TR201809343T4 - Elektrikli ısıtma cihazı. - Google Patents

Abstract

Elektrikli ısıtma cihazı bir radyant boru (2) ve radyant boruya yerleştirilmiş bir elektrikli ısıtma elemanının yanı sıra, elektriksel biçimde iletken malzemeden bir koruyucu geçme (10) içerir. Koruyucu geçme (10) radyant boru ve elektrikli ısıtma elemanının arasına yerleştirilmiştir. Cihaz daha yüksek eleman gücü kullanımını mümkün kılar.

Description

TARIFNAME ELEKTRIKLI ISITMA CIHAZI AÇIKLAMA Bu bulus genelde bir radyant borunun yani sira, isitma teli içeren bir isitma elemani içeren bir elektrikli isitma cihazina iliskindir.

US 5 473 141 sayili belge bir radyant borunun yani sira, boruda ileri geri uzanan isitma telinin birçok bacagi olan bir eleman içeren bir elektrikli isitma cihazinin bir örnegini açiklar. Eleman radyant boruda içinden elemanin bacaklarinin geçtigi deliklerle donatilmis seramik levhalarla desteklenir. açiklanmistir. Bu durumda bile elektrikli isitma cihazi bir radyant boru ve boruda ileri geri uzanan birçok bacagi olan bir elektrikli isitma elemani içerir ve eleman boruda içinden elemanin bacaklarinin geçtigi deliklerle donatilmis seramik levhalarla desteklenir.

Bir elektrikli isitma cihazinin baska bir örnegi US 4.236.139 sayili belgede açiklanmistir.

Bu durumda elektrikli isitma cihazi bir radyant borunun yani sira, boruda bir göbekle desteklenen spiral sekilli bir isitma elemani içerir.

FR 2 612 723 sayili belge bir radyant boru, bir koruyucu boru ve bir isitma elemani içeren bir isitma elemanini açiklar. Bu tip elektrikli isitma cihazinda elektrikli isitma elemanlari büyük gerilimlere tabi olur, bunlar belirli bir kullanim süresi sonrasi eleman arizasina yol açabilir. Eleman arizasi elemanin isitma telinin isil genlesmesi sebebiyle maruz kaldigi germe ve sikistirma kuvvetleri nedeniyle olabilir. Eleman arizasinin nedenlerinin baska bir örnegi, güç çiktisi ve/veya islem sicakligi seklinde yaslanma ve asiri yüklenmedir.

Bir eleman arizasi sirasinda bir tel kopmasi olacaktir. Bu tel kopmasina yüzey arizasi ve yakin isitma teli arasinda bir elektrik arki eslik eder, bu isitma telindeki metalin eriinesine yol açabilir. Üretilen erimis metal düser ve radyant borunun iç yüzeyine sikica kaynak Tel ve/veya telin yüzey arizasi ve radyant borunun iç yüzeyi arasinda bile elektrik arki meydana gelebilir. Bu, elektrik arkinin isitma telini ve/veya radyant borunun iç yüzeyini eritmesine yol açar. En kötü durumda elektrik arki radyant borunun içten yanmasina yol açabilir.

Eleman arizasi riski bu tip elektrikli isitina cihazlarinin aslinda inüinkün olandan çogu zaman daha düsük güçte kullanilmasi demektir. Bu nedenle bu bulusun birinci amaci, bir elektrikli isitma aygitiyla daha yüksek güç çiktisini mümkün kilmaktir. Bulusun diger bir amaci, eleman arizasi nedeniyle radyant boruya gereksiz hasari önlemek, yani sonuçlari en aza indirmektir.

Yukarida belirtilen amaçlara bir radyant boru, radyant boruya yerlestirilmis bir elektrikli isitma elemani içeren bir elektrikli isitma cihazi vasitasiyla ulasilir, burada elektrikli isitma elemani radyant boruda uzanan isitma teli içerir, isitma elemani radyant borunun bir ucunda akim çikislarina baglidir ve isitma elemani bir destek yardimiyla radyant boruda desteklenir. Elektrikli isitma cihazi ayrica radyant boru ve elektrikli isitma elemani arasina yerlestirilmis elektriksel biçimde iletken malzemeden bir koruyucu geçmesi içerir.

