KR20220097934A

KR20220097934A - 삼상 중전압 히터

Info

Publication number: KR20220097934A
Application number: KR1020227018542A
Authority: KR
Inventors: 에단 디나우어; 데니스 롱; 스캇 보에머
Original assignee: 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2022-07-08
Also published as: CN219780426U; US20210136876A1; CA3156694A1; WO2021087454A1; EP4052537A1; CN218603668U

Abstract

전기 히터는 제1 버스바, 제2 버스바, 제3 버스바, 중성 버스바, 복수의 제1 가열 요소, 복수의 제2 가열 요소, 및 복수의 제3 가열 요소를 포함한다. 각 제1 가열 요소의 제1 단부는 제1 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제1 버스바에 결합된다. 각 제1 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다. 각 제2 가열 요소의 제1 단부는 제2 버스바와의 전기적 통신을 위해 상기 제2 버스바에 결합된다. 각 제2 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다. 각 제3 가열 요소의 제1 단부는 제3 버스바와의 전기적 통신을 위해 그 제3 버스바에 결합된다. 각 제3 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다.

Description

삼상 중전압 히터

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2019년 11월 1일에 출원된 미국 가출원 번호 62/929,507의 우선권 및 이익을 주장한다. 상기 출원의 개시 내용은 본원에 참조로서 편입된다.

기술 분야

본 발명은 중전압 (medium voltage) 전기 저항 히터에 관한 것이다.

이 섹션의 설명은 본 개시와 관련된 배경 정보를 제공할 뿐이며 선행 기술을 구성하지 않을 수 있다.

산업용 전기 히터는 일반적으로 전력을 열로 변환하는 저항 가열 요소를 사용하여 고체, 액체 또는 기체와 같은 재료를 가열한다. 일부 응용 분야에서 상기 저항 가열 요소는 액체 또는 기체에 잠기거나 액체 또는 기체가 저항 가열 요소들 사이를 흐른다. 일부 응용 분야에서는, 재료를 원하는 온도로 가져오려면 많은 양의 전력이 필요하다. 예를 들어, 일부 응용 분야에는 1메가와트 이상의 전력이 필요하고 일부 응용 분야에서는 5메가와트 이상의 전력이 필요하다. 일반적인 저전압 전기 히터는 약 700볼트에서 작동하지만 필요한 전력을 얻기 위해 높은 전류(예: 7,000암페어 이상)가 필요할 수 있다. 고전류에는 크고 값비싼 전력 부품, 케이블 및 접지 전략이 필요할 수 있다. 추가로, 일부 산업용 전원에는 저전압을 공급하기 위해 강압 변압기가 필요하다.

본 개시는 전통적인 전기 저항 히터의 이러한 문제 및 기타 문제에 중점을 두어 다룬다.

본 발명은 삼상 중전압 히터를 제공하려고 한다.

일 형태에 따르면, 전기 히터는 제1 버스바, 제2 버스바, 제3 버스바, 중성 버스바, 복수의 제1 가열 요소들, 복수의 제2 가열 요소들, 및 복수의 제3 가열 요소들을 포함한다. 각 제1 가열 요소의 제1 단부는 제1 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제1 버스바에 결합된다. 각 제1 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다.

각 제2 가열 요소의 제1 단부는 제2 버스바와의 전기적 통신을 위해 상기 제2 버스바에 결합된다. 각 제2 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다. 각 제3 가열 요소의 제1 단부는 제3 버스바와의 전기적 통신을 위해 그 제3 버스바에 결합된다. 각 제3 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합된다. 개별적으로 또는 명시적으로 함께 예시되지 않더라도 임의의 조합으로 사용될 수 있는 복수의 대체 형태에 따르면: 상기 전기 히터는 제1 단부 벽을 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제1 단부들은 상기 제1 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 제1 단부 벽은 제1, 제2 및 제3 버스바들을 상기 전기 히터의 가열부로부터 격리키시며, 상기 가열부는 작동 유체 (working fluid)에 열을 출력하도록 구성되며; 상기 제1, 제2 및 제3 버스바들은 절연판들에 의해 서로 분리되며; 상기 전기 히터는 중성 케이블을 더 포함하고, 상기 중성 케이블의 제1 단부는 상기 제1 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 중성 케이블의 제2 단부는 상기 중성 바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합되며; 상기 제1, 제2 및 제3 버스바들은 상기 중성 케이블의 제1 단부의 방사상으로 외측에 배치되고, 상기 중성 케이블의 주위에 배치된 절연 링에 의해 전기적으로 절연되며; 상기 전기 히터는 상기 제1 단부 벽과 상기 중성 버스바 사이에서 연장되는 중앙 지지 튜브를 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들은 상기 중앙 지지 튜브 주위에 배열되고, 상기 중성 케이블은 상기 중앙 지지 튜브 내에서 연장되며; 상기 전기 히터는 복수의 절연판들을 더 포함하고, 각 절연판은 상기 제1, 제2 및 제3 버스바들 중 인접한 버스바들 사이에 배치되며; 상기 중성 버스바는 상기 전기 히터의 작동 유체와 접하도록 구성되며; 상기 전기 히터는 제2 단부 벽을 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제2 단부들은 상기 제2 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 제2 단부 벽은 상기 전기 히터의 가열부로부터 상기 중성 버스바를 격리시키며; 상기 전기 히터는 상기 중성 버스바를 상기 제2 단부 벽으로부터 이격시키도록 구성된 복수의 스페이서들을 더 포함하며; 상기 제1, 제2, 및 제3 버스바들은 유전체 포팅 (potting) 재료로 둘러싸이며; 상기 전기 히터는 제1 전기 단자, 제2 전기 단자, 및 제3 전기 단자를 더 포함하고, 상기 제1 전기 단자는 상기 제1 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되고, 상기 제2 전기 단자는 제2 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되며, 상기 제3 전기 단자는 상기 제3 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되며; 상기 제1 전기 단자는 3상 전원의 제1 상에 전기적으로 결합되도록 구성되고, 상기 제2 전기 단자는 상기 3상 전원의 제2 상에 전기적으로 결합되도록 구성되며, 그리고 상기 제3 전기 단자는 상기 3상 전원의 제3 상에 전기적으로 결합되도록 구성되며; 상기 중성 버스바는 상기 작동 유체가 관통하여 흐르게 허용하도록 구성된 보어(bore)를 한정하며; 상기 전기 히터는 튜브, 제1 유입구/배출구, 및 제2 유입구/배출구를 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들은 상기 튜브의 흐름 경로 내에 배치되고, 상기 제1 유입구/배출구는 상기 흐름 경로와 유체 연통하고 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제1 단부들에 근접하며, 상기 제2 유입구/배출구는 상기 흐름 경로와 유체 연통하고 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제2 단부들에 근접하다.

