RU2076468C1 - Electric steam heater - Google Patents
Electric steam heater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076468C1 RU2076468C1 RU95103358A RU95103358A RU2076468C1 RU 2076468 C1 RU2076468 C1 RU 2076468C1 RU 95103358 A RU95103358 A RU 95103358A RU 95103358 A RU95103358 A RU 95103358A RU 2076468 C1 RU2076468 C1 RU 2076468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- electric
- superheater
- secondary winding
- steam heater
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электpотехнике, в частности к конструкциям парогенераторов и испарителей с электронагревом и может быть использовано в легкой и пищевой промышленности, сфере услуг, сельском хозяйстве и бытовой технике. The invention relates to electrical engineering, in particular to the designs of steam generators and evaporators with electric heating and can be used in light and food industries, services, agriculture and household appliances.
Известны электрические паронагреватели различного назначения с генераторами пара, в которых для парообразования используются трубчатые электронагреватели (ТЭНы), например отопительный прибор (заявка N 4038695, Германия, МКИ F 28 D 1/00). Known electric steam heaters for various purposes with steam generators in which tubular electric heaters (TENs) are used for vaporization, for example a heating device (application N 4038695, Germany, MKI F 28
Основными недостатками подобных электропаронагревателей являются:
повышенная тепловая инерционность и, как следствие, увеличенное время разогрева испаряемой воды из-за малой поверхности соприкосновения трубчатых электронагревателей (ТЭНов) и испаряемой воды;
практическая невозможность реализации кондуктивного нагрева испаряемой воды из-за невозможности реализовать непосредственный контакт этой воды с греющим резистором (температура которого в ТЭНах составляет сотни градусов Цельсия), а также из-за появления в этом случае электрического потенциала питающей сети (220/380 В) непосредственно на воде, существенно снижающего электробезопасность устройства;
накипеобразование на поверхности ТЭНов, существенно увеличивающее термическую напряженность греющего резистора из-за повышения его температуры (при наличии накипи) на 20-30% и более, что уменьшает долговечность подобных электропарогенераторов, а при авариях (например появление трещин в оболочке ТЭНов) приводит к резкому снижению электробезопасности устройства.The main disadvantages of such electric heaters are:
increased thermal inertia and, as a result, increased time for heating the evaporated water due to the small contact surface of tubular electric heaters (TENOV) and evaporated water;
the practical impossibility of conducting conductive heating of evaporated water due to the inability to directly contact this water with a heating resistor (whose temperature in the heating elements is hundreds of degrees Celsius), as well as due to the appearance in this case of the electric potential of the supply network (220/380 V) directly on water, significantly reducing the electrical safety of the device;
scale formation on the surface of the heating elements, significantly increasing the thermal tension of the heating resistor due to an increase in its temperature (in the presence of scale) by 20-30% or more, which reduces the durability of such electric steam generators, and in case of accidents (for example, the appearance of cracks in the shell of the heating elements) reduce the electrical safety of the device.
Известны также электрические паронагреватели на основе электродных устройств с прямым нагревом испаряемой воды при протекании по ней электрического тока под воздействием напряжения сети (в т.ч. высокого, в несколько кВ) между электродами, находящимися в испаряемой воде и выполняющими роль токоподвода, одновременно формируя в воде заданные параметры электрического поля проводимости. Например паровой электродный котел струйного типа фирмы "Sulzer" или отечественный электродный паровой котел ЭЭП-160 и 1 конструкция ВНИИТО и др. (рис. 2 и 9, Винокуров М. Х. Романов В. Ф. Хрущева Т. П. Яневский Г. Д. Электрические паровые и водогрейные котлы, Обзор ЦНИИТЭНтяжмаш, М. 1991, Энергетическое машиностроение, серия 3, выпуск 3). Electric steam heaters based on electrode devices with direct heating of evaporated water when electric current flows through it under the influence of a network voltage (including high, several kV) between the electrodes located in the evaporated water and acting as a current supply are also known. water specified parameters of the electric field of conductivity. For example, the steam electrode boiler of the Sulzer type jet or the domestic electrode steam boiler EEP-160 and 1 designed by VNIITO and others (Fig. 2 and 9, Vinokurov M. Kh. Romanov V.F. Khrushcheva T.P. Yanevsky G. D. Electric steam and hot water boilers, Review TSNIITENtyazhmash, M. 1991, Power engineering,
В этих устройствах обеспечивается достаточное термическоеи быстродействие (малое время разогрева), однако:
остаются и усиливаются недостатки, связанные с электробезопасностью, поскольку испаряемая и нагревая вода находится все время под потенциалом сети низкого (220/380 В) или высокого напряжения (больше 1000 В). Именно поэтому устройства с электродным нагревом воды действующими правилами запрещено использовать в животноводческих фермах, банях, прачечных, душевых, в быту и т. д. а в других случаях рекомендуется устанавливать их в отдельных помещениях;
