CZ307813B6 - Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia - Google Patents
Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307813B6 CZ307813B6 CZ2017-822A CZ2017822A CZ307813B6 CZ 307813 B6 CZ307813 B6 CZ 307813B6 CZ 2017822 A CZ2017822 A CZ 2017822A CZ 307813 B6 CZ307813 B6 CZ 307813B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- electric heater
- holes
- ceramic support
- temperature helium
- heating element
- Prior art date
Links
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000001307 helium Substances 0.000 title claims abstract description 12
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 title description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910000953 kanthal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia, vyznačující se tím, že keramický nosný element (2) elektrického topného tělesa (1) je ve tvaru revolverového bubínku s otvory (3), přičemž do otvorů (3) je vložena topná spirála a nejméně dvěma otvory (3) jsou protaženy zajišťovací tyčky proti vzájemnému otočení keramických nosných elementů (2) mezi sebou navzájem.
Description
Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia
Oblast techniky
Vynález se týká elektrického topného tělesa pro prostředí vysokoteplotního hélia.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní stav techniky pro toto technické řešení neexistuje s ohledem na dále uvedené faktory. Provozní podmínky, zejména požadovaná provozní teplota 900 °C, vyloučily použití komerčně dostupných výrobků, jejichž využití končí na teplotě cca 700 °C. Z těchto důvodů bylo nutno vyvinout elektrické topné těleso vlastní konstrukce, pro prostředí vysokoteplotního hélia při pracovní teplotě 900 °C, tlaku 8 MPa a průtoku 36 kg/h. Hlavní limitující okolností je prostorové omezení. Potřebný prostor je tvořen dutým válcem o vnějším průměru 33,7 mm, vnitřním průměru 18,5 mm a délce 315 mm. Do tohoto prostoru se musí vejít elektrické topné těleso o příkonu cca 10 kW a nosná keramika, která umožňuje i průtok hélia, s co nejmenší tlakovou ztrátou. Tato keramika musí i při teplotách 900 °C vykazovat vysoký měrný elektrický odpor (vysoký izolační odpor). Ve známém stavu techniky existuje elektrické topné těleso dle čínského patentu CN203840557 U, které však je pro zamýšlený účel vprostřed! vysokoteplotního hélia nepoužitelné pro nedostatečný měrný elektrický odpor. Rovněž fixace proti pootočení jednotlivých keramických nosných elementů není v tomto patentu vůbec řešena. Vynálezce proto musel, při znalosti známého stavu techniky, vyvinout vynálezeckou činnost, aby vytvořil potřebné funkční řešení.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky odstraňuje elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že keramický nosný element elektrického topného tělesa je ve tvaru revolverového bubínku s otvory. Do otvorů je vložena topná spirála. Dále pak nejméně dvěma otvory v keramickém nosném tělese jsou protaženy zajišťovací tyčky proti vzájemnému otočení keramických nosných elementů mezi sebou navzájem.
Výhodou předkládaného řešení je schopnost fungování zařízení pro prostředí vysokoteplotního hélia při pracovní teplotě 900 °C, tlaku 8 MPa a průtoku 36 kg/h. A zároveň splnění kritéria na omezený prostor, do kterého se musí elektrické topné těleso vejít. Prostor je tvořen dutým válcem o vnějším průměru 33,7 mm, vnitřním průměru 18,5 mm a délce 315 mm. Do tohoto prostoru se musí vejít elektrické topné těleso umožňující i průtok hélia, s co nejmenší tlakovou ztrátou. Tato keramika musí i při teplotách 900 °C vykazovat vysoký měrný elektrický odpor (vysoký izolační odpor).
Jako keramika vykazující i při teplotách 900 °C vysoký měrný odpor byla zvolena korundová keramika (AI2O3) Luxal 203 (C799) o minimální čistotě 99,5 %.
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, kdy obr. 1 znázorňuje příčný řez keramickým nosným elementem. Obr. 2 znázorňuje podélný řez keramickým nosným elementem spolu s jeho příčným řezem a obr. 3 znázorňuje sestavu 7 keramických nosných elementů zapojených vedle sebe. Obr. 4 je reálnou fotografií sestavování elektrického topného tělesa, obr. 5 znázorňuje sestavené elektrické topné těleso nainstalované do zařízení v reálné praxi a obr. 6 je detailem
- 1 CZ 307813 B6 připojení elektrického topného tělesa. Obr. 7 znázorňuje celkové schéma topné spirály jedné fáze topného elementu keramického nosného tělesa.
Příklady uskutečnění vynálezu
Pro výše požadované vlastnosti keramického materiálu byla zvolena korundová keramika (AI2O3) Luxal 203 (C799) o minimální čistotě 99,5 %. Materiál byl podroben testům ke zjištění elektrických a mechanických vlastností až do teploty 900 °C a totéž bylo testováno na vzorku exponovaném po dobu 4 kampaní v reaktoru LVR-15.
