UA125046C2 - Електронагрівач трансформаторного типу - Google Patents
Електронагрівач трансформаторного типу Download PDFInfo
- Publication number
- UA125046C2 UA125046C2 UAA201911381A UAA201911381A UA125046C2 UA 125046 C2 UA125046 C2 UA 125046C2 UA A201911381 A UAA201911381 A UA A201911381A UA A201911381 A UAA201911381 A UA A201911381A UA 125046 C2 UA125046 C2 UA 125046C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- secondary winding
- windings
- winding
- electric heater
- transformer
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 101100310222 Caenorhabditis briggsae she-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241000159610 Roya <green alga> Species 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Abstract
Винахід належить до електротехнічного устаткування, а саме до електронагрівачiв для нагрівання рідини. Електронагрівач трансформаторного типу містить магнітопровід з первинною обмоткою, підключеною до джерела електроенергії, охоплюючу її замкнену вторинну обмотку, розміщену в герметичному корпусі, забезпеченому вхідним і вихідним патрубками. Вторинна обмотка виконана біфілярно з двох обмоток, з'єднаних струмопровідними перемичками таким чином, що одна з обмоток має праве намотування, а інша – ліве. Початки обмоток з'єднані разом і підключені до нульової шини. Кінці струмопровідними перемичками з'єднані з нульовою шиною. Вторинна обмотка виконана з емальованого електропровідного дроту. Корпус виготовлений з діелектричного радіопрозорого матеріалу. Вхідний патрубок забезпечений інжектором рідини. Технічним результатом винаходу є підвищення енергетичної ефективності.
Description
не і ї ї Я кн, ! Ї Е : схожу ч .
Ше : ШЕ : : і ї ї Я Б шк ЧЕ Н ї ї ї Я кт
КЗ З - я . З Й щу ах ших ЗЕ й й й ДЕ: 5; ЕК
Х Н Е ЇЯЩ звнвннннннс неннннннннс сн Я зни ї я Я фрак дуккКАКучннКя
ЕЕ Н з Е діае Х Я: : Ї ? зако ЗЕ ЗК
З Н ЕКЗ Ко ааааааня ЗЕ: : ї вк ЕЕ ся
З ЖЖ З Х ШЕ: у М ЕК З
ЕЕ ЕЕ ом ЗЕ: ї з ж шин
Ж З Х; Х НЕ: : ї Х Я
ІЗ з Н з Е С сш Я: : Ї я, З: гКЗ
ЕЕ Н ЖЖ З Х же: : ї З - "х
А кнкнк» ЕВ Н з Е я ; Я: : Ї ї Е ї НИ
З З Н Ж ще ЗЕ: : ї роя с: ення й ЕЕ Е: х МК я З Е З КК Ко й пе А нн М ко ве я Х век Як У М НЯ Зоо й о З я в й їз 1 Е: х с х З Е : З ї З М: КРИ.
Кр: З Н ЕКЗ данний ЗЕ: : ї зззазаааах Зно
ЕЕ Н Е: ЕЗ З х З Е ї у от.
ЕН і ЕЕ ЖЕ же НЕ ооо І
ЕЕ : Е: х шкя х З Е Н З Кк. Ж 5 у
З ЕЕ Я А ЗЕ: ї З сх
ЕЕ М з КЗ Ух З З х : у ч ХМ х й
ЕЕ Н Е: ЕЗ як о З Е н у вв днях
ЕЕ : Е; Ж да. З х : У МУ КО
ЕЕ Н Е: Ж Вк: З З Х ї у ЯКО мен.
ЕЕ М з КЗ як: с З х ї у еВ
ЕЕ 1 з ІЗ ЩЕ: їх ЗХ с З с ї І ря
ЕЕ Н ЖК БО» А ЖЕ: : Ї о З
З Н ЖЖ "ОВО юю ЗЕ: : 3 МК хом З жк
ЕЕ і | ; ї ши и В ї Ме
Е і 3 я ї с ї
З Н Х ї : 3 ї ; Н ї ШЕ ! з і 1 ї : : ! ті ї : ї їй : :
Н Кк ї х : роя : !
Фіг. 1
Винахід належить до електротехнічного устаткування, а саме до електронагрівачів трансформаторного типу, та призначений для нагрівання рідини.
Нагрівання теплообмінника відбувається за допомогою індукційного поля, а знімання тепла з теплообмінника проводиться кондуктивним способом, тобто при безпосередньому контакті поверхні теплообмінника з рідиною, що нагрівається.
