DE627388C - Elektrischer Durchflusserhitzer - Google Patents
Elektrischer DurchflusserhitzerInfo
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- DE627388C DE627388C DEI39980D DEI0039980D DE627388C DE 627388 C DE627388 C DE 627388C DE I39980 D DEI39980 D DE I39980D DE I0039980 D DEI0039980 D DE I0039980D DE 627388 C DE627388 C DE 627388C
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
Die Erhitzung strömender Gase und Flüssigkeiten durch eine offene Flamme bringt
mannigfache Schwierigkeiten und Unzuträglichkeiten mit sich. Man hat daher schon
frühzeitig versucht, für diesen Zweck den elektrischen Strom nutzbar zu machen. So
ließ man beispielsweise das Heizgut durch ein eisernes Rohr strömen, das in eine durch
Wechselstrom erregte Spule gesteckt war und durch die in ihm entstehenden Wirbelströme
erhitzt wurde. Ein anderes Verfahren verwendet einen Ein- oder Mehrphasentransformator,
dessen Sekundärwicklung aus einer kurzgeschlossenen Rohrschlange besteht, welche das Heizgut durchströmt. Bei diesen
Systemen macht es oft Schwierigkeiten, die notwendigen Heizflächen bei gegebener Leistung
zu erreichen; außerdem lassen sich beim zweiten Verfahren nur mäßige Temperaturen
erreichen, da sonst das Dynamoblech zu rasch altert.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, statt des lamellieften
Eisenkernes massive eiserne Rohre (Schenkelrohre) zu verwenden, um welche Erregerspulen gelegt werden, die den Primärspulen
des Transformators entsprechen. Als Sekundärkreis dient hierbei eine kurzgeschlossene
Rohrschlange, die von dem im Schenkelrohr vorgewärmten Heizgut ebenfalls durchströmt
wird. Der eiserne Mantel des Apparates soll hierbei als magnetischer Rückschluß
dienen, da allgemein angenommen wurde, daß ein solcher Rückschluß erforderlich sei. Bei
der einphasigen Ausführung dient ein reich-Hch dimensioniertes Kupferstück, das Anfang
und Ende der Rohrschlange verbindet, zur Herstellung des sekundären Kurzschlusses.
Es ist.bekannt, daß es bei allen mit Niederfrequenz betriebenen Induktionsheizapparaten
große Schwierigkeiten macht, vor allem bei · größeren Leistungen ohne Verwendung von
kostspieligen Nebenapparaten, wie z. B. Kondensatoren, einen wirtschaftlichen Leistungsfaktor
zu erreichen. Bei Durchflußerhitzern läßt sich die erzielte Leistung in die Leistung
der Primär- und in die der Sekundärseite zerlegen. Die Primärleistung wird erzeugt
durch die Magnetisierung des sogenannten Schenkelrohres mit Wechselstrom. Das Schenkelrohr tritt an die Stelle des lameliierten
Eisenkerns. Neben dem Wirkstrom fließt also auch ein erheblicher Magnetisierungsstrom,
wodurch sich im Mittel ein verhiältnismiäßiig
niedriger Leistungsfaktor ergibt. Der Sekundärkreis stellt im wesentlichen
einen Stromkreis mit rein ohmschem Widerstand dar, der Leistungsfaktor muß also nahe bei 1 sein. Beide Leistungen setzen
sich geometrisch zur Gesamtleistung zusam-
*) Von dem Patent sucher sind als die Erfinder angegeben worden:
Emil Fendt f in Wiesbaden und Dipl.-Ing. Carl Schörg in Frankfurt a. M.-Höchst.
men. Um. einen wirtschaftlichen Leistungsfaktor zu ?e£reicnen; wird man also bestrebt
sein, den Anteil der .Sekundärleistung an der Gesamtleistung möglichst groß zu machen.
