[發(fā)明專利]使用三相電流加熱管線內(nèi)流體的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580034467.0
• 申請(qǐng)日: 2015-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107079535B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·埃德特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林德股份公司
• 主分類號(hào): H05B3/40
• 分類號(hào): H05B3/40
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張海濤;于輝

本發(fā)明涉及一種用于加熱流體(F)的裝置，包括用于容納所述流體(F)的至少一個(gè)導(dǎo)電管線(100)，以及至少一個(gè)電壓源(2)，其被連接至所述至少一個(gè)管線(100)，其中所述至少一個(gè)電壓源(2)被設(shè)計(jì)成在所述至少一個(gè)管線(100)中產(chǎn)生電流，所述電流加熱所述至少一個(gè)管線(100)，從而加熱流體(F)。根據(jù)本發(fā)明，所述至少一個(gè)電壓源(2)具有M個(gè)外導(dǎo)線(L1、...、LM)，其中M為大于或等于2的自然數(shù)，并且其中，所述至少一個(gè)電壓源(2)被設(shè)計(jì)成在所述外導(dǎo)線(L1、...、LM)處提供交流電壓，其中，所述交流電壓相對(duì)于彼此移相2π/M，并且其中，所述外導(dǎo)線(L1、...、LM)以形成星形電路的方式被導(dǎo)電連接至所述至少一個(gè)管線(100)。

本發(fā)明涉及一種用于加熱在至少一個(gè)管線中傳導(dǎo)的流體的裝置及用 于加熱流體的相應(yīng)的方法。

這一裝置具有用于容納流體的至少一個(gè)導(dǎo)電管線，以及連接至所述 管線并被設(shè)計(jì)成在所述至少一個(gè)管線中產(chǎn)生電流的至少一個(gè)電能源，例 如，電壓源或電流源，所述電流對(duì)所述管線進(jìn)行加熱從而借助于由于所 述至少一個(gè)管線的電阻而在管線中產(chǎn)生的焦耳熱(Joulean heat)對(duì)所述流 體進(jìn)行加熱，其中焦耳熱與該處轉(zhuǎn)換的電功率及電流在其內(nèi)流動(dòng)的持續(xù) 時(shí)間成比例。這一裝置例如可從DE2362628C3獲知。

在當(dāng)前情形中，流體被理解為指代氣體和/或液體介質(zhì)。

除了上述其中管線由導(dǎo)電材料組成并使電流流經(jīng)其本身的直接加 熱，此外，將加熱組件(例如自限制加熱條帶、恒功率加熱條帶或礦物 絕緣固定電阻加熱電纜)連接至傳導(dǎo)待加熱流體的待加熱的管線外側(cè)以 便加熱流體也是已知的。在此情況下，具有加熱條帶的各管線通常與外 部隔離以避免相對(duì)于周圍空氣的熱損耗。借助于熱傳導(dǎo)或熱輻射，熱量現(xiàn)在可從加熱電纜散發(fā)至管線，并從管線散發(fā)至位于其中或在其中流動(dòng) 的介質(zhì)。

在上述直接加熱的情形中，提供至少一個(gè)絕緣構(gòu)件尤為重要，出于 冗余的原因，通常為兩個(gè)絕緣構(gòu)件，所述絕緣構(gòu)件防止產(chǎn)生由電流直接 加熱的管線的平行電流路徑。

如果絕緣構(gòu)件就其有效性而言被管線中的介質(zhì)損壞，出于安全原因 則需要斷開(kāi)直接加熱。整體上所有設(shè)備部件的平行電流流動(dòng)以不受控制 的方式發(fā)生。熱量產(chǎn)生于不可預(yù)測(cè)點(diǎn)處，在設(shè)備部件的不良電連接的情 況下也可產(chǎn)生火花，這表現(xiàn)出相當(dāng)大的安全風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在處于爆炸風(fēng) 險(xiǎn)的設(shè)備中。

針對(duì)這一背景，本發(fā)明基于以下目標(biāo)：提供用于加熱流體的改進(jìn)的 裝置及改進(jìn)的方法，所述裝置及方法尤其可減少傳統(tǒng)上需要被提供的絕 緣構(gòu)件的數(shù)目，而不必承擔(dān)平行電流的缺點(diǎn)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

這一目標(biāo)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的裝置實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利構(gòu) 造尤其在相關(guān)的從屬權(quán)利要求中限定。

根據(jù)權(quán)利要求1，根據(jù)本發(fā)明提供用于容納流體的多個(gè)導(dǎo)電管線以及 多個(gè)電壓源，其中，在每個(gè)情形中，一個(gè)電壓源被分配給每個(gè)管線并連 接至各管線，其中，所述各個(gè)電壓源被設(shè)計(jì)成針對(duì)所述管線產(chǎn)生電流， 加熱各管線從而加熱流體，其中，所述電壓源具有M個(gè)外導(dǎo)線L1至LM， 其中M為大于或等于2的自然數(shù)，并且其中，所述電壓源被構(gòu)造成在其外導(dǎo)線L1至LM處提供AC電壓，其中，所述AC電壓相對(duì)于彼此移相 2π/M，并且其中外導(dǎo)線L1至LM以形成星形電路的方式導(dǎo)電連接至各 管線100，其中，每個(gè)外導(dǎo)線經(jīng)由各管線的至少一部分導(dǎo)電連接至所述星 形電路的中性點(diǎn)。也可以形成具有單獨(dú)中性點(diǎn)的多個(gè)星形電路。因此， 例如，可針對(duì)每個(gè)管線形成單獨(dú)的星形電路。

原則上，本發(fā)明也可應(yīng)用于單個(gè)管線，所述單個(gè)管線然后被分配有一個(gè)電壓源。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，管線是轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)管的形式。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供了電壓源各自具有一個(gè)中性線，其 中各個(gè)電壓源被設(shè)計(jì)成在每個(gè)情形中在外導(dǎo)線和中性線(neutral conductor)之間提供AC電壓，其中，所述AC電壓相對(duì)于彼此移相2π /M。優(yōu)選地，各中性線導(dǎo)電連接至所述中性點(diǎn)。