RU2218675C2 - Transformer-type electric water heater - Google Patents

Transformer-type electric water heater Download PDF

Info

Publication number
RU2218675C2
RU2218675C2 RU2001105221/09A RU2001105221A RU2218675C2 RU 2218675 C2 RU2218675 C2 RU 2218675C2 RU 2001105221/09 A RU2001105221/09 A RU 2001105221/09A RU 2001105221 A RU2001105221 A RU 2001105221A RU 2218675 C2 RU2218675 C2 RU 2218675C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
short
circuited
chamber
primary winding
secondary winding
Prior art date
Application number
RU2001105221/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001105221A (en
Inventor
В.М. Кузьмин
А.В. Сериков
М.М. Борисенко
Original Assignee
Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет filed Critical Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority to RU2001105221/09A priority Critical patent/RU2218675C2/en
Publication of RU2001105221A publication Critical patent/RU2001105221A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2218675C2 publication Critical patent/RU2218675C2/en

Links

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: proposed electric water heater is, essentially, three-phase transformer having flat laminated magnetic core whose legs carry primary winding connected to ac supply mains, secondary winding being made in the form of short-circuited hollow chamber. Transformer mechanical design is characterized in that short-circuited chamber is hollow and accommodates magnetic core carrying primary winding. Chamber is provides with two conducting jumpers passed through core openings and welded to chamber walls for producing short-circuited turns. Secondary winding, short-circuiting jumpers, bottom, and cover constitute sealed enclosure filled with impregnating compound. Water is heated both in flow mode and in storage mode due to power set up in secondary winding when it carries current and also due to power set up in primary winding , magnetic core, and short-circuited jumpers. EFFECT: enhanced heat-transfer surface of heating element at minimal consumption of active materials and minimal size. 1 cl, 1 dwg

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.

Уровень заявляемого объекта известен из прибора, содержащего трансформатор с пространственным магнитопроводом и трехфазную первичную обмотку, стержни которой расположены в одной плоскости под углом 120o относительно друг друга, и вторичную обмотку, выполненную из прямых трубок разного диаметра, которые расположены одна внутри другой и накоротко замкнуты на нижних концах дисками, и расположены между стержнями магнитопровода, при этом вся конструкция охвачена герметичной корпусной оболочкой (пат. 2153779, Н 05 В 6/10, F 24 H 1/10, опубл. 27.07.2000).The level of the claimed object is known from a device containing a transformer with a spatial magnetic circuit and a three-phase primary winding, the rods of which are located in one plane at an angle of 120 o relative to each other, and a secondary winding made of straight tubes of different diameters, which are located one inside the other and short-circuited at the lower ends of the disks, and are located between the rods of the magnetic circuit, while the whole structure is covered by a sealed enclosure (US Pat. 2153779, H 05 V 6/10, F 24 H 1/10, publ. 27.07.2000).

Недостатком данного устройства является малая площадь поверхности теплоотдачи, а также большая плотность теплового потока с поверхности трубок, что ограничивает мощность устройства. The disadvantage of this device is the small surface area of heat transfer, as well as the high density of the heat flux from the surface of the tubes, which limits the power of the device.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является индукционный нагреватель жидкости, содержащий корпус, размещенный в нем трансформатор с многостержневым ферромагнитным сердечником, с расположенной на стержнях многофазной первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, являющейся теплообменником. Теплообменник выполнен в виде пустотелой камеры с нижним входным и верхним выходными патрубками для прохождения нагреваемой жидкости, в которой имеются сквозные вертикальные каналы с электропроводящими стенками, в каждом из которых с зазором установлен стержень сердечника трансформатора (пат. 2074529, Н 05 В 6/10, F 24 H 1/22, опубл. 27.02.97). The closest in technical essence to the claimed invention is an induction fluid heater containing a housing, a transformer with a multi-rod ferromagnetic core, a multiphase primary winding connected to the AC mains and a secondary winding which is a heat exchanger located on the rods, located in it. The heat exchanger is made in the form of a hollow chamber with a lower inlet and an upper outlet for the passage of a heated fluid, in which there are through vertical channels with electrically conductive walls, in each of which a transformer core rod is installed with a gap (US Pat. 2074529, N 05 V 6/10, F 24 H 1/22, publ. 02.27.97).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и неудовлетворительные массогабаритные показатели. Также недостатком данного нагревателя является то, что он отдает тепло не только в нагреваемую жидкость, но и рассеивает его в окружающую среду, что приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства. Помимо этого данное устройство нагревает жидкость только в режиме протока за счет мощности, выделяемой во вторичной обмотке, что ухудшает его универсальность. Недостаточная площадь поверхности теплоотдачи, а также большая плотность теплового потока с этой поверхности являются также недостатками этого электроводонагревателя. The disadvantage of this device is the design complexity and unsatisfactory weight and size indicators. Another disadvantage of this heater is that it gives off heat not only to the heated liquid, but also dissipates it into the environment, which leads to a decrease in the efficiency of the device. In addition, this device heats the fluid only in the flow mode due to the power released in the secondary winding, which impairs its versatility. The insufficient heat transfer surface area, as well as the high heat flux density from this surface, are also disadvantages of this electric heater.

