WO2018147758A1 - Индукционный нагреватель жидкостей - Google Patents

Индукционный нагреватель жидкостей Download PDF

Info

Publication number
WO2018147758A1
WO2018147758A1 PCT/RU2017/000072 RU2017000072W WO2018147758A1 WO 2018147758 A1 WO2018147758 A1 WO 2018147758A1 RU 2017000072 W RU2017000072 W RU 2017000072W WO 2018147758 A1 WO2018147758 A1 WO 2018147758A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heater
fluid
induction coil
housing
induction
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000072
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Лев Захарович ДУДАРЕВ
Original Assignee
Лев Захарович ДУДАРЕВ
КРЕМНЕВ, Александр Геннадьевич
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
Application filed by Лев Захарович ДУДАРЕВ, КРЕМНЕВ, Александр Геннадьевич filed Critical Лев Захарович ДУДАРЕВ
Priority to PCT/RU2017/000072 priority Critical patent/WO2018147758A1/ru
Publication of WO2018147758A1 publication Critical patent/WO2018147758A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-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

Definitions

  • the invention relates to the electric power industry and can be used in heating systems, hot water supply, in technological processes for heating liquids, where it is required to provide a small temperature gradient between the heater and the heated liquid.
  • Flowing induction heater for heating liquids including an induction coil located in a chamber with ferrimagnetic walls, along which pass channels for the movement of liquid. Liquid heating occurs from the ferrimagnetic walls of the inductor chamber.
  • the device does not require additional electromagnetic shielding.
  • the design of the inductor chamber and the channels for fluid movement is made of thin-walled ferrimagnetic pipes assembled coaxially on a common cover of equal thickness with pipes. For supply and drainage of water, there are inlet side and central outlet pipes.
  • the device allows the ability to work in a wide frequency range from 50-400 kHz.
  • it is proposed to arrange flat ribs in the form of a spiral in the channels for the movement of the liquid which increase the time and path of the liquid along the external heating ferrimagnetic wall of the inductor chamber.
  • the disadvantage of this device is the small thickness of the walls of the chamber and the cover of the inductor, which leads to a distortion in the shape of the electromagnetic field and, as a consequence, a decrease in the power factor, and the use of the same type design in the frequency range with 8-fold overlap of the range will increase losses and generally lead to a low efficiency.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) liquids. It has an induction winding made of copper wire, enclosed in a sealed toroidal cylindrical body of insulating non-magnetic material, located in the center and coaxial with the pipes. The liquid is supplied to the tank through the pipe through the center of the cylindrical body of the winding.
  • the device has a number of disadvantages that actually reduce the declared performance indicators: the presence of an induction winding in the shell of only insulating material makes it very difficult to ensure electrical safety and tightness of the structure; the labyrinth scheme of fluid movement lengthens the path, but according to the above diagram, the electrical resistance of the inducted current increases and, therefore, the current decreases, which reduces the amount of heat generated; all elements of the device have the same thickness and complex configuration, which complicates the system of formation of the structure of the electromagnetic field, and, consequently, the choice of optimal parameters according to the declared performance indicators.
  • Induction fluid heater RU N ° 93597 U1 published on 04/27/2010, which consists of a housing with inlet and outlet pipes, upper and lower covers and an induction coil, characterized in that the induction fluid heater is equipped with a glass with double walls and an annular bottom installed in the case, the induction coil is placed in an airtight space between the walls of the glass. It is additionally indicated that the free space between the inner surface of the glass is filled with a dielectric heat-conducting material, and the number of coils in the glass can be from 1 to 6, the wall thickness of the glass is made of one thickness, and is determined by the formula given in the description.
  • this design also has disadvantages that reduce the efficiency indicators for metal consumption, power factor. and the efficiency of converting electrical energy into thermal energy. These include:
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) It is a hollow cylindrical toroid on the inner surface of which an electromagnetic field is formed using an induction coil.
  • the depth of penetration of the magnetic field into the material depends on the rate of change of frequency, magnetic flux density and magnetic permeability of the material and, as a consequence, the shape and magnitude of the magnetic field.
