EA 030370B1 20180731

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000030370b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Нагревательный элемент (1), питаемый переменным током и предназначенный для нагревания окружающей его внешней среды (2), причем указанный нагревательный элемент (1) имеет корпус (3) в форме полого тела, закрытый или оснащенный одним или более отверстиями, и содержит по меньшей мере два электрода (5), изолированных от указанного корпуса (1) и друг от друга посредством изолирующего элемента (4), отличающийся тем, что указанный корпус (3) указанного нагревательного элемента (1) представляет собой объемный резонатор, в котором находится внутренняя среда (6), содержащая заряженные ионы, причем в случае открытого корпуса (3) она идентична указанной внешней среде (2), а в случае закрытого корпуса (3) она идентична или отличается от указанной внешней среды (2); причем указанные электроды (5) имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую и расположены в указанном корпусе (3) так, что их продольные оси (8), каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, или указанные электроды (5) выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, причем к указанным электродам (5) подведено модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуда переменного тока, а также размер указанных электродов определены известным способом для обеспечения работы указанного корпуса (3) нагревательного элемента (1) с резонансной частотой.

2. Нагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что указанная внешняя среда (2) представляет собой текучую среду или имеющий подходящие свойства гель подходящей консистенции или твердый материал, причем указанная внутренняя среда (6) представляет собой текучую среду с высокой теплопроводностью и теплопередачей или имеющий подходящие свойства гель или твердый материал.

3. Нагревательный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный корпус (3) опционально является телом вращения, предпочтительно трубкой, материал которого предпочтительно представляет собой металл, пластик или многослойный пластик, химически устойчивый к указанной внутренней среде (6) и указанной внешней среде (2) и обладает высокой теплопроводностью и способностью защищать от радиочастотных излучений.

4. Нагревательный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный изолирующий элемент (4) герметично прикреплен к указанному корпусу (3) и изготовлен из подходящего твердого материала, химически устойчивого к указанной среде, причем через указанный изолирующий элемент (4) проходит сигнальный датчик (20) эталонной температуры.

5. Нагревательный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанный корпус (3) имеет круглое, или многоугольное, или ребристое поперечное сечение, причем ребра имеют форму волн или угловых зубцов.

6. Нагревательный элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что указанные электроды (5) изготовлены из упругого листового металла с высокой проводимостью, химически устойчивого к воздействию указанной среды (2, 6).

7. Теплогенератор (43), питаемый переменным током и содержащий электронную схему (9) управления и нагревательный элемент (1) по п.1, контактирующий с теплопередающей средой, в частности с внешней средой (2), причем указанный нагревательный элемент (1) имеет корпус (3) в форме открытого или закрытого полого тела и содержит по меньшей мере два электрода (5), изолированных от указанного корпуса (3) и друг от друга посредством изолирующего элемента (4), причем указанная электронная схема (9) управления содержит сетевой источник (10) питания переменного тока, центральный блок (11) и сильноточный переключающий блок (12), причем выход (13) мощности указанного сетевого источника (10) питания соединен с указанным сильноточным переключающим блоком (12), частотный выход (14) указанного сетевого источника (10) питания соединен с указанным центральным блоком (11), а выход (15) указанного сильноточного переключающего блока (12) соединен с указанным нагревательным элементом (1), отличающийся тем, что указанный корпус (3) нагревательного элемента (1) представляет собой объемный резонатор, в котором находится внутренняя среда (6), содержащая заряженные ионы, причем в случае открытого корпуса (3) она идентична указанной внешней среде (2), а в случае закрытого корпуса (3) она идентична или отличается от указанной внешней среды (2), причем указанные электроды (5) имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую и расположены в указанном корпусе (3) так, что их продольные оси (8), каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, или указанные электроды (5) выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, причем на указанные электроды (5) подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуда переменного тока, а также размер указанных электродов определены известным способом для обеспечения работы указанного корпуса (3) нагревательного элемента (1) с резонансной частотой, причем указанный центральный блок (11) управляющего блока (9) содержит модулирующий сумматор (17) и генератор (18) опорной частоты, причем указанный генератор (18) опорной частоты, по существу, представляет собой генератор прямоугольных импульсов, оснащенный автоматическим частотным компаратором (19), причем один из входных сигналов указанного компаратора (19) является сигналом опорной частоты указанного генератора (18) опорной частоты, а другой его входной сигнал представляет собой сигнал сигнального датчика (20) эталонной температуры, переданный по каналу обратной связи из указанного нагревательного элемента (1), причем выходной сигнал (21) указанного генератора (18) опорной частоты представляет собой прямоугольный импульс, по существу, соответствующий резонансной частоте и подаваемый на первый вход (22) указанного модулирующего сумматора (17), причем частотный выход (14) указанного сетевого источника (10) питания соединен со вторым входом (24) указанного модулирующего сумматора (17) центрального блока (11), а выход (24) указанного модулирующего сумматора (17) соединен с управляющим входом (25) указанного сильноточного переключающего блока (12).

8. Теплогенератор по п.7, отличающийся тем, что указанная внешняя среда (2) представляет собой текучую среду, гель или твердый материал.

9. Теплогенератор по п.7 или 8, отличающийся тем, что указанный центральный блок (11) содержит управляющий блок (16) для управления указанным модулирующим сумматором (17) и указанным генератором (18) опорной частоты, причем указанный управляющий блок (16) также выполнен с возможностью управления контуром (26) измерения и регулирования тока, предназначенным для измерения и регулирования тока указанного нагревательного элемента (1), и контуром (27) измерения и регулирования температуры, предназначенным для измерения и регулирования температуры указанного нагревательного элемента (1), причем первый вход (28) указанного контура (26) измерения и регулирования тока соединен с токовым выходом (29) указанного нагревательного элемента (1), первый выход (30) указанного контура (26) измерения и регулирования тока соединен с токовым входом (31) указанного сильноточного переключающего блока (12), его второй выход (32) соединен с третьим входом (33) указанного модулирующего сумматора (17), а его третий выход (34) соединен с токовым входом (35) указанного генератора (18) опорной частоты, причем вход (36) указанного контура (27) измерения и регулирования температуры соединен с температурным выходом (37) указанного нагревательного элемента (1), первый выход (38) указанного контура (27) измерения и регулирования температуры соединен со вторым входом (39) указанного контура (26) измерения и регулирования тока, а его второй выход (40) соединен с температурным входом (41) указанного сильноточного переключающего блока (12).

