ITTO980650A1 - Dispositivo di riscaldamento elettrico integrale per gas e liquidi dielettrici per usi industriali. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo di riscaldamento elettrico integrale per gas e liquidi dielettrici per usi industriali"

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo elettrico di riscaldamento per gas e liquidi dielettrici per usi industriali.

Detti dispositivi in forma tradizionale sono costituiti prevalentemente da resistenze corazzate che, percorse da corrente elettrica, producono potenza per effetto Joule per il riscaldamento nei più svariati processi industriali.

Dispositivi riscaldatori come sopra descritti diventano poco durevoli ed efficaci sulla soglia di temperature di 700-800°C del fluido.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di realizzare un dispositivo elettrico riscaldatore per fluidi ad alta temperatura, che ovvii al suddetto inconveniente, sia di facile realizzazione e presenti un'elevata efficienza e durata.

La presente invenzione raggiunge gli scopi suddetti grazie ad un dispositivo riscaldatore di fluidi che presenta le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione verranno ora descritti con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la fig.1 è una vista schematica in sezione dell'oggetto dell'invenzione in una prima forma di realizzazione ,

- la fig.2 è una Vista in sezione di un particolare della fig.1, e

- le figg.3-5 sono viste schematiche di una seconda, terza e quarta forma di attuazione dell'oggetto della presente invenzione.

Facendo riferimento alle figg.2 e 3, con 2 è indicato un tubo metallico che viene attraversato dal fluido F da riscaldare sia internamente, che esternamente.

Il tubo 2 è connesso elettricamente mediante cavi 6, 8 al circuito secondario 10 di un trasformatore 12. Il trasformatore 12 può essere monofase o trifase con potenza massima di circa 1000 KWA. il tubo 2 è isolato verso massa mediante sostegni 11, realizzati ad esempio mediante materiali a base di porcellana, steatiti, allumina, ecc..

I cavi conduttori 6, 8 che collegano le estremità del tubo 2 al circuito secondario 10 del trasformatore 12 sono ad esempio costituiti da un tondo di acciaio inox austenitico 13 o in leghe ad alto tenore di nichel, isolato mediante un isolante 14 e corazzato tramite una corazza 15, oppure da una treccia in nichel o da una piattina nuda di acciaio inox austenitico o con leghe ad alto contenuto di nichel.

In ogni caso, là densità di corrente percorrente i cavi conduttori 6, 8 è inferiore a 5 A/mm<2 >.

Il tubo metallico 2 è in effetti la resistenza elettrica del dispositivo oggetto dell’invenzione; esso presenta una superficie tale da assorbire una potenza massima di 20 W/cm<2 >, una sezione che consente il passaggio di una corrente elettrica fino ad un massimo di 10 A/mm<2 >con una temperatura superficiale non superiore a 1100°C.

Il tubo 2 può avere un diametro fino a 100 mm, con spessore variabile fino ad un massimo di 10 mm.

Il funzionamento del dispositivo riscaldatore di fluidi secondo la presente invenzione è il seguente.

Il tubo 2, alimentato attraverso il circuito secondario 10 del trasformatore 12 tramite i cavi 6, 8 si porta alla temperatura di lavoro ed un fluido F da riscaldare viene fatto fluire nel tubo 2, o attorno ad esso, mediante mezzi non rappresentati per semplicità, quali ventole, compressori o altro. Il fluido F può essere un qualsiasi fluido dielettrico. -In funzione della potenza elettrica da installare e delle condizioni termiche di progetto, si sceglie il tipo di tubo idoneo nel materiale e con lunghezza, diametro e sezione, tali da permettere: - una superficie idonea alla distribuzione della potenza;

una sezione idonea all'attraversaménto della corrente; e

- una configurazione geometrica di ottimizzazione dello scambio termico tra tubi e fluido.

Il tutto, fornendo ai morsetti del carico ohmico (tubi) un valore tale da scegliere, in funzione della potenza, la corretta tensione di alimentazione mediante un trasformatore elettrico.

Le figg.2-4, in cui elementi uguali o corrispondenti a quelli della fig.l vengono indicati con gli stessi riferimenti numerici, illustrano schematicamente varie forme di attuazione dell'oggetto dell'invenzione, in cui una pluralità di tubi 2, elettricamente collegati, disposti in parallelo e percorsi da corrente elettrica come indicato precedentemente, riscaldano un fluido F in diverse condizioni di ingresso e di uscita.

Ad esempio, per una portata di aria di 200 Normal m<3>/h che deve essere riscaldata fino a 800°C entro cinque-sei ore, in un condotto di sezione di 18.000 mm<2 >con una potenza elettrica disponibile di 24 KW, occorrono:

- un fascio tubiere riscaldante composto di trentasei tubi con diametro di 15x1 mm in nichel-cromo e lunghezza di 800 mm, disposti in reticolo 6x6, con collegamento a stella 12x3, isolati ed alimentati da tre barre di tondino inox 321 con diametro di 12 mm e corazzate con diametro di 21 mm;

un valore ohmico di fase di 24 ohm;

una tensione di alimentazione al secondario del trasformatore di 77 volt;

una corrente di linea a 185 A (4,2 A/mm<2>);

una potenza installata di 24,8 KW (1,8 w/cm<2 >); temperatura dei tubi a 900°C; e

- passaggio dell'aria all'interno ed all'esterno' dei tubi.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di costruzione potranno essere ampiamente variati, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo riscaldatore di fluidi, caratterizzato dal fatto che comprende: - almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2), - un trasformatore di potenza (12) il cui circuito secondario (10) è collegato all'estremità di detto almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2) mediante cavi (6, 8) ed il cui circuito primario è collegato alla sorgente di alimentazione, detto trasformatore '(12) essendo atto a alimentare elettricamente detto almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2), per produrre.
2. 2. Dispositivo riscaldatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di sostegni isolanti (11) atti ad isolare detto almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2) dalla massa.
3. 3. Dispositivo riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2) è realizzato in acciaio inox austenitico.
4. 4. Dispositivo riscaldatore le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto almeno un elemento metallico cilindrico cavo (2) è realizzato in leghe ad alto contenuto di nichel. Il tutto sostanzialmente come descrìtto ed illustrato e per gli scopi specificati.