ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА
ELECTRIC HEATING DEVICE OF TRANSFORMER TYPE

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и/или жидкостей и может быть использовано для бытовых и промышленных целей.
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).
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).
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).
Общим недостатком всех рассмотренных устройств является низкая эффективность работы электронагревательного устройства, что связано малым использованием активной площади теплоотдающей поверхности.
Задача заявляемого изобретения - повышение эффективности работы электронагревательной установки.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении активной площади тепловой поверхности вторичной обмотки.
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.
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.
На чертеже изображено в общем виде электронагревательное устройство трансформаторного типа.
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.
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.
Таким образом, за счет повышения активной площади теплоотдачи вторичной обмотки достигается увеличение эффективности работы электронагревательного устройства.