RU2138137C1 - Induction heater of fluid media - Google Patents
Induction heater of fluid media Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138137C1 RU2138137C1 RU98101880/09A RU98101880A RU2138137C1 RU 2138137 C1 RU2138137 C1 RU 2138137C1 RU 98101880/09 A RU98101880/09 A RU 98101880/09A RU 98101880 A RU98101880 A RU 98101880A RU 2138137 C1 RU2138137 C1 RU 2138137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- rods
- tubular elements
- primary winding
- turns
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к индукционным нагревателям текучих сред, и может быть использовано для нагрева воды и других текучих сред в системах с естественной и принудительной циркуляцией нагреваемой среды как в промышленных, так и в бытовых условиях. The invention relates to the field of electrical engineering, namely to induction heaters of fluids, and can be used to heat water and other fluids in systems with natural and forced circulation of the heated medium in both industrial and domestic conditions.
Известны трехфазный индукционный нагреватель текучей среды согласно авторскому свидетельству N 1781845, кл. H 05 В 6/10, опубл. 15.12.92 и бытовой электронагревательный прибор согласно патенту Российской Федерации N 2037276, кл. H 05 В 6/10, опубл. 09.06.95, которые содержат стальные трубы для прохождения нагреваемой текучей среды и размещенные на стальных трубах обмотки, подключаемые к сети переменного тока. Стальные трубы являются одновременно магнитопроводом и теплообменником. Known three-phase induction fluid heater according to the copyright certificate N 1781845, class. H 05 B 6/10, publ. 12/15/92 and a household electric heating device according to the patent of the Russian Federation N 2037276, cl. H 05 B 6/10, publ. 06/09/95, which contain steel pipes for the passage of a heated fluid and placed on the steel pipes of the winding, connected to an AC network. Steel pipes are both a magnetic core and a heat exchanger.
Вышеописанные индукционные нагреватели обладают рядом недостатков. Во-первых, они имеют низкий коэффициент мощности, т.е. cos φ, что обусловлено насыщением стенок стальных труб магнитным потоком, а также большим рассеянием магнитного потока первичной обмотки. Во-вторых, для создания магнитного потока в насыщенных стенках стальных труб требуется первичная обмотка, обладающая большой намагничивающей силой, в результате чего из-за больших потерь мощности в первичной обмотке, а также из-за теплового рассеяния с поверхностей стальных труб снижается коэффициент полезного действия (КПД) при преобразовании электрической энергии в тепловую. Кроме того, указанные выше недостатки приводят к повышению материалоемкости нагревателей. The above induction heaters have several disadvantages. Firstly, they have a low power factor, i.e. cos φ, which is due to the saturation of the steel pipe walls with magnetic flux, as well as the large scattering of the magnetic flux of the primary winding. Secondly, to create a magnetic flux in the saturated walls of steel pipes, a primary winding is required, which has a large magnetizing force, as a result of which, due to large power losses in the primary winding, and also due to thermal dissipation from the surfaces of steel pipes, the efficiency (Efficiency) when converting electrical energy to heat. In addition, the above disadvantages lead to increased consumption of heaters.
Известен индукционный нагреватель текучих сред согласно патенту Российской Федерации N 2031551, кл. H 05 В 6/10, опубл. 20.03.95, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена из электропроводящей короткозамкнутой трубки, представляющей собой змеевик, внутри которого циркулирует нагреваемая текучая среда. Known induction fluid heater according to the patent of the Russian Federation N 2031551, class. H 05 B 6/10, publ. 03/20/95 containing a transformer, the secondary winding of which is made of an electrically conductive short-circuited tube, which is a coil, inside of which a heated fluid circulates.
