RU879U1 - Устройство для индукционного нагрева жидкости - Google Patents

Abstract

1. Устройство для индукционного нагрева жидкости, включающее два полых цилиндра расположенные один внутри другого, индукционную обмотку, охватывающую наружный цилиндр, отличающееся тем, что в нижней и верхней частях наружного цилиндра выполнены отверстия соответственно для входа и выхода нагреваемой жидкости, а в нижней и верхней части внутреннего цилиндра выполнены отверстия. соединяющие полости обоих цилиндров.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индукционная обмотка выполнена по меньшей мере из двух секций разным шагом намотки, при этом секция с меньшим шагом расположена со стороны отверстия для входа нагреваемой жидкости.3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что индукционная обмотка выполнена из стальной проволоки.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДЭДВДОННОГО НАГРЕВА ЖИДКОСТИ.

Решение относится к области электротехники и может быть использовано при производстве товаров народного потребления, частности, устройств для нагрева {воды или других жидкостей в бытовых или производственных условиях.

Известны нагреватели воды /заявка ФРГ fc 363097I,Н05ВЗ/60,124Н9/20, on.19.09.87 / с непосредственным нагревом воды при прямом пропускании тока через нее

Недостатком нагревателей такого рода является электролиз жидкости под воздействием протекающего через нее тока,низкая электробезопас ность,связанная с необходимостью приложения напряжения к нагреваемой жидкости,а также сильная зависимость величины протекающего через столб жидкости тока от наличия в ней примесей (сопротивления волы).

Известны нагреватели,в которых используют резистивный нагрев. Например /заявка ФРГ № 3534754,Н05ВЗ/82,124Н2/20,оп.02.04,87/,нагревается труба,внутри которой протекает нагреваемая жидкость,при помощи электронагревательного резистивного элемента,уложенного вокруг трубы и жестко соединенного с ней. Нагревательный элемент может располо жен внутри трубы и выполнен в виде проволочной спирали /заявка ФРГ te 36082II,H05B3/40,oneI7.09.87/.

Надоетатками такого вида нагревателей -являются высокая температура резнетивных нахрьва тельных элементов,что может приводить к местному закипанию жидкости и нежелательном,/ пароебразованикц ограниченный срок службы нагревательных элементов.

Известны также нагреватели жидкости,использующие индукционные нагревательные устроисма,Индукционные нагреватели лишены недостаткев описанных выше нагревателей,то есть в них отсутствуют элементы с вы сокой температурой, веда (жидкость) и элементы устройства,ее содержание, нахоУДЯТСЯ по отношению к земле под потенциалом.Например /заявка Франции и 2613896,Н05В6/Ю,КШ/22,оп.14.10.38/ .нагреватель

выполнен в виде трансформатора , состоящего из первично и вторичной

обмоток и магнитопровода.Вторичная обмотка выполнена короткозамкнутой в виде трубчатого змеевика с протекающей по нему нагреваемой водой

- X - gt/ее-6.0

Недостатком такого нагревателя является елейность конструкции и, сшедовательно, высокая стоимость.

Наиболее близким к заявляемей полезной модели решением является устройство для индукционнег© нагрева жидкости,описанное в заявке Франции № 2627048 ,Н05В 6/36, оп.II.08,89. Это устройство состоит из внешнего и внутреннего полых цилиндров,между которыми образован объем, заполняемый нагреваемой жидкостью. Внутри внутреннего цилиндра размещен магнитопровод; наружний цилиндр выполнен из тонкого электропроводящего материала и охвачен индукционной обмоткой с магнитным ярмом. Количество нагреваемой жидкости ограничено объемом пространства ме,лду внешним и внутренним цилипДрашцЖидкостъ нагревается от теплового контакта с нагреваемыми индукционно обоими цилиндрами.

Основными недостатком решения-прототипа является узкая ооласть его применения,так как такой нагреватель может работать только в аккумуляционном режиме при ограниченном количестве жидкости.Получить достаточно большое количество,например,воды достаточно высокой температуры,необходимой для бытовых нужд,не представляется возможным.

Задачей,решаемой предлагаемой полезной моделью,является создание устройства для индукционного нагрева жидкости,в частности ьоды,которой работать либо Б проточном,либов аккумуляционном,либо в проточно-аккумкляционном режимах.

Решение поставленной задачи достигается тем,что в устройстве индукционного нагрева жидкости,включающем два полых цилиндра,размещенных один внутри другого, и охватывающую наружний цилиндр индукционную обмотку, в отличие ст известноги в нижней и верхней частях наружнего цилиндра выполнены отверстия соответственно для входа и выхода нагреваемой жидкости, а в верхней и нижней частях внутреннего цилиндра выполнены отверстия,соединяющие полости (объемы) обоих цилиндров. Индукционная обмотка ;«южеш быть выполнена по меньшей мере из двух секций с разным шагом намотки,при атом секция с меньшим шагом должна быть размещена со стороны входного отверстия. Кроме того индукционная обиотка может быть виюлнена из стальной проволоки.

