Термовыключатель водонагревательного электроприбора Советский патент 1992 года по МПК H01H37/38 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от недопустимого нагрева бытовых водонагрёвательных приборов при отсутствии в них нагреваемой воды.

Известны используемые для регулирования температуры гермореле с жидкостной термосистемой, содержащее упругий расширительный элемент, соединительную трубку и термобаллон, заполненный терморасширяющейся жидкостью. Работа термореле основана на преобразовании в электрический сигнал температурного расширения жидкости.

Недостатком таких термореле являются высокие требования к точности их конструкции и технологии изготовления из-за малого температурного коэффициента расширения жидкостей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты нагревателя для кипячения воды, содержащее герметизированный упругодеформируемы элемент, выполненный с возможностью воздействия на контактную систему, заполненный водой чувствительный элемент, находящийся в тепловом контакте с нагревателем, и трубку. . соединяющую внутреннюю полость герметизированного упругодеформируемого элемента с заполненным водой элементом.

Устройство обеспечивает отключение нагрева при отсутствии или понижении уровня нагреваемой воды ниже нагревателя за счет снижения от последнего теплоотвода и повышения температуры чувствитсльHoro элемента, находящегося с ним в тепловом контакте до заполнения заключенной в нем воды. Последнее вызывает повышение давления в упругодеформируемом элементе, увеличение его в объеме, что через контактную систему преобразуется в электрический сигнал отключения нагрева.

Недостатком устройства является невысокая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности отключения электроприбора,.X

Цель достигается тем, что в термовыключателе водонагревательного электроприбора, содержащем гидросистему, заполненную кипящей при температуре отключения жидкостью и состоящую из чувствительного элемента, установленного в тепловом контакте с нагревателем, и элемента объемного действия, выполненного с возможностью воздействия на цепъ управления нагревом, в качестве рабочей жидкости применена незамерзающая неоднокомпонентная жидкость, например водный раствор хлористого кальцмя, а чувствительный элемент выполнен в виде замкнутой в элементе объемного действия трубки, имеющей участок подъема, переходящий в участок снижения по высоте, причем тепловой контакт чувствительного элемента с нагревателем выполнен на участке подъема трубки и ниже его верхней точки.

Дополнительное повышение надежности определенного выше термовыключателя водонагревателъного электроприбора достигается тем, что рабочий объем элемента объемного действия выполнен равным или более объема чactи гидросистемы, расположенной выше, уровня нижней точки Чеплового контакта чувствительного элемента с нагревателем.

На чертеже представлен термовыключатель водонагревательного электроприбора.

Термовыключатель содержит гидросистему, состоящую из чувствительного элемента 1, установленного в тепловом контакте с нагревателем 2, и элемента объемного действия 3, выполненного с возможностью во1действия на контакты цепи управления нагревом 4, Чувствительный элемент 1 выполнен в виде трубки, замкнутой в элементе объемного действия 3, Трубка имеет участок подъема А-Б-В, переходящий в участок снижения В-Г, Тепловой контакт чувствительного элемента 1 с нагревателем 2 выполнен на участке подъема трубки А-Б ниже его верхней точки В,

Гидросистема термовыключателя заполнена 30%-ным водным раствором хлористого кальция с температурой кипения 106С и замерзания-50 С. .

Термовыключатель работает следующим образом.

При включении прибора без воды и повышении температуры чувствительного элемента 1 до кипения заключенного в нем раствора происходит его вытеснение в элемент объемного действия 3, образующимся

0 в зоне теплового контакта паром, что вызывает воздействие элемента объемного действия 3 на контакты цепи управления нагревом 4 и отключение нагревателя 2 от сетевого напряжения. Особенностью в работе термовыключателя является то, что при охлаждении чувствительного элемента после отключения нагрева, окончание конденсации пара происходит в верхней части трубки В. За счет этого раствор возвращается в чувствительный элемент из элемента объемного действия по обеим концам трубки с одинаковым подъемом по высоте. При этом первая часть раствора, поднимающегося по участку А-Б-В, проходит через,зо.ну

