RU2359181C2 - Нагреватель для текучей среды и способ ее нагрева - Google Patents

Нагреватель для текучей среды и способ ее нагрева Download PDF

Info

Publication number
RU2359181C2
RU2359181C2 RU2006131783/06A RU2006131783A RU2359181C2 RU 2359181 C2 RU2359181 C2 RU 2359181C2 RU 2006131783/06 A RU2006131783/06 A RU 2006131783/06A RU 2006131783 A RU2006131783 A RU 2006131783A RU 2359181 C2 RU2359181 C2 RU 2359181C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heater
group
extended
passages
rods
Prior art date
Application number
RU2006131783/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006131783A (ru
Inventor
Дэнис С. КОММЕТТ (US)
Дэнис С. КОММЕТТ
Джером ПРИСТ (US)
Джером ПРИСТ
Original Assignee
Грейко Миннесота Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34860256&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2359181(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Грейко Миннесота Инк. filed Critical Грейко Миннесота Инк.
Publication of RU2006131783A publication Critical patent/RU2006131783A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2359181C2 publication Critical patent/RU2359181C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49833Punching, piercing or reaming part by surface of second part

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)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нагревателям текучих сред и может использоваться в химической промышленности при нагреве, сочетающем достоинства как нагревателей с передачей тепла через массив, так и нагревателей с непосредственным контактом. Предложенный нагреватель включает массивную конструкцию, в которой выполнены проходы для создания лабиринта для потока нагреваемой среды, причем размер и расположение проходов обеспечивает размещение в них группы стержней нагревателя так, что среда проходит по проходам при непосредственном контакте со стержнями нагревателя. В пространстве между стенками проходов и стержнем нагревателя, в соприкосновении с ними, может быть расположена спиральная пружина или иной спиральный элемент для обеспечения однородности потока вокруг стержней. Может быть установлен датчик температуры, имеющий непосредственный контакт с нагревающим элементом, а на датчик может быть установлена массивная гильза для отвода излишков тепла от датчика при переходных процессах. Такое выполнение нагревателя обеспечит его эффективную работу за счет улучшения теплопередачи. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к специальным нагревателям для подогрева химического вещества в смесительных наконечниках или распылителях для использования в химической технологии и, в частности, в узле подогрева, сочетающем достоинства как нагревателей с передачей тепла через массив, так и нагревателей с непосредственным контактом.
Уровень техники
В химических технологических процессах, например в технологии многокомпонентного полиуретана, для достижения физических свойств, определенных поставщиком установки, имеет значение хорошее перемешивание химических компонентов. В смесительных наконечниках на соударениях или распылителях снижение вязкости посредством разогрева помогает обеспечить хорошее перемешивание. В смесительных наконечниках на соударениях/распылителях обычно используются подогреватели двух типов.
Подогреватель первого типа, нагреватель с теплопередачей через массив, нагревает за счет теплопроводности. В таком нагревателе используется брус из сплошного материала, обычно из алюминия, в котором просверлены отверстия или прорезаны небольшие пазы, соединенные так, чтобы образовался гидравлический лабиринт, по которому проходит химикат. Стержни нагревателя прикреплены или заделаны в этот брус для повышения температуры окружающей их массивной конструкции, которая, в свою очередь, нагревает химикат в отверстиях/пазах. При таком способе нагревания стержни нагревателя изолированы от пазов или отверстий, по которым протекает химикат. Таким образом, тепло передается от нагретого массива к химикату, который находится либо в движении, либо неподвижен внутри пазов для химиката, за счет теплопроводности. Температура массива и, косвенно, химиката поддерживается на уровне температуры технологического процесса посредством устройства управления температурой и датчика, расположенного внутри массива. Типичная конструкция нагревателя с передачей тепла через массив раскрыта, например, в патентах США 2,866,885, выданном Мак-Илрату, и 4,343,988, выданном Роллеру и др.
Нагреватели с передачей тепла через массив обладают рядом достоинств и недостатков. Нагреватели с передачей тепла через массив отличаются высокой тепловой инерцией, вследствие чего, будучи нагретыми, они не подвержены небольшим изменениям температуры. В результате, нагреватели с передачей тепла через массив обычно обеспечивают поддержание стабильной температуры, если химикат находится в постоянном движении или в постоянном состоянии покоя. Во время перехода от динамического режима к статическому массив стремится сохранить свою температуру и передать ее к неподвижному химикату, создавая нежелательный всплеск температуры. Наоборот, если режим движения химиката изменяется со статического на динамический, низкая эффективность нагревателя с передачей тепла через массив вызывает падение температуры на выходе нагревателя. Таким образом, нагреватели с передачей тепла через массив обычно плохо реагируют на изменения потока. Кроме того, поскольку лабиринт из просверленных отверстий обычно имеет относительно небольшие прорези, в динамических режимах в нем может создаваться противодавление.
