ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

Индукционный нагреватель текучей среды
Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для нагрева жидкостей и газов в различных технологических процессах.
Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий трубу из диамагнитного материала, охватывающий ее индуктор и массивный сердечник со сквозными каналами вдоль оси для прохода нагреваемой среды, который установлен внутри трубы с кольцевым зазором ( см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1019676, МПК HO5B/10, публикация 23.05.83г.).
Недостатком известного нагревателя является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.
Известен индукционный нагреватель текучей среды, который содержит через изоляционный слой обмоткой переменного тока корпус из ферромагнитного материала, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндров, кольцевой зазор между которыми соединен с патрубками входа и выхода нагреваемой среды, и магнитопровод, при этом зазор разделен на сектора продольными радиальньгми перегородками, одна из которых расположена между патрубками входа и выхода и примыкает к обоим торцам корпуса, а другие попеременно примыкают к одному из
торцов, образуя отверстия для зигзагообразного протекания среды (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1607671, МПК НО5В/10, публикация 30.09.91г.).
Недостатком известного нагревателя является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.
Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий трансформатор с шихтованным сердечником, на который намотана первичная обмотка, резервуар, охватывающий сердечник трансформатора, вторичная обмотка которого расположена в резервуаре и выполнена из электропроводной ленты в виде замкнутой спирали, имеющей между витками зазоры, заполненные нагреваемой жидкостью (см. описание изобретения к патенту РФ №2053455, МПК F24H1/10, НО5В/10, публикация 27.01.96г.).
Недостатком известного нагревателя является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.
Известен индукционный нагреватель текучей среды, содержащий полый корпус с патрубками входа и выхода среды, индукционную обмотку, охватывающую корпус, и теплоотдающий элемент с винтовой поверхностью, который замкнут накоротко, расположен внутри корпуса и образует спиральный канал для прохода нагреваемой среды, при этом к корпусу нажимными щайбами и болтами прикреплен магнитопровод, выполненный в виде пакетов из листовой трансформаторной стали.
теплоотдающий элемент выполнен в виде упругой ленточной спирали, начало и конец которой замкнут накоротко стальным сердечником ( см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1524198, МПК НО5В6/10, публикация 23.11.89г.).
Недостатком известного нагревателя, принятого в качестве прототипа данного изобретения, является недостаточная эффективность нагрева текучей среды.
Сущность изобретения заключается в том, что в индукционном нагревателе текучей среды, содержащем полый корпус с патрубками входа и выхода среды, индукционную обмотку, охватывающую корпус, и теплоотдающий элемент с винтовой поверхностью, который замкнут накоротко, расположен внутри корпуса и образует спиральный канал для прохода нагреваемой среды, корпус дополнительно содержит второй цилиндр, который установлен с зазором внутри первого цилиндра, одним концом подключен к патрубку входа текучей среды, а другим концом соединен со спиральным каналом теплоотдающего элемента, который установлен в зазоре между цилиндрами и замкнут накоротко перемычкой, которая проходит через одно или два отверстия в боковой стенке второго цилиндра и расположена в его полости.
Кроме того, перемычка может быть выполнена в виде спирали.
Кроме того, тепловыделяющий элемент и перемычка выполнены из материала с высокой электропроводностью и одинакового профиля, например круглого или плоского.
Кроме того, размер профиля теплоотдающего элемента равен величине зазора между цилиндрами.
Кроме того, шаг спирали теплоотдающего элемента равен 1,1... 5,0 его толщины.
Кроме того, корпус дополнительно содержит кожух, который охватывает индукционную обмотку.
Кроме того, корпус выполнен из ферромагнитного материала. Кроме того, корпус выполнен из щихтованной трансформаторной стали.
Это позволяет повысить эффективность нагрева текучей среды.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображен индукционный нагреватель текучей среды; На фиг.2 - тоже, сечение А-А.
Индукционный нагреватель текучей среды содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 входа и выхода текучей среды, индукционную обмотку 4, охватывающую корпус I, и теплоотдающий элемент 5 с винтовой поверхностью, начало и конец которого замкнуты накоротко перемычкой 6.
Корпус 1 выполнен в виде коаксиально расположенных кожзоса 7, первого цилиндра 8 и второго цилиндра 9, которые закрыты с торцов крышками 10 и 11.
Второй цилиндр 9 установлен с зазором 12 внутри первого цилиндра 8 с помощью колец 13 со срезанными сегментами для прохода через образованные отверстия 14 нагреваемой среды.
Второй цилиндр одним концом подключен к патрубку 2 входа текучей среды, а другим концом через полость 15 соединен со спиральным каналом 16 теплоотдающего элемента 5, который установлен в зазоре 12 между цилиндрами 8 и 9.
Перемычка 6 выполнена в виде прямолинейного участка 20, имеющего загнутые концы 21 и 22.
Тепловыделяющий элемент 5 и перемычка 6 выполнены из материала с высокой электропроводностью и одинакового круглого профиля 23. Диаметр профиля 23 теплоотдающего элементаЗ равен 3,0 его толщины. Все детали корпуса 1 выполнены из ферромагнитного материала.
в одной крышке 11 установлены оба патрубка 2 и 3, причем патрубок 3 выхода текучей среды - сбоку.
Для герметизации в местах соединения деталей установлены прокладки 24.
Индукционный нагреватель текучей среды работает следующим образом.
Под действием переменного электромагнитного поля от включенной в сеть индукционной обмотки 4 в корпусе 1 возникают значительные вихревые токи, которые разогревают первый и второй цилиндры 8 и 9.
В теплоотдающем элементе 5, представляющем по существу короткозамкнутую вторичную обмотку , индуцируется ток, который вызывает разогрев элементаЗ.
Текучая среда поступает через патрубок 2, попадает в полость 19 второго цилиндра 9, отбирает тепло от перемычки 6 и от стенки второго цилиндра 9, попадает через полость 15 и отверстия 14 в спиральный канал 16 теплоотдающего элемента 5 и стенок цилиндров 8 и 9, проходит свободный кольцевой зазор 12 между цилиндрами 8 и 9 и выходит через патрубок 3.
Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева текучей среды.