Електроіндукційний котел в.ф.короля

Электроиндукционный котел, содержащий ко рпус с параллельно установленными металличе Изобретение относится к электротермическим установкам, а именно к электронагревателям текучей среды, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства. Известен нагреватель жидкости (а.с. СССР №1150445, F24H 1/20, 1985 г.), сожержащий трубчатые электронагреватели, установленные в цилиндрический кожух, ко торый сравни тельно легко извлекается из корпуса для профилактики и ремонта. Недостатком такого нагревателя является низкая надежность, обусловленная образованием слоя накипи, которая ухудшает теплоотдачу, вследствии чего происходит перегрев резистивного элемента и его разрушение. Аналогичные разрушения происходят и при возникающих перенапряжениях в электрической сети, которые достаточно часто имеют место в сельской местности. Собственно трубчатые электронагреватели являются сложным неремонтопригодным комплектующим изделием, которое изготовляется на специализированных заводах. Практика свидетельствует, что при отказах отдельных трубчатых электронагревателей, в условия х их де фицита, установки электронагрева эксплуатируют на пониженной мощности, либо полностью демонтируются. В результате нагреватель жидкости, построенный на трубчаты х электронагревателях, имеет низкую надежность, а собственнотрубчатые электронагреватели являются дефицитными неремонтопригодными изделиями. Известно устройство для электронагрева протекающих по металической трубке неэлектропроводных сред (а.с. СССР № 282544,Н05В 3/06, скими трубами нагрева, упирающимися торцами в противоположные стенки корпуса и герметично соединенные с ними, и теплоизоляцию, отличающийся тем, что в корпусе установлен магнитопровод, сердечник которого выполнен в виде замкнутых стержней с обмотками, трубы нагрева короткозамкнуты, а теплоизоляция расположена на их внутренней поверхности, при этом стержни с обмотками установлены внутри тр уб с зазором по отношению к теплоизоляции с образованием воздушны х каналов. 1970г.), сожержащее участок нагрева труб прямым протеканиемэлектрического тока, низкотемпературного электрического разьема и высокотемпературного разьема. В этом устройстве электрическая энергия для преобразования в тепло подводится к нагреваемой трубе от специального трансформатора, который должен иметь не менее двух электрически изолированых обмоток. Недостатком такого устройства является большой расход цветного металла на обмотки специального трансформатора, а также сложность при эксплуатации, которая требует непрерывного течения жидкости в нагреваемой трубе. Случайное прекращение течения жидкости или проникновение воздушной "подушки" в трубопровод приводит к местному перегреву и возможному выходу из строя устройства для электронагрева. В результате устройство для электронагрева протекающих по металлической трубе неэлектропроводных сред металлоемко, содержит большое количество цветного металла, в обмотках специального трансформатора и ненадежно в работе. В качестве прототипа принят трехфазный индукционный электрокотел В.И. Дайча (а.с. СССР № 417924, Н05В 5/00, 1974 г.),содержащий двойные днища и водогрейные трубы, выполненные из ферромагнитного материала, и обмотку, выполненную в виде стержней, установленных внутри водогрейных труб, и перемычек, соединяющих стержни для образования трехфазной обмотки. Тепло отбирается водой с наружной поверхности водогрейны х тр уб. Принцип работы индукционного электрокотла основан на преобразовании в тепло электромагнитной энергии, создаваемой см о оо см < 27932 вихревыми токами в ферромагнитном теле водогрейных труб. Недостатками такого индукционного электрокотла являются такие показатели, преобразование энергий для получения тепла за счет использования вихревых токов осуществляется при весьма низком коэффициенте мощности; вихревые токи действуют на поверхности, ферромагнитного тела, в котором создается переменное электромагнитное поле, поэтому много тепла уносится в окружающую среду с вн утренней поверхности водогрейных труб, что снижает коэффициент полезного действия, большой расход цве тного металла, из которого изготовляется обмотка, что обусловлено сравнительно небольшой площадью сечения ферромагнитного тела, на которое "наматывается" обмотка, установка стержней обмотки и соединение их, перемычками, а их требуется при обычном сетевом напряжении большое количество, весьма трудоемкая и сложная работа, изготовление теплоизлучающи х поверхностейиз ферромагнитного материала существенно ограничивает возможность использования индукционного электрокотла в пищевой и химической промышленности Отмеченные недостатки свидетельствуют, что трехфазный электроиндукционный котел имеет низкие коэффициенты мощности и полезного действия, большой расход цветного металла, сложен в изготовлении обмоток и исключает возможность изготовления нагреваемых поверхностей из неферромагнитных или цветных металлов. В основу изобретения поставлена, задача создания электроиндукционного котла, в корпусе которого установлены магнитопровод, сердечник которого выполнен, в виде замкнутых стержней с обмотками, металлические трубы нагрева короткозамкнутые, теплоизоляция, расположенная на их вн утренней поверхности, при этом стержни с обмотками установлены внутри тр уб с зазором по отношению к теплоизоляции с образованием воздушных каналов, что обеспечивает ввод в конструкцию электроиндукционного котла замкнутого магнитопровода, на стержнях которого установлены обмотки, вынос их на внешнюю сторону резервуара с нагреваемой жидкостью, и представляется возможность изготовления труб нагрева из неферромагнитного или цветного металлов, за счет этого достигается снижение магнитных потоков рассеяния при одновременном увеличении основного магнитного потока, благодаря которым снижается расход цветного металла на обмотки, увеличиваются коэффициенты мощности и полезного действия, упрощается конструкция при одновременном снижении затрат на ее изготовление и расширяется возможность области применения для нагрева различных жидкостей от пищевых до химически агрессивных Поставленная задача решается тем, что в электроиндукционный котел В.Ф.Короля, содержащий корпус с параллельно установленными металлическими трубами нагрева, упирающимися торцами в противоположные стенки корпуса и герметично соединенные с ними, и теплоизоляцию, согласно изобретению в корпусе установлен магнитопровод. сердечник которого выполнен в виде замкнутых стержней с обмотками, трубы на грева коротко замкнуты, а теплоизоляция расположена на их вн утренней поверхности, при этом стержни с обмотками установлены внутри труб с зазором по отношению к теплоизоляции с образованием воздушных каналов. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фи г. 1 при ведена принципиальная часть устройства электроиндукционного котла со стороны ярма магнитопровода, а на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 Электроиндукционный котел В Ф.Короля содержит корпус I, через который проходят параллельно установленные металлические трубы нагрева 2, торцы которых герметично соединяются с боковыми противоположными стенками корпуса 1, замткнутый 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 по периметру электрически коротко замкнута и образует непрерывную электрическую цепь, представляющую собой рассредоточенную по цепи резистивную нагрузку, теплоизоляцию 5, установленную на внутренней стенке трубы нагрева 2 с таким расчетом, чтобы между теплоизоляцией 5 и поверхностью обмотки 2 был образован воздушный канал 6 для циркуляции воздуха, резервуар котла 7, с нагреваемой жидкостью, находящейся в непосредственномконтакте с наружной поверхностью труб нагрева 2. Электроиндукционный котел работает следующим образом. При включении обмоток 4 в электрическ ую сеть переменного тока в магнитопроводе 3 возбуждается переменный магнитный поток, который в короткозамкнутой трубе нагрева 2 индуцир ует электродвижущую силу и соотве тственно ток в стенке трубы 2. Под воздействием тока труба 2 нагревается и с ее наружной поверхности происходит теплопередача нагреваемой жидкости, находящейся в корпусе 1 и емкости 7 электроиндукционного котла. При этом теплоизоляция 5 препятствует теплоотдаче тр убы нагрева 2 в окружающую среду, циркулирующую по воздушному каналу 6 и унося щую тепло с повер хности обмотки 4. Предложенный электроиндукционный котел В.Ф.Короля обеспечивает высокую эффективность использования магнитопровода и обмоток. При изготовлении котла из обычного стального листа вследствие естественной коррозии срок службы магнитопровода и обмоток многократно будет превышать срок службы корпуса и труб нагрева Поэтому магнитопровод с обмотками могут демонтироваться из отказвшего корпуса электроиндукционного котла и устанавливаться в новый. Поскольку в предлагаемом электроиндукционном кртле металлическая труба нагрева представляет собой замкнутый виток вторичной обмотки трансформатора с рассредоточенным вдоль витка резистивным сопротивлением, а процесс нагрева осуще ствляе тся током замыкания, то трубы нагрева и стенки электроиндукционного 27932 котла могут, быть выполненными и из не ферромагнитного химически стойкого металла. Поэтому Фиг. 1 3 2 такой электроиндукционный котел може т име ть широкую область применения. и is\\ 27932 Фиг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку О4 2001 p. Формат О б с я г &S ~ 60x84 1/8. обл .-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам. б/й УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22