CZ2021316A3 - Indukční topné zařízení - Google Patents

Abstract

Indukční topné zařízení, kteréobsahuje válcový zdroj magnetické indukce (1) v podobě indukční cívky, uvnitř kterého je v jeho magnetickém poli umístěno první trubkové ohřevné těleso (3a) z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou (2a), a vně kterého je v jeho magnetickém poli umístěno druhé trubkové ohřevné těleso (3b) z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou (2b).

Description

Indukční topné zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká indukčního topného zařízení.

Dosavadní stav techniky

Průtokové ohřívače vody známé ze stavu techniky obsahují tepelný zdroj, kolem něhož je umístěna trubice, v níž proudí ohřívaná kapalina. Tepelným zdrojem je například elektrické topné těleso, které však dosahuje vysokých tepelných ztrát, a tedy nízkého výkonu. Navíc topná tělesa v průběhu času začínají degradovat a velmi špatně se reguluje přenos tepla, respektive rychlost změny ohřevu.

Spis WO 2005112510 Al představuje indukční topné zařízení obsahující válcový zdroj magnetické indukce v podobě indukční cívky, vně kterého je v jeho magnetickém poli umístěno druhé trubkové ohřevné těleso z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou. Nevýhodou představeného řešení je, že při dlouhodobém užívání dochází k nasycení magnetického jádra, což sníží jeho magnetickou indukci, případně pokud by nebylo topné těleso plně ponořeno dojde k přehřátí a riziku požáru.

Cílem vynálezu je představit řešení, které by výše uvedené nevýhody stavu techniky odstranilo.

Podstata vynálezu

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry „Indukční topné zařízení“ obsahující válcový zdroj magnetické indukce v podobě indukční cívky, vně kterého je vjeho magnetickém poli umístěno druhé trubkové ohřevné těleso z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou, jehož podstata spočívá vtom, že uvnitř válcového zdroje magnetické indukce je vjeho magnetickém poli umístěno první trubkové ohřevné těleso z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou.

Ve výhodném provedení je materiálem alespoň jednoho ohřevného tělesa nemagnetická nerezová ocel, hliník nebo měď.

V jiném výhodném provedení obsahuje válcovou nádobu, kde indukční zdroj je umístěn na stěně této nádoby nebo alespoň částečně je stěna této nádoby indukčním zdrojem tvořena.

V jiném výhodném provedení je alespoň jedno ohřevné těleso provedeno do tvaru spirály nebo smyčky.

Objasnění výkresu

Vynález bude dále přiblížen pomocí obr. 1, představujícího průtokový ohřívač obsahující indukční topné zařízení podle vynálezu.

- 1 CZ 2021 - 316 A3

Příklad uskutečnění vynálezu

Indukční topné zařízení podle vynálezu obsahuje zdroj 1 magnetické indukce, výhodně indukční cívku, v jehož magnetickém polije umístěno do zkratu zkratovací svorkou 2a, 2b zapojené ohřevné těleso 3a, 3b, které je z elektricky vodivého nemagnetického materiálu.

Materiálem ohřevného tělesa 3a, 3b je například nemagnetická nerezová ocel, hliník, měď atd.

Na zkratovaném a do magnetického pole vloženém ohřevném tělese 3a, 3b, lze takto dosáhnout nízkého napětí cca 0,5 až 5 V a velkého proudu, jež je v důsledku zkratu okamžitě převeden na teplo.

Zkratovací svorka 2a, 2b musí být alespoň jedna.

Indukční topné zařízení podle vynálezu lze použít například pro průtokové ohřívače vody, viz obr. 1, nebo pro prostorová, konkrétně, např. podlahová, topná tělesa.

U průtokových ohřívačů je ohřevné těleso 3a, 3b v podobě trubice, kterou proudí ohřívaná kapalina, např. voda. U prostorových topných těles je ohřevné těleso 3a, 3b v podobě topného drátu.

Ve výhodném provedení má průtokový ohřívač s indukčním topným zařízením podle vynálezu indukční zdroj 1 proveden do alespoň částečné podoby stěny nádoby, výhodně válcového tvaru, neboje umístěn na stěně nádoby 4, kolem jejíž vnitřní a/nebo vnější plochy je umístěno ohřevné těleso 3a, 3b.

V příkladném provedení obsahuje indukční topné zařízení válcový zdroj 1 magnetické indukce v podobě indukční cívky, uvnitř kterého je v jeho magnetickém poli umístěno první trubkové ohřevné těleso 3a z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou 2a, a vně kterého je v jeho magnetickém poli umístěno druhé trubkové ohřevné těleso 3b z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou 2b.

Ohřevné těleso 3a, 3b může být provedeno do tvaru spirály nebo smyčky. Jeho délka, případně počet smyček cívky/spirály, je libovolný a závisí na výkonu, rychlosti průtoku a požadované teplotě. Obecně platí, že čím je ohřevné těleso kratší, tím je proud vyšší. Výhodnější je tedy použití více kratších segmentů ohřevného tělesa 3a, 3b než jednoho dlouhého. Měřením bylo zjištěno, že při použití výkonu cca 1 kW by ohřevné těleso 3a, 3b nemělo být delší než 1 m a v případě trubice by její průměr měl být od 8 mm do 50 mm. Platí tedy, že větší průměr a méně závitů umožňuje vytvoření většího proudu.

Výhodou představeného řešení oproti klasickým elektrickým ohřívačům je dvojnásobná účinnost, až 90 %, a tedy i vyšší rychlost ohřevu při nižší spotřebě elektrické energie. Při ohřevu 1,9 1 vody je dosaženo bodu varu za 4 min a 46 s, oproti 8 min při použití klasických topných těles známých ze stavu techniky.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Indukční topné zařízení, obsahující válcový zdroj (1) magnetické indukce v podobě indukční cívky, vně kterého je v jeho magnetickém poli umístěno druhé trubkové ohřevné těleso (3b) 5 z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou (2b), vyznačující se tím, že uvnitř válcového zdroje (1) magnetické indukce je v jeho magnetickém poli umístěno první trubkové ohřevné těleso (3a) z elektricky vodivého nemagnetického materiálu určené pro průtok ohřívané kapaliny, zkratované zkratovací svorkou (2a).

   ίο
2. 2. Indukční topné zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiálem alespoň jednoho ohřevného tělesa (3a, 3b) je nemagnetická nerezová ocel, hliník nebo měď.
3. 3. Indukční topné zařízení podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje válcovou nádobu, kde indukční zdroj (1) je umístěn na stěně této nádoby nebo alespoň částečně je stěna této nádoby (4) indukčním zdrojem (1) tvořena.

   15 4. Indukční topné zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň jedno ohřevné těleso (3a, 3b) je provedeno do tvaru spirály nebo smyčky.