FR2694994A1 - Electric induction appts. for heating conducting corrosive fluid e.g. acid used for cleaning of metallic article - using insulated tank which encloses limb of magnetic yoke energised by alternating current winding - Google Patents

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Abstract

A conducting fluid (10) is carried within a tank (300) made from an insulating material such as glass. The tank (300) surrounds one leg (102) of a magnetic yoke (100) which is energised by a winding (200) fed from a frequency convertor. Packing pieces may be introduced into the magnetic circuit which alter its effective inductance and allow the frequency convertor to produce resonance. The varying magnetic flux in the yoke (100) induces currents in the liquid contained in the tank (300) and these heat the liquid by the Joule effect. ADVANTAGE - The equipment functions at medium frequency enabling a more efficient frequency converter to be used and losses to be minimised.

Description

La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique par induction d'un fluide conducteur d'électricité. The present invention relates to an electric heating device by induction of an electrically conductive fluid.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse notamment dans le domaine de la métallurgie-sidérurgie, de la chimie, ou encore de l'industrie agro-alimentaire, pour le chauffage de fluides de nature corrosive. The invention finds a particularly advantageous application in particular in the field of metallurgy-iron and steel industry, of chemistry, or also of the food-processing industry, for the heating of fluids of corrosive nature.

Dans le domaine de la métallurgie-sidérurgie, on utilise notamment des acides ou des mélanges d'acides pour décaper des pièces de métal. In the metallurgy-steel industry, acids or mixtures of acids are used in particular for pickling metal parts.

Afin d'augmenter l'efficacité des produits décapants à base d'acides ou de mélange d'acides, on est amené à chauffer ces produits à des températures comprises environ entre 35 et 950C, ou plus selon les cas. De même, dans le domaine de la chimie, on utilise très souvent des solutions acides ou basiques à des températures supérieures à la température ambiante. Par exemple, la distillation d'un mélange de constituants chimiques en solution est obtenue par chauffage dudit mélange jusqu'à une température d'ébullition du mélange. Enfin, dans le domaine de l'agro-alimentaire, on est amené à chauffer des solutions lors d'opérations de cuisson et/ou de pasteurisation-stérilisation.In order to increase the effectiveness of the acid-based or acid-mixture strippers, it is necessary to heat these products to temperatures between approximately 35 and 950C, or more depending on the case. Likewise, in the field of chemistry, acid or basic solutions are very often used at temperatures above ambient temperature. For example, the distillation of a mixture of chemical constituents in solution is obtained by heating said mixture to a boiling temperature of the mixture. Finally, in the food industry, it is necessary to heat solutions during cooking and / or pasteurization-sterilization operations.

Actuellement, on connaît de l'état de la technique, différents dispositifs de chauffage électrique dont aucun n'est satisfaisant. Currently, various electrical heating devices are known from the state of the art, none of which is satisfactory.

Ainsi, on connaît un dispositif de chauffage électrique indirect comportant une paroi métallique chauffée et placée au contact du fluide à chauffer, ladite paroi chauffée formant alors une surface d'échange de chaleur permettant de chauffer ledit fluide. Thus, an indirect electric heating device is known comprising a heated metal wall and placed in contact with the fluid to be heated, said heated wall then forming a heat exchange surface making it possible to heat said fluid.

Un inconvénient majeur d'un tel dispositif connu, réside dans le fait que le fluide au contact de la paroi métallique, est porté à une température supérieure à celle recherchée. Dans le cas où les produits à chauffer sont particulièrement sensibles aux hautes températures, comme par exemple, les produits agro-alimentaires, cette surchauffe entraîne une détérioration des produits chauffés.  A major drawback of such a known device lies in the fact that the fluid in contact with the metal wall is brought to a temperature higher than that desired. In the case where the products to be heated are particularly sensitive to high temperatures, such as, for example, food products, this overheating leads to deterioration of the heated products.

En outre, on connaît un dispositif de chauffage électrique direct, comportant deux électrodes métalliques plongées dans le fluide à chauffer et reliées à un générateur de courant, permettant ainsi de chauffer le fluide, jouant le rôle de résistance, par conduction du courant. L'inconvénient d'un tel dispositif est qu'il ne peut être utilisé pour chauffer des fluides corrosifs à l'égard notamment des métaux. En effet, ces fluides corrosifs ont tendance à attaquer lesdites électrodes métalliques et à les détruire. In addition, a direct electric heating device is known, comprising two metal electrodes immersed in the fluid to be heated and connected to a current generator, thus making it possible to heat the fluid, playing the role of resistance, by conduction of the current. The disadvantage of such a device is that it cannot be used to heat corrosive fluids with regard in particular to metals. Indeed, these corrosive fluids tend to attack said metallic electrodes and destroy them.

