RU2164644C2

RU2164644C2 - Transformer-type electric heater

Info

Publication number: RU2164644C2
Application number: RU99111041A
Authority: RU
Inventors: В.М. Кузьмин; В.А. Размыслов; Т.В. Герасименко
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2001-03-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; heaters of gases and liquids. SUBSTANCE: proposed device has secondary winding made in form of two concentric pipes, outer and inner ones, whose ends are connected by outer and inner flanges, inner flange being connected with metal rod passing through axial hole of magnetic circuit. EFFECT: increased efficiency and improved safety in operation, increased service life of electric heating plant owing to elimination of external electromagnetic fields. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехническим устройствам для нагрева газов и жидкостей и может быть использовано для бытовых и промышленных целей. The invention relates to electrical devices for heating gases and liquids and can be used for domestic and industrial purposes.

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 /а.с. N 1089768, МКИ H 05 B 6/10/. It is known an electric heating device containing a magnetic circuit, on one core of which a primary winding is located, and on the other a secondary one, made in the form of a short-circuited toroidal, metal hollow coil, through which a heated liquid or gas / a.s flows. N 1089768, MKI H 05 B 6/10 /.

Известно также электронагревательное устройство, содержащее кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, размещенный внутри вторичной обмотки, выполненной в виде кольцеобразной короткозамкнутой камеры, внешняя поверхность которой отдает тепло в нагревательную среду /пат. США N 3440384, H 05 B 5/08/. Also known is an electric heating device containing an annular magnetic circuit covered by an induction primary winding, placed inside a secondary winding made in the form of an annular short-circuited chamber, the outer surface of which transfers heat to the heating medium / US Pat. U.S. N 3440384, H 05 B 5/08 /.

Существенным недостатком указанных конструкций электронагревательных устройств является ограниченная площадь теплоотдающей поверхности. Попытки устранить эти недостатки приводят к ухудшению массогабаритных показателей электронагревательных устройств. A significant drawback of these designs of electric heating devices is the limited area of the heat transfer surface. Attempts to eliminate these shortcomings lead to a deterioration in the overall dimensions of electric heating devices.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является 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 Россия, N 2109413, МКИ H 05 B 6/10, F 24 H, опубл. 20.04.98 г./. The closest in technical essence to the claimed invention is an electric heating device containing an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding and a secondary short-circuited winding made of comb-shaped conductive tape, the ends of which are connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit / patent Russia, N 2109413 , MKI H 05 B 6/10, F 24 H, publ. April 20, 1998 /.

Такая конструкция электронагревательной установки позволяет улучшить тепловой режим работы при высоком значении коэффициента мощности без значительного увеличения габаритных размеров. This design of the electric heating installation allows to improve the thermal mode of operation with a high power factor without a significant increase in overall dimensions.

К недостаткам данной конструкции относится возникновение на торцах вторичной обмотки из металлической ленты гребнеобразной формы внешних электромагнитных полей, которые замыкаясь в пространстве за пределами устройства, оказывают вредное воздействие на здоровье человека, а также ухудшают показатели экологичности, одновременно являясь источниками помех для окружающей аппаратуры. The disadvantages of this design include the appearance on the ends of the secondary winding of a metal tape of a comb-shaped external electromagnetic fields, which, when closed in the space outside the device, have a harmful effect on human health, and also worsen environmental performance, while being sources of interference to the surrounding equipment.

Задача заявляемого изобретения - повышение эффективности работы электронагревательной установки. The task of the invention is to increase the efficiency of an electric heating installation.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении степени экологичности и безопасности работы электронагревательной установки, а также увеличении срока службы. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the degree of environmental friendliness and safety of the electric heating installation, as well as increasing the service life.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, достигается тем, что вторичная обмотка выполнена в виде двух концентрических 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 с индукционной первичной обмоткой. The technical result provided by the invention is achieved in that the secondary winding is made in the form of two concentric pipes, an external and an internal one, the ends of which are connected by conductive flanges, an external and an internal one, while the internal flange is connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit with the primary induction winding.