  • the electric field formed together with the magnetic field creates an electric current, which, in accordance with the Joule-Lenz law, causes the conductor to heat up - the inner wall of the glass to the depth of penetration of the electromagnetic field.
  • the surface area of the outside of the cup is larger than the surface of the inner wall of the cup, and therefore, the current density and conductivity will be different.
  • heaters need to be connected in series, for example, to obtain more power and power from a three-phase current source, it is necessary to use external connecting elements, since the input and output pipes are asymmetrical and do not fit directly with each other.
  • the invention according to the set of essential features differs from analogues in that the heater casing is made of square tube, the walls of the casing for the induction coil have different thicknesses,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) proportional to the density of the magnetic flux passing through them, a separation plate is installed inside the heater body, creating a labyrinthine form of fluid motion and narrowing the cross-sectional area of the channels for fluid motion., which increases the flow velocity and increases the turbulence of the fluid flow.
  • three or more heater housings made of square tubes with dividing plates installed inside the housings, creating a labyrinthine form of fluid motion and narrowing the cross-sectional area of the channels for fluid motion, with induction coil housings having walls of different thicknesses proportional to the density of the magnetic flow, are rigidly connected to each other in the plane of the walls of the heater casing with the device between them common circuit
  • the motion of the heated fluid between the inlet of the first heater housing and the outlet pipe of the last heater housing through the flow sealingly welded along the contour holes in the walls of the heater housings.
  • the proposed invention is aimed at solving the technical problem of creating a structure with properties that can be characterized by the following technical results:
  • the turbulent fluid flow creates better conditions for heat transfer, increases the efficiency and reduces the temperature gradient between the heated surface and the heated fluid, reduces the loss of scale and allows you to heat flammable liquids;
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) welded holes between the housings, allows to obtain high specific indicators of energy efficiency per unit volume of the heater.
  • the indicated private technical solutions are interconnected with the formation of a stable set of features to obtain the necessary technical result - a compact device that provides effective heating of the liquid in the claimed fields of application, with high efficiency and power factor, lower metal consumption and better maintainability.
  • Figure 1 shows a General view of the induction fluid heater, side and front views.
  • the figure 2 shows an induction fluid heater in a square case in section.
  • the figure 3 shows an induction fluid heater with three bodies of square tubes in section
  • Figure 4 shows the appearance of an induction heater with six cases of square tubes.
  • the induction heater shown in general form in Figure 1, includes: a cylindrical square housing 15, an input 3 and an output 2 nozzles for receiving and supplying a heated fluid, a shield 4 for connecting an alternating electric current voltage to the induction coil and controlling the heating process of the fluid according to predetermined parameters temperature and pressure, cover 6, front and rear supports 5.
  • the sectional induction heater shown in FIG. 2 consists of: a cover 7, an induction coil with a winding of insulated wires 8, an external 9 and an internal 10 wall of a ferrimagnetic cylindrical body of an induction coil, a fixing bolt 1 1, process tubes for outputting the ends of the winding and installing an electrical panel control 12, the sealing ring 13, the separation plate 14 passing along the outer and inner sides of the cylindrical body of the induction coil 8.
  • the cover 7 of the induction coil is made with grooves on an end of the cylindrical body shape of the induction coil.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) shown in figure 2, shows a cylindrical body of square section 15, the inlet pipe 3, the outlet pipe 2. dividing plate 14, the inner thickened wall of the cylindrical body of the induction coil 10, the outer wall of the cylindrical body for the induction coil (9) and induction coil 8.
  • the induction fluid heater shown in FIG. 3 in section, consists of three bodies made of square tubes rigidly fixed in the plane of the walls to each other in a vertical rack with the device between the flow-through housings, hermetically welded along the contour of the holes 16 and, thus, creating a common motion loop heated fluid between the inlet pipe 3 of the lower case and the outlet pipe (2) of the upper case.
