ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к водонагревательным устройствам, и может быть использовано для отопления объектов, не имеющих централизованного теплоснабжения, например бытовок, вагончиков для строителей и монтажников, теплиц, а также при отключении централизованного теплоснабжения.

Известен электродный нагреватель жидкости, содержащий корпус и установленные в нем фазный и нулевой электроды. Регулирование мощности нагревателя осуществляется путем изменения величины погружения фазного электрода в воду [1].

Недостатком известного нагревателя является то, что регулирование его мощности осуществляется путем подъема и опускания фазного электрода в воду, так как для этого требуется механизм подъема и опускания с приводом. Кроме того, выход электрода за пределы крышки корпуса значительно увеличивает размеры по высоте защитного колпака, что, в свою очередь, увеличивает габаритные размеры нагревателя в целом.

Известен электродный нагреватель жидкости, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и патрубками подвода и отвода воды, внутренний и наружный электроизоляционные экраны и закрепленные в крышке корпуса три двухпластинчатых фазных и три однопластинчатых регулирующих электрода, пластины которых изогнуты по дугам концентрических окружностей, при этом наружный и внутренний электроизоляционные экраны выполнены из трех пластин дугообразного профиля, а пластины наружного экрана выполнены с краями, отогнутыми в сторону пластин внутреннего экрана, скрепленных между собой [2].

Уровень выделяемой мощности нагревателя определяется углом поворота регулирующих электродов относительно фазных в пределах 60^о. Поворот регулирующих электродов осуществляется посредством поворота рукоятки, присоединенной к поворотной оси, на которой укреплены регулирующие электроды. Конструктивное выполнение механизма регулирования мощности не требует дополнительного привода, поворот рукоятки осуществляется от руки, не увеличивает габаритные размеры нагревателя, что весьма существенно в бытовых условиях.

Однако сложное конструктивное выполнение электродного нагревателя, предусматривающее три фазных сектора с тремя двухпластинчатыми фазными и тремя однопластинчатыми регулирующими электродами, обусловленное необходимостью выделения большой мощности для отопительной системы с множеством трубопроводов и отопительных приборов, а также потребление трехфазного тока с напряжением 380 В не позволяет использовать этот нагреватель для нагрева воды в автономном отопительном бытовом приборе. В бытовых условиях ток, в основном, однофазный с напряжением 220 В, а потребляемая мощность не должна превышать 1,5 кВт. Подключение такого мощного нагревателя к отдельному отопительному бытовому прибору приведет к моментальному выкипанию в нем воды и дальнейшей неработоспособности.

Для возможности нагрева воды в автономном бытовом отопительном приборе и упрощения конструкции в электродном нагревателе жидкости, содержащем цилиндрический корпус с крышкой и патрубками подвода и отвода воды, электроизоляционный экран и выгнутые по дугам концентрических окружностей пластинчатые регулирующий и неподвижный электроды, один из которых - фазный, присоединенные к крышке корпуса посредством стержней с возможностью поворота регулирующего электрода относительно неподвижного электрода, неподвижный электрод выполнен в виде вертикально установленной полосы, а регулирующий электрод - в виде вертикально установленной скобы, выпуклой частью обращенной к плоскости полосы, при этом другой из электродов - нулевой.

Выполнение пластинчатых электродов, неподвижного - в виде вертикально установленной полосы, а регулирующего - в виде вертикально установленной скобы, выпуклой частью обращенной к плоскости полосы, позволяет максимально упростить конструкцию нагревателя, сократить материалоемкость и обеспечить широкий диапазон регулирования выделяемой мощности, определяемой углом поворота регулирующего электрода относительно неподвижного. При повороте в пределах 90^о выделяемая мощность сокращается до 50% по отношению к номинальной, а при повороте на 180^о она сокращается на 75% по отношению к номинальной.

Выполнение одного из электродов фазным, а другого - нулевым позволяет снизить потребляемую мощность нагревателя и дает возможность использовать его при однофазном токе.

Все вышеперечисленные признаки позволяют использовать предлагаемый нагреватель для нагрева воды в автономном бытовом отопительном приборе.

На фиг. 1 схематически изображен электродный нагреватель жидкости, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Электродный нагреватель жидкости содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и патрубками 3 и 4 соответственно подвода и отвода воды, электроизоляционный экран 5, выполненный по форме корпуса 1, и выгнутые по дугам концентрических окружностей пластинчатые регулирующий 6 и неподвижный 7 электроды, один из которых - фазный, а другой - нулевой. Регулирующий электрод 6 присоединен к крышке 2 корпуса 1 посредством токопроводящего поворотного стержня 8, а неподвижный электрод 7 присоединен к крышке 2 посредством жестко закрепленного токопроводящего стержня 9. Стержни 8 и 9 заключены в изоляционные оболочки. Неподвижный электрод 7 выполнен в виде вертикально установленной полосы, а регулирующий электрод 6-в виде вертикально установленной скобы, обращенной выпуклой частью к плоскости полосы. Электроды 6 и 7 в нижней части соединены изоляционной пластиной 10. На поворотном стержне 8 закреплена рукоятка 11 для регулирования мощности. На крышке 2 закреплен защитный колпак 12, в котором выполнен паз 13 для возможности поворота рукоятки 11. На корпусе 1 закреплен болт 14 заземления.

Электродный нагреватель жидкости работает следующим образом. К патрубкам 3 и 4 корпуса 1 подсоединяют автономный бытовой отопительный прибор, например радиатор. Нагрев жидкости осуществляется при прохождении через нее электрического тока благодаря наличию разности потенциалов между фазным и нулевым электродами. Уровень выделяемой мощности определяется углом поворота скобы - электрода 6 относительно полосы - электрода 7 в пределах 180^о. При совмещении электродов 6 и 7 (фиг. 3) мощность максимальная и равна номинальной, при повороте скобы относительно плоскости полосы на 90^о изменяется расстояние между электродами и выделяемая мощность составляет 50% от номинальной, а при повороте на 180^о - 25% от минимальной. Чем дальше отводится регулирующий электрод 6 от неподвижного электрода 7, тем меньше выделяемая мощность нагревателя.

Использование: в водонагревательных устройствах. Сущность изобретения: электродный нагреватель жидкости содержит цилиндрический корпус с крышкой и патрубками подвода и отвода воды, электроизоляционный экран и выгнутые по дугам концентрических окружностей пластинчатые регулирующий и неподвижный электроды, один из которых - фазный, а другой - нулевой. Электроды присоединены к крышке корпуса посредством токопроводящих стержней с возможностью поворота регулирующего электрода относительно неподвижного электрода. Неподвижный электрод выполнен в виде вертикально установленной полосы, а регулирующий электрод - в виде вертикально установленной скобы, выпуклой частью обращенной к плоскости полосы. Уровень выделяемой мощности нагревателя определяется углом поворота скобы относительно полосы в пределах 180 град. 3 ил.

ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, содержащий цилиндрический корпус с крышкой и патрубками подвода и отвода воды, электроизоляционный экран и выгнутые по дугам концентрических окружностей вертикальные пластинчатые регулирующий фазный и неподвижный электроды, присоединенные к крышке корпуса посредством стержней, при этом регулирующий электрод установлен с возможностью поворота относительно неподвижного электрода, отличающийся тем, что последний выполнен в виде полосы, а регулирующий электрод выполнен нулевым в виде скобы, обращенной выпуклой частью к фазному электроду.