PL185348B1 - Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową - Google Patents

Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową

Info

Publication number
PL185348B1
PL185348B1 PL97334022A PL33402297A PL185348B1 PL 185348 B1 PL185348 B1 PL 185348B1 PL 97334022 A PL97334022 A PL 97334022A PL 33402297 A PL33402297 A PL 33402297A PL 185348 B1 PL185348 B1 PL 185348B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
polymer coating
polymer
resistance wire
support frame
coating
Prior art date
Application number
PL97334022A
Other languages
English (en)
Other versions
PL334022A1 (en
Inventor
Charles M. Eckman
James S. Roden
Arie Hochberg
Original Assignee
Energy Convertors Inc
Rheem Mfg Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Convertors Inc, Rheem Mfg Co filed Critical Energy Convertors Inc
Publication of PL334022A1 publication Critical patent/PL334022A1/xx
Publication of PL185348B1 publication Critical patent/PL185348B1/pl

Links

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
    • H05B3/04—Waterproof or air-tight seals for heaters
    • 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
    • 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
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

1 . Rezystancyjny element grzejny z powloka po- limerowa zawierajacy korpus elementu z powierzchnia wsporcza, drut oporowy nawiniety na te powierzchnie wsporcza i dolaczony do co najmniej pary koncówek elementu grzejnego, przy czym powloka polimerowa usytuowana jest na drucie oporowym i na wymienionej powierzchni wsporczej, znamienny tym, ze powloka polimerowa (30, 64) posiada dodatek ceramiczny za- wierajacy skladnik wybrany z grupy skladajacej sie z azotku, tlenku oraz weglika. 7. Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powloka polimerowa, w którym wytwarza sie rame wsporcza, z powierzchnia wsporcza, nawija drut oporowy na te powierzchnie wsporcza, naklada sie przewodzaca cieplnie powloke polimerowa na ten drut oporowy i na znaczna czesc ramy wsporczej, zna- mienny tym, ze naklada sie nie przewodzaca elektry- cznie powloke polimerowa (30, 64) o przewodnosci cieplnej wynoszacej co najmniej 0,5 W/m °K. FIG. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, przeznaczonego zwłaszcza do grzania gazów i cieczy.
Rezystancyjne elementy grzejne stosowane w połączeniu z grzejnikami wody są tradycyjnie wytwarzane z elementów metalowych i ceramicznych. Typowa konstrukcja zawiera parę kołków zaciskowych przylutowanych do końców uzwojenia Ni-Cr, które jest umieszczone w rurowej osłonie metalowej w kształcie litery „U”. To uzwojenie rezystancyjne jest odizolowane od metalowej osłony przez sproszkowany materiał ceramiczny, zwykle tlenek magnezu.
Chociaż takie konwencjonalne elementy grzejne były przez dziesięciolecia podstawowym rozwiązaniem stosowanym . w przemyśle grzejników wody, to jednak miały wiele powszechnie znanych wad. Przykładowo prądy galwaniczne występujące pomiędzy osłoną metalową a odsłoniętymi powierzchniami metalowymi w zbiorniku .mogą powodować korozję różnych anodowych części metalowych w systemie. Osłona metalowa elementu grzejnego, która jest zwykle wykonana z miedzi lub ze stopu miedzi, powoduje osadzanie się kamienia z wody, co może doprowadzić do przedwczesnego uszkodzenia elementu grzejnego. Ponadto stosowanie mosiężnych zamocowań i rurek miedzianych jest coraz bardziej kosztowne, ponieważ z biegiem lat cena miedzi wzrastała.
Jako alternatywę elementów metalowych w patencie USA nr 3 943 328 (Cunningham) zaproponowano przynajmniej jeden elektryczny element grzejny w osłonie z tworzywa sztucznego. W opisanym urządzeniu konwencjonalny drut oporowy i sproszkowany tlenek magnezu zastosowano w połączeniu z osłoną z tworzywa sztucznego. Ponieważ ta osłona z tworzywa sztucznego jest nieprzewodząca, nie powstaje ogniwo galwaniczne z innymi metalowymi częściami zespołu grzejnego stykającymi się z wodą w zbiorniku, a ponadto nie występuje osadzanie się kamienia. Niestety z różnych powodów te znane elementy grzejne z osłoną z tworzywa sztucznego nie mogły zapewnić dużych mocy w normalnym okresie eksploatacji, nie były tez szeroko akceptowane.
Celem wynalazku jest opracowanie rezystancyjnego elementu grzejnego, który nie będzie posiadał wad znanych tego rodzaju elementów grzejnych, będzie się odznaczał znacznie większą sprawnością grzejną żywotnością, będzie odporny na korozję galwaniczną i na działanie kamienia wapiennego.
Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiągnięto dzięki temu, że rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową zawierający korpus elementu z powierzchnią wsporczą, drut oporowy nawinięty na tę powierzchnię wsporczą i dołączony do co najmniej pary końcówek elementu grzejnego, przy czym przewodząca cieplnie powłoka polimerowa usytuowana jest na drucie oporowym i na wymienionej powierzchni wsporczej charakteryzuje się tym, że powłoka polimerowa rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową według wynalazku posiada dodatek ceramiczny będący azotkiem, tlenkiem albo węglikiem, korzystnie cyny, cynku, miedzi, molibdenu, wapnia, tytanu, cyrkonu boru, krzemu, itru, glinu, magnezu.
Korzystnie jest również, gdy powłoka polimerowa zawiera żywicę termoplastyczną, a najkorzystniej, gdy posiada włókna wzmacniające z włókien szklanych, borowych, grafitowych, aramidowych albo węglowych.
Korzystnie jest, gdy dodatek ceramiczny stanowi około 60-200 części na 100 części polimeru w powłoce polimerowej.
Korzystnie jest również, gdy powłoka polimerowa zawiera dodatek ceramiczny będący ceramicznym proszkiem i szarpanymi włóknami szklanymi.
Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoka polimerową według wynalazku, w którym wytwarza się ramę wsporczą, z powierzchnią wsporczą, nawija drut oporowy na tę powierzchnie wsporczą nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, charakteryzuje się tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową (30, 64) o przewodności cieplnej wynoszącej co najmniej 0,5 W/m °K.
Korzystnie jest, gdy powłoka polimerowa jest nakładana metodą formowania wtryskowego
185 348
Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, w którym wytwarza się ramę wsporczą nawija drut oporowy na tę ramę wsporczą, nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, charakteryzuje się tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową zawierającą żywicę termoplastyczną, proszek ceramiczny i szarpane włókna szklane Korzystnie żywica termoplastyczna zawiera sproszkowany polimer PPS, a najkorzystniej żywica termoplastyczna zawiera polimer ciekłokrystaliczny.
Korzystnie jest, gdy powłokę polimerową nakłada się zanurzając drut grzejny i ramę wsporczą w złożu fluidalnym.
Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, w którym wytwarza się ramę wsporczą, z powierzchnią wsporczą, nawija drut oporowy na tę powierzchnię wsporczą, nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, charakteryzuje się tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową, zawierającą przewodzący termicznie, nie przewodzący elektrycznie dodatek ceramiczny.
Wynalazek ten dotyczy elektrycznych rezystancyjnych elementów grzejnych do grzania płynów.