Такой нагреватель обладает достаточно высокими энергетическими показателями - КПД и cos φ, однако плохое охлаждение первичной обмотки, которая закрыта витками вторичной обмотки, и необходимость размещения двух рядов трубок вторичной обмотки в межкатушечном пространстве при многофазном или многостержневом исполнении нагревателя приводят к повышению материалоемкости и габаритов нагревателя. Кроме того, высокое гидравлическое сопротивление теплообменника, выполненного в виде змеевика, затрудняет использование нагревателя в системах с естественной циркуляцией текучих сред. Such a heater has sufficiently high energy indicators - efficiency and cos φ, however, poor cooling of the primary winding, which is closed by turns of the secondary winding, and the need to place two rows of secondary winding tubes in the intercoil space with a multiphase or multi-rod version of the heater lead to an increase in the material consumption and dimensions of the heater. In addition, the high hydraulic resistance of the heat exchanger, made in the form of a coil, makes it difficult to use a heater in systems with natural circulation of fluids.
Известен индукционный нагреватель жидкости согласно патенту Российской Федерации N 2074529, кл. H 05 B 6/10, опубл. 27.02.97, который содержит трансформатор с многостержневым ферромагнитным сердечником, расположенную на стержнях многофазную первичную обмотку и вторичную обмотку, являющуюся теплообменником и выполненную в виде пустотелой камеры из электропроводящего материала. В камере имеются сквозные вертикальные каналы, в каждом из которых с зазором установлены стержни сердечника трансформатора. Known induction fluid heater according to the patent of the Russian Federation N 2074529, class. H 05 B 6/10, publ. 02/27/97, which contains a transformer with a multi-rod ferromagnetic core, a multiphase primary winding and a secondary winding located on the rods, which is a heat exchanger and made in the form of a hollow chamber of an electrically conductive material. The chamber has through vertical channels, in each of which transformer core rods are installed with a gap.
Вышеописанный нагреватель также имеет ряд недостатков, обусловленных выполнением теплообменника в виде пустотелой камеры, охватывающей стержни сердечника. Такая форма теплообменника не обладает одинаковой симметрией по отношению к крайним и среднему стержням сердечника, что вызывает несимметричность фазных токов первичной обмотки и приводит к снижению энергетических показателей нагревателя. Кроме того, неодинаковая тепловая мощность, выделяемая на различных участках поверхности теплообменника, и неодинаковая скорость обтекания теплоотдающих поверхностей нагреваемой средой обуславливают снижение эффективности теплообмена, затрудняет применение нагревателя в системах с естественной циркуляцией жидкости, приводит к нерациональному использованию материалов, из которых выполнен теплообменник. Плохое охлаждение первичной обмотки, размещенной в каналах теплообменника, дополнительно увеличивает материалоемкость нагревателя и снижает его КПД. The above-described heater also has several disadvantages due to the design of the heat exchanger in the form of a hollow chamber, covering the core rods. This form of the heat exchanger does not have the same symmetry with respect to the extreme and middle rods of the core, which causes an asymmetry in the phase currents of the primary winding and reduces the energy performance of the heater. In addition, the unequal heat power released on different parts of the surface of the heat exchanger, and the uneven speed of the flow around the heat-transfer surfaces by the heated medium cause a decrease in the heat transfer efficiency, complicates the use of the heater in systems with natural circulation of the liquid, and leads to the irrational use of materials from which the heat exchanger is made. Poor cooling of the primary winding placed in the channels of the heat exchanger further increases the material consumption of the heater and reduces its efficiency.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является индукционный нагреватель жидкости согласно патенту США N 4602140, кл. H 05 B 6/10, опубл. 07.22.86. Т. 1068 N 4, который содержит магнитный сердечник, на стержнях которого намотана первичная обмотка, соединенная с источником переменного тока, и индуктивно связанную через сердечник с первичной обмоткой вторичную обмотку, являющуюся теплообменником, выполненную из расположенных параллельно виткам первичной обмотки прямых трубок, концы которых соединены с резервуарами для жидкости (коллекторами). Трубки и резервуары выполнены из электропроводящего материала и образуют контуры, замкнутые вокруг стержней сердечника. Closest to the technical nature of the proposed is an induction fluid heater according to US patent N 4602140, class. H 05 B 6/10, publ. 07/22/86. T. 1068 N 4, which contains a magnetic core on the rods of which is wound a primary winding connected to an alternating current source, and a secondary winding inductively connected through a core to a primary winding, which is a heat exchanger made of straight tubes located parallel to the turns of the primary winding, the ends of which connected to fluid reservoirs (collectors). The tubes and reservoirs are made of electrically conductive material and form contours closed around the core rods.
