DE2157530A1 - Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung mit verringerter höchster anzulegender Spannung - Google Patents

Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung mit verringerter höchster anzulegender Spannung

Info

Publication number
DE2157530A1
DE2157530A1 DE19712157530 DE2157530A DE2157530A1 DE 2157530 A1 DE2157530 A1 DE 2157530A1 DE 19712157530 DE19712157530 DE 19712157530 DE 2157530 A DE2157530 A DE 2157530A DE 2157530 A1 DE2157530 A1 DE 2157530A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
section
heat generating
generating device
ferromagnetic tube
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712157530
Other languages
English (en)
Other versions
DE2157530C3 (de
DE2157530B2 (de
Inventor
Masao Yokohama Kanagawa Ando (Japan). P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chisso Corp filed Critical Chisso Corp
Publication of DE2157530A1 publication Critical patent/DE2157530A1/de
Publication of DE2157530B2 publication Critical patent/DE2157530B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2157530C3 publication Critical patent/DE2157530C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/34—Heating of pipes or pipe systems using electric, magnetic or electromagnetic fields, e.g. using induction, dielectric or microwave heating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

Chisso Corporation, Osaka / Japan
Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung mit verringerter höchster anzulegender Spannung.
Die Erfindung betrifft eine langgestreckte elektrisch wärmeerzeugende Vorrichtung zur Verwendung als Wärmequelle z.B. für eine Rohrleitung, welche eine Beheizung oder ein Aufrechterhalten der Temperatur erforderlich macht, wie für eine Rohrleitung zum Transportieren von Schweröl über weite Entfernungen, in welcher Vorrichtung die höchste Spannung in der Schaltung auf einen Wert so klein wie möglich begrenzt sein soll, und bei v/elcher die erforderliche elektrische Energie von einer
209 82 3/07 5 1
einzigen elektrischen Energiequelle zugeführt wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung, welche aus einem langgestreckten elektrisch wärmeerzeugenden Körper und die beiden Enden des Körpers mit einer elektrischen Energiequelle verbindenden Leitern besteht.
Obwohl die Erfindung auf jede wärmeerzeugende Vorrichtung angewendet werden kann, bei welcher ein langgestreckter elektrischer Widerstandskörper als wärmeerzeugender Körper verwendet wird, soll sie im folgenden unter Bezugnahme auf eine mit Skineffektstrom wärmeerzeugende Vorrichtung beschrieben werden, welche besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Erfindung anwendbar ist.
Die hier beschreibende mit Skineffektstrom wärmeerzeugende Vorrichtung besteht aus einem ferromagnetischen Rohr und einem durch das Innere des Rohres verlaufenden isolierten elektrischen Draht, dessen eines Ende mit dem einen Ende des ferromagnetischen Rohres entfernt von einer Wechselstromquelle verbunden ist, während die anderen Enden des isolierten elektrischen Drahtes und des ferromagnetischen Rohres mit der Wechselstromquelle verbunden sind, wobei die Wanddicke des ferromagnetischen Rohres größer als zweimal die Eindringtiefe des durch das Rohr fließenden Wechselstroms ist. Eine solche mit Skineffektstrom wärmeerzeugende Vorrichtung ist in der US-PS 5 293 ^07 beschrieben.
Der bekannte Stand der Technik ist näher im Zusammenhang mit Fig. 1 der Zeichnung beschrieben.
Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, in welcher nur eine Spannung wesentlich kleiner als beispielsweise l2kV an den Leiter oder isolierten elektrischen Draht angelegt werden muß.
209823/0751
-3-
Dieses Ziel wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Körper und die Leiter in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt sind und ein Transformator an jedem Teilungspunkt eingeführt ist, die Eingangsseite des Transformators mit einem benachbarten Abschnitt nahe der Energiequelle und seine Ausgangsseite mit einem benachbarten Abschnitt entfernt von der Energiequelle verbunden sind, die Ausgangsspannung des Transformators soweit wie möglich der. höchsten für den Abschnitt auf der Ausgangsseite zulässigen Spannung angenähert ist, die Leistung des Transformators der gesamten allen Abschnitten zugeführten Leistung abzüglich der dem oder den vorausgehenden Abschnitten zugeführten Leistung ist, und der Widerstand jedes Abschnitts der in jedem Abschnitt erforderlichen zu erzeugenden Wärmemenge entspricht.
