ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА Российский патент 2010 года по МПК H05B6/10 

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

Уровень изобретения известен из устройства, содержащего встроенный трансформатор с шихтованным сердечником, первичную обмотку, подключенную к сети, и вторичную, короткозамкнутую, которая имеет произвольную форму и выполнена из ферромагнитного листового материала с электропроводящим покрытием (патент №2007895, H05B 6/10, опубл. 15.02.94).

Недостатком данного прибора является сложность изготовления вторичной обмотки, особенно ее электропроводящего покрытия, что ведет к удорожанию устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электроводонагреватель трансформаторного типа, который имеет плоский шихтованный магнитопровод с расположенной на стержнях магнитопровода трехфазной первичной обмоткой и короткозамкнутую вторичную обмотку, выполненную в виде пустотелой камеры. Для создания короткозамкнутых витков камера снабжена двумя электропроводящими перемычками, привариваемыми к стенкам камеры и служащими для замыкания фазных токов вторичной обмотки. Эти перемычки проходят через окна магнитопровода. Перемычки водой не омываются, поэтому выполнены из более толстого листа, чем вторичная обмотка. Камера снабжена дном и крышкой, которые совместно создают герметичную корпусную оболочку, закрывающую индуктор от попадания воды. Дно и крышка имеют сварное соединение с корпусом камеры (пат. №2218675, H05B 6/10, опубл. 10.12.03).

Недостатком данного устройства является малая площадь поверхности теплоотдачи, а также наличие не омываемых водой перемычек, что влечет за собой местный перегрев и нарушение изоляции первичной обмотки.

Заявляемое изобретение направлено на повышение эффективности нагрева, что заключается в увеличении поверхности теплоотдачи и улучшении эксплуатационных показателей.

Предложен электроводонагреватель, представляющий собой трехфазный трансформатор с плоским шихтованным магнитопроводом, на стержнях которого размещена первичная обмотка, подключенная к сети переменного тока, а вторичная обмотка выполнена в виде короткозамкнутой пустотелой камеры. Особенностью конструкции является то, что камера, внутри которой размещен магнитопровод с первичной обмоткой, снабжена двумя полыми омываемыми водой электропроводящими перемычками, проходящими через окна магнитопровода и приваренными к стенкам камеры. Конструкция вторичной обмотки совместно с короткозамыкающими перемычками, дном и крышкой создают герметичную оболочку, которая заполняется пропиточным компаундом. Вода нагревается как в режиме протока, так и аккумуляционном режиме за счет мощности, выделяемой во вторичной обмотке при протекании по ней тока, а также за счет выделяемой мощности в первичной обмотке, в магнитопроводе и короткозамкнутых перемычках, выполненных полыми, что увеличивает площадь теплоотдачи нагревательного элемента при минимальном расходе активных материалов и минимальных габаритах.

Требуемый технический результат достигается за счет увеличения площади теплоотдачи нагревательного элемента при минимальном расходе активных материалов и минимальных габаритах.

Это достигается выполнением вторичной обмотки в виде короткозамкнутой пустотелой камеры, внутри которой расположен индуктор (магнитопровод с первичной обмоткой). Заявляемая конструкция вторичной обмотки увеличивает площадь теплоотдачи нагревательного элемента, повышает эффективность нагрева, улучшает эксплуатационные показатели.

На чертеже показана конструкция электроводонагревателя трансформаторного типа с плоским шихтованным магнитопроводом, стержни 1 которого расположены в одной плоскости относительно друг друга и соединены между собой ярмом 2. На стержнях 1 размещена трехфазная первичная обмотка 3. Вторичная короткозамкнутая обмотка выполнена в виде пустотелой камеры 4. Полые короткозамкнутые перемычки 5, расположенные между стержнями магнитопровода, привариваются к корпусу камеры 4. Вторичная обмотка вместе с крышкой 6 и дном 7 создают герметичную корпусную оболочку, внутри которой размещен индуктор (магнитопровод с первичной обмоткой). Внутренняя полость камеры, где расположен индуктор, заполняется пропиточным компаундом.

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 электродвижущую силу, под действием которой в короткозамкнутой камере протекает трехфазный переменный ток. При протекании тока во вторичной обмотке выделяется тепло, передаваемое нагреваемой жидкости.

Вследствие того что площадь теплоотдачи значительно увеличена за счет заявляемой конструкции вторичной обмотки, увеличивается теплоотдающая поверхность электроводонагревателя, а следовательно, уменьшается удельная поверхностная мощность, что приводит к ухудшению условий образования накипи при нагреве жидкости, а значит, обеспечивает и более длительный срок службы электроводонагревателя без обслуживания. Кроме того, благодаря тому что перемычки охлаждаются, это позволяет избежать местного перегрева первичной обмотки и обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия устройства.

Электроводонагреватель трансформаторного типа предназначен для нагрева воды быстродействующим способом. Устройство содержит трехфазный стержневой трансформатор с плоским шихтованным магнитопроводом, на стержнях которого размещена первичная обмотка, подключенная к сети переменного тока, а вторичная обмотка выполнена в виде короткозамкнутой пустотелой камеры. Особенностью конструкции является то, что короткозамкнутая камера, внутри которой размещен магнитопровод с первичной обмоткой, снабжена двумя полыми омываемыми водой электропроводящими перемычками, проходящими через окна магнитопровода и приваренными к стенкам камеры. Вследствие того что площадь теплоотдачи значительно увеличена за счет конструкции вторичной обмотки, увеличивается теплоотдающая поверхность электроводонагревателя, а следовательно, уменьшается удельная поверхностная мощность, что приводит к ухудшению условий образования накипи при нагреве жидкости, а значит, обеспечивает и более длительный срок службы электроводонагревателя без обслуживания. Кроме того, благодаря тому что перемычки охлаждаются, это позволяет избежать местного перегрева первичной обмотки и обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия устройства. 1 ил.

Электроводонагреватель трансформаторного типа, содержащий плоский шихтованный магнитопровод с трехфазной первичной обмоткой, подключенной к сети переменного тока, и вторичную обмотку в виде герметичной камеры, внутри которой к стенкам приварены электропроводящие перемычки, проходящие через окна магнитопровода, отличающийся тем, что электропроводящие перемычки выполнены полыми и омываются водой.