UA139332U

UA139332U - ELECTRIC HEATER

Info

Publication number: UA139332U
Application number: UAU201907473U
Authority: UA
Inventors: Микола Володимирович Богаєнко; Володимир Сергійович Попков; Віталій Анатолійович Яцишин
Original assignee: Микола Володимирович Богаєнко; Володимир Сергійович Попков; Віталій Анатолійович Яцишин
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2019-12-26

Abstract

Електронагрівач містить магнітопровід, виконаний з електротехнічної сталі, первинну обмотку, підключену до електричної мережі, ряд вторинних обмоток, навитих, як і первинна, на стрижень магнітопроводу, що мають однакове число витків, перемичку, з'єднуючу між собою кінці вторинних обмоток. Перемичка виконана у вигляді трубчастого елемента, на кінцях якого розміщені шини, кожна із яких має по її довжині змінну величину перерізу, при цьому менший переріз шини, що рівний чи перевищує переріз трубчастого елемента, з'єднаний з останнім, а до більшого перерізу приєднані вивідні кінці вторинних обмоток.The electric heater contains a magnetic circuit made of electrical steel, a primary winding connected to the mains, a series of secondary windings wound, like the primary, on the core of the magnetic circuit having the same number of turns, a jumper connecting the ends of the secondary windings. The jumper is made in the form of a tubular element, at the ends of which are tires, each of which has a variable cross-sectional length, with a smaller cross-section of the tire equal to or greater than the cross-section of the tubular element connected to the latter. the ends of the secondary windings.

Description

Корисна модель належить до електричних нагрівачів, які працюють на струмах промислової частоти, і може бути використаний для нагріву води в системах опалення жилих, промислових, адміністративних та інших приміщень, для нагріву рідин, які використовуються в технологічних процесах, а також для нагріву повітря при продуванні його через елементи нагрівача. В пропонованому нагрівачі можливо виконувати різноманітні технологічні нагрівання твердих матеріалів до температури, що перевищує допустимі рівні ізоляційних матеріалів, які використовуються в електрообладнанні.The utility model belongs to electric heaters that operate on industrial frequency currents and can be used for heating water in heating systems of residential, industrial, administrative and other premises, for heating liquids used in technological processes, as well as for heating air during blowing it through the heater elements. In the proposed heater, it is possible to perform various technological heating of solid materials to a temperature that exceeds the permissible levels of insulating materials used in electrical equipment.

Відомий електронагрівач, що має магнітопровід, виконаний з електротехнічної сталі, первинну обмотку, підключену до електричної мережі, ряд вторинних обмоток, навитих, як і первинна, на стрижень магнітопроводу, що мають однакове число витків, перемичку, з'єднуючу між собою кінці вторинних обмоток. (11A known electric heater that has a magnetic wire made of electrical steel, a primary winding connected to the electrical network, a number of secondary windings wound, like the primary, on the core of the magnetic wire, having the same number of turns, a jumper connecting the ends of the secondary windings . (11

Недоліком нагрівача, вибраного як найближчий аналог, є складність конструкції, збільшені габаритні розміри, так як вторинна обмотка використовується одночасно і як теплообмінник. Це додатково призводить до погіршення енергетичних показників пристрою. В даному електронагрівачу неможливий нагрів робочого агенту до температури, що перевищує допустимі для ізоляційних матеріалів, які використовуються в первинній і вторинній обмотках. Крім того, в прототипі можливий нагрів лише рідких агентів, неможливий інтенсивний нагрів газоподібних агентів, крім повітря навколо обмоток, а також речовин в твердому стані.The disadvantage of the heater chosen as the closest analogue is the complexity of the design, increased overall dimensions, since the secondary winding is used simultaneously as a heat exchanger. This additionally leads to deterioration of the device's energy performance. In this electric heater, it is impossible to heat the working agent to a temperature that exceeds the permissible for the insulating materials used in the primary and secondary windings. In addition, only liquid agents can be heated in the prototype, intensive heating of gaseous agents is impossible, except for the air around the windings, as well as solid substances.

В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції, зменшення габаритних розмірів, можливість нагріву як рідинних, так і газоподібних і твердих робочих агентів до високих температур.The basis of a useful model is the task of simplifying the design, reducing overall dimensions, the possibility of heating both liquid, gaseous and solid working agents to high temperatures.

