UA68789A

UA68789A - Electric heater

Info

Publication number: UA68789A
Application number: UA2003109597A
Authority: UA
Inventors: Igor Igorovych Maroresku
Original assignee: Igor Igorovych Maroresku
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2004-08-16
Also published as: RU2269212C2; UA68789C2; RU2004104001A

Abstract

The proposed electric heater contains a casing made of insulating material and a spiral wire heating element. The turns of the heating element are placed in spiral grooves provided on the outside surface of the casing and coated with a layer of insulating material.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до конструкцій електронагрівачів і може бути використаний 2 в стоматології для роботи з восковими моделями, для стерилізації інструментів, а також у всіх інших областях техніки, у тому числі в біології, мікробіології, хімії, медицині, ювелірній справі, усюди, де необхідно здійснювати плавлення легкоплавких матеріалів.The invention relates to electrical engineering, in particular to the construction of electric heaters and can be used 2 in dentistry for working with wax models, for sterilization of instruments, as well as in all other fields of technology, including biology, microbiology, chemistry, medicine, jewelry, everywhere , where it is necessary to melt low-melting materials.

Відомий електричний нагрівач див. А.С. СРСР Мо 5339, МПК 521Н2/02, опубл. 1925р.|, що містить слюдяний циліндр, по якому намотана нагрівальна спіраль із дроту, покрита шаром оплавленої борної кислоти і захищена 70 другим слюдяним циліндром, що не знайшов широкого застосування в промисловості оскільки мають місце великі тепловтрати з його поверхні, тому що ані борна кислота ані слюда не забезпечують належної теплоізоляції, крім того необхідні витрати дорогої слюди.A well-known electric heater, see A.S. USSR Mo 5339, IPC 521Н2/02, publ. 1925|, containing a mica cylinder around which a heating spiral of wire is wound, covered with a layer of molten boric acid and protected by a second mica cylinder, which has not found wide application in industry because there are large heat losses from its surface, because neither boric acid neither mica provides adequate thermal insulation, in addition, the costs of expensive mica are necessary.

Відомий також найбільш близький за технічною суттю до винаходу електричний нагрівач |див. проспект фірми "Кристар" з описом виробу цієї фірми воскотопки ОРТІМА-М/АХ 3, С. 2, розділ "Безопасная"), що містить 12 корпус із глухою внутрішньою порожниною і електропровідний елемент у вигляді витків дроту, розміщений на його зовнішній поверхні, при цьому корпус виконаний з металу, витки дроту навиті безпосередньо на поверхні ізолятора, розміщеного на зовнішній поверхні корпуса.Also known is the electric heater closest in technical essence to the invention | see the prospectus of the company "Krystar" with a description of the product of this company, the ORTIMA-M/AH 3, p. 2, section "Safe"), which contains 12 housings with a deaf internal cavity and an electrically conductive element in the form of turns of wire placed on its outer surface, while the case is made of metal, the turns of the wire are wound directly on the surface of the insulator placed on the outer surface of the case.