Tvar keramického nosného elementu 2 byl zvolen ve tvaru revolverového bubínku se 14 otvory 3 o průměru 4,1 mm. Délka jednoho keramického nosného elementu 2 je 45 mm, pro celé sestavy těles je jich potřeba 7 kusů. Dvanáct otvorů 3 je použito pro protažení topné spirály. Pro každou fázi jsou použity čtyři otvory 3. Do zbývajících dvou otvorů 3 jsou protaženy zajišťovací tyčky proti vzájemnému otočení keramických nosných elementů 2.
Pro elektrické topné těleso 1 byl zvolen odporový drát z Kanthalu A, který vyhovuje pro vysoké teploty až do 1300 °C.
Celkové schéma topné spirály jedné fáze topného tělesa 1_ je znázorněna na obr. 7. Počet závitů je 190 na jednu sekci. Topný drát Kanthal A, d =0,5 mm. Celkový odpor spirály je 45 Ω (20 °C) a 48 Ω (1300 °C). Po protažení spirál do keramického nosného elementu 2 jsou propojeny do trojúhelníka. Jmenovité maximální napětí 3x400 V/50 Hz. Proud jedné fáze max. 8,3 A. příkon 10 kW.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze využít v zařízeních, ve kterých se využívá vysokoteplotní proudící hélium pro technologické procesy např. v chemickém průmyslu nebo kde je potřeba vytvořit podmínky pro testování nově vyvíjených materiálů v experimentálních zařízeních, to vše s poukazem na potřebu vyvinutí požadovaných vysokých teplot.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (1)
1. Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia, vyznačující se tím, že keramický nosný element (2) elektrického topného tělesa (1) je ve tvaru revolverového bubínku s otvory (3), přičemž do otvorů (3) je vložena topná spirála a nejméně dvěma otvory (3) jsou protaženy zajišťovací tyčky proti vzájemnému otočení keramických nosných elementů (2) mezi sebou navzájem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-822A CZ307813B6 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-822A CZ307813B6 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017822A3 CZ2017822A3 (cs) | 2019-05-22 |
| CZ307813B6 true CZ307813B6 (cs) | 2019-05-22 |
Family
ID=66533667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-822A CZ307813B6 (cs) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307813B6 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203298484U (zh) * | 2013-04-25 | 2013-11-20 | 钟传迎 | 热风机 |
| CN104048492A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-09-17 | 古廷伟 | 一种加热干燥装置 |
| CN203840557U (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-17 | 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司 | 一种理疗陶瓷加热器 |
-
2017
- 2017-12-20 CZ CZ2017-822A patent/CZ307813B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203298484U (zh) * | 2013-04-25 | 2013-11-20 | 钟传迎 | 热风机 |
| CN203840557U (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-17 | 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司 | 一种理疗陶瓷加热器 |
| CN104048492A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-09-17 | 古廷伟 | 一种加热干燥装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017822A3 (cs) | 2019-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101735817B1 (ko) | 히팅 요소 및 공정 히터 | |
| CZ307813B6 (cs) | Elektrické topné těleso pro prostředí vysokoteplotního hélia | |
| BR112017010537A2 (pt) | gerador | |
| KR102173541B1 (ko) | 이규화몰리브덴계 세라믹 발열체 유지 구조체 | |
| CZ31508U1 (cs) | Elektrický topný element pro prostředí vysokoteplotního hélia | |
| HRP20191959T1 (hr) | Modularni uređaj za ugradnju više zubnih proteza | |
| RU2016120646A (ru) | Способ получения характеристик жгута электрических кабелей | |
| US4885454A (en) | High temperature furnace for oxidizing atmospheres | |
| Goga et al. | Cooling of electrical Cu conductor with PVC insulation–analytical, numerical and fluid flow solution | |
| CN107591214B (zh) | 用于模拟熔池内热源的加热系统 | |
| US7595465B2 (en) | Device for keeping heating wires in position in a horizontal oven | |
| EP4038324A1 (en) | An electric gas heater device and a system of electric gas heater devices | |
| RU199483U1 (ru) | Кольцевой нагреватель для нагрева цилиндрических деталей оборудования | |
| KR102055986B1 (ko) | 구조물 보수/보강용 유닛 | |
| CN105977133B (zh) | 一种耐噪声石英灯 | |
| CN105323883A (zh) | 一种高功率辐射管 | |
| CN107885253A (zh) | 一种用于半导体器件剂量率效应实验的精密控温装置 | |
| CN208523006U (zh) | 一种多接触点式加热芯 | |
| RU2676293C1 (ru) | Проволочный нагреватель для цилиндрической печи | |
| Kres et al. | Testing prototypes of high-temperature superconducting current leads of cryogenic stand for testing magnetic elements of the NICA accelerating complex | |
| KR20100088840A (ko) | 고열부하 반복 시험 방법 및 장치 | |
| CN202836197U (zh) | 加热炉 | |
| US10314112B2 (en) | Self-regulating packed-powder resistive heater | |
| CN205133676U (zh) | 纳米晶磁环热处理炉 | |
| MININNI | Development of a Novel Concept of Feeding System for Iodine Hall Effect Thrusters |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20211220 |