  • a mounted 4 electric shield is installed on all three cases. In an embodiment, an external shield can be used.
  • the figure 4 shows a General view of the induction fluid heater, consisting of six consecutively connected in the plane of the walls of the housing of the heaters, square 15, input 3 and output 2 pipes, electrical panel 4 and insulated panels for mounting electrical connections 17 ...
  • the proposed device operates as follows way.
  • the incoming fluid through the inlet pipe 3 is fed into the inner cavity of the heater casing and the reverse flow along the inner and outer walls of the cylindrical casing of the induction coil through the separation plate 14 goes into the outlet pipe 2.
  • the liquid the channels formed by the dividing plates 14 along the walls of the housings of the induction coils through the flowing holes 16 passes all three housing heaters 2 of the outlet.
  • the heating of the liquid occurs from the ferrimagnetic walls (9.10) of the cylindrical body of the induction coil of the heater, heated by an electric current by the induction winding of the induction coil.
  • the frequency of the electric current is 50/60 Hz.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) To increase the efficiency of heat transfer, dividing plates are installed that create a labyrinth passage. By thus reducing by half the cross-sectional area for fluid passage and alternately changing the direction of fluid movement, increased turbulence is created, which improves heat transfer between the heated walls and the heated fluid. The vertical movement of the fluid flow eliminates air and steam plugs and drains the fluid easily and quickly during maintenance and emergency situations.
  • the use of the walls of the housing of the induction coil with a thickness proportional to the density of the magnetic flux allows you to provide the optimal penetration depth of the alternating magnetic field into the ferrimagnetic material of the walls and reduce the mass of the metal.
  • Such a construction does not lead to distortion of the sinusoidal shape of the electric current, and, therefore, a high power factor is provided and, therefore, the active component of the current is increased, which in turn, in accordance with the Joule-Lenz law, increases the amount of heat released in the ferrimagnetic walls in proportion to the square degree of electric current.
  • the upper removable cover 7 is made with a groove grooves to provide the most accurate and complete contact with the end surfaces of the inner and outer 9 walls of the induction coil housing.
  • the present invention allows us to apply not only the simplest technological schemes of mass production, but also obtain the best results in terms of effectiveness in terms of reliability, durability, maintainability, power factors and efficiency.
  • the proposed invention was implemented and tested in practice using standard industrial equipment. Sealing elements. Means of fasteners, as well as other auxiliary elements necessary when assembling the proposed induction heater, are completed in accordance with the developed working drawings of the device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах отопления, горячего водоснабжения, в технологических процессах подогрева жидкостей, где требуется обеспечить малый градиент температур между нагревателем и нагреваемой жидкостью. Сущность изобретения состоит в том, что для получения нового уровня качеств по показателям металлоемкости, ремонтопригодности и эффективности нагревания жидкости в индукционном нагревателе жидкостей, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, ферримагнитный корпус для индукционной катушки с электрической обмоткой из изолированных проводов, ферримагнитную крышку корпуса индукционной катушки, обеспечивающего замыкание магнитного потока в сердечнике индукционной катушки, проведены следующие модификации: корпус нагревателя с входным и выходным патрубками выполнен из трубы квадратного сечения, стенки корпуса индукционной катушки выполнены различной толщины, пропорционально плотности магнитного потока, в корпусе нагревателя установлена разделительная пластина, создающая лабиринтную форму движения жидкости и сужающая площадь поперечного сечения каналов для движения жидкости. Для увеличения мощности индукционного нагревателя жидкостей три или более корпуса нагревателя, выполненных из трубы квадратного сечения, жестко соединяются между собой в плоскости стенок корпусов нагревателя. Через проточные герметично сваренные по контуру отверстия в стенках корпусов нагревателя устраивается общий контур движения нагреваемой жидкости между входным патрубком первого корпуса нагревателя и выходным патрубком последнего корпуса нагревателя. При горизонтальном расположении корпусов нагревателей возникает возможность обеспечить естественный отвод воздуха и продуктов парообразования по направлению потока жидкости.

