ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА Российский патент 1998 года по МПК H05B6/10 F24H1/10 

Изобретение относится к электроводонагревателям и предназначено для горячего водоснабжения жилых домов, небольших промышленных и сельскохозяйственных объектов.

Уровень изобретения известен из индукционного нагревателя текучей среды, содержащего кольцевой магнитопровод, охваченный первичной обмоткой, размещенной внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцеобразной короткозамкнутой камеры [1]
Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено для подключения только к однофазной сети переменного тока. При использовании в качестве источника энергии трехфазной сети переменного тока необходимы три таких нагревателя, что приводит к повышенному расходу активных и конструкционных материалов.

Известен также электронагреватель трансформаторного типа для нагрева текучей среды, представляющий собой трансформатор с многовитковой первичной обмоткой и вторичной обмоткой в виде витка, выполненного как корпус для подачи воды. Корпус охватывает первичную обмотку либо расположен внутри нее и связан с ней через теплопроводный и неэлектропроводный материал. Для подачи текучей среды в корпус выполнены каналы. Текучая среда нагревается от вторичного витка и одновременно служит охлаждающей средой для корпуса [2]
Недостатком данного устройства является то, что корпус, предназначенный для нагрева текучей среды, отдает тепло не только в нагреваемую жидкость, но и рассеивает его в окружающую среду, что приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электроводонагреватель, представляющий собой трансформатор, по вторичной обмотке которого, выполненного в виде трубки из нержавеющей стали, циркулирует нагреваемая жидкость. Вторичная обмотка выполнена короткозамкнутой и расположена на одном сердечнике с первичной обмоткой, питаемой от сети [3,4]
В этом электронагревателе вторичная обмотка, выполненная в виде трубки, отдает тепло в нагреваемую жидкость только от внутренней поверхности трубки, в то время как тепло от ее внешней поверхности отдается в окружающую среду, что приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства. Кроме того, электронагревательные устройства с трубчатыми обмотками такого типа имеют низкий коэффициент мощности, обусловленный значительными индуктивностями рассеяния вторичной обмотки.

Сущность изобретения заключается в следующем. Изобретение направлено на повышение энергетических показателей и улучшение массогабаритных показателей электронагревательного устройства. Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи,заключается в достижении максимальных значений коэффициента полезного действия и коэффициента мощности при минимальном расходе активных и конструкционных материалов.

Электронагреватель трансформаторного типа имеет пространственных магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную из прямых трубок, размещенных между стержнями магнитопровода с первичной обмоткой и соединенных на концах дисками, причем вторичная обмотка совместно с корпусной оболочкой создает герметичную камеру.

На чертеже показан электроводонагреватель трансформаторного типа с пространственным магнитопроводом, стержни 1 которого расположены в одной плоскости под углом 120^o относительно друг друга и охвачены кольцеобразным ярмом 2. На стержнях 1 размещена трехфазная первичная обмотка 3. Вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде трубок 4, предназначенных для прохождения нагреваемой жидкости, которые накоротко замкнуты на концах дисками 5. Трубки 4 размещены между стержнями 1 магнитопровода параллельно оси магнитной системы. Вторичная обмотка вместе с корпусной оболочкой 6 создает герметичную камеру, внутри которой размещен магнитопровод с первичной обмоткой.

Устройство работает следующим образом. При подключении первичной обмотки к трехфазной сети по ней протекает переменный ток, создающий изменяющийся во времени магнитный поток магнитной системы устройства. Этот магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке электродвижущуюся силу, под действием которой по вторичной обмотке протекает трехфазный переменный ток. При протекании этого тока во вторичной обмотке выделяется тепло, передаваемое нагреваемой жидкости.

Вследствие того, что конструкция электроводонагревателя герметична, он может быть целиком помещен в нагреваемую жидкость. Поэтому вся тепловая мощность, выделяемая в нем, полностью передается в нагреваемую жидкость, что обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия устройства.

Сущность изобретения:электроводонагреватель представляет собой трехфазный трансформатор с пространственным магнитопроводом, первичная обмотка которого подключена к сети, а вторичная состоит из трубок, размещенных между стержнями магнитопровода и короткозамкнутых на концах дисками. Вторичная обмотка вместе с корпусной оболочкой образуют герметичную камеру,внутри которой размещен магнитопровод с обмоткой. Вода нагревается в режиме протока за счет мощности, выделяемой во вторичной обмотке при протекании по ней тока. Устройство обладает повышенными энергетическими и массогабаритными показателями. 1 ил.

Электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий пространственный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную из прямых трубок, размещенных между стержнями магнитопровода с первичной обмоткой и соединенных на концах, отличающийся тем, что стержни магнитопровода расположены в одной плоскости под углом 120^o относительно друг друга и охвачены корпусной оболочкой, создающей совместно с вторичной обмоткой герметичную камеру, а соединение на концах выполнено дисками.