SE526522C2 - Keramisk stödskiva för värmeledare - Google Patents

Description

526 522 2 höga temperaturer, nämnda stödskiva har ett centralt genomgå- ende hål beläget parallellt med motståndselementets longitu- dinella axel och ett eller flera hål placerade mellan nämnda centrala hål och skivans periferi och utmärkes av, att skivan är försedd med åtminstone en långsträckt slits löpande från nämnda periferi till åtminstone ett av nämnda hål och/ eller centralhålet, där varje långsträckt slits tränger in i hela skivans tjocklek och av att antalet slitsar understiger anta- let hål.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en stödskiva för värmeledare som möjliggör högre energivärden i elementen. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad stödskiva för värmeledare för användning vid högre temperaturer.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en stödskiva för värmeledare med förbättrade egenskaper vid högre termiska cykelhastigheter.

Kort beskrivning av figurerna _ - Figurerna lA och lB visar en första utföringsform av en keramisk skiva enligt föreliggande uppfinning - Figurerna 2A. och 2B visar en andra utföringsforn1 av en keramisk skiva enligt föreliggande uppfinning - Figurerna 3A och 3B visar en tredje utföringsform av en keramisk skiva enligt föreliggande uppfinning - Figurerna 4A och 4B visar en fjärde utföringsform av en keramisk skiva enligt föreliggande uppfinning - Figurerna 5A. och 5B visar en femte utföringsfornl av en keramisk skiva enligt föreliggande uppfinning. hzkiocworldsllltíbrcllggandcinldoc , 2005-06-14 70 15 20 25 30 526 522 Hos respektive figurer är A en planvy och B är ett tvärsnitt hos respektive skivor.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen I figur 1A visas en keramisk stödskiva 1 för värmeledare för stödjande ett elektriskt motståndselement för elektriskt upp- värmda ugnsinstallationer i en planvy. Nämnda stödskiva l har ett centralhâl 2 beläget parallellt med skivans longitudinel- la axel. Vidare är skivan försedd med ett eller flera hål 3 och 6 placerade mellan nämnda centralhàl 2 och skivans peri- feri 4. Hàlen kan vara cirkulära eller kan ha en annan form såsom ett elliptiskt hål 15, se figur 5A.

Periferin kan ha en vågform eller en annan form såsom cirku- lär.

Enligt uppfinningen är skivan ytterligare försedd med en eller flera långsträckta slitsar 5 löpande från nämnda peri- feri 4 genom ett av hålen 6. Den långsträckta slitsen genom- tränger hela nämnda skivas l tjocklek.

Det elektriska motståndselementet är stöttat av två eller flera skivor l placerade på rad efter varandra, där elementet löper genom nämnda hål.

Skivan 1 är generellt framställd av rena oxider eller en Zr och/eller Y, och/eller Ti blandning av oxider av elementen Al, Si, Mg, nitrider respektive borider av elementen Si eller andra lämpliga värmebeständiga keramiska material. hfldocworkßlutförelåggandejnldoc , 2005-06-14 10 75 20 25 30 526 522 4 En föredragen utföringsform. kan innefatta 40 - 100 vikt-% A120; och 60 - 0% SiO2 plus några additiv, såsom för främjande förfarandet när skivan sintras.

Den lángsträckta slitsen och/eller slitsarna kan framställas genom pressning, sågning eller strängpressningsförfaranden före eller efter uppvärmning.

Typiskt har motstândselementet en temperatur som är högre än ugnstemperaturen under drift. När ugnen stängs av kommer motståndselementets temperatur att minska till ungefär ugnstemperaturen. Det finns sådana tillämpningar där ugnen är d.v.s. periodiskt på- och avslagen, exponerad för extremt hög cyklisk termisk spänning. Det finns även tillämpningar där elementen verkar kontinuerligt, där extremt hög termisk spän- ning inträffar under till exempel byte av element.

Med uppfinningen erhålls de mekaniska spänningarna som indu- ceras termiskt när skivan uppvärms till sin arbetstemperatur och som induceras när skivans temperatur varierar, kommer inte att nå det kritiska värdet av initiering av en spricka startande från skivans periferi och löpande inåt.

Det maximala värdet av sådana spänningar begränsas med hjälp av den lángsträckta slitsens närvaro, vilket ger att de ter- miskt inducerade dragspänningarna vid. periferin kommer 'att begränsas.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen begränsas längden av nämnda lángsträckta slits 5 till skivans l maxima- la radie. hfldocworldslutföreliggandeinldoc , 2005-06-14 10 15 20 25 30 526 522 5 Enligt en utföringsform löper nämnda långsträckta slits längs nämnda skivas l radie, som illustreras i figurerna lA och 3A med slitsarna 5 och 7.

Enligt en alternativ utföringsform löper nämnda långsträckta slits i en annan riktning än längs nämnda skivas l radie, som illustreras i figurerna 2A och 4A med slitsarna 8, 9.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform begränsas bredden hos den långsträckta slitsen 5, 7, 8, 9 till hàlens diameter 6, 2, 10 och ll i vilka den slutar.

