ITRM20120193A1

ITRM20120193A1 - INDUCTION BOILER

Info

Publication number: ITRM20120193A1
Application number: IT000193A
Authority: IT
Inventors: Elton Prendi
Original assignee: Elton Prendi
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-08-03

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

1. La Valvola meccanica. 1. The mechanical valve.

E' composta da : La Molla -- ha come funzionalità' quella di riportare la valvola al punto di riposo. It is made up of: The Spring - its function is to bring the valve back to its rest point.

La Testina sferica - e' collegata tramite un braccio al magnete, il quale si alza o si abbassa. The ball head - is connected via an arm to the magnet, which raises or lowers.

Il Magnete - attiva e disattiva l'interruttore switch. The Magnet - toggles the switch switch on and off.

L'interruttore switch - chiude il circuito e manda la corrente alla scheda madre. The switch switch - closes the circuit and sends power to the motherboard.

Quando il liquido si muove dentro la valvola, obliga la testina'a spostarsi dalla posizione iniziale nella direzione di uscita dell' liquido. Sul lato opposto del braccetto connesso-alla testina si trova il magnete, il quale nello stato di riposo si trova all' altezza "HO=H_min". In questa posizione l'attrazione con il magnete attaccato al braccio dell' interruttore switch e' molto debole; tuttavia quando la sfera si trova nel punto di massima espansione il magnete si trova in un altezza Hl=H_max, dove l'attrazione dei magneti e molto forte e di conseguenza si attraggono fino a toccarsi. Quando i magneti sono attaccati viene attivato l'interruttore switch che chiude il circuito e permette alla corrente di arrivare la scheda madre, la quale cosi' alimenta tutto il sistema. Nell' istante in cui il liquido smette di defluire, la molla obliga il magnete a ritornare al suo punto iniziale disattivando cosi' l'interruttore switch che toglie la corrente al circuito. When the liquid moves inside the valve, it forces the head to move from the initial position in the direction of the liquid outlet. On the opposite side of the arm connected to the head is the magnet, which in the rest state is at the height "HO = H_min". In this position the attraction with the magnet attached to the switch arm is very weak; however, when the sphere is at the point of maximum expansion, the magnet is at a height Hl = H_max, where the attraction of the magnets is very strong and consequently they attract each other until they touch. When the magnets are attached, the switch is activated which closes the circuit and allows the current to reach the motherboard, which thus feeds the whole system. In the instant in which the liquid stops flowing, the spring forces the magnet to return to its initial point thus deactivating the switch that cuts the current to the circuit.

2. L'induttore. 2. The inductor.

E'composto di un metallo non magnetico(preferibilmente di rame o alluminio), di diametro teorico dell' induttore D_ind= 8-16 mm al fine di poter ridurre l'effetto superficiale, avvolto a solenoide di 5-10 avvolgimenti e con un diametro di D_sol= 10-20cm. Nella parte interna dell' induttore viene posizionato un tubo avente forma sinusoidale piatta, con un diametro interno D_in= 4-10mm e un diametro esterno D_out= 6-12mm. Per avere un rendimento maggiore, e' preferibile usare un tubo indotto di forma rotondeggiante, al fine di distribuire il calore in modo uniforme su tutto il tubo sinusoidale (nel quale passa il liquido che vogliamo scaldare), il quale dovrebbe essere posizionato il piu' vicino possibile alle pareti interne del induttore. La corrente di Eddy che viene utilizzata dal nostro sistema e' una corrente superficiale, perciò' e' consigliabile l'uso di tubi con spessore non oltre gli l-2mm. Infatti piu' spesso e' il tubo meno rende il sistema. La distanza tra l'induttore e il tubo non dovrebbe oltrepassare l 1-2cm. It is composed of a non-magnetic metal (preferably copper or aluminum), with a theoretical diameter of the inductor D_ind = 8-16 mm in order to reduce the surface effect, wound with a solenoid of 5-10 windings and with a diameter of D_sol = 10-20cm. In the internal part of the inductor is positioned a tube having a flat sinusoidal shape, with an internal diameter D_in = 4-10mm and an external diameter D_out = 6-12mm. To have a higher efficiency, it is preferable to use a round induced tube, in order to distribute the heat evenly over the whole sinusoidal tube (in which the liquid we want to heat passes), which should be positioned the most as close as possible to the inner walls of the inductor. The Eddy current that is used by our system is a surface current, therefore it is advisable to use tubes with a thickness not exceeding l-2mm. In fact, the thicker the tube, the less the system makes. The distance between the inductor and the tube should not exceed 1-2cm.

