RU22285U1

RU22285U1 - FREQUENCY INDUCTION HEATER

Info

Publication number: RU22285U1
Application number: RU2000128690/20U
Authority: RU
Inventors: С.А. Шестаков; Е.М. Бурцев; И.В. Колесников; И.В. Волков
Original assignee: Шестаков Сергей Александрович
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-03-10

Abstract

1. Индукционный нагреватель текучей среды, содержащий полый цилиндр с патрубками входа и выхода среды, индукционную обмотку, охватывающую корпус, и теплоотдающий элемент с винтовой поверхностью, который замкнут накоротко, расположен внутри корпуса и образует спиральный канал для прохода нагреваемой среды, отличающийся тем, что корпус дополнительно содержит второй цилиндр, который установлен с зазором внутри первого цилиндра, одним концом подключен к патрубку входа текучей среды, а другим концом соединен со спиральным каналом теплоотдающего элемента, который установлен в зазоре между цилиндрами и замкнутой накоротко перемычкой, которая проходит через одно или два отверстия в боковой стенке второго цилиндра и расположена в его полости.2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что перемычка выполнена в виде прямолинейного или волнообразного участка.3. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что перемычка выполнена в виде спирали.4. Нагреватель по п. 1, отличающийся тем, что теплоотдающий элемент и перемычка выполнены из материала с высокой электропроводностью и одинакового профиля, например круглого или плоского.5. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что размер профиля теплоотдающего элемента равен величине зазора между цилиндрами.6. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что шаг спирали теплоотдающего элемента равен 1,1-5,0 его толщины.7. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус дополнительно содержит кожух, который охватывает индукционную обмотку.8. Нагреватель по п.7, отличающийся тем, что корпус выполнен из ферромагнитного материала.9. Нагреватель по п.7, отличающийся тем, что корпус выполнен из шихтованной тра1. An induction fluid heater comprising a hollow cylinder with medium inlet and outlet nozzles, an induction coil covering the housing, and a heat transfer element with a screw surface that is short-circuited, located inside the housing and forms a spiral channel for the passage of the heated medium, characterized in that the housing further comprises a second cylinder, which is installed with a gap inside the first cylinder, with one end connected to the fluid inlet pipe, and the other end connected to the spiral channel of the heat transfer conducting element, which is mounted in the gap between the cylinder and the closed-circuit bridge which passes through one or two holes in the side wall of the second cylinder and is positioned in its polosti.2. The heater according to claim 1, characterized in that the jumper is made in the form of a rectilinear or wavy section. The heater according to claim 1, characterized in that the jumper is made in the form of a spiral. The heater according to claim 1, characterized in that the heat-releasing element and the jumper are made of a material with high electrical conductivity and the same profile, for example round or flat. The heater according to claim 1, characterized in that the size of the profile of the heat-releasing element is equal to the gap between the cylinders. The heater according to claim 1, characterized in that the step of the spiral of the heat-releasing element is 1.1-5.0 of its thickness. The heater according to claim 1, characterized in that the housing further comprises a casing that covers the induction winding. The heater according to claim 7, characterized in that the housing is made of ferromagnetic material. The heater according to claim 7, characterized in that the housing is made of laden tra

Description

Индукционный нагреватель текучей средыFluid Induction Heater

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для нагрева жидкостей и газов в различных технологических процессах.The invention relates to electrothermics and can be used to heat liquids and gases in various technological processes.

Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий трубу из диамагнитного материала, охватывающий ее индуктор и массивный сердечник со сквозными каналами вдоль оси для прохода нагреваемой среды, который установлен внутри трубы с кольцевым зазором ( см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1019676, МПК HO5B/10, публикация 23.05.83г.).Known induction fluid heater containing a pipe of diamagnetic material, covering its inductor and a massive core with through channels along the axis for the passage of the heated medium, which is installed inside the pipe with an annular gap (see the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1019676, IPC HO5B / 10, publication 05.23.83).