Koruyucu geçmenin birinci amaci, eleman arizasi durumunda erimis metale karsi radyant boru için koruma görevi görmektir. Geçme isitma telinin yüzey arizasi ve koruyucu geçmenin yer aldigi radyant boru arasinda bir elektrik arkinin potansiyel olusumunu da önler, zira elektrik arki isitma telinin yüzey arizasi ve koruyucu geçme arasinda olusur. Bir potansiyel eleman arizasinin sonuçlari bu sekilde azaltilir. Bu, isitma cihazinin daha yüksek güçte kullanilmasini mümkün kilar, zira önceki teknigin kullandigi emniyet payi azaltilabilir.

Bir eleman arizasi durumunda eleman ve koruyucu geçme radyant borudan kolayca çikartilabilir ve degistirilebilir. Hasarlar ve olasi erimis kalintilar koruyucu geçme tarafindan tasinir.

Bir düzenlemeye göre koruyucu geçme bir akim iletkeni olarak da çalisir ve tercihen radyant borunun boru Ilansina baglantida topraklanmistir. Çizimlerin kisa açiklamasi Sekil la, isitma elemaninin radyant borudan çikarildigi önceki teknige göre bir elektrikli isitma cihazini gösterir.

Sekil lb, önceki teknige göre bir elektrikli isitma cihazini gösterir.

Sekil 2, bulusa göre bir koruyucu geçme içeren bir elektrikli isitma cihazini gösterir.

Sekil 3, bulusa göre bir koruyucu geçme içeren bir elektrikli isitma cihazinin bir enine kesitini gösterir.

Detayli Açiklama Bulus simdi Sekillerle baglantili açiklanacaktir.

Sekil la ve lbs önceki teknige göre bir elektrikli isitma cihazini (1) gösterir. Sekil la,da isitma elemani uyumunu açikça göstermek için radyant borudan ayridir, Sekil lb ise kullaniin sirasinda isitma elemaninin radyant boruya nasil yerlestirildigini gösterir.

Elektrikli isitma cihazi bir kapali ucu (2b) ve bir açik ucu (2a) olan bir radyant boru (2) içerir. Radyant borunun açik ucunun (Za) bir firin duvarinin yakininda olmasi amaçlanmistir. Bir elektrikli isitma elemani (3) açik uç (2a) vasitasiyla radyant boruya (2) yerlestirilmistir. Sekil la ve 1b°de elektrikli isitma elemani (3) radyant boruda (2) ileri geri geçen ve radyant borunun (2) kapali ucunun yakinina yerlestirilmis kesimler (5) vasitasiyla birbirine bagli olan isitma telinin birkaç bacagindan (4) olusur. Elektrikli isitina elemaninin baska formlari da olabilir. Elektrikli isitma elemani, ya iyi uyumlu, ya da seramigin sadece helisin kapali alaninin üst bölümüne, yani on seramik yatak boru üzerindeki helise yerlestirildigi örnegin oluklu veya düz bir seramik göbegi kusatan bir helisel eleman olabilir.

Vasitasiyla elektrikli isitma elemanina (3) elektrik akiminin beslendigi akim çikislari (8) (Sekillerde sadece birincisi gösterilmistir) radyant borunun açik ucuna (Za) yerlestirilinistir. lsitina elemani elemanin bacaklarinin (4) geçtigi deliklerle donatilmis seramik disklerin (6) yardimiyla radyant boruda (2) uygun biçiinde desteklenir. Isitma elemani (3) radyant boruda (2) ve seramik disklerdeki (6) merkezi deliklerin içinden merkezi biçimde uzanan bir merkezi çubugun (7) yardimiyla radyant boruda (2) ayrica desteklenebilir. Radyant boru ayrica öncelikle radyant boruyu (2) firinda yerinde tutmak üzere yerlestirilmis, ama çogunlukla firin atmosferi ve firinin disindaki standart atmosfer/hava arasinda bir conta olusturmak üzere de yerlestirilmis bir boru flansi (9) içerir. Flans çogu zaman bir civatali baglanti vasitasiyla firin duvarina karsi yerlestirilmistir ve o baglanti vasitasiyla topraklanabilir. Bazi durumlarda boru flansi topraklaninis olan firin duvarina bir kablo vasitasiyla baglanabilir ve bu sekilde boru topraklanir.

Bu bulusa göre isitma cihazi bir radyant borunun yani sira, isitma teli içeren bir isitma elemani içerir. Bir koruyucu geçme radyant boru ve isitma elemani arasina yerlestirilmistir, bu sayede bir eleman arizasi durumunda, potansiyel eleman ve erimis metal kalintisi yerçekimi yardimiyla koruyucu geçmenin üzerine düser.

