CS261481B1

CS261481B1 - Device for electric heating of medium in boiler

Info

Publication number: CS261481B1
Application number: CS866436A
Authority: CS
Inventors: Josef Prof Ing Drsc Rada
Original assignee: Rada Josef
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS643686A1

Abstract

Zařízení pro elektrický ohřev média v kotli je vhodné zejména pro kotle sestávající z pláště, opatřeného na dně přírubou a zaslepovacím dnem. Zařízení sestává z transformátoru, jehož jeden vývod je umístěn na přírubu a druhý na zaslepovací ' dno. Mezi přírubu a zaslepovací dno jsou zapojeny topné články a je zde uložena elektricky izolační a těsnicí vložka. Topné články můžou s výhodou tvořit uvnitř kotle svislou a plynotěsnou stěnu, v níž je umístěno ohřívané médium a vnější pláší nebo jeho pásy do této stěny přivádějí proud z transformátoru. Zařízení pro elektrický ohřev média v kotli je využitelné zejména v hutniotví a chemickém a elektrotechnickém průmyslu.The device for electric heating of the medium in a boiler is particularly suitable for boilers consisting of a shell provided at the bottom with a flange and a blanking bottom. The device consists of a transformer, one outlet of which is placed on the flange and the other on the blanking bottom. Heating elements are connected between the flange and the blanking bottom and an electrically insulating and sealing insert is placed there. The heating elements can advantageously form a vertical and gas-tight wall inside the boiler, in which the heated medium is placed and the outer shell or its strips supply current from the transformer to this wall. The device for electric heating of the medium in a boiler is particularly useful in metallurgy and the chemical and electrical engineering industries.

Description

Vynález se týká zařízení pro elektrický ohřev média v kotli, zejména pro destilační a chemické procesy, kde provozní podmínky určují, že žádná část zařízení za normálního provozu nemůže mít teplotu o více než o 10 % vyšší, než je teplota ohřívaného média v kotli. Tím se řeší bezpečnost provozu,zejména při ohřevu hořlavých látek.The invention relates to an apparatus for the electrical heating of a medium in a boiler, in particular for distillation and chemical processes, where the operating conditions determine that no part of the apparatus in normal operation can have a temperature more than 10% higher than the temperature of the medium to be heated. This solves the safety of operation, especially when heating flammable substances.

Dosavadní známá řešení zajišťují problém požární bezpečnos ti v podstatě tak, že se ohřívá pokud možno nehořlavé pomocné médium mimo kotel a tímto médiem se teprve ohřívá stěna vlastního kotle z vnější strany. Toto řešení je bezpečné, ale složité a má dosti tepelných ztrát v rozvodu pomocného média. Další známé řešení je indukční ohřev stěny kotle, který se však ukazuje v provozu málo energeticky účinný. Ohřev běžnými topnými články nezajišťuje požární bezpečnost, neboť topné vodiče mají poměrně vysokou teplotu a značné akumulované teplo při vysoké teplotě.The known solutions of the prior art solve the fire safety problem essentially by heating, if possible, a non-combustible auxiliary medium outside the boiler, and this medium only heats the wall of the boiler itself from the outside. This solution is safe, but complicated and has quite a lot of heat loss in the auxiliary medium distribution. Another known solution is the induction heating of the boiler wall, which, however, proves to be of low energy efficiency in operation. Heating with conventional heating elements does not ensure fire safety, since the heating conductors have a relatively high temperature and a considerable accumulated heat at high temperature.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro elektrický ohřev média v kotli, sestávajícím z pláště, opatřeného na dně přírubou a zaslepovacím dnem, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sestává z transformátoru, jehož jeden vývod je. umístěn na přírubu a druhý na zaslepovací dno, přičemž mezi přírubu a zaslepovací dno jsou zapojeny topné články a je zde uložena elektrickyⁱ izolační a těsnící vložka. Zvláště je výhodné, když topné články tvoří uvnitř kotle svislou a plynotěsnou stěnu, v níž je umístěno ohřívané médium a vnější plášť nebo jen pásy do této stěny přivádějící proud z transformátoru.These drawbacks are overcome by an apparatus for the electric heating of the medium in a boiler consisting of a jacket provided with a flange at the bottom and a blind bottom according to the invention. Its essence is that it consists of a transformer whose one outlet is. located on the second flange and on the blind bottom being provided between the blind flange and bottom heating elements are connected, and there is ^also mounted an electrically insulating and sealing insert. It is particularly advantageous if the heating elements form a vertical and gas-tight wall inside the boiler, in which the heated medium and the outer sheath or only the strips to the wall supplying the current from the transformer are located.

Zařízení pro elektrický ohřev média v kotli podle vynálezuDevice for electric medium heating in a boiler according to the invention

- 2 261 481 umožňuje bezpečný provoz kotle, je konstrukčně jednoduché a energeticky účinné. Navíc má také vysokou životnost.- 2 261 481 enables safe boiler operation, is simple in construction and energy efficient. In addition, it also has a long service life.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle přiloženého výkresu, kde obr. 1 znázorňuje v řezu nárys a obr. 2 znázorňuje půdorys zařízení pro elektrický ohřev média v kotli podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and its effects are explained in more detail in the description of an exemplary embodiment of the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a cross-sectional front view and FIG.