적용 가능성의 추가 영역은 본 명세서에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 상기 설명 및 특정 예들은 단지 예시를 위한 것이며 본 본 개시의 범위를 제한하려는 의도가 아님이 이해되어야 한다.

본 개시가 잘 이해될 수 있도록 하기 위해, 첨부 도면을 참조하여 예시로서 제공되는 본 개시의 다양한 모습들이 이제 설명될 것이다.
도 1은 본 개시의 교시에 따른, 명료함을 위해 투명한 외부 튜브 또는 피복과 함께 도시된 전기 히터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전기 히터의 측면도이다.
도 3은 도 1의 전기 히터의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 전기 히터의 평면 단면도이다.
도 5는 도 1의 전기 히터의 발열 요소를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 발열 요소의 단부의 단면도이다.
도 7은 도 1의 전기 히터의 전원 공급부의 사시도로, 본 개시의 교시에 따른 버스바 배열을 예시한다.
도 8은 도 7과 유사한 사시도로, 본 개시의 교시에 따라 도 7의 버스바들 주위에 배치된 포팅 (potting) 화합물을 도시한다.
도 9는 도 8의 전원 공급부의 사시 단면도이다.
도 10은 도 8의 전원 공급부의 평면 단면도이다.
도 11은 본 개시의 교시에 따른 도 1의 전기 히터 내 발열 요소들의 배열의 정면도이다.
도 12는 본 개시의 교시에 따른 도 1의 전기 히터의 중성 단자부의 단면도이다.
도 13은 도 12의 중성 단자부의 사시도이다.
도 14는 도 12의 중성 단자부의 사시 단면도이다.
도 15는 본 개시의 교시에 따른 도 1의 전기 히터의 개략적인 전기 도면이다.
도 16은 본 개시의 교시에 따른 제2 구성의 전기 히터의 측면도이다.
도 17은 본 개시의 교시에 따른 제3 구성의 전기 히터의 측면도이다.
도 18은 본 개시의 교시에 따른 제4 구성의 전기 히터의 측면도이다.
도 19는 본 개시의 교시에 따른 도 18의 전기 히터의 개략적인 전기 도면이다.
도 20은 제5 구성의 전기 히터의 단면도이다. 그리고
도 21은 도 20의 전기 히터의 일부의 사시도이다.
여기에 설명된 도면들은 단지 예시를 위한 것이며 어떤 식으로든 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.

다음 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며 본 개시, 적용 또는 사용을 제한하려고 의도된 것은 아니다. 도면들 전체에 걸쳐 대응하는 참조 번호들은 유사하거나 대응하는 부분 및 특징을 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 전기 히터(10)가 도시되어 있다. 전기 히터(10)는 가열부(14), 전원 공급부(18) 및 중성 단자부(22)를 포함한다. 상기 가열부(14)는 전원 공급부(18)와 중성 단자부(22) 사이에서 전기 히터(10)의 중심 축(28)에 평행하게 연장되는 복수의 전기 저항 가열 요소들(26)을 포함한다. 제공된 예에서, 전기 히터(10)는 전원 공급부(18)에 근접한 제1 포트 또는 유입구/배출구(34) 그리고 중성 단자부(22)에 근접한 제2 포트 또는 유입구/배출구(38)를 갖는 튜브(30) 내에 배치된다. 상기 튜브(30)는 명확성을 위해 튜브(30) 내의 컴포넌트들을 더 잘 설명하기 위해 투명한 것으로 도시되어 있다. 제공된 예에서, 튜브(30)는 금속이고 불투명하지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 유체는 유입구/배출구(34, 38) 중 하나를 통해 튜브(30) 내로 펌핑될 수 있고 다른 유입구/배출구(34, 38)를 통해 빠져나갈 때까지 가열 요소(26)와 접촉하는 튜브(30)를 통해 흐른다. 제공된 예에서, 상기 유체는 제1 유입구/배출구(34)에서 흐르며 그리고 제2 유입구/배출구(38) 밖으로 흐르지만, 상기 흐름은 역전될 수 있다. "유체"라는 용어는 다른 물질 상태들 중에서 고체, 액체, 기체 및 플라즈마를 포함하는 한편 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 해석되어야 함이 이해되어야 한다.

상기 튜브(30)는 제1 쉘 플랜지(42) 및 제2 쉘 플랜지(46)를 포함한다. 제1 쉘 플랜지(42)는 튜브(30)를 전원 공급부(18)에 연결하도록 구성된 제1 유입/유출구(34)와 전원 공급부(18) 사이에 배치된다. 제2 쉘 플랜지(46)는 튜브(30)를 중성 단자부(22)에 연결하도록 구성된 제2 유입/유출구(38)와 중성 단자부(22) 사이에 배치된다.

튜브(30) 내에 배플(50)이 또한 옵션으로 배치될 수 있다. 제공된 예에서, 배플(50)은 연속적인 나선형 형상이고 2개의 유입구/배출구들(34, 38) 사이의 나선형 흐름 경로(54)를 따라 유체의 흐름의 방향을 정하지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다.

