RU201666U1 - Электроподогреватель газа или жидкости - Google Patents
Электроподогреватель газа или жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU201666U1 RU201666U1 RU2020126610U RU2020126610U RU201666U1 RU 201666 U1 RU201666 U1 RU 201666U1 RU 2020126610 U RU2020126610 U RU 2020126610U RU 2020126610 U RU2020126610 U RU 2020126610U RU 201666 U1 RU201666 U1 RU 201666U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating elements
- conductive material
- porous
- electric
- electric heater
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
- F24H3/02—Air heaters with forced circulation
- F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к энергетической технике, в частности, к электротермии, и может быть использована для электронагрева газов или жидкостей. Электроподогреватель газа или жидкости содержит корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлены снабженные токовыми контактами нагревательные элементы и изоляторы электрического тока. Нагревательные элементы выполнены в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, при этом нагревательные элементы изолированы от корпуса неэлектропроводящим материалом. Нагревательные элементы изолированы от корпуса пористым неэлектропроводящим материалом с открытыми порами. Нагревательные элементы, выполненные в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, снабжены защитным покрытием. Полезная модель позволяет обеспечить повышение эффективности электроподогревателя, повышение его надежности и ресурса, и уменьшение его габаритов и металлоемкости, повышение температуры подогреваемой среды. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к энергетической технике, в частности электротермии, и может быть использована для электронагрева газов или жидкостей.
Эффективность электроподогревателя в основном определяется максимально допустимой температурой нагревательных элементов (ТЭНОВ) и площадью их поверхности в единице объема (удельная площадь) электроподогревателя, см., например, УДК 622.692.2/.4:621.365.48, Фонарев 3. И., « Электроподогрев трубопроводов, резервуаров и технологического оборудования в нефтяной промышленности», Ленинград, Недра, 1984, стр. 36...37. Чем выше температура нагревающих элементов и чем больше площадь поверхности нагревательных элементов в единице объема подогревателя, тем больше тепла смогут они передать нагреваемой среде в единице объема. Однако температура нагревательных элементов ограничена предельно допустимой температурой материала нагревательных элементов, а площадь теплопередающей поверхности ограничена их конструкцией. В конечном итоге, эффективность электроподогревателя тем выше, чем больше тепла он позволяет передать в единице своего объема.
Известен электроподогреватель воздуха (Патент RU №2400679, МПК F24H 3/08, публ. 27.09.2010), который содержит корпус с входным и выходным отверстиями, входную и выходную опорные трубные доски, в которых продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы.
Недостатки известного электроподогревателя заключаются в небольшой площади теплообменных поверхностей, поскольку для теплообмена используется только внутренняя поверхность трубчатых нагревательных элементов, что приводит к необходимости либо повышать температуру теплообменных поверхностей нагревательных элементов для передачи требуемого тепла нагреваемой среде, что приводит к снижению надежности подогревателя, либо повышать площадь теплообменных поверхностей, что приводит к увеличению габаритов и, соответственно, увеличению металлоемкости и стоимости электроподогревателя.
Известен электроподогреватель (Патент RU №180162, МПК F24H 3/04, публ. 05.06.2018), который является наиболее близким аналогом по технической сущности, принятый за прототип, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлены снабженные токовыми контактами нагревательные элементы и изоляторы электрического тока.
В этом известном электроподогревателе для передачи тепла используются как наружная, так и внутренняя поверхность трубчатых нагревательных элементов. Такой электроподогреватель компактнее приведенного выше чуть более, чем в 2 раза, поскольку удельная теплообменная поверхность его более чем в два раза выше за счет дополнительной передачи тепла наружной поверхностью трубчатых нагревательных элементов. Однако и в этом электроподогревателе теплообменная поверхность остается недостаточной и требуется нагрев трубчатых нагревателей до высоких температур, что приводит к снижению его надежности и ресурса, или повышению габаритов, т.е., металлоемкости, что приводит к увеличению его стоимости.
Кроме того, корпус подогревателя омывается подогретой средой, что приводит к необходимости применения для корпуса соответствующих дорогих жаростойких материалов.
Кроме того, максимальная температура нагревательных элементов, кроме температуры ограничена еще и агрессивностью подогреваемой среды, которая в ряде случаев является существенно более жестким ограничением.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемой полезной модели и не может быть реализовано при использовании прототипа, является недостаточная удельная площадь теплообменных поверхностей, что приводит при передаче одного и того же количества тепла либо к повышению температуры нагревательных элементов, и к увеличению их габаритов и соответственно подогревателя в целом.
Кроме того, проблемой может стать предельно допустимая температура корпуса подогревателя.
Кроме того, проблемой может стать возросшая с температурой агрессивность нагреваемой среды, активность которой в ряде случаев растет существенно быстрее температуры материала нагревательных элементов.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение его надежности и ресурса и уменьшению его габаритов и металлоемкости, повышение температуры подогреваемой среды свыше предельной температуры материала корпуса подогревателя, а в целом повышение эффективности электроподогревателя.
