EP1102518A1 - Connexion pour inducteur à circuits parallèles en électrothermie - Google Patents
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- EP1102518A1 EP1102518A1 EP99470022A EP99470022A EP1102518A1 EP 1102518 A1 EP1102518 A1 EP 1102518A1 EP 99470022 A EP99470022 A EP 99470022A EP 99470022 A EP99470022 A EP 99470022A EP 1102518 A1 EP1102518 A1 EP 1102518A1
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- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
- H05B6/42—Cooling of coils
Definitions
- the present invention relates to an improvement to the connections for electrothermal inductors cooled by a liquid circulating inside the electrical conductors.
- the invention applies to hydraulic connections and electrical inductors with multiple parallel circuits, for example inductors or fires, whether the central axis of the winding is vertical or horizontal.
- the inductor (a) of vertical axis has eleven parallel circuits (b) of two turns (c) each, with respective inputs (d) and respective outputs (e) lead on the one hand into an inlet pipe (f) and on the other hand into a outlet pipe (g) parallel to the axis (h) of the inductor.
- Each of the circuits (b) parallel constitutes an electrical circuit and a cooling water circuit.
- the difference length between circuits and in particular between the first circuit and the last circuit is not negligible if we refer to the general input (i) and to the output general (j).
- Hydraulic pressure drop and electrical resistance are therefore not identical in each of the circuits and can generate incidents of operation, even decommissioning of the inductor and significant costs of repair.
- outlet pipe (g) In the upper part of the outlet pipe (g) is formed during operation of a gas pocket resulting from degassing of the water and / or its vaporization and / or trapped air when the circuit is filled with water hydraulic, the liquid flow in the extreme parallel circuit being lower because subject to more pressure drops, it can be laminar and not have enough flow velocity to take a gas pocket with it Training.
- the presence of the gas pocket further increases the pressure drop in exit of the last turn which is no longer sufficiently cooled.
- This phenomenon can only increase during operation until that the cooling water can no longer circulate in the last turn.
- a first partial solution would be to install a purge system at the top of the outlet pipe (g) and / or the control devices on the circuits parallel.
- This solution is technically feasible but complex and very expensive especially for large inductors operating in a tank under vacuum for which watertight outlets should be made, but above all it does not makes the hydraulic head losses and the resistances not equal to each other electrical circuits of different parallel circuits, those of circuits close to the input general (i) of the fluid and of the current remaining weaker than those of the circuits which are far from it, imbalances between currents and hydraulic flows subsisting despite this purge.
- the plaintiff firstly had the idea of going against conventional wisdom and circulating the fluid in the same direction in the inlet and outlet pipes so as to have a loss identical charge in the circuits and, on the other hand, to create a means of trapping of gases at a point where the fluid flow is at its maximum.
- the invention consists of an inductor for electrothermal applications of type with parallel circuits, each with the same number of turns in hollow copper profile tube inside which circulates the liquid cooling, this being brought to all the inputs of the circuits by a inlet manifold and being discharged through an outlet manifold in which lead to all the outputs of the circuits, characterized in that the length of current and coolant path is identical for each parallel circuit between general input and general output, resistance electric and the hydraulic head losses being thus identical for each parallel circuit.
- the outlet pipe comprises a trapping elbow connected to the outlet tubing at a point where the fluid flow is maximum and where the fluid flows in the same direction as in the inlet manifold.
- the outlet tubing comprises a pipe manifold into which all the outputs of the circuits open, said pipe being arranged substantially parallel to the axis of the inductor, its end, close to the general input of the inductor, is closed while its other end is connected to the trapping elbow connecting said collecting pipe to an outlet line, so that the fluid flows in the same direction in the manifold and in the inlet manifold.
- the invention applies in particular but not limited to an inductor with vertical axis. It can also be applied to fireside chairs with a horizontal axis.
- the inductor shown in Figure 2 by way of non-limiting example includes like that of the prior art of FIG. 1, eleven parallel circuits of two each turns.
- the modification relates to the outlet pipe, the other elements remaining unchanged.
- the coolant circulates present in the same direction as in the outlet tubing.
