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L'invention est relative aux dispositifs de chauffage électrique par induction,destinés en particulier à prévenir la congélation d'un liquide, comme par exemple de l'eau, contenu. dans un réservoir d'emmagasinement ou semblable .
Le besoin existe de pais longtemps d'un appareil efficaceempêchant l'eau des réservoirs d'emmagasinage domestiques de geler pendant les temps froids, mais aucune disposition efficiente n'a antérieurement été proposée.. Pour empêcher l'eau de se congeler , il suffit d'élever et de maintenir sa température juste au-.dessus du point de congélation , et par suite un appareil efficient ne fournira à l'eau que l'énergie suffisante pour oompen. ser les pertes de chaleur dues au rayonnement et à la conduction , En même temps ,il est souvent désirable également de minimiser le risque de congélation dans des conduits d'alimentation environ-
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nant le réservoir ,
et l'objet principal de l'invention est de prévoir un appareil prévenant la congélation de l'eau 'dans des réservoirs d'emmagasinement et dans des conduits associés .
Conformément à l'invention , il est prévu un dispositif de chauffage par induction pour prévenir la congélation d'un liquide , comme de l'eau, contenu dans un réservoir d'emmagasine- ment , ou analogue, comprenant un noyau ferreux sur lequel sont enroulés au moins un enroulement primaire propre à être excité à partir d'une sourced'énergie électrique , afin de procurer un flux pour chauffer une partie du dit réservoir , ou un organe ferreux y associé , et au moins un enroulement secondaire induoti- vement couplé à l'enroulement, ou aux enroulements primaires, le ou. les dits enroulements secondaires étant agencés pour , lors de l'excitation du ou des enroulements primaires , fournir du courant électrique destiné à chauffer des conduits d'alimenta- tion ou semblables ,
l'agencement étant tel que'le. dispositif de chauffage puisse être fixé à une surfaceextérieure du réser- voir-contenant le liquide à chauffer . Une plaque ferreuse , ou un organe analogue, peut être disposé dans le dit réservoir , dans un emplacement adjacent aux pôles du noyau ferreux , cette plaqueou organe analogue complétant le trajet du flux et étant chauffé par hystérésis et courants de Foucault.
En autre , le courant, fourni à l'enroulement primaire peut être contrôlé ther- mostatiquement . être
Et afin que l'invention puisse/aisément mise en oeuvre , une de ses réalisations est décrite ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels :
Fig. 1 montre un dispositif construit conformément à l'invention, qui. est fixé sur la surface externe d'un réservoir d'emmagasinement d'eau , domestique ;
Fig. 2 est une vue en plan partielle de la figure 1;et,
Fig. 3 est un schéma des circuits d'un dispositif
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établi conformément à l'invention
Dans la réalisation montrée sur les dessins , un dispositif de chauffage par induction comprend essentiellement un ensemble de transformateur 1 , comportant un noyau ferreux de conformation en E , feuilleté 2, et sur lequel sont montés des enroulements, primaire et secondaire 3.
Un conducteur éleoy trique 4 est agencé pour fournir de l'énergie électrique à l'en- roulement primaire , la dite énergie étant contrôlée par le fonc- tionnement d'un thermostat 5 connecté en circuit avec le conduc- teur 4 Un fil baladeur 6 est également prévu, qui fournit du courant à une lampe pilote 7 Des moyens d'attache pour relier l'ensemble de transforma- teur 1 à une surface. externe du.
réservoir d'emmagasinement 8, comprennent une console d'attache 9 , à travers laquelle passent desboulons 10 , comportant des écrous 11 , en retenant de cefait l'ensemble transformateur en position A l'intérieur du réservoir est disposée une palque ferreuse 12, adjacente aux pôles du noyau ferreux feuilleté 2 ,la dite plaque 12 étant maintenue en place par les boulons 10 la traversant . La plaque ferreuse 12 est de préférence galvanisée pour résister à la corrosion
L'enroulement secondaire du transformateur,, dans lequel s'écoule un courant électrique lors de l'excitation de 11 enroule- ment primaire , est connecté , via le conducteur 13 et la jonction
14 , à des conducteurs électriques 15, 16 et 17 ,
qui peuvent être enroulés sur ou être disposés le long de conduits d'alimentation associés au réservoir d'eau , ces conducteurs étant connectés aux dits conduits à leurs extrémités éloignées . 1, enroulement secon- daire est mis à la terre par connexion avec le réservoir via le conducteur électrique 18 @
En fonctionnement , lors de l'excitation de l'enroulement primaire par connexion aune source de courant électrique alter- natif , il se orée un champ magnétique alternatif dont le trajet de flux est complété par la plaque ferreuse 12 ,de sorte que de, la
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ohaleur est engendrée par hystérésis et courants de Fouoault dans la plaque ferreuse 12 .
