ES2583059T3 - Conjunto de elemento de calefacción de media tensión - Google Patents

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ES2583059T3
ES2583059T3 ES14706200.4T ES14706200T ES2583059T3 ES 2583059 T3 ES2583059 T3 ES 2583059T3 ES 14706200 T ES14706200 T ES 14706200T ES 2583059 T3 ES2583059 T3 ES 2583059T3
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Michael D. Riley
Paul R. Neilson
Martin P. Konieczny
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Chromalox Inc
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Abstract

Un conjunto de elemento de calefacción eléctrico (20), que comprende: una cubierta (22); un alambre resistivo (62); y un núcleo dieléctrico (28) situado en la cubierta (22), en donde el núcleo dieléctrico (28) comprende: un cuerpo externo (30) que comprende un primer extremo; y un cuerpo interno (40) situado en el cuerpo externo (30), en donde el cuerpo interno (40) define una longitud, y en donde el cuerpo interno (40) comprende: un pasaje interior (46) que se extiende la longitud del cuerpo interno, en donde al menos una porción del alambre resistivo (62) está situada en el pasaje interior (46); y un segundo extremo, en donde el segundo extremo está desplazado longitudinalmente desde el primer extremo del cuerpo externo (30); estando el conjunto caracterizado por que: dicho cuerpo externo (30) es tubular; y se proporciona una interfaz de ranura y muesca (82) entre el cuerpo interno (40) y el cuerpo tubular externo (30) que evita la rotación axial del cuerpo interno (40) con relación al cuerpo tubular externo (30).

Description

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DESCRIPCION
Conjunto de elemento de calefaccion de media tension Campo tecnico
La presente description se refiere a conjuntos de elemento de calefaccion electricos, sistemas de calefaccion que incluyen conjuntos de elemento de calefaccion electricos, y metodos para ensamblar y operar conjuntos de elementos de calefaccion electricos para su uso en aplicaciones de media tension.
Antecedentes
Los conjuntos de elementos de calefaccion electricos se usan en una diversidad de aplicaciones, incluyendo intercambiadores de calor, sistemas de circulation, calderas de vapor y calentadores por inmersion. Un conjunto de elemento de calefaccion electrico incluye en general una cubierta, aislamiento dielectrico en la cubierta, una bobina de resistencia electrica embebida en el aislamiento electrico y una patilla conductora que se extiende desde la bobina de resistencia electrica. Se suministra tension a la patilla conductora para generar calor en la bobina de resistencia electrica. Muchas aplicaciones y sistemas que incluyen conjuntos de elementos de calefaccion electricos se clasifican para operaciones de baja tension, donde las tensiones por debajo de 600 voltios pueden considerarse bajas tensiones. Por ejemplo, muchos intercambiadores de calor actuales operan con tensiones en el intervalo de 480 a 600 voltios. Mas recientemente, se han propuesto diversas aplicaciones y sistemas para conjuntos de elementos de calefaccion electricos que operan por encima de 600 voltios. Por ejemplo, se han propuesto, intercambiadores de calor que operan en el intervalo de 600 a 38.000 voltios. Estos intercambiadores de calor de capacidad superior se proponen como alternativas ambientalmente amigables a los intercambiadores de calor basados en combustible. Las tensiones entre 600 y 38.000 pueden considerarse medias tensiones. Estas tensiones superiores pueden poner mayores exigencias en los conjuntos de elementos de calefaccion electricos.
Por ejemplo, la tension superior puede ser mas dificil de aislar dielectricamente, particularmente en interfaces entre los diversos componentes del conjunto de elemento de calefaccion electrico. El aislamiento dielectrico en la cubierta puede incluir una unica fila de nucleos dielectricos dispuestos longitudinalmente, por ejemplo, que pueden situarse de extremo a extremo. Adicionalmente, un casquillo de terminal puede colocarse frente a un nucleo dielectrico del conjunto de elemento de calefaccion electrico. En las interfaces entre nucleos dielectricos adyacentes y/o entre el nucleo dielectrico de terminal y el casquillo, las tensiones superiores pueden ser dificiles de aislar dielectricamente y, en algunos casos, puede tener lugar ruptura dielectrica y/o formation de arcos.
El documento CH339681A describe un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende un nucleo dielectrico que tiene una portion externa y una portion interna.
Descripcion de las figuras
Las diversas realizaciones descritas en la presente memoria pueden entenderse mejor considerando la siguiente descripcion en conjunto con las figuras adjuntas, en donde:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un conjunto de elemento de calefaccion electrico segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 2 es una vista en perspectiva en despiece del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 3A es una vista en planta en section transversal del primer extremo del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 3B es una vista en planta en seccion transversal del segundo extremo del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 4 es una vista en perspectiva del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 que tiene la cubierta externa retirada del mismo y los segmentos de nucleo externo mostrados en transparencia para revelar los segmentos de nucleo interno situados en los segmentos de nucleo externo segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 5 es una vista en alzado del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 con el casquillo, las bobinas resistivas, y las patillas conductoras retiradas del mismo segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 6 es una vista en perspectiva del casquillo del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 7 es una vista en alzado del casquillo y primer segmento de nucleo interno del conjunto de elemento de calefaccion electrico de la Figura 1 segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
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La Figura 8 es una vista en alzado de un conjunto de elemento de calefaccion electrico con el casquillo, las bobinas resistivas y las patillas conductoras retiradas del mismo segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 9 es una vista en perspectiva de un conjunto de elemento de calefaccion electrico segun las diversas realizaciones de la presente descripcion.
La Figura 10 es una vista en alzado de un conjunto de elemento de calefaccion electrico con el casquillo, las bobinas resistivas y las patillas conductoras retiradas del mismo segun diversas realizaciones de la presente descripcion.
Descripcion
En diversas realizaciones, un conjunto de elemento de calefaccion de media tension puede incluir una cubierta, un nucleo dielectrico situado en la cubierta, y un alambre resistivo situado en el nucleo dielectrico. El nucleo dielectrico puede comprender un nucleo anular externo y un nucleo interno, por ejemplo, con el nucleo interno dispuesto en una apertura central axial del nucleo externo, y extendiendose los nucleos interno y externo longitudinalmente en general a lo largo de la longitud de la cubierta. En ciertas realizaciones, el nucleo interno puede incluir un pasaje interior que se extiende a lo largo de la longitud del mismo, y el alambre resistivo puede situarse en el pasaje interior, por ejemplo. En diversas realizaciones, el nucleo externo puede incluir una pluralidad de segmentos de nucleo externo, y el nucleo interno puede incluir una pluralidad de segmentos de nucleo interno. Los segmentos de nucleo interno pueden estar desplazados longitudinalmente con relacion a los segmentos de nucleo externo, por ejemplo. Los segmentos de nucleo interno y externo escalonados pueden evitar y/o reducir la probabilidad de ruptura dielectrica y/o formacion de arcos en las interfaces entre segmentos de nucleo adyacentes, por ejemplo.
En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion de media tension puede incluir tambien una interfaz de ranura y muesca entre el nucleo interno y el nucleo externo del nucleo dielectrico. La interfaz de ranura y muesca puede evitar la rotacion axial del nucleo interno con relacion al nucleo externo, por ejemplo. Adicionalmente, la interfaz de ranura y muesca puede evitar la rotacion axial de un segmento de nucleo interno con relacion a otro segmento de nucleo interno, por ejemplo, y/o de un segmento de nucleo externo con relacion a otro segmento de nucleo externo, por ejemplo. En ciertas realizaciones, la rotacion axial del nucleo interno con relacion al nucleo externo y/o la rotacion axial de los segmentos adyacentes de los nucleos interno y/o externo puede producir que una porcion del alambre resistivo se retuerza y/o estire. La torsion y estiramiento del alambre resistivo puede danar el alambre resistivo y/o perjudicar la funcion de calefaccion del alambre resistivo. Por consiguiente, la interfaz de ranura y muesca entre el nucleo interno y externo puede evitar y/o reducir la probabilidad de torsion a lo largo de la longitud del alambre resistivo, y por lo tanto, puede mantener la integridad del alambre resistivo.
