Индукционное нагревательное устройство

 

Использование: предназначено для индукционного нагрева ферромагнитной стали, а также для бытовых электронагревательных приборов. Сущность изобретения: индуктор содержит обмотку в виде спирали, витки которой выполнены плоскими с образованием плоской поверхности спирали, которая примыкает к нагреваемым пластинам. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам индукционного нагрева ферромагнитной стали и может быть использовано в бытовых электронагревательных приборах: чайниках, кофеварках, утюгах, калориферах и т.д.

Известно индукционное нагревательное устройство, предназначенное для нагрева пластины, используемое в утюге [1] Устройство состоит из магнитопровода выполненного в виде магнитных сердечников соединенных с нагреваемой пластиной. На сердечниках размещены индукционные катушки, подключенные к сети переменного тока.

Недостатком такого устройства является то, что наиболее сильно в этом устройстве нагревается именно сердечник и соответственно надетая на него катушка, а нагрев пластины в значительной степени осуществляется за счет теплоотдачи, что приводит к неравномерному нагреву поверхности пластины, тем более, что она имеет разную толщину. Кроме того в устройстве использовано значительное количество дорогостоящей меди.

Известно устройство индукционно-омического нагрева сварных швов труб [2] Устройство представляет собой индуктор в виде пластины из конструкционной стали длиной 2 м с боковыми пропилами. Указанное устройство огибает как бандаж вокруг нагреваемой трубы (магнитопровода) с зазором от нее на 3-10 мм и концы подключаются к сети переменного тока.

Однако это устройство также имеет ряд существенных недостатков, которые ограничивают область его применения.

Во-первых, это низкая эффективность нагрева изделия. Для того чтобы нагреть трубу до температуры 300^оС, нагреватель приходится нагревать до температуры 500^оС. Такой перепад температур свидетельствует о том, что нагрев трубы происходит в основном за счет омического нагрева самого нагревателя, а не индукционным методом.

Во-вторых, невозможно изготовление малогабаритных устройств аналогичной конструкции, так как в этом случае получится просто омическое сопротивление и потребуется дополнительный источник питания.

Цель изобретения повышение эффективности нагрева, снижение расхода материалов и уменьшение габаритов нагревательного устройства.

Цель достигается тем, что в индукционном нагревательном устройстве содержащем индуктор и магнитопровод, индуктор выполнен в виде спирали, причем витки спирали выполнены плоскими из ферромагнитного материала и плоские поверхности спирали примыкают к нагреваемым пластинам.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из индуктора 1, который выполнен в виде плоской спирали, нагреваемой пластины 2 и крышки 3, которые выполняют функцию магнитопровода.

Индуктор электрически изолирован от корпуса и крышки и по нему пропускается переменный электрический ток. Возникающий в магнитопроводе магнитный поток замыкается через пластину и крышку, в результате чего происходит нагрев пластины и крышки. Следует отметить, что в предлагаемой конструкции индуктор также выполняет функцию магнитопровода. Это позволяет существенно снизить расход материала и практически исключить расход меди. Кроме того, в данной конструкции формируется более равномерный магнитный поток, снижаются потоки рассеяния, что повышает эффективность нагрева.

О том, что предлагаемое устройство работает именно как индукционный нагреватель, а не простое омическое сопротивление, говорит тот факт, что в предлагаемом устройстве полное сопротивление переменному току больше омического в несколько раз.

Предлагаемое устройство было изготовлено и испытано, как нагреватель для кофеварок. Рассматривается вопрос о их массовом производстве.

Формула изобретения

ИНДУКЦИОННОЕ НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее индуктор в виде спирали, концы которой предназначены для подключения к источнику переменного тока, и охватывающие его со всех сторон нагреваемые пластины, отличающееся тем, что витки спирали выполнены плоскими из ферромагнитного материала и плоские поверхности спирали примыкают к нагреваемым пластинам.

РИСУНКИ

Рисунок 1