ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2269212
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ
Имя изобретателя: Марореску Игорь Игоревич (UA)
Имя патентообладателя: Марореску Игорь Игоревич (UA)
Адрес для переписки: 04201, г. Киев, а/я 144, Т.А. Шаховой
Дата начала действия патента: 2004.02.13
Изобретение относится к
электротехнике, в частности к конструкциям
электронагревателей, и может быть
использовано в стоматологии для работы с
восковыми моделями, для стерилизации
инструментов, а также во всех других
областях техники, в том числе в биологии,
микробиологии, химии, медицине, ювелирном
деле, везде, где необходимо осуществлять
быстрый разогрев и плавление легкоплавких
материалов или нагрев объектов,
размещаемых внутри электрического
нагревателя, и обеспечивает существенное
понижение потерь тепла, равномерность
разогрева и распределения температурного
поля, упрощение конструкции, надежность,
экономичность и электробезопасность при
эксплуатации, а также возможность работы с
любым напряжением без трансформатора. Для
этого в электрическом нагревателе,
содержащем корпус с глухой внутренней
полостью и электропроводный элемент в виде
витков проволоки, размещенный на его
наружной поверхности, согласно изобретению
витки проволоки электропроводного
элемента размещены в расположенных по
спирали и смещенных относительно друг
друга канавках на наружной поверхности
корпуса, выполненного из керамического
материала, а их наружная поверхность
покрыта электроизоляционным материалом,
оптимальным при этом будет выполнение
электрического нагревателя, в котором в
качестве электроизоляционного материала
использована электроизоляционная керамика;
внутренняя поверхность корпуса имеет слой
выполненный из кислотощелочестойкого
керамического материала, шаг витков
проволоки возрастает к верхнему торцу
корпуса, он снабжен термокомпенсационным
элементом, охватывающим внешнюю боковую
поверхность корпуса и его нижний торец,
который может быть выполнен из
базальтового волокна.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
электротехнике, в частности к конструкциям
электронагревателей, и может быть
использовано в стоматологии для работы с
восковыми моделями, для стерилизации
инструментов, а также во всех других
областях техники, в том числе в биологии,
микробиологии, химии, медицине, ювелирном
деле, везде, где необходимо осуществлять
быстрый разогрев и плавление легкоплавких
материалов или нагрев объектов,
размещаемых внутри электрического
нагревателя.
Известен электрический нагреватель
(см. авт. св. СССР №5339, МПК G 21 H 2/02, опубл. 1925 г.),
содержащий слюдяной цилиндр, по которому
намотана нагревательная спираль из
проволоки, покрытой слоем оплавленной
борной кислоты и защищенной вторым
слюдяным цилиндром не нашедший широкого
применения в промышленности, поскольку
имеют место большие теплопотери с его
поверхности, т.к. ни борная кислота ни слюда
не обеспечивают должной теплоизоляции,
кроме того, необходимы затраты
дорогостоящей слюды.
Известен также наиболее близкий по
технической сути к заявляемому
электрический нагреватель (см. проспект
фирмы "Кристар" с описаним изделия
этой фирмы воскотопки OPTIMA-WAX 3, c.2, раздел «БЕЗОПАСНАЯ»),
содержащий корпус с глухой внутренней
полостью и электропроводный элемент в виде
витков проволоки, размещенный на его
наружной поверхности, при этом корпус
выполнен из металла, витки проволоки навиты
непосредственно на поверхности изолятора,
размещенного на наружной поверхности
корпуса.
Недостатки этого нагревателя следующие:
- существенные потери тепла в связи с
необходимостью введения изолятора между
металлическим корпусом и электропроводным
элементом, а также возможность разогрева
корпуса прибора, в котором этот нагреватель
будет встроен, как следствие,
неэкономичность работы, низкий кпд,
- несмотря на наличие изолятора, возможно
электрическое замыкание при его
повреждении или пробое, электро- и
пожароопасность при использовании,
- возможно замыкание витков проволоки
между собой при их разогреве и смещении, как
следствие, выход всего прибора из строя,
ненадежность конструкции,
- в связи с недостаточно высокой
теплоемкостью корпуса электронагревателя
неравномерность поддерживаемой
температуры в емкости нагревателя,
- невозможность подключения без
понижающих напряжение устройств, т.е.
сложность конструктивного исполнения при
введении в прибор.
В основу изобретения поставлена задача
такого усовершенствования электрического
нагревателя, при котором за счет выполнения
его корпуса керамическим, исключения
изолятора, поскольку изолятором служит сам
корпус, и размещения витков проволоки в
канавках со смещением обеспечивается
существенное понижение потерь тепла,
равномерность разогрева и распределения
температурного поля, упрощение конструкции,
надежность, экономичность и
электробезопасность при эксплуатации, а
также возможность работы с любым
напряжением без трансформатора.
