PL207256B1

PL207256B1 - Izolujący pojemnik do mierzenia temperatury

Info

Publication number: PL207256B1
Application number: PL380874A
Authority: PL
Inventors: Shigeru Hanzawa; Takashi Yasue
Original assignee: Ngk Insulators Ltd
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2010-11-30
Also published as: PL380874A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest izolujący pojemnik do mierzenia temperatury, a zwłaszcza izolujący pojemnik do mierzenia temperatury, który ma doskonałe właściwości izolowania, ale jest niewielki i nadaje się do stosowania w ograniczonej przestrzeni przez długi czas.

Jako urządzenie do mierzenia danych dotyczących temperatury materiału obrabianego w piecu o działaniu ciągłym lub danych dotyczących temperatury w piecu o działaniu ciągłym stosowane jest urządzenie do mierzenia temperatury przemieszczane wraz z materiałem obrabianym w piecu o działaniu ciągłym podczas pracy. Jak pokazano przykładowo na fig. 2, takie znane urządzenie do mierzenia temperatury jest utworzone przez umieszczenie w izolującym pojemniku 10 do mierzenia temperatury rejestratora 5 dołączonego do czujnika 6 temperatury, takiego jak termopara, aby mierzyć temperaturę zewnętrzną (w piecu). Pojemnik taki zawiera wewnętrzną warstwę 23, zewnętrzną warstwę 24 i człon 15 pokrywy. Należy zauważyć, że materiał tworzący wewnętrzną warstwę 23 i zewnętrzną warstwę 24 jest odpowiednio wybrany w zależności od środowiska ogrzewania, na którego działanie wystawiony jest materiał, przy czym stosuje się cegły, włókna ceramiczne itp. o małej dyfuzyjności cieplnej i dobrych właściwościach izolowania.

Ten rodzaj izolującego pojemnika do mierzenia temperatury jest dotychczas stosowany w piecu o działaniu ciągłym w różnych branżach. Przykładowo, w piecu o działaniu ciągłym przy stosunkowo niskiej temperaturze co najwyżej 300°C stosuje się izolujący próżniowo pojemnik o konstrukcji dwuściennej (patrz np. opis wyłożeniowy japońskiego zgłoszenia wzoru użytkowego nr 64-51815). Istnieje rozwiązanie, w którym wodę z lodem stosuje się jako materiał o dużej pojemności cieplnej (patrz np. opis wyłożeniowy japońskiego zgłoszenia wzoru użytkowego nr 61145300). Jeżeli stosuje się wodę z lodem, moż na wykorzystywać ciepł o topnienia lub ciepł o parowania wody z lodem. Dlatego pojemnik może być skutecznie izolowany. Ponadto opisano izolujący pojemnik do mierzenia temperatury takiej konstrukcji, w której rejestrator danych jest umieszczony wraz z lodem w butli próżniowej, która jest otoczona materiałem izolującym (patrz np. opis wyłożeniowy japońskiego zgłoszenia wynalazku nr 9-280968.).

Temperatura odporności cieplnej rejestratora zwykle wynosi, w przybliżeniu, 50-90°C. Dlatego w przypadku stosowania rejestratora w warunkach wysokiej temperatury przez długi czas konieczne jest stosowanie izolującego pojemnika o większej zdolności izolowania. Jeżeli konwencjonalny pojemnik izolujący ma mieć dużą zdolność izolowania, wówczas jego wymiary muszą być duże. Dlatego w przypadku, gdy pole przekroju przejścia przez piec o działaniu cią głym jest ograniczone, pojawia się problem, że nie można zasadniczo stosować pojemnika izolującego o wymiarach zwiększonych w celu uzyskania doskonałych właściwości izolowania.

Celem wynalazku jest przezwyciężenie trudności w konwencjonalnych rozwiązaniach technicznych przez opracowanie izolującego pojemnika do mierzenia temperatury, który ma doskonałe właściwości izolowania, ale jest niewielki i nadaje się do stosowania w ograniczonej przestrzeni przez długi czas.

W wyniku intensywnych badań przeprowadzonych przez wynalazców, by osiągnąć postawiony cel, stwierdzono, że cel ten osiągnąć można przez użycie akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej wypełnionej wodą z lodem i izolującej warstwy zewnętrznej z materiału o małej przewodności cieplnej na zewnątrz pojemnika rejestratora, zawierającego rejestrator.

