RU206564U1

RU206564U1 - INDUCTION FLUID HEATER

Info

Publication number: RU206564U1
Application number: RU2021100796U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Кочуров; Михаил Владимирович Вахрушев; Сергей Иванович Городилов; Андрей Николаевич Васильев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативная энергия"
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-09-17

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к электротехническому тепловому оборудованию и предназначена для нагрева жидкостей. Индукционный нагреватель текучих сред содержит трехстержневый магнитопровод, каждый стержень которого охвачен первичной обмоткой, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой, выполненной в виде витков трубки из электропроводящего материала и охватывающей первичную обмотку, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости. Первичная обмотка каждого стержня магнитопровода включает пять катушек, каждая из которых имеет две разнонаправленные навивки кабеля. При реализации предложенной полезной модели обеспечивается возможность регулирования мощности устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The proposed utility model relates to electrical thermal equipment and is intended for heating liquids. The induction heater of fluids contains a three-rod magnetic circuit, each rod of which is surrounded by a primary winding connected to a power source, and a secondary winding made in the form of turns of a tube made of an electrically conductive material and enclosing the primary winding, pipes for supplying cold and removing hot liquid. The primary winding of each core of the magnetic circuit includes five coils, each of which has two multidirectional cable coils. When implementing the proposed utility model, it is possible to regulate the power of the device. 1 wp f-ly, 2 dwg.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электротехническому тепловому оборудованию и предназначена для нагрева жидкостей. The proposed utility model relates to electrical thermal equipment and is intended for heating liquids.

Наиболее высокими энергетическими характеристиками обладают индукционные нагреватели жидкостей трансформаторного типа, к которым относится заявляемое устройство. The highest energy characteristics are possessed by induction heaters of transformer-type liquids, to which the claimed device belongs.

Известен электронагреватель трансформаторного типа (патент на полезную модель RU 21992), содержащий плоский шихтованный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, подключенной к сети переменного тока, и вторичную обмотку, которая выполняет роль теплообменника. При этом вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде пустотелой камеры, образующей совместно с дном и крышкой герметичную корпусную оболочку, внутри которой расположен магнитопровод с первичной обмоткой, между стержнями магнитопровода установлены электропроводящие перемычки, торцы которых приварены к стенкам камеры.Known is a transformer-type electric heater (utility model patent RU 21992) containing a flat laminated magnetic circuit with a three-phase primary winding connected to an alternating current network and a secondary winding that acts as a heat exchanger. In this case, the secondary short-circuited winding is made in the form of a hollow chamber, forming, together with the bottom and the cover, a sealed housing shell, inside which a magnetic circuit with a primary winding is located, electrically conductive jumpers are installed between the cores of the magnetic circuit, the ends of which are welded to the walls of the chamber.

Известен электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа (патент США US4791262, дата подачи 07.07.1987), содержащий магнитопровод, стержень которого охвачен первичной обмоткой, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой, охватывающей первичную обмотку, представляющую единый элемент из электропроводящего материала, выполненный в форме цилиндрического кольца, в стенке которого имеется многовитковый канал для протекания нагреваемой жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости. Known electric transformer type liquid heater (US patent US4791262, filing date 07.07.1987), containing a magnetic circuit, the rod of which is covered by a primary winding connected to a power source, and a secondary winding, covering the primary winding, representing a single element of electrically conductive material, made in the form a cylindrical ring, in the wall of which there is a multi-turn channel for the flow of heated liquid, pipes for supplying cold and removing hot liquid.

Известен электрический нагреватель трансформаторного типа (патент на полезную модель RU 77528) содержит магнитопровод, имеющий три стержня, и соответственно три группы обмоток, охватывающих каждый стержень: первичную обмотку, подсоединенную к источнику энергии, вторичную обмотку, являющуюся теплообменником, который охватывает первичную обмотку, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости. Теплообменник изготовлен из электропроводящей трубки и выполнен в виде двух полуобмоток, одна из полуобмоток выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой. Полуобмотки соединены между собой электропроводящими трубками, которые в свою очередь соединены между собой токопроводящей перемычкой. Патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости соединены между собой токопроводящими перемычками, каждая из этих перемычек снабжена заземляющим проводом.A known electric heater of the transformer type (utility model patent RU 77528) contains a magnetic circuit having three rods, and accordingly three groups of windings covering each rod: a primary winding connected to an energy source, a secondary winding, which is a heat exchanger that covers the primary winding, pipes for supplying cold and removing hot liquid. The heat exchanger is made of an electrically conductive tube and is made in the form of two half-windings, one of the half-windings is made with a right-hand winding, and the other with a left-hand winding. The semi-windings are interconnected by electrically conductive tubes, which in turn are interconnected by a conductive bridge. Branch pipes for supplying cold liquid and branch pipes for removing hot liquid are interconnected by conductive jumpers, each of these jumpers is equipped with a ground wire.