Enfin, on connaît un dispositif de chauffage par voie électromagnétique permettant de chauffer des fluides présentant une très forte conductivité électrique. Ce dispositif connu, comporte un solénolde alimenté par un courant périodique à très haute fréquence et dans lequel est placé le fluide à chauffer. Ce fluide est alors le siège de courants induits qui provoquent l'échauffement dudit fluide. L'inconvénient majeur d'un tel dispositif est qu'il est très peu performant et coûteux. Finally, there is known an electromagnetic heating device for heating fluids having a very high electrical conductivity. This known device comprises a solenoid supplied by a periodic current at very high frequency and in which the fluid to be heated is placed. This fluid is then the seat of induced currents which cause the heating of said fluid. The major drawback of such a device is that it is very inefficient and expensive.

En effet, les fluides très conducteurs présentent une faible conductivité électrique par rapport aux métaux, et l'intensité des courants induits doit être très importante pour chauffer lesdits fluides. Sachant que l'intensité du courant induit est d'autant plus importante que les variations du courant inducteur sont plus rapides, ledit dispositif doit mettre en oeuvre des courants inducteurs à des fréquences très élevées de l'ordre de 0,1 à 10
MHZ faisant appel à des convertisseurs haute fréquence présentant de faible rendement de l'ordre de 50 à 60 %. De plus, les courants électriques inducteurs circulant dans le solénoïde étant importants, ils génèrent des pertes importantes. Finalement, ce dispositif de chauffage connu doit mettre en oeuvre une grande énergie électromagnétique pour générer une énergie de chauffage active très faible.
Indeed, very conductive fluids have a low electrical conductivity compared to metals, and the intensity of the induced currents must be very high to heat said fluids. Knowing that the intensity of the induced current is all the more important as the variations of the inducing current are faster, said device must implement inducing currents at very high frequencies of the order of 0.1 to 10
MHZ using high frequency converters with low efficiency of the order of 50 to 60%. In addition, the inductive electric currents flowing in the solenoid being large, they generate significant losses. Finally, this known heating device must use a large electromagnetic energy to generate a very low active heating energy.

Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un dispositif de chauffage électrique par induction d'un fluide conducteur de courant, fonctionnant à moyenne fréquence autorisant la mise en oeuvre d'un convertisseur de fréquence plus performant, permettant de diminuer l'intensité et les pertes de courant, ainsi que la proportion de l'énergie magnétique mise en oeuvre par rapport à l'énergie de chauffage obtenue. Also, the technical problem to be solved by the object of the present invention is to propose an electric heating device by induction of a current conducting fluid, operating at medium frequency allowing the use of a more efficient frequency converter. , making it possible to reduce the intensity and the losses of current, as well as the proportion of the magnetic energy used compared to the heating energy obtained.

La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention en ce que le dispositif de chauffage comprend
- un transformateur comportant un circuit magnétique fermé en forme de cadre comprenant au moins une colonne de chauffage,
- au moins un inducteur constitué par un bobinage disposé autour du transformateur et alimenté par une tension électrique qui varie de façon périodique de telle sorte que ledit inducteur engendre un flux magnétique dans ledit circuit magnétique,
- au moins une cuve contenant ledit fluide à chauffer, entourant au moins une colonne de chauffage du transformateur de telle façon que ledit circuit magnétique chauffe ledit fluide en créant dans ledit fluide des courants induits.
The solution to the technical problem posed consists, according to the present invention, in that the heating device comprises
- a transformer comprising a closed magnetic circuit in the form of a frame comprising at least one heating column,
at least one inductor constituted by a winding disposed around the transformer and supplied with an electric voltage which varies periodically so that said inductor generates a magnetic flux in said magnetic circuit,
- At least one tank containing said fluid to be heated, surrounding at least one transformer heating column so that said magnetic circuit heats said fluid by creating induced currents in said fluid.

Ainsi, selon l'invention, ledit dispositif comporte un transformateur qui permet de canaliser et de transporter le flux magnétique créé dans l'inducteur. De ce fait, il permet de renforcer l'effet de l'inducteur et d'engendrer une f.e.m (force électromotrice) induite assez importante dans ledit fluide pour le chauffer. En concentrant les lignes de champs magnétiques créées par l'inducteur, dans ledit circuit magnétique fermé, on diminue considérablement les pertes de courant et donc l'intensité du courant inducteur utile. De ce fait, ledit dispositif de chauffage selon l'invention fonctionne à moyenne fréquence en utilisant un convertisseur de fréquence performant présentant un rendement de l'ordre de 85 à 95 %. En outre, le dispositif selon l'invention est plus compact.  Thus, according to the invention, said device comprises a transformer which makes it possible to channel and transport the magnetic flux created in the inductor. As a result, it makes it possible to reinforce the effect of the inductor and to generate a f.e.m (electromotive force) induced large enough in said fluid to heat it. By concentrating the lines of magnetic fields created by the inductor, in said closed magnetic circuit, the current losses and therefore the intensity of the useful inductive current are considerably reduced. Therefore, said heating device according to the invention operates at medium frequency using an efficient frequency converter having an efficiency of the order of 85 to 95%. In addition, the device according to the invention is more compact.

