CZ292784B6 - Topný prvek pro ohřívání tekutiny - Google Patents

Topný prvek pro ohřívání tekutiny Download PDF

Info

Publication number
CZ292784B6
CZ292784B6 CZ19972009A CZ200997A CZ292784B6 CZ 292784 B6 CZ292784 B6 CZ 292784B6 CZ 19972009 A CZ19972009 A CZ 19972009A CZ 200997 A CZ200997 A CZ 200997A CZ 292784 B6 CZ292784 B6 CZ 292784B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
heating element
element according
polymer
self
polymeric material
Prior art date
Application number
CZ19972009A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ9702009A3 (en
Inventor
Charles M. Eckman
Original Assignee
Energy Convertors, Inc.
Rheem Manufacturing Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Convertors, Inc., Rheem Manufacturing Company filed Critical Energy Convertors, Inc.
Publication of CZ9702009A3 publication Critical patent/CZ9702009A3/cs
Publication of CZ292784B6 publication Critical patent/CZ292784B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/04Waterproof or air-tight seals for heaters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82Fixedly-mounted immersion heaters

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

Topný prvek pro ohřívání tekutiny, zahrnující elektricky vodivý odporový topný element (14), který má pár volných konců připojených k páru svorkových koncových částí (12, 16), má odporový topný element (14) neprodyšně a elektricky izolovaný uvnitř samonosného polymerního materiálu, který je ve styku s ohřívanou tekutinou. Dále je popsán ohřívač vody s takovým topným prvkem.ŕ