- the inlet pipe can be provided between the collecting line (2) and the outlet pipe (4) to bring the turbulences (E) and (S) closer to each other traversed by the entire current and also limit the parasitic inductive flux created by these general connections (see sketch 3a), the axis of the inductor can be horizontal (see sketch 3b) and the pipes (2,4) will be bent at 90 ° to form the trap elbow, the outlet pipe may not be parallel to the pipe collector.
- Another type of variant would consist in removing the outlet pipe (1) straight up (the trapping elbow then becomes useless) when the structure of the inductor allows it.
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Abstract
L'invention concerne un Inducteur pour applications en électrothermie du type à circuits parallèles, chacun comportant le même nombre de spires réalisées en tube profilé en cuivre creux où circule le liquide de refroidissement, le courant global parcourant l'inducteur et le flux liquide global de refroidissement de l'inducteur étant amenés à toutes les entrées des circuits par une entrée générale (E) d'une tubulure d'entrée et étant évacué par une sortie générale (S) d'une tubulure de sortie dans laquelle débouchent toutes les sorties des circuits, caractérisé en ce que la longueur de parcours du courant et du fluide de refroidissement est identique pour chaque circuit parallèle entre l'entrée générale (E) et la sortie générale (S), la résistance électrique et les pertes de charge hydraulique étant ainsi identiques pour chaque circuit parallèle. Préférentiellement, la tubulure de sortie comporte un coude de piégeage (3) connecté à la tubulure de sortie en un point où le débit du fluide est maximum et où le fluide circule dans le même sens que dans la tubulure d'entrée. <IMAGE>
Description
La présente invention concerne un perfectionnement aux connexions pour
inducteurs en électrothermie refroidis par un liquide circulant à l'intérieur des
conducteurs électriques.
Plus particulièrement, l'invention s'applique aux connexions hydrauliques et
électriques des inducteurs à circuits parallèles multiples, par exemple les
inducteurs ou les chauffeuses, que l'axe central du bobinage soit vertical ou
horizontal.
On comprendra mieux le problème résolu par l'invention en se référant à la
figure 1 annexée qui montre un inducteur du type précité, dans son principe
habituel de construction, et réalisé à partir de tubes de cuivre creux.
L'inducteur (a) d'axe vertical comporte onze circuits parallèles (b) de deux
spires (c) chacun, dont les entrées respectives (d) et les sorties (e) respectives
débouchent d'une part dans un tubulure d'entrée (f) et d'autre part dans une
tubulure de sortie (g) parallèles à l'axe (h) de l'inducteur. Chacun des circuits (b)
parallèles constitue un circuit électrique et un circuit d'eau de refroidissement.
Dès que le nombre de circuits parallèles est supérieur à deux, la différence
de longueur entre les circuits et notamment entre le premier circuit et le dernier
circuit n'est pas négligeable si on se réfère à l'entrée générale (i) et à la sortie
générale (j).
La perte de charge hydraulique et la résistance électrique ne sont donc pas
identiques dans chacun des circuits et peuvent générer des incidents de
fonctionnement, voire la mise hors service de l'inducteur et des coûts importants
de réparation.
En partie haute de la tubulure de sortie (g) se forme en cours de
fonctionnement une poche gazeuse résultant du dégazage de l'eau et/ou de sa
vaporisation et/ou de l'air emprisonné au moment de la mise en eau du circuit
hydraulique, le débit de liquide dans le circuit parallèle extrême étant plus faible
car soumis à plus de pertes de charge, il peut être laminaire et ne pas avoir
suffisamment de vitesse d'écoulement pour emmener avec lui une poche gazeuse
en formation.
La présence de la poche gazeuse augmente encore la perte de charge en
sortie de la dernière spire qui n'est plus suffisamment refroidie.
L'eau s'y vaporise, augmentant encore l'importance de la poche gazeuse.
Ce phénomène ne peut que s'amplifier au cours du fonctionnement jusqu'à
ce que l'eau de refroidissement ne puisse plus circuler dans la dernière spire.
Les appareils de contrôle de débit et de température se trouvant en amont
de l'entrée générale (i) et/ou en aval de la sortie (j), il est impossible de se rendre
compte du dysfonctionnement dans le dernier circuit et de prévenir la panne.
