RU2407248C1

RU2407248C1 - Electric heating device of transformer type

Info

Publication number: RU2407248C1
Application number: RU2009148941/07A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Иванов (RU); Сергей Николаевич Иванов; Валерия Сергеевна Архангельская (RU); Валерия Сергеевна Архангельская
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-12-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device comprises closed magnetic conductor covered with induction primary winding and secondary short-circuited winding, which is formed by combination of electrically and mechanically connected elements with the help of fixing device in the form of hollow pipe. Between external surface of active part of fixing device and internal circuit of secondary winding there are rings installed and made of the same material as the elements of secondary winding, and process holes are arranged in them, through which heated medium circulates relative to internal surface of secondary winding.

EFFECT: increased active area of thermal surface of secondary winding.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и/или жидкостей и может быть использовано для бытовых и промышленных целей.The invention relates to electrical devices for heating gases and / or liquids and can be used for domestic and industrial purposes.

Известно электронагревательное устройство, содержащее магнитопровод, на одном стержне которого расположена первичная обмотка, а на другом - вторичная, выполненная в виде короткозамкнутого тороидального металлического полого витка, по которому протекает нагреваемая жидкость или газ (патент RU №1089768, МПК Н05В 6/10).Known electric heating device containing a magnetic circuit, on one core of which is located the primary winding, and on the other - secondary, made in the form of a short-circuited toroidal metal hollow coil through which the heated liquid or gas flows (patent RU No. 1089768, IPC Н05В 6/10).

Известно также электронагревательное устройство, содержащее кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичной короткозамкнутой обмоткой, выполненной из токопроводящей ленты гребнеобразной формы, концы которой соединены с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода (патент RU №2109413, МПК Н05В 6/10, F24Н).It is also known an electric heating device containing an annular magnetic circuit covered by an induction primary winding and a secondary short-circuited winding made of a comb-shaped conductive tape, the ends of which are connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit (patent RU No. 2109413, IPC Н05В 6/10, F24Н )

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электронагревательное устройство, содержащее замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой и вторичной короткозамкнутой обмоткой, выполненной в виде двух концентрических токопроводящих труб, наружной и внутренней, концы которых соединены токопроводящими фланцами, наружным и внутренним, при этом внутренний фланец соединен с металлическим стержнем, проходящим через осевое отверстие магнитопровода (патент RU №2164644, МПК Н05В 6/10, F24Н).The closest in technical essence to the claimed invention is an electric heating device containing a closed magnetic circuit, covered by an induction primary winding and a secondary short-circuited winding, made in the form of two concentric conductive pipes, external and internal, the ends of which are connected by conductive flanges, external and internal, while the internal the flange is connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit (patent RU No. 2164644, IPC Н05В 6/10, F24Н).

Общим недостатком всех рассмотренных устройств является низкая эффективность работы электронагревательного устройства, что связано малым использованием активной площади теплоотдающей поверхности.A common drawback of all the considered devices is the low efficiency of the electric heating device, which is associated with a small use of the active area of the heat transfer surface.

Задача заявляемого изобретения - повышение эффективности работы электронагревательной установки.The task of the invention is to increase the efficiency of an electric heating installation.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении активной площади тепловой поверхности вторичной обмотки.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the active area of the thermal surface of the secondary winding.

Указанный технический результат достигается тем, что вторичная обмотка образована совокупностью электрически и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства и взаимодействует с нагреваемой средой с двух сторон: внутренней и внешней.The specified technical result is achieved in that the secondary winding is formed by a combination of electrically and mechanically interconnected elements using a fixing device and interacts with the heated medium from two sides: internal and external.

Существенными ограничительными признаками, характеризующими заявляемое изобретение, являются: замкнутый магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, и вторичная короткозамкнутая обмотка, выполненная из электропроводящего материала; отличительными признаками являются - вторичная обмотка, образованная совокупностью электрически (то есть с протеканием электрического тока) и механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства, например полой трубы, состоящего, по крайней мере, из трех частей: активной, - в которой предусмотрены каналы, обеспечивающие доступ нагреваемой среды и ее отвод от внутренней вторичной обмотки, входного и выходного патрубков, причем между наружной поверхностью активной части фиксирующего устройства и внутренним контуром вторичной обмотки установлены изготовленные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца, в которых выполнены технологические отверстия, обеспечивающие циркуляцию нагреваемой среды относительно внутренней поверхности вторичной обмотки.The essential limiting features characterizing the claimed invention are: a closed magnetic circuit covered by an induction primary winding, and a secondary short-circuited winding made of an electrically conductive material; distinctive features are - a secondary winding formed by a combination of electrically (that is, with the flow of electric current) and mechanically interconnected elements using a fixing device, for example a hollow pipe, consisting of at least three parts: active, in which channels are provided providing access to the heated medium and its removal from the internal secondary winding, input and output pipes, and between the outer surface of the active part of the fixing device and the inner con A round of the secondary winding is installed, made of the same material as the elements of the secondary winding, rings, in which technological holes are made, providing circulation of the heated medium relative to the inner surface of the secondary winding.

