ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к системам электрического отопления, а более конкретно, к устройствам электромеханического обогрева.
Известен управляемый теплогенерирующий электромеханический преобразователь (RU №50741 Н05В 6/10, F25B 29, опубл. 20.01.06), содержащий магнитопровод, сетевую обмотку, нагревательный элемент, выполненный в виде вращающейся вторичной обмотки, отличающийся тем, что между первичной обмоткой, подключаемой к источнику питания через устройство управления электромеханического преобразователя, и вторичной обмоткой расположен неподвижный теплогенерирующий элемент из электропроводящего материала.
Одним из основных недостатков этого устройства является сложность конструкции и невысокий коэффициент теплоотдачи из-за малой площади теплообмена нагревателя и теплоносителя, и рассеивания тепла с наружной поверхности магнитопровода.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является двухконтурный теплогенерирующий электромеханический преобразователь (Иванов С.Н., Ким К.К., Кузьмин В.М. Теплогенерирующие электромеханические устройства и комплексы: Монография. - СПб.: ООО «Издательство ОМ-Пресс», 2009, с.50-53), состоящий из магнитопровода с размещенной на нем первичной обмоткой и вращающегося нагревательного элемента в виде полого электропроводящего цилиндра с системой напорных лопастей, между первичной обмоткой и вращающимся нагревательным элементом в канавке установлен неподвижный нагревательный элемент, изготовленный из электропроводящего немагнитного материала, вся конструкция помещена в герметичный кожух, имеющий входной и выходной патрубки.
Основной недостаток данного устройства состоит в том, что наличие двух параллельных ветвей может приводить к образованию замкнутого вихревого движения теплоносителя внутри теплогенератора и уменьшению количества тепла, передаваемого во внешнюю цепь, следовательно к уменьшению его коэффициента теплоотдачи.
Задача изобретения - повысить коэффициент теплоотдачи теплогенерирующего электромеханического преобразователя.
Технический результат достигается тем, что теплогенерирующий электромеханический преобразователь, содержащий герметичный теплоизолированный внешний кожух с входным и выходным патрубками, расположенный внутри кожуха неподвижный магнитопровод с первичной обмоткой, залитый композитным компаундом так, что образует цилиндрическую монолитную конструкцию, вращающийся внутри монолитной конструкции теплогенерирующий элемент в виде полого электропроводящего цилиндра с системой напорных лопастей, неподвижный теплогенерирующий элемент, расположенный в канавке монолитной конструкции, содержит дополнительный внутренний кожух, прикрепленный к внешней поверхности монолитной конструкции так, чтобы между ним и теплоизолированным внешним кожухом была возможность свободного движения теплоносителя, а монолитная конструкция и магнитопровод имеют систему аксиальных каналов для свободного движения теплоносителя.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом.
Теплогенерирующий электромеханический преобразователь выглядит следующим образом: неподвижный магнитопровод 1 с первичной обмоткой 2 залиты композитным компаундом так, что образуют цилиндрическую монолитную конструкцию 3. В магнитопроводе 1 и монолитной конструкции 3 выполнена система аксиальных каналов 4. Монолитная конструкция 3 помещена во внутренний кожух 5. Снаружи внутренний кожух 5 закрыт герметичным теплоизолированным внешним кожухом 6 с входным патрубком 7 и выходным патрубком 8 так, чтобы между ним и внутренним кожухом 5 был зазор для свободного перемещения теплоносителя. На внутренней поверхности монолитной конструкции 3 в канавке установлен теплогенерирующий элемент 9, выполненный в виде цилиндра из электропроводящего немагнитного материала, например из меди или латуни. Внутри монолитной конструкции 3 с помощью подшипников скольжения 10 установлен вращающийся теплогенерирующий элемент 11, который изготовлен из электропроводящего немагнитного материала, например из алюминия, и имеет форму трубы с закрепленными внутри направляющими лопастями. Для исключения осевого перемещения вращающегося теплогенерирующего элемента 11 в монолитной конструкции 3 установлена втулка 12.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Теплогенерирующий электромеханический преобразователь с помощью входного патрубка 7 и выходного патрубка 8 подсоединяется к цепи, в которой необходимо нагреть теплоноститель и одновременно придать ему циркуляцию. При подаче переменного трехфазного напряжения на первичную обмотку 2 по ней начинает протекать электрический ток. Этот ток создает круговое вращающееся магнитное поле, которое с помощью магнитопровода 1 пронизывает теплогенерирующий элемент 9 и вращающийся теплогенерирующий элемент 11. Во вращающемся теплогенерирующем элементе 11 и неподвижном теплогенерирующем элементе 9 под действием кругового вращающегося поля наводится ЭДС, и начинают протекать электрические токи. Токи, протекающие по вращающемуся теплогенерирующему элементу 11, взаимодействуя с круговым вращающимся магнитным полем, создают механический момент, и вращающийся теплогенерирующий элемент 11 начинает вращаться в подшипниках скольжения 10, создавая напор теплоносителя. Теплоноситель под действием напора, создаваемого вращающимся теплогенерирующим элементом 11, начинает поступать во входной патрубок 7. Дальнейшее движение теплоносителя происходит в полости между герметичным теплоизолированным внешним 6 и внутренним 5 кожухами, по системе аксиальных каналов 4, расположенных в монолитной конструкции 3, через вращающийся теплогенерирующий элемент 11 и выходной патрубок 8. Направление движения теплоностиеля показано стрелками. Нагрев теплоностителя осуществляется следующим образом. Самый холодный теплоноситель, поступающий во входной патрубок 7, проходя между герметичным теплоизолированным внешним 6 и внутренним 5 кожухами, нагревается от внешней поверхности внутреннего кожуха 5. Далее, проходя по системе каналов 4, теплоноситель получет тепло от неподвижного магнитопровода 1. Проходя внутри монолитной конструкции 3, теплоноститель окончательно нагревается за счет электрического нагрева неподвижного теплогенерирующего элемента 9 и нагрева вращающегося теплогенерирующего элемента 11. Следует заметить, что все электрические потери, вызывающие нагрев заявляемого устройства, идут на нагревание теплоносителя, т.е. коэффициент теплоотдачи становится максимальным.