Description

Vynález se týká topného prvku pro ohřívání tekutiny, který zahrnuje elektricky vodivý odporový topný element, který má pár volných konců připojených k páru svorkových koncových částí. Dále se vynález týká ohřívače vody, který obsahuje nádrž pro ohřívanou tekutinu a topný prvek, který zahrnuje elektricky vodivý odporový topný element, který má pár volných konců připojených k páru svorkových koncových částí.
Dosavadní stav techniky
Elektrické odporové topné prvky používané u ohřívačů vody jsou tradičně vyrobeny z kovu a keramických součástí. Obvyklá konstrukce obsahuje pár koncových kolíčků připájených ke koncům Ni - Cr cívky, která je pak vložena axiálně do trubkového kovového pouzdra ve tvaru U. Odporová cívka je odizolována od kovového pouzdra práškovým keramickým materiálem, obvykle oxidem hořčíku.
I když tyto běžné topné prvky byly po desetiletí tažným koněm průmyslu vyrábějícího topné prvky, měly řadu na první pohled viditelných nedostatků. Například, galvanické proudy, vznikající mezi kovovým pouzdrem a každým nechráněným kovovým povrchem nádrže, mohly způsobovat korozi různých anodových kovových součástí systému. Kovové pouzdro topného prvku, které je obvykle z mědi nebo měděné slitiny také způsobuje usazování vápna z vody, což může vést k předčasnému selhání topného prvku. Dále, použití mosazných tvarovek se stalo mimořádně nákladné, protože cena mědi během let neúměrně vzrostla.
Jako alternativa kovových prvků, bylo v US patentu 3 943 328 (Cunningham) navrženo použít nejméně jeden elektrický topný prvek s plastikovým pouzdrem. V popsaném zařízení, je použit běžný odporový drát a práškový oxid hořčíku ve spojení s plastikovým pouzdrem. Protože je plastikové pouzdro nevodivé, netvoří se s ostatními kovovými částmi ohřívací jednotky ve styku s vodou žádný galvanický článek a netvoří se také žádný vápenný nános. Známé topné prvky s plastikovým pouzdrem však z různých důvodů nejsou schopny dosáhnout vysokých výkonů při normální životnosti a proto nebyly pro širší použití přijatelné.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody jsou odstraněny topným prvkem pro ohřívání tekutiny, zahrnujícím elektricky vodivý odporový topný element, který má pár volných konců připojených k páru svorkových koncových částí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odporový topný element je neprodyšně a elektricky izolovaný uvnitř samonosného polymemího materiálu, který je ve styku s ohřívanou tekutinou.
Topný prvek postačí k ohřátí velkého množství vody na teplotu nejméně 49 °C, aniž by se polymemí vrstva roztavila. Topné prvky podle předloženého vynálezu jsou zejména vhodné pro ohřívání horké vody pro komerční a bytové účely.
Podle výhodného provedení je samonosný polymemí materiál ve formě polymemího povlaku nebo ve formě polymemího povlaku a polymemího jádra.
Odporový topný element může být tvořen nejméně jednou trubkovitou cívkou.
-1 CZ 292784 B6
Ve výhodném provedení může polymemí jádro obsahovat nejméně jeden průtočný otvor pro přívod a průtok tekutiny, případně může mít tvar trubky, na níž jsou vytvořeny souosé drážky.
Je výhodné, když je odporový topný element tvořen trubkovitou cívkou, umístěnou v souosých drážkách.
Pro ohřev kapaliny je výhodný odporový topný element s výkonem od 1000 W do 6000 W.
Pro ohřev plynuje výhodný odporový topný element s výkonem od 100 W do okolo 1200 W.
Ve výhodném provedení je tloušťka samonosného polymemího materiálu od 1 mm do 12,7 mm.
Samonosný polymemí materiál může s výhodou obsahovat pryskyřici zvolenou zpolyaryl sulfonů, polyimidů, polyetheretherketonů, polyfenylen sulfidů, silikonů, polyether sulfonů, tekutých krystalických polymerů a jejich směsí akopolymerů, případně může obsahovat přísady pro zlepšení tepelné vodivosti, nebo 5 % až 40 % hmotnostních vyztužovacích přísad.
Ve výhodném provedení má polymemí jádro dutinu s jedním koncem otevřeným a druhým koncem uzavřeným, přičemž uzavřený konec je opatřen závitovou přírubou.
Samonosný polymemí materiál může obsahovat polyfenylen sulfid nebo tekutý krystalický polymer.
Je výhodné, když je samonosný polymemí materiál tvořen termoplastickým materiálem s bodem tavení vyšším než 93,3 °C.
Polymemí povlak na trubkovité cívce má s výhodou tloušťku do 12,7 mm, zejména do 2,54 mm.
Polymemí jádro s výhodou obsahuje skleněná, grafitová nebo polyamidová vlákna pro zvýšení pevnosti.
Výše uvedené nedostatky odstraňuje také ohřívač vody, obsahující nádrž pro ohřívanou tekutinu a topný prvek, který zahrnuje elektricky vodivý odporový topný element, který má pár volných konců připojených k pára svorkových koncových částí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že odporový topný element je neprodyšně a elektricky izolovaný uvnitř samonosného polymemího materiálu, který je ve styku s ohřívanou tekutinou v nádrži.
Ve výhodných provedení topný prvek prochází stěnou nádrže pro ohřívanou tekutinu, nebo tvoří alespoň část stěny nádrže pro ohřívanou tekutinu.
Topné prvky podle vynálezu jsou konstruovány s výkonem nejméně 100 až 1200 W pro ohřívání plynného tekutého média a 1000 až 6000 W, a s výhodou okolo 1700 až 4500 W pro ohřívání kapalného tekutého média. Tato energie se předá bez zničení polymemího povlaku nebo zásobní nádrže ohřívače vody, i v případě, kdy je nádrž vyrobena z plastu. Chladicí účinek tekutého média, kterým může být olej, vzduch nebo voda, udržuje polymemí vrstvu pod bodem tavení, přičemž toto médium umožňuje přenášet vedením teplo z odporového topného materiálu, aniž by se roztavil.
K účinnému ohřátí užitkové vody na teploty okolo 49 až 82 °C, musí být polymemí povlak co možná nejtenčí, s výhodou menší než 1,27 cm a nejlépe okolo 0,254 cm. To umožňuje, aby povlak vytvořil neprodyšné utěsnění proti elektrickým zkratům, aniž by se vytvořila taková hmota, kterou by se snížila účinná tepelná vodivost prvku. Polymemí povlak musí být stejnoměrný a v podstatě bez bublinek, aby se zamezilo vzniku vad podél prvku, které by vedly v kapalném prostředí k jeho předčasnému porušení.
-2CZ 292784 B6
V příkladném provedení předloženého vynálezu je uveden elektrický odporový topný prvek pro použití k ohřívání tekutého média. Topný prvek sestává ze spirálové cívky vytvořené ze skládaného odporového drátu, majícího dvě volné koncové části. Spirálová cívka je neprodyšně zapouzdřena ve vysokoteplotním polymeru. Prvek má trubkový tvar s otevřeným a uzavřeným koncem. Na uzavřeném konci je umístěný závitový přírubový konektor a nejméně pár vodičů spojených svolnými konci odporového drátu a vyčnívajících ze závitového přírubového konektoru prvku, které slouží pro spojení se zdrojem energie. Topný prvek dále obsahuje vysokoteplotní přerušovací zařízení, které je schopno přerušit elektrickou energii proudící prvkem při přehřátí, roztavení polymeru nebo nastane-li elektrický zkrat.