배플(50)은 서로에 대해 그리고 튜브(30)에 대해 가열 요소들(26)을 지지하는 지지 부재로서 또한 작용할 수 있다. 하나의 구성에서, 배플(50) 및 튜브(30)는 본 출원과 공동으로 소유되며 그 전체 개시 내용이 참조로 본원에 포함되는 미국 특허 공개 번호 2019/0063853에 도시되고 설명된 것들과 유사할 수 있다. 튜브(30)를 통해 흐르는 유체를 가열하는 것과 관련하여 예시되고 설명되었지만, 전기 히터(10)는 예를 들어 침지 가열과 같은 다른 응용 분야에서 튜브(30) 없이 사용될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 가열부(14)는 또한 전원 공급부(18)로부터 중성 단자부(22)에 근접한 가열부(14) 내의 위치까지 튜브(30) 내에서 동축으로 연장하는 중심 지지 튜브(310)를 옵션으로 포함할 수 있다. 상기 중앙 지지 튜브(310)는 튜브(30) 내에서 배플(50)을 지지할 수 있다. 하나 이상의 센서(314)는 중심 지지 튜브(310)로부터 흐름 경로(54) 내로 연장될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 센서들은 튜브(30)의 측면, 제1 유입구/배출구(34), 및/또는 제2 유입구/배출구(38)를 통해 연장될 수 있다. 제공된 예에서, 상기 센서들(314)은 미네랄 절연 온도 센서이지만, 그 센서들은 임의의 적합한 유형의 센서일 수 있다. 전기 리드 또는 케이블(318)은 센서(314)로부터 중앙 지지 튜브(310)를 통해 전원 공급부(18)로 연장된다. 중성 케이블(322)은 또한 전원 공급부(18)로부터 중앙 지지 튜브(310)를 통해 중성 단자부(22)로 옵션으로 연장될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 중성 케이블(322)은 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 대안적인 구성에서, 중앙 지지 튜브(310)는 생략될 수 있다. 이러한 구성의 일례에서, 배플(50)은 축(28)(도 2)에 대해 완전히 방사상으로 내측으로 연장될 수 있지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

제공된 예에서, 제1 유입구/배출구(34)와 전원 공급부(18) 사이에 제1 단부 플레이트(326)가 배치될 수 있다. 제1 단부 플레이트(326)는 가열 요소(26)로부터 다시 흐름 경로(54)로 복사되는 열을 반사하는 복사 열 차폐물일 수 있다. 제1 단부 플레이트(326)는 제1 유입구/배출구(34)로부터 전원 공급부(18)를 향하는 역류를 또한 억제할 수 있다. 제2 유입구/배출구(38)와 중성 단자부(22) 사이에는 제2 단부 플레이트(330)가 배치될 수 있다. 제2 단부 플레이트(330)는 가열 요소(26)로부터 다시 흐름 경로(54)로 복사되는 열을 반사하기 위한 복사 열 차폐물일 수 있다. 제2 단부 플레이트(330)는 또한 제2 유입구/배출구(38)를 지나 중성 단자부(22)를 향하는 흐름을 억제할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 각 가열 요소(26)는 관형 피복(510), 저저항 공급 핀(514), 저항 요소(518), 저저항 중성 핀(522) 및 절연 재료(526)를 포함한다. 제공된 예에서, 각 가열 요소(26)는 직선이고 중심축(28)(도 1 및 2)에 평행하지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 가열 요소(26)의 한 단부만이 도 6에 도시되어 있지만, 양 단부들(534, 538)이 유사하게 구성될 수 있으므로, 양 단부들(534, 538)의 특징들에 대응하는 참조 번호들이 도시된다. 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 상기 단부들(534, 538)은 서로 상이하게 구축될 수 있다. 제공된 예에서, 절연 재료(526)는 압축된 미네랄 절연 분말(예를 들어, 산화마그네슘)이며 피복(510)은 그 피복(510)의 내부 표면(614) 상에 배치된 고유전 강도 (high dielectric strength) 코팅(610)을 또한 포함한다. 상기 코팅(610)은 여러 가지들 중에서 박막, 후막, 열 분무, 침지, 및 졸-겔을 포함하지만 이에 제한되지 않는 공정들을 사용하여 적용될 수 있는 임의의 적합한 유형의 고유전 강도 코팅일 수 있다. 일 예에서, 상기 코팅은 밀당 적어도 1000볼트(즉, 0.0254밀리미터당 1000볼트)의 유전 강도를 갖지만, 특정 적용에 따라 다른 유전 강도 값이 사용될 수 있다. 일 형태에서, 공급 핀(514) 및 중성 핀(522)은 상기 피복 (510) 내에 배치되고 상기 피복(510)과 동축일 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 코팅(610)은 저항 요소들(518) 및 핀들(514, 522)의 표면들 상에 배치될 수 있지만 상기 피복(510)의 내부 표면(614) 상에 배치되지 않으며 또는 상기 저항 요소들(518) 및 핀들(514, 522)의 표면들 및 내부 표면(614) 상에 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 공급 핀(514)은 가열 요소(26)의 일단부(534)로부터 피복(510)을 넘어 연장되고 중성 핀(522)은 피복(510)을 넘어 대향 말단(538)으로부터 연장된다. 도 4를 참조하면, 공급 핀(514)은 전원 공급부(18)로부터 가열부(14)로 연장되지만 가열부(14) 내에서 종료된다. 제공된 예에서, 공급 핀(514)은 제1 단부 플레이트(326) 이후 그리고 제1 유입구/배출구(34)(도 3)에서 또는 그 이전에 종료되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 중성 핀(522)은 중성 단자부(22)에서 가열부(14)로 연장되지만, 제2 단부 플레이트(330) 이후 및 제2 유입구/배출구(38)(도 3)에서 또는 그 이전에서 종료되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

도 6로 돌아가면, 절연 재료(526)가 핀들(514, 522) 주위에 배치되어 그 절연 재료가 상기 핀들(514, 522) 및 상기 피복(510)의 코팅(610) 사이에 있도록 하여 그리고 핀들(514, 522)이 상기 피복(510)으로부터 전기적으로 절연하도록 한다. 가열 요소(26)의 각 단부(534, 538)에서, 절연 재료(526)는 핀(514, 522)과 절연 재료(526) 사이에 공동(618)을 한정하도록 얇아질 수 있다. 제공된 예에서, 상기 공동(618)은 대응하는 단부(534, 538) 밖으로 개방된 오목 포물선 형상을 갖지만, 비포물선 형상을 갖는 공동(618) 또는 단부(534, 538)가 생략된 공동(618)을 포함하여 상기 단부(534, 538)가 예를 들어 절연 재료로 완전히 채워지도록 하는 다른 구성들이 사용될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 대안적인 구성에서, 절연 재료(526)는 대응하는 단부(534, 538)에 대해 외측 방향으로 향하는 볼록한 형상을 형성할 수 있다. 구체적으로 도시되지는 않은 하나의 그러한 예에서, 포물선 형상은 대응하는 단부(534, 538) 외부를 대체적으로 향하는 볼록한 포물선 표면을 가질 수 있다.