Тепловиділяючим елементом в такому обладнанні є вторинна обмотка трансформатора, зазвичай короткозамкнена, для того, щоб вся активна потужність, споживана електронагрівачем з мережі, передавалася з поверхні обмотки в рідину, що нагрівається.
Відомий електронагрівач трансформаторного типу, який містить шихтований сердечник з первинною обмоткою, підключеною до джерела напруги, вторинну обмотку, виконану у вигляді короткозамкненого змійовика з електропровідної трубки, в якій знаходиться рідина, що нагрівається, за рахунок струмів короткого замикання вторинної обмотки (заявка ЕЕ Мо 2565059
МПК НОБВ 6/10).
До істотних недоліків відомого технічного рішення належить обмежений коефіцієнт потужності через підвищений магнітний потік розсіювання, пов'язаний з явищем самоіндукції і обумовлений у відомому рішенні багатовитковою вторинною обмоткою, яка необхідна для створення достатньої площі тепловіддачі.
Однак потужність тепла, що виділяється провідником при протіканні електричного струму, пропорційна добутку щільності електричного струму на величину напруженості електромагнітного поля. При цьому щільність струму максимальна поблизу поверхні провідника зі струмом (так званий скін-ефект), і при видаленні від поверхні убуває експоненціально, а розташовані нижче шари металу провідника нагріваються за рахунок теплопровідності, тобто з втратами тепла.
Таким чином, ще одним істотним недоліком відомого технічного рішення є тільки часткове використання активної поверхні нагрівального елемента - вторинної обмотки.
Відомий електронагрівач трансформаторного типу, що містить корпус, розміщений в ньому трансформатор з феромагнітним сердечником, з розташованою на стержнях первинною обмоткою, підключеною до мережі змінного струму, і вторинною обмоткою, яка є теплообмінником (патент КО Мо 2074529 від 27.07.97 р., МПК НОБВ 6/10).
Зо У відомому електронагрівачі теплообмінник виконаний у формі порожнистої камери з вхідним і вихідним патрубками для циркуляції рідини, яка нагрівається.
Вторинна обмотка в цьому відомому рішенні є по суті одним короткозамкненим витком. Таке виконання вторинної обмотки знижує величину магнітного потоку розсіювання, пов'язаного з явищем самоіндукції, але при цьому знижується площа тепловіддачі, а значить і ефективність нагріву. Цю обставину ускладнює головний істотний недолік відомого електронагрівача, який полягає в тому, що нагрівання рідини відбувається за рахунок тепла внутрішньої стінки вторинної обмотки, яка є теплообмінником, в той час, як максимальна температура виникає на зовнішній стінці (скін-ефект).
Таким чином, найбільша частина теплової енергії розсіюється в навколишнє середовище, що істотно знижує енергетичну ефективність відомого технічного рішення в цілому.
Найбільш близьким технічним рішенням до рішення, що заявляється, є електронагрівач трансформаторного типу, що містить магнітопровід з первинною обмоткою, підключеною до джерела електроенергії, охоплюючу її замкнену вторинну обмотку, розміщену в герметичному корпусі, забезпеченому вхідним і вихідним патрубками (патент КО Мо 13133 від 20.03.2000 р.,
МПК НОБВ 6/10).
Відомий електронагрівач трансформаторного типу містить магнітопровід з первинною обмоткою, резервуар і замкнену вторинну обмотку, розташовану всередині резервуара, по якому протікає рідина, що нагрівається.
Задачею технічного рішення згідно відомої корисної моделі полягає в підвищенні ефективності використання нагрівального елемента, яким є вторинна обмотка, розташована в резервуарі з рідиною.
За рахунок врахування скін-ефекту у відомому технічному рішенні електрообігрівача, вся теплова енергія, яка виділяється на поверхні вторинної обмотки, поглинається рідиною, що нагрівається.
Однак у відомому рішенні ефективність нагрівального елемента і електронагрівача в цілому знижує велика індуктивність розсіювання, обумовлена явищем самоіндукції, неминуча для багатовиткової вторинної обмотки в такому виконанні, що є істотним недоліком цього відомого електрообігрівача.
В основу винаходу поставлена задача підвищення енергетичної ефективності бо електронагрівача трансформаторного типу за рахунок мінімізації втрат від індуктивного розсіювання струмами самоіндукції у вторинній обмотці при збереженні ефективності використання теплової енергії, що виділяється на поверхні вторинної обмотки і перемичок, які є тепловидільними елементами.
