RU146380U1

RU146380U1 - ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU146380U1
Application number: RU2014128930/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Кузнецов
Original assignee: Александр Борисович Кузнецов
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-10-10

Abstract

1. Электронагреватель текучей среды, содержащий индуктор, средство управления подачей напряжения, отличающийся тем, что индуктор содержит по меньшей мере одну катушку индуктивности, а подключение индуктора к источнику переменного напряжения осуществлено через параллельно подключенный конденсатор.2. Электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что индуктор снабжён теплоизолирующей прокладкой.1. A fluid electric heater containing an inductor, means for controlling the supply of voltage, characterized in that the inductor contains at least one inductor, and the inductor is connected to an AC voltage source through a parallel connected capacitor. An electric heater according to claim 1, characterized in that the inductor is provided with a heat insulating gasket.

Description

Полезная модель относится к электрическим устройствам для нагрева жидкостей или газов и может быть использовано в любой области, где требуется такой нагрев, в промышленности, сельском хозяйстве, в быту и в других областях.The utility model relates to electrical devices for heating liquids or gases and can be used in any field where such heating is required, in industry, agriculture, in everyday life and in other fields.

Известен индукционный электронагреватель, выбранный в качестве аналога 1 (Авторское свидетельство №117388 на индукционный электронагреватель, заявлено 30.11.1957 г., автор Добряков Д.Д.) предназначенный преимущественно для жидкости и газов, с камерой нагрева, образованной полой металлической трубой, на которой расположена обмотка, возбуждающая в трубе ток, нагревающий трубу. С целью использования этого нагревателя для одновременного нагрева двух разных веществ до различных температур, снаружи обмотки расположен двухстенный кожух, образующий низкотемпературную камеру.Known induction electric heater, selected as analogue 1 (Copyright certificate No. 117388 for induction electric heater, claimed 30.11.1957, the author Dobryakov DD) intended mainly for liquid and gases, with a heating chamber formed by a hollow metal pipe on which a winding is located that excites current in the pipe heating the pipe. In order to use this heater for simultaneous heating of two different substances to different temperatures, a double-walled casing is formed outside the winding, forming a low-temperature chamber.

Недостатки аналога 1 заключаются в том, что конструкция индукционного нагревателя сложна, отсутствует система автоматического регулирования. В результате того, что принцип работы аналога не основан на принципе резонанса токов, увеличения выходной мощности относительно входной не происходит.The disadvantages of analogue 1 are that the design of the induction heater is complex, there is no automatic control system. As a result of the fact that the principle of operation of the analogue is not based on the principle of resonance of currents, an increase in the output power relative to the input does not occur.

Известен электронагреватель текучей среды, выбранный в качестве аналога 2 и прототипа (патент РФ №2018061 от 05.12.1991),содержащий трубопровод, охваченный закрепленным на нем индуктором, помещенным в электроизолированный наружный кожух и подключенным к источнику тока, дополнительно этот электронагреватель содержит средство для управления питанием индуктора. Индуктор электронагревателя выполнен, по меньшей мере, из трех катушек индуктивностей.A known electric fluid heater, selected as analogue 2 and prototype (RF patent No.2018061 from 05.12.1991), containing a pipe covered by an inductor mounted on it, placed in an electrically insulated outer casing and connected to a current source, additionally, this electric heater contains means for controlling powered inductor. The electric heater inductor is made of at least three inductors.

Недостатки прототипа заключаются в том, что часть магнитного поля индуктора рассеивается в пространстве, т.е. не используется, отсутствует увеличение выходной мощности относительно входной.The disadvantages of the prototype are that part of the magnetic field of the inductor is scattered in space, i.e. not used, there is no increase in output power relative to input.

Известен электронагреватель текучей среды, выбранный в качестве аналога 3 (патент РФ №2094959 от 31.01.1996 г.) содержащий трубопровод, индуктор в корпусе и источник тока. При этом индуктор установлен внутри трубопровода с зазором, корпус индуктора с размещенной в нем катушкой индуктивности выполнен из магнитопроводящего материала и представляет собой замкнутую поверхность со сквозным центральным отверстием.Known electric fluid heater, selected as analogue 3 (RF patent No. 2094959 from 01/31/1996) containing a pipeline, an inductor in the housing and a current source. In this case, the inductor is installed inside the pipeline with a gap, the body of the inductor with the inductor placed in it is made of magnetically conductive material and is a closed surface with a through central hole.