Přehled obrázků na výkresech
Příkladné provedení polymemího topného prvku podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je perspektivní pohled na jedno provedení polymemího odporového topného prvku podle vynálezu, obr. 2 je pohled z levé strany na topný prvek z obr. 1, obr. 3 je půdorys, částečně v řezu, topného prvku z obr. 1 s částečně odkrytým pouzdrem, obr. 4 je rovinný příčný řez vnitřní tvarovanou částí polymemího topného prvku z obr. 1, obr. 5 je rovinný pohled částečně v řezu koncovkové soustavy pro topný prvek zobr. 1, obr. 6 je zvětšený částečný přední rovinný pohled na konec cívky pro polymemí topný prvek podle vynálezu a obr. 7 je zvětšený částečný přední rovinný pohled provedení dvojité cívky pro polymemí topný prvek podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Předmětem vynálezu jsou elektrické odporové topné prvky a ohřívače vody obsahující tyto prvky. Tato zařízení mají tu výhodu, že minimalizují galvanickou korozi v ohřívačích vody a oleje, stejně tak jako tvoření nánosů a odstraňují problém krátké životnosti prvků. Zde použitý výraz tekutina a tekuté médium znamená jak kapaliny tak plyny.
Na připojených obrázcích a zejména na obr. 1 až 3 je znázorněno výhodné provedení polymemího ohřívače 100 tekutin podle vynálezu. Polymemí ohřívač 100 tekutin obsahuje elektricky vodivý, odporový topný materiál. Tento odporový topný materiál může být například ve formě drátu, pletiva, pásku nebo může být spirálového tvaru. Výhodné provedení ohřívače 100, je opatřeno topným elementem 14, tvořeným cívkou s párem volných konců připojených k páru svorkových koncových částí 12 a 16 pro vytváření odporového ohřevu. Cívka je neprodyšně a elektricky izolována od tekutiny celistvou vrstvou vysokoteplotního polymerického materiálu. Jinými slovy, aktivní odporový topný materiál je chráněn polymemím povlakem 30, aby v tekutině nezkratoval. Odporový materiál podle předloženého vynálezu má dostatečnou povrchovou plochu, délku nebo tloušťku průřezu, aby ohřál vodu na teplotu nejméně okolo 48 °C, aniž by se polymemí povlak 30 roztavil. Jak bude zřejmé z dalšího popisu, je to možno dosáhnout pečlivým výběrem správných materiálů a jejich rozměrů.
Na obr. 3 je znázorněno výhodné provedení polymemího ohřívače tekutin 100, který obvykle sestává ze tří integrálních částí: koncové soustavy 200, zobrazené na obr. 5, vnitřní tvarované části 300, znázorněné na obr. 4 a polymemího povlaku 30. Každá z těchto podsoučástí a jejich konečné sestavení do polymemího ohřívače tekutin 100 bude nyní dále vysvětleno.
Výhodné provedení vnitřní tvarované části 300 tvoří součást vyrobená z jednoho kusu vstřikováním z vysokoteplotního polymeru. Vnitřní tvarovaná část 300 by měla být na svém vnějším konci opatřena přírubou 32. Vedle příruby 32 je vytvořena prstencová část opatřená řadou závitů 22. Závity 22 jsou vytvořeny tak, aby lícovaly s vnitřním průměrem montážního otvoru, vytvořeným
-3CZ 292784 B6 v boční stěně zásobní nádrže, například ohřívací nádrže vody. Na vnitřní ploše příruby 32 může být uspořádán O - kroužek, aby bylo zajištěno dobré vodotěsné utěsnění. Výhodné provedení vnitřní tvarované části 300 také obsahuje dutinu 39 pro termistor 25. která je vytvořena uvnitř jejího kruhového průřezu. Dutina 39 pro termistor 25 může sestávat z koncové stěny 33 oddělují5 cí termistor 25 od tekutiny. Dutina 39 termistoru 25 je s výhodou otevřena do příruby 32 tak, aby bylo možno do ní snadno zasunout koncovou soustavu 200. Výhodné provedení vnitřní tvarované části 300 také sestává z nejméně dvou dutin 31 a 35 určených pro vodiče, a umístěných mezi dutinou 39 pro termistor 25 a vnější stěnou vnitřní tvarované části 300 pro zasunutí vodivé tyče 18 a koncového vodiče 20 koncové soustavy 200. Vnitřní tvarovaná část 300 je opatřena řadou to radiálních souosých drážek 38 rozmístěných okolo vnějšího obvodu. Tyto drážky 38 mohou být závity nebo nespojené zářezy a pod, a musí ležet od sebe v dostatečné vzdálenosti, aby vytvořily sedlo pro elektricky oddělené závity topného elementu 14.
Výhodné provedení vnitřní tvarované části 300 může být vyrobeno vstřikováním. Průchozí 15 dutina 11 je s výhodou vyrobena s použitím 31,75 cm dlouhého hydraulicky ovládaného jádrového protahování, čímž se vytvoří prvek, který je 33,02 až 45,72 cm dlouhý. Vnitřní tvarovaná část 300 může být vložena do kovové tvarované části s použitím prstencového uzávěru umístěného na opačném konci než je příruba 32. Cílová tloušťka stěny pro aktivní část prvku, tvořenou v tomto případě polymemím jádrem 10. má být menší než 0,254 cm, přičemž za běžnou spodní mez pro 20 vstřikovací zařízení se považuje rozsah 0,1 až 0,15 cm. Na polymemím jádru 10 mezi po sobě jdoucími závity nebo zářezy je také vytvarován pár háčků nebo čepů 45 a 55, tvořících koncové místo nebo ukotvení závitů jedné nebo více cívek. Pro vytvoření dutiny 39 pro termistor 25, průchozí dutiny 11, vodicí dutiny 31 a 35 a průtočných otvorů 57 během vstřikování, lze použít boční jádrová protahování a koncové jádrové protahování.
Na obr. 5 je znázorněna koncová soustava 200, která bude dále popsána. Koncová soustava 200 sestává z polymemího koncového krytu 28 určeného k zasunutí páru připojovacích koncovek 23 a 24. Jak je patrno z obr. 2, připojovací koncovky 23 a 24 mohou obsahovat otvory 34 a 36 se závity pro zašroubování konektoru se závitem, např. šroubu, pro upevnění externích elektrických 30 drátů. Připojovací koncovky 23 a 24 jsou koncové části koncového vodiče 20 a vodivé tyče 21 termistoru 25. Vodivá tyč 21 termistoru 25 elektricky spojuje připojovací koncovku 24 s koncovkou 27 termistoru. Další koncovka 29 termistoru 25 je připojena k vodivé tyči 18 termistoru 25, která je vytvořena tak, aby lícovala uvnitř dutiny 35 termistoru 25 podél spodní části z obr. 4. Ke zkompletování obvodu slouží termistor 25. Termistor 25 může být nahrazen termostatem. TCO 35 s pevnou fází nebo pouze zemnicím páskem spojeným s externím jističem a pod. Zemnicí pásek (neznázoměný) může být umístěn poblíž jedné ze svorkových koncových částí 16 nebo 12 tak, aby zkratoval při roztavení polymeru.
Ve výhodném provedení je termistor 25 mžikový termostat/termoprotektor např. Model W Series 40 prodávaný firmou Portage Electric. Tento termoprotektor má kompaktní rozměry a je vhodný pro zatížení 120/240 V střídavého proudu. Sestává z vodivé bimetalové konstrukce s elektricky aktivním pouzdrem. Koncový kryt 28 je s výhodou samostatně vytvořená polymemí část.