Поставлена задача вирішується тим, що електронагрівач трансформаторного типу, що містить магнітопровід з первинною обмоткою, підключеною до джерела електроенергії, охоплюючу її замкнену вторинну обмотку, розміщену в герметичному корпусі, забезпеченому вхідним і вихідним патрубками. Вторинну обмотку виконано біфілярно з двох обмоток, з'єднаних струмопровідними перемичками таким чином, що одна з обмоток має праве намотування, а інша - ліве, початки обмоток з'єднані разом і підключені до нульової шини, а кінці струмопровідними перемичками з'єднані з нульовою шиною. Вторинну обмотку виконано з емальованого електропровідного дроту, корпус виготовлений з діелектричного радіопрозорого матеріалу, а вхідний патрубок забезпечений інжектором рідини.
Виконання вторинної обмотки біфілярною, що складається з двох обмоток, з'єднаних струмопровідними перемичками таким чином, що одна з обмоток має праве намотування, а інша - ліве, дозволяє отримати вторинну обмотку, складену з абсолютно симетричних двох обмоток з різноспрямованими струмами і полями самоіндукції.
Внаслідок цього сума магнітних потоків розсіювання, що створюються цими струмами, практично дорівнює нулю, що, в свою чергу, дозволяє отримати значення індуктивного опору вторинної обмотки близьким до нуля, а отже, високе значення коефіцієнта потужності пристрою, тобто підвищення енергетичної ефективності електронагрівача трансформаторного типу, що заявляється.
Заявлене підключення до нульової шини необхідно для дотримання вимог щодо безпеки електрообігрівача.
При цьому, замкнена перемичками вторинна обмотка, що є тепловиділялючим елементом, розміщена в герметичному корпусі з рідиною, що нагрівається, забезпечує ефективність використання теплової енергії, яка виділяється на поверхні вторинної обмотки і перемичок, що, в свою чергу, підвищує енергетичну ефективність електронагрівача трансформаторного типу, що заявляється.
Виконання корпусу з діелектричного радіопрозорого матеріалу забезпечує проникнення
Зо крізь корпус електромагнітних хвиль без спотворень їх амплітуди і фази, що важливо для синхронізованої роботи всієї електромагнітної системи пристрою.
Виконання вторинної обмотки з емальованого електропровідного дроту необхідно для дотримання санітарних вимог.
Вхідний патрубок забезпечений інжектором рідини для поліпшення умов циркуляції.
Таким чином, всі істотні ознаки винаходу спрямовані на виконання поставленого завдання підвищення енергетичної ефективності електронагрівача трансформаторного типу.
Суть винаходу пояснюють креслення.
На фіг. 1 представлена схема однофазного електронагрівача трансформаторного типу.
На фіг. 2 представлений ескіз виконаної вторинної біфілярної обмотки з струмопровідними перемичками.
На фіг. 3 представлена електрична схема з'єднання обмоток.
Електронагрівач трансформаторного типу містить магнітопровід 1 з первинною обмоткою 2, підключеною до джерела змінного струму, охоплюючи її замкнуту струмопровідними перемичками вторинну обмотку 3, розміщену в герметичному корпусі 4, забезпеченому вхідним патрубком 5 і вихідним патрубком 6 для циркуляції в корпусі 4 рідини 7, що нагрівається.
Вторинна обмотка 3 виконана біфілярно з двох обмоток, з'єднаних струмопровідними перемичками таким чином, що одна з обмоток має праве намотування, а інша - ліве, початки обмоток з'єднані разом і підключені до нульової шини 8, а кінці з'єднані перемичками 9 з нульовою шиною 8.
Вторинна обмотка З виконана з емальованого електропровідного дроту.
Корпус 4 виготовлений з діелектричного радіопрозорого матеріалу, а вхідний патрубок 5 забезпечений інжектором 10 рідини.
Електронагрівач трансформаторного типу, що заявляється, працює наступним чином.
Через регулятор напруги підключають первинну обмотку 2 до джерела змінного струму. Під впливом магнітних потоків трансформатора в замкненій вторинній обмотці З індукуються струми, що викликають нагрів всього вторинного контуру. Максимальна температура нагріву, зосереджена на поверхні обмотки 3, забезпечує ефективний нагрів рідини 7, яка знаходиться в корпусі 4.
Рідина 7 подається через вхідний патрубок 5 і інжектор 10 в корпус 4. Рівномірно переміщуючись по всьому об'єму корпусу 4 знизу доверху уздовж вторинної обмотки 3, рідина 7 нагрівається і відводиться через патрубок 6.
Вторинна обмотка З виконана біфілярно, з утворенням двох абсолютно симетричних обмоток, які вкладають цілу замкнену вторинну обмотку З за допомогою заявленого їх з'єднання струмопровідними перемичками 9.
