ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКИХ СРЕД

Заявляемая полезная модель относится к технике нагрева жидких сред, преимущественно воды, и может быть использовано в различных отраслях для подогрева жидкостей.
Известен «Индукционный электрический нагреватель жидкости» по патенту РФ №2053455, МПК F24H 1/00, Н05В 6/10; от 14.07.1992, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена в виде замкнутой электропроводящей спирали, имеющей промежутки между витками для заполнения нагреваемой жидкостью. Вторичная обмотка вместе с частью магнитопровода трансформатора помещена в корпус из диэлектрического материала, снабженный входным и выходным патрубками.
К недостаткам известного устройства можно отнести его большие масса и габариты возникающие за счет выступающих эа пределы нагреваемых объемов магнитопровода и первичной обмотки трансформатора, большие потоки рассеяния, присущие двухстержневым несимметричным трансформаторам, и, соответственно, низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую.
Известно также техническое решение по свидетельству на полезную модель РФ, №87856, «Устройство индукционного нагрева жидких сред», от 02.06.2009, которое обладает низкой надежностью и малой эффективностью в работе.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является «Индукционный нагреватель жидкости», по патенту РФ №2301378, МПК F24Н 1/20, от 07.11.2005.
Устройство содержит катушку индуктивности с металлическим ферромагнитным сердечником в виде трубы, размещенной внутри катушки, входной и выходной патрубки. При подаче в катушку переменного тока в трубе возникают вихревые токи, разогревающие ее и проходящую через трубу жидкость.
Данное техническое решение принято за ближайший аналог (прототип).
К недостаткам данного технического решения можно отнести то, что при его эксплуатации выявляется низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую из-за большой потребляемой реактивной мощности, малой площади контакта жидкости с нагревательным элементом и рассеяния тепла с наружной поверхности катушки.
Задачей заявляемого технического решения является повышение коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую.
Предлагаемое техническое решение состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, верхней и нижней крышек, индукционной катушки.
Отличительными особенностями заявляемого технического решения является следующее:
- индукционный нагреватель жидких сред снабжен стаканом;
- стакан выполнен с двойными стенками;
- стакан выполнен с кольцевым дном;
- стакан установлен в корпусе;
- индукционная катушка размещена в герметичном пространстве между стенками стакана;
- пространство между внутренней поверхностью стакана и индукционной катушкой заполнено теплопроводящим диэлектрическим материалом;
- количество индукционных катушек варьируется от 1 до 6;
- стакан устанавливается в корпус как сверху так и снизу;
- индукционный нагреватель выполнен из ферромагнитного материала;
о
o
0,5
- стенки стакана выполнены толщиной не меньшей величины (2/ωγµµ), где ω - угловая частота напряжения питания катушки; γ - электропроводность материала; µ - относительная магнитная проницаемость материала; µ - магнитная постоянная.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемого технического решения, обеспечивающих его отличие от известных решений, указывает на соответствие этого решения критерию «НОВИЗНА».
Возможность осуществления заявляемой полезной модели и использование при изготовлении индукционных нагревателей жидких сред, указывает на соответствие этого решения критерию «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ».
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где изображено:
- на фиг.1 - индукционный нагреватель жидких сред.
Индукционный нагреватель жидких сред состоит из корпуса 1, входного 2 и выходного 3 патрубков, верхней 4 и нижней 5 крышек, индукционной катушки 6, стакана 7 с двойными стенками 8 и кольцевым дном 9. Пространство между внутренней поверхностью стакана и индукционной катушкой заполнено теплопроводящим диэлектрическим материалом 10. Для отвода жидкости из нагревателя служит выходная труба 11 с окнами 12 для перетекания жидкой среды.
Индукционный нагреватель жидких сред работает следующим образом: нагреваемая жидкость подается через входной патрубок 2 в полость между корпусом 1 и трубой 11, омывает стакан 7, перетекает через окна 12 и по трубе 11 уходит через выходной патрубок 3. При подаче на индукционную катушку 6 напряжения переменного тока происходит перемагничивание и возникают вихревые токи, происходит нагрев всех элементов индукционного нагревателя. Жидкость при движении от входного патрубка 2 до выходного патрубка 3 соприкасается с поверхностью всех нагретых элементов, происходит отдача тепловой энергии.
Использование данного технического решения - индукционного нагревателя жидких сред - позволит повысить коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую при одновременном расширении ассортимента устройств, используемых для нагрева жидкостей.