Par suite , l'eau du réservoir 8 @ est ohauffée , quelle que soit la matière dont est constitué le réservoir . Si le réservoir est établi en métal ferreux , l'effet ohauffant sera renforcé , car une certaine quantité de chaleur sera également engendrée par hystérésis et courants de Foucault dans la paroi du réservoir , entre le noyau, et la plaque ferreuse, ou bien par des courants de Foucault seuls si le réservoir est établi en métal non ferreux .
Alors que* l'enroulement primaire est:;de réactance électri- que élevée , l'enroulement secondaire est de réactance comparative- ment basse , de manière à produire du courant alternat'if à un bas voltage convenant pour chauffer directement des conduits d'alimen- tation associés au réservoir . Le rapport du nombre de 'spires dans @ les enroulements primaire et secondaire et tel que si l'enroulement' primaire est excité par une tension d'alimentation domestique ordi- naire , la tension secondaire en circuit ouvert , engendrée pour chauffer les conduits d'alimentation est de l'ordre de 4 volts .
Les conduits d'alimentation sont de préférence chauffés par résis- tance ,. ce qui implique le passage du courant secondaire à travers la résistance électrique du conduit métallique et de l'eau y contenue . Cette action chauffante peut être augmentée ,si on le désirait , en enroulant le conducteur électrique en hélice autour du conduit , de façon qu'une certaine quantité de chaleur soit engendrée par hystérésis et courants de Foucault en plus de la ohaleur, créée par le courant s'écoulant à travers le conduit .
Le conduit reçoit également une certaine quantité de chaleur du conducteur lui-même , par conduction thermique .
L'ensemble transformateur peut être monté dans toute position convenable sur le réservoir d'eau domestique , suivant l'emplacement et 1.'installation du réservoir . S'il est adapté à la partie basse de celui-ci , de la chaleur sera distribuée dans l'eau par convexion et , en-pareil cas, il est essentiel
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de prendre soin que les 'brous de passage des boulons de fixation soient adéquatement scellés ou rendus étanches , S'il est monté au-dessus du niveau d'eau , de telles précautions ne sont pas essentielles , mais;une certaine partie de la surface chauffée de la plaque ferreuse 12 ne sera pas en contact direct avec l'eau , de sorte que le transfert de chaleur sera proportionnellement affaibli .
Néanmoins, une quantité de chaleur suffisante sera engendrée dans , et conduitepar conductibilitéthermiqueà la partie submergée de la plaque ferreuse pour donner la protection désirée contre la congélation , tirant parti en. pareil cas du fait que l'eau atteint son maximum de densité à 4 C.
On comprendra que le dispositif de chauffage par induction peut être modifié sans s'écarter de la portée de l'inven tion ; par exemple , plus d'un enroulement primaire et plus d'un enroulement secondaire peuvent être employés , les enroulements secondaires additionnels étant adaptés à la fourniture de courant à tout autre équipement auxiliaire Egalement , si la section du réservoir d'emmagasinement et les matières dont il est construit sont adéquates , la plaque ferreuse 12 qui complète le trajet du flux du noyau ferreux 2 peut être omise , REVENDICATIONS
1.- Un dispositif de chauffage par induction pour prévenir la congélation d'un liquide , comme de l'eau , contenu dans un réservoir d'emmagasinement, ou semblable, comprenant un noyau ferreux portant , y enroulés,,
au moins un enroulement primaire propre à être excité par une source d'énergie électrique afin de procurer un flux pour chauffer une partie du dit réservoir ou un organe ferreux y associé , et au moins un enroulement secondaire inductivement couplé à l'enroulement primaire ou aux enroulements primaires , le ou les dits enroulements secondaires étant agencés pour fournir , lors de l'exaltation du ou des enroulements primaires, du courant électrique pour chauffer des conduits d'alimentation ou
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analogues , l'agencement étant tel que le dispositif -de chauffage puisse être fixé à une surface externe du réservoir contenant le liquide à chauffer .
2.-Un dispositif de chauffage tel que revendiqué dans la revendication 1 , dans lequel une plaque ferreuse ou organe analogue , est disposé dans le dit réservoir , dans un emplacement adjacent aux pôles du noyau ferreux , la dite plaque ou organe analogue complètant le trajet du flux et citant chauffé par hystérésis et courants de Foucault.
3. - Un dispositif de chauffage par induction tel que revendiqué dans la revendication 1 ou la revendication 2 , dans lequel le courant fourni à l'enroulement , ou aux enroulements primaires est contrôlé thermostatiquement .
