Электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа аква-ет (варианты)

 

Изобретение относится к электротехнологическому оборудованию и предназначено для электрического нагрева жидкостей. Техническим результатом является упрощение конструкции и обеспечение возможности регулирования потребляемой мощности, а также повышение электробезопасности устройства. В электрическом нагревателе жидкости трансформаторного типа, содержащем магнитопровод, первичную обмотку, подсоединенную к источнику энергии, охватывающую ее вторичную обмотку из электропроводящего материала, имеющую каналы для жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, вторичная обмотка на каждом стержне магнитопровода выполнена из электропроводящей трубки в виде двух полуобмоток, одна из которых выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой, при этом соединительные электропроводящие трубки, а также патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости связаны между собой токопроводящими перемычками. Согласно второму варианту магнитопровод выполнен трехстержневым. В частном случае выполнения нагревателя электропроводящие трубки выполнены в виде петель U-образной формы. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнологическому оборудованию и предназначено для электрического нагрева жидкостей. Наиболее высокими энергетическими характеристиками обладают индукционные нагреватели жидкостей трансформаторного типа.

Известен индукционный нагреватель жидкости (пат. РФ № 2074529, Индукционный нагреватель жидкости, авт. Елшин А.И. и др., БИ № 6, 1997), содержащий корпус, размещенный в нем трансформатор с многостержневым ферромагнитным сердечником с расположенной на стержнях многофазной первичной обмоткой, подключаемой к сети переменного тока, и вторичной обмоткой, являющейся теплообменником, при этом теплообменник выполнен в виде пустотелой камеры с нижним входным и верхним выходным патрубками для прохождения нагреваемой жидкости, в которой имеются сквозные вертикальные каналы с электропроводящими стенками, в каждом из которых установлен стержень сердечника трансформатора. Нагреватель снабжен замкнутыми контурами из электропроводящего материала, установленными вокруг каждого сквозного канала, и корпус заполнен жидким диэлектриком. Основным недостатком данного устройства является сложность изготовления.

Известен также индукционный нагреватель жидкости трансформаторного типа (пат. ФРГ № OS 3811546, опубл. 27.10.1988), в котором вторичная обмотка выполнена из электропроводящей трубки и предусмотрена возможность регулирования мощности с использованием дросселя подмагничивания, включенного в схему питания первичной обмотки нагревателя. К недостаткам данного устройства можно также отнести сложность конструкции, большую металлоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа (пат. США № 4791262, опубл. 07.07.1987), содержащий магнитопровод, стержень которого охвачен первичной обмоткой, подсоединенной к источнику энергии, и вторичной обмоткой, охватывающей первичную обмотку, представляющую собой один массивный виток из электропроводящего материала, в котором имеется многовитковый канал для протекания нагреваемой жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости. Указанные патрубки расположены в местах, имеющих одинаковый электрический потенциал. При этом первичная обмотка частично выполнена также из электропроводящей трубки, которая снабжена входным устройством для ввода нагреваемой жидкости и может быть снабжена устройством для принудительного прокачивания жидкости в ней. Предусмотрено выполнение вторичной обмотки из электропроводящего материала, обладающего в одном случае малым поверхностным эффектом, в другом случае - большим поверхностным эффектом, в третьем случае - из ферромагнитного материала. Упомянутое устройство выполнено в двух вариантах: с однофазным магнитопроводом и с трехфазным магнитопроводом.

К недостаткам упомянутого устройства относится сложность конструкции и недостаточно высокая электробезопасность, надежность которой зависит от изоляционных вставок в местах подсоединения той части первичной обмотки, которая выполнена из трубки. Кроме того, отсутствует регулирование мощности по стороне вторичной обмотки устройства.

Технической задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции и обеспечение возможности регулирования потребляемой мощности, а также повышение электробезопасности устройства.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном электрическом нагревателе жидкости трансформаторного типа, содержащем магнитопровод, первичную обмотку, подсоединенную к источнику энергии, охватывающую ее вторичную обмотку из электропроводящего материала, имеющую каналы для жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, вторичная обмотка на каждом стержне магнитопровода выполнена из электропроводящей трубки в виде двух полуобмоток, одна из которых выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой, соединенных между собой электропроводящей трубкой, при этом соединительные электропроводящие трубки, а также патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости связаны между собой токопроводящими перемычками.

По второму варианту в известном электрическом нагревателе жидкости трансформаторного типа, содержащем магнитопровод, первичную обмотку, охватывающую каждый стержень и подсоединенную к источнику энергии, вторичную обмотку из электропроводящего материала, охватывающую первичную обмотку и имеющую каналы для жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, магнитопровод выполнен трехстержневым, каждая вторичная обмотка выполнена из двух полуобмоток, одна из которых выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой, соединенных между собой электропроводящей трубкой, при этом указанные электропроводящие трубки, а также патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости связаны между собой токопроводящими перемычками.

Кроме этого, электропроводящие трубки, соединяющие полуобмотки, могут быть выполнены в виде петли U-образной формы, токопроводящие перемычки на каждой из них установлены с возможностью перемещения вдоль петли, а токопроводящие перемычки, соединяющие патрубки подвода холодной жидкости и патрубки отвода горячей жидкости, снабжены каждая заземляющим проводом.

На фиг.1 схематично представлен общий вид однофазного электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа (в разрезе).

На фиг.2 представлен вариант выполнения соединительных электропроводящих трубок и токопроводящих перемычек.

