RU150644U1

RU150644U1 - SINGLE-PHASE TRANSFORMER TYPE ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: RU150644U1
Application number: RU2013130573/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Сериков; Максим Михайлович Левин
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-02-20

Abstract

Однофазный электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде герметичной кольцеобразной короткозамкнутой камеры, отличающийся тем, что вторичная обмотка выполнена в виде двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском, диски в свою очередь соединены через корпусную оболочку, образуя, таким образом, замкнутый контур.A single-phase transformer type electric heater containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding, placed inside a secondary winding, made in the form of a sealed annular short-circuited chamber, characterized in that the secondary winding is made in the form of two straight tubes of different diameters and heights, concentrically located one inside the other a gap, while the upper ends of the tubes are interconnected, the lower end of the tube of a smaller diameter is connected to the lower disk, and the lower Heff larger diameter tube connected to the upper disk drives are in turn connected through the body shell, forming thereby a closed circuit.

Description

Изобретение относится к электроводонагревателям и предназначено для горячего водоснабжения жилых домов, небольших промышленных и сельскохозяйственных предприятий.The invention relates to electric heaters and is intended for hot water supply of residential buildings, small industrial and agricultural enterprises.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является индукционный нагреватель текучей среды (Авторское свидетельство СССР №886329, H05B 6/10, 26.03.80), содержащий кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцеобразной короткозамкнутой камеры, между магнитопроводом и первичной обмоткой размещена диэлектрическая камера, охватывающая магнитопровод, заполненная охлаждающей средой, а кольцевая камера выполнена из тонколистового гофрированного материала. Недостаточная площадь поверхности теплоотдачи вторичной обмотки, а также большая плотность теплового потока с этой поверхности являются недостатками этого электроводонагревателя.The closest in technical essence to the claimed invention is an induction fluid heater (USSR Author's Certificate No. 886329, H05B 6/10, 26.03.80), containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding, placed inside the secondary winding, made in the form of an annular short-circuited chamber between the magnetic circuit and the primary winding there is a dielectric chamber covering the magnetic circuit filled with a cooling medium, and the annular chamber is made of thin-sheet corrugated annogo material. The insufficient surface area of the heat transfer of the secondary winding, as well as the high density of the heat flux from this surface, are the disadvantages of this electric heater.

Заявляемое изобретение направленно на повышение энергетических и эксплуатационных показателей.The claimed invention is aimed at improving energy and operational performance.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности нагрева.The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the heating efficiency.

Требуемый технический результат достигается за счет увеличения площади теплоотдачи нагревательного элемента при минимальном расходе активных материалов и минимальных габаритах.The required technical result is achieved by increasing the heat transfer area of the heating element with a minimum consumption of active materials and minimal dimensions.

Это достигается выполнением вторичной обмотки в виде прямых трубок, расположенных концентрически одна в другой с зазором, верхние концы которых соединены между собой, а нижние накоротко замкнуты через корпус устройства, состоящий из верхнего, нижнего диска и корпусной оболочки. Заявляемая конструкция вторичной обмотки увеличивает площадь теплоотдачи нагревательного элемента формированием выходных концов трубок, т.е. добавлением выступающей части внутренних трубок и наличием концентрически расположенных внешних.This is achieved by performing the secondary winding in the form of straight tubes arranged concentrically one in the other with a gap, the upper ends of which are interconnected, and the lower ones are short-circuited through the device casing, consisting of the upper, lower disk and casing. The inventive design of the secondary winding increases the heat transfer area of the heating element by the formation of the output ends of the tubes, i.e. the addition of the protruding part of the inner tubes and the presence of concentrically located outer ones.

Однофазный электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде герметичной кольцеобразной короткозамкнутой камеры. Вторичная обмотка состоит из двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском, диски в свою очередь соединены через корпусную оболочку, образуя, таким образом, замкнутый контур. Вода нагревается в режиме протока за счет мощности, выделяемой во вторичной обмотке при протекании по ней тока.A single-phase transformer type electric heater containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding located inside a secondary winding made in the form of a sealed annular short-circuited chamber. The secondary winding consists of two straight tubes of different diameters and heights, concentrically located one inside the other with a gap, while the upper ends of the tubes are interconnected, the lower end of the smaller diameter tube is connected to the lower disk, and the lower end of the larger diameter pipe is connected to the upper disk, the disks, in turn, are connected through the housing shell, thus forming a closed loop. Water is heated in the flow mode due to the power released in the secondary winding when current flows through it.

Существенные признаки, характеризующие заявляемое устройство:The essential features characterizing the claimed device:

Ограничительные - однофазный электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде герметичной кольцеобразной короткозамкнутой камеры.Restrictive - a single-phase transformer type electric heater containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding, located inside the secondary winding, made in the form of a sealed annular short-circuited chamber.

Отличительные - вторичная обмотка выполнена в виде двух прямых трубок разного диаметра и высоты, расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском, диски в свою очередь соединены через корпусную оболочку, образуя, таким образом, замкнутый контур.Distinctive - the secondary winding is made in the form of two straight tubes of different diameters and heights, concentrically located one inside the other with a gap, while the upper ends of the tubes are interconnected, the lower end of the tube of a smaller diameter is connected to the lower disk, and the lower end of the tube of a larger diameter is connected to the upper disk, the disks, in turn, are connected through the housing shell, thus forming a closed loop.