Potom co jsou koncová sestava 200 a vnitřní tvarovaná část 300 vyrobeny, jsou s výhodou 45 sestaveny dohromady dříve, než se navine cívka topného elementu 14 přes souosé drážky 38 polymemího jádra 10. Přitom se musí pečlivě opatřit celý obvod svorkovými koncovými částmi 12 a 16. To lze zajistit pájením na tvrdo, pájením na měkko nebo bodovým svařením svorkových koncových částí 12 a 16 s koncovým vodičem 20 a vodivou tyčí 18 termistoru 25. Je také důležité přesně umístit topný element 14 na vnitřní tvarovanou část 300 předtím, než se nanese 50 polymemí povlak 30. Ve výhodném provedení je polymemí povlak 30 proveden vytlačováním, aby vytvořil termoplastické spojení s vnitřní tvarovanou částí 300. Jako u vnitřní tvarované části 300, protahovací jádro může být zasunuto do tvářené části během tvarovacího procesu, aby se udržel průchozí otvor 57 a průchozí dutina 11 otevřená.
-4CZ 292784 B6
Na obr. 6 a 7 jsou znázorněna provedení s jednoduchým a dvojitým odporovým drátem pro topný prvek podle vynálezu. V provedení s jednoduchým drátem znázorněném na obr. 6, jsou souosé drážky 38 vnitřní tvarované části 300 použity k navinutí prvního páru drátu majícího tvar spirály 42 a 43 do tvaru cívky. Protože výhodné provedení obsahuje ohnutý odporový drát, koncová část ohybu nebo konce šroubovice 44 je uzavřena ohnutím okolo čepu 45. Čep 45 je nejlépe součástí vnitřní tvarované části 300 a je vyroben vstřikováním spolu s ní.
Podobně může být provedena konfigurace dvojitého odporového drátu. V tomto provedení první pár spirál 42 a 43 prvního odporového drátuje oddělen od dalšího následujícího páru šroubovic 46 a 47 stejného odporového drátu koncovkou 54 šroubovice sekundární cívky ovinuté okolo druhého čepu 55. Druhý pár šroubovic 52 a 53 druhého odporového drátu, které jsou elektricky spojeny s koncovkou 54 sekundární spirály cívky, je pak ovinut okolo vnitřní tvarované části 300 vedle šroubovic 46 a 47 v dalším sousedním páru souosých drážek, 1. když dvojitá cívková soustava vykazuje střídavé páry spirál pro každý drát, je nutno poznamenat, že spirály mohou být vinuty ve skupinách po dvou nebo více spirálách pro každý drát nebo v nepravidelném počtu a libovolném požadovaném tvaru vinutí tak, aby jejich vodivé cívky zůstaly vzájemně odizolovány vnitřní tvarovkou nebo jiným izolačním materiálem jako jsou separační povlaky z plastu a pod.
Části z plastu podle vynálezu s výhodou obsahují vysokoteplotní polymer, kteiý se nebude deformovat nebo tavit při teplotě tekutého média okolo 49 až 82 °C.
Termoplastické polymery mající teplotu tavení větší než 93 °C jsou nejvhodnější, avšak i určité keramické atermosetové polymery jsou k tomuto účelu také vhodné. Výhodné termoplastické materiály jsou: fluorokarbony, polyarylsulfony, polyimidy, polyetheretherketony, sulfidy polyfenylenů, sulfony polyeterů a směsi a kopolymeiy těchto termoplastů. Termosetové polymery, které by byly přijatelné pro použití v tomto vynálezu, obsahují některé epoxidy, fenolové sloučeniny a silikony. Tekuté krystalické polymery lze také využít pro zlepšení vysokoteplotního chemického zpracování.
Ve výhodném provedení tohoto vynálezu je nejvýhodnější sulfid polyfenylenu (PPS), protože je ho možné použít při vysokých teplotách, má nízkou cenu a je snadno zpracovatelný, zejména vstřikováním.
Polymery použité v předloženém vynálezu mohou být vyztuženy až z okolo 5 až 40 % hmot, vlákny jako jsou např. grafitová, skleněná nebo polyamidová vlákna. Tyto polymery mohou být smíchány s různými přísadami pro zlepšení tepelné vodivosti a lepšího uvolnění z formy. Tepelnou vodivost je možno zlepšit přidáním karbonu, grafitu a kovového prášku nebo kovových vloček. Je však důležité, aby tyto přísady nebyly použity nadměrně, protože předávkování kteréhokoliv vodivého materiálu může zhoršit izolační nebo korozivzdomé účinky výhodných povlaků z polymeru. Kterékoli prvky z polymeru mohou být provedeny v jakékoliv kombinaci s těmito materiály nebo lze zvolit pro některé části tohoto vynálezu jen některé z těchto materiálů bez přísad, v závislosti na tom k jakému účelu má být nakonec prvek použit.
Odporový materiál používaný k vedení elektrického proudu a k vyvíjení tepla v ohřívačích tekutin podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje odporový kov, který je elektricky vodivý a žáruvzdorný. Nejpoužívanější kov je slitina Ni - Cr i když určité slitiny mědi, ocele a nerezové ocele mohou být také vhodné. Dále bylo zjištěno, že například vodivé polymery obsahující grafit, karbon nebo kovové prášky nebo vlákna, mohou být použity jako náhrada kovového odporového materiálu, pokud jsou schopny vyvíjet dostatečné odporové teplo, které by ohřálo tekutinu, jako je voda. Zbývající elektrické vodiče výhodného provedení ohřívače 100 tekutiny mohou být také vyrobeny za použití těchto vodivých materiálů.
-5CZ 292784 B6
Standardní jmenovitý výkon výhodného provedení topných prvků podle předloženého vynálezu je 240 V a 4500 W, avšak délka a průměr drátu vodivých cívek topného elementu 14 se mohou měnit, aby se vytvořila řada jmenovitých výkonů od 1000 W do 6000 W as výhodou mezi 1700 W a 4500 W. Pro ohřívání plynu lze použít nižší výkon okolo 100 až 1200 W. Dvojnásobné 5 a i trojnásobné výkony lze dosáhnout použitím vícenásobných cívek nebo odporových materiálů zakončených v různých místech polymemího jádra 10.
Ze shora uvedeného vyplývá, že předloženým vynálezem se získají zdokonalené topné prvky pro ohřívání tekutiny ve všech typech zařízení na ohřívání tekutin, včetně ohřívačů vody a prostoro10 vých olejových ohříváků. Zařízení podle výhodného provedení předloženého vynálezu jsou většinou z polymeru, aby se minimalizovaly náklady a podstatně snížila galvanická činnost uvnitř zásobní nádrže tekutiny. V jednom provedení předloženého vynálezu, lze topné prvky z polymeru pro ohřívání tekutin použít ve spojení se zásobní nádrží z polymeru tak, aby se úplně zabránilo tvoření iontové koroze.
Alternativně se mohou tyto polymemí topné prvky pro ohřívání tekutin konstruovat k samostatnému použití jako vlastní zásobní nádrž k současnému skladování a ohřívání plynů nebo tekutin.
V takovémto provedené může být průchozí dutina 11 vytvořena ve tvaru nádrže nebo zásobního vodojemu a topný element 14 může být umístěn ve stěně nádrže nebo vodojemu a k ohřátí 20 tekutiny nebo plynu v nádrži nebo vodojemu je k ní přivedena energie. Zařízení podle vynálezu může být také použito pro ohřívání potravy, sušáky vlasů, kadeřítka, ondulační přístroje, žehličky a rekreační ohřívače používané v bazénech a lázních.
Předložený vynález je také možno použít pro průtokové ohřívače, ve kterých tekuté médium 25 proudí polymemí trubkou obsahující jedno nebo více vinutí nebo odporový materiál. Při proudění tekutého média vnitřním průměrem trubky vzniká odporové teplo v polymemí stěně vnitřního průměru trubky a ohřívá plyn nebo kapalinu. Průtokové ohřívače lze použít u sušáků vlasů a u ohříváků, ohřívajících vodu podle okamžité potřeby.
I když byla popsána různá provedení, byla uvedena pouze pro ilustraci a neomezují rozsah vynálezu. Různé modifikace jsou pro odborníka a z rozsahu vynálezu uvedeného v připojených nárocích zřejmé.

