Гибкий водоохлаждаемый индуктор Советский патент 1991 года по МПК H05B6/42 

Изобретение относится к электронагреву токами высокой частоты при помощи гибкого водоохлаждаемого индуктора и может быть использовано для нагрева с целью осуществления местной термообработки, например, сварных швов коллекторов и корпусов котлоагрегатов труб большого диаметра, а также корпусов атомных реакторов,

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения индуктора путем теплообмена в охлаждающей среде.

На фиг.1 представлен внешний вид гибкого водоохлаждаемого индуктора; на фиг.2 - продольное сечение индуктора при малых токовых нагрузках; на фиг.З - то же, при больших токовых нагрузках; на фиг.4 - приведена зависимость температуры поверхности токопровода индуктора: А - со сплошным гофрированным шлангом, Б - с перфорированным шлангом.

Гибкий водоохлаждаемый индуктор содержит гофрированный металлический перфорированный шланг 1 с отверстиями 2, на котором расположен токопровод 3 в виде многослойной оплетки из медного провода, на концах гофрированного шланга 1 и токопровода 3 закреплены наконечники 4, на токопровод 3 надета тепло- и электроизолирующая оболочка 5, концы которой герметично закреплены на наконечниках 4.

Индуктор работает следующим образом.

Перед началом работы гибкий водоохлаждаемый индуктор (фиг.1) наматывают на нагреваемое изделие и подключают наконечники 4 к источнику тока и к магистрали охлаждающей воды (не показаны). Подают из магистрали в индуктор воду. Охлаждающая вода 6 (фиг.2) под действием избыточного давления основной струи, протекающей тю гофрированному перфорированному шлангу 1, через отверстия 2 проникает в пространство между токопроводом 3 и оболочкой 5 и заполняет его. Включают источник тока. Токи высокой частоты, излучаемые

Ё

О

о

00 XJ Ю О

ндуктором, нагревают изделие, а за счет жоулева тепла нагревается токопровод 3. Охлаждение токопровода 3 осуществляется за счет передачи тепла массам охлаждающей воды 6, находящейся в 5 подоболочковом пространстве, а также частичо за счет теплопередачи через вершины гофр шланга. В условиях больших токовых нагрузок одновременно с нагревом токопровода 3 нагревается до испарения вода 6, и паро- 10 вая фаза заполняет часть внутреннего объема между шлангом 1 и оболочкой 4 (фиг.З). Теплопередача при этом происходит также за счет переноса скрытой теплоты парообразования к поверхности охлаждаемого 15 шланга 1, где пар конденсируется. Сконденсированные капли воды 6 в области отверстий 2 шланга 1 смешиваются и обмениваются массами с менее нагретой струей основного потока, протекающего вдоль шланга 1, переда- 20 вая ей тепло. Охлажденные массы воды 6 опять нагреваются токопроводом 3 до испарения и процесс испарения-конденсации вновь повторяется.

Таким образом осуществляет эффектив- 25 ное охлаждение токопровода.

Расположение отверстий в гофрированном шланге равномерно по сечению и вдоль длины индуктора позволяет обеспечить подачу охлаждающей воды равномерно к 30 различным участкам токопровода, что обеспечивает одинаковый по длине индуктора теплообмен и улучшает равномерность охлаждения токоведущих оплеток.

При заполнении пространства под во- 35 донепроницаемой оболочкой охлаждающей водой через отверстия в гофрированном перфорированном шланге может наблюдаться отсутствие полного заполнения впадин гофр, например, в случае возникновения 40 во впадинах гофр так называемых воздушных мешков, которые образуются вследствие скопления масс воздуха, вытесняемого

водой из подоболочкового пространства. Наличие воздушных мешков может привести к ухудшению охлаждения токопровода в области впадин гофр. При расположении отверстий во впадинах гофр перфорированного шланга воздушные мешки через указанные отверстия вытесняются во внутренний объем шланга и уносятся струями воды в охлаждающую магистраль. Кроме того, отверстия во впадинах гофр шланга обеспечивают смешивание в обмен конденсируемых масс воды из подоболочкового пространства с менее нагретыми массами воды потока струи, протекающими внутри гофрированного шланга. В результате такого обмена массами воды между основным потоком и впадинами гофр происходит дополнительный поперечный потоку перенос тепла и устанавливается более полный обмен теплом между струей и жидкостью в пространстве под оболочкой. Этим достигается улучшение охлаждения токопровода.

формула изобретения

1.Гибкий водоохлаждаемый индуктор, выполненный в виде эластичной теплоэлек- тролизующей водонепроницаемой оболочки, внутри которой размещен с зазором гофрированный металлический шланг для прохода охлаждающей воды, а в зазоре расположен индуктирующий провод в виде медной многослойной оплетки, концы которого герметично соединены с токоподводя- щими наконечниками, отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности охлаждения путем увеличения теплообмена в охлаждающей среде, гофрированный шланг выполнен перфорированным.

2. Индуктор по п. 1, отличающий- с я тем, что перфорация выполнена равномерно по поверхности шланга.

3.Индуктор по п. 1, отличающий- с я тем, что перфорация выполнена во впадинах гофр.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения индуктора путем увеличения теплоотмена в охлаждающей среде. Гибкий индуктор выполнен с токопроводом в виде многослойной оплетки и внутренним шлангом для прохода охлаждающей среды. Шланг выполнен перфорированным по всей поверхности, что, благодаря перемешиванию охлаждающей среды в пространствах на обе стороны шланга, увеличивает теплообмен и повышает эффективность охлаждения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

фиг.1

T3MlW Водяной юр

Охлаждающая вода

- 6

фиг2

Конденсат

фиг.З

Ot8 1,2 1,6 2,0

2,1 г,в

ToKjKA Фиг4

3,2 3,6 4,0