Weiterbildungen und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines bekannten mit Skineffektstrom wärmeerzeugenden Rohres, auf welches die Erfindung angewendet werden kann,
Pig. 2 eine schematische Ansicht einer Schaltung zur Darstellung des Prinzips der erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Vorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Spannungsverteilung in der erfindungsgemäßen wärmeerzeugenden Vorrichtung,
-4-2Q9823/0761
Pig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer Rohrleitung, in welcher zu deren Heizung eine erfindungsgemäße wärmeerzeugende Vorrichtung vorgesehen ist, und
Pig· 5j 6 und 7 Querschnittsansichten von mit Skineffektstrom wärmeerzeugenden Rohren, auf welche die Erfindung angewendet ist.
In Pig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein ferromagnetisches Rohr, z.B. ein Stahlrohr, und die Bezugsziffer 2 bezeichnet W einen durch das Innere des ferromagnetischen Rohres verlaufenden isolierten elektrischen Draht, dessen eines Ende mit der einen Klemme einer Wechselstromquelle 3 und dessen anderes Ende mit dem von der Wechselstromquelle entfernten Ende 6 des ferro- - magnetischen Rohres verbunden ist. Das andere Ende 5 des ferromagnetischen Rohres 1 nahe der Wechselstromquelle ist mit der einen elektrischen Draht 4 mit der anderen Klemme der Wechselstromquelle j5 verbunden. So fließen Viechseiströme 7 und 7'. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet eine Energieübertragungsleitung^zu der Wechselstromquelle J5.
Palis erforderlich, kann weiter ein elektrischer Kurzschlußdraht 8 zum Kurzschließen des Inneren des Rohres verwendet werden, durch welchen ein Wechselstrom 7" fließt. Die Wirksamkeit eines solchen Kurzschlußdrahtes 8 ist im folgenden näher beschrieben.
Der Zweck des elektrischen Kurzschlußdrahtes 8 bei der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Wärmemenge, welche in der gesamten "mit Skineffektstrom wärmeerzeugenden Vorrichtung erzeugt wird, hierdurch eingestellt werden kann.
In der Schaltung nach Fig. 1 kann, wenn der spezifische Widerstand des ferromagnetischen Rohres ? (-ßcm), die Permeabilität /λ.
"20 9823/075
und die Frequenz der Energiequelle f (Hz) ist, die sog. Eindringtiefe S (cm) wie folgt ausgedrückt werden:
\J -£jr (1)
S = 5o^o
Mit dieser Eindringtiefe S fließt, wenn die Wanddicke des oben erwähnten ferromagnetischen Rohres 1 t (cm), seine Länge 1 (cm) und sein Innendurchmesser d (cm) ist, und wenn weiter die folgenden Beziehungen zwischen diesen Größen gelten
17 2S, . 1 ^ d ■ (2)
der Strom 71 durch das ferromagnetische Rohr 1 konzentriert nur in der inneren Oberflächenschicht des ferromagnetischen Rohres 1, und auf der äußeren Oberfläche des ferromagnetischen Rohres tritt im wesentlichen keine Spannung auf. Entsprechend fließt, selbst wenn die äußere Oberfläche des ferromagnetischen Rohres durch einen Leiter niedriger Impedanz kurz geschlossen wird, im wesentlichen kein Strom durch diesen, und selbst wenn ein zu erwärmendes elektrisch leitendes Material mit der äußeren Oberfläche in Berührung kommt, ist im wesentlichen kein Stromfluß zu dem Material zu beobachten. Infolge einer solchen Sicher- ä heit kann das ferromagnetische Rohr als wärmeerzeugendes Rohr verwendet werden.
In einer solchen wärmeerzeugenden Vorrichtung beträgt die entlang der inneren Oberflächenschicht des wärmeerzeugenden Rohres erzeugte Wärme 8o bis $o% der gesamten Wärme, und der Rest wird in dem isolierten Draht 2 erzeugt. Wenn entsprechend die beiden Enden 5 und 6 des wärmeerzeugenden Rohres durch einen elektrischen Kurzschlußdraht 8 kurzgeschlossen werden, welcher wie in Fig. 1 gezeigt durch das Innere des Rohres verläuft, fließt ein Teil des Wechselstromes 7 (bezeichnet durch 7") durch den elektrischen Kurzschlußdraht und der scheinbare Widerstand
