[发明专利]电隔离支撑元件

说明书

本发明涉及利用电加热元件对碳基保温芯进行充电的高温储能装置。高温电隔离支撑元件用于支撑电阻加热元件。这些部件被设计用于延长具有频繁的热循环的高温热芯的使用寿命。保温芯由导电的石墨或碳基材料制成。电隔离支撑元件减少泄漏电流损失，同时提供高机械强度和从电阻加热元件到保温芯的有效热传递。电隔离支撑元件和电阻加热元件的接触表面受到限制，同时仍然提供有效的机械支撑。支撑元件和加热元件以将支撑元件定位和固定在加热元件上的方式接合。

技术领域

本发明是一种与电阻加热元件组合的电隔离支撑元件。

背景技术

本发明涉及利用电加热元件为碳基保温芯充电的高温储能装置。特别地，本发明涉及加热元件与导电保温芯的支撑和电隔离。

我们早期的美国专利10,345,050公开了一种芯的特殊结构，该结构与一系列电加热元件相结合，这些电加热元件被设计为在高温下运行，芯经受频繁的大温度循环。

对于大多数应用而言，整体能源效率以及延长加热元件寿命以及低维护是关键考虑因素。考虑到芯的预期频繁热循环、系统的高温上限以及每个1温度循环可能出现的大温差，这些考虑因素具有挑战性。对于许多应用，芯的频繁热循环将在1000℃以上的温度下进行。

发明内容

在优选实施例中，本发明涉及热芯中的加热元件及其电隔离支撑。泄漏电流、加热元件结构和更换的容易性直接影响如关于优选实施例所述的系统的设计。

根据本发明的一个方面，高温电隔离支撑元件与电阻加热元件有效地协作，以减少从加热元件通过电隔离支撑元件到导电保温芯的泄漏电流。隔离支撑元件包括狭窄细长的槽通道，该槽通道的尺寸被设置成接收并跨接电阻加热元件的相对边缘。支撑元件包括槽内的突出平台，用于在槽通道内的升高位置支撑电阻加热元件的底表面，以限制电阻加热元件和支撑元件的表面接触面积。

在本发明的一个优选方面，电隔离支撑元件为两件式结构。在本发明的另一方面，两件式结构由相同的一件式部件形成，其中所述部件以相反的方向定位。

根据本发明的一个方面，每个支撑元件在槽的每侧包括定位构件，该定位构件接合电阻加热元件的侧边缘。该结构沿电阻加热元件的长度将支撑元件保持在给定位置。

在本发明的一个优选方面，每个定位构件向内突出，并接合电阻加热元件中的浅凹部。

在本发明的不同方面，电阻加热元件包括多条连接的迹线，并且每条迹线由支撑元件的至少一个突出平台部分支撑。

在本发明的一个优选方面，支撑元件的至少一个突出平台部分支撑每个加热元件迹线部分的一部分宽度。

在本发明的一个优选方面，支撑元件具有突出平台部分，其面积小于槽的内表面面积的10％。

在本发明的一个方面，高温电绝缘支撑元件与电阻加热元件组合，电阻加热元件包括至少4条迹线，并且至少一个突出平台部分是两个突出平台部分，每个平台部分支撑两条相邻的迹线。

根据本发明的一个优选方面，支撑元件的每个相对构件具有相同的截面，并包括中央定位结构，以分离电阻加热元件的中心两条迹线。

在本发明的一个方面，支撑元件提供有限的边缘支撑，并在迹线穿过槽时捕获迹线。支撑元件与电阻加热元件具有有限的直接接触，以减少泄漏电流。

在本发明的另一方面，电阻加热元件由CFC材料制成，并且支撑元件由氮化硼陶瓷材料制成。

在本发明的一个优选方面，每个支撑元件包括固定在支撑元件的一侧和在槽的外部的固定装置。

在本发明的一个优选方面，每条外迹线在其外边缘的有限区域中包括浅锯齿段，并且浅锯齿段与支撑元件的定位构件协作，以将加热元件定位在槽中的固定位置。

附图说明