L'échauffement endommage gravement le circuit concerné et les soudures.
Une première solution partielle consisterait à installer un système de purge
en haut de la tubulure de sortie (g) et/ou des appareils de contrôle sur les circuits
parallèles. Cette solution est techniquement réalisable mais complexe et très
onéreuse notamment pour les gros inducteurs fonctionnant dans une cuve sous
vide pour lesquels il faudrait réaliser des sorties étanches, mais surtout elle ne
rend pas égales entre elles les pertes de charge hydraulique ni les résistances
électriques des différents circuits parallèles, celles des circuit proches de l'entrée
générale (i) du fluide et du courant restant plus faibles que celles des circuits qui
en sont éloignés, les déséquilibres entre les courants et les flux hydrauliques
subsistant malgré cette purge.
Pour résoudre les problèmes précités, la demanderesse a d'une part eu
l'idée d'aller à l'encontre des idées reçues et de faire circuler le fluide dans le
même sens dans les tubulures d'entrée et de sortie de manière à avoir une perte
de charge identique dans les circuits et, d'autre part, à créer un moyen de
piégeage des gaz en un point où le débit du fluide est à son maximum.
L'invention consiste en un inducteur pour applications en électrothermie du
type à circuits parallèles, chacun comportant le même nombre de spires réalisées
en tube profilé en cuivre creux à l'intérieur duquel circule le liquide de
refroidissement, celui-ci étant amené à toutes les entrées des circuits par une
tubulure d'entrée et étant évacué par une tubulure de sortie dans laquelle
débouchent toutes les sorties des circuits, caractérisé en ce que la longueur de
parcours du courant et du fluide de refroidissement est identique pour chaque
circuit parallèle entre l'entrée générale et la sortie générale, la résistance
électrique et les pertes de charge hydraulique étant ainsi identiques pour chaque
circuit parallèle.
Préférentiellement, la tubulure de sortie comporte un coude de piégeage
connecté à la tubulure de sortie en un point où le débit du fluide est maximum et
où le fluide circule dans le même sens que dans la tubulure d'entrée.
Plus particulièrement, la tubulure de sortie comporte une conduite
collectrice dans laquelle débouchent toutes les sorties des circuits, ladite conduite
étant disposée sensiblement parallèlement à l'axe de l'inducteur, son extrémité,
proche de l'entrée générale de l'inducteur, est fermée tandis que son autre
extrémité est connectée au coude de piégeage reliant ladite conduite collectrice à
une conduite de sortie, de sorte que le fluide circule dans le même sens dans la
conduite collectrice et dans la tubulure d'entrée.
L'invention s'applique en particulier mais non limitativement à un inducteur
à axe vertical. Elle peut également s'appliquer aux chauffeuses d'axe horizontal.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en
référence aux figures annexées suivantes :
- Figure 1 : vue de face d'un inducteur à circuits parallèles de l'état de la technique dont l'axe central est vertical,
- Figure 2: vue de face d'un inducteur à circuits parallèles modifié conformément à l'invention,
- Figures 3a, 3b: croquis montrant des variantes possibles de construction.
L'inducteur représenté en figure 2 à titre d'exemple non limitatif comporte
comme celui de l'art antérieur de la figure 1, onze circuits parallèles de deux
spires chacun.
La modification porte sur la tubulure de sortie, les autres éléments restant
inchangés.
Une tubulure de sortie (1) selon l'invention comporte trois parties :
- une conduite collectrice (2) dans laquelle débouche toutes les sorties (e) des circuits (b), fermée à son extrémité proche de l'entrée générale (E) de la tubulure d'entrée,
- un coude de piégeage (3),
- une conduite de sortie (4) par exemple parallèle à la conduite collectrice.
Dans la conduite collectrice (2), le liquide de refroidissement circule à
présent dans le même sens que dans la tubulure de sortie.
A présent, la perte de charge hydraulique et la résistance électrique sont
identiques, pour chacun des circuits, entre l'entrée générale (E) et la sortie
générale (S) qui sont traversées par la totalité du flux, le flux hydraulique de
refroidissement et le courant se répartissant d'une manière égale entre les circuits
en parallèle, et le risque de surchauffe n'existe plus.
