SE442696B - Anordning for vermning av gas- eller vetskeformiga media - Google Patents

Description

)a1o564o-o 10 15 20 25 30 35 íU avses värmda vid matning av spolarna. Man erhåller här en enkel och effektiv och ej särskilt utrymmeskrävande värmare, vilken kan få en mängd attraktiva användningsområden, såsom luftförvârmare vid skrotvärmning. Den utgör en induktiv uppvärmningsanordning, speciellt avsedd för luft eller andra fluider av relativt lågt tryck'och stora volymflöden, och kan även användas vid andra gaser, såsom vattenånga, CO, NZ etc. Även de passageskiljande cylindrarna, vilka lämpligen utföres i metall, exempelvis såsom plåtcylindrar, bidrar till effektöverföringen genom att elektriska strömmar bildas även i dessa (relativt hög strömstyrka, låga spänningsfall).

I ringarna eller spiralerna induceras vid matning av induktionsspolarna ström- mar, vilka alstrar värme i de elektriska, av ringarna/spiralerna och eventu- ellt även de passageâtskiljande metallcylindrarna bildade kretsarna och här- igenom värmes mediet, exempelvis den passerande luften. Passagen kan eventu- ellt anordnas som labyrintpassage med inbördes koncentriska passager, vilka i tur och ordning passeras av luften (mediet), varvid denna (detta) värmes av de i, vid eller kring passagen placerade ringarna/spiralerna och de even- tuella passageåtskiljande cylindrarna. Värmningen av medierna sker givetvis vid dessas kontakt med de olika metallytorna.

Uppfinningen är närmare exemplifierad i bifogade figurer, av vilka figur 1 visar en luftförvärmare enligt uppfinningen, figur 2 samma luftförvärmare sedd uppifrån och figur 3 luftförvärmaren mer i detalj.

I en ledning 1 inkommer media som skall värmas och detta införes i en'gastät yttercylinder 16 (figur 1), i vilken således mediet, exempelvis luft med lägre temperatur, införes. Kring det gastäta ytterhöljet 16 anordnas en eller flera induktionsspolar 2, matade med växelström av nätfrekvens eller annan frekvens.

Cylindern 16 kan ingå i en labyrintpassage med tvâ eller flera inbördes koncentrískt anordnade passager 3, U för mediet (luften), vilket alltså i tur och ordning passerar dessa passager 3, H och sedan vidare ut i en led- ning 5, varvid mediet (luften) under passagen avses värmt till hög tempera- tur. Det är här i huvudsak frågan om relativt stora volymflöden och låga tryck. (I stället för luft kan annan fluid värmas, såsom vattenånga, CO, N2, etc.) Passagerna åtskiljes av plåtcylindrar 6 eller andra metallcylind- rar, lämpligen gastäta. Axíellt efter varandra är i passagerna (3, U) anord- nade metallringar 7 eller spiraler. I detta fallet är de metalliska elemen- ten 7 anordnade såsom axiellt efter varandra anordnade koncentriska ringar, 15 20 25 30 8105640-0 vilka även anordnas i flera koncentriska lager, ett eller flera i varje passage (3, U). Se vidare figur 3. Plåtcylindrarna (6) kan förses med flän- sar eller andra ytförstoringar, vilket även gäller ringarna (7).

Ringarna 7 kan var för sig eller flera tillsammans anordnas som elektriskt slutna kretsar, eventuellt tillsammans med icke visade kortslutningsdon, och de metalliska kretsarna 7 kan även anordnas som en eller flera spiraler med kortslutningsdon (ej visade). Kretsarna kan anordnas koncentriskt kring varandra och/eller axiellt efter varandra. Spolen/spolarna 2 kan vara en eller flera till antalet. Vid en spole är matningen normalt enfasig och detta kan även vara fallet vid fler spolar. Man kan vid flera spolar även mata dessa flerfasigt med en fas per spole, och spolarna kan anordnas axi- ellt efter varandra kring mediepassagen eller vid sidan av varandra, exempel- vis vid fler värmeväxlare, där man anordnar en enfasspole per fas.

Vid matning av induktionsspolenl-spolarna 2 induceras i ringarna eller spi- ralerna, som ingår i de elektriskt slutna kretsarna, strömmar, varvid även alstras värme, och man vill därvid ha en viss resistans i varje ring/spiral.

De ovan angivna kortslutningselementen (ej visade i figurerna) behövs för att åstadkomma en eller flera slutna kretsar. Även plåtcylindrarna 6 värms induktivt och bidrar således till effekttransmissionen. Det är här vid upp- värmning frågan om låga spänningsfall och relativt höga strömmar.

Den yttre väggen 16 bör lämpligen utföras i icke elektriskt ledande material, lämpligen ej metalliskt material, såsom i keramiskt material, plast, glas etc, lämpligen gastätt. Väggmaterialet kan även vara austenitisk plåt, lik- som övriga cylindrar (6). Plåtcylindern kan antingen göras kortsluten och!- eller icke kortsluten, exempelvis en kombination av plåt och keramik.

Luften kommer under successiv värmning att passera ringarna 7 eller spira- lerna, och dessa ringar kan utgöras av rör, stänger, plåtband eller liknande, sammansvetsade till ringar eller spiraler. Materialet i höljet 16 och i plåt- cylindrarna 6 bör lämpligen vara temperaturhållfast och eventuellt non-ferro- magnetiskt. Genom att variera materialmängden i ringarna 7 kan den induktiva effekten varieras från ring till ring. Man kan härvid ur materialbegräns- ningssynpunkt erhålla maximal värmeöverföring. Ringarna 7, spiralerna etc kan eventuellt förses med turbulensbefrämjande organ, se härom vidare i figur 3. 81Û564Û-0 u 10 .' ' ge 15 20 25 30 35 Som ett lämpligt användningsområde vid denna utföringsform av uppfinningen kan nämnas luftförvärmare vid skrotvärmning och/eller vid faskompensering.

