Электронагревательное устройство

 

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и жидкостей. Устройство содержит вторичную обмотку, выполненную из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода с индукционной первичной обмоткой. Изобретение позволяет улучшить тепловой режим работы и повысить коэффициент мощности электронагревателя. 1 ил.

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и жидкостей и может быть использовано для бытовых и промышленных целей.

Известно электронагревательное устройство, содержащее магнитопровод, на одном стержне которого расположена первичная обмотка, а на другом - вторичная, выполненная в виде короткозамкнутого тороидального, металлического полого витка, по которому протекает нагреваемая жидкость или газ [1].

Известно также электронагревательное устройство, содержащее магнитосвязанную систему труб, снабженную обмотками аналогично трехфазному трансформатору, питаемыми от источника переменного тока [2].

Существенными недостатками указанных конструкций электронагревательных устройств являются относительно низкий коэффициент мощности, обусловленный значительной величиной индуктивного сопротивления рассеяния тепловыделяющего элемента конструкции, ограниченная площадь теплоотдающей поверхности. Попытки устранить эти недостатки приводят к ухудшению массогабаритных показателей электронагревательных устройств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электронагревательное устройство, содержащее кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцеобразной короткозамкнутой камеры, внешняя поверхность которой отдает тепло в нагреваемую среду [3].

Такая конструкция электронагревательной установки позволяет повысить коэффициент мощности, так как магнитные потоки рассеяния от токов вторичной обмотки и обусловленные ими индуктивные сопротивления отсутствуют.

Однако размещение магнитопровода с первичной обмоткой внутри вторичной обмотки приводит к ухудшению теплового режима работы первичной обмотки. Кроме того, выполнение теплоотдающей поверхности с достаточно большой площадью приводит к увеличению размеров магнитопровода и длины провода первичной обмотки, что снижает коэффициент мощности и коэффициент полезного действия электронагревательной установки.

Задача изобретения - повышение эффективности работы электронагревательной установки.

Поставленная задача достигается тем, что в электронагревательной установке, содержащей кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, вторичная обмотка выполнена из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода.

В результате решения поставленной задачи получен технический результат, заключающийся в улучшении теплового режима работы при высоком значении коэффициента мощности без значительного увеличения габаритных размеров. При этом эффективность работы электронагревательного устройства становится выше по сравнению с прототипом.

Выполнение вторичной обмотки из металлической ленты гребнеобразной формы позволяет получить большую площадь теплоотдающей поверхности, а следовательно, улучшить тепловой режим без значительного увеличения габаритных размеров установки. Данное техническое решение позволяет получить высокое значение коэффициента мощности установки, так как на соседних участках гребней ленты, из которой выполнена вторичная обмотка, токи направлены встречно. Вследствие этого сумма магнитных потоков рассеяния, создаваемых этими токами, близка к нулю, что, в свою очередь, позволяет получить значение индуктивного сопротивления рассеяния вторичной обмотки близкое к нулю, а следовательно, высокое значение коэффициента мощности устройства.

Существенными признаками, характеризующими заявляемое изобретение являются: ограничительные - кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичная короткозамкнутая обмотка; отличительные - вторичная обмотка выполнена из проводящей ленты гребнеобразной формы.

На чертеже изображено электронагревательное устройство, общий вид.

Электронагревательное устройство содержит кольцевой магнитопровод 1, охваченный индукционной первичной обмоткой 2 и вторичной короткозамкнутой обмоткой 3, выполненной из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем 4, проходящим через осевое отверстие магнитопровода 1.

Электронагревательное устройство работает следующим образом.

Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 2, создает переменный магнитный поток в кольцевом магнитопроводе 1. Под действием электродвижущей силы, наведенной переменным магнитным потоком, по вторичной короткозамкнутой обмотке 3 протекает электрический ток, нагревающий вторичную обмотку. Передача тепла от вторичной обмотки происходит на большой теплоотдающей поверхности токопроводящей ленты гребнеобразной формы. При этом токи, протекающие на соседних участках гребней, направлены встречно, что обеспечивает получение величины регулирующего магнитного потока рассеяния и индуктивного сопротивления рассеяния вторичной обмотки, близкой к нулю. В результате тепловой режим работы электронагревательной установки улучшается, благодаря увеличению площади теплоотдающей поверхности без значительного увеличения габаритных размеров при высоком значении коэффициента мощности.

В настоящее время намечен серийный выпуск электронагревательных устройств данного типа.

Формула изобретения

Электронагревательное устройство, содержащее кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, и вторичную короткозамкнутую обмотку, отличающееся тем, что вторичная обмотка выполнена из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1