En ciertas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion de media tension puede incluir un casquillo, que puede situarse contra el nucleo interno del nucleo dielectrico y al menos parcialmente en la apertura central del nucleo externo del nucleo dielectrico. En otras palabras, el casquillo puede crear una interfaz escalonada, que puede evitar y/o reducir la probabilidad de ruptura dielectrica y/o formacion de arcos en la interfaz entre el nucleo dielectrico y el casquillo. En ciertas realizaciones, al menos una patilla conductora y/o un manguito electricamente aislante situado alrededor de una patilla conductora pueden extenderse a traves del casquillo. Una porcion del casquillo puede extenderse fuera de la cubierta para evitar y/o reducir la probabilidad de formacion de arcos entre la patilla conductora y la cubierta externa, por ejemplo. El casquillo puede tambien evitar y/o reducir la probabilidad de formacion de arcos entre multiples patillas conductoras y/o los alambres conductores fijados a las patillas conductoras, por ejemplo.
Haciendo referencia ahora a las Figuras 1-7, un conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir una cubierta cilindrica externa 22 que define una apertura que aloja los nucleos dielectricos y el alambre o alambres resistivos y que se extiende desde un primer extremo 24 a un segundo extremo 26, como se describe adicionalmente en la presente memoria. En diversas realizaciones, la cubierta externa 22 puede comprender un tubo y/o manguito, por ejemplo, que pueden al menos parcialmente encajar y/o encerrar los componentes de generacion de calor del conjunto de elemento de calefaccion electrico 20. La cubierta externa 22 puede ser un tubo metalico, por ejemplo, tal como un tubo comprendido de acero, acero inoxidable, cobre, incoloy, inconel y/o hasteloy, por ejemplo.
Haciendo referencia principalmente a las Figuras 2-4, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un nucleo dual 28. En diversas realizaciones, el nucleo dual 28 puede incluir en general nucleos externos e internos cilindricos 30, 40. El nucleo interno 40 puede estar anidado al menos parcialmente en una apertura central del nucleo externo 30, por ejemplo. En ciertas realizaciones, el nucleo externo 30 puede situarse al menos parcialmente en la cubierta externa 22, por ejemplo, y el nucleo interno 40 puede situarse al menos parcialmente en el nucleo externo 30, por ejemplo. En ciertas realizaciones, el nucleo externo 30 y/o el nucleo interno 40 pueden estar dispuestos completamente en la cubierta externa 22. Por ejemplo, el nucleo externo 30 puede extenderse a traves de la cubierta externa 22, y el nucleo interno 40 puede extenderse a traves del nucleo externo 30, por ejemplo. El nucleo externo 30 y/o el nucleo interno 40 pueden estar comprendidos de un material electricamente aislante y/o dielectrico, por ejemplo. En ciertas realizaciones, el nucleo externo 30 y/o el nucleo interno 40 pueden estar comprendidos de nitruro de boro (BN), oxido de aluminio (AIO), y/o oxido de magnesio (MgO), por ejemplo. En ciertas realizaciones, el nucleo externo 30 y/o el nucleo interno 40 pueden incluir un material ceramico. En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un nucleo multi-capa, que puede
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incluir dos o mas nucleos al menos parcialmente anidados, por ejemplo. Por ejemplo, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un nucleo dielectrico multi-capa que comprende tres capas dielectricas.
Haciendo referencia aun a las Figuras 2-4, en diversas realizaciones, el nucleo externo 30 y el nucleo interno 40 pueden incluir multiples segmentos de nucleo. Por ejemplo, el nucleo externo 30 puede incluir una pluralidad de segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y/o 32d, y el nucleo interno 40 puede incluir una pluralidad de segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y/o 42d. En diversas realizaciones, los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y/o 32d pueden estar alineados axialmente, y/o pueden situarse extremo a extremo, por ejemplo, de manera que pueden extenderse de manera colectiva y en general la longitud de la cubierta 22. Un limite 38 puede situarse en la interfaz de segmentos de nucleo externo adyacentes 32a, 32b, 32c, y/o 32d, por ejemplo. El limite 38 puede ser una junta y/o union entre segmentos de nucleo adyacentes, por ejemplo. En ciertas realizaciones, un iimite 38 puede situarse entre extremos contiguos de los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c y/o 32d, por ejemplo. Adicionalmente, en diversas realizaciones, los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c y/o 42d pueden alinearse axialmente, y/o pueden situarse extremo a extremo, por ejemplo, de modo que se extienden de manera colectiva en general la longitud de la cubierta 22. Un limite 48 puede situarse en la interfaz de segmentos de nucleo interno adyacentes 42a, 42b, 42c, y/o 42d, por ejemplo. El limite 48 puede ser una junta y/o union entre segmentos de nucleo adyacentes, por ejemplo. En ciertas realizaciones, un limite 48 puede situarse entre extremos contiguos de los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c y/o 42d, por ejemplo.
En diversas realizaciones, los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y/o 42d pueden estar desplazados longitudinalmente desde los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y/o 32d de modo que los limites 48 del nucleo interno 40 no estan alineados con los limites 38 del nucleo externo 30. Por ejemplo, la Figura 4 representa el nucleo dielectrico 28 del conjunto de elemento de calefaccion 20 y muestra los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y 32d en transparencia de manera que se revelan los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y 42d situados en el nucleo externo 30. Como se muestra en la Figura 4, los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y 42d pueden estar escalonados con relacion a los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y 32d, por ejemplo. Por ejemplo, los extremos del segmento de nucleo externo 32a pueden estar desplazados longitudinalmente desde los extremos del segmento de nucleo interno 42a. Adicionalmente, los extremos del segmento de nucleo externo 32b pueden estar desplazados longitudinalmente desde los extremos del segmento de nucleo interno 42b, los extremos del segmento de nucleo externo 32c pueden estar desplazados longitudinalmente desde los extremos del segmento de nucleo interno 42c, y/o los extremos del segmento de nucleo externo 32d pueden estar desplazados longitudinalmente desde los extremos del segmento de nucleo interno 42d, por ejemplo. En ciertas realizaciones, los limites 38 entre segmentos de nucleo externo adyacentes 32a, 32b, 32c, y/o 32d pueden estar escalonados con relacion a los limites 48 entre segmentos de nucleo interno adyacentes 42a, 42b, 42c, y/o 42d de modo que los limites 38, 48 no estan alineados. Por ejemplo, un limite 48 del nucleo interno 40 puede situarse entre dos limites 38 del nucleo externo 30. En diversas realizaciones, un limite 48 del nucleo interno 40 puede situarse en el punto medio o aproximadamente el punto medio entre dos limites 38 del nucleo externo 30. En otras realizaciones, el limite 48 del nucleo interno 40 puede estar desplazado no simetricamente entre dos limites 38 del nucleo externo 30.