Индукционный нагреватель с такой конструкцией теплообменника обладает всеми недостатками, описанными выше, т.е. имеет большие материалоемкость и габариты, а также невысокие энергетические показатели. Это обусловлено следующим. Во-первых, большими размерами окон сердечника, что необходимо для размещения первичной обмотки и двойного ряда трубок теплообменника. Во-вторых, тем, что внешние поверхности резервуаров не участвуют в нагреве текучей среды, так как в них не выделяется тепловая энергия за счет индуцированных токов, что увеличивает расход материалов на теплообменник. В-третьих, тем, что первичная обмотка закрыта теплообменником и плохо охлаждается. Кроме того, расположение трубок теплообменника в горизонтальной плоскости, затрудняет процессы естественной циркуляции жидкости, что ограничивает область применения нагревателя. An induction heater with such a heat exchanger design has all the disadvantages described above, i.e. It has large material consumption and dimensions, as well as low energy performance. This is due to the following. Firstly, the large size of the core windows, which is necessary to accommodate the primary winding and the double row of heat exchanger tubes. Secondly, the fact that the outer surfaces of the tanks do not participate in the heating of the fluid, since they do not release thermal energy due to induced currents, which increases the consumption of materials on the heat exchanger. Thirdly, the fact that the primary winding is closed by a heat exchanger and poorly cooled. In addition, the location of the tubes of the heat exchanger in a horizontal plane, complicates the processes of natural circulation of the liquid, which limits the scope of the heater.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи повышения КПД преобразования электрической энергии в тепловую, уменьшения материалоемкости и габаритов нагревателя при одновременном расширении области применения индукционного нагревателя за счет обеспечения возможности его использования в системах с естественной циркуляцией текучей среды. The present invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of converting electric energy into heat, reducing the material consumption and dimensions of the heater while expanding the scope of the induction heater by providing the possibility of its use in systems with natural circulation of the fluid.
Сущность изобретения заключается в том, что в индукционном нагревателе текучих сред, содержащем плоский ферромагнитный сердечник со стержнями, на которых намотана первичная обмотка, соединенная с источником переменного тока, и индуктивно связанную с первичной обмоткой через сердечник электропроводящую вторичную обмотку, являющуюся теплообменником для нагреваемой текучей среды, выполненную из расположенных в плоскости витков первичной обмотки трубчатых элементов, концы которых соединены с коллекторами, снабженными патрубками для входа и выхода текучей среды, при этом трубчатые элементы вместе с коллекторами образуют замкнутые контуры вокруг каждого из стержней сердечника, предлагается трубчатые элементы выполнить в виде полувитков, каждый из которых охватывает по меньшей мере один из стержней сердечника, а коллекторы выполнить в виде параллельных стержням сердечника отрезков труб, при этом предлагается стержни сердечника и витки первичной обмотки расположить во взаимоперпендикулярных вертикальных плоскостях. The essence of the invention lies in the fact that in an induction fluid heater containing a flat ferromagnetic core with rods on which a primary winding is connected, connected to an alternating current source, and an electrically conductive secondary winding inductively connected to the primary winding through the core, which is a heat exchanger for a heated fluid made of tubular elements located in the plane of the turns of the primary winding, the ends of which are connected to collectors equipped with nozzles for ode and fluid outlet, while the tubular elements together with the collectors form closed circuits around each of the core rods, it is proposed that the tubular elements be made in the form of half-turns, each of which covers at least one of the core rods, and the collectors are made in the form of parallel to the core rods pieces of pipes, while it is proposed that the core rods and turns of the primary winding be arranged in mutually perpendicular vertical planes.
Трубчатые элементы могут быть выполнены в виде полувитков S-образной формы, каждый из которых охватывает два соседних стержня сердечника. The tubular elements can be made in the form of S-shaped half-turns, each of which covers two adjacent core rods.