209823/0751 -6~
des wärmeerzeugenden Rohres wird verringert. Wenn so der Wechselstrom 7 auf dem gleichen Wert gehalten wird, verringert sich die erzeugte Wärme. Die für ein solches mit Skineffektstrom wärmeerzeugendes Rohr erforderliche Spannung ist Joo bis 7oo V/km, wenn ein Wechselstrom mit 50 bis 60 Hz als elektrische Energiequelle, ein Stahlrohr mit einem Innendurchmesser von 1 bis j5 cm als ferromagnetisches Rohr verwendet und ein Wechselstrom von loo bis 2oo A durch den isolierten elektrischen Draht geschickt werden. So sind als Spannung für die Wechselstromquelle 3, wenn die Längender wärmeerzeugenden Vorrichtung, wie sie z.B. in Fig. 1 gezeigt ist, 4o km beträgt, mindestens 12 kV erforderlich. Es ist jedoch praktisch sehr schwierig, einen isolierten elektrischen Draht mit einer angelegten Spannung von 12 kV im Innern eines solchen wärmeerzeugenden Rohres zu verwenden, da das Isoliermaterial des Drahtes gleichzeitig einer hohen Temperatur und der hohen Spannung standhalten muß.
Hieraus ergibt sich das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher in dem oben erwähnten Fall an den isolierten elektrischen Draht eine wesentlich niedrigere Spannung als 12 kV angelegt wird.
Dieses Ziel wird mit der Erfindung wie dargestellt und beschrieben erreicht.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 und die folgenden Figuren dargestellt und beschrieben werden. In Fig. 2 ist ein wärmeerzeugendes Rohr in Form eines ferromagnetischen Rohres wie in Fig. 1 dargestellt in vier Abschnitte oder Rohre lo, 11, 12 und IJ und ein isolierter elektrischer Draht wie in Fig. 1 dargestellt in vier Abschnitte oder Drähte 14, 15, 16 und 17 unterteilt. Des einfacheren Verstehens halber wird angenommen, daß die Gesamtlänge des wärmeerzeugenden Rohres in vier gleiche Abschnitte unterteilt ist, und daß der Widerstand
209823/07B1 ~7"
des wärmeerzeugenden Rohres in jedem Abschnitt in Längsrichtung des Rohres gleichmäßig ist, obwohl solche gleiche Längen und eine solche Gleichmäßigkeit des Widerstandes nicht immer notwendig sind und in manchen Fällen ungleiche Längen und ungleichmäßige Widerstände vorzuziehen wären.
Das wärmeerzeugende Rohr Io in Fig. 2 kann als dem wärmeerzeugenden Rohr 1 in Fig. 1 entsprechend, der elektrische Draht 14 dem elektrischen Draht 2 entsprechend, ein Transformator der Wechselstromquelle 3 entsprechend und ein Strom 22 dem |
Wechselstrom 7 entsprechend betrachtet werden. Es wird angenommen, daß die Größe des Stromes 22 i ist. Die Ausgangsspannung des Transformators 18 ist V, und diese Ausgangsspannung V ist auch der höchste zusätzliche Wert; in diesem Fall ist der elektrische KurζSchlußdraht nach Fig. 1 weggelassen. In einer solchen Vorrichtung ist die Potentialdifferenz zwischen dem isolierten elektrischen ~Draht Ik und dem wärmeerzeugenden Rohr, wie sie durch die gerade Linie 3° in Fig. 3 dargestellt ist, V auf der Ausgangsseite des Transformators 18 und 0 am von dem Transformator 18 am weitesten entfernten Punkt, d.h. am rechten Ende des wärmeerzeugenden Rohres Io. Da der Strom im Kreis i ist, ist die Ausgangsleistung des Transformators 18 in diesem Fall Vi. · \
Als nächstes soll der Kreis des Abschnitts auf der Eingangsseite des Transformators 18 dargestellt werden. In diesem Kreis wird ebenfalls angenommen, daß die Spannung auf der Ausgangsseite eines Transformators 19 die höchste für den isolierten elektrischen Draht 15 zulässige, nämlich V ist. Um die in dem wärmeerzeugenden Rohr 11 zu erzeugende Wärmemenge gleich derjenigen in dem wärmeerzeugenden Rohr Io zu machen, muß ein Strom 23 21 sein, da die Längen der wärmeerzeugenden Rohre Io und wie oben erwähnt gleich sind, und die~*Spannung auf der Eingangsseite des Transformators 18 muß V/2 sein. Die Ausgangsleistung
209823/0751 «
des Transformators 19 ist so 2Vi, was zweimal die Leistung des Transformators 18 ist. Wenn diese Betrachtung weiter für die ' Kreise betreffend die Abschnitte auf der Eingangsseite des
Transformators 19 und weiterer Transformatoren 2o und 21 fortgeführt wird, ergeben sich die Spannungen und Ströme auf den