En un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende un unico nucleo dielectrico, la ruptura dielectrica y/o formacion de arcos es mas probable que tenga lugar en un fallo y/o junta en el nucleo dielectrico. Por ejemplo, el limite entre componentes de extremo a extremo adyacentes del nucleo dielectrico puede dar como resultado una region potencialmente comprometida, y la corriente puede intentar fluir a traves de una region de este tipo. Por consiguiente, un nucleo dual 28 que tiene limites escalonados 38, 48 entre el nucleo externo 30 y el nucleo interno 40, respectivamente, puede desplazar las regiones potencialmente comprometidas en el nucleo externo 30 de las regiones potencialmente comprometidas en el nucleo interno 40. Como resultado, la corriente puede estar menos inclinada a intentar fluir a traves de la ruta escalonada indirecta entre el nucleo interno 40 y el nucleo externo 30, y por lo tanto, la interfaz escalonada formada mediante los limites escalonados 38, 48 puede evitar y/o reducir la probabilidad de ruptura dielectrica y/o arco. Adicionalmente, en diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir material dielectrico en polvo y/o particulado en la cubierta externa 22. Tal material dielectrico puede establecerse en los limites 38, 48 entre diversos elementos del nucleo dual 28, en fallos, huecos y/o fisuras de los diversos elementos del nucleo dual 28, y/o entre el nucleo dual 28 y diversos otros componentes del conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, tales como, por ejemplo, la cubierta externa 22, un casquillo de terminacion 50, y/o un disco de terminacion 70.
En diversas realizaciones, diversos segmentos 42a, 42b, 42c, 42d del nucleo interno 40 y diversos segmentos 32a, 32b, 32c, 32d del nucleo externo 30 pueden comprender diversas longitudes. En ciertas realizaciones, al menos uno de los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y/o 42d puede definir una longitud mas corta que los otros segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42c, y/o 42d, y al menos uno de los segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y/o 32d puede definir una longitud mas corta que los otros segmentos de nucleo externo 32a, 32b, 32c, y/o 32d. En otras palabras, diversos segmentos del nucleo interno 40 y/o el nucleo externo 30 pueden comprender diferentes longitudes. En ciertas realizaciones, las diferentes longitudes pueden facilitar el desplazamiento longitudinal y/o escalonamiento de diversos segmentos 42a, 42b, 42c, y/o 42d del nucleo interno 40 con relacion a los diversos segmentos 32a, 32b, 32c, y/o 32d del nucleo externo 30, por ejemplo.
Por ejemplo, haciendo referencia aun a las Figuras 2-4, el primer segmento de nucleo externo 32a puede tener una longitud mas corta que los otros segmentos de nucleo externo 32b, 32c, y/o 32d, y el segmento de nucleo interno
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final 42d puede tener una longitud mas corta que los otros segmentos de nucleo interno 42a, 42b, y/o 42c, por ejemplo. En diversas realizaciones, la longitud del primer segmento de nucleo externo 32a puede ser aproximadamente la mitad de la longitud de los otros segmentos de nucleo externo 32b, 32c, y/o 32d, por ejemplo, y la longitud del segmento de nucleo interno final 42d puede ser aproximadamente la mitad de la longitud de los otros segmentos de nucleo interno 42a, 42b, y/o 42c, por ejemplo. En tales realizaciones, la interfaz entre segmentos de nucleo interno adyacentes 42a, 42b, 42c, y/o 42d puede estar a medio camino entre las interfaces entre los segmentos de nucleo externo adyacentes mas cercanos 32a, 32b, 32c, y/o 32d, por ejemplo. Adicionalmente, los diversos segmentos del nucleo interno 40 y el nucleo externo 30 pueden reorganizarse y/o reordenarse para crear interfaces escalonadas, por ejemplo. Adicionalmente, el nucleo dual 28 puede incluir menos y/o adicionales segmentos. Por ejemplo, el nucleo externo 30 puede incluir mas de y/o menos de cuatro segmentos de nucleo, y/o el nucleo interno 40 puede incluir mas de y/o menos de cuatro segmentos de nucleo, por ejemplo.
En diversas realizaciones, el nucleo interno 40 y/o los diversos segmentos 42a, 42b, 42c, y/o 42d del mismo pueden incluir uno o mas pasajes interiores 46a, 46b. Haciendo referencia principalmente a la Figura 5, los pasajes interiores 46a, 46b pueden extenderse a lo largo de la longitud del nucleo interno 40, por ejemplo, y pueden configurarse para recibir al menos una porcion de un conjunto conductor 60. El conjunto conductor 60 puede incluir uno o mas alambres resistivos enrollados 62a, 62b y/o una o mas patillas conductoras 64a, 64b, por ejemplo. Al menos una porcion de los alambres resistivos 62a, 62b puede estar enrollada, por ejemplo, y puede generar calor a medida que la corriente fluye a traves de la bobina, por ejemplo. En diversas realizaciones, las bobinas resistivas 62a y 62b, respectivamente, pueden extenderse a traves de uno de los pasajes interiores 46a, 46b. Tambien, las patillas conductoras 64a y 64b, respectivamente, pueden extenderse a traves de uno de los pasajes interiores 46a, 46b. En diversas realizaciones, el eje de la primera bobina 62a y el eje de la segunda bobina 62b pueden ser sustancialmente paralelos. La primera bobina 62a puede extenderse a traves del primer pasaje interior 46a, y la segunda bobina 62b puede extenderse a traves del segundo pasaje interior 46b, por ejemplo. En diversas realizaciones, la primera bobina 62a puede acoplarse a la segunda bobina 62b. Por ejemplo, un alambre con forma de u 62c (Figura 2) puede conectar la primera bobina 62a a la segunda bobina 62b. El alambre con forma de u 62c puede extenderse desde la primera bobina 62a situada en el primer pasaje interior 46a a la segunda bobina 62b situada en el segundo pasaje interior 46b, por ejemplo. En ciertas realizaciones, haciendo referencia principalmente a la Figura 3B, el alambre con forma de u 62c puede situarse en el limite 48 entre el tercer segmento de nucleo interno 42c y el segmento de nucleo interno final 42d, por ejemplo. En diversas realizaciones, un alambre conductor, bobina y/o patilla puede extenderse entre la primera bobina 62a y la segunda bobina 62b.
En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 (Figuras 1-7) puede incluir un unico conjunto conductor 60 que comprende el par de bobinas resistivas 62a y 62b conectadas mediante el alambre conductor 62c. El nucleo interno 40 del conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un unico par de pasajes interiores 46a, 46b, por ejemplo, en el que cada pasaje interior 46a, 46b puede configurarse para recibir una unica bobina resistiva 62a, 62b del conjunto conductor 60. En diversas realizaciones, un conjunto de elemento de calefaccion electrico puede incluir uno o mas conjuntos conductores, similar al conjunto conductor 60, por ejemplo. Por ejemplo, haciendo referencia ahora a la Figura 10, un conjunto de elemento de calefaccion electrico 320, similar al conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, por ejemplo, puede incluir una pluralidad de conjuntos conductores (no mostrado). En ciertas realizaciones, cada conjunto conductor del conjunto de elemento de calefaccion electrico 320 puede incluir un par de alambres resistivos conectados mediante un alambre conductor, por ejemplo. Similar al conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, por ejemplo, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 320 puede incluir una cubierta externa 322 y un nucleo dual 328 situado en la cubierta externa 322. El nucleo dual 328 puede incluir un nucleo externo 330 y un nucleo interno 340, por ejemplo, que pueden tener elementos de nucleo escalonados, similar al nucleo dielectrico 28, por ejemplo. Los pasajes interiores 346a, 346b, 346c, y/o 346d pueden extenderse longitudinalmente a traves del nucleo interno 340, por ejemplo, y pueden configurarse para recibir al menos una porcion de los conjuntos conductores, por ejemplo. En diversas realizaciones, cada pasaje interior 346a, 346b, 346c, y/o 346d del nucleo interno 340 puede configurarse para recibir al menos una porcion de una bobina resistiva de un conjunto conductor. Por ejemplo, la primera y segunda bobinas resistivas del primer conjunto conductor pueden situarse en los pasajes 346a y 346b, respectivamente, y la primera y segunda bobinas resistivas de un segundo conjunto conductor pueden situarse en los pasajes 346c y 346d, respectivamente.
