SU1760655A1 - Устройство индукционного нагрева жидкой среды - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит ферромагнитную емкость, обмотку переменного тока на ее поверхности, трубчатый токопровод внутри емкости, присоединенный к источнику переменного тока, снабженный ребрами или отрезками ферромагнитных труб. Взаимодействие двух индукционных систем интенсифицирует теплообмен . 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к установкам индукционного нагрева жидкой среды, в частности воды, котора  может быть использована в качестве теплоносител  в различных отрасл х народного хоз йства.

Известно устройство индукционного нагрева жидкой среды, содержащее ферромагнитную емкость с размещенной на наружной поверхности обмоткой переменного тока, патрубками входа и выхода среды (1).

Недостатками такого устройства  вл ютс  невысока  интенсивность теплообмена в св зи с расположением нагревательной контактной поверхности ферромагнитной емкости по периферии жидкой среды и невысока  плотность теплового потока.

Прототипом предложенному устройству  вл етс  устройство индукционного нагрева жидкой среды, содержащее ферромагнитную емкость с размещенной на наружной поверхности обмоткой переменного тока, патрубками входа и выхода среды , системой П-образных ферромагнитных

отрезков труб, расположенных вокруг емкости со стороны ее наружной поверхности, пропущенных концами внутрь емкости через отверсти  в ее стенке и замкнутых ферромагнитными пластинами (2).

Основными недостатками этого устройства  вл ютс  значительные теплопотери в св зи с расположением отрезков ферромагнитных труб с наружной стороны емкости и невысока  плотность теплового потока.

Цель изобретени  - интенсификаци  теплообмена.

Согласно изобретению поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве индукционного нагрева жидкой среды, содержащем ферромагнитную емкость с размещенной на наружной поверхности обмоткой переменного тока, патрубки входа и выхода среды, внутри емкости дополнительно установлена индукционна  нагревательна  система, выполненна  в виде зигзагообразно изогнутого трубчатого токо- провода, концы которого предназначены дл  присоединени  к источнику переменно

Ё

XJ

О О CN

сл ел

го тока, а пр молинейные участки охвачены отрезками ферромагнитных труб большего диаметра.

Отрезки ферромагнитных труб с наружной стороны снабжены теплообменными пластинами.

При использовании устройства дл  нагрева проточной среды указанные патрубки присоединены к торцам емкости.

При использовании устройства в качестве аккумул тора тепловой энергии емкость выполнена герметичной, а указанные патрубки присоединены к концам токопро- вода.

Размещение токопровода в емкости позвол ет повысить равномерность нагрева жидкой среды по всему ее объему и увеличить плотность теплового потока, что обеспечивает интенсификацию теплообмена.

На фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство при его использовании дл  нагрева проточной среды, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - токопровод с отрезками ферромагнитных труб большего диаметра; на фиг. 4 - предложенное устройство при его использовании в качестве аккумул тора тепловой энергии, продольный разрез.

Устройство содержит заполненную жидкой средой ферромагнитную емкость 1 с размещенной на наружной поверхности обмоткой 2 переменного тока. Внутри емкости 1 дополнительно установлена индукционна  нагревательна  система, выполненна  в виде зигзагообразно изогнутого трубчатого токопровода 3, концы которого предназначены дл  подсоединени  к источнику переменного тока. Пр молинейные участки токопровода 3 охвачены отрезками ферромагнитных труб 4 большего диаметра. Токопровод 3 изолирован от емкости 1 диэлектрическими втулками 5. Отрезки ферромагнитных труб 4 с наружной стороны снабжены теплообменными пластинами 6 и изолированы от контакта с то- копроводом 3 посредством диэлектрических втулок 7. Дл  обеспечени  требуемой жесткости токопровод 3 со стороны изгибов закреплен на стойках 8, размещенных в емкости 1.