Eingangs- und Aus gangs sei ten der Transformatoren 18, 19.» 2o
und 21 sowie deren Ausgangsleistungen wie in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Die Differenzen zwischen den Ausgangsleistungen benachbarter Transformatoren sind jeweils Vi.
Tabelle
Eingangsseite Strom Ausgangsseite i
21
31
41		 Ausgangs
leistung
Bezugsziffer
des		 Spannung 2i
31
4i		 Spannung Strom
Transformators V/2
2V/3
3V/4		 V
V
V
V		 Vi
'2Vi
JVi
4Vi
18
19
2o
21
In dieser Tabelle sind Spannung und Strom auf der Eingangsseite des Transformators 21 nicht dargestellt, da diese von
der Spannung einer Übertragungsleitung 26 abhängen und dies
nichts mit der Erfindung zu tun hat.
Die Potentialdifferenz zwischen dem isolierten elektrischen Draht I5 und dem wärmeerzeugenden Rohr 11 ist durch eine gerade Linie 29 in Fig. j5, die PotentisLdifferenz zwischen dem isolierten elektrischen Draht 16 und dem wärmeerzeugenden Rohr 12
durch eine gerade Linie 28, und die Potentialdifferenz zwischen
2098 23/0751
—9—
dem isolierten elektrischen Draht 17 und dem wärmeerzeugenden Rohr Ij5 durch eine gerade Linie 27 dargestellt. Wie aus der Tabelle zu erkennen, muß ein Strom 24 j?i und ein Strom 25 4i sein.
Die gestrichelte Linie in Fig. J zeigt die Verteilung der Potentialdifferenz zwischen dem isolierten elektrischen Draht und dem wärmeerzeugenden Rohr in dem Fall, wenn die oben erläuterte Teilung nicht durchgeführt ist. Wie hieraus klar hervorgeht, ist bei nicht durchgeführter Teilung die Spannung der ä Wechselstromquelle 4V, was viermal die Spannung im Falle der" Unterteilung in vier Abschnitte ist.
Um nun die Wärmeerzeugung je Längeneinheit in jedem der vier Abschnitte gleich zu machen, wenn die entsprechenden Spannungen lind Ströme auf der Ausgangsseite die Größen wie oben dargestellt haben, muß die folgende Beziehung zwischen dem Widerstand je Längeneinheit des wärmeerzeugenden KjsLses in jedem Abschnitt erfüllt sein:
Rl8i2 = R19(2i)2 = R20Oi)2 = R21(^i)2 O)
1 Dabei ist R1O der Widerstand je Längeneinheit des wärmeerzeu- f genden Kreises in dem Abschnitt auf der Ausgangsseite des Transformators 18, R,q derjenige in dem Abschnitt zwischen den Transformatoren 19 und 18, R2 derjenige in dem Abschnitt zwischen den Transformatoren 2o und 19, und R21 derjenige in dem Abschnitt zwischen den Transformatoren 21 und 2o.
Als Verfahren zum Erfüllen solcher Beziehungen in der mit Skineffektstrom wärmeerzeugender Vorrichtung kann die Einstellung von Rio* R2 ^1^ R21J wenn Ri8 in der obiSen Gleichung (j5) fest ist, mit Plilfe eines elektrischen Kurzschlußdrahtes wie' mit dem Bezugszeichen 8 in Fig. 1 dargestellt oder dgl. und/oder
209823/07 51
-lo-
- Io -
durch Verändern des Durchmessers oder Materials des ferromagnetischen Rohres erfolgen.
Verschiedene Modifikationen betreffend den elektrischen Kurzschlußdraht 8 sind in den Pig. 5/6 und 7 dargestellt.
Entsprechend dem Verfahren nach Fig. 5 wird ein mit eier isolierenden Schicht 36 überzogener elektrischer Draht 35.» welcher dem elektrischen Draht 2 in Pig. 1 entspricht, durch das Innere eines ferromagnetisehen Rohrs 37 wie oben erwähnt geführt, und weiter wird ein elektrischer Kurzschlußdraht 38 entsprechend dem Kurzschlußdraht 8 in Pig. 1 durch den fr"eien Raum 39 im Innern des ferromagnetischen Rohres 37 geführt. In diesem Fall muß der elektrische Kurzschlußdraht 38 nicht notwendigerweise isoliert sein.
In Pig. 6 ist ein mit eire? isolierenden Schicht 41 überzogener elektrischer Draht 4o, welcher dem elektrischen Draht 2 in Fig. 1 entspricht, durch die Innenseite eines ferromagnetischen Rohres 43 geführt. Der isolierte elektrische Draht hat Jedoch auf einer Oberfläche weiter eine Abschrimung 42 aus Metallband zum Verhindern einer Koronaentladung, welche dem elektrischen Kurzschlußdraht 8 in Pig. 1 entspricht. Wenn das Metallband zum Einstellen des Widerstandes nicht ausreicht, kann eine Einrichtung entsprechend dem elektrischen Kurzschlußdraht 38 in Pig. 5 zusätzlich verwendet werden.