4.- Un dispositif de chauffage par induction tel que revendiqué dans la revendication 2 , dans lequel le noyau ferreux , et les enroulements primaires et secondaires associés , sont maintes nus en place sur la surface externe du réservoir par des moyens de , retenue qui maintiennent également la plaque ferreuse en position.
5.- Un dispositif de chauffage par induction pour prévenir la congélation d'un liquide, comme de l'eau, contenu dans un réser- voir d'emmagasinement ou semblable , comprenant un noyau ferreux portant , y enroulés, au moins un enroulement primaire propre à être excité par une source d'énergie électrique alternative, et au moins un enroulement secondaire couplé inductivement à l'en- roulement primaire,ou aux enroulements primaires , le ou les enrou- lements secondaires étant propres ,par excitation du ou des enrou- lements primaires à fournir du courant électrique à des conduits d'alimentation de liquide ou analogues , pour les chauffer , et des moyens pour retenir le dit noyau ferreux sur la surface externe du réservoir ou semblable ,ces moyens.
affectant la forme d'une console de retenue fixée au réservoir ou. semblable par des boulons, les dits boulons retenant également en place, à l'intérieur du réservoir , une plaque ferreuse, ou analogue , qui complète le
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trajet du flux t est chauffée par hyssëa,j.s ,: o:'4rants de
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Foucault 6. - Un dispositif de chauffage par induction POUX
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prévenir la o0I16élation d'un liquide, comme de l'eau, conter dans un réservai' d'emlllagasinernent ou. se,ablable, en su.bstanoe oomme d6o3!ît .
7.- Un dispositif de chauffage par induotiol':1. pour prévenir la ocngélat-ion d'un liquide , oomme de l'eau, oontenu. dans an réservoir d'êrumagasinement ou xeiblable , en su.bsaïMe eoignie àéoi<1% et oomiae illustra par les dessins annexés
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The invention relates to electric induction heating devices, intended in particular to prevent the freezing of a liquid, such as for example water, contained. in a storage tank or the like.
There has long been a need for an effective device to prevent water in domestic storage tanks from freezing during cold weather, but no efficient provision has previously been proposed. To prevent water from freezing, it is sufficient. to raise and maintain its temperature just above the freezing point, and therefore an efficient apparatus will only supply the water with sufficient energy to compensate. heat losses due to radiation and conduction, At the same time, it is often also desirable to minimize the risk of freezing in supply conduits.
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the reservoir,
and the main object of the invention is to provide an apparatus preventing freezing of water in storage tanks and associated conduits.
According to the invention, there is provided an induction heating device for preventing the freezing of a liquid, such as water, contained in a storage tank, or the like, comprising a ferrous core on which are wound at least one primary winding suitable for being excited from a source of electrical energy, in order to provide a flow for heating a part of said reservoir, or an associated ferrous member, and at least one secondary winding undoubtedly coupled to the winding, or to the primary windings, the or. said secondary windings being arranged to, during the excitation of the primary winding (s), supply electric current intended to heat supply conduits or the like,
the arrangement being as'le. heating device can be attached to an exterior surface of the tank containing the liquid to be heated. A ferrous plate, or a similar member, may be placed in said reservoir, in a location adjacent to the poles of the ferrous core, this plate or similar member completing the path of the flux and being heated by hysteresis and eddy currents.
In addition, the current supplied to the primary winding can be thermostatically controlled. be
And so that the invention can / easily be implemented, one of its embodiments is described below with reference to the appended drawings in which:
Fig. 1 shows a device constructed in accordance with the invention, which. is attached to the external surface of a domestic water storage tank;
Fig. 2 is a partial plan view of Figure 1; and,
Fig. 3 is a circuit diagram of a device
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established in accordance with the invention
In the embodiment shown in the drawings, an induction heating device essentially comprises a transformer assembly 1, comprising an E-shaped ferrous core, laminated 2, and on which windings, primary and secondary 3 are mounted.
An electric conductor 4 is arranged to supply electric energy to the primary winding, said energy being controlled by the operation of a thermostat 5 connected in circuit with conductor 4 A wandering wire 6 Also provided, which supplies current to a modeling lamp 7, is provided. Fastening means for connecting the transformer assembly 1 to a surface. external of.
storage tank 8, include an attachment bracket 9, through which pass bolts 10, comprising nuts 11, thereby retaining the transformer assembly in position Inside the tank is arranged a ferrous plate 12, adjacent at the poles of the laminated ferrous core 2, said plate 12 being held in place by bolts 10 passing therethrough. The ferrous plate 12 is preferably galvanized to resist corrosion.
The secondary winding of the transformer, in which an electric current flows during the excitation of the primary winding, is connected, via the conductor 13 and the junction.