Нагреватель второго типа - это нагреватель с непосредственным контактом. В нагревателях с непосредственным контактом используется непосредственное нагревание за счет непосредственного контакта стержней нагревателя с химикатом. Стержень нагревателя устанавливается в гидравлической трубе заданного диаметра. Одна или более таких гидравлических труб обычно присоединяются к коллектору, соединяющему другие такие же трубы с входным и выходным отверстиями. Химикат проходит по трубам при непосредственном соприкосновении со стержнями нагревателя. Примеры нагревателей с непосредственным контактом представлены, например, в патенте США 4,465,922, выданном Колибасу.
Так же как и в случае с нагревателем с передачей тепла через массив, нагреватели с непосредственным контактом обладают как достоинствами, так и недостатками. Из-за малой тепловой инерции нагрев с использованием непосредственного контакта хорошо реагирует на изменения потока. Кроме того, такие нагреватели быстро достигают нужной температуры, обеспечивая короткое время разогрева. Нагреватели с непосредственным контактом обеспечивают более эффективную теплопередачу, чем нагреватели с передачей тепла через массив. У нагревателей с непосредственным контактом имеет место значительно большая разница температуры между заданной температурой и температурой поверхности стержня нагревателя, поэтому управление температурой в стационарном режиме работы обеспечивает худшую ее стабильность, чем в нагревателях с передачей тепла через массив. Кроме того, нагреватели с непосредственным контактом традиционно более дороги в изготовлении и сборке, чем нагреватели с передачей тепла через массив. Наконец, физические размеры нагревателей с непосредственным контактом ограничивают число трубок, тем самым уменьшая площадь поверхности соприкосновения, которая может быть использована для теплопередачи.
В соответствии со сказанным существует необходимость в создании конструкции нагревателя, обладающего достоинствами существующих нагревателей и одновременно полностью или частично лишенного их недостатков. В изобретении предлагается такая конструкция. Преимущества изобретения, а также дополнительные признаки изобретения будут очевидны из приведенного описания изобретения.
Раскрытие изобретения
Изобретение представляет собой гибридный нагреватель, который сочетает особенности как нагревателя с передачей тепла через массив, так и нагревателя с непосредственным контактом.
Предлагается нагреватель для текучих сред, содержащий массивную конструкцию, имеющую группу протяженных проходов, причем упомянутые протяженные проходы соединены с образованием протяженного тракта нагрева потока, и группу удлиненных стержней нагревателя. При этом упомянутая массивная конструкция дополнительно содержит входное и выходное отверстия, связанные текучей средой с трактом нагрева потока, а упомянутые стержни расположены внутри упомянутых протяженных проходов с возможностью протекания по протяженному тракту нагрева потока текучей среды, введенной в массивную конструкцию через входное отверстие, и выхода ее из массивной конструкции через выходное отверстие, а также с нагревом упомянутой текучей среды посредством протекания ее между стержнями нагревателя и проходами.
Массивная конструкция предпочтительно представляет собой алюминиевый брус.
Предпочтительно массивная конструкция имеет группу просверленных каналов с образованием упомянутой группы протяженных проходов и упомянутого протяженного тракта нагрева потока.
В предпочтительном варианте группа просверленных каналов включает группу каналов, просверленных в первом направлении, и группу каналов, просверленных во втором направлении, причем упомянутое первое направление составляет в основном прямые углы со вторым направлением.
Предпочтительно тракт прохождения потока дополнительно может содержать спиральный тракт потока вокруг по крайней мере одного из удлиненных стержней нагревателя между упомянутым стержнем нагревателя и по крайней мере одним протяженным проходом, в котором расположен упомянутый по крайней мере один из удлиненных стержней.
В предпочтительном варианте нагреватель дополнительно содержит удлиненную спираль, расположенную между по крайней мере одним из удлиненных стержней нагревателя и по крайней мере одним из протяженных проходов, в котором расположен упомянутый по крайней мере один из удлиненных стержней нагревателя с образованием упомянутого спирального тракта потока.
Предпочтительно нагреватель может также содержать по крайней мере один датчик температуры. Датчик температуры предпочтительно может быть установлен с непосредственным контактом с по крайней мере одним из упомянутых удлиненных стержней нагревателя.
Нагреватель предпочтительно может дополнительно содержать массивную гильзу, причем упомянутая массивная гильза расположена вокруг датчика температуры.
Предложен также способ нагрева текучей среды, заключающийся в том, что осуществляют подачу энергии на группу стержней нагревателя, расположенных внутри группы протяженных проходов, сформированных в массивной конструкции, причем упомянутые протяженные проходы в массивной конструкции соединены с образованием протяженного тракта нагрева потока, затем вводят текучую среду в конструкционный брус сквозь входное отверстие в тракт потока, пропускают текучую среду между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов с нагреванием упомянутой текучей среды.
Предпочтительно также осуществляют пропускание текучей среды по спиральному тракту между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов.