10. Теплогенератор по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что между нагревательным элементом (1) и сильноточным переключающим блоком (12) подключен контур (42) защиты от перегрева.

11. Теплогенератор по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что указанный управляющий блок (16) представляет собой микропроцессорную схему.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское
патентное
ведомство
030370
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2018.07.31
(21) Номер заявки 201691110
(22) Дата подачи заявки 2014.11.26
(51) Int. Cl.
H05B 6/54 (2006.01) H05B 6/62 (2006.01)
(54) НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ПИТАЕМЫЙ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ, И
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР, ОСНАЩЕННЫЙ ТАКИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
(31) P1300697; P1300751
(32) 2013.12.02; 2013.12.21
(33) HU
(43) 2016.11.30
(86) PCT/HU2014/000113
(87) WO 2015/082944 2015.06.11
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
КООШ-ВАРЬЮ ЯНОШ; КООШ-ВАРЬЮ СОФИЯ; ПАТУШ ЙОЖЕФ; СЕКЕШШИ АТТИЛА ЕНЁ; ФЮЛЕШ ЙОЖЕФ; ифи. ФЮЗФА ПЕТЕР; ГОМБАИ ЛАСЛО; ХАЙЗЕР ШАНДОР; ВАРАДИ ГАБОР (HU)
(72) Изобретатель:
Коош-Варью Янош, Коош-Варью София, Патуш Йожеф, Секешши Аттила Енё (HU)
(74) Представитель:
Пантелеев А.С., Хмара М.В., Рыбаков В.М., Липатова И.И., Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Ильмер Е.Г., Осипов К.В. (RU)
(56) EP-A1-0207329
US-A1-2002047009
GB-A-844154
GB-A-874958
(57) Настоящее изобретение относится к нагревательному элементу (1), питаемому переменным током, и теплогенератору (43), содержащему нагревательный элемент (1) и электронную схему (90) управления. Нагревательный элемент имеет корпус (3) в форме полого тела, закрытый или оснащенный одним или более отверстиями, и содержит по меньшей мере два электрода (5), изолированных от указанного корпуса (1) и друг от друга посредством изолирующего элемента (4). Указанная электронная схема (9) управления содержит сетевой источник (10) питания переменного тока, центральный блок (11) и сильноточный переключающий блок (12). Выход (15) указанного сильноточного переключающего блока (12) соединен с указанным нагревательным элементом (1). Указанные электроды (5) имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую, причем каждая из их продольных осей (8) или образующих линий выполнена в форме экспоненциальной кривой. На указанные электроды (5) подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц.
Настоящее изобретение относится к нагревательному элементу, питаемому переменным током и используемому для нагревания внешней среды, окружающей указанный нагревательный элемент. Нагревательный элемент имеет корпус, выполненный в форме открытого или закрытого полого тела, и содержит по меньшей мере два электрода, изолированных от указанного корпуса и друг от друга посредством изолирующего элемента. Настоящее изобретение также относится к теплогенератору, питаемому переменным током и содержащему электронную схему управления и нагревательный элемент, контактирующий с теплопередающей средой. Электронная схема управления содержит сетевой источник питания переменного тока, центральный блок и сильноточный переключающий блок. Выход мощности сетевого источника питания соединен с сильноточным переключающим блоком. Частотный выход сетевого источника питания соединен с центральным блоком. Выход сильноточного переключающего блока соединен с нагревательным элементом.
В патентной заявке EP 0690660 раскрыт способ и устройство для нагревания ионной текучей среды. Известное устройство состоит из продолговатого корпуса, через который циркулирует указанная жидкость. У впускного и выпускного отверстий корпуса расположено два одинаковых электрода. Между указанными электродами образуется электрическое поле. Во время нагревания между электродами протекает жидкость. В центре корпус сужается с образованием узкой трубы, поперечное сечение которой вычислено с учетом желаемого расхода текучей среды. В электродах расположены перфорированные диски, в которых количество и размер отверстий зависит от вязкости и расхода текучей среды. Плотность электрического тока между электродами составляет не более 40 мА/см2.
В этом техническом решении жидкость нагревается двумя электродами, находящимися непосредственно в протекающем веществе. Это значит, что для функционирования системы необходим непрерывный поток жидкости, которым, естественно, может быть собственно поток нагретой жидкости. Нагретая среда совпадает со средой, окружающей электроды, так что тип теплопередающей среды ограничен.
В патентной заявке US 4072847 раскрыт электрический нагревательный элемент, содержащий запаянную стеклянную трубку, имеющую запаянную трубчатую конструкцию, образованную металлической трубкой, содержащей электрический нагревательный элемент, изолированный от указанной металлической трубки, и пластиковую трубку, припаянную к одному из концов металлической трубки и содержащую термостат для нагревательного элемента.
В патентной заявке US 2002096511 раскрыт регулятор температуры для электрического нагревательного оборудования, выполненный с возможностью поддержания температуры на, по существу, постоянном уровне для экономии энергии. Данный регулятор содержит реле, присоединенное между источником питания переменного тока и нагревательным оборудованием, и центральный блок для переключения указанного реле. Реле непрерывно выдает входное напряжение переменного тока, полученное от источника питания переменного тока, или, альтернативно, выдает входное напряжение переменного тока, периодически за счет исключения одного цикла сигнала из сигнала входного напряжения переменного тока. Регулирование температуры электрического нагревательного оборудования реализуется за счет управления кажущейся частотой входного напряжения переменного тока, подаваемого на электрическое нагревательное оборудование при регулировании интервала сигнала.
Данное техническое решение можно считать энергосберегающим, поскольку оно позволяет поддерживать постоянную температуру нагретой среды, то есть воздействие нагрева исключено или уменьшено в соответствующее количество раз. Выходными характеристиками управляют путем изменения коэффициента заполнения. Тем самым можно управлять допустимой электрической мощностью, в результате чего происходит пропорциональное изменение воздействия нагрева. Следует отметить, что в данном известном техническом решении вместо частоты управляют коэффициентом заполнения. При этом указанное техническое решение является пригодным для управления выходными характеристиками напрямую. Однако, в настоящем изобретении речь идет о настройке и поддержании резонансной частоты, применимой в особой среде.
