators.

Dosud se ohřev stlačeného vzduchu v generátorech aerosolů provádí pomocí průmyslově vyráběných topných těles umístěných v tlakové nádobě, kterou ohřívaný vzduch protéká. Hlavní nevýhody tohoto uspořádání jsou značné rozměry a hmotnost ohřívače, nutnost respektovat tvar průmyslově vyráběných těles a tepelné ztráty· vzniklé ze jména sáláním těles na plášt ochlazovaný z vnějšku prouděním vzduchu. Dále je při regulaci ohřívače na závadu i časová konstanta vzniklá tepelnou kapacitou topných těles,a tím, že na teplotu ohřívaného vzduchu má kromě teploty těles vliv i teplota masivního pláště ohřívače ohřívaného jen sáláním těles a prouděním.Up to now, the heating of the compressed air in the aerosol generators has been carried out by means of industrially manufactured heating elements placed in a pressure vessel through which the heated air flows. The main drawbacks of this arrangement are the considerable dimensions and weight of the heater, the need to respect the shape of the manufactured bodies and the heat losses caused, in particular, by radiating the bodies onto the jacket cooled from the outside by the air flow. Furthermore, in the regulation of the heater the defect is also the time constant created by the thermal capacity of the heaters, and in that the temperature of the heated air is influenced not only by the temperature of the heaters but also the temperature of the massive heater.

Uvedené nevýhody odstraňuje topná trubice s aktivní tepelnou izolací podle vynálezu, určená zejména pro generátory kondenzačního aerosolu. Je složena ze dvou souosých trubek, uzpůsobených pro ohřev procházejícího media elektrickou energií. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vnitřní trubka pro průchod ohřívaného médie je vytvořena z elektricky vodivého materiélu a je na jednom konci opatřena vodivě připevněnou první svorkou pro připojení k proudovému zdroji. Na druhém konci je opatřena vodivě připevněným elektricky vodivým rnezikroužkem, k jehož vnějším obvodu je vodivě připojen konec vnější trubky. Také vnější trubka je vytvořena z elektricky vodivého materiálu. Překrývá vnitřní trubku a je opatřena vodivě připevněnou druhou svorkou pro uzavření elektrického obvodu. Prostor mezi přivrácenými povrchy vnitřní trubky a vnější trubky je s výhodou vyplněn izolační hmotou.These disadvantages are overcome by the active heat insulating heating tube according to the invention, especially for condensation aerosol generators. It consists of two coaxial pipes, adapted to heat the passing medium by electric energy. SUMMARY OF THE INVENTION The inner tube for the passage of the heated medium is made of an electrically conductive material and is provided at one end with a conductively fastened first clamp for connection to a power source. At the other end, it is provided with a conductively mounted electrically conductive non-ring, to the outer periphery of which the end of the outer tube is conductively connected. Also, the outer tube is formed of an electrically conductive material. It overlaps the inner tube and is provided with a conductively fastened second clamp to close the electrical circuit. The space between the facing surfaces of the inner tube and the outer tube is preferably filled with an insulating material.

253 456253 456

Výhodou ohřívače podle vynálezu je snížení rozměrů, hmotnosti, tepelných ztrát a tepelné setrvačnosti. Současně se zlepšují regulační vlastnosti systému, je též možné využít vyšší teploty teplosměnné plochy omezení jen teplotní odolnosti materiálu trubky a spoje trubek. Vhodnou volbou proměnného průřezu vnitřní trubky je možné vytvořit požadované rozložení teplot po její délce. Hlavní výhodou je pak účinek vnější trubky jako aktivní tepelné izolace pro vnitřní trubku. Průchodem elektrického proudu průřezem vnější trubky vznikající teplo zvyšuje její teplotu nad teplotu okolí a snižuje tak ztrátu tepla sáláním z vnějšího povrchu vnitřní trubky i bez vyplnění přilehlých povrchů mezi oběma trubkami izolační hmotou. Umístěním druhé svorky v určité vzdálenosti od konce vnější trubky se ovlivní její podélný gradient teploty^a tím i její účinek aktivní tepelné izolace. I při konstantním průřezu vnitřní trubky se tak proměnnou teplotou po délce vnější trubky ovlivní podélný gradient teploty vnitřní trubky, důležitý z hlediska účinnosti přestupu tepla z vnitřní trubky do procházejícího média. Rovněž dimenzováním a volbou materiálu elektricky vodivého mezikroužku je možno ovlivnit přestup tepla vedením mezi vnitřní a vnější trubkou. Při regulaci výkonu změnou elektrického proudu z proudového zdroje se mění i teplota vnější trubky, a tím se zkracuje časová konstanta celé topné trubice s aktivní tepelnou izolací.The advantage of the heater according to the invention is the reduction of dimensions, weight, heat loss and thermal inertia. At the same time, the control properties of the system are improved, it is also possible to use higher heat exchange surface temperatures by limiting only the heat resistance of the pipe material and the pipe joint. By appropriately selecting the variable cross-section of the inner tube, it is possible to create the desired temperature distribution along its length. The main advantage is the effect of the outer tube as active thermal insulation for the inner tube. By passing the electric current through the cross section of the outer tube, the heat generated increases its temperature above ambient temperature and thus reduces the heat loss by radiation from the outer surface of the inner tube even without filling the adjacent surfaces between the two tubes with insulating material. Placing the second clamp at a distance from the end of the outer tube affects its longitudinal temperature gradient and hence its effect of active thermal insulation. Thus, even with a constant cross-section of the inner tube, the longitudinal temperature gradient of the inner tube, which is important in terms of heat transfer efficiency from the inner tube to the passing medium, is influenced by a variable temperature along the length of the outer tube. Also, by dimensioning and selecting the material of the electrically conductive intermediate ring, it is possible to influence the heat transfer by conduction between the inner and outer tubes. When regulating the output by changing the electric current from the current source, the temperature of the outer tube changes as well, thus shortening the time constant of the entire heating tube with active thermal insulation.