Elementy grzejne według niniejszego wynalazku zapewniają moc od 1000 W do około 6000 W i powyżej. Przy grzaniu gazu wykorzystuje się mniejszą moc niż około 1200 W. Ulepszone przewodzące cieplnie powłoki polimerowe według wynalazku posiadają wartości przewodności cieplnej umożliwiające znacznie lepsze rozpraszanie ciepła z drutu oporowego Właściwość ta zapewnia skuteczne grzanie płynu bez topienia stosunkowo cienkich powłok polimerowych. Korzystne są proporcje w zakresie 60-200 części materiału ceramicznego na 100 części żywicy w powłoce polimerowej. Dolna granica jest określona przez wartość przewodności cieplnej niezbędną do grzania płynów, a granica górna jest określona tak, by zapewnić łatwiejsze formowanie tych elementów, na przykład formowanie wtryskowe. Zwiększenie wytrzymałości uzyskuje się również przez wzmocnienie powłoki polimerowej włóknami, tak że jest wytrzymała na pękanie i odkształcenie podczas cyklicznych obciążeń cieplnych, jakie występują w grzejniku wody.
W dodatkowych przykładach realizacji niniejszego wynalazku ulepszone przewodzące cieplnie powłoki polimerowe są nakładane na konwencjonalne elementy w osłonie metalowej w celu zmniejszania korozji galwanicznej w grzejnikach wody bez znacznego pogorszenia sprawności grzania cieczy.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia element grzejny w widoku perspektywicznym, fig. 2 element grzejny w widoku od czoła, fig. 3 - element grzejny w widoku z przodu w częściowym przekroju wzdłużnym i z wyrwaniami, fig. 4 - część kształtki wewnętrznej elementu grzejnego częściowo w przekroju wzdłużnym i w widoku z boku, fig. 5 - element grzejny w widoku z przodu i w częściowym przekroju zespołu zacisków, fig. 6 - fragment końca uzwojenia elementu grzejnego w powiększeniu, fig. 7 - fragment podwójnego uzwojenia elementu grzejnego w powiększeniu i w widoku gómo-bocznym, fig. 8 -wsporcza rama szkieletowa elementu grzejnego w widoku perspektywicznym, fig. 9 - część wsporczej ramy szkieletowej z fig. 8 w powiększeniu, z pokazaniem nałożonej powłoki polimerowej, fig. 10 - przekrój alternatywnej wsporczej ramy szkieletowej w powiększeniu, fig. 11 - wsporcza rama szkieletowa z fig. 10 w widoku od czoła, fig. 12 - wsporcza rama szkieletowa z fig. 10 w widoku z przodu, fig. 13 przykład wykonania elementu grzejnego w osłonie metalowej z powierzchnią polimerową, w przekroju.
W poniższym opisie określenia płyn i płynne medium odnoszą się tu zarówno do cieczy jak i do gazów.
Na fig. 1-3, przedstawiono rezystancyjny element grzejny 100, przeznaczony do ogrzewania płynów. Posiada on rezystancyjny materiał grzejny, który może mieć postać drutu, siatki, wstęgi lub węża. Przykładowo, rezystancyjnym elementem grzejnym jest uzwojenie 14, posiadające parę wolnych końców połączonych z parą końcowych elementów zaciskowych 12 i 16. Uzwojenie 14 jest hermetycznie i elektrycznie odizolowane
185 348 od płynu integralną warstwą z materiału polimerowego odpornego na wysoką temperaturę. Inaczej mówiąc, aktywny rezystancyjny materiał grzejny jest zabezpieczony przed zwarciem w płynie przez powłokę polimerową. Materiał rezystancyjny według wynalazku ma wystarczające pole powierzchni, długość lub grubość przekroju, by grzać wodę do temperatury co najmniej około 49°C bez roztapiania warstwy polimerowej. Jak to wyniknie z poniższego omówienia, można to zrealizować przez staranne dobranie odpowiednich materiałów i ich wymiarów.
Jak pokazano zwłaszcza na fig. 3, korzystny rezystancyjny element grzejny 100 zawiera zasadniczo trzy integralne części: zespół zaciskowy 200, pokazany na fig. 5, wewnętrzną kształtkę 300, pokazaną na fig. 4, oraz powłokę polimerową 30. Poniżej objaśniona zostanie każda z tych części oraz rezystancyjny element grzejny 100, po ich ostatecznym zamontowaniu.
Wewnętrzna kształtka 300, pokazana na fig. 4, jest jednoczęściowym, uformowanym przez wtrysk elementem z polimeru odpornego na wysoką temperaturę. Wewnętrzna kształtka 300 zawiera przy swym zewnętrznym końcu kołnierz 32. Przy kołnierzu 32 usytuowana jest kołnierzowa część posiadająca wiele nitek gwintu 22. Te nitki gwintu 22 są przeznaczone do wpasowania w wewnętrzną średnicę otworu montażowego wykonanego w bocznej ścianie zbiornika, np. zbiornika 13 do grzania wody. Na wewnętrznej powierzchni kołnierza 32 może być zastosowany (nie pokazany) pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym, aby uzyskać pewniejsze uszczelnienie dla wody. Kształtka wewnętrzna 300 ma również wnękę 39 dla termistora, przy czym jest ona usytuowana wewnątrz kołowego przekroju poprzecznego wewnętrznej kształtki 300. Wnęka 39 dla termistora może zawierać końcową ściankę 33, do oddzielania termistora 25 od płynu. Wnęka 39 dla termistora jest otwarta poprzez kołnierz 32, aby zapewniać łatwe wprowadzanie zespołu zaciskowego 200. Wewnętrzna kształtka 300 zawiera również co najmniej dwie szczeliny 31 i 35, usytuowane pomiędzy wnęką 39 na termistor a zewnętrzną ścianką, wewnętrznej formy, by przyjąć przewód 18 i końcówkę 20 zaciskowego zespołu 200. Wewnętrzna kształtka 300 zawiera szereg promieniowo usytuowanych rowków prowadzących 38 rozmieszczonych wokół swego zewnętrznego obwodu. Rowki te mogą być gwintem lub nie połączonymi ze sobą rowkami itd. i powinny być usytuowane w wystarczającym odstępie od siebie, aby zapewnić osadzenie dla elektrycznego rozdzielenia zwojów uzwojenia 14.
Wewnętrzna kształtka 300 może być wytwarzana przy wykorzystaniu procesów formowania wtryskowego. Przepływowa luka 11 jest utworzona przy zastosowaniu hydraulicznie poruszanego, wyciąganego rdzenia o długości 32 cm, przez co powstaje element, który ma długość około 33-46 cm. Wewnętrzna kształtka 300 może być wypełniona w metalowej formie przy użyciu pierścieniowego wlotu umieszczonego naprzeciw kołnierza 32. Docelowa grubość ścianki aktywnej części 10 elementu jest korzystnie mniejsza niż 1,27 cm, a naj korzystniej mniejsza niż 0,25 cm, przy czym docelowy zakres wynosi 0,1-0,15 cm, co jest uważane za aktualnie dolną granicę dla urządzeń formowania wtryskowego. Wzdłuż korpusu 10, pomiędzy kolejnymi gwintami lub niezależnymi rowkami kształtowana jest również para haczyków lub kołków 45 i 55, aby zapewnić punkt zakończenia lub zakotwienie dla zwojów jednego lub kilku uzwojeń. Można zastosować wyciąganie bocznych rdzeni i wyciąganie rdzenia końcowego poprzez część kołnierzową aby utworzyć wnękę 39 na termistor, przepływową lukę 11, szczeliny 31 i 35 na przewody oraz przepływowe otwory 57.
Zespół zaciskowy 200 przedstawiony na fig. 5 zawiera polimerowy kołpak końcowy 28, przeznaczony do przyjęcia pary zacisków 23 i 24. Jak pokazano na fig. 2, zaciski 23 i 24 mogą zawierać gwintowane otwory 34 i 36 na gwintowany łucznik, taki jak wkręt, służący do mocowania zewnętrznych przewodów elektrycznych. Zaciski 23 i 24 są częściami końcowymi zaciskowego przewodu 20 i drugiego prętowego przewodu 21 termistora. Prętowy przewód 21 termistora łączy elektrycznie zacisk 24 z zaciskiem 27 termistora. Drugi zacisk 29 termistora jest dołączony do pierwszego prętowego przewodu 18 termistora, który jest przeznaczony do wprowadzania we wnękę 39 - fig. 4. Termistor 25 zamyka obwód. Ewentualnie termistor 25 można zastąpić przez termostat, półprzewodnikowy element lub jedynie taśmę uziemiającą, która przykładowo jest dołączona do zewnętrznego
185 348 wyłącznika. Uważa się, że taśma uziemiająca (nie pokazano) może być usytuowana w pobliżu jednej z końcówek 16 lub 12 uzwojenia, tak aby zapewniać zwarcie przy stopieniu polimeru.