Těleso kotle 1 má ke svému dnu přivařenu přírubu 2, ke které je elektricky odizolované přišroubováno zaslepovací dno 2 pomocí šroubů 4. Elektrickou izolaci zajišíuje elektricky izolační a těsnící vložka 5. spolu s izolačními podložkami a s izolačními trubkami navlečenými na šrouby j._o Mezi zaslepovací dno 3 a plášt kotle 1 jsou připojeny, například přivařeny, topné články 6, respektive pásy z materiálu pro topné články. Tvar topných článků 6 na pravé straně obr. 1 je pro případ, že ohřev může být prováděn téměř v celé výšce steny kotle 1, tvar na levé straně obr. 1 se volí pro případ, že ohřev má být soustředěn co možno v dolní části kotle 1.Boiler body 1 has its bottom welded to a flange 2 to which it is electrically insulated bolted blanking plate 2 by means of screws 4. The electrical insulation will insure electrically insulating and sealing plug 5 together with the insulating washers and insulating tubes strung screws e., Between _the blind base 3 and the boiler jacket 1 are connected, for example, welded, with heating elements 6 or strips of heating element material. The shape of the heating elements 6 on the right side of Fig. 1 is in case the heating can be carried out almost the entire height of the boiler wall 1, the shape on the left side of Fig. 1 is chosen in case the heating is to be concentrated in the bottom of the boiler 1.

Základním prvkem zařízení podle vynálezu je transformátor 7, opatřený sekundárním vinutím 9 a primárním vinutím 8. Jeden vývod transformátoru 7 je připojen na přírubu 2 a druhý na zaslepovací dno 3* Kotel 1 je proti tepelným ztrátám zaizolován izolací 10, které může být umístěna i ve dně 3 kotle 1. Toroidální transformátor 7 má sekundární vinutí 8 provedeno z měděných holých a širokých pasů, uspořádaných po celém obvodě_o Tímto bezprostředním a těsným napojením transformátoru 7 na topné články 6 je zajištěna vysoká účinnost celého ohřevu včetně dobrého účinníku, naprosté bezpečnosti a prakticky neomezené životnosti. Jádro transformátoru 7 a primární vinutí 8 transformátoru 7 se chladí vzduchem přirozeně proudícím mezerami mezi pasy sekundárního vinutí 9. Teplota topných pasů 6, pláště kotle 1, ohřívaného média a tak dále se měří a reguluje obvyklými způsobyAn essential element of the device according to the invention is a transformer 7 provided with a secondary winding 9 and a primary winding 8. One of the transformer outlet 7 is connected to the flange 2 and the other to the blanking bottom 3. The boiler 1 is insulated against heat loss by insulation 10 The toroidal transformer 7 has a secondary winding 8 made of copper bare and wide bands arranged around the perimeter _o This immediate and tight connection of the transformer 7 to the heating elements 6 ensures high efficiency of the whole heating including good power factor, complete safety and practically unlimited lifetime. The core of the transformer 7 and the primary winding 8 of the transformer 7 are cooled by air naturally flowing through the gaps between the passages of the secondary winding 9. The temperature of the heating belts 6, the boiler jacket 1, the heated medium and so on

Mezi pláší kotle 1 a mezi elektricky odizolované zaslepovací dno 2. je přivedeno malé napětí, například 6 V, ze sekundář ního vinutí 9 toroidního, tedy prstencového transformátoru 7,A small voltage, for example 6 V, is applied between the boiler jacket 1 and the electrically insulated blanking base 2 from the secondary winding 9 of the toroidal transformer 7,

--5261 481 majícího železné vinuté jádro a primární vinutí 8 napájené ze sítě, například 380 V. Přivedeným malým napětím se topné články 6 ohřívají a ohřívají přímo ohřívané médium v kotli 1. Pro zvýšení přestupu tepla z topných článků 6 do ohřívaného média může být v kotli 1 proveden rotační míchač média a podobně.5261 481 having an iron coil core and a primary winding 8 fed from the mains, for example 380 V. By applying a low voltage, the heating elements 6 heat and heat the heated medium directly in the boiler 1. To increase the heat transfer from the heating elements 6 to the heated medium in the boiler 1, a rotating medium mixer and the like are provided.

Zároveň s topnými články 6 se průchodem proudu ohřívá i plášt kotle 1, který může být zhotoven rovněž z materiálu o vyšší rezistivitě a vhodné tlouštky tak, aby plášt působil rovněž jako velká ohřívací plocha. Vynálezu je možno využít všude, kde se v kotli ohřívá nějaká látka, zejména pak látka hořlavá, například de.stilace <ž- naftolu ve vakuu a tak podobně. Principielně lze podle tohoto vynálezu vytvořit kotel s pláštěm z odporového topného materiálu, do kterého je proud zaveden měděnými pasy nebo dalším pláštěm uspořádanými vně pláště kotle. Předpokládá se využití zejména v hutnictví a chemickém a elektrotechnickém průmyslu.In addition to the heating elements 6, the jacket 1 of the boiler 1, which can also be made of a material of higher resistivity and of a suitable thickness, is heated by passing the current so that the jacket also acts as a large heating surface. The invention can be used wherever a substance is heated in a boiler, in particular a flammable substance, for example by distillation of naphthol under vacuum and the like. In principle, according to the present invention, a boiler can be provided with a jacket of resistive heating material into which the current is introduced by copper passports or another jacket arranged outside the boiler jacket. It is expected to be used mainly in metallurgy and chemical and electrotechnical industry.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for the electric heating of a medium in a boiler, comprising a sheath provided with a flange at the bottom and a blind bottom, characterized in that it consists of a transformer (7), one outlet of which is located on the flange (2) and the other on the blind bottom. 3), wherein heating elements (6) are connected between the flange (2) and the blind bottom (3) and an electrically insulating and sealing insert (5) is provided.

Device according to claim 1, characterized in that the heating elements (6) form a vertical and gas-tight wall inside the boiler (1), in which the heated medium and the outer sheath or only strips to this wall supplying current from the transformer (7) are located. .