Som visas i figurerna 2A och 4A kan den långsträckta slitsen 8, 9 väl löpa genom hålen 12, 13, l4.

Enligt ännu en annan den föredragen utföringsform har långsträckta slitsen samma bredd, eller en bredd som varie- rar, som längden hos den långsträckta slitsen.

Enligt ännu en annan föredragen utföringsform slutar nämnda långsträckta slitsändar i centralhàlet 2, som illustreras i lA och 2A.

Enligt ännu en föredragen utföringsform av uppfinningen finns två eller fler av nämnda långsträckta slitsar 16, l7 i skivan l som illustreras i figur 5A.

I figur 5A illustreras det att hålen 3 kan vara asymmetriskt placerade såväl som att de två långsträckta slitsarna kan riktas i olika riktningar. Hâlen 3 kan koncentreras till en sida av skivan, därmed koncentrering av strålningen i den riktningen. hfldocworhslnxtßrelággxndeirxldoc , 2005-06-14 10 526 522 Eftersom det finns en eller flera långsträckta slitsar i nämnda skiva är värden relaterade till den maximala mekaniska spänningen hos en skiva 1 enligt föreliggande uppfinning i ett område av mer än 50 - 70 % av värden för en skiva enligt känd teknik.

Dessutom har den mekaniska hàllfastheten olika värden i olika riktningar, vilket är av ^vikt vid. placeringen av skivan i värmeinstallationen. Det är därför fördelaktigt att placera de olika skivorna, placerade en efter en längs motståndsele~ mentets längd, så att skivorna roteras så att den långsträck- ta slitsen hos respektive skiva pekar i olika radiella rikt- ningar. hzhlocworidslutfórelâggandeinldoc, 2005-06-14

Claims (12)

10 15 20 25 30 526 522 Patentkrav

1. Keramisk stödskiva för värmeledare för stödjande ett elektriskt motståndselement för elektriskt uppvärmda ugnsin- stallationer för höga temperaturer, nämnda stödskiva har ett centralhål (2) beläget parallellt med motstàndselementets longitudinella axel och ett eller flera hål (3, 6, 10 - 15) placerade mellan nämnda centralhál (2) och skivans (1) peri- (4), försedd med åtminstone en làngsträckt slits (5, 7, 8, 9, 16, feri k ä n n e t e c k n a d a v, att skivan (1) är 17) löpande från nämnda periferi (4) till åtminstone ett av nämnda hål (3, 6, 10 ~ 15) och/eller centralhålet (2), varje làngsträckt slits tränger in i hela skivans (1) där tjock- lek och av att antalet slitsar understiger antalet hål.

2. Skiva enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att åtminstone en slits (5, 8, 9) hål till ett längre från periferin beläget hål (2, 12, 13). k ä n n e t e c k n a d att nämnda långsträckta slits (5, 7, 8, 9, 16, 17) längd är

3. Skiva enligt krav 1 eller 2, a v, begränsad till skivans (1) maximala radie.

4. Skiva enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda långsträckta slits (5, 7) löper längs nämnda skivas (1) radie.

5. Skiva enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda långsträckta slits (8, 9, 16, 17) löper i en annan riktning än längs nämnda skivas (1) radie.

6. Skiva enligt krav 1, 2, 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k ~ n a d a v, att den långsträckta slitsens (5, 7, 8, 9, 16, hzvlocworldslutíbrellggaxxdejrxldoc, 2005-06-14 löper vidare och genom nämnda_ 10 15 20 25 30 526 522 10 - 15) och/ i vilket den slu- 17) bredd är begränsad uppåt till hålets (3, 6, eller centralhàlets (2) maximala diameter, tar.

7. Skiva enligt krav 1, 2, 3, 4 eller 6, k ä n n e t e c k - n a d a v, att den làngsträckta slitsen (5, 7, 8, 9, 16, 17) har samma bredd, eller en. bredd som varierar, med nämnda långsträckta slits längd.

8. Skiva enligt krav 1, 2, 3, 4, 5, 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a d a v, att nämnda lángsträckta slits (5, 7, 8, 9) slutar i centralhàlet (2).

9. Skiva enligt krav 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d att det finns två eller fler av de nämnda (16, (l). a v, lângsträckta slitsarna 17) i skivan

10. Skiva enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att hälen (3, 6, 10 - 15) är asymmetriskt placerade på skivans yta.

11. Skiva enligt något av kraven 1 - 10, k ä n n e t e c k - n a d a v, att nämnda centralhàl (2) och nämnda hål (3, 6, 10 - 15) har en elliptisk form.

12. Skiva enligt något av kraven 1 ~ 10, k ä n n e t e c k - n a d a v, att nämnda centralhàl (2) och nämnda hål (3, 6, 10 - 15) har en cirkulär form. hfldocworldslutförelàggaxxdeinlxloc , 2005-06-14