Sekil 2, bulusun bir düzenlemesine göre bir isitma cihazini gösterir. Isitma cihazi bir radyant boruda (2) ileri geri uzanan isitma telinin (4) bacaklari olan bir elektrikli isitma elemani içerir. Elektrikli isitma elemani radyant borunun (2) birinci ucunda bir akim çikisina (gösterilmemis) baglidir ve isitma elemani SekiFde içinden elemanin bacaklarinin geçtigi deliklerle donatilmis seramik diskler (6) seklinde gösterilmis bir destek tarafindan radyant boruda desteklenir. Sekil Zide isitma cihazinin bir merkezi çubugu (7) da vardir.

Bu düzenlemeye göre isitma elemani bir firina yatay montaja yöneliktir. Isitma elemaninin Sekillerde gösterilenden baska bir seklinin olabilecegi belirtilmelidir, zira bulus isitma teli ve radyant boru arasinda temas riskinin oldugu isitma teli içeren baska tip isitma elemanlarina da uygundur.

Bir koruyucu geçme (10) radyant boruya görece çikarilabilecek biçimde radyant boru ve elektrikli isitma elemani arasina yerlestirilmistir. Koruyucu geçme (10) elektrikli isitma elemanina görece de çikarilabilir. Koruyucu geçmenin (10) bir potansiyel eleman arizasi sirasinda erimis metal kalintilarini toplama islevi vardir ve isitma telinden ve/veya radyant borudan erimis metal yerçekimi nedeniyle koruyucu geçmenin (10) üzerine düsecek biçimde radyant borunun içine yerlestirilmistir. Koruyucu geçmenin (10) eleman arizasi nedeniyle elektrikli isitma elemanindan gevsemis olan isitma telinin olasi parçalarini toplama islevi de vardir.

Bir eleman arizasi durumunda elektrikli isitma elemani radyant borudan kolayca çikartilabilir ve koruyucu geçmeyle birlikte degistirilebilir. Koruyucu geçme elektrikli isitma elemanindan gevsemis isitma telinin parçalari ve olasi erimis kalintilar gibi hasari tasir. Koruyucu geçmenin içinden olasi bir yanma durumunda bile, kalintilar koruyucu geçmeyle birlikte çikartmak daha kolay olacaktir. Koruyucu geçmenin isil kütlesi nedeniyle yüzey kaynagina maruz kalan bölgenin bir koruyucu geçmesiz önceden bilinen isitma elemanlarina kiyasla düsük bir uzantisi olacaktir. Ayrica, koruyucu geçmeyi kavramak kolaydir, bu radyant boruya kaynaklanmis olan malzemeyi ayirmayi, hatta çekmeyi mümkün kilar.

Koruyucu geçmenin elektrikli isitma elemanindan radyant boruya isi transferini etkilememesi için iyi isi iletkenligi olmalidir, yani elektriksel biçimde iletken olmalidir.

Koruyucu geçmenin en az 0,6 gibi yüksek salimliligi olan bir malzemeden olusturulmasi da tercih edilir.

Tercih edilen bir düzenleme Sekil 37te gösterilmistir. Sekil radyant borunun (2) ve koruyucu geçmenin (10) bir enine kesitini gösterir. Bir elektrikli isitma eleinani (gösterilmemis) yukarida açiklandigi gibi ayni sekilde radyant borunun içine yerlestirilmistir. Bu düzenlemeye göre koruyucu geçme (10) elektrikli isitma cihazinin eksenel boyunun, yani radyant borunun (2) eksenel boyunun bir enine kesitinden görüldügünde 45°,ye kadar bir merkezi açisi ((1) olan genelde bir dairesel ark sekline sahip olacak biçimde yapilandirilabilir, burada koruyucu geçme için orta nokta (M) radyant boru için merkezi eksen boyunca yer alir. Açi (oi) elektrikli isitma elemanindan radyant boruya yayilan isiyi mümkün oldugu kadar az engellemek için mümkün oldugu kadar küçük yapilmalidir, koruyucu geçmenin görevini yerine getirebilmesi için de yeterince büyük olmalidir. Tercih edilen bir düzenlemeye göre koruyucu geçme 20° - 40°, tipik olarak yaklasik 30°,lik bir merkezi açisi (oi) olan bir dairesel ark olusturacak biçimde olusturulmalidir.