W korzystnym środowisku termistor 25 jest termostatem/termoochronnikiem o działaniu zatrzaskowym. Ten termoochronnik ma miniaturowe wymiary i nadaje się do pracy przy napięciu 120/240 V prądu przemiennego. Zawiera przewodzącą konstrukcję bimetaliczną z elektrycznie aktywną obudową. Kołpak końcowy 28 jest korzystnie oddzielnie ukształtowaną częścią polimerową.
Po wytworzeniu zespołu zaciskowego 200 i wewnętrznej kształtki 300 są one montowane ze sobą przed nawinięciem opisanego uzwojenia 14 na prowadzących rowkach 38 korpusu 10. Wyposażanie obwodu w końcówki 12 i 16 zacisków uzwojenia zapewnia się przez lutowanie twarde, lutowanie lub zgrzewanie punktowe końcówek 12 i 16 uzwojenia z przewodem zaciskowym 20 i prętowym przewodem 18 termistora. Ważne jest również prawidłowe umieszczenie uzwojenia 14 na wewnętrznej kształtce 300 przed nałożeniem polimerowej powłoki 30. W korzystnym przykładzie wykonania powłoka polimerowa 30 jest wytłaczana z nadmiarem w celu utworzenia termoplastycznego spojenia polimerowego z wewnętrzną kształtką 300. Podobnie jak w przypadku wewnętrznej kształtki 300, w formę podczas procesu kształtowania, można wprowadzić elementy wyciągania rdzenia, aby otrzymać otwarte przepływowe ot-wory 57 i przepływową lukę 11.
Na fig. 6 i 7 przedstawiono pojedynczy i podwójny drut oporowy w przykładowych wykonaniach polimerowych rezystancyjnych elementów grzejnych według niniejszego wynalazku. W przykładzie wykonania z pojedynczym drutem pokazanym na fig. 6 prowadzące rowki 38 wewnętrznej kształtki 300 służą do nawinięcia pierwszej pary przewodów mających zwoje 42 i 43 by uzyskać uzwojenie Ponieważ ten korzystny przykład wykonania zawiera drut oporowy złożony w pętlę, część końcowa pętli lub końcówki 44 zwoju jest uchwycona przez zagięcie wokół kołka 45. W idealnym przypadku kołek 45 jest częścią wewnętrznej kształtki 300, uformowaną wraz z nią przez wtrysk.
Podobnie można zastosować konfigurację z podwójnym drutem oporowym. W takim przykładzie wykonania pierwsza para zwojów 42 i 43 pierwszego drutu oporowego jest oddzielona od następnej kolejnej pary zwojów 46 i 47 tego samego drutu oporowego przez końcówkę 54 zwoju drugiego uzwojenia, owiniętą wokół drugiego kołka 55. Druga para zwojów 52 i 53 drugiego drutu oporowego które są połączone elektrycznie z końcówką 54 drugiego uzwojenia, jest następnie nawijana wokół wewnętrznej kształtki 300 za zwojami 46 i 47 w następnej sąsiadującej parze rowków prowadzących. Chociaż zespół z podwójnym uzwojeniem ma na przemian pary zwojów każdego drutu, zrozumiałe jest, ze zwoje mogą być nawijane w grupach po dwa lub więcej zwojów każdego drutu oporowego lub w nieregularnych liczbach i przy żądanych kształtach uzwojenia, o ile przewodzące uzwojenia są odizolowane od siebie przez wewnętrzną formę lub inny materiał izolujący, taki jak oddzielne powłoki z tworzywa sztucznego itd.
Części z tworzywa sztucznego według niniejszego wynalazku korzystnie zawierają polimer odporny na wysoką temperaturę, który nie będzie ulegał znacznemu odkształceniu ani nie będzie się topić przy temperaturach płynnego medium 49-82°C. Najkorzystniejsze są termoplastyczne polimery o temperaturze topnienia większej niż 200°F (93°C), chociaż mogą być używane do tego celu również pewne materiały ceramiczne i polimery termoutwardzalne Korzystne materiały termoplastyczne mogą obejmować: fluoropochodne węglowodorów sulfony poliarylowe, poliimidy, polieteroeteroketony, polisiarczki fenylenu, polieterosulfony oraz mieszaniny i kopolimery tych tworzyw termoplastycznych. Polimery termoutwardzalne, które byłyby możliwe do zaakceptowania w takich zastosowaniach, obejmują pewne epoksydy, żywice fenolowe i silikony. Do ulepszenia przetwarzania chemicznego przy wysokiej temperaturze, można również zastosować polimery ciekłokrystaliczne
W korzystnym przykładzie realizacji przedmiotowego wynalazku najbardziej pożądany jest polisiarczek fenylenu ze względu na swą przydatność do pracy w podwyższonej temperaturze, niski koszt i możliwości łatwiejszego przetwarzania, zwłaszcza podczas formowania wtryskowego.
185 348
Polimery według przedmiotowego wynalazku mogą zawierać do około 5-60% wag. włókien zbrojenia. Tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne włókien zbrojenia znacznie zwiększają wytrzymałość. Przykładowo krótkie włókna szklane zawarte w ilości około 30% wag. zwiększają w przybliżeniu dwukrotnie wytrzymałość technicznych tworzyw sztucznych. Są to według wynalazku włókna, takie jak włókna ze szkła E lub ze szkła S, włókna z boru, aramidu, takiego jak Kevlar 29 lub 49, grafitu i włókna węglowe zawierające grafit o dużej wytrzymałości na rozciąganie. Inne włókna zawierają obrobiony cieplnie polibenzobistiazol fenylenowy (PBT) ipolibenzobisoksozol fenylenowy (PBO) oraz włókna węglowo-grafitowe, z odkształceniem 2%.
Polimery te mogą być zmieszane z różnymi innymi dodatkami, by polepszyć przewodność cieplną i właściwości wyjmowania z formy. Przewodność cieplną można polepszyć przez dodanie tlenków metali, azotków, węglanów lub węglików (zwanych tu czasami dodatkami ceramicznymi) i niewielkich stężeń węgla lub grafitu. Dodatki takie mogą być w postaci proszku, płatków lub włókien. Mogą to być na przykład tlenki, węgliki, węglany i azotki dyny, cynku, miedzi, molibdenu, wapnia, tytanu, cyrkonu, boru, krzemu, itru, glinu lub magnezu, albo mikę, ceramiczne materiały szklane lub stopioną krzemionkę.
Ilości tych przewodzących cieplnie materiałów w osnowie polimerowej mieszczą się w zakresie 60-200 części dodatku na 100 części żywicy (PPH), a korzystniej 80-180 PPH. Dodatki te są na ogół nie przewodzące elektrycznie chociaż można by stosować dodatki przewodzące, takie jak włókna metalu i proszki lub płatki metali takich jak stal nierdzewna, aluminium, miedź lub mosiądz oraz większe stężenia węgla lub grafitu, jeżeli są potem pokrywane lub powlekane bardziej izolującą elektrycznie warstwą polimerową. Jeżeli stosuje się dodatek przewodzący elektrycznie, należy zapewnić elektryczne izolowanie rdzenia, aby uniknąć zwarć pomiędzy uzwojeniami.