En diversas realizaciones, una pluralidad de conjuntos conductores puede extenderse a traves del nucleo interno 340. En ciertas realizaciones, un conjunto conductor de tres alambres puede situarse en el nucleo interno 340. En diversas realizaciones, para aplicaciones de potencia trifasica, por ejemplo, pueden colocarse tres alambres conductores en el nucleo interno 340. Por ejemplo, tres pasajes interiores pueden extenderse a traves del nucleo interno 340 para recibir las bobinas resistivas del conjunto conductor de tres alambres. En otras realizaciones, pueden situarse menos y/o adicionales conjuntos conductores, y/o conjuntos conductores con un numero diferente de bobinas resistivas, en el nucleo interno 340, y/o menos y/o adicionales pasajes se pueden extender a traves del nucleo interno 340, por ejemplo.
Haciendo referencia aun a la Figura 10, en diversas realizaciones, el nucleo dual 328 puede incluir tambien al menos una interfaz de ranura y muesca 382 entre el nucleo externo 330 y el nucleo interno 340. La interfaz de ranura y muesca 382 puede ser similar a las interfaces de ranura y muesca 82 y/o 182, por ejemplo, que se describen adicionalmente en la presente memoria. Por ejemplo, cada interfaz de ranura y muesca 382 puede incluir una ranura 344 en el nucleo interno 340 y una muesca 334 en el nucleo externo 330, en donde la muesca 334 puede ajustarse
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en la ranura 344, por ejemplo. Adicionalmente, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 320 puede incluir un casquillo de terminal (no mostrado), similar al casquillo de terminal 50, por ejemplo, que se describe adicionalmente en la presente memoria. El casquillo de terminal del conjunto de elemento de calefaccion electrico 320 puede incluir una pluralidad de pasajes interiores que corresponden a los pasajes interiores 346a, 346b, 346c, y/o 346d del nucleo interno 340, por ejemplo. Una patilla conductora que se extiende desde cada bobina resistiva de los conjuntos conductores situada a traves del nucleo dual del 328 puede extenderse a traves de los pasajes interiores del casquillo de terminal, por ejemplo.
En ciertas realizaciones, un conjunto conductor puede extenderse a traves de ambos extremos de un conjunto de elemento de calefaccion electrico. Por ejemplo, un conjunto conductor puede no incluir una porcion con forma de u, p. ej., un alambre conectivo, bobina, y/o patilla, en la cubierta externa del conjunto de elemento de calefaccion electrico. Por ejemplo, haciendo referencia ahora a la Figura 9, un conjunto conductor 260 puede extenderse a traves de ambos extremos de un conjunto de elemento de calefaccion electrico 220. Similar al conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, por ejemplo, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 220 puede incluir una cubierta externa 222 y un nucleo dual situado en la cubierta externa 222. La cubierta externa 222 puede incluir un primer extremo 224 y un segundo extremo 226, por ejemplo. Adicionalmente, el nucleo dual puede incluir un nucleo externo y un nucleo interno, por ejemplo, que puede tener segmentos de nucleo escalonados, similar al nucleo dielectrico 28, por ejemplo. En diversas realizaciones, el conjunto conductor 260 puede extenderse a traves del primer extremo 224 de la cubierta externa 222 y a traves del segundo extremo 226 de la cubierta externa 222. El conjunto conductor 260 puede incluir una bobina resistiva que tiene un primer extremo y un segundo extremo, por ejemplo. El conjunto conductor 260 puede incluir tambien una primera patilla conductora y/o alambre conductor que se extiende desde el primer extremo de la bobina resistiva y a traves del primer extremo 224 de la cubierta externa 222, por ejemplo, y una segunda patilla conductora y/o alambre conductor que se extiende desde el segundo extremo de la bobina resistiva y a traves del segundo extremo 226 de la cubierta externa 222, por ejemplo. Un primer manguito electricamente aislante 266a puede situarse alrededor de la primera patilla conductora, y un segundo manguito electricamente aislante 266b puede situarse alrededor de la segunda patilla conductora, por ejemplo.
Haciendo referencia aun a la Figura 9, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 220 puede incluir un primer casquillo de terminal 250a en el primer extremo 224 de la cubierta externa 222, y un segundo casquillo de terminal 250b en el segundo extremo 226 de la cubierta externa 222. Los casquillos de terminal 250a, 250b del conjunto de elemento de calefaccion electrico 220 pueden incluir un pasaje interior que corresponde al pasaje interior del nucleo interno, por ejemplo. En diversas realizaciones, la primera patilla conductora y/o alambre conductor que se extiende desde el primer extremo de la bobina resistiva puede extenderse a traves del primer casquillo de terminal 250a, por ejemplo, y la segunda patilla conductora y/o alambre conductor que se extiende desde el segundo extremo de la bobina resistiva puede extenderse a traves del segundo casquillo de terminal 250b, por ejemplo. En diversas realizaciones, una pluralidad de conjuntos conductores 260 puede extenderse a traves del nucleo interno. En ciertas realizaciones, para aplicaciones de potencia trifasica, por ejemplo, tres conjuntos conductores 260 pueden extenderse a traves del primer extremo 224 de la cubierta externa 222 y a traves del segundo extremo 226 de la cubierta externa 222. En otras realizaciones, pueden extenderse menos y/o adicionales conjuntos conductores a traves de la cubierta externa 222 del conjunto de elemento de calefaccion electrico.
Haciendo referencia de nuevo a las Figuras 1-7, un alambre conductor (no mostrado) y/o una patilla conductora 64a, 64b pueden extenderse desde cada bobina resistiva 62a, 62b del conjunto conductor 60 a traves del conjunto de elemento de calefaccion electrico 20. El alambre conductor y/o la patilla conductora 64a, 64b pueden conducir corriente desde una fuente de alimentacion a la bobina resistiva 62a, 62b acoplada a la misma. En diversas realizaciones, donde las bobinas resistivas 62a y 62b estan acopladas juntas, por ejemplo mediante una porcion con forma de u, uno de los alambres conductores y/o las patillas conductoras 62a, 62b puede proporcionar una ruta de suministro, y el otro de los alambres conductores y/o las patillas conductoras 62a, 62b puede proporcionar una ruta de retorno, por ejemplo. En ciertas realizaciones, un alambre conductor puede acoplarse a cada patilla conductora 64a, 64b. Los alambres conductores pueden extenderse desde la patilla conductora 64a, 64b a una barra colectora o un bloque de distribucion, por ejemplo. En diversas realizaciones, el manguito electricamente aislante 66a, 66b puede situarse alrededor del alambre conductor-patilla conductora connection. El manguito electricamente aislante 66a, 66b puede evitar y/o reducir adicionalmente la probabilidad de formacion de arcos entre las patillas conductoras 64a, 64b y/o entre una patilla conductora 64a, 64b y la cubierta externa 22, por ejemplo.
