UA148606U - Пристрій для індукційного нагрівання - Google Patents

Abstract

Пристрій для індукційного нагрівання містить розташовану в корпусі щонайменше одну біфілярну котушку. Додатково введено дистанційний пристрій керування, вимикач автоматичний, реле температури, регулятор напруги, підвищувальний трансформатор, щонайменше один діод, модуль управління, силовий блок, щонайменше одну квадрофілярну котушку, щонайменше два конденсатори неполярних, трансформатор-котушку вихідну, щонайменше один нагрівальний елемент, щонайменше один датчик температури. Дистанційний пристрій керування послідовно з'єднаний з вимикачем автоматичним, реле температури, регулятором напруги та модулем управління. Вимикач автоматичний з'єднаний з дистанційним пристроєм керування та реле температури. Реле температури з'єднано з вимикачем автоматичним, регулятором напруги та модулем управління. Регулятор напруги з'єднаний з реле температури, дистанційним пристроєм керування та модулем управління. Модуль управління з'єднаний з регулятором напруги, дистанційним пристроєм керування, реле температури та силовим блоком. Силовий блок з'єднаний з модулем управління та біфілярною котушкою, яка розміщена паралельно квадрофілярній котушці. Квадрофілярна котушка з'єднана з першим конденсатором неполярним, другим конденсатором неполярним, з діодом, трансформатором-котушкою вихідною та підвищувальним трансформатором. Нагрівальний елемент з'єднаний з трансформатором-котушкою вихідною та датчиком температури.

Description

Корисна модель належить до галузі електроенергетики, а саме до індукційних нагрівачів, і може бути використана для нагрівання води та інших середовищ в системах з природною та примусовою циркуляцією середовища, що нагрівається, як в промислових, так і в побутових умовах. Розроблений пристрій для індукційного нагрівання перетворює індуковані магнітні вихрові потоки на реактивно-активну енергію та застосовується для забезпечення автономного опалення та/або гарячого водопостачання в індивідуальному житловому будівництві.

Відомий вихровий індукційний нагрівач і пристрій обігріву для приміщень, що містить магнітопровідну циліндричної форми ємність з вхідним патрубком підведення рідинного або газового теплоносія та вихідним патрубком для відведення теплоносія і індукційну обмотку з мідного дроту, що укладена в герметичний тороїдальний циліндричний корпус з ізоляційного матеріалу; всередині магнітопровідної циліндричної ємності до торцевих стінок приєднані концентрично розташовані відносно один одного з однаковим зазором між собою металеві труби з утворенням лабіринтоподібного проходу для вказаного теплоносія в напрямку від вхідного патрубка до вихідного патрубка, а індукційна обмотка розміщена всередині вказаних труб; ємність приєднана до рами, до якої прикріплена по типу змійовика труба з ребрами у вигляді пластин, яка одним кінцем приєднана до вхідного патрубка ємності, а іншим кінцем - до вихідного патрубка цієї ємності, або труби з ребрами у вигляді пластин, що під'єднані паралельно одна одній та вхідному і вихідному патрубкам (патент РФ Мо 2400944, МПК НОБЗВ 6/00, опубл. 27.09.2010 Бюл. Мо 27).

Недоліками відомого вихрового індукційного нагрівача і пристрою обігріву для приміщень є низька ефективність експлуатації та вузькі функціональні можливості.

Відомий проточний індукційний нагрівач для нагріву рідин, що містить індукційну котушку, розміщену в камері з феромагнітними стінками, уздовж яких проходять канали для руху рідини, нагрівання рідини відбувається від феромагнітних стінок камери індуктора |патент США Мо О5 2010/0213190 від 26.08.2010 р.|.

Недоліками відомого індукційного нагрівача для нагріву рідин є низька ефективність експлуатації та вузькі функціональні можливості.