Преимущевтва предлагаемого решения заключаются в том,что обеспечи вается возможность работы либо в проточном режиме,когда нагревается жидкость,находящаяся между цилиндрами, либо в аккумуляционном режиме, когданагретая в пространстве между цилиндрами жидкость

заполняет внутреннюю полость ( объем ) внутреннего цилиндра.

Указанные преимущества дестигаются вследствие того,что отверстия во внешнем цилиндре для вхеда и выхода жидкости позволяют транспортировать ее в пространство между цилиндрами,где она нагревается всле дсфтвие контакта с нагретой поверхностью цилиндров. При этом вследст вне того,что нагретая вода обладает меньшим удельным весом,чем холод ная,она не проникает во внутренний цилиндр и устройство работает в проточном режиме. Если отверстие для выхода нагретой воды закрыть,то за счет того,что во внутреннем цилиндре выполнены отверстия,обеспечи вающие сообщение полостей обоих цилиндров ,нагретая в пространстве между цилиндрами жидкость вытесняется холодной,более тяжелой жидкое тъю во внутренний объем внутреннего цилиндра. Происходит циркуляция жидкости за счет чего осуществляется прогрев всей жидкости,заполняю щей нагреватель. В это м случае нагреватель работает в режиме акку муляции.

Если разместить секцию индукционной обмотки с меньшим шагом в области входного отверстия,то есть обеспечить больший нагрев в этой области,то циркуляция будет происходить более интенсивно.

При использовании индукционной обмотки из стальной проволоуи обес печивается увеличение коэффициента использования мощности за счет ее более высокого активного сопротивления по сравнению с традиционной, выполняемой из меди.Это позволяет отказаться от использования магнито провода. При этом снижается доля энергии передаваемая в металл наружного и внутреннего цилиндрвв индукционным способом,и возрастает доля резистивно выделяемой в обмотке энергии,которая передается на наружный цилиндр путем теплопроводности.

Схематичное изображение вариантов исполнения предлагаемого нагрева теля представлено на фигуре I а,б,в,г9 Между стенками наружного I и внутреннего 2 цилиндров образуешся объм 3,заполняемый нагреваемой жидкостью,которая входит через отверстие 4 и ъшшдит из нагревателя через отверстие 5. Наружний цилиндр I охвачен индукционной обмоткой 6, состоящей из двух секций 7,8 с разным шагом н з1йОтки,при этом секция 8,

расположенная со стороны входного отверстия 4 ,имсвт меньший шаг намот ки,чем секция 7. В стенках внутреннего цилиндра 2 выполнены отверстия 10,II,соединяющие объемы ()обоих цилиндров.Расположение отвер стий 1и,П в цилиндре 2 мажет быть различным,как показано в вариантах а,б,в,г фиг.1; форма отверстий может быть такне различной.Приведенные на фигД варианты не исчерпывают все возможные случаи исполнения. Полье цилиндры I и 2 могут иметь любую форму,однако,очевидно, целесооб разна форма прямого кругового цилиндра.

- Работает предлагаемый нагреватель следующим образом.Через отверстие 4 посредством напорной трубы нагреватель подключается к ,например, водопроБвдной сети через вентиль 12,а к линии потребители через OTIS Рстие 5 и вентиль 13. При открытии вентиля 12 объем заполняется водой При включении обмоток нагревается цилиндр I и вследствие теплового контакта с ним нагревается в©да,заполняющая объем «ленду цилиндрами. При этом вследствие возникающего при местном нагреве воды гидростати

ческого апора,когда нагретая,более легкая вода,вытесняется холодной, более тяжелой,проивходит циркуляция нагретой в объеме 4 воды через внутренний объем внутреннего цилиндра 20Этот место либо при закрытом вентиле 13,то есть аккумулирующем елсиме рабо ты, либо в проточном режиме при определенных ,малых скоростях протекания жидкости через нагреватель (при определенных напорах воды).Таким образом ,предлагаемый нагреватель молсет эффективно рабо тать в любом режимвв

Использование обмотки в виде секций с разным шагом намотки позволяет увеличить гидростатический напор вследствие смещения зоны более высо кого нагрева к входному отверстию 4.

ri//w#/ $Ј Ј.

Claims (3)

1. Устройство для индукционного нагрева жидкости, включающее два полых цилиндра расположенные один внутри другого, индукционную обмотку, охватывающую наружный цилиндр, отличающееся тем, что в нижней и верхней частях наружного цилиндра выполнены отверстия соответственно для входа и выхода нагреваемой жидкости, а в нижней и верхней части внутреннего цилиндра выполнены отверстия. соединяющие полости обоих цилиндров.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индукционная обмотка выполнена по меньшей мере из двух секций разным шагом намотки, при этом секция с меньшим шагом расположена со стороны отверстия для входа нагреваемой жидкости.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что индукционная обмотка выполнена из стальной проволоки.