5 теплового контакта. Тем самым оставшийся в зоне теплового контакта (после испарения воды) в повышенной концентрации неиспаряемый хлористый кальцийс этой частью раствора выносится за пределы зоны теплового контакта и при последующем нагреве чувствительного элемента вытесняется поднимающимся паром в направлении элемента объемного действия 3, чем ограничивается перераспределение концентрации раствора в элементах гидросистемы. Кроме того, в гидросистеме под действие1у1 поднимающегося пара имеет место циркуляция раствора, что при инерционном повышении температуры нагревателя

0 (после его отключения) обеспечивает повышенный отвод тепла из зоны теплового контакта в гидросистему и ограничивает в зоне теплового контакта местное недопустимое повышение температуры раствора и его

5 давление в гидросистеме.

Дополнительным решением, ограничивающим повышение давления рабочей жидкости в гидросистеме термовыключателя может быть выполнение рабочего объема

0 элемента объемного действия 3 равным или более объема гидросистемы, расположенной выше уровня нижней,точки теплового контакта трубки с нагревателем А. В этом спуЦае при нагреве чувствительного элемента 1 рабочая жидкость из зоны теплового контакта А-Б полностью вытесняется в элемент объемного действия 3, тем самым исключается ее нагрев при инерционном повышении температуры нагревателя (после отключения), что также ограничивает

давление рабочей жидкости в гидросистеме. Инерционное повышение температуры нагревателя составляет более в зависимости от конкретного его исполнения и условий нагрева.

Предлагаемый термовыключатель позволяет обеспечить защиту электроприборов в большом температурном диапазоне его применения .. Кроме того, ограничение давления рабочей жидкости в гидросистеме термовыключателя дает возможность применения экономических конструкторских и технологических решений в его выполнении с использованием промышленно-выпускаемых элементов (сильфон, трубка) без предъявления к ним высоких по давлению требований.

Формула изобретения 1. Термовыключатель водонагревательного электроприбора, содержащий гидросистему, заполненну ю кипящей при температуре отключения рабочей жидкостью и состоящую из чувствительного элемента, установленного в тепловом контакте с нагревателем, и элемента обье,много действия, выполненного с возможностью воздействия на цепь управления нагревом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности отключения электроприбора, чувствительный элемент выполнен в виде замкнутой в элементе объемного действия трубки, имеющей участок подъема, переходящий в участок снижения по высоте, причем тепловой контакт чувствительного элемента с нагревателем выполнен на участке подъема трубки и Ниже его верхней точки, а в качестве рабочей жидкости использована незамерзающая неоднокомпонентная жидкость, например водный раствор хлористого кальция.

2. Термовыключатель по п. 1. о т л и ч аю щ,и и с я тем, что рабочий объем элемента

объемного действия выполнен равным или более объема части гидросистемы, расположенной выше уровня нижней точки теплового контакта чувствительного элемента с нагревателем.

Изобретение, относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности отключения электроприбора. Термовыключатель содержит гидросистему, заполненную кипящей при температуре отключения рабочей жидкостью и состоящую из чувствительного элемента 1 объемного действия/выполненного с возможностью воздействия на цепь управления нагревом 4 в виде замкнутой в элементе обьемнЬго действия 3 трубки, имеющей участок подъема, переходящий в участок снижения по высоте, причем тепловой контакт чувствительного элемента с нагревателем 2 выполнен на участке подъема трубки ниже его верхней точки, а в качестве рабочей жидкости, заполняющей трубку, использована незамерзающая неоднокомпонентная жидкость, например водный раствор хлористого кальция. Рабочий объем элемента объемного действия 3 выполнен равным или более объема части гидросистемы, расположенной выше уровня нижней точки теплового контакта чувствительного элемента 1 с нагревателем 2. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.