도 5를 참조하면, 저항 요소(518)는 피복(510) 내에 배치된다. 저항 요소(518)는 전압이 양단에 제공될 때 열을 방출하도록 높은 저항을 갖는 전기 전도성 요소이다. 제공된 예에서, 저항 요소(518)는 상기 피복(510)의 축을 중심으로 코일에 감긴 와이어이다. 따라서, 상기 저항 요소(518)는 특히 카트리지 히터 또는 관형 히터 유형 구성의 일부일 수 있다. 저항 요소(518)의 일 단부(542)는 공급 핀(514)에 전기적으로 결합된다(예를 들어, 용접된다). 저항 요소(518)의 다른 단부(546)는 중성 핀(522)에 전기적으로 결합된다(예를 들어, 용접된다). 따라서, 저항 요소(518)는 가열부(14)(도 4) 내에 배치된다. 절연 재료(526)는 저항 요소(518) 주위에 또한 배치되어, 저항 요소(518)로부터 상기 피복(510)을 절연시키기 위해 자신이 저항 요소(518)와 피복(510) 사이에 있도록 한다. 절연 재료(526)는 저항 요소(518)의 코일 특성을 더 잘 나타내기 위해 저항 요소(518)의 코일 내에 도시되지 않았다. 그러나, 상기 제공된 예에서, 절연 재료(526)는 상기 코일들 내에서 방사상으로 그리고 저항 요소(518)의 코일들 사이에서 축방향으로 영역을 채운다. 상기 제공된 예에서, 저항 요소(518)의 외경은 공급 핀(514) 및 중성 핀(522)의 외경보다 크지 않지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다. 코일형 저항 요소(518)에 관하여 여기에 설명되고 도시되지만, 상기 저항 요소(518)는 비코일형 저항 요소(예를 들어, 케이블 히터)를 포함하는 임의의 적합한 유형의 저항 요소일 수 있다.

도 7을 참조하면, 전원 공급부(18)는 단부 벽 또는 튜브 시트(710), 제1 버스바(714), 제2 버스바(716), 제3 버스바(718), 제1 배전 단자 또는 포스트(722), 제2 배전 단자 또는 포스트(724), 및 제3 배전 단자 또는 포스트(726)를 포함한다. 전원 공급부(18)는 하나 이상의 센서 연결 지점(730), 중성 연결 지점(734) 및 절연 링(738)을 또한 옵션으로 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면, 전원 공급부(18)는 제1 절연판(742), 제2 절연판(744), 제3 절연판(746) 및 절연 본체(750)를 옵션으로 더 포함할 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 전원 공급부(18)는 또한 단자 인클로저(754)를 포함한다.

도 7을 참조하면, 튜브 시트(710)는 튜브(30)(도 1 내지 도 4)의 일 단부를 폐쇄하고 밀봉하는 대체적으로 디스크 형상의 본체이다. 상기 제공된 예에서, 튜브 시트(710)는 제1 쉘 플랜지(42)와 정렬하는 플랜지부(758)를 포함한다. 상기 제공된 예에서, 패스너(예를 들어, 볼트; 도시되지 않음)는 제1 쉘 플랜지(42) 및 플랜지부(758)의 보어(762)를 통해 연장되어 플랜지(42)를 튜브 시트(710)에 제거 가능하게 결합시킨다. 밀봉 부재 또는 개스킷(도시되지 않음)은 플랜지(42)와 튜브 시트(710) 사이에 배치되어 그 사이에 밀봉 결합을 제공할 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 튜브 시트(710)는 플랜지(43) 또는 튜브(30)에 직접 용접될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 다른 대안적인 구성에서, 스탠드오프 튜브(standoff tube)는 제1 쉘 플랜지(42)로부터 플랜지(43)를 분리하여, 전력 공급부(18)를 가열부(14)로부터 축방향으로 분리할 수 있다.

도 9 및 도 10를 참조하면, 각 가열 요소(26)의 단부(534)는 유체가 보어(910)를 통해 튜브 시트(710)를 횡단하는 것을 방지하는 밀봉된 방식으로 튜브 시트(710) 내 보어(910) 내로 그리고 그 보어를 통해 연장된다. 예를 들어, 각 피복(510)은 튜브 시트(710)에 용접될 수 있지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다. 도 11을 참조하면, 가열 요소(26)는 전기 히터(10)의 중심 축(28)을 중심으로 동심원으로 배열될 수 있다. 일 형태에서, 가열 요소(26)는 균형된 열 부하 구성을 유지하기 위해 각 영역(914, 916, 918) 내에 동일한 수의 가열 요소(26)를 갖는 3개의 영역(914, 916, 918)으로 또한 분리된다.

