[发明专利]使用三相电流加热管线内流体的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于加热流体(F)的装置，包括用于容纳所述流体(F)的至少一个导电管线(100)，以及至少一个电压源(2)，其被连接至所述至少一个管线(100)，其中所述至少一个电压源(2)被设计成在所述至少一个管线(100)中产生电流，所述电流加热所述至少一个管线(100)，从而加热流体(F)。根据本发明，所述至少一个电压源(2)具有M个外导线(L1、...、LM)，其中M为大于或等于2的自然数，并且其中，所述至少一个电压源(2)被设计成在所述外导线(L1、...、LM)处提供交流电压，其中，所述交流电压相对于彼此移相2π/M，并且其中，所述外导线(L1、...、LM)以形成星形电路的方式被导电连接至所述至少一个管线(100)。

本发明涉及一种用于加热在至少一个管线中传导的流体的装置及用 于加热流体的相应的方法。

这一装置具有用于容纳流体的至少一个导电管线，以及连接至所述 管线并被设计成在所述至少一个管线中产生电流的至少一个电能源，例 如，电压源或电流源，所述电流对所述管线进行加热从而借助于由于所 述至少一个管线的电阻而在管线中产生的焦耳热(Joulean heat)对所述流 体进行加热，其中焦耳热与该处转换的电功率及电流在其内流动的持续 时间成比例。这一装置例如可从DE2362628C3获知。

在当前情形中，流体被理解为指代气体和/或液体介质。

除了上述其中管线由导电材料组成并使电流流经其本身的直接加 热，此外，将加热组件(例如自限制加热条带、恒功率加热条带或矿物 绝缘固定电阻加热电缆)连接至传导待加热流体的待加热的管线外侧以 便加热流体也是已知的。在此情况下，具有加热条带的各管线通常与外 部隔离以避免相对于周围空气的热损耗。借助于热传导或热辐射，热量现在可从加热电缆散发至管线，并从管线散发至位于其中或在其中流动 的介质。

在上述直接加热的情形中，提供至少一个绝缘构件尤为重要，出于 冗余的原因，通常为两个绝缘构件，所述绝缘构件防止产生由电流直接 加热的管线的平行电流路径。

如果绝缘构件就其有效性而言被管线中的介质损坏，出于安全原因 则需要断开直接加热。整体上所有设备部件的平行电流流动以不受控制 的方式发生。热量产生于不可预测点处，在设备部件的不良电连接的情 况下也可产生火花，这表现出相当大的安全风险，尤其是在处于爆炸风 险的设备中。

针对这一背景，本发明基于以下目标：提供用于加热流体的改进的 装置及改进的方法，所述装置及方法尤其可减少传统上需要被提供的绝 缘构件的数目，而不必承担平行电流的缺点带来的风险。

这一目标通过具有权利要求1的特征的装置实现。本发明的有利构 造尤其在相关的从属权利要求中限定。

根据权利要求1，根据本发明提供用于容纳流体的多个导电管线以及 多个电压源，其中，在每个情形中，一个电压源被分配给每个管线并连 接至各管线，其中，所述各个电压源被设计成针对所述管线产生电流， 加热各管线从而加热流体，其中，所述电压源具有M个外导线L1至LM， 其中M为大于或等于2的自然数，并且其中，所述电压源被构造成在其外导线L1至LM处提供AC电压，其中，所述AC电压相对于彼此移相 2π/M，并且其中外导线L1至LM以形成星形电路的方式导电连接至各 管线100，其中，每个外导线经由各管线的至少一部分导电连接至所述星 形电路的中性点。也可以形成具有单独中性点的多个星形电路。因此， 例如，可针对每个管线形成单独的星形电路。

原则上，本发明也可应用于单个管线，所述单个管线然后被分配有一个电压源。

根据本发明的优选实施方式，管线是转化器的反应管的形式。

根据本发明的优选实施例，提供了电压源各自具有一个中性线，其 中各个电压源被设计成在每个情形中在外导线和中性线(neutral conductor)之间提供AC电压，其中，所述AC电压相对于彼此移相2π /M。优选地，各中性线导电连接至所述中性点。