При использовании устройства дл  нагрева проточной среды патрубки входа 9 и выхода 10 среды присоединены к торцам емкости 1,

При использовании устройства в качестве аккумул тора тепловой энергии емкость 1 выполнена герметичной, патрубки входа 11 и выхода 12 среды подсоединены к концам токопровода 3, изолированы от

него посредством диэлектрических втулок 13 и соединены с дополнительной системой теплообмена (на чертеже не показано). Дл  наполнени  и опорожнени  герметичной

емкости 1 жидкой средой она снабжена штуцерами 14 и 15с герметизирующими клапанами (на чертеже не показано). Дл  обеспечени  безопасности работы устройства в качестве аккумул тора тепловой

0 энергии и автоматизации управлени  процессом теплообмена емкость 1 снабжена предохранительным клапаном 16 и датчиками давлени  17 и температуры 18, св занными с системой управлени  (на чертеже не

5 показано).

Работает предложенное устройство при его использовании дл  нагрева проточной среды следующим образом.

Через входной патрубок 9 жидка  среда

0 поступает в емкость 1, заполн ет ее и затем поступает в выходной патрубок 10. После заполнени  емкости 1 жидкой средой токопровод 3 совместно с обмоткой 2 подключают к источнику переменного тока, в

5 результате чего магнитные цепи, образованные ферромагнитной емкостью 1 и отрезками ферромагнитных труб 4, станов тс  источниками тепловой энергии, передающейс  жидкой среде. Эта теплова 

0 энерги   вл етс  результатом перемагничи- вани  и возникновени  вихревых токов, возбуждаемых в упом нутых магнитных цеп х действием электромагнитного пол , образованного переменным электрическим током,

5 протекающим в обмотке 2 и токопроводе 3. При использовании предложенгного устройства в качестве аккумул тора тепловой энергии оно работает следующим образом. Через штуцер 14 при открытом обрат0 ном клапане емкость 1 заполн ют жидкой средой. При необходимости слив жидкой среды осуществл ют через штуцер 15 при открытом обратном клапане. После заполнени  емкости 1 жидкой средой обратный

5 клапан штуцера 14 перевод т в положение закрыти  и емкость 1 гэрметизируетс , при этом обратный клапан штуцера 15 остаетс  закрытым.

При наличии жидкой среды в емкости 1

0 обмотку 2 совместно с токопроводом 3 подключают к источнику переменного тока, в результате чего магнитные цепи, образованные ферромагнитной емкостью 1 и отрезками ферромагнитных труб 4,

5 станов тс  источником тепловой энергии, передающейс  жидкой среде аналогичным образом как и при использовании дл  нагрева проточной среды.

В качестве аккумул тора тепловой энер- гии предложенную установку наиболее эффективно подключать к источнику тока во врем  провалов графика нагрузок в энергосистеме дл  аккумул ции энергии в перегретой до 160-170°С воде с последующим использованием аккумулированной энер- гии подключением патрубков 11 и 12 к дополнительной системе теплообмена.

Как показали результаты экспериментальных исследований, в предложенном устройстве происходит значительна  интенсификаци  теплообмена за счет увеличени  плотности теплового потока в 7-10 раз в св зи с образованием магнитогидро- динамического движени  нагреваемой среды у поверхности токопровода 3 и в промежутках между токопроводом 3 и отрезками труб 4 и у поверхности последних.

Предложенное устройство за счет увеличени  плотности теплового потока позвол ет интенсифицировать теплообмен, что обеспечивает снижение теплопотерь при нагреве жидкой среды.

Claims (4)

1. Устройство индукционного нагрева жидкой среды, содержащее ферромагнит- ную емкость с размещенной на наружной

поверхности обмоткой переменного тока, патрубками входа и выхода среды, отличающеес  тем, что, с целью интенсификации теплообмена, внутри емкости дополнительно установлена индукционна  нагревательна  система, выполненна  в виде зигзагообразно изогнутого трубчатого токопровода , концы которого предназначены дл  присоединени  к источнику переменного тока, а пр молинейные участки охвачены отрезками ферромагнитных труб большего диаметра.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что отрезки ферромагнитных труб с наружной стороны снабжены теплообмен- ными пластинами.

3.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что при использовании устройства дл  нагрева проточной среды указанные патрубки присоединены к торцам емкости.

4.Устройство поп. 1,отличающее- с   тем, что при использовании устройства в качестве аккумул тора тепловой энергии емкость выполнена герметичной, а указанные патрубки присоединены к концам токопровода .

6оШоийЙсйах5566бс5

(Pud

10

сйах5566бс5

«v

8

/

Щи г, 1

11 5

6Y6

Фиг.4

f5