도 7, 10 및 11을 참조하면, 영역(914) 내 각 가열 요소(26)의 공급 핀(514)은 제1 버스바(714)에 전기적으로 결합(예를 들어, 용접)된다. 영역(916) 내 각 가열 요소(26)의 공급 핀(514)은 제2 버스바(716)에 전기적으로 결합(예를 들어, 용접)된다. 영역(918) 내 각 가열 요소(26)의 공급 핀(514)은 제3 버스바(718)에 전기적으로 결합(예를 들어, 용접)된다. 버스바들(714, 716, 718)은 중심축(28)을 중심으로 원주 방향으로 서로 이격되어 있지만, 일반적으로 축선 방향으로 동일한 평면에 위치한다. 제1 배전 포스트(722)는 제1 버스바(714)에 전기적으로 결합된다. 제공된 예에서, 제1 배전 포스트(722)는 제1 버스바(714)에 장착되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 제2 배전 포스트(724)는 제2 버스바(716)에 전기적으로 결합된다. 제공된 예에서, 제2 배전 포스트(724)는 제2 버스바(716)에 장착되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 제3 배전 포스트(726)는 제3 버스바(718)에 전기적으로 결합된다. 제공된 예에서, 제3 배전 포스트(726)는 제3 버스바(718)에 장착되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 각 버스바(714, 716, 718)는 따라서 3상 입력 전력의 대응하는 위상을 처리할 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 각각의 버스바(714, 716, 718)는 하나 이상의 배전 포스트를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 버스바(714)는 입력 전력의 제1 위상에 연결된 2개 이상의 배전 포스트(제1 배전 포스트(722)와 유사)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 버스바(716)는 입력 전력의 제2 위상에 연결된 두 개 이상의 배전 포스트(제2 배전 포스트(724)와 유사)를 가질 수 있고 제3 버스바(718)는 입력 전력의 제3 위상에 연결된 두 개 이상의 배전 포스트(제3 배전 포스트(724)와 유사)를 가질 수 있다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 중성 케이블(322)의 단부(922)는 유체가 구멍(926)을 통해 튜브 시트(710)를 횡단하는 것을 방지하는 밀봉된 방식으로 튜브 시트(710)의 구멍(926) 내로 그리고 그 구멍(926)을 통해 연장된다. 제공된 예에서, 중성 케이블(322)은 단단한 피복(930), 그 피폭(930) 내에 동축으로 배치된 와이어 또는 핀(934), 그리고 핀(934)과 피복(930) 사이의 핀(934) 둘레에 배치되어 피복(930)으로부터 핀(934)을 전기적으로 절연시키는 전기 절연 재료(938)를 포함하는 광물 절연 케이블이다. 상기 제공된 예에서 상기 절연 재료(938)는 압축된 미네랄 절연 분말(예: 산화마그네슘)이지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 코팅(610)(도 6)과 유사한 코팅이 피복(930)의 내부 표면에 또한 적용될 수 있다. 하나의 구성에서, 피복(930)은 튜브 시트(710)에 용접될 수 있지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 중성 케이블(322)의 단부(922)는 중성 연결 지점(734)을 형성할 수 있다. 상기 제공된 예에서, 중성 케이블(322)은 중심축(28)과 동축이지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 절연 링(738)은 중심축(28)에 대해 그리고 중성 연결 지점(734) 및 센서 연결 지점(730)에 대해 동축으로 배치된다. 버스바들(714, 716, 718)은 절연 링(738) 주위에 배치된다. 절연 링(738)은 그 절연 링(738)이 버스바들(714, 716, 718)로부터 중성점 및 센서 연결 지점(730, 734)을 전기적으로 절연하도록 하는 전기 절연 재료이다. 절연 링(738)은 버스바들(714, 716, 718)에 대한 센서 연결 지점(730)의 근접성에 의해 야기될 수 있는 센서(314)의 소음을 감소시키는 역할을 또한 할 수 있다.

제공된 예로 돌아가서, 절연판(742, 744, 746)은 전기 절연 재료로 형성된다. 절연판들(742, 744, 746)은 서로 이격되어 있고 절연 링(738)으로부터 방사상으로 외측으로 연장되어 버스바들(714, 716, 718) 중 대응하는 인접한 버스바들 사이에서 연장되며 각 버스바(714, 716, 718)에 의해 운반되는 전력 위상을 분리한다. 절연판(742, 744, 746) 및 절연 링(738)은 단일 절연편으로 일체로 형성될 수 있으며 또는 개별편일 수 있다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 버스바들(714, 716, 718)은 축방향으로 튜브 시트(710)로부터 이격된다. 제공된 예에서, 절연 링(738)은 튜브 시트(710)에 인접하거나 그렇지 않으면 연결되지만, 예를 들어 튜브 시트(710)로부터 이격되어 지지되는 것과 같은 다른 구성이 사용될 수 있다. 절연판(742, 744, 746)은 또한 튜브 시트(710)에 인접하거나 연결될 수 있다.

일 형태에서, 절연 본체(750)는 절연 링(738) 주위에 배치되고 버스바들(714, 716, 718)을 완전히 둘러싸는 고유전 강도 포팅 화합물로 형성된다. 그래서, 전력 위상들은 장비 접지, 예를 들어 인클로저 튜브(210) 및 튜브 시트(710)로부터 격리된다. 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 배전 포스트들(722, 724, 726)은 전력 공급 케이블(도시되지 않음)이 버스바(714, 716, 718)에 전력을 공급하기 위해 자신들에게 연결될 수 있도록 절연 본체(750)를 통해 축방향으로 연장된다.

구체적으로 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 절연 링(738)은 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 이러한 하나의 구성에서, 에어 갭 또는 버스바들(714, 716, 718)의 방사상 방향 내측의 다른 절연 재료는, 상기 방사상 방향에서 그리고 예를 들어 중성 연결 지점(734) 및/또는 센서 연결 지점(730)과 같은 옵션의 연결 지점들 어느 하나로부터 버스바들(714, 716, 718)을 절연시킬 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 절연 본체(750)는 포함되거나 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 그러한 구성에서, 에어 갭 또는 다른 절연 재료는 지면, 예를 들어 인클로저 튜브(210) 및 튜브 시트(710)로부터 버스바들(714, 716, 718)을 절연시킬 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 다른 대안적인 구성에서, 상기 절연판들(742, 744, 746) 중 하나 이상이 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 이러한 구성에서, 인접한 버스바들(714, 716, 718) 사이의 에어 갭 또는 다른 절연 재료는 원주 방향으로 상기 버스바들(714, 716, 718)을 서로로부터 절연할 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 절연 본체(750)는 포함되거나 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 그러한 구성에서, 에어 갭 또는 다른 절연 재료는 지면, 예를 들어 인클로저 튜브(210) 및 튜브 시트(710)로부터 버스바들(714, 716, 718)을 절연시킬 수 있다.

구체적으로 도시되지 않은 또 다른 대안적인 구성에서, 절연 링(738) 및 절연판(742, 744, 746) 모두는 충분한 절연 특성을 제공하는 에어 갭 또는 다른 절연 재료로 생략될 수 있다. 이러한 구성에서, 상기 절연 본체(750)는 포함되거나 생략될 수 있다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 그러한 구성에서, 에어 갭 또는 다른 절연 재료는 지면, 예를 들어 인클로저 튜브(210) 및 튜브 시트(710)로부터 버스바들(714, 716, 718)을 절연시킬 수 있다.

