RU156820U1 - Электронагреватель текучей жидкости - Google Patents

Abstract

Электронагреватель текучей жидкости, содержащий трубопровод с индуктором, выполненным в виде магнетрона и питающего его сверхвысокочастотного генератора, закрепленного на трубопроводе и подключенным к источнику тока, тепловое реле и циркуляционный насос, при этом трубопровод выполнен из диэлектрического материала, отличающийся тем, что в электронагреватель дополнительно введены металлическая герметичная резонаторная камера, электротеплоизоляционный кожух, датчик для измерения температуры, установленный внутри резонаторной камеры, волновод, щелевая антенна, блок управления, экранирующие вставки в виде перфорированных листов, которые установлены на входе и выходе трубопроводов, выходящих из резонаторной камеры, устройство охлаждения, которое установлено на магнетроне, теплообменники, который выполнен из керамического или композиционного материала в виде труб гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы, резонаторная камера имеет отверстие, по периметру кромки которого посредством щелевой антенны присоединен волновод, который в свою очередь соединен с излучателем магнетрона, а трубопроводы соединены с входом и выходом теплообменника, при этом одно тепловое реле расположено на той части трубопровода, которая соединена с входом теплообменника, а другое тепловое реле нагретой жидкости установлено на выходе трубопровода из теплообменника, причем электротеплоизоляционный кожух охватывает сверхвысокочастотный генератор, магнетрон, устройство охлаждения магнетрона, волновод и металлическую герметичную резонаторную камеру, а источник тока, сверхвысокочастотный генератор,

Description

Полезная модель относится к устройствам нагрева текучих жидкостей и может быть использовано для нагрева воды, масла и других жидкостей в производстве и в быту.

Известен электронагреватель текучей среды, который содержит трубопровод, по которому проходит подлежащая нагреву текучая среда (газ, жидкость). Трубопровод охвачен индуктором, помещенным в электроизоляционный наружный кожух и подключенным к источнику тока. Индуктор выполнен, по меньшей мере, из трех катушек индуктивности [Патент РФ №2018061, МПК 5 F24H 1/20, F24H 9/20, H05B 6/06, опубл. 15.08.1994 г. БИ №27, Авторы: Стрелков В.И., Лепехин В.И.].

Недостатком указанного устройства является его высокое энергопотребление

Известен электронагреватель текучей жидкости, содержащий трубопровод с индуктором, закрепленным на указанном трубопроводе и подключенным к источнику тока, отличающийся тем, что в качестве индуктора он содержит магнетрон и питающий его высокочастотный генератор, а также включает в себя тепловое реле и циркуляционный насос, при этом трубопровод выполнен из диэлектрического материала. [Патент на полезную модель РФ №103604, МПК F24H 1/00, опубл. 20.04.2011, БИ №11, Авторы: Шильниковский B.C., Некрасов В.В.].

Недостатком данного технического решения является его высокое энергопотребление и низкая интенсивность нагрева текучей жидкости.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является снижение энергопотребления и повышения интенсивности нагрева текучей жидкости.

Технический результат достигается тем, что в электронагреватель дополнительно введены металлическая герметичная резонаторная камера, электротеплоизоляционный кожух, датчик для измерения температуры, установленный внутри резонаторной камеры, волновод, щелевая антенна, блок управления, экранирующие вставки в виде перфорированных листов, которые установлены на входе и выходе трубопроводов выходящих из резонаторной камеры, устройство охлаждения, которое установлено на магнетроне, теплообменники, который выполнен из керамического или композиционного материала в виде труб гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы, резонаторная камера имеет отверстие, по периметру кромки которого посредством щелевой антенны присоединен волновод, который в свою очередь соединен с излучателем магнетрона, а трубопроводы соединены с входом и выходом теплообменника, при этом одно тепловое реле расположено на той части трубопровода, которая соединена с входом теплообменника, а другое тепловое реле нагретой жидкости установлено на выходе трубопровода из теплообменника, причем электротеплоизоляционный кожух охватывает сверхвысокочастотный генератор, магнетрон, устройство охлаждения магнетрона, волновод и металлическую герметичную резонаторную камеру, а источник тока, сверхвысокочастотный генератор, магнетрон, устройство охлаждения, оба тепловых реле, циркуляционный насос и датчик для измерения температуры соединены с блоком управления электронагревателя текучей жидкости.

Снижение энергопотребления нагрева текучей жидкости обеспечивается за счет дополнительно введенных конструктивных элементов как блока управления устройством, осуществляющим контроль и регулирование работой электронагревателя текучей жидкости, за счет датчика температуры и тепловых реле, металлической герметичной резонаторной камеры, теплообменника, в виде труб изготовленных гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы, из керамического или композиционного материала и электротеплоизоляционного кожуха, который охватывает все вышеперечисленные конструктивные элементы и предотвращает потери тепла.

Повышение интенсивности нагрева текучей жидкости осуществляется за счет дополнительно введенных металлической герметичной резонаторной камеры, экранирующих перфорированных вставок, которые предотвращают утечки СВЧ волн из резонаторной камеры, циркуляционного насоса, для обеспечения быстроты покачивания жидкости через теплообменник, теплообменника, в виде труб изготовленных гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы, из керамического или композиционного материала. Керамический или композиционный материал может быть выполнен следующим составом, например, с наполнителем в виде ультрадисперсного порошка железа с концентрацией 50-95%, или оксида железа с массовым содержанием 60-95%, или оксид-железа-петалитового материала с массовым содержанием двойного оксида железа 20-80%, преобразующего энергию электромагнитного поля сверхвысокой частоты в тепловую.

Изобретение поясняется чертежом, на которым представлен заявляемый электронагреватель текучей жидкости и его элементы.