На фиг.3 представлена электрическая схема соединения вторичных обмоток для варианта однофазного электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа.

На фиг.4 схематично представлен общий вид трехфазного электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа (в разрезе).

На фиг.5 представлен вариант выполнения соединительных электропроводящих трубок и токопроводящих перемычек для трехфазного исполнения электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа.

На фиг.6 - электрическая схема соединений вторичных обмоток трехфазного электрического нагревателя трансформаторного типа.

Предлагаемое устройство содержит магнитопровод 1 (фиг.1), имеющий два стержня, и соответственно две группы обмоток, охватывающих каждый стержень: первичную обмотку 2, подсоединенную к источнику энергии 3, вторичную обмотку 4, патрубки для подвода холодной 5 и отвода горячей 6 жидкости. Обмотка 4 изготовлена из электропроводящей трубки и выполнена в виде двух полуобмоток 7 и 8, соединенных между собой электропроводящей трубкой 9, и охватывает первичную обмотку 2. Одна из полуобмоток 7 выполнена с правой намоткой, а другая 8 - с левой намоткой. Электропроводящие трубки 9 соединены между собой токопроводящей перемычкой 10. При этом электропроводящие соединительные трубки 9 могут быть выполнены в виде петель (фиг.2) U-образной формы, ветви которой соединены упомянутой токопроводящей перемычкой 10, установленной с возможностью перемещения вдоль ветвей. Патрубки для подвода холодной жидкости 5 и патрубки для отвода горячей жидкости 6 соединены между собой токопроводящими перемычками 11, каждая из этих перемычек снабжена заземляющим проводом 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на первичную обмотку 2 (фиг.1) от источника энергии 3 во вторичной обмотке 4 наводится электродвижущая сила, и в двух группах полуобмоток 7 и 8, включенных по схеме “звезда” (фиг.3) благодаря токопроводящей перемычке 10, протекают токи и выделяется теплота. Магнитные потоки, создаваемые полуобмотками 7 и 8, расположенными на одном стержне, направлены согласно, так как токи в полуобмотках, выполненных одна с левой, другая с правой намоткой, направлены в разные стороны. Нагреваемая жидкость подается через входные патрубки 5, прокачивается по полуобмоткам 7 и 8 и соединяющим их электропроводящим трубкам 9 и уходит через отводные патрубки 6.

Представленный на фиг.4 вариант трехфазного электрического нагревателя жидкости содержит магнитопровод 1, выполненный трехстержневым, и соответственно три группы обмоток, охватывающих каждый стержень. Соединительные электропроводящие трубки 9 связаны между собою (фиг.5, 6) токопроводящей перемычкой 10, а патрубки для подвода холодной жидкости 5 и патрубки для отвода горячей жидкости 6 связаны между собой токопроводящими перемычками 11.

Таким образом, благодаря выполнению вторичной обмотки из трубки упрощаются технологические операции при изготовлении электронагревателя. Электробезопасность обеспечена благодаря заземлению перемычек, соединяющих патрубки подвода и отвода жидкости. А возможность регулирования мощности при наладке электрического нагревателя обеспечивается наличием токопроводящей перемычки 10, установленной с возможностью перемещения вдоль электропроводящей трубки 9, соединяющей полуобмотки вторичной обмотки, при котором регулируется сопротивление вторичной обмотки.

Формула изобретения

1. Электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа, содержащий магнитопровод, первичную обмотку, подсоединенную к источнику энергии и расположенную на двух стержнях магнитопровода, охватывающую ее вторичную обмотку из электропроводящего материала, имеющую каналы для жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, отличающийся тем, что вторичная обмотка выполнена из электропроводящей трубки в виде двух полуобмоток, одна из которых выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой, соединенных между собой электропроводящей трубкой, при этом соединительные электропроводящие трубки, а также патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости связаны между собой токопроводящими перемычками.

2. Электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа по п.1, отличающийся тем, что электропроводящие трубки, соединяющие полуобмотки, выполнены в виде петель U-образной формы, токопроводящие перемычки на каждой из них установлены с возможностью перемещения вдоль петли, а токопроводящие перемычки, соединяющие патрубки подвода холодной жидкости и патрубки отвода горячей жидкости, снабжены каждая заземляющим проводом.

3. Электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа, содержащий магнитопровод, первичную обмотку, охватывающую каждый стержень и подсоединенную к источнику энергии вторичную обмотку из электропроводящего материала, охватывающую первичную обмотку и имеющую каналы для жидкости, патрубки для подвода холодной и отвода горячей жидкости, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен трехстержневым, вторичная обмотка выполнена из электропроводящей трубки в виде двух полуобмоток, одна из которых выполнена с правой намоткой, а другая - с левой намоткой, соединенных между собой электропроводящей трубкой, при этом соединительные электропроводящие трубки, а также патрубки для подвода холодной жидкости и патрубки для отвода горячей жидкости связаны между собой токопроводящими перемычками.

4. Электрический нагреватель жидкости трансформаторного типа по п.2, отличающийся тем, что электропроводящие трубки, соединяющие полуобмотки, выполнены в виде петель U-образной формы, токопроводящие перемычки на каждой из них установлены с возможностью перемещения вдоль петли, а токопроводящие перемычки, соединяющие патрубки подвода холодной жидкости и патрубки отвода горячей жидкости, снабжены каждая заземляющим проводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6