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

Изобретение относится к электронагревателям воды и может быть использовано для получения горячей воды в быту при мытье посуды и умывании.

Известен электронагреватель воды [1] содержащий снабженный патрубками подвода и отвода корпус, внутри которого установлены нулевой и фазный электроды, отличающийся тем, что с целью обеспечения безопасности он дополнительно содержит электронный блок распознавания нуля электрической сети, подключенный к указанным фазному и нулевому электродам, последний из которых установлен со стороны патрубка отвода. Внешний (нулевой) электрод имеет Ш-образное сечение с целью экранирования фазного электрода.

Недостатком этой конструкции является то, что в рабочем зазоре между фазным и нулевым электродами вода находится в квазистатическом состоянии, т. е. не имеется принудительной ее проточки. При этом тепло, выделенное при прохождении электрического тока между электродами, передается остальной воде путем теплопроводности и подмешивания горячей воды в холодную, а это снижает эффективность электронагревателя, так как струя по центральному каналу может быть значительно холоднее, чем по центру. Следует заметить, что по технике электробезопасности применение схемы распознавания нуля не освобождает от устройства надежного заземления нагревателя.

Известно также устройство для нагрева воды [2] содержащее разъемный корпус с электронагревателем и лабиринтный канал для воды, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности нагрева оно снабжено втулкой, установленной между частями корпуса, канал выполнен в виде рельефа на плоских противоположных сторонах втулки, а электронагреватель в виде электродных пластин, расположенных по периферии втулки, преимущественно на части ее.

Недостатком этой конструкции является то, что выполнение канала в виде рельефа на двух половинах втулки является достаточно сложной технологической задачей, так как требует или литейного производства, или копировальных станков, что удорожает изготовление нагревателя. Кроме того, так как электродные пластины расположены не по всей длине канала, то нагрев воды происходит только на периферии и вода, проходя по остальной части канала, может только охладиться.

Известен также многофазный электродный нагреватель воды [3] содержащий цилиндрический корпус с крышкой и патрубками ввода и вывода воды, установленную внутри корпуса с кольцевым зазором горизонтальную перегородку, делящую корпус на две камеры, и по меньшей мере два электрода, расположенных в нижней камере, отличающийся тем, что с целью повышения КПД водонагревателя и снижения его металлоемкости, электроды выполнены в виде одинаковых криволинейных пластин в форме спирали Архимеда и установленных с равным смещением относительно друг друга по периметру, в центре перегородки выполнено сквозное отверстие, наружный контур перегородки выполнен переменного профиля с участками, повторяющими контур расположенного под ним электрода, и уступами, соединяющими указанные участки в местах каждого из электродов, а нагреватель снабжен электроизоляционной трубкой, проходящей с зазором сквозь отверстие и соединенной с патрубком ввода воды.

Однако сложная форма электродов, а также наличие перегородок усложняют конструкцию нагревателя и технологию его изготовления.

Целью изобретения является упрощение конструкции нагревателя, а также упрощение монтажа и обеспечение надежности заземления при эксплуатации нагревателя в бытовых условиях.

Цель достигается тем, что в электродном нагревателе патрубки и электроды выполнены с фланцами, снабженными эластичными изоляционными прокладками, скрепленными между собой, причем внутренний электрод расположен соосно каналу входного патрубка с примыканием соответствующих торцев, а внешний электрод выполнен с отверстиями на его боковой поверхности, расположен в выходном патрубке с образованием кольцевого канала и снабжен изоляцией по всей поверхности.

Электродный нагреватель может дополнительно содержать эластичную втулку с торцевыми металлическими секторными накладками, имеющими уголковое сечение, причем металлические секторные накладки могут быть выполнены с соприкасающимися, наклонными к периферии конусными поверхностями.

На чертеже представлена схема предлагаемого электродного нагревателя воды.

Электродный нагреватель воды состоит из входного 1 и выходного 2 патрубков, трубчатого электрода 3, электрода 4 Ш-образного сечения, который имеет на боковой поверхности сквозное отверстие 5, изолятора 6 и изоляционных эластичных прокладок 7. Канал входного патрубка 8 на своем входном конце содержит эластичную втулку 9, на которую установлены металлические сектора 10, которые имеют уголковое сечение, металлическая шайба 11 и накидная гайка 12. Соприкасающиеся поверхности секторов 10 и шайбы 11 имеют конусность.