Ważne jest jednak, by takie dodatki nie były stosowane w nadmiarze ponieważ nadmiar materiału przewodzącego może pogorszyć działanie izolacyjne i odporność na korozję powłok polimerowych. Każdy z elementów polimerowych urządzenia według wynalazku, może być wykonany z dowolnej kombinacji tych materiałów, albo też wybrane polimery mogą być użyte na różne elementy urządzenia według wynalazku, z lub bez dodatków zależnie od przeznaczenia elementu.
Aby zapewnić pożądane wartości przewodności cieplnej elementów grzejnych o różnych mocach nominalnych, proponuje się zastosowanie w kompozycjach polimerowych wielu kombinacji żywicy polimerowej, włókien szklanych i rożnych przewodzących cieplnie wypełniaczy. Oprócz zbrojenia i przewodzących cieplnie wypełniaczy kompozycje tworzyw sztucznych według niniejszego wynalazku mogą również zawierać dodatki ułatwiające wyjmowanie z formy, modyfikatory odporności na udary oraz stabilizatory termooksydacyjne, które nie tylko polepszają działanie części z tworzywa sztucznego i przedłużają żywotność elementu grzejnego, ale również ułatwiają, proces formowania.
Kompozycje wymienione w tabeli I zostały przygotowane przez zmieszanie znanymi sposobami polisiarczku fenylenu z podanymi ilościami tlenku glinowego, tlenku magnezowego i szarpanych włókien szklanych. Granulki tych materiałów zostały poddane formowaniu wtryskowemu w celu przygotowania próbek do badań ASTM. Uzyskano przedstawione w tabeli 1 dane dotyczące wytrzymałości na rozciąganie, wytrzymałości na zginanie, modułu wytrzymałości na zginanie i wytrzymałości udarowej z karbem według Izoda. Podobnie otrzymano wartości dotyczące przewodności cieplnej.
Stwierdzono, że porównawczy przykład miał przewodność cieplną zbyt małą, by był użyteczny w elementach do grzania wody. Kiedy materiał z przykładu 8, który miał największą przewodność cieplną, był formowany wtryskowo, występowały pęknięcia dla grubości ścianek mniejszych niż 0,76 mm. Jednakże grubości ścianek większe niż 0,76 mm umożliwią także większe obciążenia Wynika stąd, że na wytrzymałość na rozciąganie i zginanie jak również na wytrzymałość udarową ma szkodliwy wpływ dodanie sproszkowanych dodatków ceramicznych. Jednak zastosowanie pewnych zmian w konstrukcji elementu i składzie żywic pozwala przezwyciężyć wpływ dużej zawartości tych dodatków.
Idealna wytrzymałość powłoki polimerowej na rozciąganie powinna wynosić co najmniej około 7000 psi (48,3 MPa), a korzystnie 7500 - 10000 psi (51,75 - 69,0 MPa), pod warunkiem,
185 348 że utrzymana zostanie zadowalająca przewodność cieplna. Moduł wytrzymałości na zginanie, przy temperaturach pracy, powinien wynosić co najmniej około 500 kpsi (3450 MPa), a korzystnie więcej niż 1000 kpsi (6900 MPa).
Wreszcie stwierdzono, że ze wszystkich materiałów z tabeli 1 materiały według przykładów 6 i 7 były najodpowiedniejsze na elementy do grzania wody, ponieważ miały najlepiej zrównoważone właściwości konstrukcyjne i właściwości przewodności cieplnej. Zawartość materiałów ceramicznych wynosząca 60 - 200 PPH zwiększa przewodność cieplną w miarę możliwości bez szkodliwego wpływu na formowanie. Przewodność cieplna wynikowej powłoki powinna wynosić co najmniej około 0,5 W/m °K, korzystnie około 0,7 W/m °K, a idealnie powinna być większa niż około 1 W/m °K.
Kompozycje te są przedstawione na zasadzie przykładu, a niejako ograniczenie. Jednakże dla fachowca powinno być oczywiste, że jest możliwa ogromna liczba kombinacji różnych przewodzących wypełniaczy z włóknami wzmacniającymi w żywicach i że ich skład można również optymalizować, by uzyskać zadowalające parametry. Może to być na przykład wysokotemperaturowa żywica LCP lub PEEK np. z dodatkiem azotku boru i szarpanego szkła, albo jeżeli trzeba się liczyć z kosztami, żywice pPs i Al2O3 lub MgO oraz szkło szarpane
Tabela 1
Przykład 1 (porównawczy) Przykład 2 Przykład 3 Przykład 4 Przykład 5 Przykład 6 Przykład 7
Tlenek glinu (PPH*) - 44,0 - - 37,00 69,00 129,00
Tlenek magnezu (PPH*) - - 34,00 82,00 - - -
Włókno szklane (PPH*) 25,00 34,00 41,00 47,00 57,00 25,00
Wytrzymałość narozciąganie (psi) 16900,00 9800,00 11600,00 8500,00 14400,00 13600,00 10300,00
Wytrzymałość na zginanie (kpsi) 26600,00 16500,00 93000,00 158000,00 20500,00 20200,00 163,00
Moduł zgina nia (kpsi, 25°C) 1130,00 800,00 1350,00 1790,00 1600,00 1900,00 1750,00
Wytrzymałość udarowa z karbem wg Izoda ftlb/in) 1,08 0,40 0,52 0,44 0,52 0,50 0,31
Przewodność cieplna 0,24 0,36 0,37 0,61 0,40 0,51 0,84
* Wszystkie pomiary addytywne w częściach na sto części osnowy z polisiarczku fenylu
Powyższe materiały polimerowe według wynalazku umożliwiają powlekanie metalowej osłony konwencjonalnych elektrycznych rezystancyjnych elementów grzejnych, co pozwala uniknąć wielu problemów poprzednio występujących z takimi elementami. Osłony takie zawierają jak wiadomo, miedź i stal nierdzewną. Dodatkowo przedmiotowy wynalazek przewiduje stosowanie na taka, osłonę materiałów nieodpornych na korozje, takich jak stal węglowa. W przypadku materiałów odpornych na korozje powłoka powinna być stosunkowo cieńsza niż w przypadku materiałów nieodpornych na korozję. Przy zastosowaniu takiego materiału powinno się stosować powłokę co najmniej około 0,25 mm i charakteryzującą się większą wartością, przewodności cieplnej.
185 348
Przykład wykonania ulepszonej wersji konwencjonalnego rezystancyjnego elementu grzejnego 201 jest przedstawiony na fig. 13. Posiada on grzejny drut oporowy usytuowany wzdłuż osi w rurowej metalowej osłonie 220, która jest w kształcie litery „U”. Pomiędzy tym drutem 210 a metalową osłoną 220 znajduje się sproszkowany materiał ceramiczny 230. Osłona 220 jest powleczona powłoką polimerową 240 według wynalazku o dużej przewodności cieplnej, aby uniemożliwić występowanie prądów galwanicznych pomiędzy metalową osłoną a odsłoniętymi anodowymi elementami metalowymi układu. Doskonała przewodność cieplna materiałów polimerowych, zwłaszcza opisanych tu dodatków, umożliwia osiągnięcie przez elementy grzejne dużych mocy nominalnych potrzebnych do skutecznego grzania wody do temperatury powyżej 120°C bez stapiania powłoki.
Powłoka polimerowa może być nakładana na metalową osłonę zawierającą np. miedź, mosiądz, stal nierdzewną lub stal węglową, albo przez formowanie wtryskowe, albo przez powlekanie zanurzeniowe powłoki metalowej w złożu fluidalnym granulowanego lub sproszkowanego polimeru, takiego jak PPS, PEEK, LCD itd.