Відомий індукційний нагрівач рідини для обігріву підлог і повітря в приміщеннях, корпус якого містить сталеві водогазопровідні труби, всередині яких укладається багатожильна

Зо обмотка з ізольованого проводу (Яровиков И.П., Расчет индукционньїх нагревателей для животноводческих помещений // Механизация и злектрификация сельского хозяйства, Мо 4, 19831.

Недоліками відомого індукційного нагрівача рідини для обігріву підлог і повітря в приміщеннях є низька ефективність експлуатації внаслідок великої питомої металоємності, значного розсіювання магнітних потоків і, як наслідок, значних втрат тепла.

Відомий проточний нагрівач рідини, що являє собою багатошаровий трубчастий змійовик, на який накладено тороїдальна обмотка індуктора (патент 05 Мо 3414698, 03.12.1968).

Недоліками відомого проточного нагрівача рідини є низька ефективність експлуатації внаслідок великої питомої металоємності, значного розсіювання магнітних потоків, значних втрат тепла.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі є пристрій для індукційного нагрівання рідини, що містить розташовані в корпусі нагрівач, вздовж якого розміщено теплообмінник у вигляді каналів для руху рідини; нагрівачем є щонайменше одна пласка біфілярна котушка Тесла (в подальшому біфілярна котушка), яка під'єднана до високочастотного генератора з можливістю зміни частоти в діапазоні від 20 до 120 кГуц, з обох сторін до якої щільно прилягають феромагнітні пластини, до яких, в свою чергу, примикає теплообмінник, форма каналів якого виконана з можливістю забезпечення максимально можливого шляху рідини, що нагрівається, вздовж феромагнітних пластин (патент РФ Мо180381, МПК НОБВ 6/00, опубл. 09.06.2018 р., Бюл.

Мо 161.

Недоліками цього пристрою для індукційного нагрівання рідини є низька ефективність його експлуатації та вузькі функціональні можливості.

В основу корисної моделі поставлена задача створити такий пристрій для індукційного нагрівання, в якому за рахунок конструктивних змін з'являється можливість підвищення ефективності його експлуатації та розширення функціональних можливостей.

Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для індукційного нагрівання, що містить розташовану в корпусі щонайменше одну біфілярну котушку, згідно з корисною моделлю, додатково містить дистанційний пристрій керування, вимикач автоматичний, реле температури, регулятор напруги, підвищувальний трансформатор, щонайменше один діод, модуль управління, силовий блок, щонайменше одну квадрофілярну котушку, щонайменше два бо конденсатори неполярних, трансформатор-котушку вихідну, щонайменше один нагрівальний елемент, щонайменше один датчик температури; дистанційний пристрій керування, послідовно з'єднаний з вимикачем автоматичним, реле температури, регулятором напруги та модулем управління; вимикач автоматичний з'єднаний з дистанційним пристроєм керування та реле температури; реле температури з'єднано з вимикачем автоматичним, регулятором напруги та модулем управління; регулятор напруги з'єднаний з реле температури, дистанційним пристроєм керування та модулем управліннях; модуль управління з'єднаний з регулятором напруги, дистанційним пристроєм керування, реле температури та силовим блоком; силовий блок з'єднаний з модулем управління та біфілярною котушкою, яка розміщена паралельно квадрофілярній котушці; квадрофілярна котушка з'єднана з першим конденсатором неполярним, другим конденсатором неполярним, з діодом, трансформатором-котушкою вихідною та підвищувальним трансформатором; нагрівальний елемент з'єднаний з трансформатором-котушкою вихідною та датчиком температури.

Згідно з корисною моделлю, як нагрівальний елемент може бути водяний тен, повітряний тен, освітлювальні елементи або ін.

Корисна модель пояснюється кресленням, на якому схематично зображено пристрій для індукційного нагрівання.