Электродный нагреватель воды работает следующим образом.

Вода поступает во входной патрубок 1 и проходит по зазору между внутренней поверхностью трубчатого электрода 3 и поверхностью центрального стержня электрода 4 Ш-образного сечения, а затем по зазору между внешней поверхностью трубчатого электрода 3 и поверхностью канавки Ш-образного электрода 4. При подаче напряжения на электроды через воду проходит электрический ток, который нагревает ее. Горячая вода через отвертия 5 поступает в выходной патрубок 2, а оттуда потребителю. Изолятор 6, который расположен или по всей внешней поверхности Ш-образного электрода 4, или по всей внутренней поверхности выходного патрубка 2, электрически развязывает Ш-образный электрод 4 и выходной патрубок 2, что не дает возможности протекания между ними тока при попадании фазы сетевого переменного тока на Ш-образный электрод 4.

Электроды 3 и 4 и патрубки 1 и 2 электроизолированы по своим фланцам эластичными прокладками 7, которые одновременно герметизируют полости, по которым протекает вода. При этом патрубки 1 и 2 электрически связаны между собой.

Для присоединения нагревателя к водопроводному крану ослабляют накидную гайку 12 и надевают патрубок 1 на кран, после чего затягивают накидную гайку 12. При этом эластичная втулка 9, установленная во входном патрубке 1, утолщается и надежно герметизирует соединение. Сектора с уголковым сечением 10 вследствие конусности своей поверхности и поверхности шайбы 7 сдвигаются к центру и образуют надежный электрический контакт между водопроводным краном и входным патрубком 1. Этим достигается надежное заземление нагревателя, что повышает безопасность его эксплуатации, так как невозможно пользоваться нагревателем не заземлив его.

Нагреватель способен создать расход воды от 1 л/мин при разности температур на входе и выходе +50^оС до 3 л/мин при разности температур на входе и выходе +20^оС.

Таким образом, предлагаемый электродный нагреватель воды в отличие от прототипа имеет простую конструкцию, так как электроды 3 и 4 и патрубки 1 и 2 выполнены в виде тел вращения. При этом повышается эффективность нагрева воды, так как зона нагрева достаточно протяженна и вода полностью омывает электроды. Данная конструкция позволяет наиболее эффективно использовать электроэнергию.

Повышение эксплуатационных качеств электродного нагревателя воды по сравнению с прототипом в бытовых условиях обеспечивается тем, что потребитель легко может установить и снять нагреватель. При этом ему нет необходимости следить за наличием заземления, так как оно автоматически обеспечивается при закручивании накидной гайки 12.

Кроме того, мощность нагревателя не зависит от положения вилки в розетке, так как изолятор 6 исключает наличие тока между Ш-образным электродом 4 и выходным патрубком 2.

Электродный нагреватель воды может с успехом применяться как в городских условиях во время сезонного и аварийного отключения горячей воды, так и в сельской местности, где вопрос с горячей водой стоит особенно остро.

Электродный нагреватель воды может с успехом использоваться для нагрева других диссоциируемых жидкостей.

Использование: для получения горячей воды. Сущность изобретения: электродный нагреватель воды состоит из входного 1 и выходного 2 патрубков трубчатого электрода 3, электрода 4 Ш-образного сечения, который имеет на боковой поверхности сквозное отверстие 5, изолятора 6 и изоляционных прокладок 7. Канал входного патрубка 8 на своем входном конце содержит эластичную втулку 9, на которую установлены металлические секторы 10, имеющие уголковое сечение, металлическая шайба 11 и накидная гайка 12. Соприкасающиеся поверхносит секторов 10 и шайбы 11 имеют конусность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ВОДЫ, содержащий входной и выходной патрубки и внутренний и внешний коаксиальные электроды, последний из которых имеет Ш-образное сечение, отличающийся тем, что патрубки и электроды выполнены с фланцами, снабженными эластичными изоляционными прокладками и скрепленными между собой, причем внутренний электрод расположен соосно с входным патрубком с примыканием соответствующих торцов,а внешний электрод выполнен с отверстиями на его боковой поверхности, расположен в выходном патрубке с образованием кольцевого канала и снабжен электроизоляцией по всей поверхности. 2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит эластичную втулку с торцевыми металлическими секторными накладками, имеющими уголковое сечение, и шайбу, причем последняя и металлические сектроные накладки выполнены с соприкасающимися наклонными к периферии конусными поверхностями.