도 2로 돌아가면, 단자 인클로저(754)는 인클로저 튜브(210) 및 단부 캡(218)을 포함할 수 있다. 인클로저 튜브(210)는 튜브 시트(710)에 용접되며 단자 인클로저 공동(222)을 한정하며, 그 단자 인클로저 공동 내에 절연 본체(750)(도 8), 절연 링(738)(도 7 및 8), 절연판(742, 744, 746)(도 8), 버스바(714, 716, 718)(도 7), 배전 포스트(722, 724, 726)(도 7 및 8), 센서 연결 지점(730)(도 7), 및 중성 연결 지점(734)(도 7 및 8)이 포함된다. 단부 캡(218)은 예를 들어 결합 플랜지(226) 및 패스너(234)(예를 들어, 볼트 및 너트)에 의해 인클로저 튜브(210)에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 단부 캡(218) 또는 인클로저 튜브(210)는 전력 케이블(도시되지 않음) 및 데이터 케이블(도시되지 않음)이 관통하여 연장될 수 있는 개구(도시되지 않음)를 가질 수 있다. 대안으로, 단부 캡(218)은 생략될 수 있고 플랜지(226) 또는 튜브 시트(710)는 장비의 다른 부분 또는 지지 구조(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 상기 제공된 예에서, 인클로저 튜브(210)는 원통형 형상이지만, 다른 형상(예를 들어, 평평한 측면 상자)이 사용될 수 있다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 중성 단자부(22)는 밀봉 부재(1210), 플로팅 단부 벽 또는 플로팅 튜브 시트(1214), 적어도 하나의 절연 스페이서(1218), 중성 버스바(1222), 및 중성 단자 인클로저(1226)(명확성을 위해 도 13에 투명하게 도시됨)를 포함한다. 제2 쉘 플랜지(46)는 중심축(28) 주위에 배치된 패킹 리세스(1230)를 형성한다. 밀봉 부재(1210)는 패킹 리세스(1230)에 안착되고 플로팅 튜브 시트(1214) 주위에 배치된다. 플로팅 튜브 시트(1214)는 대체적으로 디스크 형상의 본체이다. 각 가열 요소(26)의 단부(538)는 유체가 보어(1234)를 통해 플로팅 튜브 시트(1214)를 횡단하는 것을 방지하는 밀봉 방식으로 플로팅 튜브 시트(1214) 내 보어(1234) 로 그리고 그 보어를 통해 연장된다. 예를 들어, 각 피복(510)는 플로팅 튜브 시트(1214)에 용접될 수 있지만, 다른 구성들이 사용될 수 있다. 각 가열 요소(26)의 중성 핀(522)은 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바(1222)에 결합된다. 상기 제공된 예에서, 각 중성 핀(522)은 중성 버스바(1222) 내 대응 보어(1238)에 수용되고 그 안에 플러그 용접되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

중성 케이블(322)의 단부(1242)는 유체가 보어(1246)를 통해 플로팅 튜브 시트(1214)를 횡단하는 것을 방지하는 밀봉된 방식으로 플로팅 튜브 시트(1214) 내 보어(1246)로 그리고 그 보어를 통해 연장된다. 하나의 구성에서, 피복(930)은 플로팅 튜브 시트(1214)에 용접될 수 있지만, 다른 구성이 사용될 수 있다. 중성 케이블(322)의 핀(934)은 중성 버스바와의 전기적 통신을 위해 그 중성 버스바(1222)에 연결된다. 상기 제공된 예에서, 중성 케이블(322)의 핀(934)은 중성 버스바(1222)의 보어(1250)에 수용되고 그 안에서 플러그 용접되지만, 다른 구성이 사용될 수 있다.

제공된 예에서, 각 가열 요소(26)의 피복(510) 및 중성 케이블(322)의 피복(930)은 대응하는 절연 스페이서(1218)에 의해 중성 버스바(1222)로부터 이격된다. 절연 스페이서(1218)는 전기 절연 재료이다. 도시되지 않은 대안적인 구성에서, 단일 절연 스페이서는 중성 버스바(1222)를 가로질러 그 중성 버스바로부터 피복들(510, 930)을 절연시킬 수 있다. 절연 스페이서(1218)는 중성 버스바(1222)를 플로팅 튜브 시트(1214)로부터 이격시키는 역할을 또한 한다. 중성 버스바(1222)는 자신을 캡슐화하는 중성 단자 인클로저(1226)로부터 또한 이격된다.

도 12를 참조하면, 중성 단자 인클로저(1226)는 패킹 플랜지(1254)를 포함하고 인클로저 튜브(1258) 및 단부 캡(1262)을 포함할 수 있다. 인클로저 튜브(1258)는 패킹 플랜지(1254)에 용접되고, 그 인클로저 튜브 및 패킹 플랜지는 중성 버스바(1222)가 내부에 둘러싸이는 중성 단자 공동(1266)을 한정하기 위해 협응한다. 패킹 플랜지(1254)는 예를 들어 패스너(미도시)에 의해 제2 쉘 플랜지(46)에 제거 가능하게 결합된다. 제공된 예에서, 나사(도시되지 않음)는 패킹 플랜지(1254) 내 보어(1270)를 통해 수용되고 제2 쉘 플랜지(46) 내로 나사 결합된다. 패킹 플랜지(1254)는 패킹 리세스(1230)와 정렬하는 관형 돌출부(1274)를 갖는다. 패킹 플랜지(1254)가 제2 쉘 플랜지(46)에 조여짐에 따라, 상기 관형 돌출부(1274)는 밀봉 부재(1210)를 압축하여 제2 쉘 플랜지(46), 플로팅 튜브 시트(1214) 및 패킹 플랜지(1254) 사이에 밀봉을 형성한다. 단부 캡(1262)은 예를 들어 플랜지(1278, 1282)와 패스너(1286)(예를 들어, 볼트 및 너트)를 결합함으로써 인클로저 튜브(1258)에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 제공된 예에서, 인클로저 튜브(1258)는 원통형이지만 다른 모양(예: 평평한 측면 상자)이 사용될 수 있다.

도 15를 참조하면, 전기 히터(10)를 포함하는 전기도가 개략적으로 도시되어 있다. 전기 히터(10)는 예를 들어 접지된 와이 (wye) 또는 델타 소스와 같은 중간 전압 3상 전원(1510)으로부터 전력을 수신하도록 구성된다. 제공된 예에서, 전원(1510)은 6,600V의 라인 전압을 제공하지만, 예를 들어 2,000V와 20,000V 사이와 같은 다른 중간 전압 구성이 사용될 수 있다. 전원(1510)의 제1 라인 출력(1514)은 제1 배전 포스트(722)에 연결되고, 제2 라인 출력(1518)은 제2 배전 포스트(724)에 연결되고, 제3 라인 출력(1522)은 제3 배전 포스트(726)에 연결된다. 제1 라인 출력(1514)은 제1 전력 위상을 출력하도록 구성될 수 있고, 제2 라인 출력(1518)은 제2 전력 위상을 출력하도록 구성될 수 있으며, 제3 라인 출력(1522)은 제3 전력 위상을 출력할 수 있다. 중성 연결 지점(734)은 전원(1510)의 중성 단자(1526)에 연결된다. 구체적으로 도시되지 않은 하나의 대안적인 구성에서, 중성 버스바(1222)가 전원(1510)의 중성 단자(1526)(예를 들어, 부동 중성 (floating neutral))에 연결되지 않도록 중성 케이블(322) 및 중성 연결 지점(734)은 생략될 수 있다.

