CS270285B1

CS270285B1 - Electric electrode three-phase heating system with optional stage power control

Info

Publication number: CS270285B1
Application number: CS875778A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Kraft
Original assignee: Kraft Frantisek
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS269701B1; CS458286A1; CS577887A1

Abstract

Řešením je elektrický elektrodový^třífázový topný systém s volitelnou stupňovou regulací výkonu dosažený volbou vzájemného poměru průřezů elektrod prvé a druhé třífázové elektrodové soustavy, včetně elektrody středové, jakož i volbou rozdílných průměrů roztečných kružnic, na kterých jsou uspořádány elektrody prvé a druhé třífázové elektrodové soustavy. Řeěení nalezne použití v topenářské technice i k ohřevu elektricky vodivých lázní.The solution is an electric electrode-three-phase heating system with optional step-wise power regulation achieved by selecting the mutual ratio of the cross-sections of the electrodes of the first and second three-phase electrode systems, including the central electrode, as well as by selecting different diameters of the pitch circles on which the electrodes of the first and second three-phase electrode systems are arranged. The solution will find application in heating technology and for heating electrically conductive baths.

Description

Vynález se týká elektrického elektrodového třífázového topného systému s volitelnou stupňovou regulací výkonu.The invention relates to an electric electrode three-phase heating system with optional step-by-step power regulation.

Je známý elektrický elektrodový třífázový topný systém se stupňovou regulací výkonu, který sestává ze soustavy šesti tyčových fázových elektrod a společné středové elektrody, které jsou navzájem rovnoběžné a fázové elektrody jsou elektricky izolovaně upevněné ve víku válcové nádoby, naplněné ohřívanou, elektricky vodivou kapalinou tak, že aktivní část elektrod zasahuje do této kapaliny rovnoběžně s osou válcové nádoby. Fázové elektrody jsou ve válcové nádobě uspořádány hexagonálně a středově symetricky, takže topný element je tvořen tvarovými sloupci ohřívané elektricky vodivé kapaliny, vyplňující prostor mezi přivrácenými částmi povrchu těch elektrod, na které je přivedeno napětí třífázové elektrické soustavy a tvarovými sloupci ohřívané elektricky vodivé kapaliny, vyplňující prostor mezi elektrodami, vnitřním povrchem válcové nádoby a nulovou elektrodou, které jsou vzájemně pospojované a uzeměné.There is a known electric electrode three-phase heating system with step-wise power regulation, which consists of a system of six rod phase electrodes and a common central electrode, which are parallel to each other, and the phase electrodes are electrically insulated and fixed in the lid of a cylindrical container filled with a heated, electrically conductive liquid so that the active part of the electrodes extends into this liquid parallel to the axis of the cylindrical container. The phase electrodes are arranged hexagonally and centrally symmetrically in the cylindrical container, so that the heating element is formed by shaped columns of heated electrically conductive liquid, filling the space between the facing parts of the surface of those electrodes to which the voltage of the three-phase electrical system is applied, and shaped columns of heated electrically conductive liquid, filling the space between the electrodes, the inner surface of the cylindrical container and the zero electrode, which are interconnected and grounded.

Hexagonální a středově symetrické uspořádání fázových elektrod vyžaduje stejné průřezy elektrod obou .soustav a jejich umístění na společné roztečné kružnici. Takto vytvořeným elektrodovým třífázovým topným systémem se dosáhne pouze stabilní poměr tří výkonových stupňů, který nelze měnit a takto dosažený stabilní poměr výkonových stupňů není vždy výhodný pro praktickou aplikaci, například v topenářské technice, protože poslední regulační stupeň je příliš velký a při jeho náběhu pracuje elektrodový systém se zbytečně sníženým počátečným výkonem, odvislým od teploty vody v topném systému.The hexagonal and centrally symmetrical arrangement of the phase electrodes requires the same cross-sections of the electrodes of both systems and their placement on a common pitch circle. The electrode three-phase heating system thus created only achieves a stable ratio of three power stages, which cannot be changed, and the stable ratio of power stages thus achieved is not always advantageous for practical application, for example in heating technology, because the last control stage is too large and when it starts up, the electrode system operates with an unnecessarily reduced initial power, depending on the water temperature in the heating system.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje elektrický elektrodový třífázový topný systém s volitelnou regulací výkonu podle vynálezu. Podstatou vynálezu je, že třífázový topný systém má dvě třífázové soustavy elektrod, přičemž průřezy elektrod druhé třífázové soustavy jsou 1,1 až čtyřnásobně rozdílného průřezu, než elektrody prvé třífázové soustavy a středová elektroda má průřez 1,1 až čtyřnásobně rozdílný, než je průřez elektrod prvé třífázové soustavy, přičemž elektrody prvé třífázové soustavy jsou uspořádány ve vrcholech rovnostranného trojúhelníka na roztečné kružnici soustředné s vnitřní stěnou válcové nádoby o rozdílném průměru roztečné kružnice, než je soustředná roztečná kružnice, na které jsou uspořádány vrcholy rovnostranného trojúhelníka, ve kterých jsou uspořádány elektrody druhé třífázové soustavy, přičemž elektrody prvé třífázové soustavy jsou na soustředných roztečných kružnicích pootočeny vůči elektrodám druhé třífázové soustavy o středový úhel 60°. 'The above-mentioned disadvantage is eliminated by the electric electrode three-phase heating system with optional power regulation according to the invention. The essence of the invention is that the three-phase heating system has two three-phase electrode systems, with the cross-sections of the electrodes of the second three-phase system being 1.1 to four times different in cross-section than the electrodes of the first three-phase system and the central electrode having a cross-section 1.1 to four times different in cross-section than the cross-section of the electrodes of the first three-phase system, with the electrodes of the first three-phase system being arranged at the vertices of an equilateral triangle on a pitch circle concentric with the inner wall of a cylindrical container with a different diameter of the pitch circle than the concentric pitch circle on which the vertices of the equilateral triangle are arranged, in which the electrodes of the second three-phase system are arranged, with the electrodes of the first three-phase system being rotated on the concentric pitch circles relative to the electrodes of the second three-phase system by a central angle of 60°. '