En diversas realizaciones, haciendo referencia principalmente a la Figura 5, el nucleo dual 28 puede incluir una interfaz de ranura y muesca 82 entre el nucleo externo 30 y el nucleo interno 40. Por ejemplo, el nucleo externo 30 puede incluir una o mas muescas que se extienden hacia dentro 34, y el nucleo interno 40 puede incluir un numero correspondiente de ranuras 44 para recibir las muescas 34. En diversas realizaciones, las muescas 34 pueden extenderse longitudinalmente a lo largo de al menos una porcion de la longitud del nucleo externo 30. En ciertas realizaciones, las ranuras 44 pueden extenderse longitudinalmente a lo largo de al menos una porcion de la longitud del nucleo interno 40. El ejemplo de la Figura 5 muestra dos interfaces de ranura y muesca 82 de este tipo, en este caso, en lados diametralmente opuestos del nucleo interno 40. Las interfaces de ranura y muesca 82 pueden extenderse a lo largo de la longitud del nucleo dual 28 y/o pueden extenderse a lo largo de porciones de la longitud del nucleo dual 28, por ejemplo.
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En diversas realizaciones, la interfaz de ranura y muesca 82 puede limitar y/o sustancialmente evitar la rotacion axial de al menos una porcion del nucleo interno 40 con relacion a al menos una porcion del nucleo externo 30, por ejemplo. En ciertas realizaciones, la interfaz de ranura y muesca 82 puede evitar la rotacion axial de todo el nucleo interno 40 con relacion a todo el nucleo externo 30. Adicionalmente, la interfaz de ranura y muesca 82 puede evitar la rotacion axial de un segmento de nucleo interno 32a, 32b, 32c, y/o 32d con relacion a otro segmento de nucleo interno 32a, 32b, 32c, y/o 32d. Por ejemplo, la interfaz de ranura y muesca 82 puede evitar la rotacion axial del segmento de nucleo interno 32a con relacion al segmento de nucleo interno 32b, la rotacion axial del segmento de nucleo interno 32b con relacion a los segmentos de nucleo interno 32a y/o 32c, la rotacion axial del segmento de nucleo interno 32c con relacion a los segmentos de nucleo interno 32b y/o 32d, y/o la rotacion axial del segmento de nucleo interno 32d con relacion al segmento de nucleo interno 32c, por ejemplo. En diversas realizaciones, cada segmento de nucleo interno 32a, 32b, 32c, y/o 32d puede restringirse axialmente con relacion a cada otro segmento de nucleo interno 32a, 32b, 32c y/o 32d, por ejemplo.
Adicionalmente, en diversas realizaciones, la interfaz de ranura y muesca 82 puede evitar la rotacion axial de un segmento de nucleo externo 42a, 42b, 42c, y/o 42d con relacion a otro segmento de nucleo externo 42a, 42b, 42c, y/o 42d. Por ejemplo, la interfaz de ranura y muesca 82 puede evitar la rotacion axial del segmento de nucleo externo 42a con relacion al segmento de nucleo externo 42b, la rotacion axial del segmento de nucleo externo 42b con relacion a los segmentos de nucleo externo 42a y/o 42c, la rotacion axial del segmento de nucleo externo 42c con relacion a los segmentos de nucleo externo 42b y/o 42d, y/o la rotacion axial del segmento de nucleo externo 42d con relacion al segmento de nucleo externo 42c, por ejemplo. En diversas realizaciones, cada segmento de nucleo externo 42a, 42b, 42c, y/o 42d puede restringirse axialmente con relacion a cada otro segmento de nucleo externo 42a, 42b, 42c y/o 42d, por ejemplo.
La torsion de las bobinas resistivas 62a, 62b puede danar las bobinas resistivas 62a, 62b y/o perjudicar la funcion de calefaccion de las bobinas resistivas 62a, 62b, por ejemplo. En diversas realizaciones, la interfaz de ranura y muesca 82 entre el nucleo interno 40 y el nucleo externo 30 puede evitar y/o reducir la probabilidad de torsion a lo largo de la longitud de las bobinas resistivas 62a, 62b, y por lo tanto, puede mantener la integridad de las bobinas resistivas 62a, 62b. Adicionalmente, la interfaz de ranura y muesca 82 pueden mantener una alineacion axial del conjunto conductor 60, que incluye las patillas conductoras 64a, 64b del mismo, y por lo tanto, 30 evitar la torsion del conjunto conductor 60 a lo largo de la longitud del conjunto de elemento de calefaccion 20.
Haciendo referencia ahora a la Figura 8, un conjunto de elemento de calefaccion electrico 120, similar al conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, por ejemplo, puede incluir una cubierta externa 122 y un nucleo dual 128 situado en la cubierta externa 122. El nucleo dual 128 puede incluir un nucleo externo 130 y un nucleo interno 140. Los pasajes interiores 146a, 146b pueden extenderse a traves del nucleo interno 140, por ejemplo, y pueden configurarse para recibir un conjunto conductor, por ejemplo. En diversas realizaciones, el nucleo dual 128 puede incluir una interfaz de ranura y muesca 182 entre el nucleo externo 130 y el nucleo interno 140. Por ejemplo, el nucleo externo 130 puede incluir una ranura 134, y el nucleo interno 140 puede incluir una muesca que se extiende hacia dentro y/o hacia fuera 144. La ranura 134 puede configurarse para recibir la muesca 144, por ejemplo. En diversas realizaciones, la muesca 144 puede extenderse longitudinalmente a lo largo de al menos una porcion de la longitud del nucleo interno 140. En ciertas realizaciones, la ranura 134 puede extenderse longitudinalmente a lo largo de al menos una porcion de la longitud del nucleo externo 130. En diversas realizaciones, el nucleo dual 128 puede incluir multiples interfaces de ranura y muesca 182. Por ejemplo, el nucleo dual 128 puede incluir una pluralidad de interfaces de ranura y muesca 182 alrededor del perimetro externo del nucleo interno 140 y del perimetro interno del nucleo externo 130. Las interfaces de ranura y muesca 182 pueden extenderse a lo largo de la longitud del nucleo dual 128 y/o extenderse a lo largo de porciones de la longitud del nucleo dual 128, por ejemplo. Similar a la interfaz de ranura y muesca 82, la interfaz de ranura y muesca 182 puede evitar la rotacion axial del nucleo interno 140 con relacion al nucleo externo 130, por ejemplo. Adicionalmente, la interfaz de ranura y muesca 182 puede evitar la rotacion axial de un segmento del nucleo interno 140 con relacion a otros segmentos del nucleo interno 140, por ejemplo, y/o un segmento del nucleo externo 130 con relacion a otros segmentos del nucleo externo 130, por ejemplo.
Haciendo referencia de nuevo a las Figuras 1-7, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un casquillo 50 en y/o cerca del primer extremo 24 de la cubierta 22. Las patillas conductoras 64a, 64b pueden extenderse a traves de los pasajes interiores 56a, 56b (la Figura 6) en el casquillo 50, por ejemplo. En diversas realizaciones, el casquillo 50 puede evitar y/o reducir la probabilidad de formacion de arcos entre multiples alambres conductores y/o patillas conductoras 64a, 64b y la cubierta 22. Haciendo referencia principalmente a las Figuras 6 y 7, el casquillo 50 puede incluir una primera porcion de extremo 52, una segunda porcion de extremo 58, y una superficie de sellado 80 entre la primera y segunda porciones de extremo 52, 58, por ejemplo. La primera porcion de extremo 52 puede situarse en la cubierta externa 22 y preferiblemente en la apertura central del nucleo externo 30. En diversas realizaciones, la primera porcion de extremo 52 puede empalmar el primer segmento de nucleo interno 42a, de manera que la primera porcion de extremo 52 esta enrasada con un extremo del primer segmento de nucleo interno 42a, por ejemplo. Adicionalmente, en diversas realizaciones, el primer segmento de nucleo externo 32a (la Figura 4) puede situarse alrededor de la primera porcion de extremo 52 del casquillo 50. En diversas realizaciones, la superficie de sellado 80 del casquillo 50 puede extenderse hacia fuera radialmente. La superficie de sellado 80 puede empalmar el primer segmento de nucleo externo 32a, por ejemplo, de manera que la superficie de sellado 80 esta enrasada con un extremo del primer segmento de nucleo externo 32a, por ejemplo.
