ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F24H1/20 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах отопления и получения горячей воды.

Известен электронагреватель жидкости электродного типа, содержащий электропроводный заземленный корпус с нижним и верхним соответственно подводящим и отводящим патрубками, в полости которого расположены электрод и вокруг него электропроводящая обечайка с образованием центральной камеры, подключенной к отводящей трубке, перегородку, установленную горизонтально между корпусом и обечайкой, выполненной с отверстиями с образованием герметичной периферийной камеры, при этом подводящий патрубок выполнен индивидуальным для каждой камеры ( см. патент России 1838729, по кл. F 24 H 1/20, заявл. 12.07.90 ).

Регулирование мощности при нагреве воды указанным электронагревателем возможно только путем его включения и выключения, что усложняет конструкцию. Наличие электропроводного корпуса снижает безопасность пользования электронагревателем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту (прототипом) является электродный водонагреватель, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, причем часть цилиндров выполнена поворотными.

Регулирование мощности нагрева воды осуществляется поворотом цилиндров ( см. заявку на изобретение России 93010909/06, по кл. F 24 Н 1/20, заявл. 01.03.93 ).

Известный электродный водонагреватель не позволяет обеспечить регулирование мощности в широком диапазоне, а именно, от значений тока, близких к нулю. Ток утечки по теплоносителю будет как между максимально удаленными электродами, так и между электродами и токопроводящими подводящим и отводящим трубопроводами нагревательной системы. Это снижает и безопасность эксплуатации водонагревателя.

Заявляемым изобретением решается задача создания такого электродного водонагревателя, который позволил бы обеспечить регулирование мощности в широком диапазоне и повысил бы его безопасность в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в известном электродном водонагревателе, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, согласно изобретению электродный водонагреватель дополнительно содержит по числу фаз заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним цилиндром и частями внутреннего цилиндра, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала.

Подводящий и отводящий патрубки имеют длину, определяемую по формуле
L = US/Ir,
где L - длина патрубка, м;
U - напряжение питания, В;
S - площадь сечения патрубка, м²;
I - допустимый ток утечки, А;
r - удельное сопротивление теплоносителя, Ом • м.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с известными показал, что предложенная совокупность признаков является новой, имеет изобретательский уровень и промышленно применима.

На фиг. 1 изображен общий вид электродного водонагревателя;
На фиг. 2 - то же, разрез по А - А.

Электродный водонагреватель содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками из изоляционного материала. В корпусе 1 размещены электроды, выполненные в виде коаксиальных внешнего 4 и внутреннего 5 цилиндров. Внутренний 5 цилиндр разделен по образующей на части по числу фаз ( на чертеже внутренний 5 цилиндр разделен на три части ). В полости внутреннего 5 цилиндра установлен вал 6, а электродный водонагреватель дополнительно содержит по числу фаз заслонки 7 из диэлектрика ( на чертеже их три ), одним концом прикрепленные к валу 6 и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндра. Для поворота вала 6 на его конце, с внешней стороны, корпуса 1 закреплена ручка 8.

Длина подводящего 2 и отводящего 3 патрубков определяется по формуле
L= US/Ir
где L - длина патрубка, м;
U - напряжение питания, В;
I - допустимый ток утечки, А;
S - площадь сечения патрубка, м²;
r - удельное сопротивление теплоносителя, Ом • м.

Работает электродный водонагреватель следующим образом.

Теплоноситель, в частности вода, через подводящий 2 патрубок поступает внутрь корпуса 1 и заполняет пространство между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров. Вода нагревается проходящим через него током в зазоре между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров и уходит через отводящий 3 патрубок в систему водо- или теплоснабжения ( на чертеже не показано ).

Регулирование мощности нагрева осуществляют изменением положения заслонок 7 в пространстве между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров путем поворота вала 6 ручкой 8.

Максимальная мощность нагрева обеспечивается при выведенных из пространства между внешним 4 и частями внутреннего 5 цилиндров заслонках 7. При полностью введенных заслонках 7 ток между электродами практически отсутствует. Кроме того, выполнение подводящего 2 и отводящего 3 патрубков из изоляционного материала исключает утечку тока между электродами и этими патрубками при любом положении заслонок 7, так как длина патрубков 1 и 2 обеспечивает необходимое сопротивление по воде.

Таким образом, заслонки из диэлектрика, вводимые в пространство между электродами, и патрубки из изоляционного материала позволяют получить широкий диапазон регулирования мощности нагрева, а именно от нуля до максимума. Кроме того, подключение электродного водонагревателя в систему водоснабжения или отопления через патрубки из изоляционного материала, длина которых обеспечивает необходимое сопротивление по воде, значительно повышает безопасность его использования.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах отопления и получения горячей воды. Электродный водонагреватель содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, а также заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним и частями внутреннего цилиндров, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала и имеют заданную длину. Такое выполнение водонагревателя позволяет получить широкий диапазон регулирования мощности нагрева и значительно повысить безопасность его использования. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Электродный водонагреватель, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и систему электродов, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, внутренний из которых разделен по образующей на части по числу фаз, и вал, установленный в полости внутреннего цилиндра, отличающийся тем, что он дополнительно содержит по числу фаз заслонки из диэлектрика, одним концом прикрепленные к валу и при повороте последнего перекрывающие пространство между внешним и частями внутреннего цилиндра, а подводящий и отводящий патрубки выполнены из изоляционного материала. 2. Электродный водонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что подводящий и отводящий патрубки имеют длину, определяемую по формуле
L = US/Ir,
где L - длина патрубка, м;
U - напряжение питания, В;
I - допустимый ток утечки, А;
S - площадь сечения патрубка, м²;
r - удельное сопротивление теплоносителя, Ом•м.