Izolujący pojemnik do mierzenia temperatur zawierający rejestrator według wynalazku charakteryzuje się zatem tym, że zawiera pojemnik rejestratora, w którym umieszczony jest rejestrator rejestrujący dane dotyczące temperatury; akumulującą ciepło warstwę wewnętrzną otaczającą pojemnik rejestratora i wypełnioną wodą z lodem; izolującą warstwę zewnętrzną posiadającą wewnętrzny pojemnik otaczający akumulującą ciepło warstwę wewnętrzną i wypełniony wodą z lodem oraz materiał o małej przewodności cieplnej usytuowany pomiędzy pojemnikiem wewnętrznym a izolującym pojemnikiem.

Taki izolujący pojemnik do mierzenia temperatury według przedmiotowego wynalazku korzystnie charakteryzuje się również tym, że pojemnik rejestratora jest usytuowany zasadniczo w środku izolującego pojemnika, a wartość stosunku d1/(d1+d2) grubości (d1) akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej do sumy grubości (d1) akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej i grubości (d2) izolującej warstwy zewnętrznej jest w zakresie od 0,6 do 0,7.

Izolujący pojemnik do mierzenia temperatury według przedmiotowego wynalazku korzystnie charakteryzuje się również tym, że pojemnik wewnętrzny jest pojemnikiem izolującym próżniowo.

PL 207 256 B1

Izolujący pojemnik do mierzenia temperatury według przedmiotowego wynalazku korzystnie charakteryzuje się również tym, że materiałem o małej przewodności cieplnej jest co najmniej jeden materiał wybrany z grupy złożonej z włókien ceramicznych, waty szklanej, wełny mineralnej, izolującego materiału z krzemianu wapnia oraz izolującego materiału o strukturze drobnoporowatej.

Dzięki wynalazkowi izolujący pojemnik do mierzenia temperatury ma doskonałe właściwości izolowania, ale jest niewielki i nadaje się do stosowania w ograniczonej przestrzeni przez długi czas.

Wynalazek jest dokładniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie jeden przykład wykonania izolującego pojemnika do mierzenia temperatury według przedmiotowego wynalazku w przekroju, fig. 2 - przykład wykonania konwencjonalnego pojemnika izolującego do mierzenia temperatury w przekroju, fig. 3 - płaski model do obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła w przekroju, fig. 4 - wykres wyniku obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła przy użyciu modelu płaskiego, fig. 5 - kolumnowy model do obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła w przekroju, fig. 6 i 7 - wykresy wyników obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła przy użyciu modelu kolumnowego, a fig. 8 przedstawia wykres temperatury (°C) w pojemniku rejestratora w funkcji czasu (h).

Poniżej zostanie opisany najlepszy tryb wykonania pojemnika według wynalazku, ale należy rozumieć, że wynalazek ten nie jest ograniczony do poniższego przykładu wykonania, ale bez odchodzenia od jego zakresu wynalazek ten obejmuje odpowiednie odmiany, ulepszenia itp. Zastosowane w poniższym wykonaniu na podstawie zwykłej wiedzy fachowca.

Na fig 1 przedstawiono w schematycznym przekroju przykład wykonania izolującego pojemnika do pomiaru temperatury według przedmiotowego wynalazku. Jak pokazano na fig. 1, izolujący pojemnik 1 do mierzenia temperatury według wynalazku zawiera pojemnik 2 rejestratora, akumulującą ciepło wewnętrzną warstwę 3 i izolującą zewnętrzną warstwę 4. Aby wykorzystywać ten izolujący pojemnik 1 do mierzenia temperatury, rejestrator 5, który zapisuje dane dotyczące zewnętrznej temperatury, jest umieszczony w komorze 8 izolowanej w pojemniku 2 rejestratora. Należy zauważyć, że rejestrator 5 jest dołączony do czujnika 6 temperatury nadającego się do mierzenia temperatury zewnętrznej izolującego pojemnika 1 do mierzenia temperatury.

Akumulująca ciepło wewnętrzna warstwa 3 usytuowana na zewnątrz pojemnika 2 rejestratora jest wypełniona wodą z lodem 11. Izolująca zewnętrzna warstwa 4 usytuowana na zewnątrz tej akumulującej ciepło wewnętrznej warstwy 3 jest utworzona z wewnętrznego pojemnika 12, który może być wypełniony wodą z lodem 11 i materiałem 13 o małej przewodności cieplnej usytuowanym na zewnątrz tego wewnętrznego pojemnika 12. Należy zauważyć, że na fig. 1 przez 14 oznaczono wsporczą podstawę, na której powinien być zamontowany pojemnik 2 rejestratora, a przez 15 oznaczono człon pokrywowy.