Selon l'invention, chaque cuve est constituée par un matériau isolant. According to the invention, each tank is made of an insulating material.

En effet, la colonne de chauffage dudit transformateur baignant directement dans le fluide à chauffer, la cuve ne participe pas du tout au chauffage et peut avantageusement être constituée par un matériau inerte du point de vue magnétique, tel que le PTFE (Polytétrafluoroéthylène) ou le PVDF (Polyvinyldifluoré) ou encore le verre. Indeed, the heating column of said transformer bathing directly in the fluid to be heated, the tank does not participate at all in the heating and can advantageously be constituted by a material inert from the magnetic point of view, such as PTFE (Polytetrafluoroethylene) or PVDF (Polyvinyldifluoré) or glass.

Selon un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, chaque cuve comporte des moyens d'entrée et de sortie dudit fluide dans ladite cuve de manière à créer au moins une veine d'écoulement dudit fluide autour d'au moins une colonne de chauffage, ladite veine d'écoulement étant perpendiculaire à ladite colonne de chauffage. According to one embodiment of the device according to the invention, each tank comprises means for entering and leaving said fluid in said tank so as to create at least one flow stream for said fluid around at least one column of heating, said flow stream being perpendicular to said heating column.

Selon une variante du mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, chaque cuve comporte des moyens d'entrée et de sortie dudit fluide dans ladite cuve de manière à créer au moins une veine d'écoulement dudit fluide, parallèle à au moins une colonne de chauffage. According to a variant of the embodiment of the device according to the invention, each tank comprises means for entering and leaving said fluid in said tank so as to create at least one flow stream for said fluid, parallel to at least one heating column.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit transformateur comporte un circuit magnétique fermé en forme de cadre présentant deux colonnes de chauffage sensiblement parallèles, parmi lesquelles se trouve au moins une colonne autour de laquelle est entouré un bobinage. According to one embodiment of the invention, said transformer comprises a closed magnetic circuit in the form of a frame having two substantially parallel heating columns, among which is at least one column around which a coil is surrounded.

En outre, selon l'invention, afin de canaliser avec une meilleure efficacité le flux magnétique créé par le bobinage, il y a avantage à ce que le transformateur comporte un circuit magnétique fermé en forme de cadre présentant trois colonnes de chauffage, deux colonnes latérales de section S et une colonne centrale de section double de ladite section S, parmi lesquelles se trouve au moins une colonne autour de laquelle est entouré un bobinage.  In addition, according to the invention, in order to channel the magnetic flux created by the winding with greater efficiency, it is advantageous for the transformer to include a closed magnetic circuit in the form of a frame having three heating columns, two lateral columns. of section S and a central column of double section of said section S, among which is at least one column around which is surrounded a winding.

De même, selon un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, ledit transformateur comporte un circuit magnétique comprenant une colonne de chauffage centrale présentant une section S1 et une pluralité de n colonnes de chauffage périphériques disposées radialement et présentant une section n fois plus faible que ladite section S1, ledit circuit magnétique comportant parmi lesdites colonnes au moins une colonne autour de laquelle est entouré un bobinage. Similarly, according to another embodiment of the device according to the invention, said transformer comprises a magnetic circuit comprising a central heating column having a section S1 and a plurality of n peripheral heating columns arranged radially and having a section n times more weaker than said section S1, said magnetic circuit comprising among said columns at least one column around which a coil is surrounded.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.

- La figure 1 est un schéma en perspective d'un premier mode - de réalisation d'un dispositif selon l'invention. - Figure 1 is a perspective diagram of a first embodiment - of a device according to the invention.

- La figure 2 est une vue en coupe selon le plan A-A du dispositif de la figure 1.  - Figure 2 is a sectional view along the plane A-A of the device of Figure 1.

- La figure 3 est un schéma en perspective d'un transformateur d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. - Figure 3 is a perspective diagram of a transformer of a second embodiment of a device according to the invention.

- La figure 4 est une vue en coupe selon le plan B-B du dispositif de la figure 1. - Figure 4 is a sectional view along plane B-B of the device of Figure 1.

- La figure 5 est une vue partielle de dessus du troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - Figure 5 is a partial top view of the third embodiment of the device according to the invention.

- La figure 6 est une vue en coupe selon le plan C-C du dispositif de la figure 5. - Figure 6 is a sectional view along the plane C-C of the device of Figure 5.

