Индукционный нагреватель текучей среды

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19 0 1)5 Н ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР Н АВТОР, кл. Н 05 В 5 8 НИЕ ИЗОБРЕУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 04780703.8911.91. Бюл. М 41С. Брайнес, В, Ф. Забв, И, В, Алябьев и В. С .365,512(088.8)явка Франции %2342977. США В 4145597, кл.(54)ИНДУКЦЙОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕУЧЕЙ СРЕДЫ Изобретение относится кным нагревателям текучей сре т быть использовано для нагревчистых сред в различных техн х процессах.Цель изобретения - повышение эффективности нагрева химически чистых сред.На фиг. 1 и 2 представлен общий вид нагревательного элемента (в разрезе); на фиг. 3, 4, 5 и 6 - соответственно поперечньге разрезы А-А, Б-Б, В - В и Г - Г на фиг. 1.Теплоотдающий элемент индукционных проточных нагревательных устройств содержит нагревательный узел, выполненный в виде полого цилиндра 1, в продольном направлении которого выполнен разрез 2, и внутреннего цилиндра 3, вставленного телескопически, плотно прилегающих друг к другу. Во внутреннем цилиндре 3 также выполнен сквозной разрез 4 (см. фиг, 6), который, по отношению к разрезу 2, смещен по окружности диаметрально противополож, 1690227(57) Изобретение относится к эл ке. Целью изобретения являет ние эффективности нагрева чистых сред, В индукционном текучей среды теплоотдающий полнен в виде герметично закр цам трубки, вы полне монокристалла, например сап ренней поверхности которой пр телескопически связанных цил бенности их выполнения и соп зволяют получить эффективн теплоотдающего элемента, 6 ил ектротехнися повыше- химически нагревателе элемент выытой по торнной из фира, к внутилегают два индра. Осоряжения поый разогрев но, и оба цилиндра образуют в поперечных сечениях замкнутые контуры. Внутренний цилиндр 3 выполнен короче и размещен симметрично относительно концов цилиндра 1, при этом на неперекрытых участках цилиндра 1 (на концевых. частях) поперечные сечения имеют незамкнутый контур(см. фиг. 5), Полый цилиндр 1 плотно прилегает к внутренней поверхности герметичной трубки, выполненной из химически стойкого монокристалла (сапфира) и состоящей из цилиндрического участка 5 и доньев 6 и 7, относительно торцов которых цилиндры 1,3 установлены с зазорами 8 и 9. Трубка заполняется инертным газом для предотвращения окисления. Теплоотдающий элемент размещен в корпусе 10 с герметичными крышками 11, 12, охвачен,индуктором 13 и снабжен патрубками входа 14 и выхода 15текучей среды,Теплоотдающий элемент, установлен - ный в нагревательной индукционной уста 1690227новке, работает следующим образом, При воздействии переменного электромагнитного поля, создаваемого индуктором, в цилиндрах, выполненных из электропро-, водного материала, например молибдена, индуктируются электродвижущие силы, которые и вызывают .электрические токи. Плотность этих токов является переменной по длине цилиндров и минимальна в концевых частях. В соответствии с этим изменяется и тепловыделение под воздействием индуктированных токов, мощность которых концентрируется в поверхностных слоях полого цилиндра, соприкасающегося с внутренней стенкой трубки. При разогреве цилиндров увеличивается их удельное сопротивление, что повышает энергоотдачу. Несмотря на то, что коэффициент линейного расширения молибдена больше коэффициента линейного расширения сапфира, при разогреве не происходит увеличения силового воздействия на стенки трубки, обусловленного термическими деформациями, компенсация которых обеспечивается изменением ширины сквозных разрезов в цилиндрах. Однако при этом сохраняется плотное прилегание между стенками цилиндров и трубки. Вместе с этим зазоры 8 и 9 предохраняют их от силового взаимодействия при разогреве. Кроме того, уменьшенное тепловыделение в концевых частях снижает термическое воздействие на элементы конструкции,. и редназначенные для крепления теплоотдающих элементов в корпусе нагревательной установки. Тепло, выделенное в цилиндрах посредством теплопроводности, передается к наружной поверхности трубки котррая омывается проточной средой и нагревается в режиме конвективного теплообмена,Выполнение теплоотдающего элемента в виде полых цилиндров с упругими стенками, плотно прилегающими к стенкам герметичной трубки, заполненной инертным газом - аргоном, на всех режимах работы нагревательной установки дает более высокую эффективность нагрева в широком диапазоне температур, которая у трубок можетдостигать 1200 - 1400 С за счет увеличения5 теплоотдачи, получаемой при непосредстенном контакте нагревающей поверхности и трубки. При этом стенки трубкинагружены минимальным силовым воздействием, а нейтральный газ - аргон в полости10 ее предохраняет. цилиндры от окисления,что обеспечивает длительный ресурс и надежность теплоотдающего элемента, Использование сапфира в качестве материаладля трубки, как показали проведенные экс 15 перименты, позволяет сохранять исходнуюхимическую чистоту нагреваемой среды привысоких температурах.Таким образом, использование предлагаемого нагревателя позволяет решить20 сложнуютехническую проблему повышенияэффективности нагрева проточных сред вшироком диапазоне температур в условияхсохранения ее исходной химической чистоты.25 Формула изобретенияИндукционный нагреватель текучейсреды, содержащий охваченный индукционной катушкой корпус с патрубками входа ивыхода среды и установленный по его оси30 трубчатый теплоотдающий элемент, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности нагрева химически чистыхсред, теплоотдающий элемент выполнен ввиде герметично закрытой по торцам трубки35 из химически стойкого монокристалла, квнутренней поверхности которой с зазоромот ее торцов прилегает нагревательныйузел, выполненный в виде тедескопическисвязанных упругих цилиндров из электро 40 проводного материала с разрезами по образующим, при этом разрезы цилиндроврасположены в диаметрально противопо-,ложных направлениях, а длина внутреннегоцилиндра выбрана меньше длины наружно 45 го,1690227 73 Составитель О. ЩедринаТехред М.Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор Е.Хорина Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 3828 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5