Обогреватель

Авторы патента:

H05B1/02 - Электрический нагрев; устройства электрического освещения, не отнесенные к другим классам (устройства специального назначения см. в соответствующих рубриках, например A47J,B21J,B21K,C21,C22,C23, F21,F24,F27)

Владельцы патента RU 2592859:

Орлов Сергей Иванович (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано в устройствах, преобразующих электрическую энергию в тепловую. Техническим результатом является повышение надежности и уменьшение потерь электрической энергии в режиме «ожидания». Обогреватель, питающий кабель которого подводится к защитному корпусу, внутри которого находится первая схема управления, из защитного корпуса выходит соединительный кабель, состоящий из четырех проводников, два из которых связаны с напряжением сети: один с заземлением и один с цифровым выходом первой схемы управления, с другого конца кабеля, проводники, связанные с напряжением сети, подключены через первый и второй ключевые элементы к нагревательному элементу, проводник заземления подключен к радиатору, проводник, связанный с цифровым выходом первой схемы управления, подключен к первому входу второй схемы управления, у которой первый выход подключен к входу первого ключевого элемента, второй вход связан с первым выходом третьей схемы управления, второй выход второй схемы управления подключен к входу третьей схемы управления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известны обогреватели, в которых используются термовыключатели на основе биметаллических пластин [1, 2]. Основными недостатками данных устройств являются относительно низкая надежность, невысокая точность поддерживаемой температуры, широкая зона гистерезиса.

Известны обогреватели, в которых величина тока через нагревательный элемент регулируется симистором, а контроль осуществляется внешним устройством на основе микропроцессора [1, 2]. Эти обогреватели имеют следующие недостатки.

1. Относительно низкая надежность, так как отказ всего одного элемента способен привести к превышению предельно допустимой температуры.

2. Низкое значение максимальной температуры радиатора, всего 90, а не 135 градусов Цельсия.

3. К радиатору подводится дорогостоящий термостойкий кабель, состоящий не только из силовых, но и ряда информационных проводников.

4. Высокая себестоимость и сложность изготовления.

Прототип [3] имеет относительно низкую надежность, так как отказ всего одного элемента способен привести к превышению предельно допустимой температуры.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение потерь электрической энергии в режиме «ожидания».

Указанная цель достигается тем, что:

1. Обогреватель, питающий кабель которого, состоящий из трех проводников, подводится к защитному корпусу, внутри которого находится первая схема управления, а из защитного корпуса выходит соединительный кабель, состоящий из четырех проводников, два из которых связаны с напряжением сети, один с заземлением, и один с цифровым выходом первой схемы управления, с другого конца кабеля, проводники, связанные с напряжением сети, подключены через первый и второй ключевые элементы к нагревательному элементу, проводник заземления подключен к радиатору, а проводник, связанный с цифровым выходом первой схемы управления, подключен к первому входу второй схемы управления, у которой первый выход подключен к входу первого ключевого элемента, второй вход через первую схему гальванической развязки связан с первым выходом третьей схемы управления, а второй выход второй схемы управления, через вторую схему гальванической развязки, подключен к входу третьей схемы управления, своим вторым выходом связанную с входом второго ключевого элемента.

2. Обогреватель по п. 1, вторая и третья схемы управления которого включают в себя устройства, вырабатывающие короткие импульсы в начале каждого полупериода напряжения сети.

3. Обогреватель по п. 1, схема гальванической развязки которого состоит из генератора коротких импульсов, подключенного к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого, через выпрямитель с времязадающими цепями, подключена к компаратору.

На фиг. 1 показана функциональная схема обогревателя.

Обогреватель, питающий кабель 1 которого, состоящий из трех проводников, подводится к защитному корпусу 2, внутри которого находится первая схема управления 5, а из защитного корпуса 2 выходит соединительный кабель 3, состоящий из четырех проводников, два из которых связаны с напряжением сети: один с заземлением и один с цифровым выходом первой схемы управления 5, с другого конца кабеля, проводники, связанные с напряжением сети, подключены через первый 10 и второй 12 ключевые элементы к нагревательному элементу 11, проводник заземления подключен к радиатору 4, а проводник, связанный с цифровым выходом первой схемы управления 5, подключен к первому входу второй схемы управления 6, у которой первый выход подключен к входу первого ключевого элемента 10, второй вход, через первую схему гальванической развязки 7 связан с первым выходом третьей схемы управления 9, а второй выход второй схемы управления 6, через вторую схему гальванической развязки 8, подключен к входу третьей схемы управления 9, своим вторым выходом связанную с входом второго ключевого элемента 12.

Работает обогреватель следующим образом.

Если температура окружающей среды выше заданного, относительно низкого значения, первая схема управления 5 вырабатывает сигнал, который, проходя через вторую схему управления 6, поддерживает первый ключевой элемент 10 в закрытом состоянии. Этот же сигнал с первой схемы управления 5, проходя через вторую схему управления 6, второй элемент гальванической развязки 8 и третью схему управления 9, поддерживает второй ключевой элемент 12 в закрытом состоянии.

Если температура окружающей среды ниже заданного значения, первая схема управления 5 вырабатывает сигнал, который позволяет второй 6 и третьей 9 схемам управления открывать ключевые элементы 10 и 12, соответственно.

Если температура радиатора 4 ниже заданного, относительно высокого значения, схемы управления 6 и 9 поддерживают ключевые элементы 10 и 12 в открытом состоянии, соответственно. Температура радиатора 4 повышается, и, достигнув запрограммированного в схемах управления 6 и 9 значений, срабатывает сначала одна из схем управления 6 или 9, затем вторая, хотя настроены обе приблизительно на одинаковую температуру. Это объясняется тем, что невозможно абсолютно точно выставить температуры срабатывания. Только при условии срабатывания обеих схем управления, и 6, и 9, произойдет одновременное выключение ключевых элементов 10 и 12 и температура радиатора начинает понижаться. Зона гистерезиса определяется параметрами схем управления и особенностями конструкции.

В случае отказа любого одного элемента обогревателя, например ключевого элемента 10, третья схема управления 9 будет стабилизировать температуру радиатора 4 и не позволит температуре радиатора превысить максимально допустимую величину.

В элементе гальванической развязки 7 нет принципиальной необходимости, его задача заключается в обеспечении работоспособности второй схемы управления 6, если в ней отказал датчик температуры и синхронного включения и выключения ключевых элементов.

В случае использования в качестве силовых ключей симисторов, для снижения средних значений токов потребления второй и третьей схем управления, целесообразно во вторую и третью схемы управления установить устройства, вырабатывающие короткие импульсы в начале каждого полупериода напряжения сети, которые разрешают подавать напряжения на управляющие выводы симисторов. Это позволяет уменьшить мощность и объем источников питания второй и третьей схем управления.

При использовании в качестве силовых ключей полевых транзисторов, радиатор должен быть рассчитан так, чтобы его температура во всех возможных условиях эксплуатации не превысила предельно допустимую температуру, при подаче на него четверти от максимально возможной мощности.

Крайне непросто найти оптроны, работающие при температуре 135 градусов Цельсия. Поэтому, в частности, предлагается использовать схемы гальванической развязки, состоящие из генератора коротких импульсов, подключенного к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого, через выпрямитель с времязадающими цепями, подключена к компаратору. Кроме повышения рабочей температуры предлагаемая структура канала передачи цифровой информации имеет важное преимущество, заключающееся в том, что ток потребления уменьшается, практически, на порядок, по сравнению с оптроном.

Предлагаемый обогреватель имеет более высокую надежность по сравнению с прототипом, так как отказ любого одного элемента обогревателя не приводит к превышению максимально допустимой температуры.

Объем и масса предлагаемого обогревателя значительно меньше, чем у аналогов, так как отдача радиатором тепловой энергии при температуре 135 градусов происходит эффективнее, чем при 90 градусах Цельсия.

Кроме того, можно видеть, что предлагаемый обогреватель имеет более низкую стоимость по сравнению с аналогами, даже сделанными на основе биметаллических пластин [4].

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. http://www.rizur.ru/cat_osha.htm.

2. http://www.neotechnology.ru/products/view/1428.

3. Патент РФ №151977.

4. http://www.chipfind.ru/search/?part=1NT01L-6870.

1. Обогреватель, питающий кабель которого, состоящий из трех проводников, подводится к защитному корпусу, внутри которого находится первая схема управления, а из защитного корпуса выходит соединительный кабель, состоящий из четырех проводников, два из которых связаны с напряжением сети: один с заземлением и один с цифровым выходом первой схемы управления, с другого конца кабеля проводники, связанные с напряжением сети, подключены через первый и второй ключевые элементы к нагревательному элементу, проводник заземления подключен к радиатору, а проводник, связанный с цифровым выходом первой схемы управления, подключен к первому входу второй схемы управления, у которой первый выход подключен к входу первого ключевого элемента, второй вход через первую схему гальванической развязки связан с первым выходом третьей схемы управления, а второй выход второй схемы управления, через вторую схему гальванической развязки, подключен к входу третьей схемы управления, своим вторым выходом связанную с входом второго ключевого элемента.

Устройство для адаптивного обогрева криогенного аппарата, например регулирующего клапана, содержащее размещенный вблизи обогреваемого аппарата электрический нагреватель 1, подключенный к выходу регулятора напряжения 2, соединенного входом с выходом регулирующего устройства 3, первый вход которого связан с выходом задатчика 6 температуры обогреваемого аппарата через суммирующий элемент 4, а второй - с выходом датчика 5 температуры обогреваемого аппарата.

Устройство для приготовления пищи, электронная библиотека и соответствующие способы // 2583902

Изобретение относится к устройству для приготовления пищи, имеющему множество средств нагревания для нагревания соответствующего пищевого элемента. Устройство оснащено средствами управления для управления подачей энергии индивидуально в каждое из средств нагревания.

Электрическое бытовое устройство для обработки продукции // 2575219

Изобретение относится к электрическому бытовому устройству для обработки продукции. Устройство содержит отделение для обработки продукции, дверцу, которая может открываться пользователем даже во время обработки продукции, первую линию питания на первую электрическую нагрузку, первую электрическую контрольную линию для первой электрической нагрузки, переключатель положений дверцы «открыто»/«закрыто», оперативно подключенный к первой электрической контрольной линии, контрольное устройство первой электрической нагрузки, в свою очередь, включающее первый электромеханический переключатель, включающий электрический компонент, установленный на первой электрической контрольной линии и механический компонент, расположенный на первой линии питания и способный переходить между первой и второй позициями, в которых он, соответственно, препятствует или не препятствует прохождению тока в первой линии питания.

Нагревательный контур с контрольным устройством для бытового электроприбора // 2565051

Изобретение относится к контрольным устройствам, в частности, в области бытовых электроприборов. Бытовой электроприбор (стиральный и/или сушильный) содержит нагревательный контур (140), предназначенный для нагрева стиральной жидкости и/или потока воздуха для сушки и соединенный с системой электроснабжения (105а, 105b), обеспечивающей подачу электропитания в электроприбор, при этом нагревательный контур содержит терморезистор (205), последовательно соединенный с переключающими устройствами (210а, 210b), управляемыми с помощью управляющего устройства (125) для избирательного включения терморезистора, когда это требуется.

Способ управления установкой и установка, в которой реализован такой способ // 2560933

Изобретение относится к способу управления установкой и к электронагревательной установке (10) и содержит следующие этапы: i) составляют на рабочий цикл управляющую программу устройства (12) в составе установки (10), при этом устройство настраивают на работу в течение цикла в активном режиме, согласованном с использованием установки пользователем, и в ждущем режиме, согласованном с отсутствием использования установки (10) пользователем; ii) сравнивают работу устройства (12) в соответствии с управляющей программой с действительным использованием установки (10) пользователем; iii) определяют несоответствие между уставкой, заданной управляющей программой устройства, и действительным использованием установки пользователем; iv) изменяют управляющую программу устройства (12) в зависимости от действительного использования установки (10) пользователем.

Способ автоматического управления путевым подогревом // 2531362

Изобретение относится к системам путевого подогрева. Способ управления цепью путевого подогрева с автоматическим определением длительности интервалов отсутствия подвода питания включает расчет длительности интервала отсутствия подвода питания на основе значения температуры технологического трубопровода, измеренного в конце предварительно определенного начального интервала отсутствия подвода питания, а также с учетом конкретной температуры уставки для технологического трубопровода и температуры зоны нечувствительности, превышающей температуру уставки.

Устройство для зонального обогрева криогенного регулирующего аппарата // 2521102

Устройство для зонального обогрева криогенного регулирующего аппарата, например запирающего элемента, содержащего закрепленный в кожухе криогенной емкости полый корпус 1, внутри которого размещен подвижный вдоль корпуса шток 2, связанный одним концом с выходом привода 3 перемещения штока, а другим - с запирающим элементом 4, изменяющим проходное сечение трубопровода, по которому протекает сжиженный газ.

Устройство для управления нагревом тепловыделяющего стекла // 2497313

Изобретение относится к устройству управления нагревом тепловыделяющего стекла, которое подает синусоидальный сигнал в соответствии с размером тепловыделяющего стекла так, чтобы синусоидальный сигнал подавался в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю, и подача синусоидального сигнала прекращалась также в момент времени, когда ток синусоидального сигнала равен нулю.

Цепь управления нагревательным проводом и способ управления нагревательным элементом // 2491795

Изобретение относится к управлению нагревательным элементом при применении его в одеяле или электрогрелке с электрическим обогревом. .

Устройство по меньшей мере с одним резистором птк // 2488983

Способы и устройства для интуитивного управления приготовлением пищи // 2602827

Изобретение относится к оборудованию для многофункционального устройства приготовления пищи и способу. Устройство включает в себя: элемент интерфейса пользователя (220); один или более нагревательных элементов (234, 236), используемых для приготовления пищи, и элемент процессора (111), выполненный с возможностью приема входной команды от элемента; элемент процессора выполнен с возможностью управления одним или более нагревательными элементами, используемыми для приготовления пищи. Элемент управления интерфейса пользователя включает в себя селектор функции, имеющий множество конфигураций функции приготовления пищи. Элемент управления интерфейса пользователя включает в себя первый селектор ввода, позволяющий пользователю выбрать, когда запрошено чуть больше добавочного времени приготовления пищи; элемент процессора прибавляет дополнительное время приготовления пищи к текущему времени приготовления пищи. Изобретение обеспечивает выполнение различных функций, которые инициируются единственным пользователем или вводом команды. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство и способ для управления электрическим нагревателем для ограничения температуры // 2619372

Группа изобретений относится к электрически нагреваемым курительным устройства. В способе управления электрическим нагревательным элементом обеспечивают: поддержание температуры нагревательного элемента при целевой температуре посредством подачи импульсов электрического тока на нагревательный элемент; отслеживание коэффициента заполнения импульсов электрического тока; и определение того, отличается ли коэффициент заполнения от предполагаемого коэффициента заполнения или диапазона коэффициентов заполнения, и если да, то снижение целевой температуры, или прекращение подачи тока на нагревательный элемент, или ограничение коэффициента заполнения импульсов электрического тока, подаваемого на нагревательный элемент. Поскольку температура поддерживается на известном уровне целевой температуры, любое изменение в коэффициенте заполнения или диапазоне коэффициентов заполнения, предполагаемом для поддержания целевой температуры, указывает на ненормальные условия. Снижается вероятность сгорания субстрата, образующего аэрозоль, которое могло бы привести к образованию нежелательных соединений в дыме. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство и способ для управления электрическим нагревателем для ограничения температуры // 2621468

Изобретение относится к области курительных устройств и может быть использовано для управления нагревателем курительного устройства. Заявленный способ управления электрическим нагревательным элементом включает поддержание температуры нагревательного элемента при целевой температуре посредством подачи импульсов электрического тока на нагревательный элемент, отслеживание коэффициента заполнения импульсов электрического тока и определение того, отличается ли коэффициент заполнения от предполагаемого коэффициента заполнения или диапазона коэффициентов заполнения, и если да, то снижение целевой температуры, или прекращение подачи тока на нагревательный элемент, или ограничение коэффициента заполнения импульсов электрического тока, подаваемого на нагревательный элемент. Поскольку температура поддерживается на известном уровне целевой температуры, любое изменение в коэффициенте заполнения или диапазоне коэффициентов заполнения, предполагаемом для поддержания целевой температуры, указывает на ненормальные условия. Технический результат – снижение риска сгорания нагревательного элемента с одновременным нагревом до достаточной температуры для обеспечения необходимой кондиции аэрозоля. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор // 2630069

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Комплексный электрогенерирующий отопительный прибор, который включает в себя две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы овального сечения, связывающие полости верхнего и нижнего коллекторов, фронтальный и тыльный ряды вертикальных пластин прямоугольной формы, расположенных напротив вертикальных труб овального сечения, закрывая их по всей их высоте, снабженными вертикальными щелями, высота которых равна длине вертикальных труб, в каждую из которых вставлен вертикальный прямоугольный термоэлектрический преобразователь, выполненный из диэлектрического материала с высокой теплопроводностью и присоединенный тыльным торцом своего корпуса к стенке вертикальной трубы, в массиве которого помещены термоэмиссионные элементы, представляющие собой парные проволочные отрезки, выполненные из разных металлов М1 и М2, спаянные на концах между собой таким образом, что сами проволочные отрезки расположены параллельно друг другу, образуя П–образные ряды, крайние проволочные отрезки каждой пары П–образных рядов термоэлектрических преобразователей соединены снизу между собой перемычками, а сверху каждая пара термоэлектрических преобразователей соединена между собой и с выходными коллекторами через электрические конденсаторы, а сами выходные коллекторы, в свою очередь, соединены с накопительным блоком. 5 ил.

Генератор многофазной системы эдс // 2633662

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для генерирования многофазной системы напряжений с заданной частотой и заданным числом фаз на основе использования импульсной техники. Технический результат заключается в осуществлении преобразования постоянного или однофазного переменного напряжения промышленной частоты в многофазную систему ЭДС с заданным числом фаз и заданной частотой. Устройство включает три функциональных блока, блок формирования управляющих импульсов, формирующий циклическую последовательность импульсов с периодом Т, управляющих открытым состоянием управляемых ключей. Управляющие импульсы открывают на интервал времени длительностью Т1 управляемые ключи, которые располагаются в коммутационной матрице (коммутаторе). Коммутационная матрица содержит набор m×n управляемых ключей, два набора входных полюсов и один набор выходных полюсов. Здесь m - число фаз генератора, n - число временных интервалов, на которое разбивается период синусоидальной функции, Т=n×ТI. При помощи коммутационной матрицы осуществляется подключение в соответствующие интервалы времени соответствующих постоянных источников ЭДС E0…Е2k к соответствующим полюсам фаз генератора. Блок питания позволяет получить набор источников постоянного напряжения с заданными значениями Ер, р=0…2k. Блок питания подключается к коммутационной матрице. При этом предлагаются два варианта исполнения блока питания. В первом варианте питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи, а во втором варианте питание многофазного генератора осуществляется от сети переменного тока. Для получения набора источников постоянного напряжения Е1…Е2k используется трансформаторная схема. Вторичные катушки трансформатора, число которых рано k, подключаются к схемам выпрямления и фильтрации. Выходные напряжения со схем выпрямления и фильтрации поступают на вторые входы коммутационной матрицы. 5 ил., 6 табл.

Способ и устройство для размораживания биологического материала // 2640427

Изобретение относится к способам и системам для нагревания и/или размораживания биологических материалов в сосуде. Система включает в себя нагревательное устройство, сконфигурированное с возможностью передавать энергию сосуду, и основание, подвижным образом соединенное с нагревательным устройством. Система также включает в себя процессор, сконфигурированный с возможностью принимать входные данные, ассоциированные с целевой температурой, и передавать сигнал, чтобы управляемым образом перемещать нагревательное устройство относительно основания в течение периода времени, при этом период времени определяется на основе целевой температуры и объема содержимого, закодированного в специальной метке, расположенной на сосуде. Кроме того, система включает устройство, поддерживающее целевую температуру в течение всего периода использования биологического материала. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 8 ил.

Многофункциональный электрический конвектор с климат-контролем // 2640797

Изобретение относится к электрическим обогревательным устройствам конвекционного типа. Электрический конвектор с электронным управлением содержит корпус с расположенными внутри нагревательным элементом и блоком управления, имеющим исполнительный элемент и электронную плату с установленным на ней элементом контроля, электрически соединенным с температурным датчиком. Исполнительный элемент выполнен на основе симистора, обеспечивающего плавное регулирование мощности нагревательного элемента посредством изменения в зависимости от разницы установленной пользователем и текущей температуры окружающей среды количества полных периодов сетевого напряжения, подаваемого на нагревательный элемент. Связь симистора с элементом контроля выполнена с использованием оптоэлектронного соединения, исключающего прямую электрическую связь между элементом контроля и исполнительным элементом. Изобретение обеспечивает снижение количества потребляемой электроэнергии, предотвращение возникновения помех в электросети, а также повышение надежности эксплуатации всего блока управления электрического конвектора. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации // 2643980

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов, работающих в широкой спектральной области от ультрафиолетового до среднего инфракрасного диапазона длин волн. Предложен тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации, состоящий из корпуса, внутри которого размещены центральный и отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули, графитового контейнера 9 с набором тепловых экранов и рамой, установленного с возможностью горизонтального перемещения внутри теплоизоляционных модулей, верхнего нагревателя Г-образной формы 2 и нижнего нагревателя перевернутой П-образной формы 3, расположенных внутри центрального теплоизоляционного модуля, смотрового окна 8, при этом центральный теплоизоляционный модуль выполнен сборно-разборным и состоит из внешнего графитового теплоизоляционного кожуха 4, внутри которого расположены диафрагмы 7, верхняя 5 и нижняя 6 секции внутренних графитовых тепловых экранов, а отдельные углеграфитовые теплоизоляционные модули выполнены в виде внутреннего графитового кожуха, окруженного внешними сборно-разборными графитовыми теплоизолирующими кассетами, каждая из которых состоит из сложенных друг над другом тепловых экранов, между которыми проложены проставки. Технический результат заключается в повышении технологичности конструкции теплового узла, позволяющего варьировать величиной температурного градиента в зоне активного роста кристалла, приводящей к получению оптически однородного кристалла. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.