RU12316U1 - Регулируемый электронагреватель - Google Patents

Abstract

Электронагреватель, содержащий сетевую обмотку, магнитопровод и нагревательный элемент в виде вращающейся вторичной обмотки, отличающийся тем, что сетевая обмотка подключается через регулируемое добавочное сопротивление, например, емкостное, а нагревательный элемент имеет форму полого цилиндра с герметичным основанием, при этом материал, из которого выполнен цилиндр, является электропроводящим.

Description

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.

Известен электронагреватель, состоящий из двух разделенных спиралей, соединенных с помощью перемычки пайкой крайних витков спирали. Конструкция электронагревателя упрощает производство и делает возможным его автоматизацию. Перемычка изготавливается из плоской пластины с большой поверхностью прилегания к спирали, при этом можно использовать спираль с большим сечением и меньшим электрическим сопротивлением. Перемычка имеет U-образную форму с выпуклостью по середине. Полки перемычки прилегают к внутренней поверхности спирали для предотвращения заклинивания спирали при сборке(заявка 4315883 ФРГ, МКИ Н05 В 31/82/ Wolf Brigitts, Fa.Friedrich Wurth.-N 4315883.8; Заявл.12.06.93; Опубл. 17.11.94).

Так же известно устройство для нагрева жидкости, встроенное в цепь питания ванны или сосуда в частности открытого бассейна, который состоит из нагревателя, выполненного в виде U-образной трубки, привинченной к фланцам трубопровода, подающего воду в ванну. Спираль, намотанная на трубку, покрыта теплозащитным слоем и оболочкой. При необходимости нагреватель может шунтироваться (заявка 2705521 Франция, МКИ Н05 В 3/58, F24 Н 1/14,Е 04 Н 4/14 /Rebeun Regis,-N 93-06091; Заявл.17.05.93; Опубл.25.11.94).

Н 05 В 6/10,F 24 Н 3/04

Недостатком конструкции данных устройств является то, что нагрев жидкой среды происходит путем теплопередачи за счет естественной конвекции нагреваемой жидкости, что связанно с длительным временем нагрева.

Существует быстродействующий водонагреватель, особенности которого относятся к конструкции электроводонагревателя, содержащего плоский магнитный прибор, заключенный между двумя стальными пластинами и изолированный от них пластмассовыми пластинками. Два симметричных потока воды формируются рядом отверстий в пластинах.

Все пластины и магнитный прибор заключены в корпус, снабженный подводящим патрубком и выпускным патрубком. Кроме того в корпусе установлен предварительный нагреватель, который является частью схемы. Он содержит трансформатор, транзистор, нагревательную катушку и выпрямитель( пат.5334819 США МКИ Н 05 В 6/10/ Lin Hsiao-Chin.-N 148360; Заявл.8.11.93; Опубл.2.8.94 ; МКИ 219/628).

Недостатком этого водонагревателя является сложность конструкции и то , что быстродействие в нем обеспечивается только за счет изменения конструкции, по сравнению с общеизвестными моделями, без изменения условий теплопередачи.

Также известен индукционный нагреватель жидкой среды, который содержит, охваченный первичной обмоткой кольцевой магнитопровод, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцевой короткозамкнутой камеры. Для повышения надежности устройства и эффективности нагрева жидкой среды кольцевая камера в поперечном сечении выполнена каплеобразной формы, уменьшающейся к верхнему торцу камеры. Центральное отверстие выполнено в виде диффузора, а наружная поверхность камеры снабжена электропроводными плоскими ребрами, повторяющими поверхность камеры.( А.с. 1811038 СССР МКИ Н 05 В 6/10 ).

Недостатком этого устройства является низкий коэффициент теплоотдачи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электронагреватель, содержащий магнитопровод с первичной обмоткой и нагревательный элемент в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре (свидетельство на полезную модель №3674 МКИ Н05 В 6/10, F 24H 3/04).

Недостатком этого устройства является невозможность его непосредственного использования для нагрева жидкой среды, так как нагревательный элемент конструктивно не образует полезного объема для размещения жидкости.

Задачей заявляемой полезной модели является улучшение потребительских свойств электронагревателя.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в расширении функциональных возможностей нагревательного элемента. Это обеспечивается тем, что конструкция заявляемого нагревательного элемента позволяет использовать его одновременно как в качестве регулируемого нагревателя, так и сосуда, в котором находится нагреваемая жидкость.

Такой технический результат является следствием того, что нагревательный элемент представляет конструкцию, позволяющую использовать его в качестве непосредственного нагревателя жидкой среды. Для этого регулируемый электронагреватель выполняется в виде магнитопровода, первичной обмотки, подвижного нагревательного элемента, представляющий собой полый цилиндр из электропроводящего материала, в котором находится нагреваемая жидкость, причём эти узлы являются функционально сходными с прототипом, и добавочных сопротивлений, например, емкостных, включаемых между первичной обмоткой и источником

питания, отличающих предлагаемую модель от наиболее близкого технического решения. Нагревательный элемент обеспечивает интенсивное перемешивание нагретых и холодных слоев жидкости. При этом, условия теплоотдачи определяются процессом теплообмена между стенками вращающегося нагревательного элемента и контактирующими с ними молекулами жидкости, то есть коэффициент теплоотдачи соответствует вынужденной конвекции и зависит от скорости вращения нагревательного элемента, обуславливающей эффективность работы электронагревателя.

Сущность предполагаемой полезной модели поясняет рисунком.

Нагревательный элемент 1, находится внутри магнитопровода 2, выполненного из ферромагнитного материала. На магнитопроводе расположена обмотка из круглых или прямоугольных проводников, подключаемая к сети промышленной частоты, через добавочные сопротивления 4, например, емкостные.

Нагревательный элемент 1, имеет вид полого цилиндра из электропроводящего материала с герметичным основанием, на котором установлена подвижная опора 3, обеспечивающая его перемещение в тангенциальном направлении.

Устройство работает следующим образом.

На сетевую обмотку, которая подразделена на обмотку управления и обмотку возбуждения, подается напряжение от сети переменного тока промышленной частоты. Напряжения управления и возбуждения сдвинуты по фазе, в результате чего возникает вращающий момент, приложенный к нагревательному элементу, закрепленному в подвижной опоре. Одновременно с этим происходит повышение температуры материала нагревательного элемента, обусловленное протеканием по нему индуцированных токов, пропорционально величине внутреннего сопротивления и квадрату тока. Это связано с тем, что магнитное поле первичной обмотки, взаимодействуя с токопроводящим материалом

нагревательного элемента, наводит в нем вихревые токи. Их значение, а следовательно и нагрев жидкой среды, обусловлены величиной скольжения, зависящей от омического сопротивления нагревательного элемента, изменением которого можно регулировать температуру нагреваемой жидкости. Регулирование напряжения сетевой обмотки осуществляется за счет добавочных сопротивлений, например, емкостных.

Таким образом, изменение конструкции нагревательного элемента электронагревателя расширяет его функциональные возможности и обеспечивает регулирование температуры и скорости нагрева жидкости.

Claims (1)

1. Электронагреватель, содержащий сетевую обмотку, магнитопровод и нагревательный элемент в виде вращающейся вторичной обмотки, отличающийся тем, что сетевая обмотка подключается через регулируемое добавочное сопротивление, например, емкостное, а нагревательный элемент имеет форму полого цилиндра с герметичным основанием, при этом материал, из которого выполнен цилиндр, является электропроводящим.