In Fig. 7 ist ein mit einer isolierenden Schicht 45 überzogener elektrischer Draht 44, welcher dem elektrischen Deaht in Pig. I entspricht, durch das Innere eines ferromagnetischen Rohres 46 geführt, und weiter ist ein elektrisch leitendes Metall 47 wie metallisches Natrium in den freien Raum im Innern des ferromagnetischen Rohres schmelzgefüllt, d.h. durch Schmelzen des Metalls eingefüllt. Das Metall hat die Eigenschaften,
209823/0751 -11-
bei einer relativ niedrigen Temperatur zu schmelzen und die isolierende Schicht 45 nicht zu korrodieren, wenn es in den freien Raum eingefüllt wird, mit anderen Worten, bei einer solchen Temperatur zu schmelzen, daß die Isolierung des isolierten elektrischen Drahts bei dieser Temperatur nicht beschädigt wird. Das Metall entspricht dem elektrischen Kurzschlußdraht 8 in Fig. 1. · .
In Fig. 4, welche eine seitliche Querschnittsansicht einer Rohrleitung zeigt, bei welcher eine wärmeerzeugende Vorrichtung wie oben erwähnt zum Erwärmen oder Halten der Temperatur verwendet wird, bezeichnet die Bezugsziffer J>1 ein Haupttransportrohr, die Bezugsziffer 33 ein ferromagnetisches Rohr entsprechend dem Rohr 1 in Fig. 1, die Bezugsziffer 32 einen isolierten Draht entsprechend dem Draht 2 in Fig. 1 und die Bezugsziffer eine isolierende Schicht. Eine Erläuterung bezüglich der gegenseitigen Beziehungen zwischen den Elementen, welche die wärmeerzeugende Vorrichtung nach Fig. 4 darstellen, ist nicht erforderlich.
Die vorliegende Erfindung bezüglich einer langgestreckten wärmeerzeugenden Vorrichtung, welche die höchste Spannung wie oben beschrieben begrenzt und sich auf die mit Skineffekfetrom wärmeerzeugende Vorrichtung bezieht, kann auch auf einen langgestreckten elektrisch wärmeerzeugenden Körper, z.B. ein anorganisch isoliertes MetaLlmantelkabel, welches gewöhnlich als MI-Kabel bezeichnet wird und keine mit Skineffektstrom wärmeerzeugende Vorrichtung ist, angewendet werden, die Anwendung auf die mit Skineffektstrom wärmeerzeugende Vorrichtung ist jedoch am wirtschaftlichsten.
Die oben erwähnte gleichmäßige Teilung ist nicht immer notwendig aber in den meisten Fällen am wirtschaftlichsten.
-12-
2 09 823/0 75 1
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die an den isolierten elektrischen Draht angelegte Spannung durch die Teilung wie in Fig. 3 dargestellt stark verringert wird, hat jedoch die Nachteile, daß in jedem Teilungspunkt Transformatoren erforderlich sind, in den wärmeerzeugenden Rohren mit Ausnahme des letzten Abschnitts ein isolierter elektrischer Draht mit großer Strombelastbarkeit verwendet werden muß, und Einrichtungen erforderlich sind, um die oben erwähnte Gleichung (3) zu erfüllen und eine Zunahme der Wärmeerzeugung je Längeneinheit jedes Abschnitts mit Ausnahme des letzten zu verhindern, welche von der Zunahme des Stroms begleitet wird. Jedoch können beim Vorsehen von Transformatoren in jedem Teilungspunkt, was die problemastischste der oben erwähnten Gegenmaßnahmen ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich Transformatoren mit einlagiger Wicklung -verwendet werden, und daher ist dies keine zu große wirtschaftliche Bürde. In dem Fall, daß die oben erwähnte wärmeerzeugende Vorrichtung über eine Entfernung von 4o km verlegt wurde, war die vorliegende Vorrichtung wirtschaftlicher verglichen mit dem Fall, in welchem eine Übertragungsleitung entlang einer langen Rohrleitung und Speisetransformatoren in jedem Teilungspunkt vorgesehen sind.
_ Bei der obigen Betrachtung ist der Leistungsfaktor des Kreises in dem wärmeerzeugenden Rohr zu eins angenommen. Die obige Betrachtung ändert sich jedoch nicht, wenn der Leistungsfaktor etwas schlechter ist.
Kurz' zusammengefaßt umfaßt die Erfindung eine langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung mit einem langgestreckten wärmeerzeugenden Körper und die beiden Enden "dieses Körpers mit einer Weehselstromquelle verbindenden Leitern, welche z.B. zum Heizen einer langen Rohrleitung verwendbar ist, wobei die höchste an die Vorrichtung anzulegende Spannung durch Teilen sowohl des Körpers als auch der Leiter in wenigstens zwei Abschnitte und Einfügen von Transformatoren zwischen die sich ergebenden Abschnitte reduziert ist.
209823/0751 " ,