Ringar 9, 10 (figur 2) och även plâtcylindrar 12, 13 samt ytterhöljet 16 an- ordnas så, att en labyrintpassage enligt figur 1 bildas, men givetvis kan även andra former av passager förekomma. Ringarna eller spiralerna värmes induktivt och upphettar därvid den förbipasserande luften som passeras som framgår av pilarna 11 i figur 2. Även ytterhöljet 16 kan förses med flänsar eller andra ytförstorande element.

Värmeöverföringen till luften är beroende på produkten av värmeöverförings- talet a, värmeöverförande ytan A och temperaturdifferensen At, och den blir a - A - At- I det föreslagna arrangemanget erhålles ett högt a redan vid ganska måttliga tryckfall. a kan ytterligare höjas genom ett arrangemang för att höja turbu- lensen i luften, exempelvis genom ändring av vissa ringdimensíoner. Ringarna ger en relativt stor area A mot luftströmmen (se figur 3). Det är dessutom relativt enkelt att öka A genom att förse ringarna med flänsar. En annan stor fördel är att Åt, som begränsas av den högsta tillåtna materialtempera- turen och den genom värmaren stigande lufttemperaturen, kan pâverkas indivi- duellt för varje ring. Detta sker som nämnts-exempelvis genom att metall- mängden i ringarna 7 varieras, vilket innebär att den för respektive ring *upptagna induktionseffekten varierar. Maximalt At och därmed maximal värme- överföring kan därför erhållas från varje ring. I figur 3 visas närmare luftens passage (se pilarna 11) och anordningen med de strömningsskiljande plåtcylindrarna 12, 13, vilka även värmes induktivt tillsammans med ringarna 7. Genom olika ringplaceringar (se exempelvis till höger i figuren vid 8 respektive 1ä) kan värmeöverföringen förbättras och som nämnts genom olika materialmängder (se de olika rören, ett tunnväggigt 15 respektive ett tjock- väggigt 16 till höger i figuren). Turbulensen kan även höjas genom förskjut- ning av vissa ringar, exempelvis var tionde ring (se 17), och eventuellt kan andra turbulenshöjande insatser införas (ej visat).

Med centrala rör har vi alltså menat rör som passerar inuti de olika induk- tionsspolarna, och det är givetvis ej nödvändigt att de passerar exakt i centrum för dessa spolar, utan givetvis kan även viss sidoförskjutning före- komma för möjliggörande av lämplig placering av ringarna, spiralerna etc.

De olika turbulensorganen kan även anordnas separata, skilda från ringarna, eller också kan de appliceras vid ringarna eller spiralerna. Lägesändringen

Claims (10)

8105640-0 för de olika ringarna kan även ordnas efter hela värmarens längd, eller vid vissa delar av densamma. Uppfinningen kan varieras på mângahanda sätt inom ramen för nedanstående patentkrav. PATENTKRAV

1. Anordning för värmning av gas- eller vätskeformiga media, såsom luft, vatten etc, vid vilken kring en eller flera centrala ledningar (1) fiör det medium, som skall värmas, är anordnade en eller flera elektriska induktions- spolar (2), innanför vilka är anordnade ringar (7) eller spiraler av metall, vilka bildar en eller flera elektriskt slutna kretsar, avsedda att värmas vid matning av spolarna, k ä n n e t e c k n a d därav, att en mediapassage är anordnad i labyrintform med en yttre passage (3), en eller flera med denna koncentriska, inre passager (U) samt ett innerrör (S), varvid mediet 1 tur och ordning passerar dessa passager, samt att i minst en av dessa psssager är anordnade de metalliska ringarna (7) eller spiralerna, eventuellt komplet- terade med kortslutníngsdetaljer, varvid dessa kretsar samt eventuella metal- líska skiljeväggar vid dessa avses värmda vid matning av spolarna (2).

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringarna (7) är utformade såsom slutna ringar runt och/eller i mediapassagen (1, 3, N) eller en del av denna.

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att Spiralërna (7) av metall är till antalet en eller flera och kompletterade med kortslutningselement i och för erhållande av en eller flera elektriskt slutna kretsar och är anordnade i mediapassagen. H.

4. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att passagerna (3, U) är inbördes radiellt åtskilda av cylindrar (6) av plåt eller annat metalliskt material, vilket vid spolarnas matning värmes sam- tidigt som ringarna (7) eller spiralerna.

5. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringarna (7) är anordnade i två eller flera koncentriska lager, lämpligen ett eller flera i varje passage (3, H). QÉ 8105640-0 e

6. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att av ringar (7) eller spiraler bestående metalliska kortslutna kretsar är anordnade axiellt efter varandra.

7. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellan de yttersta ringarna och/eller spiralerna och spolarna är anordnad en skiljevägg (16) av icke elektriskt ledande material, såsom keramiskt material, plast, glas etc och/eller av plåtmaterial, vilken vägg lämpligen är tätande mot mediet-

8. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringarna (7), spiralerna och/eller passagerna (3, H) är försedda med turbulensorgan för förbiströmmande media (17).

9. Anordning enligt något eller nâgra av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att i cylindrarna (6) och/eller ringarna (T) och/eller den yttre skiljeväggen (16) är anordnade ytförstoringar.

10. Anordning enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att ringarna är utformade med varierande materialmängd för optimering av värmningen.