Кроме того, задачей предполагаемой полезной модели является повышение температуры свыше температуры повышения агрессивности нагреваемой среды.
Техническая проблема решается тем, что в электроподогревателе газа или жидкости, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлены снабженные токовыми контактами нагревательные элементы и изоляторы электрического тока, согласно полезной модели, нагревательные элементы выполнены в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, при этом нагревательные элементы изолированы от корпуса неэлектропроводящим материалом.
Кроме того, согласно полезной модели, нагревательные элементы изолированы от корпуса пористым неэлектропроводящим материалом с открытыми порами.
Кроме того, согласно полезной модели, нагревательные элементы, выполненные в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, снабжены защитным покрытием.
Предлагаемая конструкция электроподогревателя газа или жидкости содержит корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлен снабженный токовыми контактами нагревательный элемент, изоляторы электрического тока.
В отличии от прототипа, нагревательные элементы подогревателя газа или жидкости выполнены в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, что позволяет достичь больших теплообменных поверхностей в единице объема подогревателя.
Технический результат предполагаемой полезной модели достигается значительным, более чем в 5…10 раз увеличением удельных поверхностей электроподогревателя путем применения нагревательных элементов из пористого электропроводящего материала, см. УДК 544.723; 542.06; 542.81; «Удельная внешняя поверхность блочных высокопористых проницаемых ячеистых материалов»; В.В. Игнатенкова, А.В. Беспалов, В.Н. Грунский; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева; Москва; 2010 г.
Кроме того, нагревательные элементы изолированы от корпуса неэлектропроводящим, например, керамическим материалом, что позволяет защитить корпус от перегрева и использовать для него недорогие материалы.
Кроме того, в отличии от прототипа, нагревательные элементы изолированы от корпуса пористым неэлектропроводящим материалом с открытыми порами, что позволяет защитить его от перегрева за счет снижения конвективного теплообмена, поскольку скорость движения нагреваемой среды в пористом материале будет меньше скорости при непосредственном омывании стенок корпуса нагреваемой средой. В качестве пористого материала с открытыми порами могу быть использованы, например, карбид кремния, диоксид циркония, оксид алюминия и др., керамические вспененные материалы, которые успешно применяются для фильтрации расплавленных металлов и сплавов.
Кроме того, в отличии от прототипа, нагревательные элементы, выполненные в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, снабжены защитным металлическим покрытием, что позволяет защитить их от агрессивного воздействия нагреваемой среды. Защитное покрытие для пористого материала нагревателя, например, из вольфрама, который не работоспособен в окислительной среде, например, в воздухе, при температурах свыше 500°С, может быть выполнено, например, из никеля, который предохранит вольфрам до температур свыше 1400°С. При необходимости подогреть нагреватель свыше 1700°С в качестве защитного покрытия может быть выбрана платина.
На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого электроподогревателя газа или жидкости.
На фиг. 2 представлен продольный разрез с потоками нагреваемой среды (газа или жидкости).
На фиг. 3 представлен вид сбоку электроподогревателя газа или жидкости.
Электроподогреватель газа или жидкости (без позиции) содержит 1 -корпус электроподогревателя из стенок (без позиции); 2 - входное отверстие; 3 - выходное отверстие; 4 - изолятор электрического тока; 5 - пористый электропроводный нагревательный элемент; 6 -токовые контакты; 7 -изоляторы токовых контактов; 8 - поток нагреваемого воздуха или жидкости; 9 - пористые неэлектропроводные изоляторы с открытыми порами; 10 - часть потока нагреваемой среды, протекающая через пористый изолятор; 11 -пористый электропроводный нагревательный элемент с защитным покрытием (без позиции).
Работает электроподогреватель газа или жидкости следующим образом.
К пористому электропроводному нагревательному элементу 5 через токовые контакты 6 подводят электрический ток, в результате чего он нагревается. Поток нагреваемого газа 8 поступает в корпус 1 электроподогревателя через входное отверстие 2, проходит сквозь пористые нагретые нагревательные элементы 5, принимает от них тепло, нагревается и выходит через выходное отверстие 3. Изоляторы токовых контактов 7 и изоляторы нагревательного элемента 4 изолируют токовые контакты 6 и пористые нагревательные элементы 5 от контакта с корпусом 1. Изоляторы нагревательного элемента 4, расположенные вдоль стенок корпуса 1 электроподогревателя, защищают его от перегрева.
Кроме того, при выполнении неэлектропровроводящих (неэлектропроводных) изоляторов нагревательного элемента в виде пористого материала с открытыми порами 9, часть потока нагреваемой среды 10 протекает непосредственно сквозь них. При этом эта часть потока нагревается в меньшей степени, чем поток 8 и не перегревает стенки (без позиции) корпуса 1 электроподогревателя.