Claims (5)

- 13 Patentansprüche
1.J Langgestreckte wärmeerzeugene Vorrichtung, ■
welche aus einem langgestreckten elektrisch wärmeerzeugenden Körper und die beiden Enden des Körpers mit einer elektrischen Energiequelle verbindenden Leitern besteht, dadurch g e kennzeichnet, daß der Körper (lo, 11, 12, I3) und die Leiter (14, 15* l6, I7) in wenigstens'zwei Abschnitte unterteilt sind, und ein Transformator (l8, 19, 2o, 21) an jedem Teilungspunkt eingeführt ist, die Eingangsseite des Transfor- " mators (l8, 19* 2o, 21)mit einem benachbarten Abschnitt nahe der Energiequelle und seine Ausgangsseite mit einem benachbarten Abschnitt entfernt von der Energiequelle verbunden sind, die .Ausgangsspannung des Transformators (l8, 19, 2o, 21) soweit wie möglich der höchsten für den Abschnitt auf der Ausgangsseite zulässigen Spannung angenähert ist, die Leistung des Transformators der gesamten allen Abschnitten zugeführten Leistung abzüglich der dem oder den vorausgehenden Abschnitten zugeführten Leistung ist, und der Widerstand jedes Abschnitts der in jedem Abschnitt erforderlichen zu erzeugenden Wärmemenge entspricht.
2. Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugende Vorrichtung aus einem ferromagnetischen Rohr (lo, 11, 12, 13) und einem durch das Innere dieses Rohres verlaufenden isolierten elektrischen Draht (14, 15* l6, 17) besteht, dessen eines Ende mit einem Ende des ferromagnetischen Rohres und dessen anderes Ende mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, während das andere Ende des ferromagnetischen Rohres ebenfalls über einen elektrischen Draht mit der Wechselstromquelle verbunden ist, und daß die Wandstärke des ferromagnetischen Rohres größer, als zweimal die Eindringtiefe des durch das Rohr fließenden Wechselstromes ist.
209823/07 51 ~l4~
3· Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Rohr in wenigstens einem Abschnitt mit Ausnahme des von der Wechselstromquelle am weitesten entfernten Abschnitts durch einen söLchen durch das Innere des ferromagne tischen Rohres (37, 2K^ 46) verlaufenden Leiter (38, 4-2, #7) kurzgeschlossen ist, daß der Widerstand in jedem Abschnitt ~" der dort erforderlichen zu erzeugenden Wärmemenge entspricht.
4. Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Innere des ferromagnetischen Rohres (43) verlaufende isolierte elektrische Draht (4o) in wenigstens einem Abschnitt eine Abschirmung (42) aus Metallband aufweist, und daß die Abschirmung aus Metallband den kurzschließenden Leiter bildet.
5. Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennze i ohne t , daß der kurzschließende Leiter ein in das Innere des ferromagnetischen Rohres (46) in dem Abschnitt schmelzgefülltes Metall (47) ist, welches bei einer solchen Temperatur schmilzt, daß die Isolierung des durch das Innere des ferromagnetischen Rohres (46) in dem Abschnitt verlaufenden isolierten elektrischen Drahtes (44) durch diese Temperatur nicht beschädigt wird.
209 823/07 5 1
DE2157530A 1970-11-20 1971-11-19 Langgestreckte warmeerzeugende Vor richtung in Rohrform Expired DE2157530C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10247970A JPS5027225B1 (de) 1970-11-20 1970-11-20

