Opublikowano dnia 9 stycznia 1961 r. l ?'£'*.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43857 KI. 21 h, 9/03 Stanislaiu Karpowicz Warszawa, Polska Grzejnik elektryczny wysokiego napiecia Patent trwa od dnia 10 czerwca 1960 r.Wynalazek dotyczy grzejnika elektrycznego wysokiego napiecia.Grzejniki elektryczne wysokonapieciowe sto¬ sowane w trakcji elektrycznej do ogrzewania wagonów, elektrowozów, podstacji, a takie in¬ nych specjalnych pomieszczen przysparzaja znacznie wiecej trudnosci konstruktorom niz inne urzadzenia wysokonapieciowe, zwlaszcza ze konstruktorzy zmuszeni sa uzywac prawie wylacznie materialów zarówno konstrukcyj¬ nych jak i izolacyjnych odpornych na tempe¬ ratury podwyzszone. Materialy izolacyjne od¬ porne na podwyzszone temperatury maja te nie¬ korzystna wlasnosc, ze ze wzrostem temperatu¬ ry maleje ich wytrzymalosc dielektryczna. Zmu¬ sza to konstruktorów do projektowania ukla¬ dów izolacyjnych o znacznie wiekszych gaba¬ rytach niz by to mialo miejsce przy pracy przy tym samym napieciu ale w temperaturze nor¬ malnej. Wyzej wymieniona niekorzystna wlas¬ nosc ma równiez i powietrze — stad koniecz¬ nosc projektowania odpowiednio powiekszonych odstepów miedzy czesciami bedacymi pod pra¬ dem uziemiona obudowa grzejnika, oraz mie¬ dzy plaszczami ochronnymi elementów grzej¬ nych niskiego napiecia polaczonych w szereg w ilosci odpowiedniej do wysokosci — napiecia pracy grzejnika a uziemiona obudowa.Typowy przyklad grzejnika elektrycznego na wysokie napiecie przedstawia sie nastepujaco: na ukladach izolatorów wsporczych, w odpo¬ wiedniej odleglosci od scian obudowy metalo¬ wej sa umieszczone niskonapieciowe elementy grzejne (prawie wylacznie rurkowe) polaczone ze soba w szereg i przylaczone do elektrod przechodzacych przez izolatory przepustowe za¬ mocowane w scianie obudowy; po przeciwnej stronie tejze sciany znajduje sie odpowiednich wymiarów kapa obudowujaca drugie konce izo¬ latorów z wychodzacymi z nich drugimi koncami elektrod,, do kjtóiryich przylacza sie przewody zasi¬ lajace. Czesc ta zwana przewaznie glowica lubkomora przylaczeniowa, posiada znaczne wy¬ miary z uwagi na obecnosc polowy izolatora przepustowego i koniecznosc" utrzymania od¬ stepów powietrznych. Na skutek duzych wy¬ miarów czesci grzejnej, a takze komory prze- laczeniowej — grzejnik elektryczny w takim wykonaniu posiada duze wymiary, bardzo nie¬ pozadane w wagonach kolejowych gdzie nale¬ zy w miare mozliwosci zuzywac jak najmniej miejsca. Fakt ten sklonil konstruktorów do bu¬ dowy elektrycznych grzejników kolejowych z rurkowych elementów grzejnych wysokiego napiecia, co umozliwilo wykonanie czesci grzej¬ nej o mniejszych wymiarach, albowiem staly sie zbedne izolatory wsporcze, natomiast izolatory przepustowe elementów grzejnych spelniaja równoczesnie role izolatorów przepustowych grzejnika elektrycznego i znajduja sie z drugiej strony sciany oddzielajacej czesc grzejna ód glowicy przylaczeniowej. W grzejniku tak wyko¬ nanym nie uzyskuje sie jednak zmniejszenia wymiarów glowicy, gdyz izolator przepustowy elementu grzejnego winien miec taki sam wy¬ miar jak polowa izolatora przepustowego grzej¬ nika typowego opisanego powyzej. Co wiecej, poniewaz wytwarzanie rurkowych elementów grzejnych wysokiego napiecia jest o wiele trud¬ niejsze do wytwarzania elementów grzejnych niskiego napiecia — elementy grzejne wysokie¬ go napiecia sa wykonywane w ksztalcie prostej rury z koniecznoscia doprowadzenia pradu do obu jej konców, a wiec istnieje koniecznosc budowania grzejnika elektrycznego o dwu glo¬ wicach przylaczeniowych znajdujacych sie po obu koncach ogrzewacza. Dodanie drugiej glo¬ wicy