В предпочтительном варианте дополнительно формируют спиральный тракт между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов. Предпочтительно при формировании спирального тракта по крайней мере одну спираль размещают вокруг по крайней мере одного из стержней нагревателя с соприкасанием спирали одновременно со стержнем нагревателя и проходом, в котором он расположен.
В предпочтительном варианте дополнительно формируют упомянутую массивную конструкцию из конструкционного бруса посредством высверливания группы каналов для образования группы протяженных проходов.
В другом предпочтительном варианте дополнительно формируют массивную конструкцию из конструкционного бруса посредством высверливания группы каналов в первом направлении для создания группы протяженных проходов и высверливания группы каналов во втором направлении для соединения группы протяженных каналов с образованием протяженного тракта нагрева потока.
В предпочтительном варианте дополнительно осуществляют мониторинг по крайней мере одной из температур - температуры текучей среды, протекающей по тракту потока, или температуры одного из стержней нагревателя.
При мониторинге предпочтительно используют датчик температуры, дополнительно оснащенный массивной гильзой.
Таким образом, гибридный нагреватель соединяет достоинства нагревателей обоих типов и в то же время устраняет либо сводит к минимуму присущие им недостатки. Кроме этого, в гибридном нагревателе обеспечивается управление температурой с очень высокой точностью. В противоположность нагревателям с непосредственным контактом массивная конструкция служит теплоотводом, в который уходит излишек тепла. Большая масса обеспечивает стабильность, а управляемый непосредственный контакт обеспечивает очень хорошую теплопередачу. В представленных предпочтительных вариантах выполнения достигается на 30% большая площадь поверхности теплопередачи в том же объеме, что и у существующего нагревателя с передачей тепла через массив. В гибридном нагревателе также обеспечивается более быстрый разогрев и управление температурой, свойственные нагревателям с непосредственным контактом.
Эффективная теплопередача позволяет получить отношение ДТ к потоку, недостижимое в известных конструкциях. Кроме того, гибридный нагреватель дешевле в изготовлении, чем нагреватели с непосредственным контактом.
Другой особенностью конструкции является витая пружина, которая может быть расположена в пространстве между стенками проходов и стержнем нагревателя, упираясь в них, либо какой-либо иной спиральный элемент. Этим обеспечивается однородность потока вокруг стержня, исключающая хаотические движения химиката вдоль нагревающего элемента, в результате чего достигается очень эффективная теплопередача и очень низкое противодавление в процессе работы.
В альтернативном варианте либо дополнительно может использоваться датчик, имеющий прямой контакт с нагревательным элементом, благодаря чему поддерживается относительно маленькая ΔТ между температурой поверхности элемента и температурой технологического процесса. Датчик температуры может также иметь массивную гильзу, на которую уходит от датчика избыточное тепло при переходных процессах, чем обеспечивается высокая стабильность температуры при регулировке.
Эти и другие преимущества изобретения будут понятны при ознакомлении с кратким описанием чертежей и подробным описанием изобретения и при изучении чертежей.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлено аксонометрическое изображение в частично разобранном виде узла гибридного нагревателя, сконструированного в соответствии с принципами настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлено аксонометрическое изображение разобранного гибридного нагревателя, показанного на Фиг.1.
На Фиг.3 представлен вид сечения массивной конструкции по линии 3-3 на Фиг.2.
На Фиг.4 представлен вид сечения массивной конструкции по линии 4-4 на Фиг.2.
На Фиг.5 представлена схема прохождения потока вещества через массивную конструкцию, показанную на Фиг.2.
На Фиг.6 представлен вид снизу массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
На Фиг.7 представлен вид сбоку массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
На Фиг.8 представлен вид сверху массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
На Фиг.9 представлен вид сбоку с противоположной стороны массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
На Фиг.10 показан вид с торца массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
На Фиг.11 показан вид с торца с противоположного конца массивной конструкции гибридного нагревателя, показанного на Фиг.2.
Осуществление изобретения
Рассмотрим чертежи, где на Фиг.1 представлен узел 20 нагревателя, сконструированный в соответствии с принципами настоящего изобретения. Узел 20 нагревателя включает подогреватель 22, покрытый кожухом 24 подогревателя. В показанном варианте выполнения кожух 24 подогревателя отделен от подогревателя прокладками или проставками 26 и закреплен глухими гайками 28, хотя может использоваться любая другая подходящая конструкция. Подогреватель 22 содержит массивную конструкцию или брус 30, который в предпочтительном варианте выполнения сделан из алюминия или подобного материала. Массивная конструкция 30 может быть изготовлена любым подходящим способом, но в предпочтительном варианте она вытачивается из алюминиевого бруса.