Für gegebenen Leistungsfaktor läßt sich die nötige Sekundärleistung und damit auch die
Windungszahl der Rohrschlange festlegen. Damit ist aber auch die primäre Windungszahl
gegeben; aus dieser und dem verwendeten magnetischen Material des Schenkelrohres
ergibt sich die Primärleistung. Bei den . üblichen Durchmessern der Schenkelrohre
und mäßiger Primärleistung würde man große primäre Windungszahlen erhalten, also
großen Kupferaufwand und damit zwangsläufig wieder eine größere Windungszahl der
Rohrschlange als sie zur Übertragung der geforderten Wärmemenge nötig ist. Dies
bedingt jedoch sowohl konstruktive Schwierigkeiten wie einen unwirtschaftlichen Materialaufwand.
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß man diese als zweckmäßig befundene Verteilung
der Heizleistung auf Primär- und Sekundärkreis ohne die beschriebenen Nachteile erreichen kann, wenn man den lichten
Querschnitt der die Primärspulen tragenden Schenkelrohre mindestens zehnmal so groß
ausführt wie der lichte Querschnitt der Zuleitungsrohr«
beträgt. Die beim Übergang aus den Zuleitungsrohren in die stark erweiterten
Schenkelrohre sich ergebende plötz*- liche Querschnittsänderung bewirkt dabei
gleichzeitig eine gute Durchwirbelung des Heizgutes, wodurch auch der Wärmeaustausch
gefördert wird. Andererseits läßt sich durch Einbau von Verdrängungskörpern in die Schehkelrohre jede gewünschte Strömungsgeschwindigkeit
des Heizgutes in den Schenkelrohren erreichen, unabhängig vom
lichten Querschnitt des Schenkelrohres. Die Länge und Lage der Verdrängungskörper ist
dabei durch die das Schenkelrohr umgebende Primärspule gegeben,
Esjst demnach möglich, durch die zweckmäßige Verteilung der Gesamtleistung auf
den primären und sekundären Kreis einen guten Leistungsfaktor zu erzielen., der gestattet,
den Apparat ohne Verwendung kostspieliger Einrichtungen zur Verbesserung des
Leistungsfaktors an das- Netz öffentlicher
Elektrizitätswerke anzuschließen. Außerdem ist der. Apparat einfach und kann kräftig gebaut
werden, so daß er auch rauher Beanspruchung gewachsen ist.
In manchen Fällen ergibt sich hierbei, daß
die aus der erforderlichen Heizfläche resul-
■ tierende Windungszahl der Schlange größer ist als die zur Erzeugung des sekundären
Wirkstroms notwendige. Es wird dann die Höhe der Primärspule so bemessen,, daß sie
nur so viele Sekundärwindungen deckt, als zur Erzeugung des erforderlichen sekundären
Wirkstromes nötig sind. Die übrigen Windungen wirken als Vorschaltwiderstand. Es
wird also auch in ihnen Wärme erzeugt. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft,
wenn für das Leitwerk des Apparates aus chemischen Rücksichten Eisen nicht verwendet
werden darf, sondern beispielsweise Alurninium genommen werden muß, weil dadurch
der Wirkwider stand der Sekundärseite erhöht wird. Um die Schenkelrohre aus Aluminium
werden in diesem Falle gußeiserne Hohlzylinder gesteckt, welche die hitzebeständigen
Erregerspulen tragen.
Abb. ι zeigt eine Ansicht des Durchlauferhitzers
gemäß Erfindung im Aufriß. Durch den Stutzen H tritt das Heizgut ein und wird durch das sternförmige Verbindungsrohr
C2 auf die drei Schenkelrohre A gleichmäßig verteilt; im Stutzen G vereinigen sich
die drei Zweige und verteilen sich nach dem Verlassen des Stutzens B gleichmäßig auf die
drei Rohrschlangen D. Der Stutzen F faßt die drei Zweige wieder zusammen und
führt das Heizgut ab. Bemerkenswert ist der häufige Wechsel der Strömungsgeschwindigkeit,
wodurch eine gute Durchwirbelung des Heizgutes gewährleistet wird.