Claims (22)

  1. 40 1. Topný prvek pro ohřívání tekutiny, zahrnující elektricky vodivý odporový topný element (14), který má pár volných konců připojených kpáru svorkových koncových částí (12, 16), vyznačující se tím, že odporový topný element (14) je neprodyšně a elektricky izolovaný uvnitř samonosného polymemího materiálu, který je ve styku s ohřívanou tekutinou.
    45
  2. 2. Topný prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál je ve formě polymemího povlaku (30).
  3. 3. Topný prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál je ve formě polymemího povlaku (30) a polymemího jádra (10).
  4. 4. Topný prvek podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že odporový topný element (14) je tvořen nejméně jednou trubkovitou cívkou (42,43,46,47, 52, 53).
    -6CZ 292784 B6
  5. 5. Topný prvek podle nároku 3, vyznačující se tím, že polymemí jádro (10) obsahuje nejméně jeden průtočný otvor (57) pro přívod a průtok tekutiny.
  6. 6. Topný prvek podle nároku 3, vyznačující se tím, že polymemí jádro (10) má tvar trubky na níž jsou vytvořeny souosé drážky (38).
  7. 7. Topný prvek podle nároků 4 a 6, vy z n a č uj í c í se t í m, že odporový topný element (14) je tvořen trubkovitou cívkou (42, 43,46,47, 52, 53) umístěnou v souosých drážkách (38).
  8. 8. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že odporový topný element (14) má výkon od 1000 W do 6000 W pro ohřev kapaliny.
  9. 9. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků laž7, vyznačující se tím, že odporový topný element (14) má výkon od 100 W do 1200 W pro ohřev plynu.
  10. 10. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků laž9, vyznačující se tím, že tloušťka samonosného polymemího materiálu je od 1 mm do 12,7 mm.
  11. 11. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažlO, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál obsahuje pryskyřici zvolenou zpolyaiyl sulfonů, polyimidů, polyetheretherketonů, polyfenylen sulfidů, silikonů, polyether sulfonů, tekutých krystalických polymerů a jejich směsí a kopolymerů.
  12. 12. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál obsahuje přísady pro zlepšení tepelné vodivosti.
  13. 13. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažl2, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál obsahuje 5 % až 40 % hmotnostních vyztužovacích přísad.
  14. 14. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků 3 až 13, vyznačující se tím, že polymemí jádro (10) má dutinu (11) s jedním koncem otevřeným a druhým koncem uzavřeným, přičemž uzavřený konec je opatřen závitovou přírubou (32).
  15. 15. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažl3, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál obsahuje polyfenylen sulfid nebo tekutý krystalický polymer.
  16. 16. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažl3, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál je tvořen termoplastickým materiálem s bodem tavení vyšším než 93,3 °C.
  17. 17. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažló, vyznačující se tím, že polymemí povlak (30) na trubkovité cívce (42,43;46,47;52, 53) má tloušťku do 12,7 mm.
  18. 18. Topný prvek podle nároku 17, vyznačující se tím, že polymemí povlak (30) na trubkovité cívce (42,43; 46,47; 52, 53) má tloušťku do 2,54 mm.
  19. 19. Topný prvek podle kteréhokoliv z nároků lažl8, vyznačující se tím, že polymemí jádro (10) obsahuje skleněná, grafitová nebo polyamidová vlákna pro zvýšení pevnosti.
  20. 20. Ohřívač vody, obsahující nádrž pro ohřívanou tekutinu a topný prvek, který zahrnuje elektricky vodivý odporový topný element (14), který má pár volných konců připojených k páru svorkových koncových částí (12, 16), vyznačující se tím, že odporový topný element
    -7CZ 292784 B6 (14) je neprodyšně a elektricky izolovaný uvnitř samonosného polymemího materiálu, který je ve styku s ohřívanou tekutinou v nádrži.
  21. 21. Ohřívaě vody podle nároku 20, vyznačující se tím, že topný prvek prochází stěnou nádrže pro ohřívanou tekutinu a samonosný polymemí materiál je ve formě polymemího povlaku (30) a polymemího jádra (10) s dutinou (11), přičemž odporový topný element (14) je tvořen trubkovitou cívkou (42, 43; 46, 47; 52, 53), která je navinuta na polymemím jádru (10) a překryta polymemím povlakem (30) a polymemí jádro (10) má jeden konec otevřený a druhý konec uzavřený, přičemž uzavřený konec je opatřen závitovou přírubou (32).
  22. 22. Ohřívač vody podle nároku 20, vyznačující se tím, že samonosný polymemí materiál je ve formě polymemího povlaku (30) a polymemího jádra (10) s dutinou (11), přičemž odporový topný element (14) je tvořen trubkovitou cívkou (42, 43; 46, 47; 52, 53), která je navinuta na polymemím jádru (10) a překryta polymemím povlakem (30) a dutina (11) tvoří alespoň část stěny nádrže pro ohřívanou tekutinu.
CZ19972009A 1994-12-29 1995-12-28 Topný prvek pro ohřívání tekutiny CZ292784B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/365,920 US5586214A (en) 1994-12-29 1994-12-29 Immersion heating element with electric resistance heating material and polymeric layer disposed thereon
PCT/US1995/016928 WO1996021336A1 (en) 1994-12-29 1995-12-28 Polymeric resistance heating element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ9702009A3 CZ9702009A3 (en) 1997-10-15
CZ292784B6 true CZ292784B6 (cs) 2003-12-17