Для создания потока вещества, которое должно нагреваться, у подогревателя 22 имеется входное отверстие 35 в виде входного патрубка 36, установленного во входном канале 38 в массиве 30, и выходное отверстие 31 в виде выходного патрубка 32, установленного в выходном канале 34 в массиве 30. Внутри массива 30 высверлен ряд параллельных и перпендикулярных каналов, обеспечивающих проход большой протяженности для потока вещества через массив 30. Как можно увидеть на изображении поперечного сечения на Фиг.3 и схематическом представлении на Фиг.5, вещество, поступающее в массивную конструкцию 30 сквозь входной канал 38, проходит в протяженный канал 62. Вещество протекает вдоль протяженного канала 62 до его противоположного конца, где поток поворачивает в перпендикулярном направлении через вертикальный канал 60, переходя в протяженный канал 58. После прохождения протяженного канала 58 вещество снова поворачивает в перпендикулярном направлении, проходит вертикально через канал 56 в протяженный канал 54. Вещество протекает по протяженному каналу 54 и на его противоположном конце протекает в перпендикулярном направлении через поперечный канал 52 в протяженный канал 50 (как это показано на Фиг.3). Аналогично, вещество протекает через протяженный канал 50, затем перпендикулярно ему в вертикальном направлении через канал 46 в протяженный канал 44, протекает по нему, затем перпендикулярно ему в вертикальном направлении через канал 42 и затем по протяженному каналу 40, после чего выходит через выходной патрубок в выходном канале 34.
Специалисту будет понятно, что продолговатые каналы или проходы 40, 44, 50, 54, 58, 62 могут быть просверлены в сплошном брусе конструкционного материала, например алюминия. В предпочтительном варианте выполнения, приведенном для иллюстрации, используется алюминий марки 6061 Т6. Затем могут быть просверлены на требуемую глубину в брусе вертикальные каналы 42, 46, 56, 60, поперечный канал 52, входной канал 38 и выходной канал 34, образуя лабиринт для потока. Следует понимать, что лабиринт может быть любой подходящей конфигурации для обеспечения требуемых характеристик подогрева. В представленном предпочтительном варианте выполнения приблизительно 15-30% массива 30 представляют собой открытые каналы для потока, в наиболее предпочтительном варианте выполнения составляя примерно 22%. Затем открытые отверстия в каналах 42, 46, 56, 60 могут быть заглушены пробками 42а, 46а, 56а, 60а подходящего размера, а входной патрубок 36 и выходной патрубок 32 герметично установлены во входной и выходной каналы 38, 34, завершая тем самым изготовление лабиринта. Должно быть понятно, что может быть использован любой подходящий способ герметизации. Например, могут быть использованы установка на резьбе (показано на чертежах), сальники, уплотнительные кольца или иные уплотнительные элементы.
Для того чтобы повысить гибкость применения массива 30, могут быть использованы альтернативные варианты входных и выходных отверстий 66, 68, которые открываются в соседние протяженные каналы 62, 40 со стороны другой поверхности. В приведенном в качестве иллюстрации варианте выполнения используются альтернативные входные и выходные каналы 68, 66 в поверхности, которая здесь является верхней поверхностью массива 30, в противоположность боковым поверхностям, чем обеспечивается гибкость в конфигурации входа и выхода. В случае, если входные и выходные каналы 38, 68, 34, 66 не используются, каждый из них может быть заглушен соответствующей пробкой 72, 70 любым подходящим способом, как это было пояснено ранее.
В соответствии с изобретением подогреватель 22 дополнительно содержит несколько удлиненных стержней 74, 76, 78, 80, 82, 84 нагревателя, которые расположены непосредственно в протяженных каналах 40, 44, 50, 54, 58, 62 соответственно массивной конструкции 30. Два провода 85 подводятся к соединителю 87 на каждом стержне для подачи энергии для нагревания стержней, что очевидно для специалиста. При этом вещество, протекающее по лабиринту каналов, протекает вдоль и вокруг нагревательных элементов.
Для дальнейшего улучшения однородности нагрева может быть использовано спиральное прохождение потока вдоль стержней 74, 76, 78, 80, 82, 84 нагревателя. Этот спиральный путь прохождения потока может быть сформирован любой подходящей конструкцией. В предпочтительном варианте выполнения спиральный путь прохождения потока создается спиралью 86,88, 90, 92, 94, 96, размеры которой выбраны так, что она плотно соприкасается как с наружными поверхностями стержней 74, 76, 78, 80, 82, 84 нагревателя, так и с внутренними поверхностями протяженных каналов 40, 44, 50, 54, 58, 62. Для наглядности представления на Фиг.4 показаны один такой стержень 80 нагревателя и одна спираль, при этом остальная часть комбинации нагреватель/спираль, по существу, аналогична. Для герметизации спиралей 86, 88, 90, 92, 94, 96 внутри каналов 40, 44, 50, 54, 58, 62 используются пробки 86а, 88а, 90а, 92а, 94а, 96а. Таким образом, спирали 86, 88, 90, 92, 94, 96 заставляют химическое вещество равномерно протекать между стержнями 74, 76, 78, 80, 82, 84 нагревателя и каналом 40, 44, 50, 54, 58, 62, устраняя хаотичные потоки, которые могут привести к неэффективному нагреву. В результате подогреватель 22 обеспечивает очень эффективную теплопередачу и создает очень низкое противодавление.
