индукционный электрокотел в.ф.короля

Формула изобретения

Индукционный электрокотел, содержащий корпус с параллельно установленными металлическими трубами нагрева, упирающимися торцами в противоположные стенки корпуса и герметично соединенными с ними, и теплоизоляцию, отличающийся тем, что в корпусе установлен магнитопровод с сердечником в виде замкнутых стержней с обмотками, трубы нагрева короткозамкнуты, а теплоизоляция расположена на их внутренней поверхности, при этом стержни с обмотками установлены внутри труб с зазором по отношению к теплоизоляции с образованием воздушных каналов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротермическим установкам, а именно к электронагревателям текучей среды, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства.

Известно устройство для электронагрева протекающих по металлической трубе неэлектропроводных сред, основанное на пропускание по трубе тока от специального трансформатора, имеющего не менее чем две изолированные между собой обмотки [1]

Недостатком такого устройства является громоздкость конструкции, значительный расход проводниковых материалов на обмотки трансформатора и на соединения с ними труб устройства, а также необходимость обеспечения непрерывной циркуляции по трубе нагреваемой среды, поскольку ее прекращение приведет к перегреву и выходу из строя трубопровода и устройства в целом. Таким образом, устройство металлоемко, сложно в эксплуатации и ненадежно.

Известен трехфазный индукционный электрокотел В. И.Дайча, содержащий двойные днища и водогрейные трубы, выполненные из ферромагнитного материала, и обмотку, представляющую собой проводниковые стержни, установленные внутри названных труб, а концы стержней соединены перемычками таким образом, что образуют витки фазных обмоток [2] При этом днища и водогрейные трубы представляют собой магнитопровод, в поверхностных слоях которого создаются вихревые токи, преобразующие электрическую энергию в тепло.

Недостатками такого котла являются сравнительно низкие коэффициенты мощности и полезного действия. Первый обусловлен принципом действия, а последний тем, что внутренняя поверхность водогрейных труб охлаждается циркулирующим воздухом окружающей среды. Кроме того, обмотки электрокотла сложны в изготовлении и требуют большого расхода проводникового материала, а после износового отказа котла вследствие корродирования днищ или водогрейных труб фазные обмотки также подлежат выбраковке. Вместе с тем в известном электрокотле исключается возможность применения неферромагнитного металла, что существенно ограничивает использование котла в пищевой или химической промышленности.

Таким образом известный индукционный электрокотел создает в электрической сети повышенные потери электрической сети повышение потери электрической энергии, сложен в изготовлении, имеет низкую эффективность использования конструкционного и проводникового материалов, а также ограничен для применения на нагреве многих жидкостей.

Целью изобретения является повышение коэффициентов мощности и полезного действия, снижение металлоемкости и повышение эффективности использования ферромагнитного и проводникового материалов, повышение надежности и ремонтопригодности индукционного электрокотла и расширение возможности его применения для нагрева пищевых и других различных по химическому составу текучих сред.

Поставленная цель достигается тем, что в известный индукционный электрокотел, содержащий корпус с параллельно установленными металлическими трубами нагрева, опирающимися торцами на противоположные стенки корпуса и герметично соединенные с ними и теплоизоляцию, введен замкнутый магнитопровод с сердечником в виде замкнутых стержней с обмотками, трубы нагрева короткозамкнуты, на внутренней поверхности которых расположена теплоизоляция, при этом стержни с обмотками установлены внутри труб с зазором по отношению к теплоизоляции с образованием продольных воздушных каналов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема конструкции индукционного электрокотла со стороны ярма магнитопровода; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Индукционный электрокотел содержит корпус 1, через который проходят параллельно установленные металлические трубы нагрева 2, торцы которых герметично соединены с боковыми противоположно расположенными стенками корпуса 1, замкнутый магнитопровод 3, на стержнях которого установлены обмотки 4, включаемые в электрическую сеть переменного тока, причем каждый из стержней магнитопровода 3 с находящейся на нем обмоткой 4 устанавливается в металлическую трубу нагрева 2, которая вдоль окружности или линии развертки короткозамкнута и образует непрерывную электрическую цепь, представляющую собой короткозамкнутый виток с рассредоточенной вдоль него резистивной нагрузкой, теплоизоляцию 5, установленную на внутренней стенке трубы нагрева 2 с таким расчетом, чтобы между теплоизоляцией 5 и наружной поверхностью обмотки 4 был образован продольный воздушный канал 6 для циркуляции воздуха, и емкость 7 с нагреваемой текучей средой, находящейся в непосредственном контакте с наружной поверхностью труб нагрева 2.

Индукционный электрокотел работает следующим образом.

При включении обмоток 4 в электрическую сеть переменного тока в магнитопроводе 3 возбуждается переменный магнитный поток, который в короткозамкнутой трубе нагрева 2 индуктирует электродвижущую силу и соответственно ток в стенке трубы 2. Под воздействием этого тока труба 2 нагревается и с ее наружной поверхности происходит теплопередача текучей среде, находящейся в корпусе 1, и емкости 7 индукционного электрокотла.

Предлагаемый индукционный электрокотел обеспечивает высокую эффективность использования магнитопровода и обмоток. При изготовлении котла из обычного стального листа срок службы магнитопровода и обмоток многократно будет превышать срок службы корпуса и труб нагрева. Поэтому один магнитопровод с обмоткой могут быть демонтированы из отказавшего и установлены в новый электрокотел.

Благодаря тому, что в предлагаемом индукционном электрокотле труба нагрева представляет собой замкнутый виток с рассредоточенным резистивным сопротивлением, а процесс нагрева осуществляется током замыкания, то трубы нагрева и стенки котла могут быть выполнены и из неферромагнитного, химически стойкого металла. Поэтому такой котел может иметь широкую область применения.