Трубчатые элементы могут быть выполнены в виде полувитков, каждый из которых охватывает только один соответствующий ему стержень сердечника, при этом по меньшей мере у двух из трубчатых элементов один из концов может быть выполнен в виде прямолинейного отрезка, параллельного плоскости стержней сердечника. The tubular elements can be made in the form of half-turns, each of which covers only one core rod corresponding to it, while at least two of the tubular elements, one of the ends can be made in the form of a straight segment parallel to the plane of the core rods.
По меньшей мере у одного из трубчатых элементов оба конца могут быть выполнены в виде прямолинейных отрезков, параллельных плоскости стержней сердечника. At least one of the tubular elements, both ends can be made in the form of rectilinear segments parallel to the plane of the core rods.
В предлагаемом индукционном нагревателе текучих сред благодаря выполнению трубчатых элементов в виде полувитков, каждый из которых охватывает по меньшей мере один из стержней сердечника, выполнению коллекторов в виде параллельных стержням сердечника отрезков труб и расположению стержней сердечника и витков первичной обмотки во взаимоперпендикулярных вертикальных плоскостях создается оптимальная пространственная конфигурация теплообменника: трубчатые элементы вторичной обмотки располагаются в окнах сердечника в один ряд, теплообменник практически не препятствует охлаждению первичной обмотки, а все поверхности теплообменника, включая поверхности коллекторов, расположены одинаково относительно магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой, и нагреваются индуцированными токами равномерно, что позволяет уменьшить материалоемкость и габариты нагревателя и повысить КПД преобразования электрической энергии в тепловую. Кроме того, при такой конфигурации теплообменника обеспечивается одинаковая скорость обтекания текучей средой всех теплоотдающих поверхностей трубчатых элементов и коллекторов, поскольку гидравлическое сопротивление каждого участка теплообменника одинаково по отношению к входному и выходному патрубкам, что также увеличивает интенсивность теплообмена и повышает КПД. К тому же, при такой конфигурации замкнутого контура вторичной обмотки и при расположении стержней сердечника и витков первичной обмотки во вэаимоперпендикулярных вертикальных плоскостях обеспечивается вертикальная ориентация замкнутого контура, способствующая созданию гравитационного теплового напора, что позволяет использовать нагреватель в системах с естественной циркуляцией текучей среды и расширяет область его применения. In the proposed induction fluid heater, by making tubular elements in the form of half-turns, each of which covers at least one of the core rods, making manifolds in the form of pipe segments parallel to the core rods, and arranging the core rods and primary winding turns in mutually perpendicular vertical planes, an optimal spatial heat exchanger configuration: tubular elements of the secondary winding are located in the windows of the core in one row, heat exchanger practically prevents cooling of the primary winding, and all the heat exchanger surface including surface collectors are arranged identically with respect to the magnetic flux generated by the primary winding, and uniformly heated by induced currents, thereby reducing the consumption of materials and dimensions of the heater and to increase the efficiency of converting electrical energy into thermal energy. In addition, with this configuration of the heat exchanger, the same speed of fluid flow around all the heat-transferring surfaces of the tubular elements and collectors is ensured, since the hydraulic resistance of each section of the heat exchanger is the same with respect to the inlet and outlet pipes, which also increases the heat transfer rate and increases the efficiency. In addition, with this configuration of the closed loop of the secondary winding and with the location of the core rods and turns of the primary winding in the vertical perpendicular planes, the vertical orientation of the closed loop is ensured, which contributes to the creation of gravitational thermal pressure, which allows the heater to be used in systems with natural circulation of the fluid and expands the region its application.