En basit formunda koruyucu geçme bir levha olabilir. Levha Sekil 3”te gösterildigi gibi radyant borunun (11) içinin kavisi izleyecek biçimde uygun biçimde yuvarlatilmis olmalidir. Levhanin uygun kalinligi 1 mm - 5 mm olabilir.

Tercih edilen bir düzenlemeye göre koruyucu geçme koruyucu geçme ve radyant boru arasinda direkt isi iletimi olacak biçimde yerlestirilmistir. Koruyucu geçme ve radyant bom arasinda bir aralik koruyucu geçme ve radyant boru arasinda bir radyasyon kademesinin meydan geldigi anlamina gelir, bu isitma elemaninda gereksiz sicaklik artisiyla sonuçlanir.

Direkt isi transferi olacak biçimde koruyucu geçme ve radyant boru arasindaki mesafeyi en aza indirerek isitma elemaninin çalisma sicakligi düsürülebilir, bu eleman arizasi için düsük bir riske yol açar. Direkt isi transferi koruyucu geçme radyant borunun içiyle yakin temastayken, tercihen genelde radyant borudaki koruyucu geçmenin tüm boyu boyunca gerçeklestirilebilir.

Tercih edilen baska bir düzenlemeye göre koruyucu geçme ayrica eleman arizasi durumunda akim iletkeni olarak görev yapar. Bunu elde etmek için, koruyucu geçme uygun biçimde radyant borunun boru Ilansina baglantida topraklanmistir. Bu ya koruyucu geçmenin boru flansi ve/veya radyant boru ile yakin temasta olmasi, ya da alternatif olarak koruyucu geçme ve topraklanmis olan firin duvari arasinda ayri bir baglanti vasitasiyla elde edilebilir. Koruyucu geçmenin boyutlari koruyucu geçmenin erimesi isitma elemaninin sigortasi atmadan önce olmayacak biçimdedir.

Bulusa göre isitma elemani daha yüksek bir güç kullanimini mümkün kilar, zira bir potansiyel eleman arizasi bu tür yikici sonuçlara neden olmayacaktir. Bu sekilde daha düsük emniyet paylari güç çikisi seçiminde kullanilabilir ve isitma cihazini kullanan sistemlerde verimlilik gelistirilir. Bulus elektrikli isitma elemanini degistirmeyi daha da kolaylastirir ve bir elemani degistirirken radyant boruyu kurtarma imkani vardir. Bu isitma cihazinin kullaniin ömrünü uzatirken ayni zamanda daha yüksek sicakliklarda kullanilabilir.

Koruyucu geçme mekanik direnci arttirmak için agirlikça %0,1,e kadar C, agirlikça %0,8“e kadar Si, agirlikça %0,5,e kadar Mn, agirlikça %20-25 Cr, agirlikça %4-7 A1 ve muhtemelen agirlikça %59e kadar katkilar içeren bir demir-bazli alasim gibi krom ve alüminyum içeren bir ferrik demir-bazli alasimdan uygun biçimde yapilabilir. Bu tür alasimlann örnekleri Kanthal A-l, Kanthal AF veya Kanthal APM ticari isimleriyle bilinir.

Bu tür demir-krom-alüminyum alasimlari iyi oksitlenme direncine ve uygun erime noktalarina sahip oldugundan tercih edilir. Yukarida bahsedilen malzemelerin yüksek salimliligi da vardir. Koruyucu geçmenin nikel-krom-bazli alasimlar gibi baska tip malzemeden veya iyi iletkenligi ve tercihen en azindan 0,6 salimliligi olan seramik malzemelerden yapilinasi da düsünülmüstür. Uygun bir seramik inalzemenin bir örnegi silikon karbürdür.

Bulus yukarida bahsedilen düzenlemelerle sinirli degildir, ama bagimsiz Istem lsin parametreleri içinde degisebilir. Örnegin koruyucu geçme radyant boruya radyasyon seklinde isi transferi arttigi bir delikli levhadan olusabilir. Ayrica isitma elemaninin yukarida açiklananlardan baska formlari olabilir, örnegin helisel sekilli olabilir. Bulus akim tasiyici ve/veya isitma elemaninin radyant boru ile temas edebilecegi her tip isitma cihazinda uygulanabilir. Örnegin, elektrikli isitma elemaninin daha fazla veya daha az bacagi olabilir ve destek farkli biçimde saglanabilir. Elektrikli isitma elemaninin kivrimli olmasi da mümkündür, burada isitma elemani bacaklari, örnegin destek olarak islev gören belgede açiklandigi biçimde radyant boruya yerlestirilmis çok sayida elektrikli isitma elemani olmasi mümkündür.