- La figure 7 est un schéma en perspective d'un quatrième mode de réalisation du dispositif selon l'invention.  - Figure 7 is a perspective diagram of a fourth embodiment of the device according to the invention.

- La figure 8 est une vue en coupe selon le plan D-D du dispositif de la figure 7. - Figure 8 is a sectional view along the plane D-D of the device of Figure 7.

- La figure 9a est une vue partielle de dessus d'un cinquième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - Figure 9a is a partial top view of a fifth embodiment of the device according to the invention.

- La figure 9b est une vue partielle de dessus d'un sixième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - Figure 9b is a partial top view of a sixth embodiment of the device according to the invention.

- La figure 10 est une vue partielle de dessus d'un septième mode de réalisation du dispositif selon l'invention. - Figure 10 is a partial top view of a seventh embodiment of the device according to the invention.

En référence à la figure 1, on a représenté un dispositif de chauffage électrique d'un fluide 10 conducteur d'électricité présentant de préférence une conductivité supérieure à 1 Siemens/mètre. Ce dispositif de chauffage comprend un transformateur comportant un circuit magnétique 100 fermé en forme de cadre, ici un cadre carré de section S, comprenant deux colonnes de chauffage 101, 102 sensiblement parallèles. En outre, le dispositif de chauffage comporte un inducteur constitué par un bobinage 200, appelé bobinage primaire, disposé autour d'une colonne de chauffage 101 du transformateur. Cette colonne de chauffage 101 comportant l'inducteur sera appelée par la suite pour plus de compréhension, colonne d'induction. Par contre, chaque colonne ne portant pas le bobinage restera sous la dénomination colonne de chauffage.Le bobinage primaire 200 comportant N spires, est alimenté par un convertisseur de fréquence non représenté délivrant une tension d'amplitude U variant de façon périodique dans le temps à une pulsation w = 2 f (où f est la fréquence), de telle sorte que ledit inducteur engendre un champ magnétique B dans ledit circuit magnétique 10, le flux magnétique résultant s'exprimant comme le produit scalaire cP = NBS (où S est la section de la colonne d'induction, ici la section du cadre magnétique). Referring to Figure 1, there is shown an electric heating device of an electrically conductive fluid 10 preferably having a conductivity greater than 1 Siemens / meter. This heating device comprises a transformer comprising a magnetic circuit 100 closed in the form of a frame, here a square frame of section S, comprising two substantially parallel heating columns 101, 102. In addition, the heating device comprises an inductor constituted by a winding 200, called the primary winding, arranged around a heating column 101 of the transformer. This heating column 101 comprising the inductor will be called subsequently for more understanding, induction column. On the other hand, each column not carrying the winding will remain under the designation heating column. The primary winding 200 comprising N turns, is supplied by a frequency converter not shown delivering a voltage of amplitude U varying periodically over time to a pulsation w = 2 f (where f is the frequency), so that said inductor generates a magnetic field B in said magnetic circuit 10, the resulting magnetic flux being expressed as the dot product cP = NBS (where S is the section of the induction column, here the section of the magnetic frame).

Il est intéressant de noter que les paramètres précités N,U, w,B, et S satisfont à la relation s'exprimant comme suit
U
N S xw x B
Ainsi, on peut ajuster en conséquence le circuit magnétique 100 aux caractéristiques du convertisseur de fréquence et du fluide à chauffer, et réciproquement.
It is interesting to note that the aforementioned parameters N, U, w, B, and S satisfy the relation expressed as follows
U
NS xw x B
Thus, the magnetic circuit 100 can be adjusted accordingly to the characteristics of the frequency converter and of the fluid to be heated, and vice versa.

Par ailleurs, le dispositif comporte une cuve en un matériau isolant, tel que le PTFE ou le verre, contenant le fluide 10 à chauffer et entourant ladite colonne de chauffage 102 du transformateur de telle façon que le circuit magnétique chauffe le fluide en créant dans le fluide 10 des courants induits. Plus particulièrement, le transformateur canalise le flux magnétique créé dans l'inducteur, et engendre une f.e.m induite dans le fluide 10. Le fluide 10 conducteur de courant, dans lequel est plongée ladite colonne de chauffage 102, se comporte comme une résistance. Furthermore, the device comprises a tank made of an insulating material, such as PTFE or glass, containing the fluid 10 to be heated and surrounding said heating column 102 of the transformer so that the magnetic circuit heats the fluid by creating in the fluid 10 induced currents. More particularly, the transformer channels the magnetic flux created in the inductor, and generates an induced f.e.m in the fluid 10. The current-conducting fluid 10 in which said heating column 102 is immersed behaves like a resistor.

Lorsque ledit fluide 10 est traversé par les courants induits, il chauffe par effet Joule.When said fluid 10 is crossed by the induced currents, it heats by Joule effect.