Выполнение трубчатых элементов в виде полувитков S-образной формы, каждый из которых охватывает два соседних стержня сердечника, позволяет расположить трубчатые элементы по обе стороны от плоскости стержней сердечника. Это способствует тому, что все элементарные проводники, условно выделенные на поверхности теплообменника по линии протекания токов, имеют одинаковую длину и находятся практически в одинаковых условиях по отношению к магнитному полю первичной обмотки, в результате чего повышается равномерность загрузки сечения трубок теплообменника индуцированным током, а, следовательно, равномерность нагрева поверхностей теплообменника. The implementation of the tubular elements in the form of half-turns of S-shaped, each of which covers two adjacent core rods, allows you to arrange the tubular elements on both sides of the plane of the core rods. This contributes to the fact that all elementary conductors, conditionally isolated on the surface of the heat exchanger along the current flow line, have the same length and are practically in the same conditions with respect to the magnetic field of the primary winding, as a result of which the uniformity of loading of the cross section of the tubes of the heat exchanger with the induced current increases therefore, the uniformity of heating of the surfaces of the heat exchanger.
Выполнение трубчатых элементов в виде полувитков, каждый из которых охватывает только один соответствующий ему стержень сердечника, и выполнение по меньшей мере у двух из трубчатых элементов одного из концов в виде прямолинейного отрезка позволяет расположить трубчатые элементы по одну сторону от плоскости стержней сердечника. Такое расположение трубчатых элементов теплообменника создает возможность выполнения многофазных нагревателей, а выполнение по меньшей мере у одного из трубчатых элементов обоих концов в виде прямолинейных отрезков, позволяет реализовать эту возможность. The implementation of the tubular elements in the form of half-turns, each of which covers only one core rod corresponding to it, and the execution of at least two of the tubular elements of one of the ends in the form of a straight segment allows the tubular elements to be located on one side of the plane of the core rods. This arrangement of the tubular elements of the heat exchanger creates the possibility of multi-phase heaters, and the implementation of at least one of the tubular elements of both ends in the form of straight sections, allows you to realize this opportunity.
На фиг. 1 приведен общий вид однофазного индукционного нагревателя текучих сред, вторичная обмотка которого выполнена из трубчатых элементов в виде S-образных полувитков, каждый из которых охватывает два соседних стержня сердечника. На фиг. 2 приведен общий вид однофазного индукционного нагревателя, вторичная обмотка которого выполнена из трубчатых элементов в виде полувитков, каждый из которых охватывает только один соответствующий ему стержень сердечника. На фиг. 3 приведен общий вид трехфазного индукционного нагревателя. In FIG. Figure 1 shows a general view of a single-phase induction fluid heater, the secondary winding of which is made of tubular elements in the form of S-shaped half-turns, each of which covers two adjacent core rods. In FIG. Figure 2 shows a general view of a single-phase induction heater, the secondary winding of which is made of tubular elements in the form of half-turns, each of which covers only one core core corresponding to it. In FIG. Figure 3 shows a general view of a three-phase induction heater.
В примере реализации, приведенном на фиг. 1, однофазный индукционный нагреватель текучих сред содержит плоский сердечник из ферромагнитного материала с двумя стержнями 1. На стержнях 1 намотаны катушки 2 первичной обмотки, соединенные с источником переменного тока (на фигурах не показан). Стержни 1 и витки катушек 2 первичной обмотки расположены во взаимоперпендикулярных вертикальных плоскостях. Вторичная обмотка, являющаяся теплообменником, выполнена из двух трубчатых элементов 3 в виде S-образных полувитков, каждый из которых охватывает два стержня 1. Трубчатые элементы 3 расположены в плоскости витков катушек 2 первичной обмотки. Соответствующие концы трубчатых элементов 3 соединены между собой с помощью коллекторов 4, которые выполнены в виде двух отрезков труб, параллельных стержням 1 сердечника. Коллекторы 4 снабжены патрубками 5 и 6, предназначенными соответственно для входа и выхода текучей среды. Трубчатые элементы 3 вместе с коллекторами 4 образуют вокруг каждого из стержней 1 замкнутый контур, в котором трубчатые элементы 3 ориентированы в вертикальном направлении и расположены по обе стороны от плоскости стержней 1 сердечника. Количество таких замкнутых контуров в теплообменнике может варьироваться и зависит от конкретной решаемой задачи. In the embodiment shown in FIG. 1, a single-phase induction fluid heater comprises a flat core of ferromagnetic material with two rods 1. Primary coils 2 are wound on rods 1 and connected to an alternating current source (not shown in the figures). The rods 1 and the turns of the coils 2 of the primary winding are located in mutually perpendicular vertical planes. The secondary winding, which is a heat exchanger, is made of two tubular elements 3 in the form of S-shaped half-turns, each of which covers two rods 1. The tubular elements 3 are located in the plane of the turns of the coils 2 of the primary winding. The corresponding ends of the tubular elements 3 are interconnected by collectors 4, which are made in the form of two pipe sections parallel to the core rods 1. The collectors 4 are equipped with nozzles 5 and 6, designed respectively for the inlet and outlet of the fluid. The tubular elements 3 together with the collectors 4 form a closed loop around each of the rods 1, in which the tubular elements 3 are oriented in the vertical direction and are located on both sides of the plane of the core rods 1. The number of such closed loops in the heat exchanger can vary and depends on the particular problem being solved.
