ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ
Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.
Известен электронагреватель для нагрева жидкости, встроенный в цепь питания ванны или сосуда в частности открытого бассейна, который состоит из нагревателя, выполненного в виде U-образной трубки, привинченной к фланцам трубопровода, подающего воду в ванну. Спираль, намотанная на трубку, покрыта теплозащитным слоем и оболочкой. При необходимости нагреватель может шунтироваться (заявка 2705521 Франция, МКИ Н05 В 3/58, F24 Н 1/14,Е 04 Н 4/14 /Rebeun Regis,-N 93-06091; Заявл.17.05.93; Опубл.25.11.94).
Недостатком конструкции данного устройства является то, что нагрев жидкой среды происходит путем теплопередачи за счет естественной конвекции нагреваемой жидкости, что связанно с длительным временем нагрева.
Существует быстродействующий водонагреватель, особенности которого относятся к конструкции электроводонагревателя, содержащего плоский магнитный прибор, заключенный между двумя стальными пластинами и изолированный от них пластмассовыми пластинками. Два симметричных потока воды формируются рядом отверстий в пластинах.
H05B6/10,F24H3/04
установлен предварительный нагреватель, который является частью схемы. Он содержит трансформатор, транзистор, нагревательную катушку и выпрямитель( пат.5334819 США МКИ Н 05 В 6/10/ Lin Hsiao-Chin.-N 148360; Заявл.8.11.93; Опубл.2.8.94 ; МКИ 219/628).
Недостатком этого водонагревателя является то , что быстродействие в нем обеспечивается только за счет изменения конструкции, по сравнению с общеизвестными моделями, без изменения условий теплопередачи.
Также известен индукционный нагреватель жидкой среды, который содержит, охваченный первичной обмоткой кольцевой магнитопровод, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцевой короткозамкнутой камеры. Для повышения надежности устройства и эффективности нагрева жидкой среды кольцевая камера в поперечном сечении выполнена каплеобразной формы, уменьшающейся к верхнему торцу камеры. Центральное отверстие выполнено в виде диффузора, а наружная поверхность камеры снабжена электропроводными плоскими ребрами, повторяющими поверхность камеры.( А.с. 1811038 СССР МКИ Н 05 В 6/10).
Недостатком этого устройства является низкий коэффициент теплоотдачи.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электронагреватель, содержащий магнитопровод с первичной обмоткой и нагревательный элемент в виде вращающейся самоохлаждающейся вторичной обмотки, состоящей из короткозамкнутых стержней, установленных на подвижной опоре (свидетельство на полезную модель №3674 МКИ Н05 В 6/10, F 24H 3/04).
Недостатком этого устройства является низкое быстродействие и невозможность его непосредственного использования для нагрева жидкой среды, так как нагревательный элемент конструктивно не образует полезного объема для размещения жидкости.
Задачей заявляемой полезной модели является улучшение потребительских свойств электронагревателя.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в расширении функциональных возможностей и уменьшении времени нагрева. Это обеспечивается тем, что конструкция заявляемого нагревательного элемента позволяет использовать его одновременно как в качестве нагревателя, так и сосуда, в котором находится нагреваемая жидкость.
Такой технический результат является следствием того, что нагревательный элемент представляет конструкцию, позволяющую использовать его в качестве непосредственного нагревателя жидкой среды. Для этого электронагреватель выполняется в виде магнитопровода, первичной и вторичной обмоток, причем эти узлы являются функционально сходными с прототипом, и системы задания режима работы, состоящей из датчика температуры, устройства управления и обработки информации и блокирующего механизма, обеспечивающего неподвижное положение вторичной обмотки, представляющей собой полый цилиндр из электропроводящего материала, в котором находится нагреваемая жидкость, отличающих предлагаемую модель от наиболее близкого технического решения. Нагревательный элемент обеспечивает интенсивное перемешивание нагретых и холодных слоев жидкости. При этом условия теплоотдачи определяются процессом теплообмена между стенками вращающегося нагревательного элемента и контактирующими с ними молекулами жидкости, то есть коэффициент теплоотдачи соответствует вынужденной конвекции и зависит от скорости вращения нагревательного элемента, обуславливающей эффективность работы электронагревателя.
расположена обмотка из круглых или прямоугольных проводников, подключаемая к сети промышленной частоты.
Нагревательный элемент 1, имеет вид полого цилиндра из электропроводящего материала с герметичным основанием, на котором установлена подвижная опора 3, обеспечивающая его перемещение в тангенциальном направлении. Температура активной части электронагревателя контролируется с помощью датчика температуры 4, который через устройство управления и обработки информации 5 связан с блокирующим механизмом 6, обеспечивающим неподвижное состояние полого цилиндра.
Устройство работает следующим образом.
На сетевую обмотку, которая подразделена на обмотку управления и обмотку возбуждения, подается напряжение от сети переменного тока промышленной частоты. Напряжения управления и возбуждения сдвинуты по фазе, в результате чего возникает вращающий момент, приложенный к нагревательному элементу, закрепленному в подвижной опоре. Одновременно с этим происходит повышение температуры материала нагревательного элемента, обусловленное протеканием по нему индуцированных токов, пропорционально величине внутреннего сопротивления и квадрату тока. Это связано с тем, что магнитное поле первичной обмотки, взаимодействуя с токопроводящим материалом нагревательного элемента, наводит в нем вихревые токи. Их значение, а следовательно и нагрев жидкой среды, обусловлены величиной скольжения, зависящей от омического сопротивления нагревательного элемента, изменением которого можно регулировать температуру нагреваемой жидкости. При работе нагревателя его вращающаяся часть находится в заторможенном состоянии до достижения температурой цилиндра значения, соответствующего классификационной термодатчика. После выхода на заданную температуру тормозной механизм отключается и нагревательный
элемент приходит во вращение интенсивно отдавая тепловую энергию жидкой среде. Уменьшение времени нагрева в данной конструкции достигается за счет известной зависимости коэффициента теплоотдачи от температуры, так как с увеличением температуры процесс теплообмена происходит более быстро и эффективно.
Таким образом, изменение конструкции нагревательного элемента электронагревателя расширяет его функциональные возможности и обеспечивает увеличение его быстродействия.