Поставлена задача вирішується тим, що в електронагрівачі, що має магнітопровід, виконаний з електротехнічної сталі, первинну обмотку, підключену до електричної мережі, ряд вторинних обмоток, навитих як і первинна, на стрижень магнітопроводу, маючих однакове число витків, перемичку, з'єднуючу між собою кінці вторинних обмоток, перемичка виконана у вигляді трубчастого елементу, на кінцях якого розміщені шини, кожна із яких має по її довжині змінну величину перерізу, при цьому менший переріз шини, що рівний чи перевершує переріз трубчастого елемента, з'єднаний з останнім, а до більшого перерізу приєднані вивідні кінці вторинних обмоток.The problem is solved by the fact that in the electric heater, which has a magnet wire made of electrical steel, a primary winding connected to the electrical network, a number of secondary windings wound like the primary one, on the rod of the magnet wire, having the same number of turns, a jumper connecting between are the ends of the secondary windings, the jumper is made in the form of a tubular element, at the ends of which there are busbars, each of which has a variable cross-section along its length, while the smaller cross-section of the busbar, which is equal to or exceeds the cross-section of the tubular element, is connected to the last one, and the output ends of the secondary windings are connected to the larger section.

Зо В порівнянні з прототипом, запропонований електронагрівач відрізняється наявністю таких ознак: - перемичка виконана у вигляді трубчастого елементу; - на кінцях трубчастого елементу розміщені шини; - шина має змінну величину перерізу; - зміна величини перерізу знаходиться по довжині шини; - менший переріз шини з'єднаний з трубчастим елементом; - менший переріз шини рівний чи перевищує переріз трубчастого елемента; - до більшого перерізу шини приєднані вивідні кінці вторинних обмоток.Compared with the prototype, the proposed electric heater has the following features: - the jumper is made in the form of a tubular element; - tires are placed at the ends of the tubular element; - the tire has a variable cross-section; - the change in the size of the section is along the length of the tire; - the smaller section of the tire is connected to the tubular element; - the smaller section of the tire is equal to or exceeds the section of the tubular element; - the output ends of the secondary windings are connected to the larger section of the bus.

Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої задачі.All the above-mentioned features are essential, each individually and collectively ensure the achievement of the set task.

Суть корисної моделі пояснює креслення.The drawing explains the essence of a useful model.

На кресленні показано загальний вигляд електронагрівача.The drawing shows the general view of the electric heater.

Електронагрівач може бути виконаний як однофазним, так і трифазним, все залежить від кількості фаз підведеної напруги живлення і необхідної потужності агрегату. Для спрощення розглянемо електронагрівач в однофазному виконанні.The electric heater can be made both single-phase and three-phase, it all depends on the number of phases of the connected supply voltage and the required power of the unit. For simplification, consider an electric heater in a single-phase version.

Електронагрівач має магнітопровід 1, виконаний із електротехнічної сталі. Магнітопровід 1 може бути виконаний у вигляді прямокутника (наш варіант) або у вигляді тора. На одному із стрижнів магнітопроводу розміщена первинна обмотка 2, яка підключена до електричної мережі з напругою ШО. Поверх первинної обмотки 2 намотано ряд вторинних обмоток 3. Обмотки З мають однакове число витків. Кінці 4 і 5 обмоток З з'єднані між собою перемичкою 6. Перемичка 6 виконана у вигляді трубчастого елемента 7, на кінцях якого розміщені шини 8 і 9. Шини ві 9 однакові, кожна з них має по довжині змінну величину перерізу. Шина 8 і 9 меншим перерізом з'єднана з трубчастим елементом 7. Величина цього перерізу рівна або дещо перевищує переріз трубчастого елемента 7. До більшого перерізу шини 8 приєднані вивідні кінці 4 (початок обмоток) обмоток 3, а до шини 9 вивідні кінці 5 (закінчення обмоток) обмоток 3.The electric heater has a magnet wire 1 made of electrical steel. Magnetic wire 1 can be made in the form of a rectangle (our version) or in the form of a torus. The primary winding 2 is placed on one of the cores of the magnet wire, which is connected to the electrical network with a voltage of SHO. A number of secondary windings 3 are wound on top of the primary winding 2. Windings C have the same number of turns. The ends 4 and 5 of the windings C are connected to each other by a bridge 6. The bridge 6 is made in the form of a tubular element 7, at the ends of which there are tires 8 and 9. Tires 9 are the same, each of them has a variable cross-section in length. Buses 8 and 9 are connected with a smaller cross-section to the tubular element 7. The size of this cross-section is equal to or slightly exceeds the cross-section of the tubular element 7. The output ends 4 (beginning of the windings) of the winding 3 are connected to the larger cross-section of the bus 8, and to the bus 9 the output ends 5 ( end of windings) winding 3.

