УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ГАЗА Российский патент 2003 года по МПК F24H3/04 

Изобретение относится к электронагревательным устройствам и может быть использовано для нагрева газа перед подачей в металлургическую печь, в частности водорода для печей восстановления.

Известно устройство для подогрева воздуха, содержащее корпус с патрубками, выполненный с расположенной на его поверхности индукционной обмоткой и размещенной внутри его полости теплообменным элементом, изготовленным из ферромагнитного материала (см. а.с. СССР 357426, МПК⁷ F 24 H 3/04, опубл. 31.10.1972).

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность использования электрической энергии из-за значительных магнитных и тепловых потоков рассеяния, а также малая эффективность нагрева газа при температуре теплообменного элемента, превышающей точку Кюри ферромагнитного материала.

Наиболее близким к заявляемому устройству для нагрева газа является электроконвертор, содержащий корпус и расположенный в нем трансформатор с первичной и вторичной обмотками, последняя замкнута накоротко.

Недостатками прототипа являются неравномерное распределение плотности тока по площади сечения нагревателя и соответственно неравномерный нагрев газа по площади нагревающей поверхности, что снижает коэффициент полезного действия.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности нагрева газа и надежности при эксплуатации.

Технический результат заключается в равномерном распределении тока по площади сечения нагревателя и равномерный нагрев газа по всей поверхности нагревателя, что приводит к увеличению коэффициента полезного действия.

Этот технический результат заключается в том, что известное устройство для нагрева газа, состоящее из корпуса и расположенного в нем трансформатора с первичной и вторичной обмотками, последняя замкнута накоротко, дополнительно снабжено коаксиально расположенными двумя внутренними и наружными тепло- и электроизоляционными цилиндрами с торцевыми крышками с отверстиями, насаженными на шихтованный магнитопровод, при этом внутри цилиндров расположена вторичная обмотка, выполненная в виде металлических дисков трапецеидального сечения с отверстиями.

Корпус выполнен герметичным, а в нижней части внутреннего тепло- и электроизоляционного цилиндра по всей окружности выполнены отверстия, причем цилиндры с крышками выполнены из диэлектрического материала.

Данное техническое решение позволит повысить эффективность нагрева, надежность при эксплуатации и увеличить кпд.

Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для нагрева газа, на фиг.2 - разрез по АВСD на фиг.1.

Устройство для нагрева газа состоит из металлического герметичного корпуса 1, изолированного с внутренней стороны изоляционным материалом 2, патрубков 3, 4 для подвода и отвода нагреваемого газа и токопроводов 5, проложенных в герметизированных электроизоляционных втулках 6. Внутри корпуса 1 расположен шихтованный магнитопровод трансформатора 7, на стержни которого насажен индуктор 8 (первичная обмотка) и коаксиально расположенные внутренние 9 и наружные 10 теплоизолирующие цилиндры из диэлектрического материала, закрытые верхней и нижней крышками 11 из того же материала. Подвод и отвод газа осуществляют через патрубки 12, 13 и коллектор 14. Между двумя внутренними 9 и наружными 10 цилиндрами расположена вторичная обмотка, которая является нагревателем 15 и выполнена в виде металлических дисков трапецеидального сечения с отверстиями 16 для прохода нагреваемого газа. В нижней части внутренних цилиндров 9 по всей окружности расположены отверстия 17, в которые из кольцевых зазоров 18 поступает газ.

Устройство работает следующим образом.

Холодный газ из газохода подают через патрубок 3 в герметичный корпус 1, который через отверстия патрубков 12 поступает в кольцевые зазоры 18, образованные между двумя внутренними 9 и наружными 10 коаксиально расположенными тепло- и электроизоляционными цилиндрами. Газ, проходя вдоль цилиндров 9 и 10, предварительно нагревается и затем через отверстия 17 поступает во внутренний цилиндр 9, далее через отверстия 16, расположенные в металлических трапецеидальных дисках - нагревателях 15, нагревается до заданной температуры, и через патрубки 13 для отвода газа его направляют в газоход, соединенный с металлургической печью.

Использование данного изобретения позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность нагрева газа, увеличить поверхность нагревателя, сэкономить расход электроэнергии при той же мощности, повысить надежность при эксплуатации.

Изобретение предназначено для нагрева газа перед подачей в металлургическую печь, в частности водорода для печей восстановления. Устройство для нагрева газа состоит из корпуса и расположенного в нем трансформатора с первичной и вторичной обмотками, последняя выполнена короткозамкнутой, устройство также снабжено коаксиально расположенными двумя внутренними и наружными тепло- и электроизоляционными цилиндрами с торцевыми крышками, с отверстиями, насаженными на шихтованный магнитопровод, при этом внутри цилиндров расположена вторичная обмотка, выполненная в виде металлических дисков трапецеидального сечения с отверстиями. Корпус выполнен герметичным, а в нижней части внутреннего тепло- и электроизоляционного цилиндра по всей окружности выполнены отверстия, причем цилиндры с крышками выполнены из диэлектрического материала. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева газа, коэффициент полезного действия агрегата и надежность его работы. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для нагрева газа, состоящее из корпуса и расположенного в нем трансформатора с первичной и вторичной обмотками, последняя выполнена короткозамкнутой, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено коаксиально расположенными двумя внутренними и наружными тепло- и электроизоляционными цилиндрами с торцевыми крышками с отверстиями, насаженными на шихтованный магнитопровод, при этом внутри цилиндров расположена вторичная обмотка, выполненная в виде металлических дисков трапецеидального сечения с отверстиями. 2. Устройство для нагрева по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен герметичным и снабжен патрубками. 3. Устройство для нагрева по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в нижней части внутреннего тепло- и электроизоляционного цилиндра по всей окружности выполнены отверстия. 4. Устройство для нагрева газа по п. 1 или 3, отличающееся тем, что внутренние и наружные тепло- и электроизоляционные цилиндры выполнены из диэлектрического материала.