Family

ID=23440940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19972009A CZ292784B6 (cs) 1994-12-29 1995-12-28 Topný prvek pro ohřívání tekutiny

Country Status (26)

Country Link
US (1) US5586214A (cs)
EP (1) EP0800752B1 (cs)
JP (1) JP3669635B2 (cs)
KR (1) KR100391037B1 (cs)
CN (1) CN1158904C (cs)
AR (1) AR000608A1 (cs)
AU (1) AU691395B2 (cs)
BR (1) BR9510311A (cs)
CA (1) CA2208076C (cs)
CZ (1) CZ292784B6 (cs)
DE (1) DE69534857T2 (cs)
ES (1) ES2259793T3 (cs)
HU (1) HU225442B1 (cs)
IL (1) IL116482A (cs)
MX (1) MX9704892A (cs)
MY (1) MY112610A (cs)
NZ (1) NZ300836A (cs)
PL (1) PL178722B1 (cs)
RU (1) RU2171550C2 (cs)
SK (1) SK284357B6 (cs)
TR (1) TR199501686A2 (cs)
TW (1) TW452313U (cs)
UA (1) UA49113C2 (cs)
UY (1) UY24143A1 (cs)
WO (1) WO1996021336A1 (cs)
ZA (1) ZA9510741B (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ298182B6 (cs) * 1996-11-26 2007-07-18 Energy Convertors, Inc. Polymerní ponorné topné teleso se skeletovou nosnou konstrukcí a zpusob jeho výroby