В патентной заявке RU 2189541 раскрыта технология ионизации. В данном техническом решении используют соосно установленные фазные электроды и нулевые электроды. Теплопроводность осуществляется в зависимости от сопротивления текучей среды, при этом используют тепло, создаваемое за счет электрического тока. Основная идея аналогична идее омических нагревателей. Настоящее изобретение отличается от данного технического решения экспоненциальной формой кривой. Кроме того, в настоящем изобретении использованы высокоэффективные соударения и трение между заряженными ионами, что ослабляет омический эффект и приводит к интенсивному выделению тепла. Настоящее изобретение можно реализовать с небольшими затратами, поскольку отсутствует необходимость в использовании каких-либо особых материалов.
В патентной заявке EP 0207329 раскрыты способ и устройство преобразования электрической энергии в тепловую энергию. Существенным фактором в данном случае является то, что известное устройство, содержащее корпус, защищенный с внешней стороны от воздействия давления и текучих сред, имеет внутри диэлектрик, состоящий из смеси высокочистого металла и дистиллированной воды или трансформаторного масла. По меньшей мере один электрод проходит внутрь корпуса через изолирующий канал. Если использовано два стержневых электрода, то они подключены к источнику тока с управляющим
устройством. Если использован один электрод, то он и корпус, который в этом случае состоит из электропроводного материала, как и электрод, подключены к источнику тока с управляющим устройством. Управляющее устройство управляет источником тока так, что на исходной рабочей фазе в диэлектрике возбуждаются колебания на резонансной частоте, причем в дальнейшем на него подают только такое количество энергии, которое требуется для поддержания состояния резонансного колебания диэлектрика. Возбуждение и подача энергии могут быть обеспечены посредством постоянного или переменного тока, предпочтительно высокочастотного несинусоидального переменного тока.
Данное техническое решение полностью отличается от настоящего изобретения. В известном техническом решении используют высокую частоту, при этом устройство функционирует на частоте диэлектрика в замкнутом пространстве, а не на резонансной частоте полости. Согласно соответствующему документу внутри корпуса предусмотрено два электрода или одним из электродов может являться сам корпус. Определяющим фактором является резонансная частота электрической текучей среды между двумя электродами. Текучая среда представляет собой дистиллированную воду, содержащую металл высокой степени очистки, или трансформаторное масло. Данная текучая среда лишь частично является диэлектриком, поскольку она также содержит ионы. В настоящем изобретении вместо резонансной частоты диэлектрической текучей среды, заполняющей полость, определяющим фактором является внутреннее пространство корпуса, то есть резонансная частота объемного резонатора. Это значит, что корпус, по существу, функционирует в качестве объемного резонатора, при этом сам корпус или материал внутри корпуса не важны. Еще одно значительное отличие состоит в том, что в настоящем изобретении используется значительно более низкая частота.
В патентной заявке US 2009/0263113 раскрыт способ нагревания текучей среды, содержащей ди-польные частицы, например, молекулы или кластеры молекул, причем текучую среду подвергают воздействию электрического поля в теплогенераторе, что вызывает ориентирование частиц текучей среды в соответствии с их зарядом. Частицы дополнительно подвергают воздействию импульсов напряжения, что приводит к разрушению частиц ближнего порядка, причем частицы текучей среды могут перемещаться при резонансных колебаниях посредством импульсов напряжения. В результате, происходит выделение тепловой энергии.
Единственное сходство между описанным выше известным способом и настоящим изобретением заключается в том, что частицы текучей среды заряжаются и их заряд можно изменить извне. Однако, в настоящем изобретении мера изменения не зависит от прикладываемой энергии. Согласно настоящему изобретению в резонансном пространстве амплитуда движения уже заряженных частиц модулируется и непрерывно увеличивается при особой компоновке электродов. Вследствие этого, модулированный пучок частиц движется вдоль значительно более длинного пути. Таким образом, количество необходимой и используемой энергии оказывается значительно меньше.
Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении новаторского теплогенератора, работа которого основана на всех физических законах, ранее применяемых не так часто и приводящих к значительному увеличению теплопроизводительности, и которое может быть использовано для нагревателей в домах и на промышленных предприятиях. Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить теплогенератор, работой которого можно легко управлять.
Было установлено, что движение ионов в заданной среде приводит к выделению значительного количества тепла. Также было установлено, что при возбуждении ионов в ионосодержащей среде, по меньшей мере, в частично закрытом пространстве при резонансной частоте пространства, во время амплитудной модуляции приведенных в движение ионов образуется стоячая волна. В результате между ионами происходят высокоэффективные соударения, которые вызывают активное выделение тепла. Для этого в заданное пространство необходимо встроить надлежащим образом выполненные осцилляторы с переменной полярностью. При этом требуется наличие подходящей высокоэффективной электронной схемы для осцилляторов и контроллера. Использование электронной схемы для контроля и регулирования модулирующей частоты позволяет дополнительно повысить эффективность, поскольку энергия, необходимая для достижения той же самой температуры, оказывается значительно меньше. Расход энергии, необходимый для данного типа тепловыделения, совершенно отличается от случая применения электрического, но омического теплогенератора.
Один из аспектов настоящего изобретения относится к нагревательному элементу, питаемому переменным током, используемому для нагревания внешней среды, окружающей указанный нагревательный элемент. Нагревательный элемент имеет корпус в форме полого тела, который представляет собой объемный резонатор, причем он закрыт или оснащен одним или более отверстиями, и содержит по меньшей мере два электрода, изолированных от корпуса и друг от друга посредством изолирующего элемента. Внутри корпуса нагревательного элемента находится внутренняя среда, содержащая заряженные ионы. В случае открытого корпуса внутренняя среда идентична внешней среде, а в случае закрытого корпуса она идентична или отличается от внешней среды. Электроды имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую. Электроды расположены в корпусе так, что их продольные оси, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, то есть, расстояние между их продольными осями увеличивается экспоненциально. В другом варианте осуществления настоящего
изобретения, электроды выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, то есть, расстояние между образующими линиями увеличивается экспоненциально. На электроды подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуда переменного тока, а также размер электродов определены известным способом для обеспечения работы корпуса нагревательного элемента с резонансной частотой.
