Электронагревательное устройство трансформаторного типа

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева жидкостей или газов. Устройство содержит замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичную короткозамкнутую обмотку, которая образована совокупностью электрически и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства в виде полой трубы. Между наружной поверхностью активной части фиксирующего устройства и внутренним контуром вторичной обмотки установлены изготовленные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца, в которых выполнены технологические отверстия, через которые нагреваемая среда циркулирует относительно внутренней поверхности вторичной обмотки. Техническим результатом является увеличение активной площади тепловой поверхности вторичной обмотки. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и/или жидкостей и может быть использовано для бытовых и промышленных целей.

Известно электронагревательное устройство, содержащее магнитопровод, на одном стержне которого расположена первичная обмотка, а на другом - вторичная, выполненная в виде короткозамкнутого тороидального металлического полого витка, по которому протекает нагреваемая жидкость или газ (патент RU №1089768, МПК Н05В 6/10).

Известно также электронагревательное устройство, содержащее кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичной короткозамкнутой обмоткой, выполненной из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода (патент RU №2109413, МПК Н05В 6/10, F24Н).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электронагревательное устройство, содержащее замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичной короткозамкнутой обмоткой, выполненной в виде двух концентрических токопроводящих труб, наружной и внутренней, концы которых соединены токопроводящими фланцами, наружным и внутренним, при этом внутренний фланец соединен с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода (патент RU №2164644, МПК Н05В 6/10, F24Н).

Общим недостатком всех рассмотренных устройств является низкая эффективность работы электронагревательного устройства, что связано малым использованием активной площади теплоотдающей поверхности.

Задача заявляемого изобретения - повышение эффективности работы электронагревательной установки.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении активной площади тепловой поверхности вторичной обмотки.

Указанный технический результат достигается тем, что вторичная обмотка образована совокупностью электрически и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства и взаимодействует с нагреваемой средой с двух сторон: внутренней и внешней.

Существенными ограничительными признаками, характеризующими заявляемое изобретение, являются: замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, и вторичная короткозамкнутая обмотка, выполненная из электропроводящего материала; отличительными признаками являются - вторичная обмотка, образованная совокупностью электрически (то есть с протеканием электрического тока) и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства, например полой трубы, состоящего, по крайней мере, из трех частей: активной, - в которой предусмотрены каналы, обеспечивающие доступ нагреваемой среды и ее отвод от внутренней вторичной обмотки, входного и выходного патрубков, причем между наружной поверхностью активной части фиксирующего устройства и внутренним контуром вторичной обмотки установлены изготовленные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца, в которых выполнены технологические отверстия, обеспечивающие циркуляцию нагреваемой среды относительно внутренней поверхности вторичной обмотки.

На чертеже изображено в общем виде электронагревательное устройство трансформаторного типа.

Устройство состоит из индуктора 1, вторичной короткозамкнутой обмотки 2, выполняющей роль тепловыделяющего элемента, первичной обмотки 3. Индуктор 1 выполнен в виде замкнутого стального шихтованного сердечника, на котором размещена первичная обмотка 3. Вторичная обмотка 2 имеет внутреннюю 11 и наружную 12 охлаждаемые поверхности и представлена совокупностью механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства, например полой трубы 8, состоящего из активной части 4, - в которой предусмотрены каналы 9, обеспечивающие доступ нагреваемой среды 7 к внутренней части 11 вторичной обмотки 2, входного 5 и выходного 6 патрубков, причем между фиксирующим устройством 8 и внутренним контуром вторичной обмотки 2, расположены выполненные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца 13, обеспечивающие электрическое соединение элементов вторичной обмотки 2, в которых симметрично выполнены технологические отверстия 10, через которые нагреваемая среда 7 циркулирует относительно внутренней поверхности 11 вторичной обмотки 2. При этом механическое соединение элементов вторичной обмотки обеспечивается стягивающими элементами 14, расположенными на входном 5 и выходном 6 патрубках фиксирующего устройства 8.

Электронагревательное устройство работает следующим образом. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 3, создает переменный магнитный поток в замкнутом магнитопроводе. Под действием электродвижущей силы, наведенной переменным магнитным потоком, по вторичной обмотке 2 протекает электрический ток, нагревающий вторичную обмотку. Количество тепла, выделяемое во вторичной обмотке 2, определяется величиной квадрата этого тока и активным сопротивлением вторичной обмотки 2. Электронагревательное устройство помещается в нагреваемую среду 7, которая омывает наружную поверхность вторичной обмотки 12. Одновременно через входной патрубок 5 нагреваемая среда 7 при начальной температуре поступает через каналы 9, расположенные в активной части 4 фиксирующего устройства к внутренней части вторичной обмотки 2, и нагревается в результате конвективного теплообмена. Затем нагреваемая среда 7 проходит через технологические отверстия 10 и после отбора тепла с внутренней части 11 всех электрически и механически соединенных между собой элементов вторичной обмотки 2, вытекает через выходной патрубок 6.

Таким образом, за счет повышения активной площади теплоотдачи вторичной обмотки достигается увеличение эффективности работы электронагревательного устройства.

Электронагревательное устройство, содержащее замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, и вторичную короткозамкнутую обмотку, отличающееся тем, что вторичная обмотка образована совокупностью электрически и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства, например полой трубы, состоящего, по крайней мере, из трех частей: активной, в которой предусмотрены каналы, обеспечивающие доступ нагреваемой среды к внутренней части вторичной обмотки, входного и выходного патрубков, причем между наружной поверхностью активной части фиксирующего устройства и внутренним контуром вторичной обмотки установлены изготовленные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца, в которых выполнены технологические отверстия, через которые нагреваемая среда циркулирует относительно внутренней поверхности вторичной обмотки.