Для решения этой задачи в электрическом
нагревателе, содержащем корпус с глухой
внутренней полостью и электропроводный
элемент в виде витков проволоки,
размещенный на его наружной поверхности,
согласно изобретению витки проволоки
электропроводного элемента размещены в
расположенных по спирали и смещенных
относительно друг друга канавках на
наружной поверхности корпуса, выполненного
из керамического материала, а их наружная
поверхность покрыта электроизоляционным
материалом оптимальным при этом будет
выполнение электрического нагревателя, в
котором в качестве электроизоляционного
материала использована
электроизоляционная керамика; внутренняя
поверхность корпуса имеет слой,
выполненный из кислотощелочестойкого
керамического материала, шаг витков
проволоки возрастает к верхнему торцу
корпуса, он снабжен термокомпенсационным
элементом, охватывающим внешнюю боковую
поверхность корпуса и его нижний торец,
который может быть выполнен из
базальтового волокна.
Причинно-следственная связь между
предлагаемой совокупностью признаков и
техническими результатами, которые
достигаются при ее реализации состоит в
следующем.
Поскольку корпус электрического
нагревателя выполнен керамическим, т.е. из
материала-диэлектрика с высокой
теплоемкостью, он не предполагает
использование дополнительного
конструктивного элемента - изолятора, имеет
канавки, в которых располагается
электропроводный элемент без смещения и
замыкания витков между собой при
эксплуатации, наружная поверхность витков
покрыта слоем электроизоляционного
материала, что в совокупности образовывает
единую герметичную конструкцию и
обеспечивает передачу всего тепла
непосредственно в разогреваемую емкость,
одновременно обеспечивается увеличение
мощности, равномерность нагрева,
упрощается конструкция, повышается ее
электробезопасность и кпд, а при наличии
термокомпенсационного элемента,
охватывающего внешнюю боковую поверхность
корпуса и его нижний торец, если его наличие
уже не предусмотрено в конструкции, для
которой электрический нагреватель
предназначен и в сборе с которой он будет
использоваться, дополнительно будут
уменьшаться теплозатраты, тепло
направленно будет передаваться внутрь
полости электрического нагревателя и
равномерно распределяться с минимальными
потерями, кроме того, конструкция
обеспечивает регулирование распределения
температурного поля, как представлено,
например, в п.4 формулы изобретения и
возможна работа без снижающего напряжение
трансформатора.
На чертеже проиллюстрирован предлагаемый
электрический нагреватель, где на фиг.1
представлен его общий вид, на фиг.2 - вид 1 на
фиг.1.
Электрический нагреватель содержит
корпус 1 с глухой внутренней полостью 2 и
электропроводный элемент 3 в виде витков
проволоки, размещенный на его наружной
поверхности, согласно изобретению витки
проволоки электропроводного элемента 3
размещены в расположенных по спирали и
смещенных относительно друг друга канавках
4 на наружной поверхности корпуса 1,
выполненного из керамического материала, а
их наружная поверхность покрыта
электроизоляционным материалом 5,
оптимальным при этом будет такое
выполнение электрического нагревателя, в
котором в качестве электроизоляционного
материала использован керамический
материал; внутренняя поверхность корпуса 1
имеет слой 6, выполненный из
кислотощелочестойкого керамического
материала, шаг витков проволоки
электропроводного элемента 3 возрастает к
верхнему торцу корпуса 1, а эквидистантно
наружной поверхности корпуса 1 установлен
термокомпенсационный элемент 7.
Работа предлагаемого электрического
нагревателя заключается в следующем.
Он устанавливается в приборе, например
воскотопке, предназначенной для плавления
различных видов воска. При наличии в
электрическом нагревателе
термокомпенсационного элемента 7 прибор
может не содержать последнего. Воскотопка
включается в сеть, устанавливается
требуемый температурный режим, в диапазоне
40...120°С и электропроводный элемент 3
выделяет джоулево тепло и нагревается,
передавая тепло корпусу 1, вследствие чего
расплавляется помещенный в полости 2
корпуса 1 воск. Вследствие высокой
теплоемкости корпуса 1 из керамического
материала поддерживается равномерная
температура в зоне нагрева, что может быть
достигнуто на максимальном уровне, если шаг
витков проволоки электропроводного
элемента 3 увеличить к верхнему торца
корпуса 1, что компенсирует возможный
рассев тепла в этой части, а при выполнении
внутренней поверхности корпуса 1 со слоем 6,
выполненным из кислотощелочестойкого
керамического материала, обеспечивается
защита этой поверхности от разрушения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Электрический нагреватель, содержащий
керамический корпус и электропроводный
элемент в виде витков проволоки,
расположенных в смещенных относительно
друг друга канавках на наружной
поверхности корпуса, отличающийся тем, что
корпус выполнен с глухой внутренней
полостью, наружная поверхность витков
проволоки покрыта керамическим материалом,
а внутренняя поверхность корпуса имеет
слой, выполненный из кислотощелочестойкого
керамического материала.
2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что
шаг витков проволоки возрастает к верхнему
торцу корпуса.
Версия для печати
Дата публикации 03.06.2007гг
вверх
|
