RU117053U1

RU117053U1 - INDUCTION LIQUID HEATER

Info

Publication number: RU117053U1
Application number: RU2011145255/07U
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Рубцов; Александр Сергеевич Перевозчиков; Денис Витальевич Щинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Вихревые теплосистемы"
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2012-06-10

Abstract

Индукционный нагреватель жидкости, содержащий герметичный корпус с патрубками для подвода и отвода нагреваемой жидкости, стакан с двойными стенками и кольцевым дном, установленным в корпусе, индукционную катушку, размещенную между стенками стакана, отличающийся тем, что стакан снабжен крышкой, а стенки стакана, кольцевое дно и крышка изготовлены из малоуглеродистой стали. Induction liquid heater containing a sealed body with nozzles for supplying and removing the heated liquid, a glass with double walls and an annular bottom installed in the body, an induction coil placed between the walls of the glass, characterized in that the glass is equipped with a lid, and the walls of the glass, an annular bottom and the cover are made of mild steel.

Description

Заявляемая полезная модель относится к индукционным нагревательным устройствам, в частности, к индукционным нагревателям жидких сред и может быть использована для получения горячей воды в отопительных системах жилых и производственных помещений, а также в качестве резервного источника теплоснабжения.The inventive utility model relates to induction heating devices, in particular, to induction heaters of liquid media and can be used to produce hot water in heating systems of residential and industrial premises, as well as a backup source of heat supply.

Известно «Устройство индукционного нагрева жидких сред» по патенту на полезную модель РФ, №87856, МПК H05B 6/10, от 02.06.2009, содержащее корпус, входной и выходной патрубки, индукционную катушку, центральный внутренний канал для отвода нагретой жидкости. При подаче в катушку переменного тока происходит индукционный нагрев металлических элементов устройства и находящейся с ними в контакте жидкости.It is known "Device for induction heating of liquid media" according to the patent for a utility model of the Russian Federation, No. 87856, IPC H05B 6/10, dated 02.06.2009, containing a housing, inlet and outlet pipes, an induction coil, a central inner channel for draining the heated liquid. When an alternating current is supplied to the coil, induction heating of the metal elements of the device and the liquid in contact with them occurs.

К недостаткам устройства можно отнести большие потоки рассеяния, присущие индукционным нагревателям без замкнутой магнитной цепи, и, как следствие, низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую.The disadvantages of the device include the large scattering fluxes inherent in induction heaters without a closed magnetic circuit, and, as a consequence, the low coefficient of conversion of electrical energy into thermal energy.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является «Индукционный нагреватель жидких сред» по патенту на полезную модель РФ №93507, МПК F24H 1/24, от 18.12.2009.Closest to the claimed technical solution for the technical essence is the "Induction heater of liquid media" according to the patent for utility model of the Russian Federation No. 93507, IPC F24H 1/24, dated 12/18/2009.

Нагреватель содержит герметичный корпус с входным и выходным патрубками, стакан с двойными стенками и кольцевым дном, установленным в корпусе, индукционную катушку, размещенную между стенками стакана.The heater comprises a sealed housing with inlet and outlet nozzles, a glass with double walls and an annular bottom mounted in the housing, an induction coil located between the walls of the glass.

Данное техническое решение принято за ближайший аналог (прототип)This technical solution was taken for the closest analogue (prototype)

К недостаткам данного технического решения можно отнести низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую из-за больших потоков рассеяния и недостаточного намагничивания материала стакана.The disadvantages of this technical solution include the low coefficient of conversion of electrical energy into thermal energy due to large scattering fluxes and insufficient magnetization of the glass material.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую.The objective of the proposed technical solution is to increase the coefficient of conversion of electrical energy into heat.