Description

ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТЕЙ.
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах отопления, горячего водоснабжения, в технологических процессах подогрева жидкостей, где требуется обеспечить малый градиент температур между нагревателем и нагреваемой жидкостью.
По уровню техники известны изобретения и полезные модели подобного устройства и назначения:
- Патент США NQ US2010/0213190 от 26.08.2010 Проточный индукционный нагреватель для нагрева жидкостей, включающий индукционную катушку, размещенную в камере с ферримагнитными стенками, вдоль которых проходят каналы для движения жидкости. Нагрев жидкости происходит от ферримагнитных стенок камеры индуктора. Устройство не требует дополнительного электромагнитного экранирования. Конструкция камеры индуктора и каналов для движения жидкости выполнена из тонкостенных ферримагнитных труб собранных коаксиально на общей крышке равной толщины с трубами. Для подачи и отвода воды имеются входные боковые и центральный выходной патрубки. Устройство допускает возможность работы в широком диапазоне частот от 50-400 кГц. Для повышения эффективности нагрева предлагается в каналах для движения жидкости устроить плоские ребра в форме спирали, которые увеличивают время и путь движения жидкости вдоль внешней нагревающей ферримагнитной стенки камеры индуктора.
Недостатком устройства является малая толщина стенок камеры и крышки индуктора, что приводит к искажению формы электромагнитного поля и как следствие снижению коэффициента мощности, а применение однотипной конструкции по диапазону частот с 8-кратным перекрытием диапазона увеличит потери и в целом приведет к низкому коэффициенту полезного действия.
-Патент на изобретение RU N°2400944 С1 , опубликовано 27.09.2010 Вихревой индукционный нагреватель и устройство обогрева для помещений для использования в системах отопления и водоснабжения. Содержит ферримагнитную емкость цилиндрической формы. К торцевым стенкам цилиндрической емкости с противоположных сторон прикреплены концентрически две металлические трубы с образованием лабиринтного выхода для нагреваемой
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) жидкости. Имеет индукционную обмотку из медного провода, заключенную в герметичный тороидальный цилиндрический корпус из изоляционного немагнитного материала, расположенную в центре и коаксиально с трубами. Подача жидкости в емкость осуществляется по трубе через центр цилиндрического корпуса обмотки.
Устройство имеет ряд недостатков реально снижающих заявленные показатели эффективности: наличие индукционной обмотки в оболочке только из изоляционного материала значительно затрудняет обеспечение электробезопасности и герметичности конструкции; лабиринтная схема движения жидкости удлиняет путь, но по приведенной схеме электрическое сопротивление индуктируемому току возрастает и, следовательно, снижается величина тока, что снижает количество генерируемого тепла; все элементы устройства имеют одинаковую толщину и сложную конфигурацию, что усложняет систему формирования структуры электромагнитного поля, а, следовательно, и выбор оптимальных параметров по заявленным показателям эффективности.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является патент на полезную модель. Индукционный нагреватель жидких сред RU N°93597 U1 опубликовано 27.04.2010, который состоит из корпуса с входными и выходными патрубками, верхней и нижней крышек и индукционной катушки, отличающийся тем, что индукционный нагреватель жидких сред снабжен стаканом с двойными стенками и кольцевым дном, установленном в корпусе, при этом, индукционная катушка размещена в герметичном пространстве между стенками стакана. Дополнительно указывается, что свободное пространство между внутренней поверхностью стакана заполнено диэлектрическим теплопроводящим материалом, а количество катушек в стакане может быть от 1 до 6 , толщина стенок стакана выполнена одной толщины, и определяется по приведенной в описании формуле.
При более простой конструкции, чем предыдущие аналоги, в данной конструкции имеются также недостатки, которые снижают показатели эффективности по металлоемкости, коэффициенту мощности . и эффективности преобразования электрической энергии в тепловую энергию. К ним относятся:
- стакан с верхней и нижней крышками, куда помещается индукционная катушка