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En un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende un casquillo convencional, es probable que pueda tener lugar la ruptura dielectrica y/o formacion de arcos en la junta y/o interfaz entre el nucleo dielectrico y el casquillo. Por ejemplo, una interfaz no escalonada entre el nucleo dielectrico y el casquillo puede dar como resultado una region potencialmente comprometida, la corriente puede intentar fluir a traves de una region de este tipo. Haciendo referencia principalmente a la Figura 3A, existe una interfaz escalonada entre el casquillo 50 y el nucleo dielectrico 28. Por consiguiente, la interfaz escalonada puede desplazar la region potencialmente comprometida entre el primer extremo 52 del casquillo 50 y el primer segmento de nucleo interno 42a del nucleo interno 40 de la region potencialmente comprometida entre la superficie de sellado 80 del casquillo 50 y el primer segmento de nucleo externo 32a del nucleo externo 30, por ejemplo. Como resultado, la corriente puede estar menos inclinada a intentar fluir a traves de la ruta escalonada indirecta, y, por lo tanto, la interfaz escalonada puede evitar y/o reducir la probabilidad de ruptura dielectrica y/o arco entre el nucleo dielectrico 28 y el casquillo 50.
En diversas realizaciones, la segunda porcion de extremo 58 del casquillo puede extenderse fuera de la cubierta externa 22. Por ejemplo, haciendo referencia principalmente a las Figuras 3A, 6, y 7, la segunda porcion de extremo 58 puede extenderse desde la cubierta externa una distancia L (Figuras 6 y 7), por ejemplo. La distancia L puede seleccionarse de manera que el arco entre la patilla conductora 64a, 64b y la cubierta externa 22 se elimina y/o reduce, por ejemplo. En ciertas realizaciones, la distancia L puede ser aproximadamente 0,64 centimetros (0,25 pulgadas) a aproximadamente 2,54 centimetros (1,00 pulgadas) por ejemplo.
En ciertas realizaciones, el material del casquillo puede ser un fluoroelastomero, ceramica, politetrafluoroetileno (PTFE), y/o mica, por ejemplo. En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede incluir un disco 70 en y/o cerca del segundo extremo 26 de la cubierta externa 22. Por ejemplo, el disco 70 puede sellar el segundo extremo 26 de la cubierta externa 22. En diversas realizaciones, el disco 70 puede soldarse o soldarse con laton a la cubierta externa 22, por ejemplo. En ciertas realizaciones no limitantes, el material dielectrico puede situarse entre el disco 70 y el nucleo dielectrico 28 en la cubierta externa 22, por ejemplo. En diversas realizaciones, el disco puede comprender acero, acero inoxidable, cobre incoloy, inconel y/o hasteloy, por ejemplo. En ciertas realizaciones, el material del disco 70 puede coincidir con el material de la cubierta 22, por ejemplo.
En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede montarse desde los diversos componentes descritos en la presente memoria. Por ejemplo, los segmentos 42a, 42b, 42c, y/o 42d del nucleo interno 40 pueden estar dispuestos axialmente extremo a extremo, y los segmentos 32a, 32b, 32c, y/o 32d del nucleo externo 30 pueden estar dispuestos axialmente extremo a extremo. El nucleo externo 30 puede situarse alrededor del nucleo interno 40, por ejemplo. En ciertas realizaciones, los segmentos de nucleo interno 42a, 42b, 42b, y/o 42d pueden situarse en el nucleo externo 30 desmontado, parcialmente montado y/o montado. La interfaz o interfaces de muesca y ranura 82 pueden facilitar la colocacion de los diversos componentes de los segmentos de nucleo, y puede evitar la rotacion axial de los diversos segmentos de nucleo. Adicionalmente, las bobinas resistivas 62a, 62b y/o las patillas conductoras 64a, 64b del conjunto conductor 60 pueden roscarse a traves de los pasajes interiores 46a, 46b en el nucleo interno 40, por ejemplo. Las bobinas resistivas 62a, 62b y/o las patillas conductoras 64a, 64b pueden situarse en el nucleo dielectrico desmontado, parcialmente montado y/o montado 28, por ejemplo. En diversas realizaciones, el casquillo 50 puede asegurarse al nucleo dual 28. En ciertas realizaciones, el nucleo dual 28 y casquillo 50 pueden situarse en la cubierta externa 22 del conjunto de elemento de calefaccion electrico 20, por ejemplo. El disco 70 puede soldarse o soldarse con laton a la cubierta externa 22 en el segundo extremo 26 opuesto al casquillo 50, por ejemplo. En ciertas realizaciones, todo el conjunto puede forjarse, laminarse, y/o estamparse, por ejemplo, para compactar adicionalmente el conjunto de nucleo dual 28 y/o los diversos materiales situados en la cubierta externa 22. La compactacion puede proporcionar tambien un sello hermetico entre los segmentos de nucleo interno y externo al casquillo 50 y la cubierta 22.
En diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 descrito en la presente memoria puede resistir dielectricamente tensiones bajas, medias y/o altas. En ciertas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico 20 puede operar por encima de 600 voltios, por ejemplo. Pueden realizarse ensayos de seguridad electrica normalizados industriales para asegurar que el diseno del producto de elemento de calefaccion electrico es adecuado para fluctuaciones en tension y ruptura dielectrica a altas temperaturas. Un ensayo de tension de resistencia dielectrico se realiza en ocasiones a 2,25 veces la tension nominal mas 2000 voltios para componentes industriales de media tension. Tales ensayos pueden usarse al ensayar los conjuntos de elementos de calefaccion electricos descritos en la presente memoria, por ejemplo. En ciertas realizaciones, los conjuntos de elemento de calefaccion electricos descritos en la presente memoria pueden resistir dielectricamente tensiones que superan 11.360 voltios y pueden tener ruptura dielectrica entre 14.000 voltios y 16.000 voltios.
Los conjuntos de elementos de calefaccion electricos descritos en la presente memoria pueden usarse en una amplia diversidad de aplicaciones y/o sistemas. Por ejemplo, los conjuntos de elemento de calefaccion electrica pueden usarse en intercambiadores de calor, sistemas de circulacion, calderas de vapor y calentadores por inmersion. Puesto que los conjuntos de elementos de calefaccion electricos descritos en la presente memoria pueden tolerar tensiones superiores, las aplicaciones y/o sistemas que utilizan estos conjuntos de elementos de calefaccion electricos pueden requerir menos conjuntos de elementos de calefaccion, y/o menos bobinas resistivas y/o circuitos, por ejemplo, y pueden eliminar y/o reducir la necesidad de reducir la tension de los sistemas de calefaccion, por ejemplo.
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En diversas realizaciones, por lo tanto, la presente invencion se refiere a un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende: una cubierta; un alambre resistivo; y un nucleo dielectrico situado en la cubierta. El nucleo dielectrico puede comprender: una porcion externa que comprende un primer extremo; y una porcion interna situada en la porcion externa, en donde la porcion interna define una longitud. La porcion interna puede comprender: un pasaje interior que se extiende por la longitud de la porcion interna, en donde al menos una porcion del alambre resistivo esta situada en el pasaje interior; y un segundo extremo, en donde el segundo extremo esta desplazado longitudinalmente desde el primer extremo de la porcion externa. El conjunto de elemento de calefaccion electrico puede comprender tambien una interfaz de ranura y muesca entre la porcion interna y la porcion externa.