powiekszylo nieco wymiary grzejnika i skomplikowalo instalacje zasilajaca, poniewaz przewody trzeba doprowadzac do obu glowic mieszczacych sie po obu koncach grzejnika, a ponadto przysporzylo producentom wiele trudnosci w ich eksploatacji, albowiem rurko¬ we elementy grzejne wysokiego napiecia sa konstrukcja technicznie jeszcze dostatecznie nie opracowana i czesto nie wytrzymujaca prób ani warunków pracy w eksploatacji. Produkcja ele¬ mentów grzejnych wysokiego napiecia jest po- zatym równiez kosztowniejsza od produkcji ele¬ mentów niskiego napiecia.Grzejnik elektryczny wysokiego napiecia we¬ dlug wynalazku nie posiada opisanych powy¬ zej wad obu rodzajów grzejników, natomiast ma male gabaryty, a do jego budowy uzywa sie tanszych i pewniejszych w dzialaniu ele¬ mentów grzejnych niskiego napiecia, moze miec tylko jedna glowice i to o wymiarach mniej¬ szych niz glowice grzejników opisanych wyzej, a w zalozonych warunkach (gabarytach) pozwa¬ la na uzyskanie grzejnika o klasie znacznie wyzszej (wyzsze napiecie probiercze, mniejszy prad uplywu) niz grzejnik wykonany jednym z poprzednich sposobów w tych samych za¬ lozonych warunkach.Na rysunku uwidocznione sa przyklady wy¬ konania grzejnika elektrycznego wedlug wy¬ nalazku. Fig. 1 przedstawia grzejnik elektrycz¬ ny wedlug wynalazku z jedna glowica przyla¬ czeniowa, a fig. 2 grzejnik elektryczny z dwo¬ ma glowicami przylaczeniowymi.W grzejniku elektrycznym wedlug wynalaz¬ ku, ksztaltka 1 odpowiednio profilowana i wy¬ konana z materialu odpornego na podwyzszona temperature (np. ceramicznego) tworzy jedna sciane obudowy sasiadujaca z komora przy¬ laczeniowa 2. W scianie tej sa umieszczone konce rurkowych elementów grzejnych 3 w ta¬ ki sposób, ze czesci grzejne tych elementów znajduja sie w czesci grzejnej obudowy 4 grzej¬ nika, a konce wraz z elektrodami przylacze¬ niowymi w glowicy przylaczeniowej 2. Dzieki takiemu rozwiazaniu, glowica przylaczeniowa jest krótsza o dlugosc izolatora przepustowego wysokiego napiecia, a czesc grzejna grzejnika, mniejsza o miejsce potrzebne na ulokowanie izolatorów wsporczych. Do budowy grzejnika stosuje sie elementy grzejne niskiego napiecia.W pewnych przypadkach moze istniec ko¬ niecznosc budowania grzejników elektrycznych wysokiego napiecia wedlug wynalazku nie o jedy¬ nym, lecz o dwóch glowicach przylaczeniowych (fig. 2), a to dlatego, ze w wielu wagonach szczególnie panstw zachodnio-europejskich, wy¬ konana instalacja elektryczna jest dostosowa¬ na do grzejników dwuglowicowych i jesli za¬ chodzi koniecznosc ich wymiany, grzejniki we¬ dlug wynalazku nalezy budowac w pelni wy¬ mienne z juz istniejacymi, bez koniecznosci przerabiania istniejacej instalacji; wówczas grzejnik posiadalby dwie sciany opisane wy¬ zej umieszczone w przeciwleglych koncach obu¬ dowy, a elementy grzejne musialy by byc pro¬ ste i posiadac po obu koncach elektrody przy- ; laczeniowe przykryte dwoma pokrywami two¬ rzacymi dwie glowice przylaczeniowe. Oba grzejniki elektryczne wedlug wynalazku nieza¬ leznie od walorów wyzej opisanych, posiadaja wyzsza jakosc od istniejacych a w szczególnos¬ ci — wyzsze napiecie próbne, które jest lat¬ wiej osiagnac w rozwiazaniu wedlug wynalaz¬ ku, na skutek moznosci uzyskania dluzszej dro¬ gi przeskoku iskry przebijajacej material. Z tych — 2 —samych powodów sa znacznie miniejalze pra¬ dy uplywu.Ksztaltka ] jest obsadzona w obudowie grzej¬ nika w sposób szczelny i sprezysty. Elementy grzejne w ksztaltce J sa równiez obsadzone w sposób sprezysty i szczelny. Sprezyste umiesz¬ czenie wymienionych elementów zapobiega ewentualnemu uszkodzeniu sie ksztaltek 1 w czasie ich pracy w wagonie bedacym w ruchu. PL