W części zbliżonej do rejestratora 5, który ma być chroniony przed ciepłem zewnętrznym, usytuowana jest warstwa utworzona z materiału o dużej pojemności cieplnej, to znaczy wewnętrzna warstwa 3 akumulująca ciepło. Ta wewnętrzna warstwa 3 akumulująca ciepło ma grubość, przykładowo, 20 - 100 mm. Należy zauważyć, że nie ma żadnego specjalnego ograniczenia przewodności cieplnej materiału, z którego wykonana jest akumulująca ciepło wewnętrzna warstwa 3. Materiałem o dużej pojemności cieplnej tworzącym akumulującą ciepło wewnętrzną warstwę 3 jest woda z lodem 11. Kiedy stosuje się wodę z lodem 11, można wykorzystywać ciepło topnienia. Możliwe jest wykorzystywanie lodu wytwarzanego przy wykorzystaniu zwykłego pojemnika do wytwarzania lodu. Pojemnik 2 rejestratora i lód umieszcza się w wewnętrznym pojemniku 12, a szczeliny w lodzie wypełnia się wodą. Możliwe jest tworzenie akumulującej ciepło wewnętrznej warstwy 3, w której zawartość lodu stanowi np. 50-60% obj. Kiedy stosuje się wodę z lodem 11 o dużej zawartości lodu, jest lepsze działanie izolujące. Kiedy lód jest wytwarzany tak, aby był dopasowany do kształtu komory pomiędzy wewnętrznym pojemnikiem 12 a pojemnikiem 2 rejestratora, możliwe jest utworzenie akumulującej ciepło wewnętrznej warstwy 3 o zawartości lodu 80-90% obj.

Należy zauważyć, że temperatura odporności cieplnej zwykłego rejestratora jest mniejsza niż 100°C. W przypadku, gdy używany jest rejestrator o temperaturze odporności cieplnej co najmniej 100°C, można wykorzystywać również utajone ciepło parowania wody i można otrzymać dalsze doskonałe izolowanie. Jednakże odparowana wilgoć zakłóca atmosferę w piecu o pracy ciągłej. Dlatego trzeba rozważyć oddziaływanie na ogrzewany materiał umieszczony w piecu o pracy ciągłej.

W zewnętrznej części akumulującej ciepło wewnętrznej warstwy 3 usytuowana jest warstwa wykonana z materiału o małej przewodności cieplnej, to znaczy izolująca zewnętrzna warstwa 4. Ta izolująca zewnętrzna warstwa 4 ma grubość przykładowo 20-100 mm. Należy zauważyć, że nie ma żadnego specjalnego ograniczenia, jeśli chodzi o pojemność cieplną izolującej zewnętrznej warstwy 4.

PL 207 256 B1

Jako materiał o małej przewodności cieplnej tworzący izolującą zewnętrzną warstwę 4 korzystnie stosuje się włóknisty materiał nieorganiczny o dużej porowatości. Dokładniej mówiąc, korzystnie stosuje się wtedy włókna ceramiczne zwykle używane jako lekki materiał izolujący, watę szklaną, wełnę mineralną, materiał izolujący z krzemianu wapnia, materiał izolujący o strukturze drobnoporowatej lub mieszany laminat utworzony przez ich połączenie.

Należy zauważyć, że powyższy materiał izolujący o strukturze drobnoporowatej zawiera składniki takie jak krzemionka, tlenek tytanu i tlenek glinu, a w materiale takim utworzona jest struktura drobnoporowata. Typowe przykłady takiego materiału obejmują produkt przemysłowy o nazwie handlowej Microtherm (wytwarzany przez firmę Nippon Microtherm Co. Ltd.).

Przewodność cieplna izolującej zewnętrznej warstwy 4 jest zależna od temperatury i wynosi w przybliżeniu 0,03-0,08 kcal/(m-h-°C) w przypadku, gdy pojemnik jest używany w piecu o działaniu ciągłym w zakresie temperatury w przybliżeniu 500°C.