3. Flyback Driver. 3. Flyback Driver.

E un circuito di risonanza. Il suo rendimento max si trova vicino alla frequenza di risonanza del materiale sinusoidale inserito nella solenoide dell' induttore.il motivo principale per il quale non viene adoperata direttamente la corrente alternativa e' giustificato nel fatto che e' difficilmente controllabile, specialmente quando viene richiesto un continuo cambio di voltaggio e di frequenza, non permettendo cosi'al sistema di arrivare al punto di risonanza, percui si genera un calo immediato del rendimento. Questo sistema converte la correntexontinua DG, in una corrente alternativa ad alto voltaggio e alte frequenze sinusoidali, le quali variano intorno ai 100k-400kHz. Questa corrente nella parte interna dell induttore crea un campo elettromagnetico che permette al tubo passante in esso di àcaldarsi e di conseguenza al liquido che defluisce in esso di raggiungere la stessa temperatura. Il flyback driver e' composto dal oscillatore e dall'avvolgimento induttore. Il circuito d' oscillazione e' la parte che comprende i semiconduttori. Mentre i transistor, i mosfets, gli IGBT, o gli IC o tutti quelli sopra elencati servono a mantenere l'oscillazione nel circuito. Il circuito contennitore e' composto quindi da uno o piu' condensatori e l'avvolgimento induttore. And a resonance circuit. Its max efficiency is close to the resonant frequency of the sinusoidal material inserted in the solenoid of the inductor. The main reason why the alternative current is not used directly is justified in the fact that it is difficult to control, especially when a continuous change of voltage and frequency, thus not allowing the system to reach the resonance point, so that an immediate drop in efficiency is generated. This system converts the direct current DG, into an alternative current with high voltage and high sinusoidal frequencies, which vary around 100k-400kHz. This current in the internal part of the inductor creates an electromagnetic field that allows the tube passing through it to heat up and consequently the liquid flowing into it to reach the same temperature. The flyback driver is composed of the oscillator and the inductor winding. The oscillation circuit is the part that includes the semiconductors. While transistors, mosfets, IGBTs, or ICs or all of those listed above serve to keep oscillation in the circuit. The container circuit is therefore composed of one or more capacitors and the inductor winding.

4. La Scheda Madre. 4. The Motherboard.

Lo scopo principale e' quello di convertire la corrente elettrica alternata della linea di casa "Vin", in corrente continua a voltaggio "V_out" che va' da zero ad un determinato valore. Le correnti a basso voltaggio sono piu' sicure in qualsiasi evenienza tuttavia in base alle neccessita' "V_out" può assumere qualsiasi valore. Questo circuito legge i dati provenienti dai due termometri a IR(infra-rossi). IR1 - legge la temperatura iniziale del liquido prima che entri nell' induttore. IR2 - legge la temperatura del liquido dopo che e' uscito dall’ induttore. La lettura di IR1 e IR2 rende possibile alla scheda madre la gestione autonoma e precisa di V_out, incrementando o abbassando cosi' il voltaggio nel flyback al fine di avere una temperatura del liquido T_max= 85-90 gradi centigradi, ed eliminando di conseguenza inuttili sprechi di corrente. Per incrementare ulteriormente il livello di sicurezza del sistema, nella scheda madre viene inserito un misuratore di flusso del liquido, il quale in base alla velocita' di flusso, gestisce la quantità' The main purpose is to convert the alternating electric current of the home line "Vin" into direct current at a voltage "V_out" which goes from zero to a certain value. The low voltage currents are safer in any eventuality, however, according to the needs "V_out" can take on any value. This circuit reads the data from the two infrared thermometers (infrared). IR1 - reads the initial temperature of the liquid before it enters the inductor. IR2 - reads the temperature of the liquid after it has left the inductor. The reading of IR1 and IR2 makes it possible for the motherboard to manage autonomously and precisely V_out, thus increasing or lowering the voltage in the flyback in order to have a liquid temperature T_max = 85-90 degrees centigrade, and consequently eliminating unnecessary waste of current. To further increase the safety level of the system, a liquid flow meter is inserted in the motherboard, which, according to the flow speed, manages the quantity.