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2157530A1 true DE2157530A1 (de) 1972-05-31
DE2157530B2 DE2157530B2 (de) 1973-04-26
DE2157530C3 DE2157530C3 (de) 1973-11-08

Family

ID=14328574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2157530A Expired DE2157530C3 (de) 1970-11-20 1971-11-19 Langgestreckte warmeerzeugende Vor richtung in Rohrform

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3755650A (de)
JP (1) JPS5027225B1 (de)
AU (1) AU463831B2 (de)
DE (1) DE2157530C3 (de)
GB (1) GB1366690A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0169019A1 (de) * 1984-07-11 1986-01-22 RAYCHEM CORPORATION (a Delaware corporation) Verfahren zum Umwandeln einer Flüssigkeitsrohrheizung in eine elektrische Rohrheizung

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002881A (en) * 1974-06-13 1977-01-11 Chevron Research Company System for controlling electrical power in an internal wire impedance heating system
US4031611A (en) * 1974-08-16 1977-06-28 Thermon Manufacturing Company Method of making preinsulated pipe assembly
US3983360A (en) * 1974-11-27 1976-09-28 Chevron Research Company Means for sectionally increasing the heat output in a heat-generating pipe
JPS5852315B2 (ja) * 1979-02-21 1983-11-21 チッソエンジニアリング株式会社 表皮電流加熱パイプライン
US4408117A (en) * 1980-05-28 1983-10-04 Yurkanin Robert M Impedance heating system with skin effect particularly for railroad tank cars
DE3334334A1 (de) * 1983-09-22 1985-04-11 Hucke, Hans, Pratteln, Basel Heizvorrichtung fuer das aufheizen eines in einem elektrisch betriebenen durchstroemelement enthaltenen waermetraegers
US4571487A (en) * 1983-09-30 1986-02-18 Chevron Research Company Methods and apparatus for supplying electrical power for proximity effect heat-tracing
US4645906A (en) * 1985-03-04 1987-02-24 Thermon Manufacturing Company Reduced resistance skin effect heat generating system
DE3724088A1 (de) * 1987-07-21 1989-02-02 Ewikon Entwicklung Konstr Oberflaechenheizelement fuer werkzeug- und maschinenteile
US5142115A (en) * 1990-02-14 1992-08-25 Kilo Alpha Co. Apparatus for low resistance electric heating of electrically conductive containers
CA2410902C (en) * 2000-05-31 2008-10-14 Pirelli & C. S.P.A. Method of screening the magnetic field generated by an electrical power transmission line, and electrical power transmission line
NO328383B1 (no) * 2008-02-15 2010-02-08 Nexans Direkte elektrisk oppvarmingssystem med hoy virkningsgrad
NO334151B1 (no) 2012-02-17 2013-12-23 Aker Subsea As Havbunns varmesammenstilling og tilhørende fremgangsmåte
NO335863B1 (no) * 2012-02-21 2015-03-09 Aker Subsea As Direkte elektrisk oppvarmingssammenstilling for lange utlegg
JP6162473B2 (ja) * 2012-08-21 2017-07-12 トクデン株式会社 流体加熱装置
CN103152852A (zh) * 2013-03-21 2013-06-12 扬中市金元化工电力设备厂 管道用远红外加热装置
US20180279418A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 Pentair Flow Services Ag High Voltage Skin Effect Heater Cable with Ribbed Semiconductive Jacket