Для улучшения управления температурой подогреватель может дополнительно включать датчик 100 температуры. Как показано на Фиг.2, датчик 100 температуры имеет непосредственный контакт со стержнем 74 нагревателя, то есть стержнем нагревателя, смежным с выходным каналом 34, 66. В результате между температурой поверхности элемента и температурой технологического процесса химического вещества, протекающего через подогреватель, поддерживается относительно малая ДТ. Кроме того, датчик температуры может быть оборудован массивной гильзой, на которую уходит излишек тепла на датчике во время переходных процессов, что обеспечивает управление температурой с высокой стабильностью. Специалисту в данной области понятно, что на наружной поверхности массива 30 может быть установлен диск датчика перегрева для отключения питания от стержней нагревателя при достижении внешней поверхностью слишком высокой температуры, например более 210°F (98,9°C).
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, использованные в настоящем описании, включены в него посредством ссылки в той мере, как если бы каждая ссылка была отдельно и специально включена в описание посредством ссылки и приведена в нем полностью.
Термины "содержащий", "имеющий", "включающий" и "вмещающий" должны восприниматься как обозначающие отрытый перечень (т.е. означающие "включающий, но не сводящийся к…"), если не указано иначе. Перечисление диапазонов изменения величин, приведенное здесь, используется только в качестве способа краткой ссылки на каждую отдельную конкретную величину, попадающую в диапазон, если не указано иначе, а каждая отдельная величина включена в описание так, как если бы она была указана в описании отдельно. Все описанные здесь способы могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если не указано иначе или определенным образом не противоречит контексту. Использование в описании любого или всех примеров либо обозначающего их выражения ("например") предназначено только для лучшего освещения изобретения и не предполагает введения ограничений на область притязаний изобретения, если не заявлено иначе. Никакие выражения в описании не должны восприниматься как обозначающие какой-либо незаявленный элемент, существенный для выполнения изобретения.
Здесь были описаны предпочтительные варианты выполнения изобретения, включая наилучший способ, известный изобретателям. Любой специалист в данной области, ознакомившись с приведенным описанием, может представить себе изменения этих предпочтительных вариантов выполнения. Например, в то время как изобретение было описано на примере использования шести протяженных каналов или проходов и шести стержней нагревателя, может использоваться и другое количество. Например, два, три, четыре, пять, семь, восемь или более таких проходов и/или стержней нагревателя может быть использовано. Кроме того, могут использоваться другие конфигурации лабиринтов. Изобретатели предполагают, что опытные работники выполнят эти изменения надлежащим образом. Изобретатели имеют в виду, что изобретение будет осуществляться иначе, чем конкретно описано здесь. Соответственно, изобретение включает все модификации и эквиваленты предмета изобретения, приведенные в приложенной формуле в соответствии с действующим законодательством. Кроме того, любая комбинация вышеописанных элементов во всех их возможных вариантах охватывается изобретением, если не указано иначе здесь или определенным образом не противоречит контексту.

Claims (17)

1. Нагреватель для текучей среды, содержащий массивную конструкцию, имеющую группу протяженных проходов, причем упомянутые протяженные проходы соединены с образованием протяженного тракта нагрева потока, и группу удлиненных стержней нагревателя, при этом упомянутая массивная конструкция дополнительно содержит входное и выходное отверстия, связанные текучей средой с трактом нагрева потока, отличающийся тем, что упомянутые стержни установлены внутри упомянутых протяженных проходов с возможностью протекания по протяженному тракту нагрева потока текучей среды, введенной в массивную конструкцию через входное отверстие, и возможностью выхода ее из массивной конструкции через выходное отверстие, а также с нагревом упомянутой текучей среды посредством протекания ее между стержнями нагревателя и проходами.
2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что массивная конструкция выполнена из алюминиевого бруса.
3. Нагреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что массивная конструкция имеет группу просверленных каналов с образованием упомянутой группы протяженных проходов и упомянутого протяженного тракта нагрева потока.
4. Нагреватель по п.3, отличающийся тем, что группа просверленных каналов включает в себя группу каналов, просверленных в первом направлении, и группу каналов, просверленных во втором направлении, причем упомянутое первое направление составляет в основном прямой угол со вторым направлением.
5. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что тракт прохождения потока дополнительно содержит спиральный тракт потока вокруг по крайней мере одного из удлиненных стержней нагревателя между упомянутым стержнем нагревателя и по крайней мере одним протяженным проходом, в котором расположен по крайней мере один из упомянутых удлиненных стержней.
6. Нагреватель по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит удлиненную спираль, расположенную между по крайней мере одним из удлиненных стержней нагревателя и по крайней мере одним из протяженных проходов, в котором расположен по крайней мере один из упомянутых удлиненных стержней нагревателя с образованием упомянутого спирального тракта потока.
7. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один датчик температуры.
8. Нагреватель по п.7, отличающийся тем, что по крайней мере один упомянутый датчик температуры установлен с непосредственным контактом с по крайней мере одним из упомянутых удлиненных стержней нагревателя.
9. Нагреватель по п.7, отличающийся тем, что он дополнительно содержит массивную гильзу, причем упомянутая массивная гильза расположена вокруг датчика температуры.
10. Способ нагрева текучей среды, отличающийся тем, что осуществляют подачу энергии на группу стержней нагревателя, расположенных внутри группы протяженных проходов, сформированных в массивной конструкции, причем группа протяженных проходов в массивной конструкции соединена с образованием протяженного тракта нагрева потока, вводят текучую среду в массивную конструкцию сквозь входное отверстие в тракт потока, осуществляют пропускание текучей среды между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов с нагреванием упомянутой текучей среды.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что осуществляют пропускание текучей среды по спиральному тракту между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно формируют спиральный тракт между группой стержней нагревателя и внутренними стенками группы протяженных проходов.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что при формировании спирального тракта размещают по крайней мере одну спираль вокруг по крайней мере одного из стержней нагревателя с соприкасанием спирали одновременно со стержнем нагревателя и проходом, в котором он расположен.
14. Способ по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что дополнительно формируют упомянутую массивную конструкцию из конструкционного бруса посредством высверливания группы каналов для образования группы протяженных проходов.
15. Способ по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что дополнительно формируют массивную конструкцию из конструкционного бруса посредством высверливания группы каналов в первом направлении для создания группы протяженных проходов и высверливания группы каналов во втором направлении для соединения группы протяженных каналов с образованием протяженного тракта нагрева потока.
16. Способ по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют мониторинг по крайней мере одной из температур из группы, включающей температуру текучей среды, протекающей по тракту потока, и температуру одного из стержней нагревателя.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что при проведении мониторинга используют датчик температуры, дополнительно оснащенный массивной гильзой.
RU2006131783/06A 2004-02-05 2005-02-01 Нагреватель для текучей среды и способ ее нагрева RU2359181C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US54206204P 2004-02-05 2004-02-05
US60/542,062 2004-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006131783A RU2006131783A (ru) 2008-03-10
RU2359181C2 true RU2359181C2 (ru) 2009-06-20

Family

ID=34860256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006131783/06A RU2359181C2 (ru) 2004-02-05 2005-02-01 Нагреватель для текучей среды и способ ее нагрева

Country Status (8)

Country Link
US (2) US7822326B2 (ru)
EP (1) EP1718903B1 (ru)
KR (1) KR101290066B1 (ru)
CN (1) CN1918438B (ru)
BR (1) BRPI0507452A (ru)
ES (1) ES2584435T3 (ru)
RU (1) RU2359181C2 (ru)
WO (1) WO2005078355A1 (ru)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7822326B2 (en) * 2004-02-05 2010-10-26 Graco Minnesota, Inc. Hybrid heater
US8061263B1 (en) * 2007-04-16 2011-11-22 Richard W. Hein Sensor head and brew cup for a beverage brewing device
US8071914B2 (en) * 2007-12-26 2011-12-06 Noboru Oshima Heating apparatus
US20100046934A1 (en) * 2008-08-19 2010-02-25 Johnson Gregg C High thermal transfer spiral flow heat exchanger
US8208800B2 (en) * 2009-03-16 2012-06-26 Hsien Mu Chiu Potable water heating device
US20110002672A1 (en) * 2009-07-06 2011-01-06 Krapp Thomas E Heater with improved airflow
US8396356B2 (en) * 2009-07-24 2013-03-12 Balboa Water Group, Inc. Bathing installation heater assembly
DE102009038762B4 (de) * 2009-08-27 2011-09-01 Wiwa Wilhelm Wagner Gmbh & Co Kg Wärmeübertrager
GB2493719A (en) * 2011-08-15 2013-02-20 Strix Ltd Flow heater with temperature sensing and a heat sink
US8731386B2 (en) * 2011-09-30 2014-05-20 Borgwarner Beru Systems Gmbh Electric heating device for heating fluids
FR2988818B1 (fr) * 2012-03-28 2018-01-05 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de chauffage electrique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe
US9074819B2 (en) * 2012-04-04 2015-07-07 Gaumer Company, Inc. High velocity fluid flow electric heater
JP5999631B2 (ja) * 2012-04-20 2016-09-28 サンデンホールディングス株式会社 加熱装置
TWI471510B (zh) * 2012-05-16 2015-02-01 Yu Chen Lin 電加熱裝置
DE102012013342A1 (de) * 2012-07-06 2014-01-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heizblock