При підключенні первинної обмотки 2 до електричної мережі з напругою ШО: у вторинних обмотка З виникає напруга І», а так як вивідні кінці 4 і 5 приєднані до шин 8 і 9 ії трубчастого елемента 7, то в колі: вторинні обмотки 3, вивідні кінці 4, 5, шини 8, 9, трубчастий елемент 7 проходить струм і, який нагріває трубчастий елемент 7 і агент, який розміщений всередині бо трубчастого елемента 7. Кількість вторинних обмоток 3, число витків і величина перерізу намоткового дроту залежить від необхідної напруги і потужності нагрівання трубчастого елементу 7 перемички 6.When the primary winding 2 is connected to the electrical network with a voltage of SHO: the secondary winding Z has a voltage of I", and since the output ends 4 and 5 are connected to the busbars 8 and 9 of the tubular element 7, then in the circuit: secondary windings 3, output ends 4, 5, tires 8, 9, the tubular element 7 passes a current and which heats the tubular element 7 and the agent that is placed inside the tubular element 7. The number of secondary windings 3, the number of turns and the cross-section of the winding wire depends on the required voltage and power heating of the tubular element 7 of the jumper 6.

Таким чином, використання електронагрівача в вищезазначеному вигляді дає можливість значно спростити і зменшити габаритні розміри апарату за рахунок рознесення електричної та теплової частини апарату, це дозволяє підвищити енергетичні показники. Виконання шин зі змінною по їх довжині величиною перерізу дозволяє значно зменшити їх нагрів в зоні приєднання вивідних кінців вторинних обмоток, так як в цих зонах теплові перемички трубчастого елемента дозволяє нагрівати рідкі агенти, газоподібні агенти при їх продуві через внутрішню частину елемента, а також речовини у твердому стані. Максимальна температура нагріву залежить від потужності електричної мережі і матеріалів трубчастого елементу.Thus, the use of an electric heater in the above-mentioned form makes it possible to significantly simplify and reduce the overall dimensions of the device due to the separation of the electrical and thermal parts of the device, this allows to increase the energy performance. Making tires with a variable cross-section along their length makes it possible to significantly reduce their heating in the area where the output ends of the secondary windings are connected, since in these areas the thermal jumpers of the tubular element make it possible to heat liquid agents, gaseous agents when they are blown through the inner part of the element, as well as substances in solid state The maximum heating temperature depends on the power of the electrical network and the materials of the tubular element.

Авторами виготовлено дослідний зразок нагрівача для нагріву і обробки спеціальних рідин, а також піролізу твердих речовин (буре вугілля, торф та інше) для отримання синтез-газу було досягнуто температури до 1200 "С при потужності 1,5 кВт.The authors made a prototype heater for heating and processing special liquids, as well as pyrolysis of solid substances (lignite, peat, etc.) to obtain synthesis gas, a temperature of up to 1200 "C was reached at a power of 1.5 kW.

Джерела інформації: 1. Патент України на винахід Ме101746, МПК НОБВ 6/10, Бюл. Мо 17, 2012 р.Sources of information: 1. Patent of Ukraine for the invention Me101746, IPC NOBV 6/10, Byul. May 17, 2012

Claims

FORMULA OF A USEFUL MODEL An electric heater containing a magnetic wire made of electrical steel, a primary winding connected to the electrical network, a number of secondary windings wound, like the primary, on the core of the magnetic wire, having the same number of turns, a jumper connecting the ends of secondary windings, which differs in that the jumper is made in the form of a tubular element, at the ends of which there are busbars, each of which has a variable cross-section along its length, while the smaller cross-section of the busbar, equal to or greater than the cross-section of the tubular element, is connected to last, and the output ends of the secondary windings are connected to the larger section.

not. Ku - s Uh y N y ich i i I z g V sche Er MVV SCHE : Z no i Z I Tonya y pdekinnunnniu g Shi Kor pn NN Ave nn MK U she