Кроме того, например, в электроподогревателе с пористым нагревательным элементом 5, выполненным, например, из вольфрама, который в воздушной - окислительной среде способен работать до 500°С, защитное покрытие (без позиции), например, из никеля позволит поднять его температуру до 1400°С. При необходимости подогреть нагреватель свыше 1700°С в качестве защитного покрытия может быть выбрана платина.
Предлагаемая конструкция электроподогревателя газа или жидкости в условиях опытного производства прошла испытания и показала ожидаемый положительный технический результат и проходит подготовку производства для промышленного применения. Опытный электроподогреватель при равной с прототипом мощностью оказался в 6 раз компактнее и в 8 раз легче прототипа.
Таким образом, предлагаемая полезная модель, в совокупности известных признаков прототипа и отличительных признаков предлагаемого технического решения, позволяет обеспечить повышение эффективности электроподогревателя за счет повышения его надежности и ресурса, и уменьшение его габаритов и металлоемкости, повышение температуры подогреваемой среды.
Claims (3)
1. Электроподогреватель газа или жидкости, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлены снабженные токовыми контактами нагревательные элементы и изоляторы электрического тока, отличающийся тем, что нагревательные элементы выполнены в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, при этом нагревательные элементы изолированы от корпуса неэлектропроводящим материалом.
2. Электроподогреватель газа или жидкости по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы изолированы от корпуса пористым неэлектропроводящим материалом с открытыми порами.
3. Электроподогреватель газа или жидкости по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы, выполненные в виде пористого токопроводящего материала с открытыми порами, снабжены защитным покрытием.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126610U RU201666U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Электроподогреватель газа или жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126610U RU201666U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Электроподогреватель газа или жидкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU201666U1 true RU201666U1 (ru) | 2020-12-28 |
Family
ID=74106275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126610U RU201666U1 (ru) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Электроподогреватель газа или жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU201666U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807848C2 (ru) * | 2021-06-16 | 2023-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХПРОМВОЛГА" | Воздушный нагреватель |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU390690A1 (ru) * | 1970-10-29 | 1973-07-11 | Пористый электроподогреватель газа | |
JP2002280149A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Chuo Bolt Kogyo Kk | 電熱器 |
RU2400679C1 (ru) * | 2009-03-12 | 2010-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Электроподогреватель воздуха |
RU180162U1 (ru) * | 2017-10-17 | 2018-06-05 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Электроподогреватель воздуха |
-
2020
- 2020-08-06 RU RU2020126610U patent/RU201666U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU390690A1 (ru) * | 1970-10-29 | 1973-07-11 | Пористый электроподогреватель газа | |
JP2002280149A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Chuo Bolt Kogyo Kk | 電熱器 |
RU2400679C1 (ru) * | 2009-03-12 | 2010-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Электроподогреватель воздуха |
RU180162U1 (ru) * | 2017-10-17 | 2018-06-05 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Электроподогреватель воздуха |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807848C2 (ru) * | 2021-06-16 | 2023-11-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХПРОМВОЛГА" | Воздушный нагреватель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023165842A5 (ru) | ||
RU2018132167A (ru) | Способ получения тепловой энергии, устройства для его осуществления и системы теплогенерации | |
JPH05214506A (ja) | 加熱用伝熱材料及び発熱体とそれを用いた加熱装置 | |
US4862137A (en) | Electric heating device having a metal sheath | |
EP2336514A2 (en) | Liquid reductant dosing module with heating device | |
RU201666U1 (ru) | Электроподогреватель газа или жидкости | |
US20040146289A1 (en) | Electric water heater, liquid heater, steam generator | |
CN211400328U (zh) | 一种大功率自动控温气体管道加热器 | |
CN2926909Y (zh) | 一种电热水器 | |
US4521674A (en) | Electric fluid heater employing pressurized helium as a heat transfer medium | |
JPS6342181A (ja) | 熱発電装置 | |
CN208583326U (zh) | 一种防止电加热反应釜导热油变质的装置 | |
JPH0412633Y2 (ru) | ||
CN112413884A (zh) | 一种带有金属陶瓷发热体的胆内液体热交换器 | |
RU223462U1 (ru) | Устройство для нагрева теплоносителя | |
CA2920500C (en) | Fluid heater | |
JP6102577B2 (ja) | 腐食性液体の加熱装置 | |
CN2383288Y (zh) | 一种安全型电加热管 | |
CN202099063U (zh) | 垂直式四氯化硅电加热器 | |
JP4304333B2 (ja) | 熱風ヒータ | |
CN2470731Y (zh) | 一种即热式电热介质加热装置 | |
RU2397621C2 (ru) | Резистивный нагреватель текучих сред | |
RU48621U1 (ru) | Нагреватель текучей среды | |
CN2188726Y (zh) | 高热效率电加热过水式快速热水器 | |
RU26841U1 (ru) | Обогреватель воздуха |