Из уровня техники известен индукционный нагреватель текучих сред (патент на изобретение RU 2263418 C2, опубл.27.10.2005), содержащий трехстержневой магнитопровод, каждый стержень которого охвачен первичной обмоткой, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой, выполненной в виде витков трубки из электропроводящего материала и охватывающей первичную обмотку, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, при этом каждый виток вторичной обмотки выполнен в виде отдельного элемента и представляет собой три соединенных кольца, при этом крайние кольца соединены с патрубками для подвода холодной и отвода горячей жидкости. An induction heater for fluids is known from the prior art (patent for invention RU 2263418 C2, publ. 27.10.2005), which contains a three-rod magnetic circuit, each rod of which is surrounded by a primary winding connected to an energy source, and a secondary winding made in the form of turns of a tube made of electrically conductive material and covering the primary winding, pipes for supplying cold and removing hot liquid, while each turn of the secondary winding is made in the form of a separate element and consists of three connected rings, while the outer rings are connected to the pipes for supplying cold and removing hot liquid.

Указанное решение выбрано заявителем в качестве ближайшего аналога.This solution was chosen by the applicant as the closest analogue.

К недостаткам упомянутых устройств, включая ближайший аналог, относится отсутствие возможности регулирования мощности устройства.The disadvantages of these devices, including the closest analogue, include the lack of the ability to control the power of the device.

Технической проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является обеспечение возможности регулирования мощности устройства.The technical problem solved by the claimed utility model is to provide the ability to control the power of the device.

Техническим результатом является создание индукционного нагревателя текучих сред, обеспечивающего возможность регулирования мощности устройства.The technical result is the creation of an induction heater for fluids, which makes it possible to regulate the power of the device.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известном индукционном нагревателе текучих сред, содержащем трехстержневой магнитопровод, каждый стержень которого охвачен первичной обмоткой, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой, выполненной в виде витков трубки из электропроводящего материала и охватывающей первичную обмотку, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, согласно полезной модели, первичная обмотка каждого стержня магнитопровода включает пять катушек, каждая из которых имеет две разнонаправленные навивки кабеля.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known induction heater of fluids containing a three-rod magnetic circuit, each rod of which is covered by a primary winding connected to an energy source, and a secondary winding made in the form of turns of a tube made of an electrically conductive material and covering the primary winding, nozzles for supply cold and hot liquid removal, according to the utility model, the primary winding of each core of the magnetic circuit includes five coils, each of which has two multidirectional cable windings.

Витки вторичной обмотки и патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости выполнены с заземлением. The turns of the secondary winding and branch pipes for supplying cold and removing hot liquid are made with grounding.

Наличие магнитопровода, стержни которого охвачены первичной обмоткой, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой из электропроводящего материала, охватывающей первичную обмотку, обеспечивает работоспособность индукционного нагревателя текучих сред.The presence of a magnetic circuit, the rods of which are covered by a primary winding connected to the power source, and a secondary winding made of electrically conductive material, covering the primary winding, ensures the operability of the induction heater for fluids.

Выполнение магнитопровода трехстержневым обеспечивает устройству возможность использовать три фазы промышленной электрической сети напряжением 380 В. The implementation of the three-rod magnetic circuit provides the device with the ability to use three phases of an industrial electrical network with a voltage of 380 V.

Наличие патрубков для подвода холодной и отвода горячей жидкости обеспечивает подачу и отвод нагреваемой жидкости.The presence of nozzles for supplying cold and removing hot liquid provides supply and removal of heated liquid.

Наличие в первичной обмотке каждого стержня магнитопровода пяти катушек, каждая из которых имеет две разнонаправленные навивки кабеля, обеспечивает возможность регулирования мощности устройства путем изменения схемы подключения первичных катушек к источнику питания.The presence of five coils in the primary winding of each core of the magnetic circuit, each of which has two multidirectional cable coils, makes it possible to regulate the power of the device by changing the circuit for connecting the primary coils to the power source.

Выполнение трубок вторичной обмотки и патрубков для подвода холодной и отвода горячей жидкости с заземлением обеспечивают электробезопасность устройства.The execution of pipes of the secondary winding and branch pipes for supplying cold and removing hot liquid with grounding ensure the electrical safety of the device.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где представлен пример конкретного выполнения конструкции заявляемого устройства, в частности, на фиг.1 представлен вид сверху трехфазного индукционного нагревателя (разрез), на фиг. 2 представлен общий вид трехфазного индукционного нагревателя.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which shows an example of a specific design of the proposed device, in particular, figure 1 shows a top view of a three-phase induction heater (section), in Fig. 2 shows a general view of a three-phase induction heater.