JP5967760B2 (ja) * 2012-07-18 2016-08-10 サンデンホールディングス株式会社 加熱装置
US8755682B2 (en) * 2012-07-18 2014-06-17 Trebor International Mixing header for fluid heater
JP2014019287A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Sanden Corp 加熱装置及び加熱装置の製造方法
FR2996299B1 (fr) * 2012-09-28 2018-07-13 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de conditionnement thermique de fluide pour vehicule automobile et appareil de chauffage et/ou de climatisation correspondant
US9156046B2 (en) * 2013-01-25 2015-10-13 Wagner Spray Tech Corporation Plural component system heater
US9516971B2 (en) * 2013-03-15 2016-12-13 Peter Klein High thermal transfer flow-through heat exchanger
US10132525B2 (en) 2013-03-15 2018-11-20 Peter Klein High thermal transfer flow-through heat exchanger
BE1023731B1 (fr) * 2013-04-03 2017-07-03 Volante Nino Dispositif de prechauffage de fluide notamment de fluide de refroidissement de moteur a combustion
US10524611B2 (en) 2014-07-03 2020-01-07 B/E Aerospace, Inc. Multi-phase circuit flow-through heater for aerospace beverage maker
US11083329B2 (en) * 2014-07-03 2021-08-10 B/E Aerospace, Inc. Multi-phase circuit flow-through heater for aerospace beverage maker
US11002465B2 (en) * 2014-09-24 2021-05-11 Bestway Inflatables & Materials Corp. PTC heater
CN105258320A (zh) * 2015-09-29 2016-01-20 成都健腾生物技术有限公司 一种流体电加热器
US11255476B2 (en) 2015-10-29 2022-02-22 Wagner Spray Tech Corporation Internally heated modular fluid delivery system
DE102017204776B4 (de) * 2016-03-23 2021-09-23 Stihler Electronic Gmbh Modularer Blutwärmer und Verfahren
EP3366173B1 (en) * 2017-01-07 2023-02-22 B/E Aerospace, Inc. Multi-phase circuit flow-through heater for aerospace beverage maker
WO2019089378A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Nordson Corporation Liquid material dispensing system having a sleeve heater

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1744598A (en) 1925-01-17 1930-01-21 Nat Aniline & Chem Co Inc Process and apparatus for heating
US2267264A (en) 1940-05-14 1941-12-23 James G Bland Air conduit heater
US2775683A (en) * 1954-07-16 1956-12-25 Dole Refrigerating Co Heat exchangers for vaporizing liquid refrigerant
US2802089A (en) 1954-12-24 1957-08-06 Beck Louis Paint preheaters
US2866885A (en) 1958-03-13 1958-12-30 Roy E Mcilrath Automatic electric heater
US3389538A (en) 1965-08-09 1968-06-25 Continental Oil Co Sample vaporizing apparatus
US3584194A (en) 1969-05-23 1971-06-08 Aro Corp Fluid heating techniques
US3968346A (en) 1973-06-01 1976-07-06 Cooksley Ralph D Method and apparatus for electrically heating a fluid
US3898428A (en) * 1974-03-07 1975-08-05 Universal Oil Prod Co Electric in line water heating apparatus
US4199675A (en) 1977-06-23 1980-04-22 Nordson Corporation Electric fluid heater
DE2804818C2 (de) * 1978-02-04 1986-12-11 Fritz Eichenauer GmbH & Co KG, 6744 Kandel Elektrische Heizeinrichtung
DE2804784A1 (de) * 1978-02-04 1979-08-09 Eichenauer Fa Fritz Elektrische widerstandsheizeinrichtung
US4395618A (en) 1980-03-03 1983-07-26 Emerson Electric Co. Electric circulation heater for heating fluids such as oil
US4369351A (en) 1980-03-06 1983-01-18 Cng Research Company Method and apparatus for heating liquids and agglomerating slurries
IT1142816B (it) 1981-09-14 1986-10-15 Aldo Giorgetti Dispositivo automatico per il riscaldamento rapido di liquidi in particolare acqua
US4434114A (en) * 1982-02-04 1984-02-28 Pennwalt Corporation Production of wrinkle-free piezoelectric films by poling
US4501952A (en) 1982-06-07 1985-02-26 Graco Inc. Electric fluid heater temperature control system providing precise control under varying conditions
US4465922A (en) 1982-08-20 1984-08-14 Nordson Corporation Electric heater for heating high solids fluid coating materials
US4723065A (en) 1984-03-19 1988-02-02 Howard E. Meyer Electric automotive fuel heating system
US5265318A (en) 1991-06-02 1993-11-30 Shero William K Method for forming an in-line water heater having a spirally configured heat exchanger
US5325822A (en) 1991-10-22 1994-07-05 Fernandez Guillermo N Electrtic, modular tankless fluids heater
GB2265445B (en) 1992-03-27 1995-08-16 Ralph Francis Bruce Andrews Heating system
WO1996013963A1 (en) * 1994-10-27 1996-05-09 Watkins Manufacturing Corporation Cartridge heater system
US6300395B1 (en) * 1994-12-07 2001-10-09 Nikon Parkerizing, Co., Ltd. Aqueous hydrophilization treatment composition and method for aluminum-containing metal material
US5694515A (en) 1995-01-09 1997-12-02 The University Of Florida Contact resistance-regulated storage heater for fluids
US5949958A (en) 1995-06-07 1999-09-07 Steris Corporation Integral flash steam generator
US5724478A (en) * 1996-05-14 1998-03-03 Truheat Corporation Liquid heater assembly
JP3557794B2 (ja) * 1996-07-15 2004-08-25 ソニー株式会社 ディスクチェンジャ装置
ES1048832Y (es) 1998-01-15 2002-02-16 Gunther J W Schornstein Bloque calefactor para maquinas de formacion de espuma de poliuretano.