Недоліки цього нагрівача такі: істотні втрати тепла в зв'язку з необхідністю введення ізолятора навіть тонкого між металевим корпусом і електропровідним єлементом, а також можливість розігріву корпуса приладу, у якому цей нагрівач буде використаний, як наслідок, неекономічність роботи, низький ККД; незважаючи на наявність ізолятора можливе електричне замикання при його ушкодженні або пробої, електронебезпечність при використанні; можливе замикання витків дроту між собою при їхньому розігріві і зсуві, як наслідок, вихід усього приладу 29 з ладу, ненадійність конструкції; « у зв'язку з недостатньо високою теплоємністю корпуса електронагрівача нерівномірність підтримуваної температури в ємності нагрівача; неможливість підключення без понижуючих напругу пристроїв, а також наявність трубок круг корпуса ускладнюють конструктивне виконання. о 30 В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення електричного нагрівача, при якому за рахунок с виконання його корпуса керамічним, виключення ізолятора оскільки сам керамічний корпус є ізолятором і розміщення витків дроту в канавках забезпечується істотне зниження втрат тепла, рівномірність розігріву і в розподілу температурного поля, спрощення конструкції, надійність, економічність і електробезпека при с експлуатації.The disadvantages of this heater are as follows: significant heat loss due to the need to insert an insulator, even a thin one, between the metal case and the conductive element, as well as the possibility of heating the case of the device in which this heater will be used, as a result, uneconomical operation, low efficiency; despite the presence of an insulator, electrical shorting is possible when it is damaged or broken, electrical hazard during use; it is possible to close the turns of the wire with each other when they are heated and shifted, as a result, the entire device 29 fails, the design is unreliable; " due to the insufficiently high heat capacity of the electric heater body, unevenness of the maintained temperature in the heater capacity; the impossibility of connection without voltage-reducing devices, as well as the presence of tubes around the case, complicate the structural implementation. o 30 The invention is based on the task of such improvement of the electric heater, in which due to the execution of its body with ceramic, the exclusion of the insulator, since the ceramic body itself is an insulator, and the placement of wire turns in the grooves, a significant reduction in heat loss, uniformity of heating and distribution of the temperature field is ensured, design simplification, reliability, economy and electrical safety during operation.

Зо Означене завдання вирішується завдяки тому, що в електричному нагрівачі, що містить корпус із глухою о внутрішньою порожниною й електропровідний елемент у вигляді витків дроту, розміщений на його зовнішній поверхні, згідно винаходу витки дроту електропровідного елемента розміщені в розташованих по спіралі і зміщених відносно одна одної канавках на зовнішній поверхні корпуса, виконаного з керамічного матеріалу, а « їхня зовнішня поверхня покрита електроізоляційним матеріалом, оптимальним при цьому буде виконання З 50 електричного нагрівача, у якому як електроізоляційний матеріал використана електроізоляційна кераміка; с внутрішня поверхня корпуса має шар виконаний з кислотолугостійкого керамічного матеріалу, а крок витків дроту з» зростає до верхнього торця корпуса, крім того його може бути оснащено термокомпенсаційним елементом, який охоплює зовнішню бокову поверхню корпуса і його нижній торець, а термокомпенсаційний елемент виконано з базальтового волокна. 45 Причинно-наслідковий зв'язок між пропонованою сукупністю ознак і технічними результатами, що б досягаються при її реалізації, полягає у наступному. о Оскільки корпус електричного нагрівача виконаний керамічним, тобто з матеріалу-діелектрика з високою теплоємністю, він не потребує використання додаткового конструктивного елемента - ізолятора, має канавки, у і яких розташовується електропровідний елемент без зсуву і замикання витків між собою при експлуатації, о 20 зовнішня поверхня витків покрита шаром електроізоляційного матеріалу, що утворює у сукупності єдину герметичну конструкцію, і забезпечує передачу всього тепла безпосередньо в ємність, що розігрівається, с одночасно забезпечується, збільшення потужності, спрощується конструкція, підвищується її електробезпека іZo The specified task is solved due to the fact that in an electric heater containing a body with a hollow inner cavity and an electrically conductive element in the form of turns of wire placed on its outer surface, according to the invention, the turns of the wire of the electrically conductive element are placed in spirally arranged and offset relative to each other grooves on the outer surface of the housing made of ceramic material, and "their outer surface is covered with an electrical insulating material, the optimal design will be the Z 50 electric heater, in which electrical insulating ceramics are used as an electrical insulating material; c, the inner surface of the housing has a layer made of acid-alkaline-resistant ceramic material, and the pitch of the turns of the wire increases to the upper end of the housing, in addition, it can be equipped with a thermal compensation element that covers the outer side surface of the housing and its lower end, and the thermal compensation element is made of basalt fibers 45 The causal relationship between the proposed set of features and the technical results that would be achieved during its implementation is as follows. o Since the body of the electric heater is made of ceramic, that is, of a dielectric material with a high heat capacity, it does not require the use of an additional structural element - an insulator, it has grooves in which the conductive element is located without shifting and closing the turns between themselves during operation, o 20 outer surface of turns is covered with a layer of electrical insulating material, which together forms a single hermetic structure and ensures the transfer of all heat directly into the heated container, at the same time provides an increase in power, simplifies the design, increases its electrical safety and