Недостатки аналога 3 заключаются в том, что используется лишь малая часть напряженности магнитного поля катушки. Отсутствует увеличение выходной мощности относительно входной.The disadvantages of analogue 3 are that only a small part of the magnetic field strength of the coil is used. There is no increase in output power relative to input.

Заявляемая полезная модель представляет собой электронагреватель текучей среды, содержащий индуктор, средство управления подачей напряжения, при этом индуктор содержит, по меньшей мере, одну катушку индуктивности, а подключение индуктора к источнику напряжения осуществлено через параллельно подключенный конденсатор.The inventive utility model is a fluid electric heater containing an inductor, means for controlling the supply of voltage, while the inductor contains at least one inductor, and the inductor is connected to the voltage source through a parallel connected capacitor.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая ПМ является повышение производительности электронагревателя при неизменных затратах. Эта задача достигается за счет получения увеличения выходной мощности относительно заданной входной.The task to which the claimed PM is aimed is to increase the productivity of the electric heater at constant cost. This task is achieved by obtaining an increase in output power relative to a given input.

Технический результат, а именно увеличение выходной мощности, достигается тем, что на участке электрической цепи образованной индуктором, и параллельно подключенным конденсатором и при наличии напряжения на этом участке возникает резонанс токов (резонанс токов возникает в результате совпадения колебаний электронов тока и электронов колебательной решетки). В результате возникшего резонанса токов возникает электромагнитное поле, оно образует повышенную напряженность поля, которое в свою очередь передает энергию магнитопроводу индуктора, что приводит к увеличению температуры магнитопровода. Тепло от магнитопровода передается текучей среде.The technical result, namely, an increase in the output power, is achieved by the fact that a resonance of currents occurs in a section of an electric circuit formed by an inductor and a parallel-connected capacitor and in the presence of voltage in this section (current resonance occurs as a result of coincidence of oscillations of current electrons and electrons of the vibrational grating). As a result of the resonance of the currents, an electromagnetic field arises, it forms an increased field strength, which in turn transfers energy to the inductor magnetic circuit, which leads to an increase in the temperature of the magnetic circuit. Heat from the magnetic circuit is transferred to the fluid.

Техническая задача достигается путем того, что электронагреватель текучей среды содержит индуктор представляющий собой магнитопровод изготовленный из не диамагнитного металла, между магнитопроводом и катушкой индуктора может использоваться теплоизолирующая прокладка (при температуре магнитопровода выше 130 градусов Цельсия). Индуктор подключен параллельно через конденсатор, катушку пускателя, силовой контакт пускателя, контакт температурного датчика, и вводный автомат к источнику напряжения. Температурный датчик может быть установлен на участке трубопровода для текучей среды, где требуются замеры температуры текучей среды.The technical problem is achieved by the fact that the fluid electric heater contains an inductor representing a magnetic circuit made of non-diamagnetic metal, a heat-insulating gasket can be used between the magnetic circuit and the inductor coil (at a magnetic circuit temperature above 130 degrees Celsius). The inductor is connected in parallel through a capacitor, a starter coil, a starter power contact, a temperature sensor contact, and an input circuit breaker to a voltage source. A temperature sensor may be installed in a portion of the fluid pipe where fluid temperature measurements are required.

Полезная модель поясняется схемами.The utility model is illustrated by diagrams.

На фиг. 1 схема структурная электрическая.In FIG. 1 structural electrical circuit.

Средство управления напряжением содержит вводной автомат 1 предназначенный для включения/отключения напряжения, контакты 2 датчика температуры предназначены для подключения датчика температуры, катушку 3, силовые контакты 4 пускателя, конденсатор 5. Конденсатор 5 подключен к индуктору 6 параллельно.The voltage control means contains an input circuit breaker 1 for switching voltage on / off, contacts 2 of the temperature sensor are used to connect a temperature sensor, coil 3, power contacts 4 of the starter, capacitor 5. Capacitor 5 is connected to inductor 6 in parallel.

На фиг. 2 конструкция индуктора.In FIG. 2 inductor design.

Индуктор содержит изготовленный из не диамагнитного металла магнитопровод 7, предназначенный для непосредственного контакта с подлежащим нагреву жидкости или газу. Магнитопровод 7 охвачен катушкой индуктивности 8, между наружной поверхностью магнитопровода 7 и катушкой 8 может использоваться теплоизолирующая прокладка 9 (при температуре магнитопровода выше 130 градусов Цельсия).The inductor comprises a magnetic circuit 7 made of non-diamagnetic metal, intended for direct contact with the liquid or gas to be heated. The magnetic circuit 7 is covered by an inductor 8, between the outer surface of the magnetic circuit 7 and the coil 8 a heat-insulating strip 9 can be used (at a temperature of the magnetic circuit above 130 degrees Celsius).