En diversas implementaciones, la interfaz de ranura y muesca comprende la porcion interna que comprende una ranura longitudinal y la porcion externa que comprende una muesca longitudinal situada en la ranura longitudinal, y en donde la interfaz de ranura y muesca evita la rotacion axial de la porcion interna con relacion a la porcion externa. Tambien, el alambre resistivo puede comprender una primera bobina resistiva y una segunda bobina resistiva, donde: la primera bobina resistiva esta situada en el pasaje interior; la porcion interna comprende ademas un segundo pasaje interior; y la segunda bobina resistiva esta situada en el segundo pasaje interior. Adicionalmente, los pasajes interiores pueden ser paralelos.
Ademas, el conjunto de elemento de calefaccion electrico puede comprender adicionalmente: una primera patilla conductora que se extiende desde la primera bobina resistiva; y una segunda patilla conductora que se extiende desde la segunda bobina resistiva. Tambien, el conjunto de elemento de calefaccion electrico puede comprender adicionalmente un manguito electricamente aislante que rodea una porcion de cada patilla conductora. Tambien, el conjunto de elemento de calefaccion electrico puede comprender adicionalmente un casquillo que comprende: una primera porcion de extremo contiguo a la porcion interna del nucleo dielectrico y situada en la porcion externa del nucleo dielectrico; y una segunda porcion de extremo que se extiende desde la cubierta. Ademas, el conjunto de elemento de calefaccion electrico puede comprender adicionalmente una patilla conductora que se extiende desde el alambre resistivo, donde el casquillo comprende ademas un pasaje interior entre la primera porcion de extremo del casquillo y la segunda porcion de extremo del casquillo, y donde la patilla conductora se extiende a traves del pasaje interior. Adicionalmente, la cubierta puede comprender: un primer extremo, donde el casquillo sella el primer extremo de la cubierta; y un segundo extremo, donde un disco de terminacion sella el segundo extremo de la cubierta.
En diversas implementaciones, el alambre resistivo esta conectado a una fuente de alimentacion que suministra una tension al alambre resistivo que esta entre 600 voltios y 38.000 voltios. Tambien, el nucleo dielectrico puede comprender un material dielectrico seleccionado desde el grupo que consiste en nitruro de boro, oxido de aluminio, y oxido de magnesio.
Tambien en diversas implementaciones, la porcion interna comprende una pluralidad de componentes internos alineados axialmente, la porcion externa comprende una pluralidad de componentes externos alineados axialmente, y los componentes internos estan escalonados longitudinalmente con relacion a los componentes externos. Tambien, la interfaz de ranura y muesca puede evitar la rotacion axial de los componentes internos con relacion a los componentes externos.
En otro aspecto general, la presente invencion se refiere a un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende: una cubierta; un nucleo dielectrico externo situado al menos parcialmente a traves de la cubierta, donde el nucleo dielectrico externo comprende una pluralidad de segmentos de nucleo externo; y un nucleo dielectrico externo situado al menos parcialmente a traves del nucleo dielectrico externo, donde el nucleo dielectrico interno comprende una pluralidad de segmentos de nucleo interno, y donde los segmentos de nucleo interno estan desplazados longitudinalmente con relacion a los segmentos de nucleo externo; y un alambre resistivo situado al menos parcialmente a traves del nucleo dielectrico interno.
Segun diversas realizaciones, el conjunto de elemento de calefaccion electrico comprende ademas una interfaz de ranura y muesca entre el nucleo dielectrico externo y el nucleo dielectrico interno que evita la rotacion axial de los segmentos de nucleo interno con relacion a los segmentos de nucleo externo. Tambien, el alambre resistivo puede comprender una primera longitud, una segunda longitud paralela a la primera longitud, y una porcion con forma de u entre la primera y segunda longitudes.
En otro aspecto general, la presente invencion se refiere a un conjunto de elemento de calefaccion electrico que comprende una cubierta y un nucleo dielectrico situado en la cubierta. El nucleo dielectrico comprende una porcion externa que comprende un extremo de porcion externa y una porcion interna que comprende un extremo de porcion interna, donde el extremo de porcion interna esta desplazado longitudinalmente desde el extremo de porcion externa. El conjunto de elemento de calefaccion electrico comprende ademas un par de alambres resistivos situados en la porcion interna del nucleo dielectrico y un casquillo. El casquillo comprende un primer extremo contiguo al extremo de porcion interna; una interfaz de sellado continua al extremo de porcion externa; y un segundo extremo que se extiende desde la cubierta.
Se ha de entender que diversas descripciones de las realizaciones descritas se han simplificado para ilustrar unicamente aquellos rasgos, aspectos, caracteristicas y similares que son relevantes para un entendimiento claro de las realizaciones descritas, mientras se elimina, por fines de claridad, otros rasgos, aspectos, caracteristicas y
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similares. Los expertos en la tecnica, tras considerar la presente descripcion de las realizaciones descritas, reconoceran que pueden ser deseables otros rasgos, aspectos, caracteristicas y similares en una implementation o aplicacion particular de las realizaciones descritas. Sin embargo, puesto que tales otros rasgos, aspectos, caracteristicas y similares pueden determinarse e implementarse facilmente por los expertos en la tecnica tras considerar la presente descripcion de las realizaciones develadas, y no son necesarias, por lo tanto, para un entendimiento completo de las realizaciones develadas, no se proporciona en la presente memoria una descripcion de tales rasgos, aspectos, caracteristicas y similares. Como tal, se ha de entender que la descripcion expuesta en la presente memoria es meramente ejemplar e ilustrativa de las realizaciones develadas y no se pretende para limitar el alcance de la invention como se define solamente mediante las reivindicaciones.
En la presente descripcion, a no ser que se indique de otra manera, todos los numeros que expresan cantidades o caracteristicas se han de entender como que estan precedidos y modificados en todos los casos por el termino “aproximadamente”. Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, cualquier parametro numerico expuesto en la presente memoria puede variar dependiendo de las propiedades deseadas que se busquen obtener en las realizaciones segun la presente descripcion. Por ejemplo, el termino “aproximadamente” puede referirse a un grado aceptable de error para la cantidad medida, dada la naturaleza o precision de la medicion. Los grados ejemplares de error pueden estar dentro del 20 %, dentro del 10 %, o dentro del 5 % de un valor dado o intervalo de valores. Como minirno, y no como un intento para limitar la aplicacion de la doctrina de equivalentes para el alcance de las reivindicaciones, cada parametro numerico descrito en la presente descripcion deberia interpretarse al menos a la luz del numero de digitos significativos informados y mediante aplicacion de tecnicas de redondeo convencionales.
Tambien, cualquier intervalo numerico indicado en la presente memoria se pretende que incluya todos los sub- intervalos subsumidos en el mismo. Por ejemplo, un intervalo de “1 a 10” se pretende que incluya todos los sub- intervalos entre (e incluyendo) el minirno valor indicado de 1 y el valor maximo indicado de 10, es decir, tener un valor minirno igual a o mayor que 1 y un valor maximo igual a o menor que 10. Cualquier limitation numerica maxima indicada en la presente memoria se pretende que incluya todas las limitaciones numericas inferiores subsumidas en la misma, y cualquier limitacion numerica minima indicada en la presente memoria se pretende que incluya todas las limitaciones numericas superiores subsumidas en la misma. Por consiguiente, los Solicitantes se reservan el derecho de modificar la presente descripcion, incluyendo las reivindicaciones, para indicar expresamente cualquier sub-intervalo subsumido en los intervalos indicados expresamente en la presente memoria. Todos tales intervalos se pretenden que se describen intrinsecamente en la presente memoria de manera que la modification para indicar expresamente cualquiera de tales sub-intervalos cumpliria con los requisitos del 35 U.S.C. § 112, primer parrafo, y 35 U.S.C. 15 § 132(a).
