Электрический котел Советский патент 1992 года по МПК F22B1/30 F24H1/20 

Фиг Л

Изобретение относится к электротеплотехнике и может использоваться в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений.

Известен, например, электрический котел, содержащий соосно размещенные корпус и змеевик, подключенный к источнику нагреваемой жидкости и к одному из полюсов электрического тока. Диэлектрическая втулка расположена на наружной поверхности корпуса. Внутри корпуса, соосно установлен электроизолированный от него электрод, подключенный к другому полюсу электрического тока и снабженный подводящим патрубком и каналом для прохода жидкости в полость корпуса, откуда жидкость поступает в змеевик, навитый снаружи.

Недостатком такого котла является обязательное существование на части змеевика зоны ухудшенного (закризисного) теплообмена при получении на выходе даже влажного пара, что приводит к сильному росту температуры стенки трубы вплоть до пережога.

Наиболее близким к предлагаемому является электрический паровой котел, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлен электронагреватель, выполненный в виде примыкающих к поверхности изолятора трубчатых змеевиков, электрически последовательно соединенных между собой, и подключенный к источнику нагреваемой среды. Змеевики выполнены с увеличивающимся проходным сечением по ходу движения жидкости и подключены к источнику последней параллельно, а по всей длине змеевиков в зоне примыкания их к изолятору выполнены сквозные щели.

Однако данный котел работает в режиме прямоточного парогенератора. Теплотехнически сн более надежен, поскольку имеет сквозные щели, позволяющие осуществлять сепарацию фаз пар-жидкость, и некоторый теплоотвод с внешней поверхности змеевика в выходной части. Интенсивность теплоотдачи в системе пар-стенка всегда намного ниже, чем при пузырьковом кипении в этом же канале. Поскольку здесь имеют место режимы течения: однофазной жидкости при начальном и развитом кипении, при дисперсно-кольцевой структуре потока и, наконец, переход к охлаждению поверхности влажным паром, неизбежен переход через кризис теплооотдачи при кипении в зону ухудшенного теплообмена. Это приводит к сильному росту температуры теплоотдающей стенки.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в электрическом котле, содержащем снабженный патрубками подвода воды и отвода пара корпус, в полости которого коаксиально установлены последовательно соединен- ные два электрода, один из которых выполнен в виде трубчатого змеевика с пер0 форацией, второй электрод выполнен в форме усеченного металлического конуса, в который помещен с зазором трубчатый змеевик, размещенный по конической поверхности. Змеевик выполнен с продольными

5 ребрами по всей длине, имеет овальное поперечное сечение и упомянутые перфорации в виде прорезей, расположенных вдоль трубы попарно оппозитно в перпендикулярно диаметральных плоскостях.

0 На фиг.1 изображен электрический котел, продольный разрез; на фиг.2 - трубка, из которой изготовлен змеевик котла.

Электрический котел содержит снабженный патрубками 1 и 2 подвода воды и

5 отвода пара корпус 3, в полости которого коаксиально установлены последовательно соединенные между собой электроды 4 и 5. Электрод 4 выполнен в виде трубчатого змеевика 6 с перфорацией 7. Электрод 5,выпол0 нен в форме усеченного металлического конуса, в который помещен с зазором трубчатый змеевик, размещенный по конической поверхности, выполненный с продольными ребрамиб по всей длине, име5 ющий овальное поперечное сечение. Перфорации 6 выполнены в виде прорезей, расположенных вдоль трубы 7 попарно оппозитно в перпендикулярно диаметральных плоскостях. Электроды 4 и 5 смонтированы

0 на днище 9. Корпус 3 снабжен теплоизоляцией 10, указателем 11 уровня и электроконтактным манометром 12. Электрод 4 в верхней и нижней частях скреплен с электродом 5.

5 Электрический котел работает следующим образом.

При включении котла в замкнутый контур естественной циркуляции через входной патрубок 1 конденсат поступает в нижнюю

0 часть корпуса 3. Вследствие нагрева организовывается подъемное движение, а с оп- ределенной по ходу воды части змеевика 6 начинается и развивается поверхностное кипение. Получающийся пар или пароводяная

5 смесь через выходной патрубок 2 поступает в рекуперативный нагреватель сетевой воды, используемый для горячего водоснабжения или включенный в систему отопления, или для того и другого одновре- менно. Электроконтактный манометр включен в систему автоматического включения- выключения электропитания в заданных по давлению пределах.

Тепловыделение осуществляется с поверхностей змеевика 6 и корпуса 3 за счет оммического сопротивления электрическому току, что упрощает конструкцию в аспекте обеспечения электробезопасности котла во время эксплуатации.

Трубка змеевика 6 выполнена овального сечения из соображений снижения гидравлического сопротивления формы. Прорези и расположенные в лобовой относительно потока части трубки продольные ребра 8 обеспечивают разрушение теплового погранслоя движущейся жидкости, что способствует уменьшению1 термического сопротивления теплоотдаче и увеличению эффективности нагревателя.

Кроме того, при кипении внутри трубки выходящий из прорезей пар не только усиливает эффект разрушения пограничного

слоя, но и интенсифицирует перемешивание воды в окрестности змеевика.

Формулаизобретения

Электрический котел, содержащий

снабженный патрубками подвода воды и отвода пара корпус, в полости которого коак- сиально установлены последовательно соединенные между собой два электрода,

один из которых выполнен в виде трубчатого змеевика с перфорацией, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, второй электрод выполнен в форме усеченного металлического конуса,

в который помещен с зазором трубчатый змеевик, размещенный по конической поверхности, выполненный с продольными ребрами по всей длине, имеющий овальное поперечное сечение и упомянутые перфорации в виде прорезей, расположенных вдоль трубы попарно оппозитно в перпендикулярно диаметральных плоскостях.

Изобретение относится к электротеплоэнергетике. Использование: системы отоп2 ления и горячего водоснабжения. Сущность: котел содержит цилиндрический корпус 3, коаксиально расположенный в нем электронагреватель, выполненный в виде двух электрически последовательно соединенных электродов 4,5, выполненных соответственно в виде трубчатого змеевика из перфори- рованной трубы овального сечения, снабженной продольными ребрами и сплошного усеченного металлического конуса, охватывающего с зазором первый. Электроды 4, 5 монтируются на днище 9. Корпус 3 содержит теплоизоляцию 10, указатель 11 уровня и электроконтактный манометр 12.2 ил.