Пристрій для індукційного нагрівання, що містить розташовану в корпусі 16 щонайменше одну біфілярну котушку 9; дистанційний пристрій керування 1, вимикач автоматичний 2, реле температури 3, регулятор напруги 4, підвищувальний трансформатор 5, діод 6, модуль управління 7, силовий блок 8, квадрофілярну котушку 10, щонайменше два конденсатори неполярних 11, 15, трансформатор-котушку вихідну 13, щонайменше один нагрівальний елемент 12, датчик температури 14. Дистанційний пристрій керування 1 послідовно з'єднаний з вимикачем автоматичним 2, реле температури 3, регулятором напруги 4 та модулем управління 7. Вимикач автоматичний 2 з'єднаний з дистанційним пристроєм керування 1 та реле температури 3. Реле температури З з'єднано з вимикачем автоматичним 2, регулятором напруги 4 та модулем управління 7. Регулятор напруги 4 з'єднаний з реле температури 3, дистанційним пристроєм керування 1 та модулем управління 7. Модуль управління 7 з'єднаний з регулятором напруги 4, дистанційним пристроєм керування 1, реле температури З та силовим блоком 8. Силовий блок 8 з'єднаний з модулем управління 7 та біфілярною котушкою 9, яка

Зо розміщена паралельно квадрофілярній котушці 10. Квадрофілярна котушка 10 з'єднана з першим конденсатором неполярним 11, другим конденсатором неполярним 15, з діодом 6, трансформатором-котушкою вихідною 13 та підвищувальним трансформатором 5.

Нагрівальний елемент 12 з'єднаний з трансформатором-котушкою вихідною 13 та датчиком температури 14.

Пристрій для індукційного нагрівання, що містить розташовані в корпусі 16 щонайменше одну біфілярну котушка 9; дистанційний пристрій керування 1, вимикач автоматичний 2, реле температури 3, регулятор напруги 4, підвищувальний трансформатор 5, діод 6, модуль управління 7, силовий блок 8, квадрофілярну котушку 10, щонайменше два конденсатори неполярних 11, 15, трансформатор-котушку вихідну 13, щонайменше один нагрівальний елемент 12, датчик температури 14 працює наступним чином. При увімкненні дистанційного пристрою керування 1, напруга проходить через увімкнений автоматичний вимикач 2 і надходить до реле температури 3, яке має налаштування показників температури (нижній показник увімкнення та верхній показник вимкнення). Датчик температури 14 контролює нагрівальний елемент 12 (наприклад водяний тен) і передає її на реле температури 3. Реле температури З приймає сигнал від датчика температури 14 і при нижньому налаштуванні температури вмикає напругу. Якщо температура нагрівального елемента 12 піднімається до верхнього налаштованого показника температури, то датчик температури 14 передає імпульсний сигнал на реле температури 3, яке вимикає напругу.

Також після увімкнення реле температури З напруга надходить до модуля управління 7, який вмикає силовий блок 8. Силовий блок 8 починає генерувати напругу високої частоти, яка надходить до біфілярної котушки 9. Біфілярна котушка 9 перетворює напругу високої частоти у вихрові індуковані магнітні потоки і передає їх на квадрофілярну котушку 10. Квадрофілярна котушка 10 приймає на себе вихрові індуковані магнітні потоки, які передає біфілярна котушка 9 і перетворює їх на реактивно-активну напругу. Після перетворення реактивно-активна напруга потрапляє на трансформатор-котушку вихідну 13, через перший конденсатор неполярний 11, де відбуваються коливання і підсилення напруги. Після трансформації реактивно-активної напруги в більшу сторону реактивно-активна напруга надходить до нагрівального елемента 12 (наприклад водяного тена) і перетворюється в теплову енергію.

Після увімкнення реле температури 3, напруга також надходить до регулятора напруги 4, бо який регулює активну напругу як до нижньої позначки, так і до верхньої. Відрегульована регулятором напруги 4 активна напруга надходить до підвищувального трансформатора 5 та проходить через другий конденсатор неполярний 15, де відбуваються коливання активної напруги. Після другого конденсатора неполярного 15 активна напруга в збільшеному або в зниженому стані потрапляє на трансформатор-котушку вихідну 13 через діод 6, який пропускає активну напругу тільки в одному напрямку.

