Изобретение относится к индукционным нагревательным устройствам, в частности, к индукционным нагревателям жидких сред и может быть использована для получения горячей воды в отопительных системах жилых и производственных помещений, а также в качестве резервного источника теплоснабжения.
Известен индукционный нагреватель жидких сред [1], содержащий герметичный корпус с входным и выходным патрубками, стакан с двойными стенками и кольцевым дном, установленный внутри корпуса, а также индукционную катушку, размещённую между стенками стакана. Недостатком данного устройства является низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую вследствие значительных потоков рассеяния и недостаточного намагничивания материала стакана.
Известно устройство индукционного нагрева жидких сред [2], включающее корпус, входной и выходной патрубки, индукционную катушку и центральный внутренний канал для отвода нагретой жидкости. При подаче переменного тока на катушку происходит индукционный нагрев металлических элементов устройства и жидкости, находящейся в контакте с ними.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является индукционный нагреватель [3], содержащий бифилярную катушку (плоскую бифилярную обмотку) и преобразователь постоянного тока в высокочастотный переменный на основе транзисторных ключей (схема Mazilli ZVS driver на MOSFET-транзисторах), выполненный с возможностью нагрева токопроводящих объектов за счёт вихревых токов.
Недостатками указанных нагревателей являются значительные потоки рассеяния, характерные для устройств без замкнутой магнитной цепи, что приводит к низкому коэффициенту преобразования электрической энергии в тепловую.
Задачей настоящего технического решения является повышение эффективности преобразования электрической энергии в тепловую энергию за счёт снижения потерь на рассеяние.
Предлагаемое техническое решение состоит из электротехнической части преобразующая постоянный ток в высокочастотной переменный ток и подающий на бифилярной катушки, установленное в корпусе герметично и совмещенная параллельно к бифилярной катушки установлено спиралеобразный стальной патрубки для подвода и отвода нагреваемой жидкости.
Отличительными особенностями заявляемого технического решения является следующее:
- постоянный ток преобразуется в высокочастотный ток посредством транзисторных ключей;
- в качестве нагревательной катушки используется спиралеобразное бифилярная катушка;
- патрубка для подвода и отвода нагреваемое жидкости имеет спиралеобразной формы совмещена с бифилярной катушки через изолятор.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где изображено: на фиг. 1 – схема устройства индукционного нагревателя жидкости 1-бифилярная катушка, 2-спиралеобразная стальная патрубка, 3-изолятор, 4-вход бифилярной катушки, 5-вход спиралеобразной стальной патрубки, 6-выход спиралеобразной стальной патрубки, 7-транзисторный ключ, 8-резистор, 9-аккумулятор, 10-корпус и на фиг.2 – электрическая схема преобразователя постоянного тока в высокочастотный переменный ток и её подключения к бифилярной катушки;
Индукционный нагреватель жидкости состоит из корпуса 10, где установлены спиралеобразная стальная патрубка 2 с входом 5 и выходом 6, бифилярная катушка 1 с входом и выходом 4, разделённый от спиралеобразной стальной патрубки изолятором 3, где один выход бифилярной катушки соединен с транзисторным ключом 7 через резистор 8, выход транзисторный ключ подключён к положительному полюсу аккумулятора 9 и второй выход бифилярная катушка подключена прямо к отрицательному полюсу аккумулятора. Преобразователь постоянного тока в высокочастотный переменный ток обеспечивающий работы бифилярной катушки состоит из транзисторов Т1 и Т2 с общим эмиттером соединённый с корпусом, коллектор транзистора Т1 соединено через резистор R2 к базе транзистора Т2, база транзистора Т1 соединена через резистор R1 к коллектору транзистора Т2 и положительному полюсу бифилярной катушки, где коллектор транзистора Т2 соединена к отрицательному полюсу бифилярной катушки.
Индукционный нагреватель жидкости работает следующим образом.
Постоянный ток из аккумулятора поступает на вход транзисторного преобразователя, формируется ток высокой частоты и поступает на вход бифилярной катушки. При подключении бифилярной катушки к источнику переменного тока происходит индукционный нагрев поверхностного слоя спиралеобразной стальной патрубки из-за образующихся в них вихревых токов и процессов перемагничивания. За счет явления теплопроводности между поверхности патрубки и омывающей его жидкостью происходит теплообмен, то есть нагрев жидкости.
Это техническое решение может быть широко использовано для получения горячей воды для тепло- и водоснабжения систем индивидуального пользования, например, коттеджей и загородных домов.