На фигуре приведен общий вид электронагревателя текучей жидкости.

Электронагреватель текучей жидкости состоит из трубопровода 1, выполненный из диэлектрического, как например керамического или композиционного материала, радиатора отопления 2, циркуляционного насоса 3, теплового реле 4, экранирующих вставок в виде перфорированных листов 5, металлической герметичной резонаторной камеры 6, теплообменника 7 который выполнен из керамического или композиционного материала в виде труб прямолинейной или гофрированной, винтовой или спиралевидной формы, магнетрона 8, излучателя магнетрона 9, сверхвысокочастотного генератора 10, волновода 11, щелевой антенны 12, теплового реле нагретой жидкости 13, датчика для измерения температуры внутри резонаторной камеры 14, устройства охлаждения магнетрона 15, электротеплоизоляционный кожух резонаторной камеры 16 и блока управления электронагревателя текучей жидкости 17.

Устройство работает следующим образом.

Сетевое напряжение от источника тока одновременно подается на сверхвысокочастотный генератор 10, к которому подключен магнетрон 8, циркуляционный насос 3, устройство охлаждения магнетрона 15 и блок управления электронагревателя 17. В индукторе сверхвысокочастотный генератор 10, соединенный с магнетроном 8, преобразует промышленную частоту электросетевого питания в сверхвысокочастотное питание, а магнетрон 8, в свою очередь, генерирует электромагнитное поле сверхвысокой частоты, которое посредством излучателя магнетрона 9 по волноводу 11 через щелевую антенну 12 попадает внутрь металлической герметичной резонаторной камеры 6 с электротеплоизоляционным кожухом 16, где электромагнитное поле поглощается материалом теплообменника 7, преобразуя энергию электромагнитного поля в тепловую энергию, при этом теплообменник 7 отдает тепло текучей жидкости нагревая ее. Циркуляционный насос 3 обеспечивает циркуляцию воды по трубопроводу 1 и в радиаторе отопления 2 для интенсивного ее нагрева и охлаждения. Внутри трубопровода на входе и выходе из резонаторной камеры установлены экранирующие вставки в виде перфорированных листов 5 для предотвращений утечки СВЧ волн.

Блок управления 17 управляет работой сверхвысокочастотного генератора 10 при достижении заданной температуры внутренней среды резонаторной камеры 6 которую измеряет датчик температуры 14, а также при достижении заданной температуры воды, которую измеряет тепловое реле нагретой жидкости 13. Циркуляция воды в системе отопления осуществляется за счет работы циркуляционным насосом 3, который продолжает работу до снижения температуры.

Блок управления магнетрона 17 задает режим работы в зависимости от интенсивности нагрева, которая определяется разностью температур, регистрируемых тепловым реле 4 и тепловыми реле нагретой жидкости 13.

Блок управления 17, в виду показаний теплового реле 4 и датчика температуры 14 включает сверхвысокочастотный генератор 10 и систему охлаждения 15.

Теплообменники, выполненные в виде труб изготовленных гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы. Изготовлены они из термостойкого композиционного материала с наполнителем, например, в виде ультрадисперсного порошка железа с концентрацией 50-95%, или оксида железа с массовым содержанием 60-95%, или оксид-железа-петалитового материала с массовым содержанием двойного оксида железа 20-80%, полученного путем спекания при 1100-1400°C в течении 1-3 часов. Оксид железа в композиционном материале позволяет интенсивно преобразовывать энергию электромагнитного поля сверхвысокой частоты в тепловую энергию.

Расчетными исследованиями установлено, что электронагреватель, например, мощностью 700 Вт способен нагреть воду объемом 50 литров при давлении 0,6 МПа с начальной температуры 15°C до температуры 85°C за 40-50 минут. При этом интенсивность нагрева воды составляет 106 K/ч.

Данное техническое решение позволяет снизить энергопотребление процесса нагрева текучей жидкости или газа на 10-15% и повысить интенсивность нагрева на 15%.

Claims (1)

1. Электронагреватель текучей жидкости, содержащий трубопровод с индуктором, выполненным в виде магнетрона и питающего его сверхвысокочастотного генератора, закрепленного на трубопроводе и подключенным к источнику тока, тепловое реле и циркуляционный насос, при этом трубопровод выполнен из диэлектрического материала, отличающийся тем, что в электронагреватель дополнительно введены металлическая герметичная резонаторная камера, электротеплоизоляционный кожух, датчик для измерения температуры, установленный внутри резонаторной камеры, волновод, щелевая антенна, блок управления, экранирующие вставки в виде перфорированных листов, которые установлены на входе и выходе трубопроводов, выходящих из резонаторной камеры, устройство охлаждения, которое установлено на магнетроне, теплообменники, который выполнен из керамического или композиционного материала в виде труб гофрированной или прямолинейной, винтовой или спиралевидной формы, резонаторная камера имеет отверстие, по периметру кромки которого посредством щелевой антенны присоединен волновод, который в свою очередь соединен с излучателем магнетрона, а трубопроводы соединены с входом и выходом теплообменника, при этом одно тепловое реле расположено на той части трубопровода, которая соединена с входом теплообменника, а другое тепловое реле нагретой жидкости установлено на выходе трубопровода из теплообменника, причем электротеплоизоляционный кожух охватывает сверхвысокочастотный генератор, магнетрон, устройство охлаждения магнетрона, волновод и металлическую герметичную резонаторную камеру, а источник тока, сверхвысокочастотный генератор, магнетрон, устройство охлаждения, оба тепловых реле, циркуляционный насос и датчик для измерения температуры соединены с блоком управления электронагревателя текучей жидкости.

   

Images