Электродный нагреватель Советский патент 1987 года по МПК F24H1/20 

113

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в устройствах для нагрева протекающих жидкостей и газов.

Цель изобретения - расширение пре- делов регулирования температуры нагрева электродного нагревателя.

На чертеже изображен электродный нагреватель, общий вид.

Электродный нагреватель содержит герметичную нагревательную камеру I с фазным электродом 2 и теплообменником 3, заполненную промежуточным теплоносителем и сообщенную в нижней части с компенсационной емкостью 4. Нагреватель содержит дополнительную кольцевую нагревательную камеру 5, заполненную промежуточным теплоносителем с температурой кипения ниже темпе ратурь кршения теплоносителя основной камеры 1 и снабженную теплообменником 6, а также сообщенной с ее нижней частью дополнительной компенсационной емкостью 7, причем до- полнительная нагревательная камера 5 установлена с охватом основной камеры 1 и предвключена своим теплообменником 6 теплообменнику 3, а выходы теплообменников 3 и 6 соединены со смесителем 8.

Нагреватель работает следующим образом.

При подаче напряжения протекающий электрический ток между фазным электродом 2 и стенками нагревательной камеры I, которые выполняют в данном случае функцию нулевого электрода, выделяет тепло, которое через стенки теплообменника 3 передается нагревае- мой среде, а через стенки нагревательной камеры 1 часть тепла передается промежуточному теплоносителю, находящемуся в камере 5, который передает тепло нагреваемой среде через стенки теплообменника 6.

. Если количество тепла, поступающего в камеру 5, больше количества тепла, потребляемого нагреваемой средой то в камере 5 повышается температура и давление пара промежуточного теплоносителя, и часть последнего вытесняется в компенсационную емкость 7, создавая в ней противодействующее давление газа. При снижении уровня жидкости в камере 5 уменьшается количество тепла, передаваемого от стенок нагревательной камеры 1 к стенкам теплообменника 6, так как тепло

5 о

5

0

5

192

проводность пара меньше теплопроводности жидкости.

При определенном уровне жидкости в камере 5 наступает равновесие между количеством тепла, поступающим в нее через стенки нагревательной камеры 1 , и количеством тепла, отводимым из нее нагреваемой средой через стенки теплообменника 6.

Если увеличится количество тепла, отводимого нагреваемой средой за счет увеличения ее расхода или снижения температуры на входе теплообменника 6, то снизится температура теплоносителя в камере 5, снизится давление его пара и уровень теплоносителя в камере 5 поднимется, при этом увеличится количество тепла, передаваемого от стенок нагревательной камеры 1 к стенкам теплообменника 6. Таким образом поддерживается постоянная температура на выходе теплообменника 6. Значение этой температуры определяется свойствами промежуточного теплоносителя, находящегося в нагревательной камере 5, в частности температурой кипения и теплопроводностью. Чем ниже температура кипения и теплопроводность, тем ниже значение температуры на выходе теплообменника 6. Практически промежуточный теплоноситель, находящийся в камере 5, должен иметь температуру кипения меньшую, чем температура кипения промежуточного теплоносителя, находящегося в нагревательной камере 1, и высокую теплопроводность. Этим требованиям удовлетворяют, например, фреоны, которые имеют уникальные теп- лопередаюпще свойства, а разные марки фреонов имеют различные температуры кипения, в том числе и низкие.

Аналогичный процесс поддержания постоянной температуры нагреваемой среды на выходе теплообменника 3 происходит в нагревательной камере 1. Если количество тепла, выделяемое в зазоре между электродом 2 и стенкой камеры 1 (нулевой электрод), больше количества тепла, передаваемого нагреваемой средой через стенки теплообменника 3 и стенки нагревательной камеры 1, то в нагревательной камере 1 повьшается температура и давление пара промежуточного теплоносителя, и он вытесняется в компенсационную емкость 4.

313

При снижении уровня промежуточного теплоносителя ниже рабочей поверхности фазного електрода 2 прерывается цепь электрического тока и нагреватель выключается. После того, как часть пара промежуточного теплоносителя сконденсируется на поверхности теплообмена 3 и боковых стенках нагревательной камеры 1, давление пара снизится и промежуточньй теплоноситель из компенсационной емкости 4 поступит в нагревательную камеру 1, замкнется цепь электрического тока между электродом 2 и стенкой камеры 1 и промежуточный теплоноситель будет нагреваться.

Дальнейшая работа происходит по описанному циклу.

Таким образом, на выходе теплообменников 3 и 6 поддерживаются постоянные значения температуры, причем на выходе теплообменника 6 значение температуры ниже, чем на выходе теплообменника 3.

Величина разности значений температуры на выходе теплообменников 6 и 3 определяется разностью температур кипения промежуточных теплоносителей, находящихся соответственно в нагревательных камерах 1 и 5. Требуемое значение температуры нагреваемой средь на выходе нагревателя устанавливается с помощью регулируемого вручную смесителя 8, который смепш

вает потоки нагреваемой среды с выхоРедактор Н.Горват Заказ 4114/34

Составитель А.Агафонов Техред М.Дидык

Сорректор

Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9

дов теплообменников 3 и 6 в нужном соотношении.

Таким образом, на выходе нагревателя может быть установлено любое значение температуры нагреваемой среды в диапазоне от минимального значения, равного температуре на выходе теплообменника 6, до максимального значения, равного температуре на выходе теплообменника 3.

Формула изобретения Электродный нагреватель, содержащий герметичную нагревательную камеру с фазным электродом и теплообменником, заполненную промежуточным теплоносителем и сообщенную в нижней части с компенсационной емкостью, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры нагрева, он содержит смеситель и дoпoл штeпьнyю кольцевую нагревательную камеру, заполненную промежуточным теплоноситеСлем с температурой кипения ниже температуры кипения теплоносителя основной камеры и снабженную теплообменником, а также сообщенной с ее нижней частью дополнительной компенсационной емкостью, причем дополнительная камера установлена с охватом основной камеры и предвключена своим теплообменником теплообменнику последней, а выходы обоих теплообменников соединены со смесителем.

Сорректор А.Зимокосов

Изобретение м.б. использовано в устройствах для нагрева протекающих жидкостей и газов. Цель изобретения - расширение пределов регулирования т-ры нагрева электродного нагревателя. Дпя этого кольцевая нагревательная камера 5 заполнена промежуточным теплоносителем (Т), с т-рой кипения ниже т-ры кипения Т основной камеры, снабженной теплообменником (ТО) 6. Нагревательная камера 5 охватывает основную камеру 1. Выходы ТО соединены с смесителем 8. На выходе ТО поддерживаются постоянные значения т-ры, причем т-ра на выходе ТО 6 ниже, чем на выходе основного ТО 3. Величина разности значений т-ры на выходе ТО 6 и 3 определяется разностью т-р кипения промежуточных Т, находящихся в камерах 1 и 3, Требуемое значение т-ры нагреваемой среды на выходе нагревателя устанавливается с помощью регулируемого вручную смесителя 8, которьй смешивает потоки нагреваемой среды с выходов ТО 3 и 6 в нужном соотношении. Таким образом, на выходе нагревателя можно установить любое значение т-ры нагреваемой среды в диапазоне от минимального значения, равного т-ре на выходе ТО 6, до максимального значения, равного т-ре на выходе ТО 3. 1 ИЛ. v со 00 «vj 05 СО ESSSSS SSS9