Нагреватель работает следующим образом. При включении первичной обмотки 2 в сеть переменного тока в ферромагнитном сердечнике создается переменный магнитный поток, с которым индуктивно связан замкнутый контур, образованный трубчатыми элементами 3 и коллекторами 4. В трубчатых элементах 3 и коллекторах 4 индуцируются токи, вызывающие равномерный нагрев всех поверхностей трубчатых элементов 3 и коллекторов 4. Тепло от всех нагретых поверхностей передается текучей среде, поступающей в теплообменник через входной патрубок 5 и вытекающей через выходной патрубок 6. Малое гидравлическое сопротивление теплообменника и вертикальная ориентация трубчатых элементов 3 способствуют созданию гравитационного напора, достаточного для обеспечения самоциркуляции нагреваемой текучей среды. The heater operates as follows. When the primary winding 2 is connected to an alternating current network, an alternating magnetic flux is generated in the ferromagnetic core, with which a closed loop is inductively connected, formed by tubular elements 3 and collectors 4. Currents are induced in the tubular elements 3 and collectors 4, causing uniform heating of all surfaces of the tubular elements 3 and collectors 4. Heat from all heated surfaces is transferred to the fluid entering the heat exchanger through the inlet pipe 5 and flowing out through the outlet pipe 6. Small hydraulic th coil resistance and the vertical orientation of the tubular elements 3 contribute to creating a gravitational head, sufficient to ensure self-circulation of the heated fluid.
В примере реализации, приведенном на фиг. 2, однофазный индукционный нагреватель текучих сред содержит плоский сердечник из ферромагнитного материала с двумя стержнями 7. На стержнях 7 намотаны катушки 8 первичной обмотки, соединенные с источником переменного тока (на фигурах не показан). Стержни 7 и витки катушек 8 первичной обмотки расположены во взаимоперпендикалярных вертикальных плоскостях. Вторичная обмотка, являющаяся теплообменником, выполнена из двух трубчатых элементов 9 в виде полувитков, каждый из которых охватывает только один соответствующий ему стержень 7. Трубчатые элементы 9 расположены в плоскости витков катушек 8 первичной обмотки и ориентированы в вертикальном направлении. Соответствующие концы трубчатых элементов 9 соединены между собой с помощью коллекторов 10, выполненных в виде двух отрезков труб, параллельных стержням 1 сердечника. Концы трубчатых элементов 9 имеют прямолинейные участки 11, расположенные в плоскости стержней 7. Коллекторы 10 снабжены патрубками 12 и 13, предназначенными соответственно для входа и выхода текучей среды. Трубчатые элементы 9 вместе с коллекторами 10 образуют вокруг каждого из стержней 7 замкнутый контур, в котором трубчатые элементы 9 расположены по одну сторону от плоскости стержней 7. Количество замкнутых контуров вторичной обмотки может варьироваться. Работает нагреватель подобно вышеописанному. In the embodiment shown in FIG. 2, a single-phase induction fluid heater comprises a flat core of ferromagnetic material with two
В примере реализации, приведенном на фиг. 3, трехфазный индукционный нагреватель текучих сред содержит плоский сердечник из ферромагнитного материала с тремя стержнями 14. На стержнях 14 намотаны катушки 15 первичной обмотки, соединенные с источником переменного тока (на фигурах не показан). Стержни 14 и витки катушек 15 расположены во взаимоперпендикулярных вертикальных плоскостях. В плоскости витков катушек 15 расположены трубчатые элементы 16, выполненные в виде полувитков, каждый из которых охватывает только один соответствующий ему стержень 14 сердечника. Трубчатые элементы 16, охватывающие крайние стержни 14, имеют по одному концу, выполненному в виде прямолинейных участков 17, а трубчатый элемент 16, охватывающий средний стержень 14, имеет оба конца, выполненных в виде прямолинейного участка 17. Прямолинейные участки 17 трубчатых элементов 16 расположены в плоскости стержней 14. Концы трубчатых элементов 16 соединены с коллекторами 18. Коллекторы 18 снабжены патрубками 19 и 20, предназначенными соответственно для входа и выхода текучей среды. Трубчатые элементы 16 вместе с коллекторами 18 образуют вокруг каждого из стержней 14 замкнутый контур, в котором трубчатые элементы 16 расположены по одну сторону от плоскости стержней 14. Количество замкнутых контуров вторичной обмотки может варьироваться. Работает нагреватель подобно вышеописанному. In the embodiment shown in FIG. 3, the three-phase induction fluid heater comprises a flat core of ferromagnetic material with three