제공된 예에서, 라인 모니터(1530)는 제어기(1534)(예를 들어, CPU)에 연결되고 각 위상에 대한 전력 출력을 모니터링하도록 구성된다. 제어기(1534)는 전원(1510)으로부터의 위상 불균형의 실시간 계산을 위해 구성된다. 이것은 예상되는 중성 전류 레벨의 예측을 가능하게 하고 전기 히터(10)의 사전 유지 보수 및 셧다운을 허용한다. 제공된 예에서, 중성 모니터링 디바이스(1538)는 또한 옵션으로 제어기(1534)에 연결되고 중성 전류를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어기(1534)는 중성 전류가 미리 결정된 값을 초과하는 경우 전기 히터(10)를 차단하도록 구성될 수 있다. 예측된 중성 전류와 실제 중성 전류 사이의 모든 불일치는 전기 히터(10)에서 발생하는 부하 불균형으로 격리될 수 있다. 중성 케이블(322) 및 중성 연결 지점(734)이 생략되는 대안적인 구성에서, 구체적으로 도시되지는 않았지만, 중성 모니터링 디바이스(1538)는 생략되거나 예를 들어 단부 캡(1262)을 통한 것과 같은 다른 방식으로 중성 버스바(1222)에 옵션으로 연결될 수 있다.

접지 모니터(1542)는 또한 옵션으로 제어기(1534)에 연결되고 장비 접지(1546)의 절연 파괴를 검출하도록 구성될 수 있다. 제어기(1534)는 그러한 절연 파괴가 발생하는 경우 전기 히터(10)를 셧다운하도록 구성될 수 있다. 일 구성에서, 제어기(1534)는 균형된 부하를 유지하거나 원하는 가열 프로파일을 제공하기 위해 각 배전 포스트(722, 724, 726)에 제공된 전력을 독립적으로 제어하거나 변경하도록 또한 구성될 수 있다.

도 16을 참조하면, 제2 구성의 전기 히터(10')가 도시되어 있다. 전기 히터(10') 및 튜브(30')는 본 명세서에 달리 도시되거나 설명되는 것을 제외하고는 전기 히터(10) 및 튜브(30)(도 1 내지 도 15)와 유사할 수 있다. 유사한 특징은, 유사하지만 프라임된 참조 번호를 사용하여 설명된다. 그래서, 여기에서는 차이점들만 자세히 설명된다. 전기 히터(10')에는 제2 쉘 플랜지(46)가 없으며 (도 12 내지 도 14) 그리고 중성 단자부(22')에는 밀봉 부재(1210)가 없다(도 12 내지 도 14). 제공된 예에서, 중성 버스바(1222')는 중성 버스바(1222)(도 12-14)와 유사하며, 그러나 튜브(30')와 접촉하지 않는 플로팅 튜브 시트(1214') 및 내부 캡(1608)에 의해 캡슐화된다. 제공된 예에서, 내부 캡(1608)은 플로팅 튜브 시트(1214')에 직접 부착(예를 들어, 용접)되어 중성 버스 바(1222')가 튜브(30') 내에서 흐르는 유체에 노출되는 것을 방지한다. 제공된 예에서, 캡(1610)은 튜브(30')의 단부에 직접 부착(예를 들어, 용접)된다.

구체적으로 도시되지 않은 하나의 대안적인 구성에서, 튜브(30') 및 단부 캡(1610)은 생략되고 전기 히터(10')는 용기에 부착되어, 가열 요소(26')가 그 용기 내의 유체에 잠기도록 할 수 있다. 이러한 대안적인 구성에서, 배플(50')은 가열 요소(26')에 대한 추가 지지를 제공할 수 있는 지지부(미도시)로 대체될 수 있다.

도 17을 참조하면. 제3 구성의 전기 히터(10")가 도시되어 있다. 전기 히터(10") 및 튜브(30")는 본 명세서에 달리 도시되거나 설명되지 않는 한 전기 히터(10) 및 튜브(30)(도 1 내지 도 15) 및 10' 및 30'(도 16)과 유사할 수 있다. 유사한 특징은, 유사하지만 이중 프라임된 참조 번호를 사용하여 설명된다. 그래서, 여기에서는 차이점만 자세히 설명된다. 튜브 시트(1214")는 그 튜브 시트(1214")가 튜브(30")에 고정 결합된다는 점을 제외하고는 플로팅 튜브 시트(1214')와 유사하다. 제공된 예에서, 튜브 시트(1214")는 튜브(30")의 단부에 용접되고 유체는 중성 버스바(1222')에 도달하는 것이 금지된다. 제공된 예에서, 중성 단자 인클로저(1226")는, 튜브 시트(1214")에 결합(예: 용접)되고 패스너(1710)(예: 볼트 및 너트)에 의해 말단 캡(1262")에 제거 가능하게 결합된 관형 부분 (1258")을 포함한다.