Предлагаемое техническое решение состоит из герметичного корпуса с патрубками для подвода и отвода нагреваемой жидкости, стакана с двойными стенками и кольцевым дном, установленного в корпусе, индукционной катушки, размещенной между стенками стакана.The proposed technical solution consists of a sealed enclosure with nozzles for supplying and discharging a heated fluid, a cup with double walls and an annular bottom installed in the housing, an induction coil located between the walls of the cup.

Отличительными особенностями заявляемого технического решения является следующее:Distinctive features of the proposed technical solution is the following:

- стакан снабжен крышкой;- the glass is equipped with a lid;

- стенки стакана, кольцевое дно и крышка изготовлены из малоуглеродистой стали.- the walls of the glass, the annular bottom and the lid are made of mild steel.

Анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения, обеспечивающих его отличие от известных решений, указывает на соответствие этого решения критерию «НОВИЗНА».Analysis of the set of essential features of the claimed technical solution, ensuring its difference from the known solutions, indicates the compliance of this solution with the criterion of "NOVELTY."

Возможность осуществления заявляемой полезной модели и использование при изготовлении индукционных нагревателей жидкости указывает на соответствие этого решения критерию «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ».The feasibility of the claimed utility model and the use of liquid in the manufacture of induction heaters indicates the compliance of this solution with the criterion “INDUSTRIAL APPLICABILITY”.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где изображено:The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows:

- на фиг.1 - индукционный нагреватель жидкости.- figure 1 - induction fluid heater.

Индукционный нагреватель жидкости состоит из герметичного корпуса 1, патрубков 2 для подвода и отвода нагреваемой жидкости 9, стакана с двойными стенками и кольцевым дном 3, установленного в корпусе 1, индукционной катушки 4, размещенной между стенками стакана 3, крышки 5 стакана 3 с технологическими отверстиями 8 для электрического подключения 6 и установки группы безопасности 7. Удлиняющая трубка 10 соединяет один из патрубков 2 с подкрышечной полостью стакана 3.The induction fluid heater consists of a sealed housing 1, nozzles 2 for supplying and discharging the heated fluid 9, a cup with double walls and an annular bottom 3 installed in the housing 1, an induction coil 4 located between the walls of the cup 3, the cover 5 of the cup 3 with technological holes 8 for electrical connection 6 and the installation of a safety group 7. An extension tube 10 connects one of the nozzles 2 with the axillary cavity of the glass 3.

Индукционный нагреватель жидкости работает следующим образом.Induction fluid heater operates as follows.

Нагреваемая жидкость поступает на один из патрубков 2 (на фиг.1 указан вариант с нижней подачей жидкости) и за счет напора, создаваемого внешним циркуляционным насосом, проходит лабиринт: нижний патрубок - удлиняющая трубка 10 - центральная полость стакана 3 - полость между корпусом 1 и стаканом 3 - верхний патрубок 2, омывая цилиндрические поверхности стакана 3, а также его кольцевое дно и крышку.The heated liquid enters one of the nozzles 2 (Fig. 1 shows the option with the lower liquid supply) and due to the pressure created by the external circulation pump, a labyrinth passes: the lower nozzle is an extension tube 10 - the central cavity of the glass 3 - the cavity between the housing 1 and glass 3 - the upper pipe 2, washing the cylindrical surface of the glass 3, as well as its annular bottom and cover.

При подключении индукционной катушки 4 к источнику переменного тока происходит индукционный нагрев поверхностного слоя металлических элементов стакана 3 со стороны индукционной катушки 4 из-за образующихся в них вихревых токов и процессов перемагничивания [3]. За счет явления теплопроводности между смежными частями элементов стакана происходит теплопередача, а за счет принудительной конвекции между поверхностью стакана и омывающей его жидкостью происходит теплообмен, то есть нагрев жидкости [4].When the induction coil 4 is connected to an AC source, induction heating of the surface layer of the metal elements of the cup 3 from the side of the induction coil 4 occurs due to the eddy currents formed in them and the magnetization reversal processes [3]. Due to the phenomenon of heat conduction between adjacent parts of the elements of the glass, heat transfer occurs, and due to forced convection between the surface of the glass and the liquid washing it, heat transfer occurs, that is, heating of the liquid [4].