В результате решения поставленной задачи получен технический результат, заключающийся в улучшении условий эксплуатации за счет устранения внешних электромагнитных полей без значительного увеличения габаритных размеров. При этом за счет устранения внешних электромагнитных полей и одновременном увеличении площади теплоотдающей поверхности вторичной обмотки, экологичность и безопасность работы электронагревательного устройства становятся выше по сравнению с прототипом. As a result of solving the problem, a technical result was obtained, which consists in improving operating conditions by eliminating external electromagnetic fields without a significant increase in overall dimensions. At the same time, due to the elimination of external electromagnetic fields and the simultaneous increase in the area of the heat-transfer surface of the secondary winding, the environmental friendliness and safety of the electric heating device become higher compared to the prototype.

Выполнение вторичной обмотки в виде двух концентрических труб позволяет получить большую площадь теплоотдающей поверхности, а следовательно, улучшить тепловой режим без значительного увеличения габаритных размеров установки. Данное техническое решение позволяет устранить внешние электромагнитные поля, а следовательно, ликвидировать их вредное воздействие на человека, так как магнитный поток рассеяния, созданный вторичной обмоткой, замыкается только в пространстве между двумя концентрическими трубами. The implementation of the secondary winding in the form of two concentric pipes allows you to get a large area of the heat-transfer surface, and therefore, to improve the thermal regime without a significant increase in the overall dimensions of the installation. This technical solution allows you to eliminate external electromagnetic fields, and therefore, eliminate their harmful effects on humans, since the magnetic flux scattering created by the secondary winding is closed only in the space between two concentric pipes.

Существенными признаками, характеризующими заявляемое изобретение, являются: ограничительные - кольцевой магнитопровод, охваченный индукционной первичной обмоткой, и вторичная короткозамкнутая обмотка; отличительные - вторичная обмотка выполнена в виде двух токопроводящих концентрических 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 с индукционной первичной обмоткой. The essential features characterizing the claimed invention are: restrictive - an annular magnetic circuit covered by an induction primary winding, and a secondary short-circuited winding; distinctive - the secondary winding is made in the form of two conductive concentric pipes, the outer and inner, the ends of which are connected by conductive flanges, the outer and inner, while the inner flange is connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit with the induction primary winding.

На чертеже изображено электронагревательное устройство, общий вид. The drawing shows an electric heating device, General view.

Электронагревательное устройство содержит кольцевой магнитопровод 1, охваченный индукционной первичной обмоткой 2 и вторичной короткозамкнутой обмоткой, выполненной в виде двух концентрических труб - наружной 3 и внутренней 4, концы которых соединены наружным фланцем 5 и внутренним фланцем 6 с металлическим стержнем 7, проходящим через осевое отверстие магнитопровода 1. В трубах и фланцах имеются вентиляционные отверстия для циркуляции воздуха. The electric heating device comprises an annular magnetic circuit 1, covered by an induction primary winding 2 and a short-circuited secondary winding, made in the form of two concentric pipes - the outer 3 and inner 4, the ends of which are connected by an outer flange 5 and an inner flange 6 with a metal rod 7 passing through the axial hole of the magnetic circuit 1. There are air vents in the pipes and flanges for air circulation.

Электронагревательное устройство работает следующим образом: Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 2, создает переменный магнитный поток в кольцевом магнитопроводе 1. Под действием электродвижущей силы, наведенной переменным магнитным потоком, по вторичной обмотке в виде двух концентрических труб, наружной 3 и внутренней 4, протекает электрический ток, нагревающий вторичную обмотку. Передача тепла от вторичной обмотки происходит на поверхности токопроводящих концентрических труб. The electric heating device operates as follows: The alternating current flowing through the primary winding 2 creates an alternating magnetic flux in the ring magnetic core 1. Under the action of an electromotive force induced by the alternating magnetic flux, the secondary winding in the form of two concentric pipes, external 3 and internal 4, flows electric current heating the secondary winding. Heat transfer from the secondary winding occurs on the surface of conductive concentric pipes.

Claims

An electric heating device comprising an annular magnetic circuit enclosed by an induction primary winding, a secondary short-circuited winding and a metal rod passing through an axial hole of the magnetic circuit, characterized in that the secondary winding is made in the form of two concentric conductive pipes, an outer and an inner one, the ends of which are connected by conductive flanges, an outer and internal, while the inner flange is connected to a metal rod passing through the axial hole of the magnetic circuit.