имеет место коррозионный износ элементов электродной группы и усиленное электрически полем накипеобразоание на внутренних поверхностях в зоне электродного нагрева воды, что снижает долговечность конструктивных элементов подобных электропарогенераторов;
усложнена эксплуатация парогенераторов и водогрейных устройств с электродным нагревом, так как требует поддержания соответствующего уровня электрической проводимости воды, регулярных профилактических осмотров парогенерирующих конструктивов, сравнительно частых текущих ремонтов элементов электродной группы для очищения их от накипи и продуктов коррозии, штатной замены электродов.These devices provide sufficient thermal and speed (short warm-up time), however:
the disadvantages associated with electrical safety remain and are amplified, since the evaporated and heating water is always under the potential of a network of low (220/380 V) or high voltage (more than 1000 V). That is why devices with electrode heating of water by the current rules are forbidden to be used in livestock farms, bathhouses, laundries, showers, at home, etc. and in other cases it is recommended to install them in separate rooms;
there is corrosive wear of the elements of the electrode group and scale formation intensified by the electric field on the internal surfaces in the zone of electrode heating of water, which reduces the durability of the structural elements of such electric steam generators;
the operation of steam generators and water-heating devices with electrode heating is complicated, since it requires maintaining an appropriate level of electrical conductivity of water, regular preventive examinations of steam generating constructs, relatively frequent current repairs of elements of the electrode group to clean them of scale and corrosion products, and regular replacement of electrodes.
Кроме того, и те и другие вышеуказанные аналоги нельзя использовать для парообразования в открытых водоемах. In addition, both of the above analogues cannot be used for vaporization in open water bodies.
По уровню электробезопасности, долговечности и простоте эксплуатации по сравнению с перечисленными аналогами предпочтителен индукционный электропарогенератор (патент США 5237144, МКИ Н 05 В 6/36, HКИ 219-10, 79), принятый за прототип, который предназначен для выработки пара невысокого давления с помощью индукционно-кондуктивного нагрева испаряемой жидкости на промышленной частоте переменного тока (60 Гц). According to the level of electrical safety, durability and ease of operation, in comparison with the listed analogues, an induction electric steam generator is preferred (US patent 5237144, MKI N 05
Прототип состоит из парогенератора и присоединенного к его выходу пароперегревателя. В нижней части емкости парогенератора установлен U-образный стальной ферромагнитный сердечник с первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока, на стержнях U-образного сердечника лежит массивная плита из металла объект нагрева. Последняя орошается водой из расположенного над ней спрейера, а образующийся при этом пар через сепаратор поступает в пароперегреватель. В последнем на стержне U-образного магнитопровода намотана первичная обмотка (индуктор) и поверх нее змеевик из по меньшей мере одного витка металлической трубки. Выводы змеевика замкнуты перемычкой накоротко так, что он является КЗ-обмоткой нагревательного трансформатора. The prototype consists of a steam generator and a superheater connected to its output. In the lower part of the steam generator tank, a U-shaped steel ferromagnetic core with a primary winding connected to an alternating current main is installed; on the rods of the U-shaped core there is a massive metal plate of the object to be heated. The latter is irrigated with water from the sprayer located above it, and the steam generated in this case through the separator enters the superheater. In the latter, a primary winding (inductor) is wound on a rod of a U-shaped magnetic circuit and a coil of at least one turn of a metal tube is wound on top of it. The conclusions of the coil are shorted by a jumper so that it is a short-circuit winding of a heating transformer.
К недостаткам прототипа относятся:
низкий коэффициент мощности (cos Φ) из-за сравнительно больших магнитных потоков рассеивания, возникающих в результате противодействия основному потоку в U-образном сердечнике вихревых токов в массивной плите, лежащей на этом сердечнике;
практическая невозможность непосредственного использования парогенератора-прототипа в открытых водоемах (в частности для выпаривания морской воды) без применения специальных устройств для принудительного (требующего дополнительной энергии) орошения парогенерирующей плиты, что сужает область применения.The disadvantages of the prototype include:
low power factor (cos Φ) due to the relatively large magnetic fluxes of dissipation resulting from counteraction to the main flow in the U-shaped core of eddy currents in a massive plate lying on this core;
the practical impossibility of the direct use of the prototype steam generator in open waters (in particular for the evaporation of sea water) without the use of special devices for forced (requiring additional energy) irrigation of the steam generating plate, which narrows the scope.
Анализ приведенного уровня техники свидетельствует его целесообразности создания электрического паронагревателя с более высоким коэффициентом мощности и более широкой областью применения. Analysis of the prior art indicates its feasibility of creating an electric steam heater with a higher power factor and wider scope.