Bir firina yatay montaja yönelik bir elektrikli isitma cihazi yukarida açiklanmistir. Ancak bulusun bir firina dikey monte etmeye yönelik elektrikli isitma elemanlari için kullanmasi da düsünülmüstür. Tabii ki, bu durumda bile koruyucu geçme eleman arizasi durumunda isitma telinin potansiyel ve erimis metal parçalari yerçekimi yardimiyla koruyucu geçmenin üzerine düsecek biçimde radyant boruya yerlestirilmistir. Bu sekilde isitma teli ve radyant boru arasinda bir kivilcim yakalanir ve sigorta atma veya yanma riski azaltilir.

Koruyucu geçme bu durumda tercihen radyant borunun iç çevresinin 360°7sini esit kaplayacak biçimde olusturulmustur, yani koruyucu geçme radyant borunun içindeki bir boru seklindedir. Bu durumda borunun içi erimis metal için bir dikey koruyucu olarak da islev görecektir.

Claims (18)

ISTEMLER

1. Bir radyant boru (2) ve radyant boru (2) içerisinde düzenlenmis bir elektrikli isitma elemaninin (4) yani sira, elektriksel biçimde iletken malzemeden bir koruyucu geçme (10) içeren elektrikli isitma cihazi olup, burada elektrikli isitma elemani (4) isitma telinden olusur, isitma elemani (4) radyant borunun (2) bir ucunda akim çikislarina baglidir; ve isitma elemani (4) bir destek (6) yardimiyla radyant boruda (2) desteklenir, burada koruyucu geçme (10) radyant boru (2) ve elektrikli isitma elemani (4) arasinda düzenlenmistir, elektrikli isitma elemaninin özelligi koruyucu geçmenin (10) radyant boruya (2) ve elektrikli isitma elemanina (4) göre çikartilabilir biçimde düzenlenmis olmasidir.

2.Istem 1”e göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) isitma eleinaninin isitma teliyle (4) direkt temasta degildir.

3. Istem 1 veya 2°den birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) boru flansi ve/veya radyant boru (2) ile yakin temasta olacak biçimde veya koruyucu geçme (10) ve firin duvari arasinda ayri bir baglantida düzenlenmistir.

4. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) radyant borunun (2) içinden isitma elemaninin (4) tüm eksenel boyu boyunca düzenlenmistir.

5. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) radyant borunun (2) bir ucunun yaninda topraklanmistir.

6. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) genel olarak radyant borunun (2) iç yüzeyinin kavisine karsilik gelen bir kavise sahip bir dis yüzeyi olan yuvarlatilmis bir levhadir.

7. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) bir delikli levhadir.

8. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) isitma elemaninin (4) eksenel boyu boyunca enine kesitte görüldügünde genelde 45°”ye kadar bir merkezi açisi (or) olan bir dairesel ark seklinde bir uzantisi olacak biçimde düzenlenmistir; ve burada dairesel ark için orta nokta (M) radyant borunun (2) merkez ekseniyle kesisir.

9. Istem 8'e göre elektrikli isitma cihazi olup, burada merkezi açi ((1) 20° - 40°”dir.

10. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) direkt isi transferi koruyucu geçme (10) ve radyant boru (2) arasinda olusacak biçimde düzenlenmistir.

11. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) krom ve alüminyum içeren oksitlenmeye dirençli bir ferrik demir-bazli alasimdan yapilmistir.

12. Istem 1-10”dan birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) seramik malzemeden yapilmistir.

13. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada elektrikli isitma elemaninin (4) radyant boru (2) içerisinde ileri geri uzanan isitma telinden bacaklari vardir.

14. Istem 13,e göre elektrikli isitma cihazi olup, burada destek (6) içinden eleinanin bacaklarinin geçtigi deliklerle donatilmis en az bir seramik diskten olusur.

15. Istem l-12`den birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada elektrikli isitma elemani (4) helisel sekillidir.

16. Önceki istemlerin birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada isitma cihazi bir firina yatay montaj için uyarlanmistir.

17. Istem 1-15'ten birine göre elektrikli isitma cihazi olup, burada isitma elemani (4) bir firina dikey montaj için uyarlanmistir.

18. Istem 17,ye göre elektrikli isitma cihazi olup, burada koruyucu geçme (10) radyant borunun (2) iç çevresinin 360°`sini kaplar.