Materiał rezystancyjny zastosowany do wytwarzania ciepła podczas przepływu prądu w grzejnikach płynowych według wynalazku zawiera rezystancyjny metal, który przewodzi elektrycznie i jest odporny cieplnie. Popularnym metalem jest stop Ni-Cr, chociaż mogłyby być odpowiednie pewne stopy miedzi, stale i stale nierdzewne. Ponadto możliwe jest stosowanie przewodzących polimerów, zawierających, grafit, węgiel lub metal w postaci proszku lub włókien, na przykład zamiast metalicznego materiału rezystancyjnego, jeżeli tylko nadają się one do wytwarzania wystarczającej ilości ciepła na rezystancji, by ogrzać płyny, takie jak woda. Pozostałe przewody elektryczne polimerowego grzejnika płynowego 100 mogą również być wytwarzane przy zastosowaniu tych materiałów przewodzących.
Alternatywą, pokazanej na rys. 4 wewnętrznej kształtki 300 jest przedstawiona na fig. 8 i 9 wsporcza rama szkieletowa 70, posiadająca dodatkowe zalety. W operacjach formowania wtryskowego przy produkcji litej kształtki wewnętrznej 300, takiej jak rura, zdarzało się czasami nieprawidłowe napełnienie formy, ze względu na to, że konstrukcje grzejników wymagają grubości ścianek tak małych jak 0,064 cm i wyjątkowych długości do 36 cm. Przewodzący termicznie polimer również stanowił problem, ponieważ zawierał on dodatki, takie jak włókna szklane i proszek ceramiczny, tlenek glinu (.Al2O3) i tlenek magnezu (MgO), które powodowały, że roztopiony polimer był bardzo lepki. Wskutek tego, potrzebne były nadmiernie wysokie ciśnienia do prawidłowego napełnienia formy a czasami ciśnienie takie powodowało otworzenie formy.
W celu zmniejszenia do minimum występowanie takich problemów, stosuje się wsporczą ramę szkieletową 70 posiadającą wiele otworów i powierzchnię wsporczą do podtrzymywania grzejnego drutu oporowego 66. W przykładzie wykonania wsporcza rama szkieletowa 70 zawiera rurowy człon posiadający 6-8 usytuowanych w odstępach, podłużnych wypustów 69 usytuowanych wzdłuż długości ramy 70. Te wypusty 69 są utrzymywane razem przez szereg pierścieniowych podpór 60 rozmieszczonych w pewnych odstępach od siebie na długości członu rurowego. Te pierścieniowe podpory 60 mają korzystnie grubość mniejsza niż 0,13 cm, a korzystniej 0,064-0,076 cm. Wypusty 69 maja przy wierzchołku korzystnie szerokość około 0,318 cm i zwężają się do wąskiego przenoszącego ciepło żebra 62. Te przenoszące ciepło żebra 62 powinny wystawać co najmniej około 0,318 cm poza wewnętrzną, średnicę końcowego elementu po nałożeniu powłoki polimerowej 64, a co najwyżej 0,635 cm, aby powodować maksymalne odprowadzanie ciepła do płynów, takich jak woda.
Zewnętrzna promieniowa powierzchnia wypustów 69 zawiera rowki, które mogą zmieścić dwuzwojowy układ grzejnego drutu oporowego 66.
Przenoszące ciepło żebra 62 mogą stanowić część wsporczej ramy szkieletowej 70, część pierścieniowych podpór, lub też stanowić elementy ukształtowane z nałożonej powłoki polimerowej 64. Podobnie przenoszące ciepło żebra 62 mogą być przewidziane na zewnątrz wypustów 69, tak aby wychodziły poza polimerową powłokę 64. Ponadto przewiduje się zastosowanie wielu nieregularnych lub geometrycznie ukształtowanych wybrzuszeń lub zagłębień wzdłuż wewnętrznej lub zewnętrznej powierzchni elementów grzejnych. Powiększenie powierzchni przenoszenia ciepła ułatwia, jak wiadomo odprowadzanie ciepła do cieczy.
185 348
Można je uzyskać w różny sposób, na przykład: formowaniem wtryskowym na powierzchni powłoki polimerowej 64 lub przenoszących ciepło zebrach 62, również trawieniem, piaskowaniem lub obróbką mechaniczną zewnętrznych powierzchni elementów grzejnych.
W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku wsporcza rama szkieletowa 70 zawiera termoplastyczną żywicę, która może być jednym z opisanych tu polimerów wysokotemperaturowych, takim jak polisiarczek fenylenu (PPS) z niewielką ilością włókien szklanych (wzmocnienie konstrukcyjne) i ewentualnie z ceramicznym proszkiem, takim jak Al2O3 lub MgO, zwiększającym przewodność cieplną. Alternatywnie wsporcza rama szkieletowa 70 może być spiekanym członem ceramicznym, zawierającym jeden lub kilka z następujących materiałów krzemian glinowy, Al2O3, MgO, grafit, ZrO2, Si3N4, Y2O3, SiC, SiO2 itd. albo termoplastycznym lub termoutwardzalnym polimerem, który rożni się od wysokotemperaturowych polimerów proponowanych do stosowania z powłoką 30. Jeżeli na wsporczą ramę szkieletową 70 używane jest tworzywo termoplastyczne powinno mieć ono temperaturę ugięcia cieplnego większa niż temperaturę roztopionego polimeru używanego do formowania powłoki polimerowej 30.
W procesie produkcji rezystancyjnego elementu grzejnego wsporczą ramę szkieletową 70 umieszcza się w maszynie do nawijania drutu a grzejny drut oporowy 66 składa się podwójnie i nawija w konfiguracji dwuzwojowej wokół wsporczej ramy szkieletowej 70 w rozmieszczonych w odstępach rowkach 68. Całkowicie nawiniętą wsporczą ramę szkieletową 70 umieszcza się następnie w formie wtryskowej, a potem powleka się ją jedną z formuł żywic polimerowych według wynalazku. W jednym przykładzie wykonania tylko niewielka część przenoszącego ciepło żebra 62 pozostaje odsłonięta do styku z płynem, a reszta wsporczej ramy szkieletowej 70 jest pokrywana roztopioną żywicą zarówno od wewnątrz jak i na zewnątrz, jeżeli ma ona kształt rurowy. Ta odsłonięta część jest mniejsza niż około 10% pola powierzchni wsporczej ramy szkieletowej 70.
Otwarte rejony przekroju poprzecznego, tworzące wiele otworów wsporczej ramy szkieletowej 70, umożliwiają łatwiejsze napełnianie i dokładniejsze pokrycie grzejnego drutu oporowego 66 przez roztopioną żywicę przy równoczesnym zmniejszaniu do minimum występowania pęcherzyków i gorących punktów W korzystnych przykładach realizacji otwarte rejony powinny stanowić co najmniej około 10%, a korzystnie więcej niż 20% całego pola powierzchni rurowej wsporczej ramy szkieletowej 70, tak że roztopiony polimer może łatwo przepływać wokół ramy wsporczej szkieletowej pierwszej 70 i grzejnego drutu oporowego 66. Alternatywna wsporcza rama szkieletowa druga 200 jest przedstawiona na fig. 10-12. Alternatywna wsporcza rama szkieletowa druga 200 zawiera również wiele podłużnych wypustów 268, posiadających rozmieszczone w odstępach rowki 260 służące do umieszczenia nawiniętego grzejnego drutu oporowego (nie pokazano). Konstrukcyjnym elementem podtrzymującym podłużne wypusty 268 są usytuowane w odstępach, dystansowe pierścieniowe podpory 266 Mają one konstrukcję koła wozu z wieloma szprychami 264 i piastą 262. Zapewnia to konstrukcyjne podparcie na wsporczej ramie szkieletowej 70 zasadniczo nie przeszkadzając w operacjach formowania wtryskowego.
