Резистивный нагреватель Ройзена Советский патент 1988 года по МПК H05B3/12 

ел

4

to

Изобретение относится к электротермии, в частности к резнетивным нагревателям.

Цель изобретения - повышение точности поддержания температуры саморегулирования .

На чертеже показан предлагаемый нагреватель,

В диэлектрическом капилляре 1 размещен нагревательный элемент 2 и заглубленные электроды 3.

Нагреватель работает следуюпщм образом.

Электроды 3 подключают к источнику тока, обеспечивающему резистивный нагрев нагревательного элемента (НЭ) 2 до температуры саморегулирования - плавления. При этом нагреватель выходит на рабочий режим и в дальнейшем поддерживает температуру, равную температуре плавления НЭ2, Происходит это следующим образом.

После нагрева НЭ2 до температуры плавления дальнейшее выделение энергии, выделяемой при прохождении тока, через НЭ2 полностью расходуется иа его плавление, так как для его плавления необходима энергия, равная скрытой теплоте плавления. Из физики процесса плавления - кристаллизации известно, что при плавлении температура тела не повышается при получении энергии до тех пор, пока оно полностью не расплавится. Таким образом во время плавления НЭ2 поддерживается постоянная температура, ргшная температуре его плавления. Плавление НЭ2 приводит к уменьшению его объема. Наступает такой момент, когда поверхностная энергия двух полусфер жидкого НЭ2 в капилляре, не смачиваемом НЭ2, будет меньше свободной энергии поверхности вытянутой истонченной нити в капилляре жидкого НЭ2. При этом силы поверхностного натяжения разорвут жидкий НЭ2. Для надежного разрыва НЭ2 в капилляре достаточно расплавить его на длине, равной 10 диаметрам капилляра. При разрыве НЭ2 разрывается электрическая цепь, выделение энергии прекращается. Жидкий НЭ2 в этот момент обладает запасенной энергией в виде энергии скрытой теплоты плавления. Начинается кристаллизация НЭ2 с выделением этой запасенной энергии. Известно, что кристаллизация протекает при той же температуре, что и плавление, причем до окончания кристал0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лизации температура кристаллизующегося тела не изменяется. Таким образом, до окончания кристаллизации материала НЭ2 температура его не изменяется и равна температуре плавления - кристаллизации. При кристаллизации НЭ2 его объем увеличивается. Кристаллизация заканчивается и одновременно восстанавливается НЭ2 в капилляре в виде единого спая, восстанавливается электрическая цепь и начинается выделение энергии, приводящей к плавлению НЭ2. Цикл повторяется.

Таким образом, поддержание стабилизированной температуры обеспечивается в виде непрерывно сменяющих друг друга процессов плавления и кристаллизация НЭ2. Изменение нагрузки или напряжения изменяет только скорость протекания этих процессов, а не температуру КМ. Возможность нагрева выше температуры плавления НЭ2 исключена.

В качестве материала диэлектрического капилляра может быть взято стекло, керамика или другие изоляционные материалы в зависимости от применяемого металла НЭ2, уменьшающего свой объем при плавлении. В качестве материала НЭ2 берут висмут и его припои, галлий и его припои, серый чугун и другие металлы и сплавы. Температура плавления висмута Т 271°С, К 0,0335, удельное электрическое сопротивление при 17 -м, при 250°С, Р25«,260-10 в Ом-м. Высоким удельным электрическим сопротивлением обладают и припои висмута.Температуры плавления висмутовых припоев находятся в пределах от 26 до 271°С.( Температуры плавления галлиевых припоев находятся в пределах от 3 до 29°С.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность стабилизирования температуры саморегулируемого электронагревателя.

Температура плавления НЭ2 не изменяется во времени и для одинакового состава компонентов является постоянной.

Формула изобретения Резистивный нагреватель, содержащий нагревательный элемент из материала со свойством саморегулирования температуры нагрева и токоподводы, отличающийся тем, что.

314154724

с целью повышения точности поддержа-тановлен без зазора в герметичном

ния температуры саморегулирования,корпусе-капилляре, выполненном из динагревательный элемент выполнен изэлектрического материала, температуматериала, расплавляемого при указан-ра размягчения которого превышает

ной температуре и уменьшающего скач-температуру плавления материала накообразно при этом свой объем, и ус-гревательного элемента.

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повышение точности поддержания т-ры саморегулирования. Нагреватель содержит герметичный корпус-капилляр из диэлектрика, т-ра размягчения которого превьппает т-ру плавления материала нагревательного эл-та (НЭ), заключенного в этот корпус. НЭ выполнен из материала, расплавляемого при определенной т-ре под действием пропускаемого тока и уменьшающего при этом скачкообразно свой объем до разрыва электрической цепи; т-ра поддерживается непрерывньм чередованием процессов плавления и кристаллизации НЭ. 1 ил.

I // /f f// /f / / / У

/ / // // у // / / /f у // f/, / / / / / /

2 Н Н1Н-Н553г/,

z