Недостатком известного нагревателя является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.A disadvantage of the known heater is the insufficient heating efficiency of the fluid.

Известен индукционный нагреватель текучей среды, который содержит через изоляционный слой обмоткой переменного тока корпус из ферромагнитного материала, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндров, кольцевой зазор между которыми соединен с патрубками входа и выхода нагреваемой среды, и магнитопровод, при этом зазор разделен на сектора продольными радиальньгми перегородками, одна из которых расположена между патрубками входа и выхода и примыкает к обоим торцам корпуса, а другие попеременно примыкают к одному изKnown induction fluid heater, which contains through an insulating layer by an alternating current winding a body made of ferromagnetic material made in the form of two coaxial cylinders, an annular gap between which is connected to the inlet and outlet nozzles of the heated medium, and a magnetic circuit, while the gap is divided into sectors by longitudinal radial partitions, one of which is located between the inlet and outlet nozzles and is adjacent to both ends of the housing, while the others alternately adjoin one of

торцов, образуя отверстия для зигзагообразного протекания среды (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1607671, МПК НО5В/10, публикация 30.09.91г.).the ends, forming holes for a zigzag-like flow of the medium (see the description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1607671, IPC НО5В / 10, publication 09/30/91).

Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий трансформатор с шихтованным сердечником, на который намотана первичная обмотка, резервуар, охватывающий сердечник трансформатора, вторичная обмотка которого расположена в резервуаре и выполнена из электропроводной ленты в виде замкнутой спирали, имеющей между витками зазоры, заполненные нагреваемой жидкостью (см. описание изобретения к патенту РФ №2053455, МПК F24H1/10, НО5В/10, публикация 27.01.96г.).A known induction fluid heater comprising a transformer with a lined core on which a primary winding is wound, a reservoir covering the transformer core, the secondary winding of which is located in the reservoir and is made of an electrically conductive tape in the form of a closed spiral having gaps between the turns filled with a heated fluid (see description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2053455, IPC F24H1 / 10, HO5B / 10, publication 01/27/96).

Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий полый корпус с патрубками входа и выхода среды, индукционную обмотку, охватывающую корпус, и теплоотдающий элемент с винтовой поверхностью, который замкнут накоротко, расположен внутри корпуса и образует спиральный канал для прохода нагреваемой среды, при этом к корпусу нажимными щайбами и болтами прикреплен магнитопровод, выполненный в виде пакетов из листовой трансформаторной стали.Known induction fluid heater containing a hollow body with nozzles for the inlet and outlet of the medium, an induction winding covering the body, and a heat transfer element with a screw surface, which is short-circuited, located inside the housing and forms a spiral channel for the passage of the heated medium, while to the housing press a magnetic circuit is made with washers and bolts, made in the form of packages of sheet transformer steel.

теплоотдающий элемент выполнен в виде упругой ленточной спирали, начало и конец которой замкнут накоротко стальным сердечником ( см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1524198, МПК НО5В6/10, публикация 23.11.89г.).the heat-releasing element is made in the form of an elastic tape spiral, the beginning and end of which is short-circuited with a steel core (see the description of the invention for USSR copyright certificate No. 1524198, IPC НО5В6 / 10, publication 11/23/89).

Недостатком известного нагревателя, принятого в качестве прототипа данного изобретения, является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.A disadvantage of the known heater, adopted as a prototype of the present invention, is the lack of efficiency of heating the fluid.