Korzystne jest stosowanie w charakterze wewnętrznego pojemnika 12 izolującego pojemnika próżniowego. Kiedy w wewnętrznym pojemniku 12 używany jest izolujący pojemnik próżniowy, wówczas ścianka tworząca taki izolujący pojemnik próżniowy działa jako część izolującej zewnętrznej warstwy 4. Dzięki temu przewodność cieplna całej izolującej zewnętrznej warstwy 4 jest dodatkowo zmniejszona i jest lepsze izolowanie.

Konstrukcja ścianki izolującej próżniowo jest zwykle dwuwarstwowa z częścią próżniową usytuowaną pomiędzy ścianką wewnętrzną a ścianką zewnętrzną. Dlatego teoretyczna przewodność cieplna takiej części próżniowej wynosi 0. Jednakże istnieje przenoszenie ciepła powodowane przez promieniowanie i przewodzenie ciepła z części łączącej ściankę wewnętrzną ze ścianką zewnętrzną. Dlatego może być spowodowane do pewnego stopnia przenoszenie ciepła w całej ściance izolującej próżniowo. Jednakże w warunkach niskiej temperatury co najwyżej 300°C występuje bardzo słabe przenoszenie ciepła. Przykładowo, jeżeli ścianka izolująca cieplnie ma grubość 7,5 mm, dostrzegalna przewodność cieplna takiej ścianki izolującej próżniowo wynosi w przybliżeniu 0,005 kcal/(m-h-°C).

Załóżmy teraz, że włókna ceramiczne mają grubość 80 mm i przewodność cieplną w przybliżeniu 0,06 kcal/(m-h-°C). Przewodność cieplna całej izolującej warstwy zewnętrznej zawierającej ściankę izolującą próżniowo o grubości 7,5 mm i włókna ceramiczne o grubości 80 mm wynosi w przybliżeniu (87,5/(7,5/0,005+80/0,06) = 0,03 kcal/(m-h-°C).

Zatem w porównaniu z przypadkiem, gdy izolująca warstwa zewnętrzna o grubości 80 mm jest wykonana przykładowo tylko z włókien ceramicznych, w przypadku, gdy stosuje się izolację próżniową o grubości 7,5 mm wobec warstwy o grubości 80 mm, przenoszenie ciepła można zmniejszyć o połowę.

Należy zauważyć, że kiedy temperatura atmosfery wzrasta, wówczas łatwo występuje przenoszenie ciepła w ściance izolującej próżniowo na skutek promieniowania. Oznacza to, że widoczna przewodność cieplna ścianki izolującej próżniowo gwałtownie zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury atmosfery. Kiedy zatem temperatura atmosfery (temperatura zewnętrzna) ścianki izolującej próżniowo wynosi co najmniej 300°C, wówczas skuteczność izolowania ma tendencję do pogarszania się. Dlatego korzystne jest, by ścianka izolująca próżniowo (pojemnik z izolującą próżnią) była usytuowana w skrajnej wewnętrznej części izolującej zewnętrznej warstwy 4, aby uchronić ściankę izolującą próżniowo przed działaniem wysokiej temperatury, ponieważ uzyskuje się dzięki temu lepsze izolowanie.

Korzystne jest, by pojemnik 2 rejestratora był usytuowany zasadniczo w środku izolującego pojemnika 1 do mierzenia temperatury. Ponadto aby wartość (d1/(d1+d2)) stosunku grubości d1 akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej do sumy (d1+d2) grubości d1 wewnętrznej warstwy akumulującej ciepło i grubości d2 izolującej warstwy zewnętrznej była ustawiona w zakresie wynoszącym korzystnie 0,6-0,7, jeszcze korzystniej 0,625-0,675. Kiedy wartość tego stosunku (d1/(d1+d2)) jest ustawiona w powyższym zakresie liczbowym, uzyskuje się doskonałe izolowanie przy ograniczonych wymiarach. Dlatego izolujący pojemnik 1 do mierzenia temperatury według przedstawionego przykładu wykonania charakteryzuje się doskonałym izolowaniem, jest niewielki i nadaje się do stosowania przez długi czas w ograniczonej przestrzeni.