도 18 및 도 19를 참조하면, 제4 구성의 전기 히터(10''')가 도시되어 있다. 전기 히터(10''') 및 튜브(30''')는 여기에 달리 도시되거나 설명되는 것을 제외하고 전기 히터(10') 및 튜브(30')(도 16)와 유사하다. 유사한 특징은, 유사하지만 삼중 프라임된 참조 번호를 참조하여 설명된다. 그래서, 여기에서는 차이점들만 설명된다. 전기 히터(10''')는, 그 전기 히터(10''')에 중성 케이블(322)(도 1-15), 플로팅 튜브 시트(1214')(도 16) 및 절연 스페이서(1218)(도 14)가 없는 비-절연 중성 구성이다. 대신에, 각 가열 요소(26''')의 피복(510''')은 또한 중성 버스바와의 전기적 통신을 위해 그 중성 버스바(1222''')에 결합된다. 그러므로, 피복(510''')은 이 구성에서 중성선이 장비 접지(1546)로부터 절연되지 않도록 장비 접지(1546)를 통해 전류를 다시 전원(1510)으로 운반하는 중성선으로서 작용한다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 제5 구성의 전기 히터(10"")가 도시되어 있다. 전기 히터(10"")는 본 명세서에 달리 도시되거나 설명된 것을 제외하고는 전기 히터(10''')(도 18 및 19)와 유사하다. 유사한 특징은, 유사하지만 4중 프라이밍된 참조 번호를 참조하여 설명된다. 그래서, 여기에서는 차이점들만 설명된다. 전기 히터(10"")에는 제2 입력/출력(38''')(도 18) 및 중성 단자 인클로저(1226''')가 없다. 대신에, 튜브(30"")의 축방향 단부(2010)가 개방되어 있다. 튜브(30"")의 단부(2010)는 유체 흐름을 제공하기 위해 다른 파이프 또는 흐름경로(미도시)에 결합될 수 있다. 중성 버스바(1222"")는 유체가 축방향으로 흐를 수 있는 중심 보어(2014)를 한정하는 환형 형상이다.

본원에서 달리 명시적으로 나타내지 않는 한, 기계적/열적 특성, 조성 백분율, 치수 및/또는 허용오차 또는 다른 특성을 나타내는 모든 수치는 본 개시의 범위를 설명함에 있어서 "약" 또는 "대략"이라는 단어에 의해 수정된 것으로 이해되어야 한다. 이러한 수정은 산업 관행; 재료, 제조 및 조립 공차; 그리고 테스트 능력을 포함하는 다양한 이유로 인해 필요하다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, A, B, 및 C 중 적어도 하나라는 문구는 비배타적 논리 OR을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, "A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나 그리고 C 중 적어도 하나를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 발명의 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며, 그래서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형들은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된 것이다. 그러한 변형은 본 개시의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims

전기 히터로서, 상기 전기 히터는:
제1 버스바, 제2 버스바, 및 제3 버스바; 중성 버스바;
복수의 제1 가열 요소들 - 각 제1 가열 요소의 제1 단부는 제1 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제1 버스바에 결합되며, 각 제1 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 중성 버스바에 결합됨;
복수의 제2 가열 요소들 - 각 제2 가열 요소의 제1 단부는 제2 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제2 버스바에 결합되며, 각 제2 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제2 중성 버스바에 결합됨; 그리고
복수의 제3 가열 요소들을 포함하며, 각 제3 가열 요소의 제1 단부는 제3 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 제3 버스바에 결합되며, 각 제3 가열 요소의 제2 단부는 중성 버스바와의 전기 통신을 위해 상기 중성 버스바에 결합되는, 전기 히터.
제1항에 있어서, 제1 단부 벽을 더 포함하고,
상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제1 단부들은 상기 제1 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 제1 단부 벽은 제1, 제2 및 제3 버스바들을 상기 전기 히터의 가열부로부터 격리키시며, 상기 가열부는 작동 유체에 열을 출력하도록 구성된, 전기 히터.
제2항에 있어서,
상기 제1 버스바, 제2 버스바 및 제3 버스바는 절연판들에 의해 서로 분리된, 전기 히터.
제2항에 있어서,
중성 케이블을 더 포함하고,
상기 중성 케이블의 제1 단부는 상기 제1 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 중성 케이블의 제2 단부는 상기 중성 바와의 전기 통신을 위해 그 중성 버스바에 결합되는, 전기 히터.
제4항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 버스바들은 상기 중성 케이블의 제1 단부의 방사상으로 외측에 배치되고, 상기 중성 케이블의 주위에 배치된 절연 링에 의해 전기적으로 절연되는, 전기 히터.
제5항에 있어서,
상기 제1 단부 벽과 상기 중성 버스바 사이에서 연장되는 중앙 지지 튜브를 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들은 상기 중앙 지지 튜브 주위에 배열되고, 상기 중성 케이블은 상기 중앙 지지 튜브 내에서 연장되는, 전기 히터.
제2항에 있어서,
복수의 절연판들을 더 포함하고, 각 절연판은 상기 제1, 제2 및 제3 버스바들 중 인접한 버스바들 사이에 배치되는, 전기 히터.
제2항에 있어서,
상기 중성 버스바는 상기 전기 히터의 작동 유체와 접하도록 구성된, 전기 히터.
제2항에 있어서,
제2 단부 벽을 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제2 단부들은 상기 제2 단부 벽을 통해 연장되고, 상기 제2 단부 벽은 상기 전기 히터의 가열부로부터 상기 중성 버스바를 격리시키는, 전기 히터.
제9항에 있어서,
상기 중성 버스바를 상기 제2 단부 벽으로부터 이격시키도록 구성된 복수의 스페이서들을 더 포함하는, 전기 히터.
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2, 및 제3 버스바들은 유전체 포팅 (potting) 재료로 둘러싸인, 전기 히터.
제11항에 있어서,
제1 전기 단자, 제2 전기 단자, 및 제3 전기 단자를 더 포함하고, 상기 제1 전기 단자는 상기 제1 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되고, 상기 제2 전기 단자는 제2 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되며, 상기 제3 전기 단자는 상기 제3 버스바에 결합되고 상기 유전체 포팅 재료를 통해 연장되는, 전기 히터.
제12항에 있어서,
상기 제1 전기 단자는 3상 전원의 제1 상에 전기적으로 결합되도록 구성되고, 상기 제2 전기 단자는 상기 3상 전원의 제2 상에 전기적으로 결합되도록 구성되며, 그리고 상기 제3 전기 단자는 상기 3상 전원의 제3 상에 전기적으로 결합되도록 구성된, 전기 히터.
제1항에 있어서,
상기 중성 버스바는 작동 유체가 관통하여 흐르게 허용하도록 구성된 보어(bore)를 한정하는, 전기 히터.
제1항에 있어서,
튜브;
제1 유입구/배출구; 및
제2 유입구/배출구를 더 포함하며,
상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들은 상기 튜브의 흐름 경로 내에 배치되고,
상기 제1 유입구/배출구는 상기 흐름 경로와 유체 연통하고 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제1 단부들에 근접하며,
상기 제2 유입구/배출구는 상기 흐름 경로와 유체 연통하고 상기 제1, 제2 및 제3 가열 요소들의 제2 단부들에 근접한, 전기 히터.