In die Schenkelrohre A sind Verdrängungskörper/ eingebaut, die bewirken, daß das
Heizgut mit vorgegebener Geschwindigkeit an den durch die hitzebeständigen Erregerspulen
B erwärmten Wandungen vorbeiströmt. Die starke Querschnittsvergrößerung des Schenkelrohres A gegenüber den Verbindungsrohren
C1 und C2, im vorliegenden Falle
auf das 12,5fache, gestattet auf der Primärseite
große Heizflächen unterzubringen und mit geringen Windungszahlen der Erregerspulen
B auszukommen, was eine erhebliche Kupferersparnis und räumliche Vereinfachung
des Apparates bedeutet.
Abb. 2 stellt die Vorrichtung im Grundriß dar, und zeigt insbesondere die räumliche
Anordnung der Scherikelrohre und Schlangen.
Abb. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Durchlauferhitzers bei
Verwendung eines Schenkelrohrs aus Alurninium. Um dieses ist ein gußeiserner Hohlzylinder
K geschoben, welcher die hitzebeständige Erregerspule L trägt. Das Ganze
befindet sich im Innern der Rohrschlange M. Die Höhe IV der Erregerspule ist so bemessen,
daß nur so viele Rohrschlangenwindungen induziert werden, wie zur Erzeugung- der
sekundären Leistung notwendig ist. Der Verdrängungskörper/ erstreckt sich nur so
weit in der Längsrichtung des Schenkelrohres wie der gußeiserne Hohlzylinder von der
Erregerspule umgeben ist.
Claims (3)
- Patentansprüche:
ι. Elektrischer Durchflußerhitzer mit um seine eisernen Schenkelrohre angeordneten Primärspulen, die von konzentrisch liegenden Rohrschlangen umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der die Primärspulen tragenden Schenkelrohre mindestens zehnmal so groß ist wie der lichte Querschnitt der Zuleitungsrohre und daß zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit und des Strömungsweges des Heizgutes innerhalb der Schenkelrohre Verdrängungskörper angeordnet sind, deren Länge und Lage durch die das Schenkelrohr umgebende Primärspule gegeben ist. - 2. Durchflußerhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von unmagnetischem Material für die Schenkelrohre um die Rohre eiserne Hohlzylinder als Träger der Primärspule geschoben sind.
- 3. Durchflußerhitzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule innerhalb der Rohrschlange so angeordnet ist, daß sie sich in der Längsrichtung nur über einen Teil der Windungen der Rohrschlange erstreckt.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEI39980D DE627388C (de) | 1929-11-30 | 1929-11-30 | Elektrischer Durchflusserhitzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEI39980D DE627388C (de) | 1929-11-30 | 1929-11-30 | Elektrischer Durchflusserhitzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE627388C true DE627388C (de) | 1936-03-14 |
Family
ID=7190192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEI39980D Expired DE627388C (de) | 1929-11-30 | 1929-11-30 | Elektrischer Durchflusserhitzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE627388C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1028711B (de) * | 1954-06-28 | 1958-04-24 | Bruleurs Thermex Soc D | Vorrichtung zum Erwaermen einer Fluessigkeit, insbesondere fluessigen Brennstoffes |
US3388230A (en) * | 1964-02-28 | 1968-06-11 | Westinghouse Electric Corp | Inductionally heated vapor generators and other fluid systems |
-
1929
- 1929-11-30 DE DEI39980D patent/DE627388C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1028711B (de) * | 1954-06-28 | 1958-04-24 | Bruleurs Thermex Soc D | Vorrichtung zum Erwaermen einer Fluessigkeit, insbesondere fluessigen Brennstoffes |
US3388230A (en) * | 1964-02-28 | 1968-06-11 | Westinghouse Electric Corp | Inductionally heated vapor generators and other fluid systems |
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