14, to electrical conductors 15, 16 and 17,
which can be wound on or be arranged along supply conduits associated with the water tank, these conductors being connected to said conduits at their remote ends. 1, the secondary winding is earthed by connection with the tank via the electric conductor 18 @
In operation, when the primary winding is excited by connection to an alternating electric current source, an alternating magnetic field is created, the flux path of which is completed by the ferrous plate 12, so that the
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oheat is generated by hysteresis and Fouoault currents in the ferrous plate 12.
As a result, the water in the tank 8 @ is heated, regardless of the material of which the tank is made. If the tank is made of ferrous metal, the heating effect will be enhanced, because a certain quantity of heat will also be generated by hysteresis and eddy currents in the wall of the tank, between the core, and the iron plate, or by eddy currents only if the tank is made of non-ferrous metal.
While the primary winding is: of high electric reactance, the secondary winding is of comparatively low reactance, so as to produce alternating current at a low voltage suitable for direct heating of conduits. power supply associated with the tank. The ratio of the number of turns in the primary and secondary windings and such that if the primary winding is energized by an ordinary household supply voltage, the secondary open circuit voltage generated to heat the ducts. power supply is of the order of 4 volts.
The supply conduits are preferably heated by resistance. which involves the passage of the secondary current through the electrical resistance of the metal conduit and of the water contained therein. This heating action can be increased, if desired, by winding the electrical conductor in a helix around the conduit, so that a certain amount of heat is generated by hysteresis and eddy currents in addition to the heat, created by the current. flowing through the duct.
The duct also receives a certain amount of heat from the conductor itself, by thermal conduction.
The transformer assembly may be mounted in any convenient position on the domestic water tank, depending on the location and installation of the tank. If it is adapted to the lower part of it, heat will be distributed in the water by convection and, in such a case, it is essential
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take care that the holes for the fixing bolts are adequately sealed or made watertight, If it is mounted above the water level, such precautions are not essential, but; a certain part of the surface The heated iron plate 12 will not be in direct contact with water, so the heat transfer will be proportionately weakened.
Nevertheless, sufficient heat will be generated in, and conducted by thermal conductivity to the submerged part of the iron plate to give the desired protection against freezing, taking advantage of it. such a case because water reaches its maximum density at 4 C.
It will be understood that the induction heating device can be modified without departing from the scope of the invention; for example, more than one primary winding and more than one secondary winding may be employed, the additional secondary windings being suitable for supplying current to any other auxiliary equipment Also, if the section of the storage tank and the materials of which it is constructed are adequate, the ferrous plate 12 which completes the path of the flux of the ferrous core 2 may be omitted.
1.- An induction heating device for preventing the freezing of a liquid, such as water, contained in a storage tank, or the like, comprising a ferrous core bearing, coiled therein ,,
at least one primary winding suitable for being excited by a source of electrical energy in order to provide a flow for heating part of said reservoir or an associated ferrous member, and at least one secondary winding inductively coupled to the primary winding or to primary windings, said secondary winding or windings being arranged to supply, during the excitation of the primary winding or windings, electric current for heating supply conduits or
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analogues, the arrangement being such that the heating device can be fixed to an external surface of the reservoir containing the liquid to be heated.
2.-A heating device as claimed in claim 1, wherein a ferrous plate or the like is arranged in said reservoir, in a location adjacent to the poles of the ferrous core, said plate or similar member completing the path. of flux and quoting heated by hysteresis and eddy currents.
3. - An induction heater as claimed in claim 1 or claim 2, wherein the current supplied to the winding, or to the primary windings, is thermostatically controlled.
4. An induction heater as claimed in claim 2, wherein the ferrous core, and the associated primary and secondary windings, are held bare in place on the outer surface of the reservoir by retaining means which hold also the iron plate in position.
5.- An induction heating device for preventing the freezing of a liquid, such as water, contained in a storage tank or the like, comprising a ferrous core carrying, wound therein, at least one primary winding suitable for being excited by an alternating electrical energy source, and at least one secondary winding inductively coupled to the primary winding, or to the primary windings, the secondary winding (s) being clean, by excitation of the winding (s) - primary elements for supplying electric current to liquid supply conduits or the like, to heat them, and means for retaining said ferrous core on the outer surface of the tank or the like, these means.
affecting the form of a retaining bracket attached to the tank or. similar by bolts, said bolts also retaining in place, inside the tank, a ferrous plate, or the like, which completes the
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flow path t is heated by hyssëa, j.s,: o: '4rants of
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Foucault 6. - A LICE induction heating device
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prevent the o0I16elation of liquid, such as water, store in storage or. se, ablable, in su.bstanoe as d6o3! ît.
7.- An induotiol heating device: 1. to prevent freezing of a liquid, such as water, or contents. in a storage tank or searchable, in su.bsaïMe witheoi <1% and oomiae illustrated by the accompanying drawings