Это достигается тем, что в электрическом паронагревателе, содержащем индукторный парогенератор с вторичной обмоткой, паронагреватель с вторичной обмоткой в виде трубчатого змеевика, корпус, частично заполненный испаряемой жидкостью, встроенный в него ферромагнитный сердечник с первичной обмоткой, подключаемой к сети, вторичные обмотки парогенератора и пароперегревателя расположены на указанном ферромагнитном сердечнике, причем вторичная обмотка парогенератора выполнена в виде замкнутой решетчатой металлической структуры, которая частично погружена в испаряемую жидкость. This is achieved by the fact that in an electric steam heater containing an induction steam generator with a secondary winding, a steam heater with a secondary winding in the form of a tubular coil, a housing partially filled with evaporated liquid, a ferromagnetic core with a primary winding connected to the network, secondary windings of the steam generator and a steam superheater are integrated in it located on the specified ferromagnetic core, and the secondary winding of the steam generator is made in the form of a closed lattice metal structure, which partially immersed in a vaporized liquid.
Электрический паронагреватель может быть снабжен поплавковыми камерами, а в днище корпуса выполнены отверстия. An electric steam heater can be equipped with float chambers, and holes are made in the bottom of the housing.
На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого электропаронагревателя; на фиг. 2 схема аналогичного электропаронагревателя, предназначенного для использования в открытых водоемах. Предлагаемый электропаронагреватель (фиг. 1) содержит корпус 1 из теплоизоляционного материала. В верхнюю часть корпуса 1 встроен шихтованный, например трехстержневой, сердечник 2 с водонепроницаемой корпусной изоляцией 3, на среднем стержне которого находится первичная обмотка 4, подключаемая к сети переменного тока, а на верхнем стержне намотан трубчатый змеевик из электропроводящего материала, замкнутый накоротко и представляющий собой вторичную обмотку пароперегревателя 5. В нижней зоне корпуса 1 имеется закрытая полость 6, частично заполняемая испаряемой жидкостью 7, уровень которой в полости -в резервуаре 6 поддерживается постоянным (внешней системой известного типа, на фиг. 1 не показана). На нижнем стержне в вертиальных ярмах сердечника 2 смонтированы решетки 8 из электропроводящих пластин, замкнутые накоротко боковыми электропроводящими обечайками, примыкающими к стенкам полости резервуара 6. Эти решетчатые структуры, являясь вторичной короткозамкнутой обмоткой парогенератора, частично погружаются в испаряемую жидкость 7 и частично выступают над ее поверхностью. Свободная от испаряемой жидкости верхняя часть полости резервуара 6 соединена с пароперегревателем 5 трубкой 9, а для выхода пара из пароперегревателя предусмотрена трубка 10. In FIG. 1 presents a structural diagram of the proposed electric heater; in FIG. 2 diagram of a similar electric heater intended for use in open water. The proposed electric heater (Fig. 1) contains a
В электропаронагревателе (фиг. 2), преимущественно низкого давления, предназначенного для использования в открытых водоемах, например для выпаривания морской воды, наличие пароперегревателя необязательно, а в днище корпуса 1 выполнены отверстия 11. Пароперегреватель снабжен поплавковыми камерами 12. In the electric heater (Fig. 2), mainly low pressure, intended for use in open water, for example for evaporating sea water, the presence of a superheater is optional, and holes are made in the bottom of the
Предлагаемый электропаронагреватель (фиг. 1) функционирует следующим образом. The proposed electric heater (Fig. 1) operates as follows.