Электронагреватель текучей среды функционирует следующим образом:The fluid electric heater operates as follows:

Электронагреватель может быть вмонтирован на участке трубопровода в случае необходимости нагрева жидкости или газа в замкнутых или незамкнутых системах. Кроме того электронагреватель может быть функционировать и без трубопровода.An electric heater can be mounted on a pipeline section if it is necessary to heat a liquid or gas in closed or open systems. In addition, the electric heater can be operated without piping.

При замыкании вводного автомата 1 подается напряжение переменного тока на катушку 3 пускателя (при замкнутом контакте 2 температурного датчика, который предназначен для снятия информации о температуре подлежащим нагреву жидкости или газа. Контакт 2 разомкнут только при температурах выше заданных) при этом происходит замыкание силовых контактов 4 пускателя, т.е. контакт 2 управляет подачей напряжения через катушку 3 пускателя и силовой контакт 4 на колебательный контур, образованный конденсатором 5 и индуктором 6. В цепи конденсатора 5 и индуктора 6 возникает резонанс токов. (В результате совпадения колебаний электронов тока и электронов колебательной решетки возникает резонанс.)When the input circuit breaker 1 is closed, AC voltage is applied to the starter coil 3 (with the closed contact 2 of the temperature sensor, which is designed to take information about the temperature of the liquid or gas to be heated. Contact 2 is opened only at temperatures above the set), while the power contacts 4 are closed starter, i.e. contact 2 controls the supply of voltage through the starter coil 3 and the power contact 4 to the oscillatory circuit formed by the capacitor 5 and inductor 6. Current resonance occurs in the circuit of the capacitor 5 and inductor 6. (As a result of the coincidence of the oscillations of the current electrons and the electrons of the vibrational lattice, resonance arises.)

В результате возникшего резонанса токов возникает электромагнитное поле, оно образует повышенную напряженность поля, которое в свою очередь нагревает магнитопровод 7 индуктора 6. Тепло от магнитопровода передается текучей среде.As a result of the resonance of the currents, an electromagnetic field arises, it forms an increased field strength, which in turn heats the magnetic circuit 7 of the inductor 6. Heat from the magnetic circuit is transferred to the fluid.

Конденсатор 5 в паре с индуктором 6 создают колебательный контур, в котором возрастает сила тока (повышение выходной мощности относительно входной мощности происходит в 2.5 раза при использовании в качестве текучей среды жидкости и в 3.5 при использовании в качестве текучей среды газа).The capacitor 5 paired with the inductor 6 creates an oscillating circuit in which the current increases (the output power increases relative to the input power by a factor of 2.5 when using liquid as a fluid and 3.5 when using gas as a fluid).

Данные получены экспериментальным путем при помощи экспериментального стенда, представляющего собой замкнутую систему теплоснабжения, шкаф управления и индуктор. При использовании в качестве текучей среды жидкости, а именно воды, при величине силы тока на входе «X», на выходе, т.е. на индукторе, была получена сила тока «2.5X». При использовании в качестве текучей среды жидкости плотностью более чем плотность воды коэффициент мощности на выходе составил менее 2.5. При использовании в качестве текучей среды жидкости плотностью менее чем плотность воды коэффициент мощности на выходе составил более 2.5. При использовании в качестве текучей среды газа, а именно воздуха, при величине силы тока на входе «X», на выходе, т.е. на индукторе, была получена сила тока «3.5X». Таким образом, в зависимости от плотности текучей среды коэффициент мощности меняется.The data were obtained experimentally using an experimental stand, which is a closed heat supply system, control cabinet and inductor. When using a fluid as a fluid, namely water, with the current strength at the input “X”, at the output, i.e. at the inductor, a current of "2.5X" was obtained. When using a fluid with a density greater than the density of water as a fluid, the output power factor was less than 2.5. When using a fluid with a density less than the density of water as a fluid, the output power factor is more than 2.5. When using gas, namely air, as a fluid, with the current strength at the input “X”, at the output, i.e. at the inductor, a current of 3.5X was obtained. Thus, depending on the density of the fluid, the power factor varies.

Claims

1. A fluid electric heater containing an inductor, means for controlling the supply of voltage, characterized in that the inductor contains at least one inductor, and the inductor is connected to an AC voltage source through a parallel connected capacitor.

2. An electric heater according to claim 1, characterized in that the inductor is provided with a heat insulating gasket.