Автоматичний вимикач 2 призначений для забезпечення примусового розірвання електричного кола від електричної мережі (на кресленні не показано) у випадку аномального стану електричного кола, такого як надмірне нагрівання дротів або коротке замикання, також автоматичний вимикач 2 може використовуватись як вмикач пристрою до мережі.

Розробка пристроїв альтернативної енергії та підвищення ефективності використання наявних пристроїв є одним із найактуальніших завдань сьогодення. Одними із таких пристроїв є індукційні нагрівачі, які використовуються для нагрівання води та інших середовищ в системах з природною та примусовою циркуляцією середовища нагріву, як в промислових, так і в побутових умовах. Однак наявні індукційні нагрівачі мають низку недоліків, головними з яких є низька ефективність експлуатації та вузькі функціональні можливості.

Розроблений пристрій для індукційного нагрівання, завдяки введенню нових конструктивних елементів: дистанційного пристрою керування, вимикача автоматичного, реле температури, регулятора напруги, підвищувального трансформатора, діода, модуля управління, силового блока, квадрофілярної котушки, щонайменше двох конденсаторів неполярних, трансформатора-котушки вихідної щонайменше одного нагрівального елемента, датчика температури, дозволяє підвищити ефективність експлуатації та розширити функціональні можливості. Оскільки перетворює індуковані магнітні вихрові потоки на реактивно-активну напругу, що суттєво підвищує ефективність експлуатації та дозволяє використовувати як нагрівальний елемент водяні тени, повітряні тени або освітлювальні елементи. Завдяки чому розроблений пристрій для індукційного нагрівання застосовується для забезпечення автономного опалення та/або гарячого водопостачання, нагріву різних матеріалів і середовищ, освітлення в індивідуальних будинків та промислових приміщень.

Слід зазначити, що перетворення індукованих магнітних вихрових потоків на реактивно- активну енергію дозволяє суттєво підвищити ефективність експлуатації, оскільки суттєво

Зо підвищує напругу. Оскільки квадрофілярна котушка перетворює індуковані магнітні вихрові потоки в реактивну-активну напругу, яку значно підсилює (в 4-5 разів), то дозволяє використання для обігріву приміщень, нагріву різних матеріалів та середовищ, освітлення побутових та промислових приміщень. Крім того, використання є значно економнішим та ефективнішим у зв'язку із збільшенням реактивно-активної напруги.

Розроблений пристрій для індукційного нагрівання має експериментальні моделі, які отримали схвальні відгуки спеціалістів галузі та споживачів.

Claims (2)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Пристрій для індукційного нагрівання, що містить розташовану в корпусі щонайменше одну біфілярну котушку, який відрізняється тим, що додатково введено дистанційний пристрій керування, вимикач автоматичний, реле температури, регулятор напруги, підвищувальний трансформатор, щонайменше один діод, модуль управління, силовий блок, щонайменше одну квадрофілярну котушку, щонайменше два конденсатори неполярних, трансформатор-котушку вихідну, щонайменше один нагрівальний елемент, щонайменше один датчик температури; дистанційний пристрій керування послідовно з'єднаний з вимикачем автоматичним, реле температури, регулятором напруги та модулем управління; вимикач автоматичний з'єднаний з дистанційним пристроєм керування та реле температури; реле температури з'єднано з вимикачем автоматичним, регулятором напруги та модулем управління; регулятор напруги з'єднаний з реле температури, дистанційним пристроєм керування та модулем управління; модуль управління з'єднаний з регулятором напруги, дистанційним пристроєм керування, реле температури та силовим блоком; силовий блок з'єднаний з модулем управління та біфілярною котушкою, яка розміщена паралельно квадрофілярній котушці; квадрофілярна котушка з'єднана з першим конденсатором неполярним, другим конденсатором неполярним, з діодом, трансформатором-котушкою вихідною та підвищувальним трансформатором; нагрівальний елемент з'єднаний з трансформатором-котушкою вихідною та датчиком температури.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що як нагрівальний елемент може бути водяний тен, повітряний тен, освітлювальні елементи або ін.