Rozdílné průřezy fázových elektrod prvé a druhé třífázové soustavy mají rozdílné elektrické vodivosti a tedy i rozdílné třífázové elektrické výkony obou elektrodových soustav, napájených ze společné třífázové elektrické sítě. Uspořádání prvé elektrodové třífázové soustavy na rozdílné roztečné kružnici, než je soustředná roztečná kružnice druhé elektrodové třífázové soustavy umožňuje minimalizaci elektrodového třífázového topného systému při nastavení optimálního poměru výkonových stupňů pro zvolenou aplikaci.Different cross-sections of the phase electrodes of the first and second three-phase systems have different electrical conductivities and therefore different three-phase electrical powers of both electrode systems, supplied from a common three-phase electrical network. The arrangement of the first electrode three-phase system on a different pitch circle than the concentric pitch circle of the second electrode three-phase system allows for the minimization of the electrode three-phase heating system while setting the optimal ratio of power stages for the selected application.

Příkladné provedení je na připojeném výkresu, který znázorňuje příčný řez válcovou komorou elektrodového třífázového topného systému s volitelnou stupňovou regulací výkonu, který je tvořený dvěma třífázovými elektrodovými soustavami £ a 2 s válcovými tyčovými elektrodami a střední elektrodou 3 rovnoběžnými navzájem a s osou válcové nádoby 4, ponořenými do elektricky vodivé kapaliny 5. Průřezy elektrod druhé třífázové soustavy 2 jsou čtyřnásobně většího průřezu, než elektrody prvé třífázové sousru. £ a středová elektroda 3 má průřez čtyřnásobně menší, než průřezy elektrod prvé třífázové soustavy £. Elektrody prvé třífázové soustavy 1 jsou uspořádány ve vrcholech rovnostranného trojúhelníka na roztečné kružnici soustředné s vnitřním povrchem válcové nádoby 4 o větším průměru roztečné kružnice, než je soustředná kružnice, na které jsou uspořádány vrcholy rovnostranného trojúhelníka, ve kterých jsou elektrody druhé třífázové soustavy 2. Elektrody prvé třífázové soustavy 1 jsou na soustředných roztečných kružnicích pootočeny vůči elektrodám druhé třífázové soustavy 2 o středový úhel 60°.An exemplary embodiment is shown in the attached drawing, which shows a cross-section of a cylindrical chamber of an electrode three-phase heating system with optional step-wise power regulation, which is formed by two three-phase electrode systems £ and 2 with cylindrical rod electrodes and a central electrode 3 parallel to each other and to the axis of the cylindrical container 4, immersed in an electrically conductive liquid 5. The cross-sections of the electrodes of the second three-phase system 2 are four times larger than the cross-sections of the electrodes of the first three-phase system £ and the central electrode 3 has a cross-section four times smaller than the cross-sections of the electrodes of the first three-phase system £. The electrodes of the first three-phase system 1 are arranged at the vertices of an equilateral triangle on a pitch circle concentric with the inner surface of the cylindrical container 4 with a larger diameter of the pitch circle than the concentric circle on which the vertices of the equilateral triangle are arranged, in which the electrodes of the second three-phase system 2 are located. The electrodes of the first three-phase system 1 are rotated on the concentric pitch circles relative to the electrodes of the second three-phase system 2 by a central angle of 60°.

Poměr výkonových stupňů elektrodového třífázového topného systému provedeného podle . / /Ratio of power stages of an electrode three-phase heating system made according to . / /

CS 270 285 Bl připojeného výkresu byl 1,75 : 1 ,25 : 1 · Poměr výkonových stupňů dosud známého elektrodového třífázového topného systému je 3 : 2 : 1.CS 270 285 Bl of the attached drawing was 1.75 : 1 .25 : 1 · The ratio of power stages of the previously known electrode three-phase heating system is 3 : 2 : 1.

Využití předmětu vynálezu je v aplikacích přímé přeměny elektrické energie třífázového proudu k vývinu tepla v elektricky vodivé kapalině, například v topenářské technice nebo k vyhřívání elektricky vodivých lázní v průmyslu.The subject of the invention is used in applications of direct conversion of electrical energy of three-phase current to generate heat in an electrically conductive liquid, for example in heating technology or for heating electrically conductive baths in industry.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Electric electrode three-phase heating system with optional step-wise power regulation, consisting of two three-phase systems of rod electrodes and a common central electrode, placed in a cylindrical container filled with an electrically conductive liquid, parallel to the axis of the cylindrical container and to each other, characterized in that the cross-sections of the electrodes of the second three-phase system (2) are 1.1 to four times different in cross-section than the electrodes of the first three-phase system (1) and the central electrode (3) is 1.1 to four times different in cross-section than the cross-section of the electrodes of the first three-phase system (1), wherein the electrodes of the first three-phase system (1) are arranged in the vertices of an equilateral triangle on a pitch circle concentric with the inner wall of the cylindrical container (4) with a different diameter of the pitch circle than the concentric pitch circle on which the vertices of the equilateral triangle are arranged, in which the electrodes of the second three-phase system are (2), wherein the electrodes of the first three-phase system (1) are rotated on concentric pitch circles relative to the electrodes of the second three-phase system (2) by a central angle of 60°.