Погружной водонагреватель Советский патент 1992 года по МПК H05B6/10 

Изобретение относится к устройствам для электрического теплообразования, а именно к индукционным водонагревателям.

Известно устройство: Индукционный водонагреватель, А.с. СССР, № 1508353, Н 05 В 6/10, содержащий греющий стальной элемент с ребрами, ребра выполнены на наружной поверхности этого элемента.

Однако известный водонагреватель обладает малой производительностью по теплу, за счет неэффективного использования внутренней поверхности теплообмена,

Аналогом заявленного устройства также является погружной индукционный водонагреватель, содержащий внутри замкнутой ферромагнитной оболочки индукционную обмотку, отделенную от оболочки изоляцией, (см. А.Б.Кувалдин, Низкотемпературный индукционный нагреватель, Энергия, М., 1976).

В данном устройстве, в процессе нагрева жидкости во внутреннем трубчатом элементе, толщина пограничного слоя нагрева

значительно меньше диаметра элемента, что способствует увеличению ламинарного участка течения, а значит и уменьшению коэффициента теплоотдачи.

Наиболее близким к заявленному устройству является индукционный водонагреватель, содержащий индукционную обмотку, ферромагнитные трубчатые элементы, имеющие отверстия для циркуляции жидкости и фланцы, (см. С.А.Горбатков и др., Химические аппараты с индукционным обогревом, Химия, M.i 1985, стр. 62-64).

В этом устройстве, при данной конструкции теплоотдающих элементов, теплообмен может быть только принудительным, что требует дополнительных энергозатрат для эффективной работы известного устройства.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности нагрева жидкости за счет повышения кпд водонагревателя.

сл С

Ч| о о о сл

00

Поставленная цель достигается тем, что погружной водонагреватель содержит индукционную обмотку, заключенную в ферромагнитную герметичную оболочку, состоящую из внутреннего и внешнего трубчатых элементов, соединенных по торцам фланцами, отличается тем, что внутренний трубчатый элемент выполнен в виде набора отдельных труб, установленных по образующей цилиндра вплотную друг к другу, при этом каждая пара труб герметично соединена пластиной, расположенной по всей длине труб, по касательной к их наружной поверхности.

На фиг. 1 - продольный разрез нагревателя; на фиг. 2 - поперечный разрез нагревателя,

Погружной водонагреватель содержит внутренний трубчатый элемент, состоящий из набора отдельных труб 1, установленных по образующей цилиндра вплотную друг к другу, к наружной поверхности каждой пары труб 1 по всей длине герметично прикреплены ферромагнитные пластины 2. Поверх внутреннего трубчатого элемента расположена теплоизоляционная прокладка 3, на которую уложена индукционная обмотка 4. Внутренний трубчатый элемент вместе с индукционной обмоткой 4 заключен во внешний трубчатый элемент 5. Внешний трубчатый элемент 5 выполнен из стальной трубы. Внутренний и внешний трубчатые элементы соединены по торцам фланцами 6. При этом внешний трубчатый элемент 5, внутренний трубчатый элемент, включающий трубы 1 и пластины 2, фланцы 6 образуют ферромагнитную герметическую оболочку,

Предложенный погружной водонагреватель работает следующим образом.

Водонагреватель помещают вертикально в емкость с жидкостью и располагают у

дна этой емкости на некотором расстоянии от него. При прохождении электрического тока по индукционной обмотке 4 в металле внутреннего трубчатого элемента, включающего трубы 1 и пластины 2 и внешнего трубчатого элемента 5, возникают вихревые токи и перемагничивание, вызывающее нагрев труб 1, пластин 2 и внешнего трубчатого элемента 5.

Тепло от соприкасающихся с водой поверхностей труб 1, пластин 2 и внешнего трубчатого элемента 5 передается непосредственно воде. Так как водонагреватель размещен вертикально, то внутри труб и

окружающем их пространстве происходит нагрев жидкости, сопровождающийся термодинамическим эффектом, т.е. происходит ток нагретой жидкости в турбулентном режиме циркуляции, за счет величины диаметра труб равной не менее, чем толщина пограничного слоя нагрева.

По сравнению с прототипом заявленное устройство позволяет повысить эффективность нагрева при свободно конвективном

теплообмене.

Формула изобретения

Погружной водонагреватель, содержа- щий индукционную обмотку, заключенную в ферромагнитную герметичную оболочку, состоящую из внутреннего и внешнего трубчатых элементов, соединенных по торцам фланцами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, внутренний трубчатый элемент выполнен в виде набора отдельных труб, установленных по образующим цилиндра вплонуюдруг к другу, при этом каждая пара труб герме- тично соединена пластиной, расположенной по всей длине труб по касательной к их наружной поверхности.

Сущность изобретения: нагреватель содержит ферромагнитную герметичную оболочку, внутренний трубчатый элемент, охватывающую его индукционную обмотку, фланцы. Возникающий турбулентный характер движения жидкости повышает эффективность нагрева.2 ил.

А

11

згзайшг

Ј

ери л d

ип. 2.