Polimerowe powłoki według wynalazku, można nakładać alternatywnie przez zanurzenie opisanych wsporczych ram szkieletowych 70 lub 200 np. w złożu fluidalnym granulowanego lub sproszkowanego polimeru, takiego jak PPS W procesie takim drut oporowy należy nawijać na wsporczą powierzchnię szkieletowej i doprowadzić do niego zasilanie w celu wytworzenia ciepła. Jeżeli stosuje się PPS, wówczas przed zanurzeniem wsporczej ramy szkieletowej w złoże fluidalne granulowanego polimeru należy wytworzyć temperaturę co najmniej około 260°C. Złoże fluidalne umożliwi ścisły kontakt pomiędzy granulowanym polimerem a ogrzanym drutem oporowym, tak aby utworzyć w zasadzie równomierną powłokę polimerową wokół całego grzejnego drutu oporowego i zasadniczo wokół wsporczej ramy szkieletowej. Uzyskany element może stanowić stosunkowo litą konstrukcję albo też mieć znaczną liczbę otwartych pól na powierzchni przekroju poprzecznego, chociaż zakłada się, że grzejny drut oporowy powinien być hermetycznie izolowany od kontaktu z płynem. Ponadto jest zrozumiałe, że w celu stopienia granulek polimeru na powierzchni drutu oporowego można go wstępnie nagrzewać wraz
185 348 ze wsporczą ramą szkieletową, zamiast uzyskiwać ciepło z energii elektrycznej wydzielanej w grzejnym drucie oporowym. Może to być na przykład grzanie w ośrodku po złożu fluidalnym, co zapewnia bardziej równomierną powłokę. Inne modyfikacje procesu mieszczą się w zakresie aktualnej technologii polimerów.
Standardowe parametry polimerowych grzejników płynowych według przedmiotowego wynalazku, używanych do grzania wody, wynoszą 240 V i 4500 W, chociaż długość i średnica drutu przewodzących uzwojeń 14 mogą być zmieniano, w celu uzyskania różnych mocy od 1000 W do około 6000 W, a korzystnie 1700-4500 W. Przy grzaniu gazu. można stosować mniejsze moce 100-1200 W. Dwukrotnie, a nawet trzykrotnie większe moce, można zapewnić przez zastosowanie wielu uzwojeń lub materiałów oporowych zakończonych przy różnych częściach wzdłuż aktywnej części 10 rezystancyjnego elementu grzejnego 200, 70.
Wynalazek niniejszy przedstawia ulepszone elementy do grzania płynu, przeznaczone do stosowania we wszelkich rodzajach urządzeń do grzania płynów, łącznie z grzejnikami wody i olejowymi grzejnikami pomieszczeń. Korzystne urządzenia według wynalazku są głównie polimerowe, aby zmniejszyć do minimum koszt i znacznie zmniejszyć działanie galwaniczne w zbiornikach płynu. W pewnych przykładach realizacji wynalazku polimerowe grzejniki płynowe mogą być stosowane w połączeniu z polimerowym zbiornikiem, aby uniknąć całkowicie powstawania korozji związanej z jonami metalu.
Alternatywnie takie polimerowe grzejniki płynu, można skonstruować tak, aby były używane oddzielnie równocześnie do przechowywania i grzania gazu lub płynu. W takim przykładzie realizacji przepływowa luka 11 może być wykonana w postaci zbiornika lub misy zbiornikowej, a uzwojenie grzejne 14 może być zawarte w ścianie zbiornika lub misy zbiornikowej i zasilane w celu grzania płynu lub gazu w tym zbiorniku lub misie. Urządzenia grzejne według wynalazku mogą również być stosowane w urządzeniach do podgrzewania żywności, w grzejnikach lodówkowych, suszarkach do włosów, w żelazkach do fryzowania, żelazkach do prasowania i w grzejnikach rekreacyjnych używanych w kąpieliskach i basenach.
Wynalazek niniejszy nadaje się również do stosowania w grzejnikach przepływowych, w których płynne medium jest przepuszczane przez polimerową rurę zawierającą jedno lub wiele uzwojeń lub materiałów rezystancyjnych według przedmiotowego wynalazku. Gdy płynne medium przepływa przez wewnętrzną średnicę takiej rury, wówczas ciepło do grzania gazu lub cieczy jest wytwarzane przez polimerową ściankę na wewnętrznej średnicy rury Grzejniki przepływowe są użyteczne w suszarkach do włosów i grzejnikach przepływowych, często stosowanych do grzania wody.
185 348
ΙΟ
V
185 348
FIG. 6
FIG. 7
FIG. 9
185 348
268
to to
CM
FIG. 12
185 348
FIG. 13
185 348
Η
Η
S
W ►3
W
FIG. 1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową zawierający korpus elementu z powierzchnią wsporczą, drut oporowy nawinięty na tę powierzchnię wsporczą i dołączony do co najmniej pary końcówek elementu grzejnego, przy czym powłoka polimerowa usytuowana jest na drucie oporowym i na wymienionej powierzchni wsporczej, znamienny tym, że powłoka polimerowa (30, 64) posiada dodatek ceramiczny zawierający składnik wybrany z grupy składającej się z azotku, tlenku oraz węglika.
  2. 2. Rezystancyjny element według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek ceramiczny zawiera składnik wybrany z grupy składającej się z azotku, tlenku oraz węglika cyny, cynku, miedzi, molibdenu, wapnia, tytanu, cyrkonu, boru, krzemu, itru, glinu, magnezu.
  3. 3. Rezystancyjny element według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka polimerowa (30, 64) zawiera żywicę termoplastyczną.
  4. 4. Rezystancyjny element według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka polimerowa (30, 64) posiada włókna wzmacniające wybrane z grupy składającej się z włókien szklanych, borowych, grafitowych, aramidowych oraz węglowych
  5. 5. Rezystancyjny element według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek ceramiczny stanowi około 60-200 części na 100 części polimeru w powłoce polimerowej (30, 64).
  6. 6. Rezystancyjny element według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka polimerowa (30, 64) zawiera dodatek ceramiczny będący ceramicznym proszkiem i szarpanymi włóknami szklanymi.
  7. 7. Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, w którym wytwarza się ramę wsporczą, z powierzchnią wsporczą, nawija drut oporowy na tę powierzchnię wsporczą, nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, znamienny tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową (30,64) o przewodności cieplnej wynoszącej co najmniej 0,5 W/m °K.
  8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że powłoka polimerowa (30, 64) jest nakładana metodą formowania wtryskowego.
  9. 9. Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, w którym wytwarza się ramę wsporczą, nawija drut oporowy na tę ramę wsporczą, nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, znamienny tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową (30, 64) zawierającą żywicę termoplastyczną, proszek ceramiczny i szarpane włókna szklane.
  10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że żywica termoplastyczna zawiera sproszkowany polimer PPS.
  11. 11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że żywica termoplastyczna zawiera polimer ciekłokrystaliczny.
  12. 12. Sposób według zastrz. 7 albo 9, znamienny tym, że powłokę polimerową (30, 64) nakłada się zanurzając drut grzejny (66) i ramę wsporczą w złożu fluidalnym.
  13. 13. Sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową, w którym wytwarza się ramę wsporczą, z powierzchnią wsporczą nawija drut oporowy na tę powierzchnię wsporczą, nakłada się przewodzącą cieplnie powłokę polimerową na ten drut oporowy i na znaczną część ramy wsporczej, znamienny tym, że nakłada się nie przewodzącą elektrycznie powłokę polimerową (30, 64) zawierającą przewodzący termicznie, nie przewodzący elektrycznie dodatek ceramiczny.