2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) представляет собой полый цилиндрический тороид на внутренней поверхности которого с помощью индукционной катушки формируется электромагнитное поле. Глубина проникновения магнитного поля в материал зависит от скорости изменения частоты, плотности магнитного потока и магнитной проницаемости материала и, как следствие, формы и величины напряженности магнитного поля. Образующееся вместе с магнитным полем электрическое поле создает электрический ток, который в соответствии с законом Джоуля - Ленца вызывает нагревание проводника - внутреннюю стенку стакана на глубину проникновения электромагнитного поля. Однако площадь поверхности внешней стороны стакана больше, чем поверхность внутренней стенки стакана и поэтому плотность тока и удельная проводимость будет различна. Этот фактор не учтен в данной конструкции вследствие чего применение для стенок стакана труб одинаковой толщины увеличивает расход металла, утяжеляет конструкцию и снижает коэффициент мощности. - скорость движения жидкости вдоль внутренней стенки стакана выше, чем вдоль внешней стороны, в результате чего коэффициент теплопередачи на протоке будет недостаточен для полного съема тепла и уменьшения градиента температуры между нагревателем и нагреваемой жидкостью, что важно для снижения образования накипи и при нагреве горючих жидкостей; -применение на общем сердечнике от 1 до 6 катушек увеличивает габариты по длине конструкции и возрастает магнитное сопротивление потоку создаваемой каждой катушкой, что приводит к уменьшению коэффициента мощности;
-при необходимости последовательного соединения нагревателей, например для получения большей мощности, и питания от источника трехфазного тока, необходимо использовать внешние соединительные элементы, так как входные и выходные патрубки расположены несимметрично и не стыкуются напрямую друг с другом.
-вертикальное расположение нагревателя нижним подводом и боковым отводом жидкости требует применения дополнительных мер для отвода воздуха и продуктов парообразования при нагреве жидкости.
Предлагаемое изобретение по совокупности существенных признаков отличается от аналогов тем, что корпус нагревателя выполнен из трубы квадратного сечения, стенки корпуса для индукционной катушки имеют различную толщину,
3
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) пропорциональную плотности проходящего через них магнитного потока, внутри корпуса нагревателя установлена разделительная пластина, создающая лабиринтную форму движения жидкости и сужающая площадь поперечного сечения каналов для движения жидкости., что увеличивает скорость потока и повышает турбулентность течения жидкости.
Для увеличения мощности нагревателя три или более корпуса нагревателя выполненных из трубы квадратного сечения с установленных внутри корпусов разделительными пластинами, создающими лабиринтную форму движения жидкости и сужающими площадь поперечного сечения каналов для движения жидкости, с корпусами индукционных катушек имеющих стенки различной толщины пропорциональной плотности проходящего через них магнитного потока, жестко соединяются между собой в плоскости стенок корпуса нагревателя с устройством между ними общего контура движения нагреваемой жидкости между входным патрубком первого корпуса нагревателя и выходным патрубком последнего корпуса нагревателя через проточные герметично сваренные по контуру отверстия в стенках корпусов нагревателя.
При горизонтальном расположении нагревателей обеспечивается естественный отвод воздуха и продуктов парообразования по направлению потока жидкости. Предложенное изобретение направленно на решение технической задачи создания конструкции обладающей свойствами, которые можно охарактеризовать следующими техническими результатами:
-меньшей металлоемкостью за счет выбора оптимальной толщины стенок корпуса индукционной катушки; - повышением турбулентности движения жидкости вдоль нагретых поверхностей цилиндрического корпуса индукционной катушки, путем устройства лабиринтного прохода жидкости через разделительную пластину, Турбулентное течение жидкости создает лучшие условия для теплопередачи, повышает коэффициент полезного действия и снижает градиент температуры между нагретой поверхностью и нагреваемой жидкостью, уменьшает выпадение накипи и позволяет нагревать горючие жидкости;
- конструкция нагревателя с тремя и более корпусами из труб квадратного сечения и объединение потока нагреваемой жидкости через герметично
4
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) свариваемые отверстия между корпусами, позволяет получить высокие удельные показатели по энергоэфективности на единицу объема нагревателя.
.Указанные частные технические решения взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности признаков для получения необходимого технического результата - компактного устройства, обеспечивающего эффективное нагревание жидкости в заявленных областях применения, с высоким КПД и коэффициентом мощности, меньшей металлоемкостью и лучшей ремонтопригодностью.
Предложенное техническое решение поясняется следующими чертежами: На фигуре 1 показан общий вид индукционного нагревателя жидкости, виды сбоку и спереди.
На фигуре 2 показан индукционный нагреватель жидкости в корпусе квадратного сечения в разрезе .
На фигуре 3 показан индукционный нагреватель жидкости с тремя корпусами из труб квадратного сечения в разрезе
На фигуре 4 показан внешний вид индукционного нагревателя с шестью корпусами из труб квадратного сечения.
Индукционный нагреватель, представленный в общем виде на фигуре 1 включает: цилиндрический корпус квадратного сечения 15, входной 3 и выходной 2 патрубки для приема и подачи нагреваемой жидкости, щит 4 для подключения напряжения переменного электрического тока к индукционной катушке и управления процессом нагревания жидкости по заданным параметрам температуры и давления, крышку 6, переднею и заднею опоры 5 .
