Индукционный парогенератор


 


Владельцы патента RU 2528211:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить паропроизводительность парогенератора при обеспечении на выходе сухого или перегретого пара. Индукционный парогенератор содержит индукционный нагреватель, охватывающий цилиндрическую емкость из диэлектрического материала, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, цилиндрическая емкость заполнена металлическими шариками, столб шариков зафиксирован сверху и снизу фиксирующими решетками. Включение индукционного генератора приводит к появлению переменного электромагнитного поля в индукционном нагревателе, которое токами Фуко нагревает столб металлических шариков. При подаче воды по источнику теплоносителя она заполняет пространство между шариками и нагревается ими в процессе теплообмена. Поднимаясь по столбу шариков, вода закипает и образует пароводяную смесь. Капли воды за счет сил инерции криволинейного движения по каналам между шариками попадают на поверхность шариков и продолжают испаряться, а пар по каналам продолжает движение вверх, нагреваясь в процессе теплообмена с металлическими шариками. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к технике получения пара, например водяного, для технологических нужд машиностроения, строительства или сельского хозяйства, а также горячей жидкости, например воды.

Известны парогенераторы как косвенного действия (по способу нагрева жидкости) - с нагревателями в виде ТЭНов, так и прямого - электродные. И те, и другие парогенераторы способны производить только влажный пар (см. Справочник «Электротермическое оборудование» / Под ред. Альтагаузена).

Известен индукционный электроводонагреватель (см. патент РФ №2191954, МКИ F24H 1/20, опубл. 27.10.2002 г.), содержащий индуктор и охватываемую им ферромагнитную трубу, соединенную с трубопроводами холодной и теплой воды, в котором дополнительно установлены четыре трубы, расположенные коаксиально друг другу с образованием внутренней, средней и наружной емкостей, при этом индукторы расположены в зазорах между внутренней и наружной емкостями, а внутренняя емкость соединена с водопроводом перегретого или сухого пара.

Однако получение сухого или перегретого пара в таком устройстве является затруднительным, так как пар является диэлектриком и нагрев непосредственно пара индукционным методом невозможен.

Наиболее близким по технической сущности является индукционный парогенератор (см. патент РФ №2303191, МПК F22B 1/30, опубл. 10.03.2007), содержащий наружный индукционный нагреватель, охватывающий кольцевую емкость, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, во внутренней полости кольцевой емкости коаксиально ей расположен сепаратор-пароперегреватель, нижняя часть которого сообщена с верхней частью кольцевой полости, а в кольцевом зазоре между сепаратором-пароперегревателем и внутренней стенкой кольцевой емкости расположен внутренний индукционный нагреватель. Нижняя часть сепаратора-пароперегревателя сообщена с верхней частью кольцевой полости посредством, по меньшей мере, двух трубопроводов, врезки которых в сепаратор-пароперегреватель выполнены тангенциально и расположены на разной высоте относительно друг друга.

Однако получение сухого или перегретого пара в известном устройстве представляется затруднительным, так как пар является диэлектриком и нагрев непосредственно пара индукционным методом невозможен. Нагрев пара возможен только теплопередачей от стенок сепаратора, однако эффективность нагрева и, тем более, перегрева пара ограничивается малой поверхностью теплообмена и низкой теплопроводностью пара, что определяет невысокую паропроизводительность устройства.

Техническим результатом изобретения является повышение паропроизводительности парогенератора при обеспечении на выходе сухого или перегретого пара.

Этот результат достигается тем, что известный индукционный парогенератор, содержащий индукционный нагреватель, охватывающий цилиндрическую емкость из диэлектрического материала, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, снабжен металлическими шариками в виде столба, расположенного в охватывающей цилиндрической емкости, и фиксирующими решетками, ограничивающими столб шариков, зафиксированный сверху и снизу.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематически показана зона индукционного нагрева парогенератора.

Индукционный парогенератор содержит индукционный нагреватель 1, охватывающий цилиндрическую емкость 2 из диэлектрического материала, сообщенную с источником 3 нагреваемого теплоносителя и трубопроводом 4 потребляемого пара, цилиндрическая емкость 2 заполнена металлическими шариками 5, столб шариков зафиксирован сверху и снизу фиксирующими решетками 6 и 7.

Индукционный парогенератор работает следующим образом.

Включение индукционного генератора приводит к появлению переменного электромагнитного поля в индукционном нагревателе 1, которое токами Фуко нагревает столб металлических шариков 5. При подаче воды по источнику 3 теплоносителя, она заполняет пространство между шариками и нагревается ими в процессе теплообмена. Поднимаясь по столбу шариков 5 вода закипает и образует пароводяную смесь. Такая смесь в столбе шариков 5 ведет себя по разному. Капля воды за счет сил инерции криволинейного движения по каналам между шариками 5 попадает на поверхность шариков 5 и продолжает испаряться, а пар по каналам продолжает движение вверх, нагреваясь в процессе теплообмена с металлическими шариками 5. На определенной высоте в столбе шариков присутствует только паровая фаза (сухой пар), и при дальнейшем движении происходит перегрев пара. Достигнув последнего слоя шариков 5, пар собирается в трубопроводе 4 и отправляется потребителю. Развитая поверхность нагрева создает множество извилистых каналов для прохождения пара и активного перемешивания воды при нагреве.