Заявляемое изобретение направлено на улучшение эксплуатационных и массогабаритных показателей. Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности нагрева. The claimed invention is aimed at improving operational and overall dimensions. 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 короткозамкнутой, пустотелой камеры, внутри которой расположен индуктор (магнитопровод с первичной обмоткой). Заявляемая конструкция вторичной обмотки увеличивает площадь теплоотдачи нагревательного элемента, делает его более компактным, универсальным и удобным в эксплуатации. This is achieved by performing a secondary winding in the form of a short-circuited, hollow chamber, inside of which an inductor is located (magnetic circuit with a primary winding). The inventive design of the secondary winding increases the heat transfer area of the heating element, makes it more compact, versatile and convenient to use.

Электроводонагреватель трансформаторного типа имеет плоский, шихтованный магнитопровод с расположенной на стержнях магнитопровода трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде пустотелой камеры. Для создания короткозамкнутых витков камера снабжена двумя электропроводящими перемычками, привариваемыми к стенкам камеры и служащими для замыкания фазных токов вторичной обмотки. Эти перемычки проходят через окна магнитопровода. Перемычки водой не омываются, поэтому выполнены из более толстого листа, чем вторичная обмотка. Камера снабжена дном и крышкой, которые совместно создают герметичную корпусную оболочку, закрывающую индуктор от попадания воды. Дно и крышка имеют сварное соединение с корпусом камеры. The transformer type electric heater has a flat, lined magnetic core with a three-phase primary winding located on the terminals of the magnetic circuit and a short-circuited secondary winding made in the form of a hollow chamber. To create short-circuited turns, the chamber is equipped with two electrically conductive jumpers welded to the walls of the chamber and used to close the phase currents of the secondary winding. These jumpers pass through the windows of the magnetic circuit. The jumpers are not washed with water, therefore they are made of a thicker sheet than the secondary winding. The chamber is equipped with a bottom and a lid, which together create a sealed enclosure that covers the inductor from water. The bottom and cover are welded to the camera body.

Существенные признаки, характеризующие заявляемое устройство:
ограничительные - электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий плоский шихтованный магнитопровод, трехфазную первичную обмотку, подключенную к сети переменного тока, и вторичную обмотку, которая выполняет роль теплообменника;
отличительные - вторичная короткозамкнутая обмотка, выполнена в виде короткозамкнутой 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.
The essential features characterizing the claimed device:
restrictive - a transformer type electric heater containing a flat lined magnetic core, a three-phase primary winding connected to an alternating current network, and a secondary winding that acts as a heat exchanger;
distinctive - the secondary short-circuited winding is made in the form of a short-circuited hollow chamber, which together with the bottom and cover forms a sealed enclosure, inside which there is a magnetic circuit with a primary winding, electrically conductive jumpers are installed between the magnetic core rods, the ends of which are welded to the chamber walls.

На чертеже показана конструкция электроводонагревателя трансформаторного типа с плоским шихтованным магнитопроводом, стержни 1 которого расположены в одной плоскости относительно друг друга и соединены между собой ярмом 2. На стержнях 1 размещена трехфазная первичная обмотка 3. Вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде пустотелой камеры 4. Короткозамкнутые перемычки 5, расположенные между стержнями магнитопровода, привариваются вдоль шва 6 к корпусу камеры 4. Вторичная обмотка вместе с крышкой 7 и дном 8 создают герметичную корпусную оболочку, внутри которой размещен индуктор (магнитопровод с первичной обмоткой). Стрелками 9 показан один из вариантов протекания нагреваемой жидкости, которая омывает поверхность устройства. Внутренняя полость камеры, где расположен индуктор, заполняется пропиточным компаундом. The drawing shows the design of a transformer type electric heater with a flat lined magnetic core, the rods 1 of which are located in the same plane relative to each other and are connected by a yoke 2. On the rods 1 there is a three-phase primary winding 3. The secondary short-circuit winding is made in the form of a hollow chamber 4. Short-circuit jumpers 5, located between the cores of the magnetic circuit, are welded along the seam 6 to the body of the chamber 4. The secondary winding together with the cover 7 and the bottom 8 create an airtight core usnuyu shell, inside which is placed an inductor (magnetic circuit with the primary winding). Arrows 9 show one of the options for the flow of a heated fluid that washes the surface of the device. The internal cavity of the chamber where the inductor is located is filled with an impregnating compound.

Устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотки к трехфазной сети по ней протекает переменный ток, создающий изменяющийся во времени магнитный поток магнитной системы устройства. Этот магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу, под действием которой в короткозамкнутой камере протекает трехфазный 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 three-phase network, alternating current flows through it, creating a time-varying magnetic flux of the device’s magnetic system. This magnetic flux induces an electromotive force in the secondary winding, under the influence of which a three-phase alternating current flows in a short-circuited chamber. When current flows in the secondary winding, heat is transferred to the heated fluid.

Вследствие того что площадь теплоотдачи значительно увеличена за счет заявляемой конструкции вторичной обмотки, выполненной в виде камеры, увеличивается теплоотдающая поверхность электроводонагревателя, а следовательно, уменьшается удельная поверхностная мощность, что приводит к ухудшению условий образования накипи при нагреве жидкости, а значит, обеспечивает и более длительный срок службы электроводонагревателя без обслуживания. Кроме того, благодаря тому что конструкция электроводонагревателя герметична, он может быть целиком помещен в нагреваемую жидкость, то есть работать как в проточном режиме, так и аккумуляционном, 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 heat transfer area is significantly increased due to the claimed design of the secondary winding, made in the form of a chamber, the heat transfer surface of the electric heater increases, and therefore, the specific surface power decreases, which leads to a deterioration in the conditions of scale formation during heating of the liquid, and therefore provides a longer service life of an electric heater without maintenance. In addition, due to the fact that the design of the electric heater is tight, it can be completely placed in a heated liquid, that is, it can work both in a flowing mode and in accumulating mode, therefore, all the heat power released in it is completely transferred to the heated liquid, which ensures the maximum coefficient the usefulness of the device.

Claims (1)

Электронагреватель трансформаторного типа, содержащий плоский шихтованный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, подключенной к сети переменного тока и вторичную обмотку, которая выполняет роль теплообменника, отличающийся тем, что 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.A transformer type electric heater containing a flat lined magnetic core with a three-phase primary winding connected to an alternating current network and a secondary winding that acts as a heat exchanger, characterized in that the secondary short-circuited winding is made in the form of a hollow chamber, which together with the bottom and cover forms a sealed enclosure, inside of which there is a magnetic circuit with a primary winding, between the rods of the magnetic circuit there are electrically conductive jumpers, the ends of which Rena to the chamber walls.
RU2001105221/09A 2001-02-23 2001-02-23 Transformer-type electric water heater RU2218675C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105221/09A RU2218675C2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 Transformer-type electric water heater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105221/09A RU2218675C2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 Transformer-type electric water heater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001105221A RU2001105221A (en) 2003-02-10
RU2218675C2 true RU2218675C2 (en) 2003-12-10

Family

ID=32065273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105221/09A RU2218675C2 (en) 2001-02-23 2001-02-23 Transformer-type electric water heater

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2218675C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3240384B2 (en) Fluid heating device
WO2003045113A1 (en) Device and method of liquid heating by electromagnetic induction and short-circuit using three-phase industrial frequency power
RU2218675C2 (en) Transformer-type electric water heater
RU21992U1 (en) TRANSFORMER TYPE ELECTRIC WATER HEATER
RU2263418C2 (en) Inductive heater for fluid substances
RU93507U1 (en) INDUCTION LIQUID HEATER
RU2153779C2 (en) Electric water heater of transformer type
RU2301507C2 (en) Inductive-conductive liquid heater
RU2398366C2 (en) Electric water heating device of transformer type
RU2074529C1 (en) Induction electric heater for liquid
RU2101882C1 (en) Transformer-type water electric heater
RU2226046C2 (en) Transformer-type electric water heater
RU86832U1 (en) FLUID INDUCTION HEATER
RU1781845C (en) Three-phase induction heater of fluid medium
RU223969U1 (en) INDUCTION FLUID HEATER
RU66875U1 (en) TRANSFORMER TYPE ELECTRIC WATER HEATER
RU206564U1 (en) INDUCTION FLUID HEATER
RU2823515C1 (en) Heat generator
RU13133U1 (en) TRANSFORMER TYPE ELECTRIC HEATER
RU2782956C1 (en) Fluid induction heater
RU2226045C2 (en) Transformer-type electric heater
RU2240658C2 (en) Induction-type liquid flow heater (alternatives)
RU118502U1 (en) ELECTRIC WATER HEATER TRANSFORMER TYPE
RU159799U1 (en) ELECTRIC LIQUID HEATER
RU2235445C2 (en) Transformer-type electric water heater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030224