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6415104B1 (en) 1987-05-14 2002-07-02 World Properties, Inc. Heating elements comprising polybutadiene and polyisoprene based thermosetting compositions
US6233398B1 (en) * 1994-12-29 2001-05-15 Watlow Polymer Technologies Heating element suitable for preconditioning print media
US5930459A (en) * 1994-12-29 1999-07-27 Energy Converters, Inc. Immersion heating element with highly thermally conductive polymeric coating
US5875283A (en) * 1996-10-11 1999-02-23 Lufran Incorporated Purged grounded immersion heater
US6337470B1 (en) * 1997-10-06 2002-01-08 Watlow Electric Manufacturing Company Electrical components molded within a polymer composite
US6124579A (en) * 1997-10-06 2000-09-26 Watlow Electric Manufacturing Molded polymer composite heater
US5978550A (en) * 1998-02-10 1999-11-02 Aquatemp Products Corporation water heating element with encapsulated bulkhead
US5940895A (en) * 1998-04-16 1999-08-24 Kohler Co. Heated toilet seat
US6020575A (en) * 1998-04-20 2000-02-01 Tcp/Reliable Inc. Temperature-controlled container with heating means and eutectic pack
US6028293A (en) * 1998-04-20 2000-02-22 Tcp Reliable Inc. Temperature-controlled container with heating means
US6308009B1 (en) * 1998-06-04 2001-10-23 American Water Heater Company Electric water heater with electronic control
US6137955A (en) * 1998-06-04 2000-10-24 American Water Heater Company Electric water heater with improved heating element
US6069998A (en) * 1998-09-04 2000-05-30 Emerson Electric Company Integral water heater and water temperature sensor
US6263158B1 (en) 1999-05-11 2001-07-17 Watlow Polymer Technologies Fibrous supported polymer encapsulated electrical component
US6188051B1 (en) * 1999-06-01 2001-02-13 Watlow Polymer Technologies Method of manufacturing a sheathed electrical heater assembly
US6392208B1 (en) 1999-08-06 2002-05-21 Watlow Polymer Technologies Electrofusing of thermoplastic heating elements and elements made thereby
US6205291B1 (en) 1999-08-25 2001-03-20 A. O. Smith Corporation Scale-inhibiting heating element and method of making same
US6392206B1 (en) 2000-04-07 2002-05-21 Waltow Polymer Technologies Modular heat exchanger
US6433317B1 (en) 2000-04-07 2002-08-13 Watlow Polymer Technologies Molded assembly with heating element captured therein
US6519835B1 (en) 2000-08-18 2003-02-18 Watlow Polymer Technologies Method of formable thermoplastic laminate heated element assembly
US6539171B2 (en) 2001-01-08 2003-03-25 Watlow Polymer Technologies Flexible spirally shaped heating element
US7372006B2 (en) * 2001-02-15 2008-05-13 Integral Technologies, Inc Low cost heating devices manufactured from conductive loaded resin-based materials
USD472881S1 (en) 2001-07-16 2003-04-08 Mks Instruments, Inc. Pipe heater controller
SG157957A1 (en) * 2003-01-29 2010-01-29 Interplex Qlp Inc Package for integrated circuit die
UA68789C2 (en) * 2003-10-24 2006-10-16 Ігор Ігорович Марореску Electric heater
US7091450B1 (en) * 2005-01-27 2006-08-15 Hollander James M Two-circuit grip heater
DE102005011182A1 (de) * 2005-03-09 2006-09-14 Mann + Hummel Gmbh Heizeinrichtung für Kraftstoffe
GB0512590D0 (en) * 2005-06-21 2005-07-27 Kohler Mira Ltd Improvements in or relating to heat exchangers
US7220947B2 (en) * 2005-09-30 2007-05-22 Global Heating Solutions, Inc. Pipe heater
US7162150B1 (en) * 2005-11-23 2007-01-09 Therm-O-Disc, Incorporated Thermistor sensor probe with bimetal high limit control for electric water heater control
WO2008046047A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Polyone Corporation Low power heating elements using exothermic polyphenylene sulfide compounds
WO2008060447A2 (en) 2006-11-09 2008-05-22 Quantum Leap Packaging, Inc. Microcircuit package having ductile layer
JP2010512665A (ja) * 2006-12-12 2010-04-22 インタープレックス,キューエルピー,インコーポレイテッド プラスチック電子素子パッケージ
IL181500A0 (en) * 2007-02-22 2007-07-04 Belkin Lev Scale inhibiting heating device
CA2599746A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-13 James Straley Immersion heater and method of manufacture
US8126320B2 (en) * 2008-03-05 2012-02-28 Robertshaw Controls Company Methods for preventing a dry fire condition and a water heater incorporating same
DE102010012730A1 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Reinhard Napierski Heizung für ein elektrisches Gerät
FR2962296B1 (fr) * 2010-07-01 2015-12-18 Vulcanic Canne chauffante comprenant une enveloppe dans laquelle au moins une resistance electrique chauffante est montee.
DE202010011404U1 (de) * 2010-08-13 2010-10-21 Türk & Hillinger GmbH Elektrische Heizvorrichtung
US10168046B2 (en) * 2011-09-30 2019-01-01 Carefusion 207, Inc. Non-metallic humidification component
US9205220B2 (en) 2011-09-30 2015-12-08 Carefusion 207, Inc. Fluted heater wire
US9212673B2 (en) 2011-09-30 2015-12-15 Carefusion 207, Inc. Maintaining a water level in a humidification component
US8733348B2 (en) 2011-09-30 2014-05-27 Carefusion 207, Inc. Humidifying respiratory gases
US9067036B2 (en) 2011-09-30 2015-06-30 Carefusion 207, Inc. Removing condensation from a breathing circuit
JP5766348B2 (ja) * 2012-03-29 2015-08-19 京セラ株式会社 管状ヒーター
US9272113B2 (en) 2012-03-30 2016-03-01 Carefusion 207, Inc. Transporting liquid in a respiratory component
DE102012013346B4 (de) * 2012-07-06 2023-06-07 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heizblock zum Erwärmen von Wasser
WO2016011391A1 (en) 2014-07-18 2016-01-21 Elverud Kim Edward Resistive heater
RU2622392C1 (ru) * 2015-12-24 2017-06-15 Марат Тагирович Гареев Трубчатый электронагреватель
US10750578B2 (en) * 2016-01-29 2020-08-18 Voss Automotive Gmbh Assembled media line and contour shaped cap device
US10323556B2 (en) 2016-12-16 2019-06-18 Gates Corporation Electric immersion heater for diesel exhaust fluid reservoir
RU2686109C2 (ru) * 2017-04-26 2019-04-24 Общество с ограниченной ответственностью "Би Питрон" Узел электрического разъединения обогреваемой панели из алюминиевого сплава и стальной палубы судна
DE202018102531U1 (de) * 2018-05-07 2018-05-22 Türk & Hillinger GmbH Heizpatrone mit Regelelement
US20200113020A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Serendipity Technologies Llc Low power high-efficiency heating element
EP4541442A1 (en) * 2023-10-17 2025-04-23 Goodrich Corporation Demister heater