Выбор материала для изготовления элементов стакана: стенки, кольцевое дно, крышка, обусловлено следующим.The choice of material for the manufacture of glass elements: walls, annular bottom, lid, due to the following.

Удельная тепловая мощность индукционного нагрева этих элементов при одних и тех же параметрах индукционной катушки, источника электрической энергии, геометрических размерах стакана, то есть коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую, больше в материалах с высокой электропроводимостью, магнитной проницаемостью и достигаемой магнитной индукцией в приповерхностном слое материала [5]. Этим условиям удовлетворяет технически чистое железо или близкая к нему по параметрам малоуглеродистая сталь.The specific thermal power of the induction heating of these elements with the same parameters of the induction coil, the source of electric energy, the geometric dimensions of the glass, that is, the coefficient of conversion of electric energy into heat, is greater in materials with high electrical conductivity, magnetic permeability and achieved magnetic induction in the surface layer of the material [5]. These conditions are met by technically pure iron or low-carbon steel close to it in terms of parameters.

Кроме того, для обеспечения режима перемагничивания элементов стакана по предельной петле гистерезиса, когда удельная тепловая мощность перемагничивания максимальна, стакан снабжен крышкой, устраняющей немагнитный зазор между стенками стакана [6].In addition, to ensure the magnetization reversal mode of the glass elements along the limiting hysteresis loop, when the specific thermal power of the magnetization reversal is maximum, the glass is equipped with a lid that eliminates the non-magnetic gap between the glass walls [6].

Это техническое решение может быть широко использовано для получения горячей воды в отопительных системах жилых и производственных помещений, в том числе в качестве резервного или автономного источника теплоснабжения важных стратегических и социальных объектов при чрезвычайных ситуациях, а также для тепло- и водоснабжения систем индивидуального пользования, например, коттеджей и загородных домов.This technical solution can be widely used to produce hot water in heating systems of residential and industrial premises, including as a backup or autonomous source of heat supply for important strategic and social facilities in emergency situations, as well as for heat and water supply for individual use systems, for example , cottages and country houses.

Источники информацииInformation sources

1. Описание полезной модели к патенту РФ, №87856, МПК H05B 6/10, от 02.06.2009.1. Description of the utility model to the patent of the Russian Federation, No. 87856, IPC H05B 6/10, dated 02.06.2009.

2. Описание полезной модели к патенту РФ №93507, МПК F24Н 1/24, от 18.12.2009 (прототип).2. Description of the utility model for the patent of the Russian Federation No. 93507, IPC F24H 1/24, dated 12/18/2009 (prototype).

3. БСЭ, М.: Советская Энциклопедия, 1976 г., «Индукционный нагрев».3. BSE, M .: Soviet Encyclopedia, 1976, “Induction heating”.

4. Х.Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. М.: «Атомиздат», 1979 г.4. H. Wang. Basic heat transfer formulas and data for engineers. M .: "Atomizdat", 1979

5. Под ред. Слухоцкого А.Е. Установки индукционного нагрева. Л.: Энергоиздат, 1981 г.5. Ed. Sukhotsky A.E. Induction heating plants. L .: Energoizdat, 1981

6. Преображенский А.А., Бишард Е.Г. Магнитные материалы и элементы, М.: Высшая школа, 1086 г.6. Preobrazhensky A.A., Bishard E.G. Magnetic materials and elements, M .: Higher school, 1086

Claims

An induction fluid heater comprising a sealed housing with nozzles for supplying and discharging a heated fluid, a glass with double walls and an annular bottom mounted in the housing, an induction coil located between the walls of the glass, characterized in that the glass is provided with a lid and the glass walls have an annular bottom and lid made of mild steel.