Проточний індукційний теплоенергорекуператор

Проточний індукційний теплоенергорекуператор (ІТЕР), що містить корпус з розміщеними всередині по його осі циліндричними перегородками та розміщений у центрі спіралеподібний електронагрівач, який відрізняється тим, що корпус, наприклад, циліндричної форми, та внутрішні перегородки сполучені між собою торцями в послідовний ланцюг RL-нагрівальних елементів, що обладнані основними та проміжними затискачами для комбінованого підключення RLелементів до електромережі, причому корпус та перегородки своєю конструкцією створюють ланцюг послідовних проточних каналів для рекупера ції теплоносія від зовнішнього каналу, обладнаного фланцевим введенням, до центрального каналу, обладнаного фланцевим виводом, які приєднані до системи рекуперації теплоносія через ІЗОЛЮЮЧІ теплостійкі прокладки і зворотні клапани, в проточних каналах додатково встановлені пасивні перегородки, рекупераційне введення ІТЕР зміщено відносно центральної осі корпуса і установлено під кутом 95-100° відносно його осі, а в переходах із каналу в канал встановлені спеціальні перегородки-пластини, корпус і перегородки ІТЕР виготовлені з магнітом'якого матеріалу в вигляді магнітонапружених систем, паралельно ІТЕР підключена конденсаторна батарея, яка налагоджена в режим паралельного резонансу з індуктивністю паралельно підключених RL-елементів, внутрішня частина ІТЕР виготовлена з можливістю виймання та з'єднання з корпусом фланцевою конструкцією з використанням між ними ізолюючих теплостійких прокладок, а корпус ІТЕР оснащений монтажним отвором-відстійником т Галузь техніки, до якої належить корисна модель - електро-теплоенергетика, установки фільтро-компенсаци в вузлах нелінійних і ударних електронавантажень, пристрої енергозберігаючого теплозабезпечення технологій, тощо Галузь застосування - енерготеплозабезпечення, фільтро-компенсація і теплорекуперація Рівень техніки в галузі енерготеплозберігаючого теплозабезпечення, фільтро-компенсацм, ефективних систем відбору теплоенерги та ґі рекуперації В енергетиці, системах фільтро-компенсаци і електро-теплозабезпечення находять широке використання різні конструкції струмообмежуючих і других реакторів, та нагрівальних пристроїв При роботі в реакторах і подібних пристроях виділяється велика КІЛЬКІСТЬ тепла, так звана теплота втрат, яка в абсолютній більшості ніяким чином не використовується, а лише гріє довкілля ВІДОМІ І широко використовуються в промисловості різні по конструкції пристрої нагріву теплоносія (повітря, рідина), в яких через проточну конструкцію з роз ташованими в середині електронагрівальними елементами пропускають теплоносій, що омиває електронагрівач, нагрівається ним і потім використовується для технологічних і інших потреб Подібні нагрівачі теплоносія описані в авторських свідоцтвах [№ 353367, №1343496, № 1206974, №1541788, та ІНШІ] Але цим пристроям властиві такі недоліки, як обмежені функціональні можливості в частині енергозбереження та рекуперації енергії тепловтрат Не розроблені ефективні пристрої тепловідбору і рекуперації енергії тепловтрат іншим технологіям, тощо Аналіз показує, щ о значне підвищення енергетичних характеристик фільтро-компенсуючих та інших енергетичних установок з використанням з в и ч а й н и х р е а к т о р і в , б е з модернізації с а м и х реакт о р і в , в т о м у разі і з м е т о ю рекуперації т е п л о в т р а т , неможливо Використання з метою теплорекупераци р і з н о в и д і в п р и с т р о ї в з м а с л я н и м , в о д о м а с л я н и м т а п о в і т р я - м а с л я н и м о х о л о д ж е н н я м [1] т а к о ж п р о б л е м а т и ч н о з-за громіздкості цих с и с т е м , If) CO О") CD ^— р С ^ Ц^ а> w 10965 та їх непристосованості безпосередньо для цих цілей. Зауважимо, що пристрої нагріву теплоносія спіралеподібними електронагрівачами малоефективні з-за мізерно малих поверхонь нагріву самих електронагрівачів. Із пристроїв нагрівання теплоносія в якості проточного індукційного теплоенергорекуператора винахід по авторському свід. № 353367 [Повітронагрівач, Н05ВЗ/20, 29.09.1972 г.] є найбільш прийнятним для рекуперації нагрітого теплоносія і принятий в якості прототипа пристрою заявляємої корисної моделі, як по суті призначення і сукупності заявлених ознак. Суть корисної моделі - проточний індукційний тепло-енергорекуператор ІТЕР виражається сукупністю заявлених суттєвих нових ознак для вирішення технічних задач, що зводяться до: - енерго-теплозбереження в вузлах фільтрокомпенсації і теплозабезпечення; - зниження рівня активних тепловтрат в реакторах, інших пристроях, що гріються; - підвищення ефективності тепловідбору від елементів, що гріються при роботі, та рекуперації енергії тепловтрат для наступного використання. Перераховані технічні задачі досягаються слідуючими рішеннями: 1. В вузлах енерго-теплозабезпечення і фільтро-компенсації реактори і другі елементи, що нагріваються при роботі, виконані такими, що позволяють використовувати енергію тепловтрат для других технологій і компенсацію місцевих реактивних енергонавантажень. 2. Тепло-енергорекуператори виготовлені з магнітом'якого матеріалу в виді магнітонапружених систем з максимальним використанням поверхневого ефекту і ефекту близькості, мають переважно індуктивний характер опору, підключені до джерел електроенергії безпосередньо елементами самої конструкції. 3. Індукційні тепло-енергорекуператори ІТЕР мають по можливості максимальні поверхні тепловідбору з ланцюгами багатоходових послідовних проточних каналів для переміщення теплоносія і оснащені виводами для підключення до ємкості системи теплорекуперації. Суттєві ознаки прототипу [Повітря-нагрівач по авт. свід. № 352367] - повітрянагрівач включає циліндричний корпус і розміщені всередині перегородки, які з корпусом створюють послідовні проточні канали та розміщений в центрі спіралеподібний нагрівач. На фіг.1 приведений варіант ІТЕР, де теплоносій переміщується послідовно по проточним каналам 10 від зовнішнього вводу 7 до внутрішнього (центрального) виводу 3 вільно без додаткових направляючих пристроїв, регулюючих напрямки його переміщення. На фіг.2 приведений варіант ІТЕР, в якому, з метою підвищення тепловідбору, за рахунок збільшення пройденого теплоносієм шляху повз нагрітих поверхонь, його переміщення регульоване направляючими перегородками 9 і 11 і пластинами 14, а також жалюзі 8, що забезпечують гвинтоподібне переміщення теплоносія по проточним каналам. На фіг.З проілюстрована послідовність переміщення теплоносія по проточним каналам і через пропускні жалюзі 8 в стінках перегородок, що створюють рекупераційні канали. Суттєві нові ознаки корисної моделі: 1. Циліндричний, чи іншої форми, корпус 1 та перегородки 9 зібрані в багатоходову конструкцію послідовних проточних каналів 10 для переміщення теплоносія в заданій послідовності без спіралеподібного електронагрівача, розміщеного в центрі. 2. Корпус та перегородки торцями з'єднані в послідовний ланцюг RL - нагрівальних елементів, оснащений основними виводами 4 и 12 для підключення безпосередньо до електроланцюгів і проміжним виводом 6, як відгалуження від RL елементів. 3. Корпус, перегородки (циліндричної, чи іншої форми) виготовлені із магнітом'якого матеріалу в виді магнітонапруженої системи з максимальною дією поверхневого ефекту і ефекту близькості з-за малих проміжків між перегородками. 4. Багатократне збільшення поверхонь тепловідбору порівняно зі спіралеподібними електронагрівачами та підключення до джерела напруги безпосередньо самих RL - елементів позволяє в десятки разів зменшити активний опір ІТЕР, підключати їх до ланцюгів низької напруги, що поліпшує енергетичні показники ІТЕР і підвищує електробезпеку. 5. Підвищення ефективності відбору тепла та теплорекуперації з-за кругового, гвинтоподібного переміщення теплоносія по поточним каналам досягається тим, що його ввід 7 зміщений відносно осі центру ІТЕР і установлений під кутом 95-100°, а в проточних каналах додатково установлені пасивні циліндричні перегородки 11, та перегородкипластини 14 для завихрення теплоносія і збільшення пройденого їм шляху повз перегородок (RL - елементів), що гріються. 6. Для енергозбереження теплорекуперації ІТЕР експлуатується з паралельно підключеними конденсаторами, налагодженими в режим паралельного резонансу. 7. Магнітне екранування внутрішніх і пасивних перегородок ІТЕР забезпечується їх конструкцією і виготовленням їх корпуса і перегородок із магнітом'якого матеріалу. 8. Внутрішня частина ІТЕР виймальна і з'єднана з корпусом фланцевою конструкцією 2 з ізолюючими теплостійкими прокладок 5, а сама конструкція ІТЕР - модульна, що позволяє їх збирати в блоки любої потужності. 9. Для електричної розв'язки з системою рекуперації і забезпечення тільки заданих напрямків переміщення теплоносія по рекупераційним каналам, ІТЕР вводами 7 та виводами 3 приєднаний до трубопроводів системи теплорекуперації за допомогою ізолюючих теплостійких фланцевих вставок і зворотних клапанів. 10. Для виконання профілактично-демонтажних робіт ІТЕР оснащений монтажним отворомвідстійником 13. Прийняті до уваги джерела: 1. УДК 621.313. Петров Г.Н. Электрические машины, часть 1, 1974 г., «Энергия», стр. 200-202. 5 2. Авторське свідоцтво 10965 СРСР: № 353367, 1972р., (Прототип). Фіг. 2 Фіг, 1 РозрЬ за А - к шшід if Фіг. Э Комп'ютерна верстка Г Паяльніков Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601