Індукційний електрообігрівач

1. Індукційний електрообігрівач, який містить корпус, що є одночасно магнітним сердечником, нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки, контактний вузол із кабелем, який відрізняється тим, що корпус виконаний герметичним з N попарно зварених труб уздовж всієї довжини пар із двох сторін, кожна пара труб приварена до верхнього й нижнього піддонів з отворами, піддони виконані у формі відрізків труби прямокутного перерізу, індукційна котушка виконана у вигляді сек 3 можливо в результаті застосування в промисловості пристроїв і способів індукційного нагрівання [див. Слухоцький А.Е., Рискін С.Е. Індуктори для індукційного нагрівання. - Л.: Енергія, 1974. 284 с.]. Однак, природа індукційного нагрівання така, що, як правило, залежно від умов технічного завдання, від конструкції об'єктів, що нагрівають, у кожному конкретному випадку необхідно розробляти спеціальні пристрої, технології їхнього виготовлення й використання. У кожному разі установка для індукційного нагрівання металу складається, як мінімум, звичайно, із джерела енергії й індуктора, що являє собою спіраль або провід якої-небудь форми залежно від типу об'єкта, що нагрівають, яку поміщають усередині індуктора або біля нього. Індукційне нагрівання може бути застосоване як для термообробки деяких типів монолітних конструкцій в умовах будівельного майданчика, так і для прискорення твердіння бетонних конструкцій в умовах низьких температур. Ефективне таке нагрівання для насичених арматурами каркасних конструкцій і конструкцій, що зводять, у сталевій опалубці [див. Посібник із виробництва бетонних робіт у зимових умовах, районах Далекого сходу, Сибіру й крайньої півночі / ЦНИИОМТП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1982. - 213 с.]. Воно забезпечує власне прогрів бетону, насиченого металевими конструкціями, забезпечує рівномірне по перерізу й довжині конструкцій температурне поле. Однак, при відсутності каркасних конструкцій у складі бетону або металевої опалубки при будівництві використання індукційного нагрівання малоефективне або взагалі неможливе. У таких випадках використовують нагрівачі з резистивними нагрівальними елементами. Найбільш близьким до рішення, що заявляють, по призначенню, технічній суті й результату, що досягають при використанні, є електронагрівник, що містить корпус, який є одночасно магнітним сердечником, нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки, контактний вузол із струмопідвідним кабелем [див. опис до патенту РФ № 2198284, МПК Е21В36/04, опубл. 10.02.2003]. При цьому нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки намотаний на зовнішній поверхні корпусу, що є магнітним сердечником і насоснокомпресорною трубою, оснащений металевими кільцями з розрізами, через які прокладені проводи обмоток індукційної котушки. При значних лінійних розмірах нагрівача він створює тепловий потік, достатній для нагрівання нафти, що проходить через нього, до температури, при якій не відбувається утворення асфальтосмолопарафінових відкладень. Однак нагрівач такої конструкції досить складний, вимагає значних витрат при виготовленні, а його застосування обмежене областями передбачуваних відкладень у насосно-компресорних трубах, іншими словами, воно обмежено порівняно невеликим об'ємом. При виході з ладу хоча б однієї секції індукційної котушки заміни вимагає вся конструкція насосно-компресорної труби. Тому задачею пропонованого технічного рішення є розширення функціональних можливос 64701 4 тей індукційного нагрівача за рахунок збільшення зони його теплової дії, а також спрощення пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача поліпшення індукційного електрообігрівача, у якому внаслідок виконання герметичного корпусу з N попарно зварених труб уздовж усієї довжини кожної пари із двох сторін, прикріплення кожної пари труб до верхнього й нижнього піддонів, які мають відповідні трубам отвори, виконання піддонів у формі відрізків труби прямокутного перерізу, виконання секцій індукційної котушки у формі витків електричного кабелю, які розташовані коаксіально відповідно до ліній стику пар труб і зварних швів і послідовно з'єднані, заповнення корпусу й піддонів термостійкою мастикою, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в здатності забезпечувати зону нагрівання як у повітрі, так і в рідині, причому зона нагрівання може бути як плоскою поверхнею, так і циліндричною, як внутрішньою, так і зовнішньою при широкому діапазоні лінійних розмірів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому індукційному електрообігрівачі, що містить корпус, який є одночасно магнітним сердечником, нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки, контактний вузол із струмопідвідним кабелем, відповідно до корисної моделі, корпус виконаний герметичним з