Индукционный нагревателя в разрезе представленный на фигуре 2 состоит: из крышки 7, индукционной катушки с обмоткой из изолированных проводов 8, внешней 9 и внутренней 10 стенки ферримагнитного цилиндрического корпуса индукционной катушки, крепежного болта 1 1 , технологических трубок для вывода концов обмотки и установки электрического щита управления 12, уплотнительного кольца 13, разделительной пластины 14 проходящей вдоль внешней и внутренней сторонам цилиндрического корпуса индукционной катушки 8. Крышка 7 индукционной катушки выполнена с пазами по форме торца цилиндрического корпуса индукционной катушки. В поперечном разрезе АА,
5
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) представленном на фигуре 2 , показан цилиндрический корпус квадратного сечения 15, входной патрубок 3 , выходной патрубок 2. разделительная пластина 14, внутренняя утолщенная стенка цилиндрического корпуса индукционной катушки 10, внешняя стенка цилиндрического корпуса для индукционной катушки(9) и индукционная катушка 8.
Индукционный нагреватель жидкостей, представленный на фигуре 3 в разрезе, состоит из трех корпусов выполненных из труб квадратного сечения жестко закрепленных в плоскости стенок между собой в вертикальную стойку с устройством между корпусами проточных, герметично сваренными по контуру отверстий16 и образования, таким образом, общего контура движения нагреваемой жидкости между входным патрубком 3 нижнего корпуса и выходным патрубком(2) верхнего корпуса. На все три корпуса устанавливается навесной 4 электрический щит. В вариантном исполнении может использоваться выносной щит.
На фигуре 4 показан общий вид индукционного нагревателя жидкости, состоящий из шести последовательно соединенных в плоскости стенок корпусов нагревателей, квадратного сечения 15 , входной 3 и выходной 2 патрубки, электрический щит 4 и изолированные панели для монтажа электрических соединений 17.. .Предложенное устройство работает следующим образом.
Как показано на фигуре 2 поступающая жидкость через входной патрубок 3 подается во внутреннюю полость корпуса нагревателя и обратным потоком вдоль внутренней и внешней стенок цилиндрического корпуса индукционной катушки через разделительную пластину 14 выходит в выходной патрубок 2. При объединении трех корпусов нагревателей представленных на фигуре 3 жидкость по каналам образованных разделительными пластинами 14 вдоль стенок корпусов индукционных катушек через проточные отверстия 16 проходит все три корпуса нагревателей и выходит через выходной патрубок 2.
Нагревание жидкости происходит от ферримагнитных стенок(9,10) цилиндрического корпуса индукционной катушки нагревателя, разогретых электрическим током индуктируемым обмоткой индукционной катушки. Частота электрического тока 50/60 Гц. Напряжение 220/380В.
6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Для увеличения эффективности теплопередачи устанавливается разделительные пластины, создающие лабиринтный проход. За счет уменьшения, таким образом, вдвое площади поперечного сечения для прохода жидкости и попеременного изменения направления движения жидкости создается повышенная турбулентность, способствующая улучшению теплообмена между нагретыми стенками и нагреваемой жидкостью. Вертикальное движение потока жидкости позволяет устранить воздушные и паровые пробки и легко и быстро слить жидкость при профилактических работах и в аварийных ситуациях.
Применение стенок корпуса индукционной катушки с толщиной пропорциональной плотности магнитного потока, позволяет обеспечить оптимальную глубину проникновения переменного магнитного поля в ферримагнитный материал стенок и уменьшить массу металла. Такое построение конструкции не приводит к искажению синусоидальной формы электрического тока, а, следовательно, обеспечивается высокий коэффициент мощности и увеличивается, таким образом, активная составляющая тока, что в свою очередь в соответствии с законом Джоуля - Ленца увеличивает количество выделяемого в ферримагнитных стенках тепла пропорционально квадратной степени силы электрического тока. Также для снижения магнитного сопротивления в корпусе индукционной катушки верхняя съемная крышка 7 выполнена с проточкой пазов, чтобы обеспечить максимально точный и полный контакт с торцевыми поверхностями внутреннейЮ и внешней 9 стенок корпуса индукционной катушки.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет применить не только наиболее простые технологические схемы массового производства, но и получить при этом лучшие результаты по эффективности действия по показателям надежности, долговечности, ремонтопригодности, коэффициентам мощности и полезного действия.
Предложенное изобретение было реализовано и испытано на практике с использованием стандартного промышленного оборудования. Уплотнительные элементы .средства крепежа, а также прочие вспомогательные элементы, необходимые при сборке предложенного индукционного нагревателя комплектуются в соответствии с разработанными рабочими чертежами устройства.
7
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