US6330395B1 (en) * 1999-12-29 2001-12-11 Chia-Hsiung Wu Heating apparatus with safety sealing
DE10003042B4 (de) 2000-01-25 2012-03-08 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Elektrischer Durchlauferhitzer
DE10014021C2 (de) 2000-03-22 2002-02-21 Webasto Thermosysteme Gmbh Heizsystem zum Beheizen des Innenraums eines Kraftfahrzeugs
JP4030428B2 (ja) * 2000-09-21 2008-01-09 ローム アンド ハース カンパニー 軽度に改質された粘土に関与する乳化重合方法およびそれを含む組成物
DE20108117U1 (de) 2001-05-09 2001-08-16 Gerdes Ohg Grundkörper, vorzugsweise als Komponente eines elektrischen Durchlauferhitzers
US6389226B1 (en) * 2001-05-09 2002-05-14 Envirotech Systems Worldwide, Inc. Modular tankless electronic water heater
US6944394B2 (en) * 2002-01-22 2005-09-13 Watlow Electric Manufacturing Company Rapid response electric heat exchanger
US7822326B2 (en) * 2004-02-05 2010-10-26 Graco Minnesota, Inc. Hybrid heater
US7046922B1 (en) * 2005-03-15 2006-05-16 Ion Tankless, Inc. Modular tankless water heater

Also Published As

Publication number Publication date
US8249437B2 (en) 2012-08-21
EP1718903A1 (en) 2006-11-08
RU2006131783A (ru) 2008-03-10
EP1718903A4 (en) 2007-10-10
ES2584435T3 (es) 2016-09-27
US7822326B2 (en) 2010-10-26
CN1918438A (zh) 2007-02-21
EP1718903B1 (en) 2016-05-04
BRPI0507452A (pt) 2007-07-10
KR20070006751A (ko) 2007-01-11
CN1918438B (zh) 2011-11-30
KR101290066B1 (ko) 2013-07-26
US20110038620A1 (en) 2011-02-17
US20070274697A1 (en) 2007-11-29
WO2005078355A1 (en) 2005-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2359181C2 (ru) Нагреватель для текучей среды и способ ее нагрева
Torabi et al. Entropy generation in thermal systems with solid structures–a concise review
García-Marí et al. A new inlet device that enhances thermal stratification during charging in a hot water storage tank
JP4963542B2 (ja) 高温高圧マイクロリアクター
US20050150226A1 (en) Thermal storage unit and methods for using the same to heat a fluid
JP7420386B2 (ja) 電極ボイラーシステム
US8666238B2 (en) Fluid preheater
JP2008528886A (ja) 温度制御された可変流体抵抗装置
Henning et al. Characterisation of electrically powered micro-heat exchangers
KR101692350B1 (ko) 열교환탱크를 갖춘 직렬형 전기 보일러 장치
CN107847901A (zh) 具有用于输送流体的集成的毛细管管线的流动元件
KR20050118634A (ko) 나선형 순간 가열용 히팅 시스템
RU2145044C1 (ru) Воздухонагреватель
JP2018204855A (ja) 流体加熱管モジュール及びこれらを組み合わせた液体加熱装置
CN104457248A (zh) 一种燃烧炉
Dehgani et al. Effect of‎ C‎ ross-Section on the Mixing of Liquid Species in Helix Micromixers, A Numerical Approach‎
KR200366322Y1 (ko) 순간 가열용 히팅 시스템
KR100353600B1 (ko) 열교환기및열교환기의제조방법
WO2019100530A1 (zh) 一种气体恒温装置及检测系统
DE69801631D1 (de) Wärmetauscherelement mit hohem Wirkungsgrad für einen Heizkörper in einem Gliederheizkessel
Kumbhar et al. Performance Analysis of Annular Fin Arrays with Forced Convection
Horiuchi et al. Heat Transfer Characteristics of Mixed Electroosmotic and Pressure Driven Flows Under Constant Heat Flux
Gerken et al. Efficiency Improvement of Miniaturized Heat Exchangers. Fluids 2021, 6, 25
CA1042418A (en) Heat transfer structure
RU2183053C2 (ru) Проточный электронагреватель жидкости