Сущность изобретения заключается в том, что в индукционном нагревателе текучей среды, содержащем полый корпус с патрубками входа и выхода среды, индукционную обмотку, охватывающую корпус, и теплоотдающий элемент с винтовой поверхностью, который замкнут накоротко, расположен внутри корпуса и образует спиральный канал для прохода нагреваемой среды, корпус дополнительно содержит второй цилиндр, который установлен с зазором внутри первого цилиндра, одним концом подключен к патрубку входа текучей среды, а другим концом соединен со спиральным каналом теплоотдающего элемента, который установлен в зазоре между цилиндрами и замкнут накоротко перемычкой, которая проходит через одно или два отверстия в боковой стенке второго цилиндра и расположена в его полости.The essence of the invention lies in the fact that in an induction fluid heater comprising a hollow body with inlet and outlet nozzles, an induction winding covering the body, and a heat transfer element with a screw surface, which is short-circuited, is located inside the body and forms a spiral channel for the passage of the heated medium, the housing further comprises a second cylinder, which is installed with a gap inside the first cylinder, with one end connected to a fluid inlet pipe, and the other end connected to a spiral the second channel of the heat-releasing element, which is installed in the gap between the cylinders and is short-circuited by a jumper that passes through one or two holes in the side wall of the second cylinder and is located in its cavity.

Кроме того, перемычка может быть выполнена в виде спирали.In addition, the jumper can be made in the form of a spiral.

Кроме того, тепловыделяющий элемент и перемычка выполнены из материала с высокой электропроводностью и одинакового профиля, например круглого или плоского.In addition, the fuel element and the jumper are made of a material with high electrical conductivity and the same profile, for example round or flat.

Кроме того, размер профиля теплоотдающего элемента равен величине зазора между цилиндрами.In addition, the profile size of the heat transfer element is equal to the gap between the cylinders.

Кроме того, шаг спирали теплоотдающего элемента равен 1,1... 5,0 его толщины.In addition, the spiral pitch of the heat transfer element is 1.1 ... 5.0 of its thickness.

Кроме того, корпус дополнительно содержит кожух, который охватывает индукционную обмотку.In addition, the housing further comprises a casing that covers the induction winding.

Кроме того, корпус выполнен из ферромагнитного материала. Кроме того, корпус выполнен из щихтованной трансформаторной стали.In addition, the housing is made of ferromagnetic material. In addition, the housing is made of sheared transformer steel.

Это позволяет повысить эффективность нагрева текучей среды.This improves the heating efficiency of the fluid.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 изображен индукционный нагреватель текучей среды; На фиг.2 - тоже, сечение А-А.1 shows an induction fluid heater; Figure 2 is also a section aa.

Индукционный нагреватель текучей среды содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 входа и выхода текучей среды, индукционную обмотку 4, охватывающую корпус I, и теплоотдающий элемент 5 с винтовой поверхностью, начало и конец которого замкнуты накоротко перемычкой 6.The induction fluid heater comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3 of the fluid inlet and outlet, an induction coil 4 covering the housing I, and a heat transfer element 5 with a screw surface, the beginning and end of which are short-circuited by a jumper 6.

Корпус 1 выполнен в виде коаксиально расположенных кожзоса 7, первого цилиндра 8 и второго цилиндра 9, которые закрыты с торцов крышками 10 и 11.The housing 1 is made in the form of coaxially located leatherette 7, the first cylinder 8 and the second cylinder 9, which are closed at the ends by covers 10 and 11.

Второй цилиндр 9 установлен с зазором 12 внутри первого цилиндра 8 с помощью колец 13 со срезанными сегментами для прохода через образованные отверстия 14 нагреваемой среды.The second cylinder 9 is installed with a gap 12 inside the first cylinder 8 using rings 13 with cut segments for passage through the formed openings 14 of the heated medium.

Второй цилиндр одним концом подключен к патрубку 2 входа текучей среды, а другим концом через полость 15 соединен со спиральным каналом 16 теплоотдающего элемента 5, который установлен в зазоре 12 между цилиндрами 8 и 9.The second cylinder is connected at one end to the fluid inlet pipe 2, and at the other end is connected through the cavity 15 to the spiral channel 16 of the heat transfer element 5, which is installed in the gap 12 between the cylinders 8 and 9.

Перемычка 6 выполнена в виде прямолинейного участка 20, имеющего загнутые концы 21 и 22.The jumper 6 is made in the form of a rectilinear section 20 having bent ends 21 and 22.