N попарно зварених труб уздовж всієї довжини пар із двох сторін, кожна пара труб приварена до верхнього й нижнього піддонів з отворами, піддони виконані у формі відрізків труби прямокутного перерізу, секції індукційних котушок виконані в формі витків електричного кабелю, розташованих коаксіально відповідно до ліній стику пар труб і зварених швів, і послідовно з'єднані, при цьому корпус і піддони заповнені термостійкою мастикою. Відповідно до корисної моделі піддони виконані у формі відрізків труби прямокутного перерізу з радіусами кривизни вертикальних стінок, що забезпечують їхнє паралельне розташування на всій їхній довжині. Відповідно до корисної моделі кількість пар зварених труб і секцій індукційної котушки в пристрої може бути від 1 до 10. Відповідно до корисної моделі простір усередині корпусу та у піддонах заповнено кабельною мастикою марки МБ-95 або їй аналогічною. Як видно з викладу суті технічного рішення, воно відрізняється від прототипу, а отже, є новим. Пропоноване технічне рішення може бути використане, як окремо для нагрівання різних поверхонь і об'ємів, так і в комплексах, що складаються з декількох індукційних електрообігрівачів, утворюючи каскади для обігріву значних об'ємів, наприклад, при експлуатації електростанцій, що гідроакумулюють, для запобігання утворенню крижаної кірки, полою, паморозі на бетонних конструкціях і рухливих елементах гребель ГАЕС, а також і при будівництві й ремонті великомасштабних споруджень, зокрема, гребель гідроелектростанцій, особливо в районах з низькими середньорічними температурами. Пропоноване технічне рішення дозволяє реалізувати просту конструкцію 5 електрообігрівача й енергозберігаючу технологію в результаті раціонального використання матеріальних ресурсів у порівнянні з аналогічними нагрівальними системами такого масштабу. Пропоноване технічне рішення промислово застосовне й було реалізовано при будівництві Дністровської ГАЕС, м. Новодністровськ, і Ташлицької ГАЕС, м. Південноукраїнськ. Пристрій індукційного електрообігрівача показано на кресленнях. Фіг.1 - Загальний вигляд індукційного електрообігрівача. Фіг.2 - Вузол 1. Фіг.3 - Індукційний електрообігрівач (переріз по АА). Фіг.4 - Індукційний електрообігрівач (вид зверху). Індукційний електрообігрівач (фіг.1, 2) містить герметичний корпус 1, що є одночасно магнітним сердечником, нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки 2, виконаної з окремих секцій. Індукційні котушки 2 (фіг.2) підключені до контактного вузла 3 і струмопідвідного кабелю 4, що зафіксований сальниковим ущільненням 5. Корпус 1 може бути виконаний, наприклад, з 18 попарно зварених труб 6 довжиною 1200 мм уздовж усієї довжини пар із двох сторін. Відповідно до кількості зварених попарно труб у них розміщені секції індукційної котушки 2. Кожна пара труб 6 приварена до нижньої кришки 7 верхнього піддона 8 і до верхньої кришки 9 нижнього піддона 10, у яких попередньо виконані відповідні отвори. До кришок 7 і 9 приварені вертикальні стінки 11 і 12 (фіг.3, 4), утворюючи довгасту порожнину з радіусом закруглення по стінці 11, рівним радіусу, наприклад, ае 64701 6 раційної труби водоводу гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС), приблизно 800 мм. Торці порожнин закриті також вертикальними стінками 13, в одній з яких установлене сальникове ущільнення 5. Зверху й знизу піддони 8 і 10 закриті кришками 14. Таким чином, вертикальні стінки 11, 12, кришки 7, 9, і 14 утворюють трубу прямокутного перерізу, закриту на торцях вертикальними стінками 13. Простір усередині корпусу 1 і в піддонах 8 і 10 заповнено кабельною мастикою 15 марки МБ-95 або аналогічною їй. Індукційний електрообігрівач працює в такий спосіб. Підключені до джерела змінної напруги індукційні котушки 2 створюють електромагнітне поле, що замикається на елементах магнітопроводу, у цьому випадку на корпусі 1, і наводить у них вихрові струми, що розігрівають поверхні труб, що утворюють корпус 1 електрообігрівача. Тепло від корпусу 1 передається в навколишній простір, наприклад, стінкам аераційної труби або воді, у яку може бути занурений індукційний електрообігрівач. При використанні каскаду пропонованих індукційних електрообігрівачів, наприклад, в аераційних трубах електростанцій, що гідроакумулюють (ГАЕС), складаються умови запобігти при температурі навколишнього повітря до -22С утворенню полоїв на внутрішній поверхні аераційної труби. Як видно з опису прикладу здійснення технічного рішення, що заявляють, і його роботи, простий по конструкції пристрій на основі згаданого технічного рішення може мати широкі функціональні можливості й може бути використаний для створення значних теплових полів для обігріву будинків і споруджень. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 64701 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601