Другой аспект настоящего изобретения относится к теплогенератору, питаемому переменным током и содержащему электронную схему управления и нагревательный элемент, контактирующий с теп-лопередающей средой. Нагревательный элемент имеет корпус в форме открытого или закрытого полого тела и содержит по меньшей мере два электрода, изолированных от корпуса и друг от друга посредством изолирующего элемента. Электронная схема управления содержит сетевой источник питания переменного тока, центральный блок и сильноточный переключающий блок. Выход мощности сетевого источника питания соединен с сильноточным переключающим блоком. Частотный выход сетевого источника питания соединен с центральным блоком. Выход сильноточного переключающего блока соединен с нагревательным элементом. Внутри корпуса нагревательного элемента расположена внутренняя среда, содержащая заряженные ионы. В случае открытого корпуса внутренняя среда идентична внешней среде, а в случае закрытого корпуса она идентична или отличается от внешней среды.
Электроды имеют в поперечном сечение ломаную или трехмерную кривую. Электроды расположены в корпусе так, что их продольные оси, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, то есть, расстояние между их продольными осями увеличивается экспоненциально. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, электроды выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, то есть, расстояние между образующими линиями увеличивается экспоненциально. На электроды подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуды переменного тока, а также размер электродов определены известным способом для обеспечения работы корпуса нагревательного элемента с резонансной частотой. Центральный блок управляющего блока содержит моделирующий сумматор и генератор опорной частоты. По существу, генератор опорной частоты представляет собой генератор прямоугольных импульсов, оснащенный автоматическим частотным компаратором. Один из входных сигналов компаратора является сигналом опорной частоты генератора опорной частоты, а другой его входной сигнал представляет собой сигнал эталонной температуры, переданный по каналу обратной связи из нагревательного элемента. Выходной сигнал генератора опорной частоты представляет собой прямоугольный импульс, по существу, соответствующий резонансной частоте и подаваемый на первый вход модулирующего сумматора. Частотный выход сетевого источника питания соединен со вторым входом модулирующего сумматора центрального блока. Выход модулирующего сумматора соединен с управляющим входом сильноточного переключающего блока.
Для обеспечения преимуществ настоящего изобретения требуется регулирование трех переменных и предварительное вычисление резонансной точки. Для одной из трех переменных, в частности, проводимости внутренней среды, следует задавать надлежащее значение до начала работы устройства, а ток и температуру следует устанавливать во время эксплуатации устройства.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения изложены в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Ниже приведено подробное раскрытие предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых
на фиг. 1 в разрезе, на виде сбоку показан нагревательный элемент с открытым концом;
на фиг. 2 в разрезе, на виде сбоку показан нагревательный элемент с закрытым концом, причем нагревательный элемент заполнен внутренней средой;
на фиг. 3 схематично проиллюстрирован возможный вариант осуществления электронной схемы управления;
на фиг. 4 схематично показан возможный вариант осуществления теплогенератора;
на фиг. 5 с частичным разрезом показан нагревательный элемент, оснащенный электродом, выполненным в виде тела вращения;
на фиг. 6 представлен график температуры/мощности заявленного теплогенератора в сравнении с омическими устройствами, причем по горизонтальной оси отложено истекшее время в минутах, а по вертикальной оси отложено отношение температура/мощность.
Предлагаемый в настоящем изобретении нагревательный элемент 1, питаемый переменным током, используют для нагревания окружающей его внешней среды 2. Нагревательный элемент 1 содержит корпус 3 в форме полого тела, который представляет собой объемный резонатор и имеет одно или более отверстий (фиг. 1), или закрытый корпус 3 (см. фиг. 2), а также содержит по меньшей мере два электрода 5, изолированных от корпуса 3 и друг от друга посредством изолирующего элемента 4, изготовленного
из подходящего твердого материала, химически устойчивого к среде. Материал изолирующего элемента 4 имеет высокую электрическую и термическую изолирующую способность и является подходящим твердым материалом для удерживания волн, генерируемых во время эксплуатации во внутреннем пространстве корпуса 3. Закрытый полый корпус 3 может быть выполнен в виде цельного элемента, то есть трубки, закрытой закрывающим элементом 7. Корпус 3 опционально является телом вращения, предпочтительно трубкой. Внутри корпуса 3 нагревательного элемента 1 расположена внутренняя среда 6, содержащая заряженные ионы, причем она идентична внешней среде 2 в случае использования открытого корпуса 3. В случае закрытого корпуса 3 она может быть идентична или отличаться от внешней среды 2. В последнем случае наличие во внешней среде 2 заряженных ионов не является обязательным. Материал корпуса 3 может представлять собой, например, металл, или пластик, или многослойный пластик, химически устойчивый к внутренней среде 6 и внешней среде 2, причем он обладает высокой теплопроводностью и способностью защищать от радиочастотных излучений.
Электроды 5 имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую. Их продольные оси 8, каждая из которых выполнена в форме экспоненциальной кривой, являются расходящимися, то есть, расстояние между их продольными осями 8 увеличивается экспоненциально. В другом варианте осуществления настоящего изобретения электроды 5 выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которой выполнена в форме экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, то есть расстояние между образующими линиями увеличивается экспоненциально. На электроды 5 подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц. Значение частоты и амплитуды напряжения переменного тока, а также размер электродов 5 для обеспечения работы корпуса 3 нагревательного элемента 1 с требуемой резонансной частотой определяют известным способом, например, путем вычисления резонатора Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца представляет собой акустический резонатор, состоящий из трубки и полости. Фактически он представляет собой акустический эквивалент индуктивно-емкостной цепи. Резонансная частота получена на основе формулы Томсона.
Материал электродов 5 представляет собой эластичный, коррозионно-устойчивый металл с высокой проводимостью, не обязательно выполненный в виде пластины. Их назначение состоит в передаче требуемой электрической мощности с требуемой частотой во внутреннюю среду 6, содержащую заряженные ионы. Как правило, они выполнены в форме экспоненциально расходящихся кривых, так как данная форма является более эффективной. Однако возможны и другие формы. Длину электродов 5 определяют на основании характеристики резонансной частоты объемных резонаторов. Их количество составляет как минимум два.