Comme on peut le voir sur la figure I, les colonnes d'induction 101 et de chauffage 102, sont séparables des autres parties du cadre fermé et plus particulièrement de la partie supérieure 103, appelée la tête. Ainsi, un tel montage, permet d'introduire, sans difficulté, le bobinage primaire 200 et la cuve 300 contenant le fluide 10, respectivement autour des colonnes d'induction et de chauffage. De plus, le convertisseur de fréquence fonctionnant à des conditions de résonance, ce montage permet d'interposer des câles, non représentées sur la figure 1, entre la tête 103 et le reste du circuit magnétique. Ces câles représentent des moyens de fonctionnement dudit convertisseur de fréquence, assurant les conditions de résonance exigées par le convertisseur.En effet, l'ensemble constitué par l'inducteur, le transformateur et le fluide se comporte comme un circuit électrique composé d'une inductance L en série avec une résistance R, et le convertisseur de fréquence est constitué par une source de tension mise en parallèle avec un condensateur C. Le schéma électrique représentatif du dispositif montré par la figure 1, se compose de la source de tension mise en parallèle simultanément avec le condensateur C et l'inductance L en série avec la résistance R.  As can be seen in FIG. I, the induction 101 and heating 102 columns are separable from the other parts of the closed frame and more particularly from the upper part 103, called the head. Thus, such an assembly makes it possible to introduce, without difficulty, the primary winding 200 and the tank 300 containing the fluid 10, respectively around the induction and heating columns. In addition, the frequency converter operating at resonance conditions, this arrangement makes it possible to interpose shims, not shown in FIG. 1, between the head 103 and the rest of the magnetic circuit. These cables represent means of operation of said frequency converter, ensuring the resonance conditions required by the converter. Indeed, the assembly constituted by the inductor, the transformer and the fluid behaves like an electrical circuit composed of an inductance L in series with a resistor R, and the frequency converter consists of a voltage source put in parallel with a capacitor C. The electrical diagram representative of the device shown in Figure 1, consists of the voltage source put in parallel simultaneously with capacitor C and inductance L in series with resistor R.

Ainsi, les conditions de résonance du convertisseur de fréquence s'exprime comme LC w2=1 ou encore Lw /R > 2, où le produit L w est appelé la réactance. Dans le cas où le rapport > LwlR est inférieur à 2, lesdites câles permettent alors d'ajuster la réactance Lw dudit dispositif pour retrouver la condition de résonance Lw /R > 2 et assurer le fonctionnement dudit convertisseur de fréquence.Thus, the resonance conditions of the frequency converter is expressed as LC w2 = 1 or also Lw / R> 2, where the product L w is called the reactance. In the case where the ratio> LwlR is less than 2, said shims then make it possible to adjust the reactance Lw of said device to recover the resonance condition Lw / R> 2 and ensure the operation of said frequency converter.

Par ailleurs, il convient de préciser que ledit convertisseur de fréquence est un convertisseur moyenne fréquence performant à thyristors ou transistors, présentant un rendement compris environ entre 85 et 95%. Furthermore, it should be specified that said frequency converter is an efficient medium frequency converter with thyristors or transistors, having a yield of between approximately 85 and 95%.

De même, pour utiliser le dispositif de la figure 1 à des basses fréquences comprises entre environ 250 HZ et 6kHZ, ledit transformateur est constitué par des tôles magnétiques, telles que des tôles de silicium, présentant de préférence des faibles épaisseurs comprises entre 0,1 et 0,35 millimètre, de manière à minimiser les échauffements dudit transformateur. Pour les fréquences plus élevées, par exemple supérieures à 3 kHZ, ledit transformateur est constitué par des ferrites. Dans les deux cas, afin d'éviter que ledit circuit magnétique 100 s'échauffe, celui-ci comporte un circuit de refroidissement. Likewise, to use the device of FIG. 1 at low frequencies between about 250 HZ and 6kHZ, said transformer is constituted by magnetic sheets, such as silicon sheets, preferably having small thicknesses between 0.1 and 0.35 millimeter, so as to minimize the heating of said transformer. For higher frequencies, for example greater than 3 kHz, said transformer consists of ferrites. In both cases, in order to prevent said magnetic circuit 100 from heating up, the latter includes a cooling circuit.

Comme le montre mieux la figure 2, ledit circuit de refroidissement comporte par exemple des "tires-chaleur" constitués par des plaques de cuivre 110 refroidies sur les rives à l'aide de canalisations de cuivre 111 parcourues par de l'eau 112. Pour un transformateur constitué par des tôles magnétiques, ces "tires-chaleur" sont disposés parallèlement auxdites tôles magnétiques. As shown better in FIG. 2, said cooling circuit comprises for example "heat pullers" constituted by copper plates 110 cooled on the banks using copper pipes 111 traversed by water 112. For a transformer constituted by magnetic sheets, these "heat pullers" are arranged parallel to said magnetic sheets.