Формула изобретения
1 .Индукционный нагреватель жидкостей, содержащий корпус нагревателя с входным и выходным патрубками, ферримагнитный корпус для индукционной катушки с электрической обмоткой из изолированных проводов, ферримагнитную крышку корпуса индукционной катушки, обеспечивающего замыкание магнитного потока в сердечнике индукционной катушки, отличающийся тем, что корпус нагревателя выполнен из трубы квадратного сечения, стенки корпуса для индукционной катушки имеют различную толщину, пропорциональную плотности проходящего через них магнитного потока, внутри корпуса нагревателя установлена разделительная пластина, создающая лабиринтную форму движения жидкости и сужающая площадь поперечного сечения каналов для движения жидкости.
2. Индукционный нагреватель жидкостей, содержащий корпус нагревателя с входным и выходным патрубками, ферримагнитный корпус для индукционной катушки с электрической обмоткой из изолированных проводов, ферримагнитную крышку корпуса индукционной катушки отличающийся тем, что три или более корпуса нагревателя выполненных из трубы квадратного сечения, с корпусами индукционных катушек имеющих стенки различной толщины пропорциональной плотности проходящего через них магнитного потока, с установленными внутри корпусов нагревателя разделительными пластинами, создающими лабиринтную форму движения жидкости и сужающими площадь поперечного сечения каналов для движения жидкости, жестко соединяются между собой в плоскости стенок корпуса нагревателя с устройством общего контура движения нагреваемой жидкости между входным патрубком первого корпуса нагревателя и выходным патрубком последнего корпуса нагревателя через проточные герметично сваренные по контуру отверстия в стенках корпусов нагревателя.
8
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2017/000072 2017-02-13 2017-02-13 Индукционный нагреватель жидкостей WO2018147758A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000072 WO2018147758A1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Индукционный нагреватель жидкостей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000072 WO2018147758A1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Индукционный нагреватель жидкостей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018147758A1 true WO2018147758A1 (ru) 2018-08-16