Индукционный нагреватель текучих сред, содержит трехстержневой магнитопровод 1, каждый стержень которого охвачен первичной обмоткой 2, соединенной с источником энергии, и вторичной обмоткой, выполненной в виде витков трубки 3 из электропроводящего материала и охватывающей первичную обмотку 2, а также патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости 4 и 5.An induction heater for fluids contains a three-rod magnetic circuit 1, each rod of which is surrounded by a primary winding 2 connected to an energy source and a secondary winding made in the form of turns of a tube 3 made of electrically conductive material and covering the primary winding 2, as well as pipes for cold supply and outlet hot liquid 4 and 5.

Каждый виток 3 вторичной обмотки выполнен в виде отдельного элемента и представляет собой три соединенных кольца, при этом крайние кольца соединены с патрубками для подвода холодной и отвода горячей жидкости 4 и 5. При этом трубки 3 соединены между собой и с патрубками 4 и 5 таким образом, что жидкость беспрепятственно циркулирует по трубкам 3 в направлении от патрубка 4 подвода холодной воды к патрубку 5 для отвода горячей воды. Каждый виток 3 вторичной обмотки выполнен из двух одинаковых деталей, составленных из полуколец, соединенных сваркой.Each turn 3 of the secondary winding is made in the form of a separate element and consists of three connected rings, while the outer rings are connected to the pipes for supplying cold and removing hot liquid 4 and 5. In this case, the pipes 3 are connected to each other and to the pipes 4 and 5 in this way that the liquid freely circulates through the pipes 3 in the direction from the branch pipe 4 for supplying cold water to the branch pipe 5 for removing hot water. Each turn 3 of the secondary winding is made of two identical parts, made up of half-rings, connected by welding.

В примере конкретного выполнения заявляемого устройства, представленном на фиг. 1 и 2, вторичная обмотка включает восемь витков 3, однако заявитель не ограничивает число возможных витков вторичной обмотки, поэтому нагреватель, согласно заявляемой полезной модели, может иметь любое количество указанных витков – как больше восьми, так и меньше.In an example of a specific implementation of the inventive device shown in FIG. 1 and 2, the secondary winding includes eight turns 3, however, the applicant does not limit the number of possible turns of the secondary winding, therefore, the heater, according to the claimed utility model, can have any number of said turns, either more than eight or less.

Первичная обмотка 2 каждого стержня магнитопровода 1 включает пять катушек, каждая из которых имеет две разнонаправленные навивки кабеля – правую и левую. Выполнение различных вариантов подключения катушек к источнику питания позволяет регулировать мощность устройства в диапазоне ± 25 % от номинала.The primary winding 2 of each rod of the magnetic circuit 1 includes five coils, each of which has two multidirectional cable windings - right and left. The implementation of various options for connecting the coils to the power source allows you to regulate the power of the device in the range of ± 25% of the nominal.

Катушки 2 имеют общий контакт 6, а на раму 7 нагревателя выведены клеммы контактов 8 силового напряжения каждой катушки.Coils 2 have a common contact 6, and the terminals of contacts 8 of the power voltage of each coil are brought out to the frame 7 of the heater.

Витки 3 вторичной обмотки и патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости 4 и 5 выполнены с заземлением. The turns 3 of the secondary winding and the pipes for supplying cold and removing hot liquids 4 and 5 are made with grounding.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Через патрубок 4 для подачи холодной жидкости обеспечивается подача воды. При прохождении тока по первичной обмотке 2, в магнитопроводе (сердечнике) возникает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает индукционные короткозамкнутые токи в металле вторичной обмотки 3, которые нагревают металл обмотки. Далее это тепло передается циркулирующей через нагреватель жидкости, которая отводится через патрубок 5.Through the branch pipe 4 for supplying cold liquid, water is supplied. When current passes through the primary winding 2, an alternating magnetic field arises in the magnetic circuit (core), which, in turn, generates induction short-circuited currents in the metal of the secondary winding 3, which heats the metal of the winding. Further, this heat is transferred by the liquid circulating through the heater, which is removed through the nozzle 5.

Заявленное устройство является простым, обеспечивает возможность регулирования мощности устройства, а также повышение его электробезопасности.The claimed device is simple, provides the ability to regulate the power of the device, as well as increasing its electrical safety.

Claims

1. Induction heater of fluids, containing a three-rod magnetic circuit, each rod of which is covered by a primary winding connected to a power source, and a secondary winding made in the form of turns of a tube made of electrically conductive material and covering the primary winding, pipes for supplying cold and removing hot liquid, characterized in that the primary winding of each core of the magnetic circuit includes five coils, each of which has two multidirectional cable coils.

2. Induction heater of fluids according to claim 1, characterized in that the turns of the secondary winding and pipes for supplying cold and removing hot liquid are made with grounding.