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293407A (en) * 1962-11-17 1966-12-20 Chisso Corp Apparatus for maintaining liquid being transported in a pipe line at an elevated temperature
US3523177A (en) * 1967-08-08 1970-08-04 Chisso Corp Method for feeding electric power to heat generating bodies of a plurality of sections
US3575581A (en) * 1969-05-15 1971-04-20 Chisso Corp Heat-generating pipe utilizing skin effect current controlled locally in heat generation by short-circuiting bridges
US3598959A (en) * 1969-08-19 1971-08-10 Chisso Corp Method for partially increasing heat to be generated in a heat-generating pipe utilizing skin effect current

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0169019A1 (de) * 1984-07-11 1986-01-22 RAYCHEM CORPORATION (a Delaware corporation) Verfahren zum Umwandeln einer Flüssigkeitsrohrheizung in eine elektrische Rohrheizung
US4661687A (en) * 1984-07-11 1987-04-28 Raychem Corporation Method and apparatus for converting a fluid tracing system into an electrical tracing system

Also Published As

Publication number Publication date
AU463831B2 (en) 1975-08-07
GB1366690A (en) 1974-09-11
DE2157530C3 (de) 1973-11-08
US3755650A (en) 1973-08-28
DE2157530B2 (de) 1973-04-26
AU3568671A (en) 1973-05-24
JPS5027225B1 (de) 1975-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2157530A1 (de) Langgestreckte wärmeerzeugende Vorrichtung mit verringerter höchster anzulegender Spannung
DE1615192B1 (de) Induktiv beheiztes Heizrohr
DE2050035A1 (de)
DE2132418C2 (de) Kabelverbinder für Hochspannungskabel
DE3008818A1 (de) Verbindungsmuffe fuer kuehlbares hochspannungskabel mit hohlrohrfoermiger isolierung
DE3050661T1 (de)
DE2801649C3 (de) Prüfeinrichtung zur kontinuierlichen Prüfung der Trocken-Durchschlagsfestigkeit isolierter, elektrischer Kabel
DE1067099B (de) Einrichtung zur Übertragung großer Leistungen durch elektrische Hochspannungskabel
DE2423190A1 (de) Hohlleiterstarkstromkabel und verfahren zur herstellung
EP2962523B1 (de) Vorrichtung zur beheizung einer rohrleitung
DE1515746A1 (de) Wassergekuehltes Schweisskabel
DE876695C (de) Einrichtung zur Waermebehandlung von Draht od. dgl.
DE2514634C2 (de) Endverschluß für Hochspannungskabel mit wasserinnengekühltem Leiter zur Einführung in ölgefüllte Transformatoren
DE102017204930B4 (de) Elektrisches Gerät zum Anschluss an ein Hochspannungsnetz
DE542791C (de) Verfahren zum Trocknen oder Vulkanisieren der Isolierung elektrischer Leitungen durch Erwaermung des leitenden Kernes
DE661692C (de) Anordnung und Verfahren zum Schutz von elektrischen Starkstromkabeln
DE2252924C3 (de) Wassergekühltes Hochspannungskabel
DE2608021C2 (de) Drehstromkabelsystem für innen wassergekühlte Hochleistungskabel ohne getrennteKühlmittelrückführung
DE1565884B1 (de) Vorrichtung zur Widerstandsbeheizung von kontinuierlich durchlaufendem, langgestrecktem Material
WO2000018190A2 (de) Induktor zur erzeugung eines elektromagnetischen wechselfeldes
DE1615192C (de) Induktiv beheiztes Heizrohr
DE1170039B (de) Gekapselte Schaltanlage fuer Mittel- und Hochspannung
DE2447043A1 (de) Vorrichtung zur fuehrung eines leitfaehigen kuehlmittels zwischen unterschiedlichen elektrischen potentialen und verfahren zu ihrem betreiben
DE1765141A1 (de) Vorrichtung zum Vermindern von oertlichen UEberhitzungen in oelgefuellten Kabeln
AT116640B (de) Kabel.

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee