Індукційний нагрівач для нагрівання рідини в трубопроводі

1. Індукційний нагрівач для нагрівання рідини в трубопроводі, що містить охоплюючі циліндричну магнітопровідну ємність зовнішню індукційну обмотку і щонайменше одну внутрішню індукційну обмотку, укладену в герметичний циліндричний корпус, з електротеплоізоляційними прокладками, вхідний і вихідний патрубки, розташовані уздовж поперечної осі магнітопровідної ємності два круго 3 щонайменше, один циліндричний й один круговий розподільники потоку рідини, що розташовані відповідно уздовж поздовжньої й поперечної осей магнітопровідної циліндричної ємкості, зовні індукційний нагрівач укладений у магнітопровідний екран, а потім - у теплоізоляційний кожух, причому зазначені магнітопровідна ємкість, корпус внутрішньої індукційної обмотки і розподільники потоку рідини виготовлені з тонколистової феромагнітної сталі. В індукційному нагрівачі розміщена, щонайменше, ще одна внутрішня індукційна обмотка, при цьому кожна обмотка укладена в герметичний циліндричний корпус й обмотки закріплені в магнітопровідної ємкості концентрично одна в іншій із зазором між ними (RU, №2120703 С1, кл. Н05В6/10, Н05В6/06, опубл. 10.20.1998p.). Використання відомого індукційного нагрівача супроводжується високими енергетичними витратами, обумовленими невисокою швидкістю нагрівання рідини. Це викликано тим, що площа поверхні теплообміну невисока, оскільки в процесі нагрівання рідина обтікає тільки один бік магнітопровідної ємкості, а також низьким використанням індукції, обумовленим тим, що контакт між обмоткою й нагріваємою поверхнею невисокий. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення індукційного нагрівача для нагрівання рідини в трубопроводі, у якому за рахунок конструктивних особливостей елементів пристрою забезпечується більш повне використання індукції й підвищення площі поверхні теплообміну, що приводить до підвищення швидкості нагрівання рідини забезпечуючи зниження енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в індукційному нагрівачі для нагрівання рідини в трубопроводі, що містить охоплюючи циліндричну магнітопровідну ємкість зовнішню індукційну обмотку й, щонайменше, одну внутрішню індукційну обмотку, укладену в герметичний циліндричний корпус, з електротеплоізоляційними прокладками, вхідний і вихідний патрубки, розташовані уздовж поперечної осі магнітопровідної ємкості два кругових і розташовані уздовж поздовжньої осі магнітопровідної ємкості, щонайменше, два циліндричних розподільники потоку рідини, один із яких розміщений усередині циліндричної магнітопровідної ємкості, а інші - між індукційними обмотками, згідно корисної моделі на поверхні магнітопровідної ємкості уздовж її поздовжньої осі виконані ребра з пазами по висоті, в яких установлена спіралевидна пластина з контактом до поверхні герметичного корпуса, внутрішня індукційна обмотка розміщена на спіралевидної пластині, а розташований між індукційними обмотками циліндричний розподільник потоку рідини установлений із зазором до поверхні індукційного нагрівача з боку вхідного патрубка. Доцільно виконання ребер товщиною, щонайменше, рівній товщині проводу обмотки. Суть пропонованого індукційного нагрівача для нагрівання рідини в трубопроводі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показаний поздовжній розріз нагрівача; на Фіг.2 - розріз А-А на Фіг.1; на 49706 4 Фіг.3 показана блок-схема розташування нагрівача. Індукційний нагрівач містить зовнішню індукційну обмотку 1, що охоплює циліндричну сталеву магнітопровідну ємкість 2 й, внутрішню індукційну обмотку 3, що охоплює циліндричну сталеву магнітопровідну ємкість 4, при цьому внутрішня обмотка 3 укладена в герметичний циліндричний корпус 5. Індукційні обмотки 1 й 3 ізольовані електротеплоізоляційними прокладками 6. На поверхні магнітопровідної ємкості 4 уздовж її поздовжньої осі виконані ребра 7 з пазами 8 по висоті. Ребра 7 виконані товщиною, щонайменше, рівній товщині проводу обмотки 3. У пазах 8 установлена спіралевидна мідна пластина 9 з контактом до поверхні герметичного корпуса 5, що встановлений із зазором до плити 10. На пластині 9 розміщена Індукційна обмотка 3. Індукційний нагрівач містить вхідний і вихідний патрубки 11 й 12 відповідно. Вхідний патрубок 11 зв'язаний з магнітопровідної ємкістю 4, а вихідний патрубок 12 зв'язаний з магнітопровідної ємкістю 2. Нагрівач містить два кругових розподільника 13 потоку рідини, розташованих уздовж поперечної осі магнітопровідної ємкості 4, один із яких установлений з боку вхідного патрубка 11, а інший з боку плити 10. Нагрівач містить два циліндричних розподільника 14 й 15 потоку рідини, розташованих уздовж поперечної осі магнітопровідної ємкості 4. Розподільник 14 установлений усередині циліндричної магнітопровідної ємкості 4, а розподільник 15 - усередині циліндричної магнітопровідної ємкості 2 між індукційними обмотками 1 й 3. Розподільник 15 установлений із зазором до поверхні індукційного нагрівача з боку вхідного патрубка 11. Індукційний нагрівач 16 закріплений на трубопроводі, розділяючи його на вхідну й вихідну магістралі 17 й 18 відповідно, між якими встановлений насос 19. Магістралі 17 й 18 постачені термодатчиками 20. Термодатчики 20 і насос 19 з'єднані із блоком 21 управління процесу нагрівання рідини. Зовнішня індукційна обмотка 1 зовні захищена магнітопровідним екраном 22 і теплоізоляційним кожухом 23. Пристрій установлюється в систему опалення або систему гарячого водопостачання. Пристрій підключається до електромережі в 220V/380V. Електричний струм, проходячи через блок 21 перетворюється в постійний, а потім у високочастотний змінний струм (10-20кгц). Після цього струм надходить на індукційний нагрівач 16, а саме на обмотку 1 й обмотку 3, які вихровими струмами інтенсивно нагрівають метал циліндричних магнітопровідних ємкостей 2, 4. У зв'язку з тим, що на поверхні магнітопровідної ємкості 4 уздовж її поздовжньої осі виконані ребра 7 контакт обмотки 3 відбувається із вертикальними стінками ємкості 4, а також зі спіралевидною пластиною 9, що торцями контактує зі стінками ємкості 4 отже збільшується площа контакту з активною поверхнею проводу обмотки що приводить до більш повного використається індукції обмотки 3. Із вхідної магістралі 17 через вхідний патрубок 11 подається потік рідини, який разподіляясь розподільниками 13 й 14 на тонкі шари рідини, протікає уздовж внутріш 5 ньої поверхні магнітопровідної ємкості 4, далі міняє напрямок протікає уздовж зовнішньої поверхні магнітопровідної ємкості 4 нагріваючись у зазорах між нею й циліндричними разподільниками 14 й 15 Потім рідина, скрізь зазор між розподільником 15 і поверхнею індукційного нагрівача з боку вхідного патрубка 11, протікає уздовж між внутрішньою поверхнею магнітопровідної ємкості 2 і розподільником потоку 15 нагріваючись у зазорах між ними та повертається через вихідний патрубок 12 у вихідну магістраль 18. Таким чином, зміна напрямку рідини в процесі ї нагрівання обумовлює високу 49706 6 поверхню контакту рідини з поверхнею теплообміну, що приводить до підвищення швидкості нагрівання рідини. Магнітопровідний екран 22, система електротеплоізоляційних прокладок 6 і теплоізоляційний кожух 23, крім ізолюючої функції виконують й енергозберігаючу функцію. Використання пропонованого індукційного нагрівача забезпечує високу швидкість нагрівання рідини, знижуючи енергетичні витрати зі рахунок більш повного використання індукції й підвищення площі поверхи теплообміну. 7 Комп’ютерна верстка О. Рябко 49706 8 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 – 42, 01601