Когда полярность электродов 5 меняется на противоположную, ионы меняют направление и движутся к противоположному заряду, что приводит к повышенному выделению тепла. Интенсивное выделение тепла и минимальная газификация в случае конкретных текучих сред - например, среды, содержащей заряженные ионы - могут быть обеспечены, только и единственно, за счет подачи переменного тока.
Во время амплитудной модуляции приведенных в движение ионов с заданной частотной характеристикой резонансного пространства, в полости корпуса 3 нагревательного элемента 1 образуется стоячая волна. В результате, между подвижными заряженными ионами происходят высокоэффективные соударения, что приводит к активному выделению тепла, причем, как правило, по сравнению с омическими теплогенераторами выделяется больше тепла при использовании одинакового количества энергии.
Исходя из экспоненциально расходящейся формы кривых и управления переменным напряжением электродов 5 - вследствие чего происходит непрерывное изменение полярности пары электродов 5 - индуцируется амплитудная модуляция. В результате, колеблющиеся ионы движутся вдоль непрерывного более длинного пути между двумя электродами 5 к внутреннему концу электродов 5.
где ma является множителем экспоненциальной функции, то есть в рассматриваемом примере из-
Во время длительного и пульсирующего движения происходит увеличение трения ионов, что приводит к повышенному выделению тепла в заданной среде. Объемный резонатор, в данном случае - внутреннее пространство 3, является резонансно настроенным. Значение резонансной частоты определяют по внутренней длине L и внутреннему поперечному сечению A корпуса 3 (см. фиг. 2). Резонансную частоту и/или емкостный коэффициент Ca корпуса определяют известным способом с помощью соотношений, используемых в акустических системах. На основании этих значений известным способом можно определить постоянный множитель функции, определяющей экспоненциальную кривую электродов 5. Для этого существует широкий спектр технической литературы, в которой можно найти как соотношение Гельмгольца, так и соотношение Томсона. Применимое соотношение имеет вид
вестная экспоненциальная функция, определяющая форму электродов 5, имеет вид y = maxax, причем y представляет собой активную длину продольной оси 8 или образующей линии электрода 5. Значение параметра ax следует выбирать так, чтобы электрод 5 не соприкасался с внутренней стенкой корпуса 3.
Резонансную частоту можно определить путем измерения таким образом, чтобы частота, приложенная к минимальному току, принятому для функционирования нагревательного элемента 1, представляла собой резонансную частоту ю0. Так как нагревательный элемент 1 функционирует с резонансной частотой, определенной по физическому размеру корпуса 3, формируется стоячая волна. Из-за этой стоячей волны, энергия, необходимая для поддержания процесса, начатого движением ионов, оказывается меньше энергии, необходимой в случае применения традиционных электрических нагревателей. Когда управляющая частота выходит за пределы диапазона резонансной частоты, относящейся к заданному корпусу 3, упомянутые выше эффекты не наблюдаются. Наибольшую эффективность системы можно получить рядом с резонансной частотой ю0.
Внешняя среда 2 представляет собой текучую среду или имеющий подходящие свойства гель или твердый материал. Внутренняя среда 6 представляет собой текучую среду с высокой теплопроводностью и теплопередачей или имеющий подходящие свойства гель или твердый материал, содержащий заряженные ионы. Подходящим материалом для внутренней среды 6 или для внешней среды 2, при их совпадении, является текучая среда или материал в твердом состоянии или гель, содержащий заряженные ионы и имеющий высокие теплопроводящие свойства. Материал в жидком состоянии, предпочтительно, используют в качестве внутренней среды 6 для создания надлежащей стоячей волны. Назначение ее в системе заключается в том, чтобы обеспечить заряженные ионы во время эксплуатации, которые начинают колебаться и двигаться благодаря используемой энергии. Внутри материала трение ионов во время их движения приводит к выделению тепла, передаваемого на поверхность корпуса 3.
Изолирующий элемент 4 герметично прикреплен к корпусу 3. Сигнальный датчик 20 эталонной температуры проходит через изолирующий элемент 4 и соединен с температурным выходом 37 для регулирования, повторного регулирования резонансной частоты. Соединители электродов 5 передают преобразованную электрическую энергию на электроды 5 нагревательного элемента 1 через гальваническое соединение с небольшими потерями. Соединители должны иметь высокую электропроводность, их материал должен быть подходяще твердым и иметь гибкую структуру, чтобы гальваническое соединение не разъединялось из-за колебаний электродов во время эксплуатации. Это приведет к повышению сопротивления, которое, в свою очередь, приведет к снижению проводимости.
Корпус 3 может иметь круглое или многоугольное поперечное сечение или может иметь ребра, причем ребра выполнены в форме волн или угловых зубцов. Электроды 5 расположены в трубчатом корпусе 3 так, что их продольные оси, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, то есть расстояние между их продольными осями увеличивается экспоненциально (фиг. 1 и 2). В другом варианте осуществления настоящего изобретения электроды 5, имеющие форму тела вращения, расположены концентрично, причем каждая из их образующих линий имеет форму экспоненциальной кривой, расходящейся от их оси вращения, то есть расстояние между образующими линиями увеличивается экспоненциально (фиг. 5). Электроды 5 изготовлены из упругого, листового металла с высокой проводимостью, химически устойчивого к воздействию среды 2, 6.
Таким образом, материал корпуса 3 нагревательного элемента 1 может представлять собой любой материал с высокой теплопроводностью, например, металл, пластик или многослойный пластик, менее химически аффинированный (но не исключительно коррозионно-устойчивый) со средой, содержащей заряженные ионы. Его высокая теплопроводность гарантирует, что передача тепла, выделяемого внутри резонатора, происходит быстро и только с незначительными потерями тепла. Он может быть цилиндрическим или может иметь призматическое поперечное сечение. С точки зрения распространения волн рекомендуют цилиндрическую форму корпуса. Его наружная поверхность может быть укреплена ребрами для обеспечения хорошей теплопередачи, но, как правило, это не оказывает влияния на функционирование. Материал корпуса 3 должен иметь высокую способность защиты от радиочастотного излучения. Что касается частоты и мощности, размер корпуса можно определить посредством известных формул, используемых для вычисления объемных резонаторов.
Нагревательные элементы, питаемые переменным током, приводятся в действие электронной схемой 9 управления. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения электронная схема 9 управления (показанная пунктирной линией на фиг. 3) содержит сетевой источник 10 питания, центральный блок 11 и сильноточный переключающий блок 12.
Сетевой источник 10 питания подает мощность для реализации процесса выделения тепла. Он оснащен шумовым фильтром для фильтрации помех, поступающих из электрической сети, и для предотвращения возврата помех центрального блока 11 обратно в сеть. Кроме того, он оснащен плавким и/или механическим предохранителем для защиты центрального блока 11, сильноточного переключающего блока 12 и электродов 5.
Выход 13 мощности сетевого источника 10 питания соединен с высокоточным переключающим блоком 12. Частотный выход 14 сетевого источника 10 питания соединен с центральным блоком 11. Вы
ход 15 сильноточного переключающего блока 12 соединен с нагревательным элементом 1.
Центральный блок 11 содержит модулирующий сумматор 17 и генератор 18 опорной частоты. Сигнал, создаваемый генератором 18 опорной частоты, модулируется по частоте сети посредством модулирующего сумматора 17. Назначение модулирующего сумматора 17 заключается в согласовании по фазе опорной частоты с частотой сети, причем частота сети составляет 50-60 Гц, а опорная частота равна 1000-60000 Гц (в соответствии с характеристикой резонансной частоты корпуса 3 нагревательного элемента 1). Коэффициент заполнения сигнала составляет 1-100% (коэффициент заполнения в значительной степени зависит от среды, содержащей заряженные ионы). Диапазон рабочего напряжения составляет 110-1000 В. Предпочтительно прикладывают напряжение менее 400 В. В некоторых конкретных случаях, когда проводимость ионной среды низкая, используют напряжение более 400 В. Однако из-за близости электродов 5, а также в тех случаях, когда среда имеет высокую проводимость, возможно образование электрической дуги, возникновения которой следует избегать из соображений безопасности.
Генератор 18 опорной частоты, по существу, представляет собой генератор прямоугольных импульсов, оснащенный автоматическим частотным компаратором 19.
Генератор 18 опорной частоты представляет собой стабильный генератор прямоугольных импульсов, содержащий автоматический частотный компаратор (АЧК), применяемый для компенсации опорной частоты, необходимой для резонансной частоты, на основании температуры, измеренной датчиком 20 нагревательного элемента 1 и поданной по каналу обратной связи через температурный выход 37. Это необходимо, поскольку резонансная частота непрерывно меняется при изменении температуры среды, содержащей заряженные ионы.
Один из входных сигналов компаратора 19 является сигналом опорной частоты генератора 18 опорной частоты, а его другой входной сигнал представляет собой эталонный сигнал, поданный по каналу обратной связи из нагревательного элемента 1, то есть, сигнал датчика 20, переданный у температурного выхода 37.
Выходной сигнал 21 генератора 18 опорной частоты представляет собой прямоугольный импульс, имеющий частоту, по существу, соответствующую резонансной частоте и передаваемый на первый вход 22 модулирующего сумматора 17. Частотный выход 14 сетевого источника 10 питания соединен со вторым входом 23 модулирующего сумматора 17. Выход 24 модулирующего сумматора 17 соединен с управляющим входом 25 сильноточного переключающего блока 12.
Сильноточный переключающий блок 12 передает ток сети из сетевого источника 10 питания на электроды 5 через выход 15 согласно модулированному сигналу, переданному на его управляющий вход 25. Для этого целесообразно использовать тиристор или другую подобную известную переключающую технологию.
В более сложном варианте осуществления электронной схемы 9 управления центральный блок 11 содержит управляющий блок 16 (на фиг. 4 он заключен в рамку, обозначенную жирной пунктирной линией).
Управляющий блок 16 управляет модулирующим сумматором 17 и генератором 18 опорной частоты. Электронная схема 9 управления также содержит блок 26 измерения и регулирования тока, предназначенный для измерения тока нагревательного элемента 1, и блок 27 измерения и управления температурой, предназначенный для измерения температуры нагревательного элемента 1. Блок 26 измерения и регулирования тока и блок 27 измерения и регулирования температуры также управляются управляющим блоком 16.
Блок 26 измерения и регулирования тока управляет количеством тока на электродах на основании установленного эталонного значения и значения, измеренного во время эксплуатации.
Контур 27 измерения и регулирования температуры предназначен для измерения температуры нагревательного элемента 1, и на основании установленного и измеренного значений он регулирует, включает и выключает ток на электродах согласно заданным табличным значениям. В данном варианте осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент 1 также оснащен токовым выходом 29 для измерения тока на нагревательном элементе 1. Кроме того, температурный выход 37 датчика 20 соединен с генератором 18 опорной частоты через контур 27 измерения и регулирования температуры и контур 26 измерения и регулирования тока.
Первый вход 28 контура 26 измерения и регулирования тока соединен с токовым выходом 29 нагревательного элемента 1. Первый выход 30 контура 26 измерения и регулирования тока соединен с токовым входом 31 сильноточного переключающего блока 12, его второй выход 32 соединен с третьим входом 33 модулирующего сумматора 17, а его третий выход 34 соединен с токовым входом 35 генератора 18 опорной частоты. Вход 36 контура 27 измерения и регулирования температуры соединен с температурным выходом 37 нагревательного элемента 1. Его первый выход 38 соединен со вторым входом 39 контура 26 измерения и регулирования тока, его второй выход 40 соединен с температурным входом 41 сильноточного переключающего блока 12. Благодаря такой компоновке требуемое значение резонансной частоты обеспечивается во время управления на основании температуры и потребления тока нагревательного элемента 1. Наименьшее потребление энергии может быть обеспечено за счет эксплуатации нагревательного элемента 1 при резонансной частоте, то есть минимальное потребление тока мо
жет быть приведено к требуемой температуре.
Из соображений безопасности между нагревательным элементом 1 и сильноточным переключающим блоком 12 подключен контур 42 защиты от перегрева.
Управляющий блок 16 предпочтительно реализован в виде микропроцессорной микросхемы, выполняющей подходящую управляющую программу. Модулирующий сумматор 17, генератор 18 опорной частоты, контур 26 измерения и регулирования тока и контур 27 измерения и регулирования температуры могут также быть реализованы посредством так называемого микроконтроллера или других управляющих блоков, используемых в компьютерных технологиях, выполняющих конкретную уникальную программу.