Sur la figure 3, on a représenté un deuxième mode de réalisation d'un transformateur 100' faisant partie d'un dispositif de chauffage selon l'invention. Ce transformateur comporte un circuit magnétique 100' fermé en forme de cadre, présentant trois colonnes de chauffage 101',102',103', deux colonnes latérales 101',103' de section S et une colonne centrale 102' présentant une section 2S double de ladite section S. Parmi les trois colonnes de chauffage 101',102',103' se trouve une colonne 102' portant le bobinage primaire 200. Ce transformateur à trois colonnes permet de canaliser avec une meilleure efficacité le flux magnétique créé par le bobinage primaire 200. In Figure 3, there is shown a second embodiment of a transformer 100 'forming part of a heating device according to the invention. This transformer has a magnetic circuit 100 'closed in the form of a frame, having three heating columns 101', 102 ', 103', two lateral columns 101 ', 103' of section S and a central column 102 'having a double section 2S of said section S. Among the three heating columns 101 ′, 102 ′, 103 ′ is a column 102 ′ carrying the primary winding 200. This transformer with three columns makes it possible to channel with better efficiency the magnetic flux created by the winding primary 200.

Dans cette voie, comme on le verra en détail ultérieurement, on peut envisager selon un autre mode de réalisation, un dispositif de chauffage électrique par induction comportant un transformateur présentant un circuit magnétique comprenant une colonne de chauffage centrale de section S1 et une pluralité de n colonnes de chauffage périphériques disposées radialement et présentant une section n fois plus faible que la section S1. In this way, as will be seen in detail later, it is possible to envisage, according to another embodiment, an electric induction heating device comprising a transformer having a magnetic circuit comprising a central heating column of section S1 and a plurality of n peripheral heating columns arranged radially and having a section n times smaller than section S1.

Ce circuit magnétique comporte au moins une colonne d'induction parmi lesdites colonnes. Dans le cas où ledit circuit magnétique comporte plusieurs colonnes de chauffage portant chacune un inducteur, il faut prendre soin à ce que les flux magnétiques créés par chaque inducteur s'additionnent bien.This magnetic circuit includes at least one induction column among said columns. In the case where said magnetic circuit comprises several heating columns each carrying an inductor, care must be taken to ensure that the magnetic fluxes created by each inductor add up well.

Sur la figure 4, on a représenté en détail un exemple d'écoulement du fluide 10 à chauffer, autour de la colonne de chauffage 102 dudit dispositif de chauffage de la figure 1. A partir d'une canalisation d'alimentation en fluide non représentée, on crée, à l'aide d'une nourrice 130 placée dans la cuve 300, deux veines d'écoulement l0a,10b dudit fluide 10 autour de ladite colonne de chauffage 102, perpendiculaires à ladite colonne Ces deux veines d'écoulement en parallèle, convergent à la sortie 120 de ladite cuve 300 vers un collecteur non représenté. In Figure 4, there is shown in detail an example of flow of the fluid 10 to be heated, around the heating column 102 of said heating device of Figure 1. From a fluid supply line not shown , using a feeder 130 placed in the tank 300, two flow streams 10a, 10b of said fluid 10 are created around said heating column 102, perpendicular to said column These two flow streams in parallel , converge at the outlet 120 of said tank 300 towards a collector not shown.

Comme on peut le voir sur la figure 4, les courants induits circulent dans ledit fluide suivant la flèche i, dans la direction de l'écoulement dudit fluide.  As can be seen in FIG. 4, the induced currents flow in said fluid according to arrow i, in the direction of flow of said fluid.

Sur les figures 5 et 6, on a représenté l'écoulement du fluide 10 autour des colonnes de chauffage 102 et d'induction 101 du transformateur de la figure 1. De même, l'écoulement du fluide est perpendiculaire auxdites colonnes de chauffage et d'induction et comporte une distribution en trois veines d'écoulement de fluide 10a10b,10c en parallèle, perpendiculaires auxdites colonnes. Dans ce cas, la distribution est réalisée à l'aide d'un réservoir 20. FIGS. 5 and 6 show the flow of the fluid 10 around the heating columns 102 and induction 101 of the transformer of FIG. 1. Likewise, the flow of the fluid is perpendicular to said heating columns and d induction and comprises a distribution in three streams of fluid flow 10a10b, 10c in parallel, perpendicular to said columns. In this case, the distribution is carried out using a reservoir 20.