ККД, а при наявності термокомпенсаційного елемента, який охоплює зовнішню бокову поверхню корпуса і його нижній торець якщо інше не передбачено в конструкції, для якої призначений електричний нагрівач додатково зменшуються тепловитрати, тепло направлено передається усередину нагрівача і рівномірно розподіляється з в. мінімальними витратами, стає також можливе регулювання розподілу температурного поля усередині нагрівача як представлено у п. 4 формули винаходу і можлива робота без трансформатора, що знижує напругу.efficiency, and in the presence of a thermal compensating element, which covers the outer side surface of the case and its lower end, unless otherwise provided for in the design for which the electric heater is intended, heat consumption is additionally reduced, the heat is directed to the interior of the heater and is evenly distributed from minimum costs, it becomes possible to regulate the distribution of the temperature field inside the heater as presented in clause 4 of the claims and it is possible to work without a voltage-reducing transformer.

На кресленнях проілюстрований пропонований електричний нагрівач, де на Фіг.1 представлений його загальний вид, на Фіг.2 - вид 1 на Фіг.1. 60 Електричний нагрівач містить корпус 1 з закругленими усередину краями для стікання рідини із глухою внутрішньою порожниною 2 і електропровідний елемент З у вигляді витків дроту, розміщений на його зовнішній поверхні, згідно винаходу витки дроту електропровідного елемента З, розміщені в розташованих по спіралі і зміщених відносно один одного канавках 4 на зовнішній поверхні корпуса 1, виконаного з керамічного матеріалу, а їхня зовнішня поверхня покрита електроізоляційним матеріалом 5, оптимальним при цьому буде виконання бо електричного нагрівача, у якому як електроізоляційний матеріал використаний керамічний матеріал; внутрішня поверхня корпуса 1 має шар б, виконаний з кислотолугостійкого керамічного матеріалу, а крок витків дроту електропровідного елемента З зростає до верхнього торця корпуса 1, нагрівач оснащено термокомпенсаційним елементом 7, який охоплює зовнішню бокову поверхню корпуса 1 і його нижній торець і який виконано з базальтового волокна.The drawings illustrate the proposed electric heater, where Fig. 1 shows its general view, Fig. 2 shows view 1 of Fig. 1. 60 The electric heater includes a body 1 with rounded edges for liquid draining with a hollow inner cavity 2 and an electrically conductive element C in the form of turns of wire placed on its outer surface, according to the invention, the turns of wire of the electrically conductive element C are arranged in a spiral and offset relative to one one of the grooves 4 on the outer surface of the housing 1, made of ceramic material, and their outer surface is covered with electrical insulating material 5, it will be optimal to make an electric heater in which ceramic material is used as an electrical insulating material; the inner surface of the housing 1 has a layer b made of acid-alkali-resistant ceramic material, and the pitch of the turns of the wire of the conductive element Z increases to the upper end of the housing 1, the heater is equipped with a thermal compensation element 7, which covers the outer side surface of the housing 1 and its lower end and which is made of basalt fibers

