Устройство для концентрированного нагрева Советский патент 1993 года по МПК H05B3/06 

Изобретение относится к.теплотехнике и может быть использовано для получения высококонцентрированного теплового потока, например, при подводе тепла к торцу тепловой трубы.

Цель изобретения - повышение эффективности нагрева..

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для концентрированного нагрева, содержащем стержневой нагревательный элемент из тугоплавкого материала, токоподвод с углублением, в который введен конец нагревательного элемента, и второй токоподвод, первый токоподвод выполнен со вставкой из электроподводного материала, установленной в указанном углублении на его торце с охватом конца нагревательного элемента, противоположный конец нагревательного элемента заглублен во второй токоподвод, а в зонах контакта поверхностей нагревательного элемента, вставки и токоподводов выполнен слой повышенного электросопротивления.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для концентрированного нагрева торца тепловой трубы; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство для концентрированного нагрева содержит контактный токоподвод 1, токоподвод 2, в качестве которого служит нагреваемая тепловая труба, источник тока 3, вставку 4 из электропроводного материала, установленную подвижно в токоподводе 1, служащую в качестве гнезда для стерже- невого нагревательного элемента 5 из тугоплавкого материала, участок которого размещен подвижно во вставке 4, а оста ль- ной заглублен подвижно в токоподводе 2,: т.е. в нагреваемом торце тепловой трубы. Устройство покрывается тепловой изоляцией (на чертеже не показано).

Стержневой нагревательный элемент 5 может быть изготовлен из сплава на основе хрома, например марки ВХ-2И, который

00

о о

к

оо

способен работать в окислительной среде. В зависимости от продолжительности работы может выдержать нагрев до 1900°С. Хорошо обрабатывается резанием.

Вставка 4 выполнена из электропроводного материала, такого же как и токоподвод 1, например меди. Она может быть также из менее теплопроводного материала, например томпака Л 96.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении источника тока 3 стержневой нагревательный элемент 5 раскаляется до свечения, так как он имеет значительное удельное электрическое сопротивление по сравнению со сопротивлением токоподвода 1, а контакт нагревателя со вставкой 4 является плохим проводником тока и в нем происходит сильное тепловыделение. При температуре нагревательного элемента в пределах 1500-1800°С он расширяется и плотно с натягом прилегает к поверхности гнезда, выполненного в нагреваемой тепловой трубе 2. Например при диаметре нагревательного стержня 8 мм при нагреве он увеличивается до 8,17 мм. Таким образом, тепло от участка раскаленного нагревателя, заглубленного в торце тепловой трубы, при большом перепаде температуры (1400-1700°С) интенсивно передается к нагревательному телу как излучением, так и теплопроводностью. При этом сток тепла по токоподводу 1 затрудняется компенсационным тепловыделением, происходящим в зоне контакта вставки 4 с то- коподводом 1. Еще более он затрудняется

0

5

0

5

0

5

при выполнении вставки из менее теплопроводного материала по сравнению с материалом токоподвода.

Таким образом, наличие контактных термических сопротивлений между тугоплавким нагревательным элементом 5 и вставкой 4, а также токоподводом 1 и вставкой и компенсационное тепловыделение в указанных контактах, имеющих повышенное электросопротивление, существенно затрудняют переток тепла от нагревателя по токоподводу 1. Переток тепла в окружающую среду затрудняет тепловая изоляция.

Поэтому тепло от раскаленного нагревательного элемента интенсивно передается в направлении самого меньшего термического сопротивления, т.е. в сторону тепловой трубы.

Формула из обретения

Устройство для концентрированного нагрева, содержащее стержневой нагревательный элемент из тугоплавкого материала, первый токоподвод с углублением, в который введен конец нагревательного элемента, и второй токоподвод, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, первый токоподвод выполнен со вставкой из электропроводного материала, установленной в указанном углублении на его торце с охватом конца нагревательного элемента, противоположный конец нагревательного элемента заглублен во второй токоподвод, а в зонах контакта поверхностей нагревательного элемента, вставки и токоподводов выполнен слой повышенного электросопротивления.

Фие.2

Область использования: в экспериментальной технике, например, для нагрева торца тепловой трубы. Сущность изобретения: устройство содержит два токоподвода и стержневой нагревательный элемент из тугоплавкого материала. Первый токопод- вод выполнен со вставкой из электропроводного материала, установленной в углублении, выполненном в торце этого токоподвода. Вставка охватывает один конец нагревательного элемента, а его второй конец заглублен во второй токоподвод. В зонах контакта поверхностей нагревательного элемента, вставки и токоподвода выполнен слой повышенного электросопротивления. 2 ил.