    185 348
PL97334022A 1996-12-16 1997-12-02 Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową PL185348B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/767,156 US5930459A (en) 1994-12-29 1996-12-16 Immersion heating element with highly thermally conductive polymeric coating
PCT/US1997/023166 WO1998027789A1 (en) 1996-12-16 1997-12-02 Improved immersion heating element with highly thermally conductive polymeric coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL334022A1 PL334022A1 (en) 2000-01-31
PL185348B1 true PL185348B1 (pl) 2003-04-30

Family

ID=25078646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97334022A PL185348B1 (pl) 1996-12-16 1997-12-02 Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową

Country Status (20)

Country Link
US (1) US5930459A (pl)
EP (1) EP0945046B1 (pl)
JP (1) JP3669636B2 (pl)
CN (1) CN1130107C (pl)
AR (1) AR010357A1 (pl)
AU (1) AU723667B2 (pl)
BR (1) BR9713584B1 (pl)
CA (1) CA2269600C (pl)
CZ (1) CZ298229B6 (pl)
DE (1) DE69737359T2 (pl)
ES (1) ES2280084T3 (pl)
HK (1) HK1023479A1 (pl)
HU (1) HU225925B1 (pl)
ID (1) ID19128A (pl)
MY (1) MY117026A (pl)
NZ (1) NZ334656A (pl)
PL (1) PL185348B1 (pl)
TR (1) TR199901313T2 (pl)
TW (1) TW391017B (pl)
WO (1) WO1998027789A1 (pl)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586533B1 (en) 1987-05-14 2003-07-01 World Properties, Inc. Method of manufacture of polybutadiene and polyisoprene based thermosetting compositions
US6415104B1 (en) 1987-05-14 2002-07-02 World Properties, Inc. Heating elements comprising polybutadiene and polyisoprene based thermosetting compositions
US5835679A (en) 1994-12-29 1998-11-10 Energy Converters, Inc. Polymeric immersion heating element with skeletal support and optional heat transfer fins
US6337470B1 (en) * 1997-10-06 2002-01-08 Watlow Electric Manufacturing Company Electrical components molded within a polymer composite
US6147335A (en) * 1997-10-06 2000-11-14 Watlow Electric Manufacturing Co. Electrical components molded within a polymer composite
US6124579A (en) * 1997-10-06 2000-09-26 Watlow Electric Manufacturing Molded polymer composite heater
US6128438A (en) * 1997-12-26 2000-10-03 Il Woo Engineering Co., Ltd. Inflammable cleaning fluid heating apparatus
US6115539A (en) * 1998-11-16 2000-09-05 Cohn; Robert J. Module for producing hot humid air for a proofing or holding chamber
US6263158B1 (en) 1999-05-11 2001-07-17 Watlow Polymer Technologies Fibrous supported polymer encapsulated electrical component
US6392208B1 (en) 1999-08-06 2002-05-21 Watlow Polymer Technologies Electrofusing of thermoplastic heating elements and elements made thereby
US6205291B1 (en) 1999-08-25 2001-03-20 A. O. Smith Corporation Scale-inhibiting heating element and method of making same
US6433317B1 (en) 2000-04-07 2002-08-13 Watlow Polymer Technologies Molded assembly with heating element captured therein
US6519835B1 (en) * 2000-08-18 2003-02-18 Watlow Polymer Technologies Method of formable thermoplastic laminate heated element assembly
US6539171B2 (en) 2001-01-08 2003-03-25 Watlow Polymer Technologies Flexible spirally shaped heating element
DE10145702A1 (de) * 2001-09-17 2003-04-17 Bleckmann Gmbh Lamprechtshause Flachheizprofil für direkte Mediumbeheizung
US20030139510A1 (en) * 2001-11-13 2003-07-24 Sagal E. Mikhail Polymer compositions having high thermal conductivity and dielectric strength and molded packaging assemblies produced therefrom
DE20121115U1 (de) * 2001-12-21 2003-04-24 Fritz Eichenauer GmbH & Co. KG, 76870 Kandel Elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer korrosiven Flüssigkeit in einem Kfz
US6611660B1 (en) * 2002-04-30 2003-08-26 Cool Options, Inc. A New Hampshire Corp. Radial fin thermal transfer element and method of manufacturing same
US7841390B1 (en) 2003-03-03 2010-11-30 Paragon Airheater Technologies, Inc. Heat exchanger having powder coated elements
US7819176B2 (en) 2003-03-03 2010-10-26 Paragon Airheater Technologies, Inc. Heat exchanger having powder coated elements
JP4055655B2 (ja) * 2003-05-29 2008-03-05 ソニー株式会社 係数の生成装置および生成方法、クラス構成の生成装置および生成方法、情報信号処理装置、並びに各方法を実行するためのプログラム
US7294431B2 (en) * 2004-04-14 2007-11-13 Ovonic Battery Company, Inc. Battery employing thermally conductive polymer case
US8221885B2 (en) 2004-06-02 2012-07-17 Cool Options, Inc. a corporation of the State of New Hampshire Thermally conductive polymer compositions having low thermal expansion characteristics
WO2005121651A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-22 Joseph Thomas Kapczuk Water heater
US7891974B2 (en) * 2004-07-07 2011-02-22 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Portable fluid warming system
US7655719B2 (en) * 2004-07-13 2010-02-02 Cool Options, Inc. Thermally conductive polymer compositions having moderate tensile and flexural properties
DE102005011182A1 (de) * 2005-03-09 2006-09-14 Mann + Hummel Gmbh Heizeinrichtung für Kraftstoffe
DE102006015601A1 (de) 2006-04-04 2007-10-18 Hydac System Gmbh Einrichtung zum Beeinflussen der Temperatur strömungsfähiger Medien, insbesondere von in einem Schmierstoffsystem befindlichen Schmierstoffen
CN100425923C (zh) * 2006-04-10 2008-10-15 李应鹏 一种液体加热方法
US8038281B2 (en) * 2007-01-19 2011-10-18 Xerox Corporation Media preheater
CA2599746A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-13 James Straley Immersion heater and method of manufacture
DE102008032509A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Epcos Ag Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung
USD620511S1 (en) 2010-02-02 2010-07-27 Rudy Publ Solvent recycler
US20110186080A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Safety-Kleen Systems, Inc. Method of Service for a Recycler Assembly
US8470136B2 (en) * 2010-02-02 2013-06-25 Safety-Kleen Systems, Inc. Parts washer with recycler assembly
US8506761B2 (en) * 2010-02-02 2013-08-13 Safety-Kleen Systems, Inc. Recycler module for a recycler assembly
US8470137B2 (en) * 2010-02-02 2013-06-25 Safety-Kleen Systems, Inc. Recycler assembly
US8425732B2 (en) * 2010-02-02 2013-04-23 Safety-Kleen Systems, Inc. Method of operation for a recycler assembly
US8381767B2 (en) 2010-02-02 2013-02-26 Safety-Kleen Systems, Inc. Reservoir module for a recycler assembly
US8470138B2 (en) * 2010-02-02 2013-06-25 Safety-Kleen Systems, Inc. Odor mitigation in a recycler assembly
DE102010062982A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Tankeinbaumodul, Flüssigkeitstank
DE102011102151B4 (de) * 2011-05-20 2022-05-19 Norma Germany Gmbh Fluidleitung
WO2013004693A1 (en) * 2011-07-07 2013-01-10 xNV BEKAERT SA Tank with heating element for selective catalytic reduction
WO2015089179A1 (en) * 2013-12-10 2015-06-18 General Cable Technologies Corporation Thermally conductive compositions and cables thereof
US10052449B2 (en) * 2014-03-21 2018-08-21 Fisher & Paykel Healthcare Limited Heating arrangements for humidification systems
CA2955361A1 (en) 2014-07-18 2016-01-21 Kim Edward ELVERUD Resistive heater
CN105987511A (zh) * 2015-02-27 2016-10-05 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 一种电热水器加热装置及电热水器
SG11201805302UA (en) 2015-12-23 2018-07-30 Fisher & Paykel Healthcare Ltd Heating arrangements for humidification systems
CH711968A1 (de) * 2015-12-28 2017-06-30 C3 Casting Competence Center Gmbh Durchlauferhitzer.