Вышеприведенные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации предлагаемого нагревателя. The above examples do not exhaust the possible implementation options of the proposed heater.
Таким образом, по сравнению с известными в предлагаемом нагревателе увеличивается КПД преобразования электрической энергии в тепловую, уменьшаются габариты и расход материалов как на теплообменник, так на ферромагнитный сердечник и на первичную обмотку, а также расширяется область применения нагревателя за счет обеспечения возможности его использования в системах с естественной циркуляцией нагреваемой среды. Thus, in comparison with the known in the proposed heater, the efficiency of converting electric energy into heat increases, the dimensions and consumption of materials both to the heat exchanger, to the ferromagnetic core and to the primary winding are reduced, and the scope of the heater is expanded due to the possibility of its use in systems with the natural circulation of the heated medium.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101880/09A RU2138137C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Induction heater of fluid media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101880/09A RU2138137C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Induction heater of fluid media |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2138137C1 true RU2138137C1 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=20201848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101880/09A RU2138137C1 (en) | 1998-02-11 | 1998-02-11 | Induction heater of fluid media |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2138137C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263418C2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-10-27 | Карманов Евгений Дмитриевич | Inductive heater for fluid substances |
| RU2301378C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-06-20 | Юрий Викторинович Зверев | Inductive heater for liquid |
| RU2577073C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Snow-melting machine with induction heating elements |
| RU174499U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-10-17 | Александр Борисович Лифшиц | INDUCTION HEATER |
| RU2642818C1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" (ООО "В-Плазма") | Electric steam generator |
| RU2650996C1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" | Electric steam generator |
| RU2667833C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-09-24 | Георгий Севастиевич Асланов | Electric steam generator |
| EP3675598A4 (en) * | 2017-08-24 | 2021-05-19 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "PARRUS" | Electric steam generator |
| RU2758500C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Electric heating device |
| RU2782956C1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-11-07 | Владислав Александрович Бардокин | Fluid induction heater |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2128860A (en) * | 1982-10-22 | 1984-05-02 | Ipw Limited | Induction heated conduit assembly e.g. a launder |
| EP0660645A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-28 | Electricite De France | Induction heating apparatus for a fluid |
-
1998
- 1998-02-11 RU RU98101880/09A patent/RU2138137C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2128860A (en) * | 1982-10-22 | 1984-05-02 | Ipw Limited | Induction heated conduit assembly e.g. a launder |
| EP0660645A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-28 | Electricite De France | Induction heating apparatus for a fluid |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE 3811546 OS, 27.10.88. * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2263418C2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-10-27 | Карманов Евгений Дмитриевич | Inductive heater for fluid substances |