На чертеже (фиг.) показана конструкция однофазного электроводонагревателя трансформаторного типа. Индуктор состоит из кольцевого магнитопровода 1, навитого из ленты электротехнической стали и первичной обмотки 2, выполненной из медного или алюминиевого изолированного провода круглого сечения. Витки обмотки равномерно размещаются на сердечнике. Индуктор нагревательного элемента расположен внутри вторичной короткозамкнутой обмотки, представляющей собой герметичную полую тороидальную камеру, которая предохраняет индуктор от проникновения воды.The drawing (Fig.) Shows the construction of a single-phase transformer type electric heater. The inductor consists of an annular magnetic circuit 1, wound from a tape of electrical steel and a primary winding 2, made of copper or aluminum insulated round wire. The turns of the winding are evenly placed on the core. The inductor of the heating element is located inside the secondary short-circuited winding, which is a sealed hollow toroidal chamber that protects the inductor from water penetration.

Вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде трубок меньшего 3, и большего 4 диаметров, предназначенных для прохождения нагреваемой жидкости, нижнего 5 и верхнего 6 дисков и корпусной оболочки 7 и расположенных концентрически одна внутри другой с зазором, при этом верхние концы трубок соединены между собой, нижний конец трубки меньшего диаметра соединен с нижним диском, а нижний конец трубки большего диаметра соединен с верхним диском. Диски соединены через корпусную оболочку, образуя, таким образом, замкнутый контур. Трубки размещены соосно с осью кольцевого магнитопровода.The secondary short-circuited winding is made in the form of tubes of less than 3 and more than 4 diameters, designed to pass the heated fluid, the lower 5 and upper 6 disks and the casing 7 and arranged concentrically one inside the other with a gap, while the upper ends of the tubes are interconnected, the lower the end of the tube of a smaller diameter is connected to the lower disk, and the lower end of the tube of a larger diameter is connected to the upper disk. The disks are connected through a casing, thus forming a closed loop. The tubes are placed coaxially with the axis of the annular magnetic circuit.

Стрелками 8 показан один из вариантов протекания нагреваемой жидкости, которая омывает как внутреннюю поверхность трубки меньшего диаметра, так и внешнюю поверхность трубки большего диаметра.Arrows 8 show one of the options for the flow of a heated fluid, which washes both the inner surface of the tube of a smaller diameter and the outer surface of the tube of a larger diameter.

Устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотки к однофазной сети по ней протекает переменный ток, создающий изменяющийся во времени магнитный поток. Этот магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу, под действием которой во вторичной короткозамкнутой обмотке протекает переменный ток. При протекании тока во вторичной обмотке выделяется тепло, передаваемое нагреваемой жидкости.The device operates as follows. When the primary winding is connected to a single-phase network, an alternating current flows through it, creating a time-varying magnetic flux. This magnetic flux induces an electromotive force in the secondary winding, under the influence of which an alternating current flows in the secondary short-circuited winding. When current flows in the secondary winding, heat is transferred to the heated fluid.

Вследствие того, что площадь греющих элементов значительно увеличена, возможен нагрев воды с меньшим образованием накипи, а значит и более длительным сроком службы электроводонагревателя без обслуживания. Это объясняется тем, что одним из факторов, влияющих на интенсивность процесса образования накипи, является удельная поверхностная мощность, т.е. мощность на единицу греющей поверхности. За счет формирования выступающей части вторичной обмотки внутренней и внешней трубками увеличивается теплоотдающая поверхность электроводонагревателя, а следовательно, уменьшается отдельная поверхностная мощность, что приводит к ухудшению условий образования накипи как при нагреве протекающей жидкости, так и при погружении нагревателя в жидкость. Кроме того, благодаря тому, что конструкция электронагревателя герметична, он может быть целиком помещен в нагреваемую жидкость, поэтому вся тепловая мощность, выделяемая в нем, полностью передается в нагреваемую жидкость, что обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия устройства.Due to the fact that the area of heating elements is significantly increased, it is possible to heat water with less scale formation, and hence a longer service life of the electric heater without maintenance. This is because one of the factors affecting the intensity of the scale formation process is the specific surface power, i.e. power per heating unit. Due to the formation of the protruding part of the secondary winding of the inner and outer tubes, the heat-transfer surface of the electric heater increases, and therefore, the separate surface power decreases, which leads to a deterioration in the conditions of scale formation when heating the flowing fluid and when the heater is immersed in the fluid. In addition, due to the fact that the design of the electric heater is tight, it can be completely placed in a heated liquid, therefore, all the heat power released in it is completely transferred to the heated liquid, which ensures the maximum efficiency of the device.

Claims

A single-phase transformer type electric heater containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding, placed inside a secondary winding, made in the form of a sealed annular short-circuited chamber, characterized in that the secondary winding is made in the form of two straight tubes of different diameters and heights, concentrically located one inside the other a gap, while the upper ends of the tubes are interconnected, the lower end of the tube of a smaller diameter is connected to the lower disk, and the lower Heff larger diameter tube connected to the upper disk drives are in turn connected through the body shell, forming thereby a closed circuit.