Внаслідок цього процес індукування струмів в обмотці З є процесом індукції різноспрямованих струмів з різноспрямованими полями самоіндукції, результатом чого підсумковий магнітний потік розсіювання вторинної обмотки З практично дорівнює нулю.
Таким чином, використання електронагрівача трансформаторного типу, що заявляється, забезпечує високе значення коефіцієнта потужності і підвищення енергетичної ефективності електронагрівача в цілому.
Технічне рішення, що заявляється, може бути виконано і для варіанту трифазного електронагрівача рідини трансформаторного типу.
У такому виконанні нагрівач містить тристрижневий магнітопровід і відповідно три первинні обмотки, що охоплюють кожен стрижень і підключені через трифазний регулятор напруги до трифазного джерела енергії. Вторинна обмотка, встановлена в корпусі, охоплює первинну обмотку на середньому стрижні і монтується за аналогією з однофазним електричним нагрівачем трансформаторного типу.
Електричний нагрівач трансформаторного типу, що заявляється, простий у виготовленні, має невелику металоємність, надійний і безпечний при експлуатації й може знайти широке застосування для автономного опалення житлових і виробничих приміщень.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Електронагрівач трансформаторного типу, що містить магнітопровід з первинною обмоткою, підключеною до джерела електроенергії, охоплюючу її замкнену вторинну обмотку, розміщену в герметичному корпусі, забезпеченому вхідним і вихідним патрубками, який відрізняється тим, що вторинну обмотку виконано біфілярно з двох обмоток, з'єднаних струмопровідними Зо перемичками таким чином, що одна з обмоток має праве намотування, а інша - ліве, початки обмоток з'єднані разом і підключені до нульової шини, а кінці струмопровідними перемичками з'єднані з нульовою шиною, при цьому вторинну обмотку виконано з емальованого електропровідного дроту, корпус виготовлений з діелектричного радіопрозорого матеріалу, а вхідний патрубок забезпечений інжектором рідини. рН ЕЇ не ніш. Ше 1 тк : і Н НЕ НФіг. 1
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201911381A UA125046C2 (uk) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | Електронагрівач трансформаторного типу |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201911381A UA125046C2 (uk) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | Електронагрівач трансформаторного типу |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA125046C2 true UA125046C2 (uk) | 2021-12-29 |
Family
ID=79188918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201911381A UA125046C2 (uk) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | Електронагрівач трансформаторного типу |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA125046C2 (uk) |
-
2019
- 2019-11-22 UA UAA201911381A patent/UA125046C2/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RO109264B1 (ro) | Aparat pentru incalzirea unui fluid | |
US6900420B2 (en) | Cooled induction heating coil | |
Geetha et al. | An overview of designing an induction heating system for domestic applications | |
UA125046C2 (uk) | Електронагрівач трансформаторного типу | |
WO2019039960A1 (ru) | Электрический парогенератор | |
WO2003045113A1 (fr) | Dispositif et procede de chauffage de liquide par induction electromagnetique et court-circuit au moyen d'une energie triphasee de frequence industrielle | |
UA146274U (uk) | Електронагрівач трансформаторного типу | |
JPS56127139A (en) | Heater for fluid in pipe | |
KR102154630B1 (ko) | 하이브리드 전기보일러 장치 및 그에 적합한 가열부 장치 | |
CN202048756U (zh) | 一种高频感应烘干装置 | |
CN204377171U (zh) | 一种液体容器磁能量耦合加热装置 | |
RU206564U1 (ru) | Индукционный нагреватель текучих сред | |
US1425968A (en) | Induction water heater | |
CN208175025U (zh) | 水冷电磁螺旋盘管 | |
RU2074529C1 (ru) | Индукционной нагреватель жидкости | |
RU1781845C (ru) | Трехфазный индукционный нагреватель текучей среды | |
CN206611605U (zh) | 一种水电回路分离感应加热线圈 | |
RU2010108967A (ru) | Способ и устройство индукционного нагрева жидкостей (варианты) | |
KR101787023B1 (ko) | 수관을 이용한 변압기 | |
CN107708242A (zh) | 一种电磁涡流发热设备 | |
RU2301507C2 (ru) | Индуктивно-кондуктивный нагреватель жидкости | |
KR100996606B1 (ko) | 대전력 고주파 유도 가열 장치용 고주파 케이블 | |
KHANG et al. | Design and comparison of conductor size for inductino cooker coil | |
RU203050U1 (ru) | Одноёмкостный индукционный нагреватель жидкостей | |
RU2053455C1 (ru) | Индукционный электрический нагреватель жидкости |