Теплогенератор 43 согласно настоящему изобретению содержит нагревательный элемент 1 и электронную схему 9 управления. Простой вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 3. В данном техническом решении нагревательный элемент 1, заполненный внутренней средой 6 и соединенный с электронной схемой 9 управления, раскрытый выше со ссылкой на фиг. 3, расположен в подходящей внешней среде 2. Естественно, внешняя среда содержится в устройстве, вырабатывающем тепловую энергию. В данном случае также, внутренняя среда 6 может быть идентична внешней среде 2.
Более сложный вариант осуществления теплогенератора 43 согласно настоящему изобретению показан на фиг. 4. В данном варианте нагревательный элемент 1, заполненный внутренней средой 6 и соединенный с электронной схемой 9 управления, показан со ссылкой на фиг. 4 и расположен в соответствующей внешней среде 2. Естественно, внешняя среда содержится в устройстве, вырабатывающем тепловую энергию. В данном случае также, внутренняя среда 6 может быть идентична внешней среде 2.
Когда требуется большее количество тепла, а также в случае, когда физические размеры ограничены или необходимо использовать заданное количество уровней мощности, можно применить несколько нагревательных элементов, так как с учетом резонанса каждый из нагревательных элементов является автономным блоком. Однако, каждый из нагревательных элементов 1 должен быть оснащен соответствующей электронной схемой 9 управления. В противном случае, возможно увеличение размеров, но в каждом случае необходимо учитывать физические законы, относящиеся к объемным резонаторам.
На графике, представленном на фиг. 6, показано потребление температуры/мощности электрического масляного радиатора, оснащенного омическим нагревательным элементом, имеющемся на рынке, в сравнении с потреблением температуры/мощности радиатора такого же типа, но оснащенного тепловым генератором 43 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, в зависимости от времени. На фиг. 6 сплошной линией обозначено потребление мощности теплогенератора 43 согласно настоящему изобретению в зависимости от времени для достижения температуры поверхности масляного радиатора в 80°C. Для этого необходимо 15 мин и мощность 30 Вт. Пунктирной линией обозначено потребление мощности традиционного омического устройства в зависимости от времени для достижения температуры поверхности в 80°C. Для этого необходимо 4,5 мин и мощность 190 Вт. Очевидно, что предлагаемое техническое решение потребляет менее 1/6 мощности, используемой омическим устройством. Данное отношение остается неизменным при поддержании температуры.
Теплогенератор 43 согласно настоящему изобретению может быть реализован, например, следующим образом. Нагревательный элемент 1 согласно настоящему изобретению может быть встроен, например, в нижнюю резьбовую соединительную часть масляного радиатора после удаления исходного омического нагревательного элемента. Нагревательный элемент 1 проходит в корпус радиатора примерно на 1/3 его длины. При этом радиатор на 3/4 заполнен обычной водопроводной водой. В данном случае теплопроводящая внешняя среда 2 между корпусом радиатора и нагревательным элементом 1 представляет собой обычную водопроводную воду. Радиатор оснащен краном для заполнения и слива среды. Воздушная подушка над внешней средой выступает в качестве расширительной емкости. Выделение тепла вызывает гравитационное движение внешней среды 2, в результате чего происходит нагревание каждого из радиаторных элементов и почти всей их поверхности. Электронная схема 9 управления реализована и соединена с нагревательным элементом 2 в соответствии с приведенным выше описанием. Электрическая мощность для функционирования электронной схемы 9 управления подается через электрическую сеть. Электронная схема 9 управления может быть расположена на стене или может быть установлена на радиаторе в закрытом изолированном кожухе, специально спроектированном для этого. В случае необходимости дополнительного повышения эффективности используемой энергии с устройством может быть соединен комнатный термостат.
Нагревательный элемент и теплогенератор согласно настоящему изобретению имеют ряд преимуществ. Он прост в изготовлении, отсутствует необходимость в использовании специальных материалов, при этом все его составные части можно легко получить. Во время эксплуатации отсутствуют продукты горения, на месте применения не выделяется окись углерода, при этом отсутствует опасность взрыва и отравления, то есть, он является экологически безвредным и безопасным. Его можно установить быстро и дешево. Его работа является высокоэффективной, при этом его можно широко использовать, а требования к техническому обслуживанию минимальны. В отличие от известных технических решений, настоящее изобретение обеспечивает экономию значительного количества ископаемого топлива для выделения одной единицы тепловой энергии. Оно подходит для любого вида устройств, необходимых для
выделения тепловой энергии и используемых для нагревания и охлаждения. Например:
a) его можно использовать для нагревания частных домов, загородных домов, офисов, промышленных предприятий, отелей, торговых центров с радиаторами и печками, для нагревания домов-фургонов с радиаторами;
b) его можно использовать для нагревания бассейнов, аквапарков, в электрических нагревательных системах автомобиля, в теплицах, а также можно использовать на животноводческих фермах, в нагревательных системах кораблей;
c) его можно использовать в системе горячего водоснабжения;
d) его можно использовать в технологии абсорбционного охлаждения, в холодильных камерах, воздушных кондиционерах, в холодильниках для хранения пищевых продуктов, в промышленных холодильниках.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Нагревательный элемент (1), питаемый переменным током и предназначенный для нагревания окружающей его внешней среды (2), причем указанный нагревательный элемент (1) имеет корпус (3) в форме полого тела, закрытый или оснащенный одним или более отверстиями, и содержит по меньшей мере два электрода (5), изолированных от указанного корпуса (1) и друг от друга посредством изолирующего элемента (4), отличающийся тем, что указанный корпус (3) указанного нагревательного элемента (1) представляет собой объемный резонатор, в котором находится внутренняя среда (6), содержащая заряженные ионы, причем в случае открытого корпуса (3) она идентична указанной внешней среде (2), а в случае закрытого корпуса (3) она идентична или отличается от указанной внешней среды (2); причем указанные электроды (5) имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую и расположены в указанном корпусе (3) так, что их продольные оси (8), каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, или указанные электроды (5) выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, причем к указанным электродам (5) подведено модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуда переменного тока, а также размер указанных электродов определены известным способом для обеспечения работы указанного корпуса (3) нагревательного элемента (1) с резонансной частотой.