Si une poche gazeuse (5) se crée et se développe dans le coude de
piégeage (4), celle-ci est soumise au débit global de sortie du fluide de
refroidissement puis chassée dans la conduite de sortie (4) et évacuée
automatiquement, ce débit global étant important et turbulent.
Les variantes de construction sont bien évidemment possibles . Par
exemple, la tubulure d'entrée peut être prévue entre la conduite collectrice (2) et la
conduite de sortie (4) pour rapprocher l'une de l'autre les turbulences (E) et (S)
parcourues par la totalité du courant et limiter aussi le flux inductif parasite créé
par ces connexions générales (voir croquis 3a), l'axe de l'inducteur peut être
horizontal (voir croquis 3b) et les conduites (2,4) seront coudées à 90° pour former
le coude de piégeage, la conduite de sortie peut ne pas être parallèle à la conduite
collectrice.
Un autre type de variante consisterait à faire sortir la tubulure de sortie (1)
directement vers le haut (le coude de piégeage devenant alors inutile) quand la
structure de l'inducteur le permet.
Claims (6)
- Inducteur pour applications en électrothermie du type à circuits parallèles, chacun comportant le même nombre de spires réalisées en tube profilé en cuivre creux où circule le liquide de refroidissement, le courant global parcourant l'inducteur et le flux liquide global de refroidissement de l'inducteur étant amenés à toutes les entrées des circuits par une entrée générale (E) d'une tubulure d'entrée et étant évacué par une sortie générale (S) d'une tubulure de sortie dans laquelle débouchent toutes les sorties des circuits, caractérisé en ce que la longueur de parcours du courant et du fluide de refroidissement est identique pour chaque circuit parallèle entre l'entrée générale (E) et la sortie générale (S), la résistance électrique et les pertes de charge hydraulique étant ainsi identiques pour chaque circuit parallèle.
- Inducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure de sortie comporte un coude de piégeage (3) connecté à la tubulure de sortie en un point où le débit du fluide est maximum et où le fluide circule dans le même sens que dans la tubulure d'entrée.
- Inducteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tubulure de sortie comporte une conduite collectrice (2) dans laquelle débouchent toutes les sorties des circuits, ladite conduite étant disposée sensiblement parallèlement à l'axe de l'inducteur, son extrémité, proche de l'entrée générale (E) de l'inducteur, est fermée tandis que son autre extrémité est connectée au coude de piégeage (3) reliant ladite conduite collectrice (2) à une conduite de sortie (4), de sorte que le fluide circule dans le même sens dans la conduite collectrice et dans la tubulure d'entrée.
- Inducteur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la conduite de sortie (4) est parallèle à l'axe de l'inducteur.
- Inducteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe de l'inducteur est vertical.
- Inducteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe de l'inducteur est horizontal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99470022A EP1102518A1 (fr) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Connexion pour inducteur à circuits parallèles en électrothermie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99470022A EP1102518A1 (fr) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Connexion pour inducteur à circuits parallèles en électrothermie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1102518A1 true EP1102518A1 (fr) | 2001-05-23 |
Family
ID=8242419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP99470022A Withdrawn EP1102518A1 (fr) | 1999-11-18 | 1999-11-18 | Connexion pour inducteur à circuits parallèles en électrothermie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1102518A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3081989A (en) * | 1960-04-20 | 1963-03-19 | Ohio Crankshaft Co | Induction heating coil |
| US3725629A (en) * | 1971-07-16 | 1973-04-03 | Park O Ind Inc | Slab heating device |
| DE4328402C1 (de) * | 1993-08-24 | 1995-02-16 | Peter Goetz | Übertrager für Induktionswärmegeräte |
-
1999
- 1999-11-18 EP EP99470022A patent/EP1102518A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3081989A (en) * | 1960-04-20 | 1963-03-19 | Ohio Crankshaft Co | Induction heating coil |
| US3725629A (en) * | 1971-07-16 | 1973-04-03 | Park O Ind Inc | Slab heating device |
| DE4328402C1 (de) * | 1993-08-24 | 1995-02-16 | Peter Goetz | Übertrager für Induktionswärmegeräte |
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