Высокотемпературный нагревательный элемент

Союз СоветскихСоцналистнческнкРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 663132(22) Заявлеио 230176 (21) 2320855/2 иеииемзаявки с при Нов рственный комитСССРелам изобретенийн открытий(71) ЗаяВИтЕЛЬ Восточный научно-исследовательский и проектны институт огнеупорной промышленности НЫЙ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАГРЕВАЭЛЕМЕНТ Наиболее близким исущности к предлагаеявляются нагревательндержащие резистивныйпараллелепипеда, выпбилизированной двуокиодной нагревательнойснабженный охлаждающиориентированными парвающей поверхности.резов обеспечивает пчение эффективного рот центральной частиэлемента к токоподвод/мещены в теле нагрев о техническоймому изобретениюые элементы, соэлемент в формеолненный из стаси циркония, споверхностью,ми вырезами,аллельно нагреРасположение выостоянное увелиабочего сечениярезистивногоам, которые разателя Р. н Изобретение относится к областиэлектротермии и может быть использовано в электронагревательных тепловых агрегатах преимущественно с кис.лородсодержащими газовыми средами.Известны стержневые нагревательные элементы, изготовляемые на основе окисных высокоогнеупорных материалов, содержащие соединенный с токоподводами по торцам цилиндрическийрезистивный элемент, выполненный изТЬО с двумя утолщениями на концахиз ЕгОд 1,Нагревательный элемент работает 15следующим образом. Вертикально установленный резистивный элемент с прижатыми токоподводящими блоками предварительно нагревают до температуры,прй которой керамика нагревательного 20элемента становится достаточно электропроводкой, и затем пропускают переменный электрический ток через резистивный элемент для получения тре-буемых температур. 25Недостатком такого нагревательного элемента являетс я мала я крипоустойчивость, недостаточная механическаяпрочность и радиоактивность материала резистивного элемента. ЗО Известный нагревательный элемент работает следующим образом.Резистивный элемент в сборе с токоподводящими электродами предварительно нагревают до температуры, при которой керамика резистивного элеме та становится достаточно электропроводкой, и затем пропускают переменный электрический ток через резистив ный элемент, осуществляя прямой а- грев его до требуемых температур. При этом охлаждающие вырезки способствуют созданию градиента температур в продольном и поперечном сеченияхреэистивного элемента и частичнопрепятствуют прохождению электрического тока.Недостатком нагревательных элементов такого типа является низкая эфФективность охлаждения нерабочей поверхности из-за малых градиентов температуры в поперечном сечений резистивного элемента по его толщине исвязанная с этим недостаточная крипоустойчивость нагревательного элемента "который при этом имеет неравно О " мерные температуры на теплоразвивающей рабочей поверхности. В связи сэтим эксплуатация таких нагревательных элементов осуществляется при температурах ниже 1800 фС. 5Цель настоящего изобретения - повышение крипоустойчивости высокотемпературного нагревательного элементапри эксплуатации.Укаэанная цель достигается тем,что 20резистивный элемент со стороны противолежащей нагрввающей поверхности,по всей длине, кроме токоподводящихучастков, выполнен с утолщением, вкотором проходят охлаждающие вырезыв направлении его толщины рядами,глубиной, равной его толщине, причемв каждом ряду между вырезами выпол)"иены перемычки в шахматном порядке.Указанные вырезы выполняются в виде прямоугольных проточек либо в виде цилиндрических углублений."Охлаждающие вырезы, выполненныев виде прямоугольных проточек илицилиндрических углублений, способствуют отжатию электрических силовйх линий к рабочей поверхности собеспечением значительного градиентатемпературы по толщине резистивного элемента, а каркас материала, образованный вырезами и перемычками,.дополнительно повышает крипоустойчивость нагревательного элементапри высоких температурах его работы.На фиг.1 изображен высокотемпературный нагревательный элемент плоской формы с двумя токоподводящимиучастками; на фиг.2 - плоский резистивный элемент с одним токоподводящимучастком; на фиг.3 - реэистивный эле" 50мент арочного типа; на фиг.4 - резистивный элемент беэ токоподводящихучастков.Высокотемпературный нагревательныйэлемент содержит плоский резистивный %элемент 1, выполненный иэ тугоплавкихэлектропроводных окислов,"например,из стабилизированной двуокиси цирко"ния, с одной нагревающей пбверхностьк2, снабженный вырезами 3 для охлаждения, Ъьзистивный элемент 1 со .стброны противолежащей нагревающей поверхности 2 по всей длине, кроме токоподводящих участков 4, выполнен сутолщением 5, в котором проходят указанные вырезы 3 в направлении его толщины рядами, глубиной, равной толщине утолщения 5, причем в каждом ряду между вырезами выполнены перемычки 6 в шахматном порядке для образования ребер жесткости 7. Резистивный элемент 1 соединен по торцам с токоподводами 8, которые выполнены из однородного материала, или являются составными с переходным керамическим блоком 9 и электродом 10.Резистивные элементы 1 с одним токоподводящим участком 4 (фиг.2) в сочетании с резистивным элементом 1 без токоподводящих участков(фиг.4) образуют составной нагревательный резистивный элемент арочного типа (Фиг, Э ).Высокотемпературный нагревательный элемент работает следующим образом.Резистивный элемент в сборе с токоподводящими электродами предварительного нагревают до температуры, при которой керамика резистивного элемента становится достаточно электро- проводной, затем пропускают переменный электрический ток через реэистивный элемент, осуществляя прямой его нагрев до требуеьвх теМператур на рабочей поверхности. Охлаждающие вырезки своим расположением и ориентацией препятствуют прохождению элек" трического тока по утолщению и отжимают электрические силовые линии к рабочей поверхности. В сечении нагрвватедьного резистивного элемента создается большой градиент температур и, благодаря ребрам жесткости, имеющим низкие температуры, достигается повышение крипоустойчивости нагревательного элемента..Предложенный нагревательный элемент отличается малой ползучестью, за счет низких температур наружной поверхности ребер жесткости при мак" симально высоких рабочих температурах нагревательного элемента до 2200 С, которые достигаются благодаря концентрации электрического тока у рабочей поверхности резистивного элемента. Создание отдельных токоподводящих блоков из керамических пластин обеспечивает большой экономический эффект, достигаемый путем замены пластины на токоподводах.формула изобретения,1. Высокотемпературный нагреватеЛьный элемент, содержащий соединенный с токоподводами по торцам плоский резистивный элемент, выйолненный из тугоплавких электропроводных окислов, например, иэ стабилизированной двуокиси циркония, с одной нагревающей поверхностью, снабженный вырезами для охлаждения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения крибб 3132 70 и оустончивости нагревательного элемента при эксплуатации, реэистивный элемент со стороны противолежащей нагревающей поверхности по всея длине, кроме токоподводящих участков, выполнен с утолщением, в котором указанные вырезы в направлении его тол- щины проходят рядами, глубиной, равной его толщине, причем в каждом ряду между вырезами выполнены перемычки в шахматном порядке.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что указанные вырезы выполнены в виде прямоугольных проточек.3, устройство по п.1, о т л и ч а-. ю щ е е с я тем, что указанные вареза выполнены в виде цилиндрических углублений.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1 Я.Р.беИег," %езз 1 о Ьегпосе эйИ Вове РгеЕтспсвз КезцИз цр 1 о гоооС," омг.%е - ЗЕВ сП. МаС Бог. Ысебоо б З,1941,Ч. 27,Ьр. 555-566.2. Патент Франции 9 2138230, кл. Н 05 В 3/00 Р 27 0 11/00, 1975.ставитель О, Щедринахред 3, Фанта Корректо Тираж 943 Подпиственного комитета СССРобретений и открытийж, Раушская наб.,д.4/