di corrente da usare. Daltronde permette alla scheda madre di interrompere l'alimentazione del flyback driver in taluni casi come, quando il liquido ha finito di defluire nei tubi ma la valvola resta ancora attiva. Per poter mantenere il flyback il piu' freddo possibile, il sistema viene provisto di due o piu' ventole di raffreddamento; la prima viene posizionata all'entrata dell' areazione, nel vano in cui si trova la scheda madre e il flyback, mentre la seconda staziona nel punto di uscita dell'aria. Sulla scheda madre viene montato uno schermo LCD, dal quale si leggono i valori di IR1, IR2, la potenza consumata in quel determinato istante e le varie tipologie di errori. Sui lati del LCD si trovano tre tasti principali: of current to use. On the other hand, it allows the motherboard to interrupt the power supply of the flyback driver in some cases such as, when the liquid has finished flowing into the pipes but the valve is still active. In order to keep the flyback as cold as possible, the system is equipped with two or more cooling fans; the first is positioned at the entrance to the ventilation, in the compartment where the motherboard and the flyback are located, while the second is stationed at the air outlet point. An LCD screen is mounted on the motherboard, from which you can read the values of IR1, IR2, the power consumed at that particular moment and the various types of errors. There are three main buttons on the sides of the LCD:

a) Fig.1.15 -- Spegnimento d'Emergenza. a) Fig. 1.15 - Emergency Shutdown.

b) Fig.1,14 - Incrementa la temperatura fino a Tjnax . b) Fig. 1.14 - Increase the temperature up to Tjnax.

c) Fig.1.13 -- Abbassa T_max fino a temperatura ambiente che corrisponde a T_rriin = IR1. c) Fig. 1.13 - Lower T_max to room temperature which corresponds to T_rriin = IR1.

Possibli errori riscontrabili se il circuito si danneggia: . Possible errors found if the circuit is damaged:.

1. I termometri IR1 or IR2 si sonno danneggiati. 1. The IR1 or IR2 thermometers are damaged.

2. La valvola o l'interruttore switch non funzionano. 2. Valve or switch switch not working.

3. Il flyback driver si e' bruciato. 3. Flyback driver burned out.

4. Le ventole F1 e/o F2 si sono bruciate. 4. F1 and / or F2 fans have blown.

5. Il misuratore di flusso non funziona. 5. The flow meter does not work.

6. Scheda madre danneggiata. 6. Motherboard damaged.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS.

I disegni in alto, sono degli esempi e servono all' unico scopo di far capire al meglio l'invenzione, quindi non limitano la sudetta invenzione alle semplici specifiche o rivendicazioni descritte: The drawings above are examples and serve the sole purpose of making the invention better understood, therefore they do not limit the aforementioned invention to the simple specifications or claims described:

Fig.l E' un esempio di un possibile assemblaggio di tutto il sistema e tutte le parti neccessarie per un apparechiatura completamente funzionante. Fig.l It is an example of a possible assembly of the whole system and all the necessary parts for a fully functional equipment.

1. E' la linea L (segnale) della corrente, che parte dal muro di casa e continua fino ad arrivare all' interruttore switch, per poi proseguire fino alla scheda madre. 1. It is the L line (signal) of the current, which starts from the house wall and continues until it reaches the switch switch, and then continues to the motherboard.

2. E' I' N (nullo/negativo) della corrente elettrica. Viene connesso direttamente alla scheda madre. 2. It is I 'N (null / negative) of the electric current. It is connected directly to the motherboard.

3. E' il termometro IRl(infra-rossi) . Legge la temperatura iniziale del liquido. 3. It is the IR1 thermometer (infra-red). Reads the initial temperature of the liquid.

4. E' la valvola meccanica o magneto-meccanica e l'interruttore switch. 4. It is the mechanical or magneto-mechanical valve and the switch switch.

5. E' il lettore di flusso. Serve come misura di sicurezza in caso di problemi. 5. It is the stream reader. It serves as a safety measure in case of problems.

6. E' un tubo fatto di N-spire. 6. It is a tube made of N-turns.

7. E' il tubo che viene riscaldato, di forma sinusoidale, fatto di ferro, acciaio o di qualsiasi altro materiale con propieta' magnetiche. 7. It is the tube that is heated, with a sinusoidal shape, made of iron, steel or any other material with magnetic properties.

