Электронагревательное устройство Российский патент 2021 года по МПК H05B6/10 

Описание патента на изобретение RU2758500C1

Предлагаемое изобретение относится к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для эффективного нагрева жидкости или газа.

Известно электронагревательное устройство (см. патент США №3440384, кл. Н05В 5/08), содержащее трансформатор на замкнутом магнитопроводе, размещенный внутри кольцеобразной камеры, являющейся короткозамкнутым витком трансформатора.

За прототип электронагревательного устройства принято устройство преобразования электрической энергии в тепловую по патенту РФ №2121246, кл. Н05В 6/10, 1998 г, использующее в качестве нагревательного элемента вторичную обмотку трансформатора, выполненную в виде замкнутого витка, через который обеспечивают конвекцию теплоносителя.

Недостаток известных устройств преобразования электрической энергии в тепловую состоит в низкой эффективности работы из-за недостаточно высоких напряжения и тока в одновитковом нагревателе из короткозамкнутого витка и, как следствие, в невысокой температуре его поверхности и снимаемой с неё тепловой мощности.

Задача предлагаемого изобретения - повысить эффективность работы устройств, использующих в качестве нагревателей вторичную обмотку трансформатора в виде короткозамкнутого витка.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве преобразования электрической энергии в тепловую, включающем съём тепла с поверхности короткозамкнутого витка трансформатора в виде замкнутой трубы, замкнутая труба разделена на n-ое число участков, концы и начала последовательно расположенных участков трубы гальванически соединены между собой радиально расположенными проводниками, каждый участок трубы снабжен трансформатором на замкнутом магнитопроводе, через окно которого пропущена труба участка, а первичные обмотки трансформаторов включены согласно.

В результате решения поставленной задачи получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы нагревателя, так как температура стенки трубы увеличивается не менее, чем в два раза без увеличения тепловых или электрических потерь. В предложенном устройстве к нагреву от суммарной ЭДС на концах трубы от всех участков (как в прототипе) добавляется нагрев от ЭДС, наведенной на каждом участке трубы от своего трансформатора и соседних трансформаторов, при этом токи в радиально расположенных проводниках равны нулю, так как по ним протекают равные токи соседних участков в противоположных направлениях, никаких дополнительных потерь энергии нет от присутствия предложенных отличительных признаков.

На прилагаемом чертеже (фиг.1) показан пример выполнения предлагаемого изобретения.

Представленное на чертеже электронагревательное устройство содержит четыре трансформатора на замкнутых магнитопроводах 1, через внутренние окна которых проходят участки 2, 3, 4, 5 короткозамкнутого витка, на которых наводятся ЭДС, а первичные обмотки 6 всех трансформаторов включены согласно или синхронно.

В прототипе магнитопровод состоял из четырех сложенных вместе магнитопроводов, первичная обмотка, подключаемая на 220 В, имела
W витков. Согласно предложению автора на каждом из магнитопроводов намотано по W витков и при согласном включении обмоток при напряжении питания 220 В на каждую обмотку теперь приходится по 55 В.

Перемычки 7 соединяют концы и начала последовательно расположенных 2, 3, 4, 5 участков короткозамкнутого витка. На чертеже знаками «+» и « ̶ » условно показаны знаки ЭДС в какой-то момент времени на частях короткозамкнутого витка, которые проходят через внутренние окна магнитопроводов и состоят из участков 2, 3, 4, 5, на которых наводятся (назовем условно их малыми) ЭДС от каждого магнитного потока, замыкающихся по магнитопроводам 1.

На чертеже на участках А-В, В-С, С-Д, Д-Е наводятся ЭДС от каждого трансформатора, а на участке А-Е формируется суммарная ЭДС от всех трансформаторов. ЭДС на участке А-Е была бы и в случае отсутствия перемычек 7 при условии, что все первичные обмотки 6 включены согласно, при этом ЭДС на участках А-В, В-С, С-Д, Д-Е также бы присутствовали, но дополнительных токов они бы не создали - нет перемычек 7. На чертеже прерывистыми линиями показаны короткозамкнутые токи от малых ЭДС, а сплошными линиями со стрелками короткозамкнутый ток от суммарной ЭДС.

Работает устройство следующим образом.