Робота пропонованого електричного нагрівача полягає в наступному. Він встановлюється в приладі, наприклад воскотопці, призначеній для розплавлювання різних видів воску, прилад включається в електромережу, установлюється необхідний температурний режим, у діапазоні 40...120Оград. і електропровідний елемент З нагрівається, передаючи тепло безпосередньо корпусу 1, унаслідок чого розплавляється розміщений 7/0 У порожнині 2 віск. Внаслідок високої теплоємності корпуса 1 з керамічного матеріалу і монолітності всього нагрівача підтримується рівномірна температура в зоні нагрівання, що може бути досягнуте на максимальному рівні, якщо крок витків дроту електропровідного елемента З збільшити до верхнього торця корпуса 1, що компенсує можливий розсів тепла в цій частині, а при виконанні внутрішньої поверхні корпуса 1 із шаром 6, виконаним з кислотолугостійкого керамічного матеріалу забезпечується захист цієї поверхні від руйнування і 7/5 Дії агресивних рідинних середовищ. охThe operation of the proposed electric heater is as follows. It is installed in a device, for example, a wax furnace designed for melting various types of wax, the device is connected to the electrical network, the necessary temperature regime is established, in the range of 40...120 degrees. and the electrically conductive element C is heated, transferring heat directly to the housing 1, as a result of which the wax placed 7/0 in the cavity 2 melts. Due to the high heat capacity of the housing 1 made of ceramic material and the monolithic nature of the entire heater, a uniform temperature is maintained in the heating zone, which can be achieved at the maximum level if the pitch of the turns of the wire of the conductive element C is increased to the upper end of the housing 1, which compensates for possible heat dissipation in this part. and when the inner surface of the housing 1 is made with layer 6, made of acid-alkaline-resistant ceramic material, protection of this surface from destruction and 7/5 Action of aggressive liquid environments is ensured. Oh

Ух ШЖЗ-2.-2И58 З яUh ShZHZ-2.-2Й58 Z i

Лех ян нн ит й о ДН ООООДДГ в рн рід и- лоLeh yan nn it and o DN OOOODDG v rn rid ilo

Ос пон тин - ши ж ви зі, пан Ніні,Os pon tin - where are you from, Mr. Nini,

І І З Єссннн із; я рн ін нин В « ку ПЕнтепетсо о Й й 4 3 ЗЗНБНН-ЦО07 у ЕЙ (о)I I Z Yesssnn with; i rn in nin V " ku PEntepetso o Y y 4 3 ЗЗНБНН-ЦО07 u EI (o)

С ц | нн рен рннннннннн то Ло у; два ння. со т тн и у ОСС Енн нн, їм й жк АC ts | nn ren rnnnnnnnnn to Lo y; two so t tn and OSS Ann nn, im and zhk A

ИН ИНПИпИг 4 у (Се) із Б 2 5 7 «IN INPIpIg 4 in (Se) with B 2 5 7 "

Фіг. 1 - с ВидіІ а -епїх и? в ді 1 в ; -Fig. 1 - with Vidii a -epikh i? in di 1 in ; -

Ф 45 ,F 45,

З до Фф со вкFrom to Ff so inc

ОФІЦ, - 7 КА фOFFICE, - 7 KA f

М с ЧК я» 3е)MS of the Cheka I" 3e)

Фіг. 2 з»Fig. 2 of"

Claims

The formula of the invention

1. An electric heater containing a body with a hollow internal cavity and an electrically conductive element in the form of turns of wire placed on its outer surface, which is characterized by the fact that the turns of wire 60 of the electrically conductive element are placed in spirally arranged and offset relative to each other grooves on the outer surface the body is made of ceramic material, and their outer surface is covered with electrical insulating material.

2. The heater according to claim 1, which differs in that a ceramic material is used as an electrical insulating material. because Z.

The heater according to claim 1, which is characterized by the fact that the inner surface of the housing has a layer made of acid-alkali-resistant ceramic material.

4. The heater according to claim 1, which differs in that the pitch of the wire turns increases towards the upper end of the housing.

5. The heater according to claim 1, which is characterized by the fact that it is equipped with a thermal compensation element that covers the outer side surface of the housing and its lower end.

6. The heater according to claims 1, 5, which is characterized by the fact that the thermal compensation element is made of basalt fiber. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 8, 15.08.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. « (o) Zo so u (ee) (Se)

- and? (o) (ee) -i (ee) 3e) 60 b5