RU2753808C1 - Инфракрасный излучатель - Google Patents
Инфракрасный излучатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753808C1 RU2753808C1 RU2020137981A RU2020137981A RU2753808C1 RU 2753808 C1 RU2753808 C1 RU 2753808C1 RU 2020137981 A RU2020137981 A RU 2020137981A RU 2020137981 A RU2020137981 A RU 2020137981A RU 2753808 C1 RU2753808 C1 RU 2753808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaped plate
- infrared
- emitter
- infrared emitter
- radiating part
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
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
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к инфракрасным нагревателям, основным элементом которых является излучатель, создающий равномерный тепловой поток и способный работать при высоких температурах. Инфракрасный излучатель содержит выполненную из углерод-углеродных материалов П-образную пластину с излучающей частью и концевыми частями, токоподводящие ножки, выполненные съемными из графита или графитовых материалов и соединенные с П-образной пластиной посредством крепежных элементов, расположенных вне зоны нагрева, излучающая часть П-образной платины выполнена с продольными прорезями. Толщина П-образной пластины находится в пределах 0,8 мм до 4,0 мм. Инфракрасный излучатель согласно изобретению позволяет создать более дешевый инфракрасный блок, который обеспечит получение теплового потока с температурой до Т=3000 К и плотностью до q=3000 кВт/м2, работающий в условиях вакуума или в среде нейтрального газа и обеспечивающий нагревание конструкций до заданных температур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к экспериментальной технике, в частности к инфракрасным нагревателям, основным элементом которого является излучатель, способный работать при высоких температурах и создающий равномерный тепловой поток.
На сегодняшний день, известны инфракрасные излучатели, выполненные из графита и других композиционных материалов, способные работать при температурах излучающей поверхности до Т=2300 К и создающих тепловые потоки с плотностью до q=500 кВт/м2.
За прототип принят инфракрасный излучатель, входящий в инфракрасный нагревательный блок (патент на изобретение «Инфракрасный нагревательный блок» RU №2539974, МПК Н05В 3/24, дата публикации 11.12.2014 г.). Инфракрасные излучатели выполнены цельными из композиционного материала углерод-углерод в виде единой П-образной пластины, представляющей собой излучающую часть в виде тела накала и две токоподводящие концевые части, при этом токоподводящие концы толще тела накала в 4-5 раз и перпендикулярны ему.
Основными недостатками являются:
1) Высокая стоимость и сложность изготовления, связанная с изготовлением инфракрасного излучателя в виде единой пластины.
2) При длительной эксплуатации токоподводящие концевые части пластины дополнительно нагреваются, при этом повышается вероятность электрического пробоя.
3) Выполнение концевых частей излучателя из одного материала с излучающей частью приводит к значительному падению напряжения и возрастанию температуры в них.
4) Ограничение температуры тела накала максимальной температурой Т=2300 К.
5) Недостаточная равномерность создаваемого теплового потока. Задачей и техническим результатом настоящего изобретения являются:
создание инфракрасного излучателя, обеспечивающего повышение максимальной температуры излучающей поверхности до Т=3000К, достижение равномерного теплового потока плотностью до q=3000 кВт/м2, а также обеспечивающего возможность замены излучающей части и снижение общей стоимости излучателя. Дополнительно создание сборного инфракрасного излучателя позволяет расширить его функциональные возможности.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что инфракрасный излучатель, содержащий выполненную из углерод-углеродных материалов П-образную пластину с излучающей частью и концевыми частями снабжен токоподводящими ножками, последние выполнены съемными из графита или графитовых материалов и соединены с П-образной пластиной посредством крепежных элементов, расположенных вне зоны нагрева.
Технический результат также достигается тем, что излучающая часть П-образной пластины выполнена с продольными прорезями, а толщина П-образной пластины постоянна и находится в пределах 0,8 мм до 4,0 мм.
На фигуре 1 представлен общий вид предлагаемого сборного инфракрасного излучателя.
На фигуре 2 представлен вид сбоку токоподводящей ножки.
Инфракрасный излучатель (фиг. 1, фиг. 2) содержит П - образную пластину 1, с концевыми частями, выполненными под углом 90 градусов, и основной излучающей частью 2, выполненной с продольными сквозными прорезями 3, обеспечивающими снижение необходимой силы тока для получения более высокого и равномерного теплового потока. При этом П-образная пластина выполнена цельной из углерод-углеродных композиционных материалов. Параллельно концевым частям П-образной пластины с обеих сторон расположены токоподводящие ножки 4, имеющие вырез в своей верхней части, который выполнен таким образом, что позволяет устанавливать П-образные пластины толщиной в пределах от 0,8 мм до 4,0 мм в зависимости от задач эксперимента. Между внутренней стороной концевых частей П-образной пластины 1 и местом выреза в токоподводящих ножках 4 находятся прокладки 5, которые обеспечивают плотное прилегание соединяемых частей излучателя и снижают контактное сопротивление между ними. С внешней стороны концевых частей П-образной пластины 1 вне зоны нагрева находятся прижимные планки 6 и винты 7, которые фиксируют всю конструкцию инфракрасного излучателя. При этом составные части излучателя: П-образная пластина с излучающей частью выполнена из углерод-углеродных композиционных материалов, токоподводящие ножки, прокладки, прижимные планки и винты выполнены из графита или графитовых материалов, имеющих более низкий коэффициент удельного сопротивления по сравнению с П-образной пластиной.