При согласном подсоединении обмоток 6 к источнику питания через обмотки 6 начинают протекать первичные токи, которые создают в магнитопроводах 1 магнитные потоки, формирующие на участках А-В, В-С, С-Д, Д-Е малые ЭДС, под действием которых в контурах, обозначенных прерывистыми линиями, возникают короткозамкнутые токи. Видим, что в перемычках 7 эти токи от соседних участков имеют встречное направление и суммарный ток равен нулю. Во внутреннем и наружном же цилиндрах и в торцевых перемычках камеры эти токи имеют одинаковое направление с короткозамкнутым током от суммарной ЭДС, что увеличивает их нагрев более, чем в два раза. Если на участках А-В, В-С, С-Д, Д-Е наводимые малые ЭДС обозначим через «e», то на участке А-С, ЭДС будет равна «2е», на участке А-Д «3е», на участке А-Е «4е» и все они в своих контурах создают свои короткозамкнутые токи, вот откуда получается увеличение нагрева более, чем в два раза.

В зависимости от требующейся от электронагревательного устройства мощности количество трансформаторов может быть любым, а обмотки 6 могут быть рассчитаны на любое напряжение и включены последовательно или параллельно, но обязательно согласно.

Предлагаемое электронагревательное устройство предпочтительно использовать для нагрева жидкости в потоке.

Похожие патенты RU2758500C1

название год авторы номер документа
Электронагревательное устройство трансформаторного типа 2020
  • Вадова Лариса Юрьевна
  • Юрченко Анатолий Иванович
RU2736571C1
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР 2024
  • Белецкий Борис Григорьевич
RU2823515C1
ИНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ 1992
  • Елшин А.И.
  • Казанский В.М.
RU2053455C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР 2020
  • Асланов Георгий Севастиевич
RU2752986C1
ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР 1992
  • Елшин А.И.
  • Казанский В.М.
RU2007895C1
ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА 2001
  • Кузьмин В.М.
  • Вакулюк А.А.
  • Размыслов В.А.
RU2226046C2
ЭЛЕКТРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА 2001
  • Кузьмин В.М.
  • Вакулюк А.А.
  • Размыслов В.А.
RU2226045C2
ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА 2009
  • Иванов Сергей Николаевич
  • Архангельская Валерия Сергеевна
RU2407248C1
Электротрансформатор для работы в резонансном режиме, а также в составе статора электрогенератора 2021
  • Панков Михаил Михайлович
  • Губайдуллин Руслан Альфритович
RU2770049C1
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВУЮ И СОЗДАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА 1997
  • Кукушин В.П.
RU2121246C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 758 500 C1

Реферат патента 2021 года Электронагревательное устройство

Предлагаемое изобретение относится к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для эффективного нагрева жидкости или газа. В устройстве, включающем съём тепла с поверхности короткозамкнутого витка трансформатора в виде замкнутой трубы, замкнутая труба разделена на n-е число участков, концы и начала последовательно расположенных участков трубы гальванически соединены между собой радиально расположенными проводниками, каждый участок трубы снабжен трансформатором на замкнутом магнитопроводе, через окно которого пропущена труба участка, а первичные обмотки трансформаторов включены согласно. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы устройств, использующих в качестве нагревателей вторичную обмотку трансформатора в виде короткозамкнутого витка. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 758 500 C1

Электронагревательное устройство, содержащее трансформатор на замкнутом магнитопроводе, через внутреннее окно которого пропущена замкнутая труба короткозамкнутого витка трансформатора, отличающееся тем, что замкнутая труба разделена на n-е число участков, концы и начала последовательно расположенных участков трубы гальванически соединены радиально расположенными проводниками и каждый участок снабжен трансформатором на замкнутом магнитопроводе, через окно которого пропущена труба участка и первичные обмотки трансформаторов включены согласно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2758500C1

US 3440384A1, 22.04.1969
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВУЮ И СОЗДАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА 1997
  • Кукушин В.П.
RU2121246C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ 2020
  • Шипилов Владимир Михайлович
  • Артеменко Виктор Леонидович
  • Никольский Сергей Григорьевич
  • Месхи Бесик Чохоевич
RU2736270C1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР 2017
  • Асланов Георгий Севастиевич
RU2667833C1
Электрическая запальная свеча 1928
  • Разумовский И.К.
SU26872A1
ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧИХ СРЕД 1998
  • Черепанов В.А.
RU2138137C1
JP 5748202 B2, 15.07.2015.

RU 2 758 500 C1

Авторы

Вадова Лариса Юрьевна

Даты

2021-10-29Публикация

2021-04-05Подача