Тепловыделяющий элемент 5 и перемычка 6 выполнены из материала с высокой электропроводностью и одинакового круглого профиля 23. Диаметр профиля 23 теплоотдающего элементаЗ равен 3,0 его толщины. Все детали корпуса 1 выполнены из ферромагнитного материала.The fuel element 5 and the jumper 6 are made of a material with high electrical conductivity and the same round profile 23. The diameter of the profile 23 of the heat-releasing element 3 is equal to 3.0 of its thickness. All parts of the housing 1 are made of ferromagnetic material.

в одной крышке 11 установлены оба патрубка 2 и 3, причем патрубок 3 выхода текучей среды - сбоку.in one cover 11, both nozzles 2 and 3 are installed, and the nozzle 3 of the fluid outlet is on the side.

Для герметизации в местах соединения деталей установлены прокладки 24.For sealing in the joints of the parts installed gaskets 24.

Индукционный нагреватель текучей среды работает следующим образом.Induction heater fluid works as follows.

Под действием переменного электромагнитного поля от включенной в сеть индукционной обмотки 4 в корпусе 1 возникают значительные вихревые токи, которые разогревают первый и второй цилиндры 8 и 9.Under the influence of an alternating electromagnetic field from the induction winding 4 included in the network, significant eddy currents arise in the housing 1, which heat up the first and second cylinders 8 and 9.

В теплоотдающем элементе 5, представляющем по существу короткозамкнутую вторичную обмотку , индуцируется ток, который вызывает разогрев элементаЗ.In the heat-releasing element 5, representing a substantially short-circuited secondary winding, a current is induced which causes heating of the element 3.

Текучая среда поступает через патрубок 2, попадает в полость 19 второго цилиндра 9, отбирает тепло от перемычки 6 и от стенки второго цилиндра 9, попадает через полость 15 и отверстия 14 в спиральный канал 16 теплоотдающего элемента 5 и стенок цилиндров 8 и 9, проходит свободный кольцевой зазор 12 между цилиндрами 8 и 9 и выходит через патрубок 3.The fluid enters through the pipe 2, enters the cavity 19 of the second cylinder 9, removes heat from the jumper 6 and from the wall of the second cylinder 9, enters through the cavity 15 and openings 14 into the spiral channel 16 of the heat transfer element 5 and the walls of the cylinders 8 and 9, passes free an annular gap 12 between the cylinders 8 and 9 and exits through the pipe 3.

Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева текучей среды.The invention improves the heating efficiency of the fluid.

Claims

1. An induction fluid heater comprising a hollow cylinder with medium inlet and outlet nozzles, an induction coil covering the housing, and a heat transfer element with a screw surface that is short-circuited, located inside the housing and forms a spiral channel for the passage of the heated medium, characterized in that the housing further comprises a second cylinder, which is installed with a gap inside the first cylinder, with one end connected to the fluid inlet pipe, and the other end connected to the spiral channel of the heat transfer conducting element, which is mounted in the gap between the cylinder and the closed-circuit bridge which passes through one or two holes in the side wall of the second cylinder and is arranged in its cavity.

2. The heater according to claim 1, characterized in that the jumper is made in the form of a rectilinear or wavy section.

3. The heater according to claim 1, characterized in that the jumper is made in the form of a spiral.

4. The heater according to claim 1, characterized in that the heat-releasing element and the jumper are made of a material with high electrical conductivity and the same profile, for example round or flat.

5. The heater according to claim 1, characterized in that the size of the profile of the heat-releasing element is equal to the size of the gap between the cylinders.

6. The heater according to claim 1, characterized in that the step of the spiral of the heat-releasing element is 1.1-5.0 of its thickness.

7. The heater according to claim 1, characterized in that the housing further comprises a casing that covers the induction winding.

8. The heater according to claim 7, characterized in that the casing is made of ferromagnetic material.

9. The heater according to claim 7, characterized in that the housing is made of lined transformer steel.