Na připojeném výkrese je znázorněn v podélném řezu příklad provedení topné trubice s aktivní tepelnou izolací podle vynálezu.In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a heating tube with active thermal insulation according to the invention is shown in longitudinal section.

Vnitřní trubka 1 prc průchod ohřívaného média vytvořená z elektricky vodivého materiálu, například nerezavějící oceli, je na jednom konci opatřena vodivě připevněnou svorkou 6 pro připojení k proudovému zdroji 7. Na druhém konci je opatřena vodivě připevněným, například přivařeným, elektricky vodivým mezikroužkem 3. K jeho vnějšímu obvodu je vodivě připojen konec vnější trubky vytvořené z téhož elektricky vodivého materié· lu , avšak o větším průřezu než vnitřní trubka 1, se kterou jeThe inner tube 1 for the passage of a heated medium formed of an electrically conductive material, for example stainless steel, is provided at one end with a conductively fastened terminal 6 for connection to a power source 7. At the other end it is provided with a conductively fastened, e.g. its outer circumference is conductively connected to the end of an outer tube made of the same electrically conductive material, but with a larger cross-section than the inner tube 1 with which it is

- 3 253 456 uspořádána vnější trubka 2. souose a kterou po délce překrývá pro vytvoření její aktivní tepelné izolace. Vnější trubka 2 je opatřena vodivě připevněnou druhou svorkou 5 pro uzavření elektrického obvodu s proudovým zdrojem 7. Prostor mezi přivrácenými povrchy vnitřní trubky 1 a vnější trubky 2 je vyplněn izolační hmotou 4. Me'diem procházejícím vnitřní trubkou může býfnapříklad vzduoh_} vstupující do generátoru kondenzačního aerosolu nebo dále zavedený do jeho. odpařovacího zařízení, anebo směs vzdušiny, částic a par kapaliny vystupující z odpařovacího zařízení. Na z n srčený směr proudění procházejícího media přichází v úvahu například při zatopení výstupu pod hladinu kapaliny v odpařovacím zařízení generátoru kondenzačního aerosolu.3 253 456, the outer tube 2 is coaxial and overlaps along its length to provide its active thermal insulation. The outer tube 2 is provided with conductively attaching the second terminal 5 for closing a circuit with a power source 7. An area between facing surfaces of the inner pipe 1 and outer pipe 2 is filled with an insulating material extending Me'diem fourth inner tube may býfnapříklad _vzduoh} entering the condensing generator aerosol or further introduced into its aerosol. or a mixture of air, particles and vapors of liquid exiting the evaporator. For example, the flow direction of the passing medium may be affected by flooding the outlet below the liquid level in the condensation aerosol generator vaporizer.

Claims

Heating tube with active thermal insulation, in particular for aerosol generators, adapted for heating the passing through electric energy, composed of two coaxial tubes, characterized in that the inner tube (1) for the passage of the heated medium made of electrically conductive material is provided at one end with a conductively fastened first terminal (6) for connection to a power source (7), while at the other end it is provided with a conductively fastened electrically conductive intermediate ring (3), to the outer circumference of which # formed of an electrically conductive material which overlaps the inner tube (1) and is provided with a conductively fastened second terminal (5) to close the electrical circuit.

Heating tube with active thermal insulation according to claim 1, characterized in that the space between the facing surfaces of the inner tube (1) and the outer tube (2) is filled with insulating material (4).