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1043922A (en) * 1910-12-23 1912-11-12 Gold Car Heating & Lighting Co Heating system.
GB191314562A (en) * 1913-06-24 1913-09-11 Ewald Anthony Raves Improvements in Electric Liquid-heaters.
US2146402A (en) * 1937-05-25 1939-02-07 Power Patents Co Immersion heater
FR1379701A (fr) * 1963-09-23 1964-11-27 élément de chauffage pour bains corrosifs
US3621566A (en) * 1969-05-07 1971-11-23 Standard Motor Products Method of making an electrical heating element
US3614386A (en) * 1970-01-09 1971-10-19 Gordon H Hepplewhite Electric water heater
DE2007866A1 (de) * 1970-02-20 1971-09-09 Hoechst Ag Verfahren zum Herstellen von Flachen heizleitern und nach diesem Verfahren her gestellte Flachenheizleiter
GB1325084A (en) * 1971-02-22 1973-08-01 Singleton Sa Glasscased immersion heaters
US3900654A (en) * 1971-07-15 1975-08-19 Du Pont Composite polymeric electric heating element
JPS5148815B2 (cs) * 1973-03-09 1976-12-23
US3860787A (en) * 1973-11-05 1975-01-14 Rheem International Immersion type heating element with a plastic head for a storage water heater tank
US3952182A (en) * 1974-01-25 1976-04-20 Flanders Robert D Instantaneous electric fluid heater
US3878362A (en) * 1974-02-15 1975-04-15 Du Pont Electric heater having laminated structure
US3943328A (en) * 1974-12-11 1976-03-09 Emerson Electric Co. Electric heating elements
GB1498792A (en) * 1974-12-13 1978-01-25 Hobbs R Ltd Liquid heating vessels
FR2371117A2 (fr) * 1976-07-06 1978-06-09 Rhone Poulenc Ind Element radiant pour dispositif de chauffage
JPS53134245A (en) * 1977-04-27 1978-11-22 Toshiba Corp High polymer material coated nichrome wire heater
SE7902118L (sv) * 1978-03-16 1979-09-17 Braude E Ltd Elektrisk doppvermare
FR2474802A1 (fr) * 1980-01-29 1981-07-31 Gloria Sa Resistances chauffantes et thermostats pour aquariophilie
US4436988A (en) * 1982-03-01 1984-03-13 R & G Sloane Mfg. Co., Inc. Spiral bifilar welding sleeve
DE3512659A1 (de) * 1985-04-06 1986-10-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Heizung fuer elektrisch betriebene warmwassergeraete
NL8600142A (nl) * 1986-01-23 1987-08-17 Philips Nv Werkwijze voor de vervaardiging van een zelf-regelend verhittingselement.
US4687905A (en) * 1986-02-03 1987-08-18 Emerson Electric Co. Electric immersion heating element assembly for use with a plastic water heater tank
US4707590A (en) * 1986-02-24 1987-11-17 Lefebvre Fredrick L Immersion heater device
DE3836387C1 (en) * 1988-10-26 1990-04-05 Norton Pampus Gmbh, 4156 Willich, De Heating device for use in aggressive liquids
US5013890A (en) * 1989-07-24 1991-05-07 Emerson Electric Co. Immersion heater and method of manufacture
JPH03129694A (ja) * 1989-10-13 1991-06-03 Fujikura Ltd 発熱体
US5129033A (en) * 1990-03-20 1992-07-07 Ferrara Janice J Disposable thermostatically controlled electric surgical-medical irrigation and lavage liquid warming bowl and method of use
WO1991017642A1 (en) * 1990-05-07 1991-11-14 Raychem Corporation Elongated electrical resistance heater
GB9012535D0 (en) * 1990-06-05 1990-07-25 Townsend David W Coated heating element
US5155800A (en) * 1991-02-27 1992-10-13 Process Technology Inc. Panel heater assembly for use in a corrosive environment and method of manufacturing the heater
JPH07211438A (ja) * 1994-01-24 1995-08-11 Micro Jienitsukusu Kk ヒーター

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ298182B6 (cs) * 1996-11-26 2007-07-18 Energy Convertors, Inc. Polymerní ponorné topné teleso se skeletovou nosnou konstrukcí a zpusob jeho výroby

Also Published As

Publication number Publication date
MY112610A (en) 2001-07-31
HU225442B1 (en) 2006-12-28
JP3669635B2 (ja) 2005-07-13
SK284357B6 (sk) 2005-02-04
IL116482A0 (en) 1996-03-31
DE69534857D1 (de) 2006-05-04
HUT77783A (hu) 1998-08-28
JPH10512089A (ja) 1998-11-17
AU4609496A (en) 1996-07-24
ES2259793T3 (es) 2006-10-16
TR199501686A2 (tr) 1996-07-21
DE69534857T2 (de) 2006-09-21
KR100391037B1 (ko) 2003-08-19
PL178722B1 (pl) 2000-06-30
EP0800752A1 (en) 1997-10-15
MX9704892A (es) 1997-10-31
AR000608A1 (es) 1997-07-10
PL321070A1 (en) 1997-11-24
EP0800752A4 (en) 1998-09-02
NZ300836A (en) 1998-09-24
RU2171550C2 (ru) 2001-07-27
US5586214A (en) 1996-12-17
EP0800752B1 (en) 2006-03-08
SK85797A3 (en) 1998-01-14
WO1996021336A1 (en) 1996-07-11
UA49113C2 (uk) 2002-09-16
TW452313U (en) 2001-08-21
UY24143A1 (es) 1996-06-20
CZ9702009A3 (en) 1997-10-15
ZA9510741B (en) 1997-06-18
HK1003926A1 (en) 1998-11-13
CN1158904C (zh) 2004-07-21
AU691395B2 (en) 1998-05-14
CN1171878A (zh) 1998-01-28
CA2208076C (en) 2004-11-16
BR9510311A (pt) 2003-03-11
IL116482A (en) 2006-06-11
CA2208076A1 (en) 1996-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ292784B6 (cs) Topný prvek pro ohřívání tekutiny
JP3832671B2 (ja) 骨格支持体を有する重合体浸漬加熱部材
JP3669636B2 (ja) 高熱伝導性重合体被覆を有する改良浸漬加熱部材
WO2021054857A1 (ru) Блок трубчатых электронагревателей
HK1003926B (en) Polymeric resistance heating element
CN206349331U (zh) 一种带电流保护的热熔断体
MXPA99004325A (es) Elemento polimerico de calentamiento por inmersion con soporte estructural
HK1029483B (en) Polymeric immersion heating element with skeletal support and method of manufacturing an electrical resistance heating element
CZ369891A3 (cs) Průtokový elektrodový ohřívač tekutin

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20111228