8. E' il termometro IR2(infra-rossi). Legge la temperatura del liquido dopo che esce dall' induttore. 8. It is the IR2 thermometer (infra-red). Reads the temperature of the liquid after it leaves the inductor.

9. E' l'isolante. Blocca il trasferimento di calore dal induttore verso i circuiti elettrici e limita il surriscaldamento del driver flyback. 9. It is the insulator. It blocks the heat transfer from the inductor to the electrical circuits and limits the overheating of the flyback driver.

10. E' il circuito del flyback driver. 10. It's the flyback driver circuit.

11. E' la ventola vicino al flyback driver. Serve per raffreddare ilTIyback driver. 11. It is the fan next to the flyback driver. It is used to cool the TIyback driver.

12. E' l'unica parte visibile della scheda madre. 12. It is the only visible part of the motherboard.

13. E' il tasto di abbassamento della temperatura, da T_max = 90 gradi C alla temperatura dell'ambiente. 14. E' il tasto di incremento della temperatura fino a T_max = 90 gradi C. 13. It is the key to lower the temperature, from T_max = 90 degrees C to the ambient temperature. 14. It is the key to increase the temperature up to T_max = 90 degrees C.

15. E' il il tasto di spegnimento d'emergenza. Toglie la corrente dalla scheda madre. 15. This is the emergency stop button. It removes the power from the motherboard.

16. E' lo schermo LCD. Legge la temperatura T_out=T_Max, gli errori vari e il consumo effettivo di corrente. 17. E' la ventola vicina alla scheda madre. Muove l'aria in direzione della scheda madre e del flyback driver, raffreddandole entrambe. 16. It's the LCD screen. Reads the temperature T_out = T_Max, the various errors and the actual current consumption. 17. It is the fan next to the motherboard. It moves air in the direction of the motherboard and flyback driver, cooling them both.

18. Trasmette "V_out" dalla scheda madre in direzione del flyback driver. 18. Sends "V_out" from the motherboard to the flyback driver.

19. E' il punto di attacco del flyback con l'induttore. 19. It is the point of attachment of the flyback with the inductor.

20. E' una ventola di raffreddamento aggiuntiva per il flyback driver. 20. It is an additional cooling fan for the flyback driver.

Fig.2 E' l'oscillatore royer ZVS(Zero Voltage Switch) di Vladimiro Mazilli. Quest' immagine viene usata al solo scopo d' esempio di un flyback driver autoregolabile e autoresonante. Fig. 2 It is Vladimiro Mazilli's ZVS (Zero Voltage Switch) royer oscillator. This image is used for the sole purpose of a self - adjusting, self - resonating flyback driver.

Fig.3 E' l'induttore e la parte risonante con i condensatori. Fig.3 It is the inductor and the resonant part with the capacitors.

Fig.4 E' il il tubo sinusoidale passante per l'induttore. Fig. 4 This is the sinusoidal tube passing through the inductor.

Claims

CLAIMS. 1. The induction heating system used for the immediate heating of any liquid passing through it, both for short and long periods of time. With a motherboard inside, it regulates the current that is sent to the flyback driver, which activates the inductor and brings it to the resonant frequency.

2. In induction heating, as defined in claim 1, it is possible to find none, one or more thermometers thanks to which it is possible to measure the temperature of the liquid, before and after its release from the inductor.

3. In induction heating, as defined in claim 1, the temperature of the liquid at the outlet can be manually adjusted or brought back to the predefined one T_max.

4. In induction heating, as defined in claim 1, a mechanical or magnetic-mechanical valve is used, the main function of which is to supply current to the circuit.

5. In induction heating, as defined in claim 1, there is a flow meter.

6. In induction heating, as defined in claim 1, the inductor is made of a non-magnetic metal.

7. In induction heating, as defined in claim 1, the tube passing through the inductor is made of any magnetic material.

8. In induction heating, as defined in claim 7, the tube passing through the inductor can have a sinusoidal shape bent in such a way as to be round, triangular, square, elliptical or any other shape, depending on the needs.

9. In induction heating, as defined in claim 7, the tube passing through the inductor can have any other possible geometric shape not listed above as long as it does not negate the definitions listed above and still provides correct operation for the inductive purpose.

10. In induction heating, as defined in claim 1, where the inductor is capable of withstanding high voltages and high frequencies for long periods of time.