| RU2301378C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-06-20 | Юрий Викторинович Зверев | Inductive heater for liquid |
| RU2577073C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Snow-melting machine with induction heating elements |
| RU2642818C1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" (ООО "В-Плазма") | Electric steam generator |
| RU174499U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-10-17 | Александр Борисович Лифшиц | INDUCTION HEATER |
| CN110770505A (en) * | 2017-06-21 | 2020-02-07 | G·S·阿斯拉诺夫 | Electric steam generator |
| RU2667833C1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-09-24 | Георгий Севастиевич Асланов | Electric steam generator |
| WO2018236251A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Георгий Севастиевич АСЛАНОВ | ELECTRIC STEAM GENERATOR |
| CN110770505B (en) * | 2017-06-21 | 2021-09-17 | G·S·阿斯拉诺夫 | Electric steam generator |
| EA039156B1 (en) * | 2017-06-21 | 2021-12-10 | Георгий Севастиевич АСЛАНОВ | Electric steam generator |
| RU2650996C1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "В-Плазма" | Electric steam generator |
| EP3675598A4 (en) * | 2017-08-24 | 2021-05-19 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "PARRUS" | Electric steam generator |
| RU2758500C1 (en) * | 2021-04-05 | 2021-10-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Electric heating device |
| RU2782956C1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-11-07 | Владислав Александрович Бардокин | Fluid induction heater |
| RU2797032C1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-05-31 | Владислав Александрович Бардокин | Fluid induction heater |
| RU2834655C1 (en) * | 2024-01-26 | 2025-02-11 | Сергей Иванович Шаплов | Induction heater of liquids |
| RU230328U1 (en) * | 2024-04-01 | 2024-11-28 | Илья Александрович Манеев | Induction heater with spiral heat exchanger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3240384B2 (en) | Fluid heating device | |
| RU2138137C1 (en) | Induction heater of fluid media | |
| US5209646A (en) | Electromagnetic induction pump for pumping liquid metals and other conductive liquids | |
| KR101787626B1 (en) | Boiler system using transformer | |
| JPH0329289A (en) | Equipment for electric induction heating fluid in pipeline | |
| RU2263418C2 (en) | Inductive heater for fluid substances | |
| JP3642415B2 (en) | Fluid heating device | |
| RU2074529C1 (en) | Induction electric heater for liquid | |
| KR20120004367U (en) | Method for cooling a coil coil cooling system and liquid cooled coil | |
| KR102229341B1 (en) | Hot water and steam combined system boiler using ionized water and magnetic field | |
| RU2400944C1 (en) | Vortex induction heater and heating device for premises | |
| RU138284U1 (en) | INDUCTION LIQUID HEATER | |
| CN219164762U (en) | Electromagnetic spiral tube type electric heater | |
| CN115276367B (en) | Cylindrical linear induction electromagnetic pump for conveying ultrahigh-temperature liquid metal | |
| RU2301507C2 (en) | Inductive-conductive liquid heater | |
| CN212463548U (en) | Three-dimensional labyrinth electromagnetic heater | |
| JP3903339B2 (en) | Fluid heating device by electromagnetic induction | |
| RU2797032C1 (en) | Fluid induction heater | |
| JP4987565B2 (en) | Cooker | |
| RU2043577C1 (en) | Induction electric boiler | |
| RU2150795C1 (en) | Fluid heater | |
| KR101757756B1 (en) | Electromagnetic induction heating boiler using electrode plate and transformer | |
| RU26872U1 (en) | THROUGH INDUCTION TYPE LIQUID HEATER (TWO OPTIONS) | |
| RU2240658C2 (en) | Induction-type liquid flow heater (alternatives) | |
| RU2782956C1 (en) | Fluid induction heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BF4A | Cancelling a publication of earlier date [patents] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL 33-2004 SHOULD BE CANCELED |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070212 |
|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090212 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101220 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150703 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160122 |