Par ailleurs, comme on peut le voir également sur les figures 5 et 6, les courants induits circulent dans le fluide suivant les flèches i représentant la direction de l'écoulement du fluide 10. Furthermore, as can also be seen in FIGS. 5 and 6, the induced currents flow in the fluid according to the arrows i representing the direction of the flow of the fluid 10.

Sur les figures 7 et 8, on a représenté une variante du mode de réalisation du dispositif de la figure 4. Comme on peut le voir sur ces figures, la cuve 300 présentant une forme cylindrique, comporte en partie basse une entrée 301 du fluide 10 et en partie haute une sortie 302 dudit fluide 10, de manière à créer une veine d'écoulement cyclindrique du fluide parallèle à la colonne de chauffage 102. In FIGS. 7 and 8, a variant of the embodiment of the device in FIG. 4 has been shown. As can be seen in these figures, the tank 300 having a cylindrical shape, comprises in the lower part an inlet 301 for the fluid 10 and in the upper part, an outlet 302 of said fluid 10, so as to create a cyclindric flow stream for the fluid parallel to the heating column 102.

De même, sur les figures 9a et 9b, on a représenté deux autres variantes du mode de réalisation du dispositif de la figure 5. Similarly, in FIGS. 9a and 9b, two other variants of the embodiment of the device in FIG. 5 are shown.

Comme on peut le voir d'une part sur la figure 9a, la cuve 300 présente une forme sensiblement cylindrique, comportant deux évidements de manière à entourer les deux colonnes de chauffage 102 et d'induction 101. As can be seen on the one hand in FIG. 9a, the tank 300 has a substantially cylindrical shape, comprising two recesses so as to surround the two heating 102 and induction 101 columns.

D'autre part, sur la figure 9b, on distingue deux cuves 300,300' de forme cylindrique qui entourent respectivement la colonne de chauffage 102 et la colonne d'induction 101. On the other hand, in FIG. 9b, there are two tanks 300, 300 'of cylindrical shape which respectively surround the heating column 102 and the induction column 101.

Suivant les deux variantes de réalisation présentées sur les figures 9a et 9b, les cuves comportent, en outre, des moyens d'entrée et de sortie du fluide 10, non représentés, de sorte que le fluide 10 s'écoule suivant deux veines d'écoulement cylindriques parallèles respectivement auxdites colonnes de chauffage et d'induction.  According to the two alternative embodiments presented in FIGS. 9a and 9b, the tanks also comprise means for entering and leaving the fluid 10, not shown, so that the fluid 10 flows along two streams of cylindrical flow parallel to said heating and induction columns respectively.

I1 convient de noter que le dispositif des figures 9a et 9b est plus performant que celui des figures 7 et 8, puisque le dispositif des figures 9a et 9b présente un rendement de chauffage qui peut être égal à 85 % alors que le dispositif des figures 7 et 8 présente un rendement qui est de 70 % dans les mêmes conditions d'utilisation. It should be noted that the device in FIGS. 9a and 9b is more efficient than that in FIGS. 7 and 8, since the device in FIGS. 9a and 9b has a heating efficiency which can be equal to 85% while the device in FIGS. 7 and 8 has a yield which is 70% under the same conditions of use.

La figure 10 montre un autre mode de réalisation du dispositif de chauffage, comportant une colonne centrale 104a et trois colonnes périphériques lOla,102a,103a, disposées radialement. Lesdites colonnes prériphériques présentent une section S, et la colonne centrale présente alors une section égale au triple de ladite section S. Parmi lesdites colonnes 101a,102a,103a se trouve au moins une colonne d'induction. FIG. 10 shows another embodiment of the heating device, comprising a central column 104a and three peripheral columns 110a, 102a, 103a, arranged radially. Said peripheral columns have a section S, and the central column then has a section equal to three times said section S. Among said columns 101a, 102a, 103a is at least one induction column.

En outre, ledit dispositif comporte une cuve comprenant quatre évidements entourant les quatre colonnes et contenant le fluide 10 qui s'écoule parallèlement auxdites colonnes. In addition, said device comprises a tank comprising four recesses surrounding the four columns and containing the fluid 10 which flows parallel to said columns.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et représentée, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Of course, the present invention is in no way limited to the embodiment described and shown, but a person skilled in the art will know how to make any variant which conforms to his spirit.