На чертеже изображено в общем виде электронагревательное устройство трансформаторного типа.The drawing shows in General form an electric heating device of a transformer type.

Устройство состоит из индуктора 1, вторичной короткозамкнутой обмотки 2, выполняющей роль тепловыделяющего элемента, первичной обмотки 3. Индуктор 1 выполнен в виде замкнутого стального шихтованного сердечника, на котором размещена первичная обмотка 3. Вторичная обмотка 2 имеет внутреннюю 11 и наружную 12 охлаждаемые поверхности и представлена совокупностью механически соединенных между собой элементов с помощью фиксирующего устройства, например полой трубы 8, состоящего из активной части 4, - в которой предусмотрены каналы 9, обеспечивающие доступ нагреваемой среды 7 к внутренней части 11 вторичной обмотки 2, входного 5 и выходного 6 патрубков, причем между фиксирующим устройством 8 и внутренним контуром вторичной обмотки 2, расположены выполненные из того же материала, что и элементы вторичной обмотки, кольца 13, обеспечивающие электрическое соединение элементов вторичной обмотки 2, в которых симметрично выполнены технологические отверстия 10, через которые нагреваемая среда 7 циркулирует относительно внутренней поверхности 11 вторичной обмотки 2. При этом механическое соединение элементов вторичной обмотки обеспечивается стягивающими элементами 14, расположенными на входном 5 и выходном 6 патрубках фиксирующего устройства 8.The device consists of an inductor 1, a secondary short-circuited winding 2, which acts as a fuel element, a primary winding 3. Inductor 1 is made in the form of a closed steel lined core, on which the primary winding 3 is placed. Secondary winding 2 has inner 11 and outer 12 cooled surfaces and is presented a set of mechanically interconnected elements by means of a fixing device, for example a hollow pipe 8, consisting of an active part 4, in which channels 9 are provided, providing access of the heated medium 7 to the inner part 11 of the secondary winding 2, input 5 and output 6 nozzles, and between the fixing device 8 and the inner circuit of the secondary winding 2, are made of the same material as the elements of the secondary winding, rings 13, providing electrical connection elements of the secondary winding 2, in which the technological holes 10 are symmetrically made, through which the heated medium 7 circulates relative to the inner surface 11 of the secondary winding 2. In this case, the mechanical connection tion elements of the secondary winding is provided with tightening members 14 disposed at the inlet 5 and outlet 6, the fixing device 8 nozzles.

Электронагревательное устройство работает следующим образом. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 3, создает переменный магнитный поток в замкнутом магнитопроводе. Под действием электродвижущей силы, наведенной переменным магнитным потоком, по вторичной обмотке 2 протекает электрический ток, нагревающий вторичную обмотку. Количество тепла, выделяемое во вторичной обмотке 2, определяется величиной квадрата этого тока и активным сопротивлением вторичной обмотки 2. Электронагревательное устройство помещается в нагреваемую среду 7, которая омывает наружную поверхность вторичной обмотки 12. Одновременно через входной патрубок 5 нагреваемая среда 7 при начальной температуре поступает через каналы 9, расположенные в активной части 4 фиксирующего устройства к внутренней части вторичной обмотки 2, и нагревается в результате конвективного теплообмена. Затем нагреваемая среда 7 проходит через технологические отверстия 10 и после отбора тепла с внутренней части 11 всех электрически и механически соединенных между собой элементов вторичной обмотки 2, вытекает через выходной патрубок 6.Electric heating device operates as follows. The alternating current flowing through the primary winding 3 creates an alternating magnetic flux in a closed magnetic circuit. Under the action of an electromotive force induced by an alternating magnetic flux, an electric current flows through the secondary winding 2, heating the secondary winding. The amount of heat generated in the secondary winding 2 is determined by the square of this current and the active resistance of the secondary winding 2. The electric heating device is placed in a heated medium 7, which washes the outer surface of the secondary winding 12. Simultaneously through the inlet 5, the heated medium 7 enters through channels 9 located in the active part 4 of the fixing device to the inner part of the secondary winding 2, and is heated as a result of convective heat transfer. Then, the heated medium 7 passes through the technological openings 10 and, after taking heat from the inner part 11 of all the elements of the secondary winding 2 electrically and mechanically interconnected, flows out through the outlet pipe 6.

Таким образом, за счет повышения активной площади теплоотдачи вторичной обмотки достигается увеличение эффективности работы электронагревательного устройства.Thus, by increasing the active heat transfer area of the secondary winding, an increase in the efficiency of the electric heating device is achieved.

Claims

An electric heating device comprising a closed magnetic circuit enclosed by an induction primary winding and a secondary short-circuited winding, characterized in that the secondary winding is formed by a set of electrically and mechanically interconnected elements using a fixing device, for example, a hollow pipe, consisting of at least three parts : active, in which channels are provided that provide access to the heated medium to the inner part of the secondary winding, inlet and outlet pipes, m between the outer surface of the active part of the fixing device and the inner contour of the secondary winding set made of the same material as the elements of the secondary winding rings, which are made technological holes through which heated fluid is circulated from the inner surface of the secondary winding.