Jak opisano powyżej, izolujący pojemnik 1 do mierzenia temperatury według przedstawionego przykładu wykonania charakteryzuje się doskonałym izolowaniem, przy czym jest niewielki. Dlatego w różnych piecach o działaniu ciągłym ten izolujący pojemnik 1 do mierzenia temperatury według przedstawionego przykładu wykonania nadaje się do stosowania jako izolujący pojemnik z urządzeniem do mierzenia temperatury, który jest przemieszczany wraz z materiałem obrabianym cieplnie w piecu o działaniu ciągłym podczas użytkowania go.

PL 207 256 B1

P r z y k ł a d

Przedmiotowy wynalazek zostanie opisany poniżej szczegółowo na podstawie przykładów, ale wynalazek ten nie jest ograniczony do tych przykładów.

Obliczanie nieustalonego przenoszenia ciepła przy użyciu modelu płaskiego

P r z y k ł a d y o d n i e s i e n i a 1-5

Na fig. 3 przedstawiono schematycznie w przekroju model płaski do obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła. Ten płaski model 25 jest modelem utworzonym z wewnętrznej warstwy 23 i zewnętrznej warstwy 24, z których każda ma grubość 0,1 m, przy czym wartość wewnętrznej temperatury T1 jak i zewnętrznej temperatury T2 w stanie początkowym wynosi 20°C. W tablicy 1 podano materiały, z których wykonane są warstwy wewnętrzna i zewnętrzna. W tablicy 2 podano wartości właściwości fizycznych materiałów wymienionych w tablicy 1. Należy zauważyć, że w tablicy 2 przewodność cieplna λ wody jest podana jako 1000 kcal/m-h-°C, ale jest to wartość liczbowa, przy której rozważana jest konwekcja wody. Zmiana wewnętrznej temperatury T1 obliczona była w przypadku, gdy jedynie zewnętrzna temperatura T2 była zmieniana gwałtownie do 200°C od swej wartości początkowej (T1= T2=20°C). Wyniki przedstawiono na fig. 4.

T a b l i c a 1

	Materiał
Przykład odniesienia 1	Przykład odniesienia 2	Przykład odniesienia 3	Przykład odniesienia 4	Przykład odniesienia 5
Wewnętrzna warstwa	Włókna *1	Cegła	Włókna	Cegła	Woda
Zewnętrzna warstwa	Włókna	Cegła	Cegła	Włókna	Włókna

*1: Włókna ceramiczne

T a b l i c a 2

	Jednostka	Włókna ceramiczne	Cegła	Woda
Gęstość (ρ)	kg/m³	130	1600	1000
Ciepło właściwe (cp)	kcal/(kg-°C)	0,22	0,22	1
Przewodność cieplna (λ)	kcal/(m-h-°C)	0,06	0,74	1000
Dyfuzyjność cieplna (λ^ρ-cp))	m²/h	0,002	0,002	1000

Jak wynika z fig. 4, nawet w przypadku, gdy stosowane są materiały o jednakowej dyfuzyjności cieplnej, kiedy pojemności cieplne i przewodności cieplne materiałów są różne, korzystne jest, gdy materiał o większej pojemności cieplnej jest w warstwie wewnętrznej, a materiał o mniejszej przewodności cieplnej jest w warstwie zewnętrznej (proszę porównać przykład odniesienia 3 z przykładem odniesienia 4). Wyraźnie widać, że przykład odniesienia 5, w którym warstwa wewnętrzna jest utworzona z wody, a warstwa zewnętrzna jest wykonana z włókien ceramicznych, wykazuje najlepszą zdolność izolowania.

Obliczanie nieustalonego przenoszenia ciepła przy wykorzystaniu modelu kolumnowego

Fig. 5 przedstawia schematycznie, w przekroju, model kolumnowy obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła. Ten kolumnowy model 35 ma średnicę równą wysokości modelu. Izolowana przestrzeń 38, akumulująca ciepło wewnętrzna warstwa 3 i izolująca zewnętrzna warstwa 4 (przewodność cieplna = λ) mają analogiczne kształty. Należy zauważyć, że na fig. 5 przez 37 oznaczono oś środkową, przez D oznaczono całkowitą grubość warstwy (suma grubości d1 wewnętrznej warstwy akumulującej ciepło i grubości d2 izolującej warstwy zewnętrznej), a przez Ri oznaczono promień izolowanej przestrzeni.