Предлагаемый излучатель работает следующим образом: Поступающий от системы электропитания электрический ток через токоподводящие ножки 4, которые через прокладки 5 и прижимные планки 6 соединены винтами 7 с концевыми частями П-образной пластины 1 преобразуется в тепловой поток, который реализуется на основной излучающей части пластины 2 с плотностью q=2500-3000 кВт/м2. Прокладки 5 и прижимные планки 6 расположены по двум сторонам концевых частей П-образной пластины и служат для прочного соединения с ними и уменьшения контактного сопротивления. Достижение равномерного распределения теплового потока на нагреваемый объект реализуется с помощью продольных прорезей 3 (ширина и количество прорезей может быть различной). Также продольные прорези 3 снижают тепловую нагрузку излучающей части при высокой излучающей способности излучателя. Регулируя напряжение и силу тока, подаваемые на П-образную пластину, можно изменять температуру основной излучающей части пластины и плотность теплового потока, падающего на экран (инфракрасный излучатель является частью инфракрасного блока, в состав которого входит экран) и объект испытаний.
Возможность сборки составных частей излучателя, обеспечит расширение функциональных возможностей излучателя в целом, поскольку позволяет выбрать и установить П-образную пластину толщиной в пределах от 0,8 мм до 4,0 мм, выполненную из углерод-углеродных композиционных материалов, а также, при необходимости, заменить ее на пластину большего или меньшего размера и в зависимости от задач эксперимента.
Для увеличения коэффициента полезной мощности излучателя его составные части выполнены из разных материалов. Различие удельных сопротивлений токоподводящей ножки и излучающей пластины позволяет получать более низкие температуры на токоподводящей ножке и более высокие на излучающей пластине. Применение съемных токоподводящих ножек, прокладок, прижимных планок и винтов позволяет в дальнейшем производить многократную сборку излучателя, ускорять ремонт и снижать стоимость излучателя в целом.
Предлагаемый сборный инфракрасный излучатель позволяет снизить стоимость инфракрасного блока, который в свою очередь обеспечивает нагрев основной излучающей части пластины 2 до Т=3000 К с плотностью до q=3000 кВт/м2, работающий в условиях вакуума или в среде нейтрального газа и обеспечивающий нагревание конструкций до заданных температур. Количество сборных инфракрасных излучателей зависит от требований к равномерности теплового поля, и мощности теплового воздействия на объект испытаний.
Claims (2)
1. Инфракрасный излучатель, содержащий выполненную из углерод-углеродных материалов П-образную пластину с излучающей частью и концевыми частями, отличающийся тем, что содержит токоподводящие ножки, выполненные съемными из графита или графитовых материалов и соединенные с П-образной пластиной посредством крепежных элементов, расположенных вне зоны нагрева, при этом излучающая часть П-образной пластины выполнена с продольными прорезями.
2. Инфракрасный излучатель по п. 1, отличающийся тем, что толщина П-образной пластины постоянна и находится в пределах от 0,8 мм до 4,0 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137981A RU2753808C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Инфракрасный излучатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137981A RU2753808C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Инфракрасный излучатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753808C1 true RU2753808C1 (ru) | 2021-08-23 |
Family
ID=77460371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137981A RU2753808C1 (ru) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | Инфракрасный излучатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753808C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU105556U1 (ru) * | 2010-06-24 | 2011-06-10 | Александра Леонидовна Беляева | Электрический инфракрасный нагреватель |
JP2012229851A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Aiho Corp | 加熱調理装置 |
RU2539974C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2015-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
RU2694244C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-07-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Инфракрасный нагреватель |
RU2722855C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-06-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" "ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
-
2020
- 2020-11-19 RU RU2020137981A patent/RU2753808C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU105556U1 (ru) * | 2010-06-24 | 2011-06-10 | Александра Леонидовна Беляева | Электрический инфракрасный нагреватель |
JP2012229851A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Aiho Corp | 加熱調理装置 |
RU2539974C1 (ru) * | 2013-08-05 | 2015-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
RU2694244C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-07-10 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Инфракрасный нагреватель |
RU2722855C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-06-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" "ФГУП "ЦАГИ") | Инфракрасный нагревательный блок |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3912905A (en) | Electric resistance heating device | |
US8378266B2 (en) | Smart layered heater surfaces | |
US8498526B2 (en) | Wire mesh thermal radiative element and use in a radiative oven | |
KR970010986B1 (ko) | Ptc 더미스터 발열장치 | |
KR20100085975A (ko) | 발열체 유닛 및 가열 장치 | |
RU2753808C1 (ru) | Инфракрасный излучатель | |
US20150334775A1 (en) | High speed oven including wire mesh heating elements | |
US4016403A (en) | Electrical heating element | |
CN106093651A (zh) | 一种实现绕组两端温度差异的变压器温升装置及方法 | |
US20110044736A1 (en) | Heat generating unit and heating apparatus | |
US8538249B2 (en) | Broiler for cooking appliances | |
RU2539974C1 (ru) | Инфракрасный нагревательный блок | |
JP2006261095A (ja) | 面状ヒータ装置 | |
KR100608923B1 (ko) | 전기방열판히터 | |
US11828490B2 (en) | Ceramic heater for heating water in an appliance | |
RU2722855C1 (ru) | Инфракрасный нагревательный блок | |
KR20080005438U (ko) | 기체(공기) 가열용 금속 ptc히터 | |
US5310979A (en) | Microwave ovens with infrared rays heating units | |
US5263115A (en) | PTC electric heating element assembly | |
DE102010063454B4 (de) | Strahlungsheizkörper für ein Kochfeld sowie Kochfeld | |
EP0484327A1 (en) | Arrangement for converting electrical energy to heat energy | |
KR200391217Y1 (ko) | 전기방열판히터 | |
US1142861A (en) | Electrical heating unit. | |
RU211521U1 (ru) | Шунгитовый электронагреватель | |
RU184422U9 (ru) | Электрическая конфорка |