Использование изобретения позволяет увеличить паропроизводительность за счет того, что в индукционном парогенераторе используется столб металлических шариков, поэтому удается многократно увеличить поверхность теплообмена как с жидкостной фазой теплоносителя, так и с паровой. При этом жидкостная фаза, обтекая металлические шарики, активно перемешивается и турболизируется, что позволяет увеличить эффективность нагрева воды. На выходе устройства собирается сухой пар, температуру которого можно задавать, меняя мощность индукционного генератора.

Индукционный парогенератор, содержащий индукционный нагреватель, охватывающий цилиндрическую емкость из диэлектрического материала, сообщенную с источником нагреваемого теплоносителя и трубопроводом потребляемого пара, отличающийся тем, что снабжен металлическими шариками в виде столба, расположенного в охватывающей цилиндрической емкости, и фиксирующими решетками, ограничивающими столб шариков, зафиксированный сверху и снизу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бытовым приборам, а именно к парогенераторам и стиральным машинам, снабженным парогенератором, который может минимизировать количество остаточной воды в парогенераторе и предотвращает утечку воды, хранящейся в парогенераторе, а также предотвращает подачу воды в парогенераторе к белью вместе с паром под действием давления струи пара.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для одновременного получения пара и горячей воды в одной установке и может быть использовано в технологических процессах на животноводческих фермах, линиях и цехах по переработке с.-х.

Изобретение относится энергетике и может быть использовано в бытовых приборах, вырабатывающих пар. Сущность изобретения в том, что в бытовом приборе с наполняемым паровым резервуаром, содержащим окруженную ограничительными стенками внутреннюю полость, по меньшей мере, в одной ограничительной стенке предусмотрен впуск для жидкости.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в парогенераторах, предназначенных для выработки технологического пара низких и средних давлений малой производительности.

Изобретение относится к парогенераторам, которые могут быть использованы в отпаривающих устройствах, например в утюгах. .

Изобретение относится к способу регулирования паровой установки в бытовом устройстве, в котором паровой установкой вырабатывается водяной пар, в частности горячий, или перегретый.

Изобретение относится к электробытовым аппаратам, в которых может образовываться накипь. .

Изобретение относится к области теплотехники и гидродинамики, а именно к подогревателям жидкости, и может быть использовано при проектировании котлов бойлеров, титанов, бытовых нагревательных приборов.

Изобретение относится к области теплотехники и гидродинамики, а именно к подогревателям жидкости, и может быть использовано при проектировании котлов бойлеров, титанов, бытовых нагревательных приборов.

Изобретение относится к электроприборам и может быть использовано в парогенераторах для домашних утюгов, пароочистителей, стрипперов и других парогенерирующих устройств. Предложен бойлер повышенного давления для парогенерирующего устройства, содержащий испарительную камеру, электронагреватель, находящийся в хорошем тепловом контакте со стенкой испарительной камеры, вход для воды, находящийся в крышке испарительной камеры, выполненной отдельно от указанной стенки, связанный с входом для воды насос, предназначенный для подачи воды к испарительной камере через вход для воды. Устройство содержит термостойкое уплотнительное средство, помещенное между уплотняющими поверхностями, имеющимися на нагреваемой стенке и на крышке испарительной камеры и, по существу, параллельными направлению, в котором крышка устанавливается на испарительную камеру. В других вариантах устройство содержит сопло, выступающее из крышки в испарительную камеру, и связанный с соплом насос, предназначенный для подачи воды через сопло в испарительную камеру, стенка испарительной камеры содержит выступ, расположенный напротив входа для воды, бойлер выполнен с возможностью обеспечения, при своем функционировании, температурного градиента между электронагревателем и нагреваемой поверхностью испарительной камеры менее 60°C/мм. Предложенные варианты бойлера могут быть установлены в любое парогенерирующее устройство. 7 н. и 76 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству для генерирования пара, содержащему камеру для нагрева воды, в которой вода нагревается для генерирования пара. Устройство также включает в себя полость, имеющую впускное отверстие, соединенное с камерой для нагрева воды таким образом, чтобы вода в камере для нагрева воды размещалась в полости, и герметизируемое выпускное отверстие. Полость выполнена с возможностью ограничения течения конвекционных потоков в воде, размещенной в полости, таким образом, чтобы отложения и/или твердые частицы, взвешенные в воде, накапливались в полости. Как вариант, во впускном отверстии к полости расположен направляющий элемент, который направляет взвешенные в воде отложения и/или твердые частицы в полость. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх