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 2660487:

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. Обогреватель, сетевой питающий кабель (1) которого, состоящий из двух силовых проводников, а при необходимости заземления защитного корпуса (2) или деталей конструкции нагревательного элемента, из трех проводников, подводится к защитному корпусу, внутри которого первый силовой проводник (3) питающего кабеля подключен к первому силовому проводнику (4) разделительного кабеля непосредственно, а второй силовой проводник (6) сетевого кабеля подключен ко второму силовому проводнику (7) разделительного кабеля через ключ переменного тока, состоящий минимум из двух полевых транзисторов и связанный со схемой управления, включающей в себя датчик температуры и устройство установки температуры срабатывания. Техническим результатом является повышение надежности, удешевление, улучшение производственных и эксплуатационных характеристик обогревателей. 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]. Недостатками являются высокая стоимость, низкая надежность.

Прототип [3,] имеет недостатки, заключающиеся в сложности технологии изготовления, высокой стоимости и низкой надежности.

Цель изобретения - повышение надежности, снижение стоимости, улучшение производственных и эксплуатационных характеристик обогревателей.

Указанная цель достигается тем, что:

обогреватель, сетевой питающий кабель которого, состоящий из двух силовых проводников, а при необходимости заземления защитного корпуса или деталей конструкции нагревательного элемента, из трех проводников, подводится к защитному корпусу, внутри которого первый силовой проводник питающего кабеля подключен к первому силовому проводнику разделительного кабеля непосредственно, а второй силовой проводник сетевого кабеля подключен ко второму силовому проводнику разделительного кабеля через ключ переменного тока, состоящий минимум из двух полевых транзисторов и связанный со схемой управления, включающей в себя датчик температуры и устройство установки температуры срабатывания, связанное с блоком питания, подключенным к силовым проводникам питающего кабеля и при необходимости к точке соединения ключа переменного тока со вторым силовым проводником разделительного кабеля, на противоположной стороне которого силовые проводники подключены к нагревательному элементу.

На фиг. 1 показана функциональная схема обогревателя.

Обогреватель, сетевой питающий кабель которого 1, состоящий из двух силовых проводников, а при необходимости заземления защитного корпуса 2 или деталей конструкции нагревательного элемента 14, из трех проводников, подводится к защитному корпусу 2, внутри которого первый силовой проводник 3 питающего кабеля 1 подключен к первому силовому проводнику 4 разделительного кабеля 5 непосредственно, а второй силовой проводник 6 сетевого кабеля 1 подключен ко второму силовому проводнику 7 разделительного кабеля 5 через ключ переменного тока 8, состоящий минимум из двух полевых транзисторов и связанный со схемой управления, включающей в себя датчик температуры 10 и устройство установки температуры срабатывания 11, связанную с блоком питания 12, подключенным к силовым проводникам питающего кабеля 1 и при необходимости к точке соединения ключа переменного тока 8 со вторым силовым проводником 7 разделительного кабеля 5, на противоположной стороне которого силовые проводники подключены к нагревательному элементу 13.

Работает обогреватель следующим образом.

Датчик температуры 10 измеряет температуру защитного корпуса 2, а схема управления 9 сравнивает это значение с величиной, заданной в устройстве установки температуры срабатывания 11, и в зависимости от величины и знака разницы включает или выключает ключ переменного тока 8, что приводит к выделению нагревательным элементом 13 нужного количества тепловой энергии. До тех пор, пока мощности нагревательного элемента будет достаточно, снижения температуры окружающей среды ниже значения, установленного в 11, происходить не будет.

Длина разделительного кабеля 5 определяется приемлемым количеством тепловой энергии, поступающей к защитному корпусу от нагревательного элемента.

Кроме тепловой энергии, поступающей через разделительный кабель, на точность определения температуры окружающей среды датчиком температуры влияет тепловая энергия, выделяющаяся в источнике питания и схеме управления, а также энергия, выделяющаяся при протекании тока через транзисторы.

В связи с инерционностью тепловых процессов количество включений транзисторов в единицу времени мало, соответственно и среднее значение тока на заряд емкостей исток - затвор мало. Мощность потребления схемы управления несколько милливатт, а мощность потребления блока питания порядка 10 милливатт, поэтому они тоже практически не влияют на температуру защитного корпуса.

Удвоенное значение сопротивления сток-исток, достаточно высоковольтного и одного из самых дешевых полевых транзисторов IRF740, составляет 1,1 Ома. При мощности нагревательного элемента 100 ватт и работе обогревателя от сети 220 вольт в защитном корпусе выделится не более 0,3 ватта. Экспериментальные исследования показали, что 0,3 ватта приводят к появлению разницы температур между защитным корпусом с двумя подсоединенными кабелями и окружающей средой не более чем в несколько десятых долей градуса Цельсия. С увеличением мощности обогревателя выделяющаяся в защитном корпусе мощность будет расти пропорционально квадрату тока. Поэтому целесообразно использовать транзисторы с более низким значением сопротивления исток-сток и их параллельное соединение.

Предлагаемый обогреватель, по сравнению с прототипом, дешевле, удобней в эксплуатации, технологичнее и надежнее, так как состоит из меньшего количества комплектующих элементов и не имеет узлов, работающих при высоких температурах [3, 4].

Недостатком предлагаемого обогревателя является необходимость ограничения температуры на поверхности нагревательного элемента, сужающая область его применения. Поэтому предлагаемый обогреватель наиболее эффективен при использовании в качестве нагревательного элемента саморегулирующегося кабеля [5], терморезисторов [6] или резистивных нагревателей, перегрев которых по каким-либо причинам невозможен.

Источники информации

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

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

3. Патент РФ №151977

4. Патент РФ №2592859

5. https://www.obogrev.net/catalog/cable/samreg/

6. http://monolit.by/ru/

Обогреватель, сетевой питающий кабель которого, состоящий из двух силовых проводников, а при необходимости заземления защитного корпуса или деталей конструкции нагревательного элемента, из трех проводников, подводится к защитному корпусу, внутри которого первый силовой проводник питающего кабеля подключен к первому силовому проводнику разделительного кабеля непосредственно, а второй силовой проводник сетевого кабеля подключен ко второму силовому проводнику разделительного кабеля через ключ переменного тока, состоящий минимум из двух полевых транзисторов и связанный со схемой управления, включающей в себя датчик температуры и устройство установки температуры срабатывания, связанное с блоком питания, подключенным к силовым проводникам питающего кабеля и при необходимости к точке соединения ключа переменного тока со вторым силовым проводником разделительного кабеля, на противоположной стороне которого силовые проводники подключены к нагревательному элементу.

Изобретение относится к области электротехники и характеризует рисунок дорожек схемы нагревателя, спроектированный для покрытия на нагревательной пластине (100) для достижения высокооднородного распределения тепла и быстрого нагрева, потребления малой мощности и предотвращения сжатия тока посредством высокого коэффициента заполнения, нагревательной пластины (100), содержащей: слой (101) подложки, который является электрически изолирующим, высоко теплопроводящим, подложки с малой теплоемкостью, которую покрывает рисунок дорожек схемы нагревателя, имеющий проводящий слой (102) и резистивный слой (103), проводящий слой (102), имеющий проводящие части, такие как контактные площадки (201) электропитания, главные линии (202) электропитания, контактные площадки (203) электропередачи, расщепленные проводящие линии (204), сформированные высоко проводящим материалом для равномерного распределения мощности по резистивному слою (103), резистивному слою (103), имеющему резистивные участки, содержащие резистивные части, сформированные резистивной пастой, для нагревания нагревательной пластины (100).

Субстрат, образующий аэрозоль, и система подачи аэрозоля // 2655199

Настоящее изобретение относится к субстрату, образующему аэрозоль, для использования в сочетании с индукционным нагревательным устройством, а также к системе подачи аэрозоля.

Устройство для обогрева криогенного аппарата // 2653529

Устройство предназначено для обогрева криогенного регулирующего аппарата и содержит размещенный вблизи обогреваемого элемента аппарата электрический нагреватель (1), подключенный к выходу регулятора напряжения (2), снабженного источником питания (3), силовой выход регулятора напряжения подключен к входу электрического нагревателя, а сигнальный вход - к выходу регулирующего устройства (4), соединенного входом с выходом дополнительного элемента сравнения (5), вычитающий вход которого подключен к сигнальному выходу датчика тока (6), а суммирующий вход - к выходу ограничителя напряжения (7), соединенного входом с выходом элемента сравнения (8), подключенного суммирующим входом к выходу задатчика температуры (9), а вычитающим входом - к датчику температуры (10) обогреваемого аппарата, причем силовой вход датчика тока подключен к выходу регулятора напряжения .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.