Zmianę wewnętrznej temperatury T1 obliczano w przypadku, gdy tylko zewnętrzna temperatura T2 była gwałtownie zmieniana do Te(°C) od stanu początkowego, w którym wszystkie obszary miały stałą temperaturę (T1= T2=T0 (T0: temperatura początkowa)). Wyniki przedstawiono na fig. 6 i 7. Należy zauważyć, że w przypadku, gdy czas potrzebny na osiągnięcie różnicy temperatury pomiędzy wewnętrzną temperaturą T1 a zewnętrzną temperaturą T2 wynoszącej 1/e (e w przybliżeniu jest równe 2,718),

PL 207 256 B1 odpowiadającej Te-T0 jest traktowane jako reprezentatywny czas osiągania H, kiedy ten reprezentatywny czas osiągania H wydłuża się, można ocenić, że zdolność do izolowania jest doskonała.

Na fig. 6 i 7 przedstawiono wykresy wyników obliczania nieustalonego przenoszenia ciepła przy użyciu modelu kolumnowego. Na fig. 6, w przypadku, gdy przewodność cieplna izolującej zewnętrznej warstwy 4 jest stała (λ/Ri = 1,7), a parametr całkowitej grubości warstwy jest ustawiony na D/Ri = 4, D/Ri = 5 i D/Ri = 6, reprezentatywny czas osiągania temperatury H (h) jest wykreślony w funkcji stosunku grubości akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej do całkowitej grubości warstwy (d1/D). Na fig. 6 widać, że nawet wtedy, gdy parametr (D/Ri) całkowitej grubości warstwy ma dowolną wartość, kiedy wartość d1/D jest w zakresie od 0,6 do 0,7, powodowana jest doskonała zdolność izolowania.

Na fig. 7 w przypadku, gdy parametry przewodności cieplnej izolującej zewnętrznej warstwy 4 są ustawione na λ/Ri = 0,3, λ/Ri = 1,3 i λ/Ri = 3,3, optymalna wartość d₁/D (d_1opti/D) jest wykreślona w funkcji całkowitej grubości warstwy (D/Ri). Na fig. 7 pokazano, że nawet wtedy, gdy parametr (λ/Ri) przewodności cieplnej ma dowolną wartość, optymalna wartość d1/D (d1opti/D) mieści się w zakresie 0,6-0,7.

P r z y k ł a d y 1-4, porównawcze przykłady 1, 2

Przygotowano izolujące pojemniki 1 do mierzenia temperatury (przykłady 1-4, porównawcze przykłady 1, 2) skonstruowane zgodnie z fig. 1. W tablicy 3 podano wymiary członów składowych izolujących pojemników 1 do mierzenia temperatury. W tablicy 4 podano materiał i grubość d1 akumulującej ciepło wewnętrznej warstwy 3, materiał i grubość d2 izolującej zewnętrznej warstwy 4 oraz wartość d1/(d1+d2). Należy zauważyć, że w celu zmierzenia temperatury w pojemniku 2 rejestratora zamiast rejestratora w pojemniku 2 rejestratora umieszczono termoparę. Jeśli chodzi o wodę z lodem użytą w izolujących pojemnikach 1 do mierzenia temperatury z przykładów 1-4, lód stanowił w przybliżeniu 60% obj.

Każdy z przygotowanych izolujących pojemników 1 do mierzenia temperatury umieszczono w elektrycznym piecu typu wsadowego i ogrzewano zgodnie z programem temperaturowym ze wzrostem temperatury przez 5 h utrzymywaniem temperatury 500°C przez 2 h spadkiem temperatury przez 2 h. W tablicy 4 podano wynik pomiaru temperatury osiąganej w pojemniku 2 rejestratora w każdym z izolujących pojemników 1 do mierzenia temperatury.

T a b l i c a 3

	Wymiar (mm)
Rejestrator	75x55x18
Pojemnik rejestratora	Φ65x80h
Pojemnik z wodą z lodem (przykład 1)	Φ200x200hx1t
Pojemnik z wodą z lodem (przykład 2)	Φ250x250hx1t
Izolujący pojemnik próżniowy (przykład 3)	wymiar zewnętrzny Φ200x190h/ wymiar wewnętrzny Φ185x170h
Izolujący pojemnik próżniowy (przykład 4)	wymiar zewnętrzny Φ265x265h/ wymiar wewnętrzny Φ250x240h
Izolująca warstwa zewnętrzna (włókna ceramiczne)	Φ360x360h