Los articulos gramaticales “un”, “una”, “el” y “la” como se usan en la presente memoria, se pretende que incluyan “al menos uno” o “uno o mas”, a menos que se indique de otra manera. Por lo tanto, los articulos que se usan en la presente memoria se refieren a uno o mas de uno (es decir, a al menos uno) de los objetos gramaticales del articulo. A modo de ejemplo, “un componente” significa uno o mas componentes, y por lo tanto, posiblemente, se contempla mas de un componente y pueden usarse o emplearse en una implementacion de las realizaciones descritas.
Se ha de entender que todas las realizaciones descritas en la presente memoria son ejemplares, ilustrativas y no limitantes. Por lo tanto, la invencion no esta limitada por la descripcion de las diversas realizaciones ejemplares, ilustrativas y no limitantes. Las diversas realizaciones desveladas y descritas en la presente memoria pueden comprender, consistir en, o consistir esencialmente en, los rasgos, aspectos, caracteristicas, limitaciones y similares como se describen diversamente en la presente memoria. Las diversas realizaciones desveladas y descritas en la presente memoria pueden comprender tambien rasgos, aspectos, caracteristicas, limitaciones, adicionales u opcionales, y similares, que son conocidos o que pueden incluirse en diversas realizaciones como se implementan en la practica.
La presente descripcion se ha escrito con referencia a diversas realizaciones ejemplares, ilustrativas y no limitantes. Sin embargo, se reconocera por los expertos en la tecnica que pueden realizarse diversas sustituciones, modificaciones o combinaciones de cualquiera de las realizaciones develadas (o porciones de las mismas) sin alejarse del alcance de la invencion como se define solamente mediante las reivindicaciones. Por lo tanto, se contempla y entiende que la presente descripcion incluye realizaciones adicionales no expuestas expresamente en la presente memoria. Tales realizaciones pueden obtenerse, por ejemplo, combinando, modificando o reorganizando cualquiera de las etapas, ingredientes, constituyentes, componentes, elementos, rasgos, aspectos, caracteristicas, limitaciones y similares, de las realizaciones descritas en la presente memoria. Por lo tanto, esta descripcion no esta limitada por la descripcion de las diversas realizaciones ejemplares, ilustrativas y no limitantes, sino en su lugar solamente mediante las reivindicaciones.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un conjunto de elemento de calefaccion electrico (20), que comprende: una cubierta (22);
    un alambre resistivo (62); y
    un nucleo dielectrico (28) situado en la cubierta (22), en donde el nucleo dielectrico (28) comprende: un cuerpo externo (30) que comprende un primer extremo; y
    un cuerpo interno (40) situado en el cuerpo externo (30), en donde el cuerpo interno (40) define una longitud, y en donde el cuerpo interno (40) comprende:
    un pasaje interior (46) que se extiende la longitud del cuerpo interno, en donde al menos una porcion del alambre resistivo (62) esta situada en el pasaje interior (46); y
    un segundo extremo, en donde el segundo extremo esta desplazado longitudinalmente desde el primer extremo del cuerpo externo (30); estando el conjunto caracterizado por que:
    dicho cuerpo externo (30) es tubular; y
    se proporciona una interfaz de ranura y muesca (82) entre el cuerpo interno (40) y el cuerpo tubular externo (30) que evita la rotacion axial del cuerpo interno (40) con relacion al cuerpo tubular externo (30).
  2. 2. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 1, en donde la interfaz de ranura y muesca (82) comprende el cuerpo interno (40) que comprende una ranura longitudinal (44) y el cuerpo tubular externo (30) que comprende una muesca longitudinal (34) situada en la ranura longitudinal (44).
  3. 3. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el alambre resistivo comprende una primera bobina resistiva (62a) y una segunda bobina resistiva (62b), en donde la primera bobina resistiva (62a) esta situada en el pasaje interior (46a), en donde el cuerpo interno comprende ademas un segundo pasaje interior (46b), y en donde la segunda bobina resistiva (62b) esta situada en el segundo pasaje interior (46b).
  4. 4. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 3, en donde los pasajes interiores (46a, 46b) son paralelos.
  5. 5. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, que comprende ademas:
    una primera patilla conductora (64a) que se extiende desde la primera bobina resistiva (62a); y una segunda patilla conductora (64b) que se extiende desde la segunda bobina resistiva (62b).
  6. 6. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 5, que comprende ademas un manguito electricamente aislante que (266) rodea una porcion de cada patilla conductora (64a, 64b).
  7. 7. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el alambre resistivo (62) esta conectado a una fuente de alimentacion que suministra una tension al alambre resistivo (62) que esta entre 600 voltios y 38.000 voltios.
  8. 8. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 7, en donde el nucleo dielectrico (28) comprende un material dielectrico seleccionado a partir de un grupo que consiste en nitruro de boro, oxido de aluminio, y oxido de magnesio.
  9. 9. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1,2, 3, 4, 7 y 8, en donde el cuerpo interno (40) comprende una pluralidad de componentes internos alineados axialmente (42a, b, c, d), en donde el cuerpo tubular externo (30) comprende una pluralidad de componentes externos alineados axialmente (32a, b, c, d), y en donde los componentes internos (42a, b, c, d) estan escalonados longitudinalmente con relacion a los componentes externos (32a, b, c, d).
  10. 10. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 7, 8 y 9, en donde la interfaz de ranura y muesca (82) evita la rotacion axial de los componentes internos (42a, b, c, d) con relacion a los componentes externos (32a, b, c, d).
  11. 11. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9 y 10, que comprende ademas un casquillo (50), en donde el casquillo comprende:
    una primera porcion de extremo (52) contigua al cuerpo interno (40) del nucleo dielectrico (28) y situada en el cuerpo tubular externo (30) del nucleo dielectrico (28); y
    una segunda porcion de extremo (58) que se extiende desde la cubierta (22).
  12. 12. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 11, que comprende ademas una patilla 5 conductora (64) que se extiende desde el alambre resistivo, en donde el casquillo (50) comprende ademas un
    pasaje interior entre la primera porcion de extremo (52) del casquillo y la segunda porcion de extremo (58) del casquillo, y en donde la patilla conductora (64) se extiende a traves del pasaje interior.
  13. 13. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 12, en donde la cubierta (22) comprende: un primer extremo (24), en donde el casquillo (50) sella el primer extremo (24) de la cubierta (22); y
    10 un segundo extremo (26), en donde un disco de termination (70) sella el segundo extremo (26) de la cubierta (22).
  14. 14. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde,
    el cuerpo tubular externo (30) del nucleo dielectrico (28) comprende una pluralidad de segmentos de nucleo externo (32a, b, c, d); y
    el cuerpo interno (40) del nucleo dielectrico (28) comprende una pluralidad de segmentos de nucleo interno (42a, b, 15 c, d), en donde los segmentos de nucleo interno (42a, b, c, d) estan desplazados longitudinalmente con relation a los segmentos de nucleo externo (32a, b, c, d).
  15. 15. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de la reivindicacion 14, en donde la interfaz de ranura y muesca (82) evita la rotation axial de los segmentos de nucleo interno (42a, b, c, d) con relacion a los segmentos de nucleo externo (32a, b, c, d).
    20 16. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde el
    alambre resistivo (62) comprende una primera longitud, una segunda longitud paralela a la primera longitud, y una porcion con forma de u entre la primera y segunda longitudes.
  16. 17. El conjunto de elemento de calefaccion electrico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en donde el nucleo dielectrico (28) comprende un par de cilindros anidados, y en donde el par de cilindros anidados comprende el 25 cuerpo tubular externo (30) y el cuerpo interno (40).
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