Family

ID=63107673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000072 WO2018147758A1 (ru) 2017-02-13 2017-02-13 Индукционный нагреватель жидкостей

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018147758A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110186182A (zh) * 2019-05-31 2019-08-30 张泽盛 一种电磁涡流加热装置及使用其的快热式热水器
CN114340456A (zh) * 2019-06-18 2022-04-12 瑞海文多斯服务股份公司 用于制备饮料的自动售货机中的连续流式电磁感应流体加热器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075811A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 Asea Ab Vorrichtung zur Erwärmung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums
RU87856U1 (ru) * 2009-06-02 2009-10-20 Дин Хи Ким Устройство индукционного нагрева жидких сред
RU93507U1 (ru) * 2009-12-18 2010-04-27 Иван Александрович Кочуров Индукционный нагреватель жидких сред

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075811A1 (de) * 1981-09-24 1983-04-06 Asea Ab Vorrichtung zur Erwärmung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums
RU87856U1 (ru) * 2009-06-02 2009-10-20 Дин Хи Ким Устройство индукционного нагрева жидких сред
RU93507U1 (ru) * 2009-12-18 2010-04-27 Иван Александрович Кочуров Индукционный нагреватель жидких сред

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110186182A (zh) * 2019-05-31 2019-08-30 张泽盛 一种电磁涡流加热装置及使用其的快热式热水器
CN114340456A (zh) * 2019-06-18 2022-04-12 瑞海文多斯服务股份公司 用于制备饮料的自动售货机中的连续流式电磁感应流体加热器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105485891A (zh) 闭合磁路感应加热器
JPH06208887A (ja) 電磁誘導加熱蒸気発生器
WO2018147758A1 (ru) Индукционный нагреватель жидкостей
WO2023033613A1 (ko) 유도가열에 의한열교환기 겸용 줄열발생기
RU87856U1 (ru) Устройство индукционного нагрева жидких сред
RU2625719C2 (ru) Индукционный нагреватель жидкостей
RU2371889C1 (ru) Индукционный нагреватель текучих сред
RU180381U1 (ru) Устройство для индукционного нагрева жидкости
RU93507U1 (ru) Индукционный нагреватель жидких сред
CN212463548U (zh) 一种三维迷宫式电磁加热器
RU2074529C1 (ru) Индукционной нагреватель жидкости
CN105870811A (zh) 一种散热良好的固体绝缘环网柜
RU171171U1 (ru) Индукционный тороидальный нагреватель жидкостей
KR101757756B1 (ko) 전극판과 트랜스를 이용한 전자기 유도가열 보일러
CN207230715U (zh) 一种电磁采暖装置
RU124470U1 (ru) Устройство индукционного нагрева жидких сред
RU2782956C1 (ru) Индукционный нагреватель текучих сред
RU174499U1 (ru) Индукционный нагреватель
RU2030126C1 (ru) Электродный нагреватель жидкости "мечта 4"
RU2770911C1 (ru) Индукционный нагреватель текучих сред
RU203471U1 (ru) Индукционный парогенератор насыщенного пара
CN211575073U (zh) 并联变频电磁蒸汽发生器
WO2018147761A1 (ru) Индукционный тороидальный нагреватель жтдкостей
KR102590204B1 (ko) 수중발열용 유도열히터
CN205179409U (zh) 一种低漏磁低辐射电磁感应加热装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17896263

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17896263

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1