Par exemple, on peut imaginer une variante du mode de réalisation du dispositif de la figure 10, comportant un écoulement du fluide suivant des veines d'écoulement perpendiculaires auxdites colonnes de chauffage et d'induction.  For example, one can imagine a variant of the embodiment of the device of FIG. 10, comprising a flow of the fluid along flow paths perpendicular to said heating and induction columns.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage électrique par induction d'un fluide (10) conducteur d'électricité, caractérisé en ce qu'il comprend 1. Electric heating device by induction of an electrically conductive fluid (10), characterized in that it comprises - un transformateur comportant un circuit magnétique (100) fermé en forme de cadre comprenant au moins une colonne de chauffage (102), - a transformer comprising a magnetic circuit (100) closed in the form of a frame comprising at least one heating column (102), - au moins un inducteur constitué par un bobinage (200) disposé autour du transformateur et alimenté par une tension électrique qui varie de façon périodique de telle sorte que ledit inducteur engendre un flux magnétique dans ledit circuit magnétique (100), - at least one inductor constituted by a coil (200) disposed around the transformer and supplied with an electric voltage which varies periodically so that said inductor generates a magnetic flux in said magnetic circuit (100), - au moins une cuve (300) contenant ledit fluide (10) à chauffer, entourant au moins une colonne de chauffage (102) du transformateur de telle façon que ledit circuit magnétique (100) chauffe ledit fluide (10) en créant dans ledit fluide (10) des courants induits. - at least one tank (300) containing said fluid (10) to be heated, surrounding at least one heating column (102) of the transformer so that said magnetic circuit (100) heats said fluid (10) by creating in said fluid (10) induced currents. 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque cuve (300) est constituée par un matériau isolant. 2. Heating device according to claim 1, characterized in that each tank (300) consists of an insulating material. 3. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif comportant un convertisseur de fréquence fonctionnant à des conditions de résonance pour alimenter ledit inducteur, ledit dispositif comprend des moyens de fonctionnement pour assurer lesdites conditions de résonance du convertisseur de fréquence. 3. Heating device according to one of claims 1 or 2, characterized in that said device comprising a frequency converter operating at resonance conditions to supply said inductor, said device comprises operating means for ensuring said resonance conditions of the frequency converter. 4. Dispositif de- chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit circuit magnétique (100) est constitué par des tôles magnétiques. 4. A heating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said magnetic circuit (100) consists of magnetic sheets. 5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit circuit magnétique (100) est constitué par des ferrites.  5. Heating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said magnetic circuit (100) is constituted by ferrites. 6. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de refroidissement (110,111,112) dudit circuit magnétique (100). 6. Heating device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a cooling circuit (110,111,112) of said magnetic circuit (100). 7. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque cuve (300) comporte des moyens d'entrée et de sortie dudit fluide (10) dans ladite cuve (300) de manière à créer au moins une veine d'écoulement dudit fluide (10) autour d'au moins une colonne de chauffage (102), ladite veine d'écoulement étant perpendiculaire à ladite colonne de chauffage (102). 7. Heating device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each tank (300) comprises means for input and output of said fluid (10) in said tank (300) so as to create at at least one flow stream of said fluid (10) around at least one heating column (102), said flow stream being perpendicular to said heating column (102). 8. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque cuve (300) comporte des moyens d'entrée et de sortie dudit fluide (10) dans ladite cuve (300) de manière à créer au moins une veine d'écoulement dudit fluide (10), parallèle à au moins une colonne de chauffage (102). 8. Heating device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each tank (300) comprises means for input and output of said fluid (10) in said tank (300) so as to create at at least one flow stream for said fluid (10), parallel to at least one heating column (102). 9. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit transformateur comporte un circuit magnétique (100) fermé en forme de cadre présentant deux colonnes de chauffage (101,102) sensiblement parallèles, parmi lesquelles se trouve au moins une colonne (101) autour de laquelle est entouré un bobinage (200). 9. Heating device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said transformer comprises a magnetic circuit (100) closed in the form of a frame having two substantially parallel heating columns (101,102), among which is located at least one column (101) around which a winding (200) is surrounded. 10. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le transformateur comporte un circuit magnétique (100') fermé en forme de cadre présentant trois colonnes de chauffage (101',102',103'), deux colonnes latérales (101',103') de section S et une colonne centrale (102') de section double de ladite section S, parmi lesquelles se trouve au moins une colonne autour de laquelle est entouré un bobinage (200).  10. Heating device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the transformer comprises a magnetic circuit (100 ') closed in the form of a frame having three heating columns (101', 102 ', 103') , two side columns (101 ', 103') of section S and a central column (102 ') of double section of said section S, among which is at least one column around which is surrounded a winding (200). 11. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit transformateur comporte un circuit magnétique comprenant une colonne de chauffage centrale présentant une section S 1 et une pluralité n de colonnes de chauffage périphériques  11. Heating device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said transformer comprises a magnetic circuit comprising a central heating column having a section S 1 and a plurality n of peripheral heating columns disposées radialement et présentant une section n fois plus faible que arranged radially and having a section n times smaller than ladite section S1, ledit circuit magnétique comportant parmi lesdites said section S1, said magnetic circuit comprising among said colonnes au moins une colonne autour de laquelle est entouré un bobinage.  columns at least one column around which a winding is surrounded.
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