DE202016100917U1 (de) * 2016-02-22 2016-03-09 Türk & Hillinger GmbH Luft- und/oder Aerosolerhitzer
DE102016107032A1 (de) * 2016-04-15 2017-10-19 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Heizstab mit dielektrisch beschichtetem Gehäuse
CN105934007B (zh) * 2016-05-06 2019-03-19 武汉航空仪表有限责任公司 一种铠装加热器的封装方法
US10323556B2 (en) 2016-12-16 2019-06-18 Gates Corporation Electric immersion heater for diesel exhaust fluid reservoir
DE102017207738A1 (de) * 2017-05-08 2018-11-08 Mahle International Gmbh Elektrische Heizeinrichtung
USD917680S1 (en) * 2017-09-12 2021-04-27 Ian Derek Fawn-Meade Hot water tank powered titanium anode rod
JP6792539B2 (ja) * 2017-10-31 2020-11-25 日本特殊陶業株式会社 流体加熱用のセラミックヒータ
JP7272777B2 (ja) * 2018-10-17 2023-05-12 日本発條株式会社 ヒータ
CN113896428B (zh) * 2021-09-14 2022-12-16 徐州工程学院 一种向列相液晶取向凯夫拉/碳化硅复合导热膜及其制备方法和在电子器件热管理中的应用

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1043922A (en) * 1910-12-23 1912-11-12 Gold Car Heating & Lighting Co Heating system.
GB191314562A (en) * 1913-06-24 1913-09-11 Ewald Anthony Raves Improvements in Electric Liquid-heaters.
US2146402A (en) * 1937-05-25 1939-02-07 Power Patents Co Immersion heater
US2846536A (en) * 1953-07-10 1958-08-05 Wiegand Co Edwin L Electric heaters
FR1379701A (fr) * 1963-09-23 1964-11-27 élément de chauffage pour bains corrosifs
US3621566A (en) * 1969-05-07 1971-11-23 Standard Motor Products Method of making an electrical heating element
US3614386A (en) * 1970-01-09 1971-10-19 Gordon H Hepplewhite Electric water heater
DE2007866A1 (de) * 1970-02-20 1971-09-09 Hoechst Ag Verfahren zum Herstellen von Flachen heizleitern und nach diesem Verfahren her gestellte Flachenheizleiter
FR2148922A5 (pl) * 1971-08-10 1973-03-23 Boutin Anc Ets
JPS5148815B2 (pl) * 1973-03-09 1976-12-23
US3860787A (en) * 1973-11-05 1975-01-14 Rheem International Immersion type heating element with a plastic head for a storage water heater tank
US3952182A (en) * 1974-01-25 1976-04-20 Flanders Robert D Instantaneous electric fluid heater
US3943328A (en) * 1974-12-11 1976-03-09 Emerson Electric Co. Electric heating elements
FR2371117A2 (fr) * 1976-07-06 1978-06-09 Rhone Poulenc Ind Element radiant pour dispositif de chauffage
JPS53134245A (en) * 1977-04-27 1978-11-22 Toshiba Corp High polymer material coated nichrome wire heater
SE7902118L (sv) * 1978-03-16 1979-09-17 Braude E Ltd Elektrisk doppvermare
FR2474802A1 (fr) * 1980-01-29 1981-07-31 Gloria Sa Resistances chauffantes et thermostats pour aquariophilie
FR2517918A1 (fr) * 1981-12-09 1983-06-10 Bonet Andre Corps chauffants, rechauffeurs electriques de fluides adaptes et procede de realisation de tels appareils
US4436988A (en) * 1982-03-01 1984-03-13 R & G Sloane Mfg. Co., Inc. Spiral bifilar welding sleeve
US4617456A (en) * 1984-09-18 1986-10-14 Process Technology, Inc. Long life corrosion proof electroplating immersion heater
DE3512659A1 (de) * 1985-04-06 1986-10-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Heizung fuer elektrisch betriebene warmwassergeraete
US4687905A (en) * 1986-02-03 1987-08-18 Emerson Electric Co. Electric immersion heating element assembly for use with a plastic water heater tank
US4707590A (en) * 1986-02-24 1987-11-17 Lefebvre Fredrick L Immersion heater device
DE3836387C1 (en) * 1988-10-26 1990-04-05 Norton Pampus Gmbh, 4156 Willich, De Heating device for use in aggressive liquids
US5013890A (en) * 1989-07-24 1991-05-07 Emerson Electric Co. Immersion heater and method of manufacture
JPH03129694A (ja) * 1989-10-13 1991-06-03 Fujikura Ltd 発熱体
US5129033A (en) * 1990-03-20 1992-07-07 Ferrara Janice J Disposable thermostatically controlled electric surgical-medical irrigation and lavage liquid warming bowl and method of use
GB9012535D0 (en) * 1990-06-05 1990-07-25 Townsend David W Coated heating element
US5109474A (en) * 1991-02-26 1992-04-28 Robertshaw Controls Company Immersion heating element with conductive polymeric fitting
US5159659A (en) * 1991-02-26 1992-10-27 Robertshaw Controls Company Hot water tank construction, electrically operated heating element construction therefor and methods of making the same
US5155800A (en) * 1991-02-27 1992-10-13 Process Technology Inc. Panel heater assembly for use in a corrosive environment and method of manufacturing the heater
US5371830A (en) * 1993-08-12 1994-12-06 Neo International Industries High-efficiency infrared electric liquid-heater
US5586214A (en) * 1994-12-29 1996-12-17 Energy Convertors, Inc. Immersion heating element with electric resistance heating material and polymeric layer disposed thereon

Also Published As

Publication number Publication date
CN1237317A (zh) 1999-12-01
BR9713584B1 (pt) 2009-01-13
NZ334656A (en) 2000-10-27
EP0945046A4 (en) 2001-03-28
BR9713584A (pt) 2000-04-04
MY117026A (en) 2004-04-30
AR010357A1 (es) 2000-06-07
PL334022A1 (en) 2000-01-31
TW391017B (en) 2000-05-21
CA2269600A1 (en) 1998-06-25
AU723667B2 (en) 2000-08-31
ID19128A (id) 1998-06-18
CA2269600C (en) 2004-07-06
CZ209799A3 (cs) 1999-09-15
WO1998027789A1 (en) 1998-06-25
US5930459A (en) 1999-07-27
JP3669636B2 (ja) 2005-07-13
HU694B (en) 2000-06-28
AU5703598A (en) 1998-07-15
HU225925B1 (en) 2008-01-28
EP0945046A1 (en) 1999-09-29
ES2280084T3 (es) 2007-09-01
EP0945046B1 (en) 2007-02-14
DE69737359T2 (de) 2007-10-31
HUP0000694A3 (en) 2000-07-28
JP2001506798A (ja) 2001-05-22
CN1130107C (zh) 2003-12-03
CZ298229B6 (cs) 2007-08-01
DE69737359D1 (de) 2007-03-29
TR199901313T2 (xx) 1999-09-21
HK1023479A1 (en) 2000-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL185348B1 (pl) Rezystancyjny element grzejny z powłoką polimerową i sposób wytwarzania rezystancyjnego elementu grzejnego z powłoką polimerową
PL185058B1 (pl) Rezystancyjny element grzejny
PL178722B1 (pl) Element grzejny elektryczny
MXPA99004709A (en) Improved immersion heating element with highly thermally conductive polymeric coating
MXPA99004325A (es) Elemento polimerico de calentamiento por inmersion con soporte estructural

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20111202