2. Нагревательный элемент по п.1, отличающийся тем, что указанная внешняя среда (2) представляет собой текучую среду или имеющий подходящие свойства гель подходящей консистенции или твердый материал, причем указанная внутренняя среда (6) представляет собой текучую среду с высокой теплопроводностью и теплопередачей или имеющий подходящие свойства гель или твердый материал.
3. Нагревательный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный корпус (3) опционально является телом вращения, предпочтительно трубкой, материал которого предпочтительно представляет собой металл, пластик или многослойный пластик, химически устойчивый к указанной внутренней среде (6) и указанной внешней среде (2) и обладает высокой теплопроводностью и способностью защищать от радиочастотных излучений.
4. Нагревательный элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанный изолирующий элемент (4) герметично прикреплен к указанному корпусу (3) и изготовлен из подходящего твердого материала, химически устойчивого к указанной среде, причем через указанный изолирующий элемент (4) проходит сигнальный датчик (20) эталонной температуры.
5. Нагревательный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что указанный корпус (3) имеет круглое, или многоугольное, или ребристое поперечное сечение, причем ребра имеют форму волн или угловых зубцов.
6. Нагревательный элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что указанные электроды (5) изготовлены из упругого листового металла с высокой проводимостью, химически устойчивого к воздействию указанной среды (2, 6).
7. Теплогенератор (43), питаемый переменным током и содержащий электронную схему (9) управления и нагревательный элемент (1) по п.1, контактирующий с теплопередающей средой, в частности с внешней средой (2), причем указанный нагревательный элемент (1) имеет корпус (3) в форме открытого или закрытого полого тела и содержит по меньшей мере два электрода (5), изолированных от указанного корпуса (3) и друг от друга посредством изолирующего элемента (4), причем указанная электронная схема (9) управления содержит сетевой источник (10) питания переменного тока, центральный блок (11) и сильноточный переключающий блок (12), причем выход (13) мощности указанного сетевого источника (10) питания соединен с указанным сильноточным переключающим блоком (12), частотный выход (14) указанного сетевого источника (10) питания соединен с указанным центральным блоком (11), а выход (15) указанного сильноточного переключающего блока (12) соединен с указанным нагревательным элементом (1), отличающийся тем, что указанный корпус (3) нагревательного элемента (1) представляет
1.
собой объемный резонатор, в котором находится внутренняя среда (6), содержащая заряженные ионы, причем в случае открытого корпуса (3) она идентична указанной внешней среде (2), а в случае закрытого корпуса (3) она идентична или отличается от указанной внешней среды (2), причем указанные электроды (5) имеют в поперечном сечении ломаную или трехмерную кривую и расположены в указанном корпусе (3) так, что их продольные оси (8), каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, являются расходящимися, или указанные электроды (5) выполнены в виде части оболочки тела вращения, причем его образующие линии, каждая из которых имеет форму экспоненциальной кривой, расходятся от их оси вращения, причем на указанные электроды (5) подается модулированное напряжение переменного тока с коэффициентом заполнения, с амплитудой не более 1000 В и частотой 1000-60000 Гц, причем требуемое значение частоты и амплитуда переменного тока, а также размер указанных электродов определены известным способом для обеспечения работы указанного корпуса (3) нагревательного элемента (1) с резонансной частотой, причем указанный центральный блок (11) управляющего блока (9) содержит модулирующий сумматор (17) и генератор (18) опорной частоты, причем указанный генератор (18) опорной частоты, по существу, представляет собой генератор прямоугольных импульсов, оснащенный автоматическим частотным компаратором (19), причем один из входных сигналов указанного компаратора (19) является сигналом опорной частоты указанного генератора (18) опорной частоты, а другой его входной сигнал представляет собой сигнал сигнального датчика (20) эталонной температуры, переданный по каналу обратной связи из указанного нагревательного элемента (1), причем выходной сигнал (21) указанного генератора (18) опорной частоты представляет собой прямоугольный импульс, по существу, соответствующий резонансной частоте и подаваемый на первый вход (22) указанного модулирующего сумматора (17), причем частотный выход (14) указанного сетевого источника (10) питания соединен со вторым входом (24) указанного модулирующего сумматора (17) центрального блока (11), а выход (24) указанного модулирующего сумматора (17) соединен с управляющим входом (25) указанного сильноточного переключающего блока (12).
8. Теплогенератор по п.7, отличающийся тем, что указанная внешняя среда (2) представляет собой текучую среду, гель или твердый материал.
9. Теплогенератор по п.7 или 8, отличающийся тем, что указанный центральный блок (11) содержит управляющий блок (16) для управления указанным модулирующим сумматором (17) и указанным генератором (18) опорной частоты, причем указанный управляющий блок (16) также выполнен с возможностью управления контуром (26) измерения и регулирования тока, предназначенным для измерения и регулирования тока указанного нагревательного элемента (1), и контуром (27) измерения и регулирования температуры, предназначенным для измерения и регулирования температуры указанного нагревательного элемента (1), причем первый вход (28) указанного контура (26) измерения и регулирования тока соединен с токовым выходом (29) указанного нагревательного элемента (1), первый выход (30) указанного контура (26) измерения и регулирования тока соединен с токовым входом (31) указанного сильноточного переключающего блока (12), его второй выход (32) соединен с третьим входом (33) указанного модулирующего сумматора (17), а его третий выход (34) соединен с токовым входом (35) указанного генератора (18) опорной частоты, причем вход (36) указанного контура (27) измерения и регулирования температуры соединен с температурным выходом (37) указанного нагревательного элемента (1), первый выход (38) указанного контура (27) измерения и регулирования температуры соединен со вторым входом (39) указанного контура (26) измерения и регулирования тока, а его второй выход (40) соединен с температурным входом (41) указанного сильноточного переключающего блока (12).
10. Теплогенератор по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что между нагревательным элементом (1) и сильноточным переключающим блоком (12) подключен контур (42) защиты от перегрева.
11. Теплогенератор по любому из пп.7-10, отличающийся тем, что указанный управляющий блок (16) представляет собой микропроцессорную схему.
8.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
030370
- 1 -
030370
- 1 -
030370
- 1 -
030370
- 1 -
030370
- 4 -
030370
- 10 -