Jak pokazano w tablicy 4, jest oczywiste, że izolujące pojemniki do mierzenia temperatury z przykładów 1-4 mają niską temperaturę do osiągnięcia w pojemniku rejestratora i doskonałe izolowanie w porównaniu z izolującymi pojemnikami do mierzenia temperatury z porównawczych przykładów 1, 2. Kiedy wartość stosunku d1/(d1+d2) jest ustawiona w zakresie od 0,6 do 0,7, możliwe jest osiąganie niższej temperatury w pojemniku rejestratora (patrz przykłady 2, 4). Oczywiste jest zatem, że nawet w przypadku, gdy wymiary pojemników izolujących do mierzenia temperatury są jednakowe, kiedy stosunek grubości akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej i izolującej warstwy zewnętrznej jest ustawiony na zakres optymalny, powodowane jest lepsze izolowanie.

PL 207 256 B1

T a b l i c a 4

	Akumulująca ciepło warstwa wewnętrzna	Izolująca warstwa zewnętrz	d1/(d1+d2)	Temperatura do osiągnięcia w pojemniku rejestratora (°C)
Materiał	Grubość d1 (mm)	Materiał	Grubość d2 (mm)
Przykład 1	woda z lodem	67,5	włókna	80	0,46	90
Przykład 2	woda z lodem	92,5	włókna	55	0,63	70
Przykład 3	woda z lodem	60	izolujący pojemnik próżniowy + włókna	87,5	0,41	43
Przykład 4	woda z lodem	92,5	izolujący pojemnik próżniowy + włókna	55	0,63	24
Porównawczy przykład 1	włókna* 1	-	włókna	-	-	>100
Porównawczy przykład 2	cegły	67,5	włókna	80	0,46	>100

*1: włókna ceramiczne

Kiedy pojemnik izolujący próżniowo jest używany jako pojemnik wewnętrzny, możliwe jest osiąganie niższej temperatury w pojemniku rejestratora (patrz przykłady 3, 4). Należy zauważyć, że jest oczywiste, że kiedy wartość stosunku d1/(d1+d2) jest ustawiona w zakresie od 0,6 do 0,7 i używany jest izolujący pojemnik próżniowy, możliwe jest osiąganie niższej temperatury w pojemniku rejestratora, aż do najniższej temperatury w przykładzie (patrz przykład 4).

Izolujący pojemnik do mierzenia temperatury, według wynalazku, ma doskonałe właściwości izolujące, przy czym jest niewielki. Dzięki temu nadaje się do stosowania jako izolujący pojemnik tworzący urządzenie do mierzenia temperatury, przeznaczone do przemieszczania wraz z materiałem obrabianym w piecu o działaniu ciągłym podczas stosowania w różnych piecach o działaniu ciągłym, takich jak ceramiczne piece ciągłego spalania i piec do wytwarzania żywności, które z założenia są używane w ograniczonej przestrzeni przez długi czas.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Izolujący pojemnik do mierzenia temperatury zawierający rejestrator, znamienny tym, że zawiera pojemnik rejestratora (2), w którym umieszczony jest rejestrator (5) rejestrujący dane dotyczące temperatury; akumulującą ciepło warstwę wewnętrzną (3) otaczającą pojemnik rejestratora (2) i wypełnioną wodą z lodem (11); izolującą warstwę zewnętrzną (4) posiadającą wewnętrzny pojemnik (12) otaczający akumulującą ciepło warstwę wewnętrzną (3) i wypełniony wodą z lodem (11) oraz materiał (13) o małej przewodności cieplnej usytuowany pomiędzy pojemnikiem wewnętrznym (12) a izolującym pojemnikiem (1).
2. Pojemnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pojemnik rejestratora (2) jest usytuowany zasadniczo w środku izolującego pojemnika (1), a wartość stosunku d1/(d1+d2) grubości (d1) akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej (3) do sumy grubości (d1) akumulującej ciepło warstwy wewnętrznej (3) i grubości (d2) izolującej warstwy zewnętrznej (4) jest w zakresie od 0,6 do 0,7.
3. Pojemnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wewnętrzny pojemnik (12) jest pojemnikiem izolującym próżniowo.
4. Pojemnik według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że materiałem o małej przewodności cieplnej jest co najmniej jeden materiał wybrany z grupy złożonej z włókien ceramicznych, waty szklanej, wełny mineralnej, izolującego materiału z krzemianu wapnia oraz izolującego materiału o strukturze drobnoporowatej.