После заполнения резервуара 6 испаряемой жидкостью до определенного уровня (который поддерживается в дальнейшем постоянным) электропаронагреватель подключается к сети переменного тока. Обтекаемая переменным током первичная обмотка 4, создает переменный магнитный поток в сердечнике 2, который индуцирует достаточно большие токи в короткозамкнутых вторичных контурах
решетчатых структурах 8, частично погруженных в испаряемую жидкость, и короткозамкнутом змеевике пароперегревателя 5. Эти токи создают заданные температурные режимы как решетчатых структур 8, так и в пароперегревателе 5. Нагретые до соответствующей температуры (выше температуры кипения жидкости) решетчатые структуры 8, находящиеся в верхних слоях испаряемой жидкости 7 и частично выступающие над поверхностью последней, являются источниками парообразования, интенсивность которого определяется (и следовательно может регулироваться) многими факторами: геометрией решеток, разностью их температур и испаряемой жидкости, величиной индуцированного тока и др. Образовавшийся в верхней части полости резервуара 6 пар устремляется через трубку 9 в пароперегреватель 5 и после прохождения его подается с соответствующими параметрами (температура и давление) потребителю через выходную трубку 10.After filling the
Электропаронагреватель (фиг. 2) при использовании на открытых водоемах для производства пара низкого давления функционирует аналогично, но может быть без пароперегревателя. Соответствующий уровень жидкости (например морской воды) поддерживается в зоне парообразования (где находится вторичная обмотка парогенератора в виде замкнутых решетчатых структур 9) автоматически с помощью поплавковых камер 12. Отверстия 11 в днище корпуса 1 предназначены для поступления в него испаряемой жидкости из водоема. The electric heater (Fig. 2) when used in open water for the production of low pressure steam functions similarly, but can be without a superheater. An appropriate level of liquid (for example, sea water) is maintained in the vaporization zone (where the secondary winding of the steam generator is located in the form of closed lattice structures 9) automatically using
Техническая эффективность предлагаемого электронагревателя по сравнению с прототипом состоит в том, что:
в результате использования шихтованного замкнутого сердечника 1 в трансформаторе, работающего практически на резистивную нагрузку (вторичные замкнутые обмотки в виде решетчатых структур 8 и трубчатого змеевика 5), коэффициент мощности электропаронагревателя (cos Φ) достаточно высок и приближается к единице;
электропаронагреватель, снабженный поплавковыми камерами 12 (фиг. 2) с отверстиями 11 в днище корпуса 1, возможно эффективно использовать в открытых водоемах, в частности при выпаривании или при опреснении морской воды.The technical efficiency of the proposed electric heater in comparison with the prototype is that:
As a result of using a lined closed
an electric heater equipped with float chambers 12 (Fig. 2) with
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103358A RU2076468C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Electric steam heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95103358A RU2076468C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Electric steam heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95103358A RU95103358A (en) | 1996-06-10 |
RU2076468C1 true RU2076468C1 (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=20165466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95103358A RU2076468C1 (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Electric steam heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076468C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171694U1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | Закрытое акционерное общество "ЭКО-Гидропресс" | Electric steam heater |
RU177750U1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-03-12 | Закрытое акционерное общество "ЭКО-Гидропресс" | Electric steam heater |
RU184808U1 (en) * | 2018-09-07 | 2018-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" | Direct-flow electric steam generator |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108589227B (en) * | 2018-06-14 | 2021-01-26 | 广东美的环境电器制造有限公司 | Hanging ironing machine |
-
1995
- 1995-03-07 RU RU95103358A patent/RU2076468C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Германии N 4038695, кл. F 28 D 1/100, 1990. 2. Электрические паровые и водогрейные котлы. Обзор ЦНИИ ТЭН тяжмаш.- М.: 1991, Энергомаш, сер.3, вып.3. 3. Патент США N 5237144, кл. H 05 B 6/36, 1993. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171694U1 (en) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | Закрытое акционерное общество "ЭКО-Гидропресс" | Electric steam heater |
RU177750U1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-03-12 | Закрытое акционерное общество "ЭКО-Гидропресс" | Electric steam heater |
RU184808U1 (en) * | 2018-09-07 | 2018-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" | Direct-flow electric steam generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95103358A (en) | 1996-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3240384B2 (en) | Fluid heating device | |
US5061835A (en) | Low-frequency electromagnetic induction heater | |
EP0462544A1 (en) | Electromagnetic induction heater | |
US5350901A (en) | Electromagnetic induction steam generator | |
JP5654791B2 (en) | Superheated steam generator | |
RU2076468C1 (en) | Electric steam heater | |
CN1240961C (en) | Water vaporization method and device as well as medium frequency induced water vaporization method and device | |
KR101132125B1 (en) | A reactor using electrode catalyst for high efficiency steam generator | |
CN108076551A (en) | A kind of superconducting magnetic heating component and its water heater, liquid heating | |
RU203471U1 (en) | Saturated steam induction steam generator | |
CN2632495Y (en) | Water vapourizer | |
RU2129233C1 (en) | Electrical steam generator | |
RU2752986C1 (en) | Electric steam generator | |
JPH0668993B2 (en) | Low frequency electromagnetic induction heater | |
SU1728574A1 (en) | Electric boiler | |
RU10971U1 (en) | ELECTRIC HEATER | |
US421499A (en) | Art of heating water and generating steam by electricity | |
RU185U1 (en) | Electric boiler | |
RU2667225C1 (en) | Device for heating water and generating steam | |
JP2010038422A (en) | Boiler | |
RU2039327C1 (en) | Instrument for power supply | |
RU2692U1 (en) | THREE-PHASE ELECTRIC HEATING DEVICE OF TRANSFORMER TYPE | |
GB2233868A (en) | Heating liquids | |
RU13133U1 (en) | TRANSFORMER TYPE ELECTRIC HEATER | |
RU126549U1 (en) | INDUCTION HEATING BOILER |