Электродный проточный водонагреватель Советский патент 1992 года по МПК H05B3/60 

Изобретение относится к области электронагревательной техники, в частности к электродным проточным водонагревателям.

Известен электродный нагреватель проточных сред 1, содержащий корпус, снабженный патрубками ввода и вывода среды, в котором установлен пакет разделенных зазорами пластинчатых электродов. Последние в свою очередь делятся на электрически связанные между собой группы. Между этими группами в зазор введены подвижные изоляционные пластины, перемещающиеся вдоль электродов пакета. Изоляционные пластины механически связаны со штоком, соединенным с тарельчатым клапаном, под которым смонтирован полый стержень, установленный подвижно в патрубке ввода среды. В стенке упомянутого стержня есть диаметрально противоположные отверстия, через которые при открытии клапана поступает в корпус нагревателя проточная среда. Таким образом температура (t°) проточной среды регулируется перемещением изоляционных пластин

в междуэлектродном пространстве в зависимости от расходов среды, что усложняет конструкцию устройства, увеличивает ее вес и габариты, а следовательно, и ее стоимость.

Прототипом изобретения служит электродный проточный водонагреватель 1, содержащий корпус, снабженный патрубками ввода и вывода воды, в котором установлен пакет электродов, электрически соединенных между собой в две параллельные группы, изолированные друг от друга стержнями, выполненными из диэлектриче- ского материала. Упомянутый пакет, через который проходит патрубок ввода воды до его нижнего торца, закрытый подвижным стаканом, управляемым двумя подпирающими его биметаллическими пружинами, которые при нагреве воды, протекающей через пакет и омывающей их. сгибаясь, опускают стакан. При этом изменяется уровень протекающей воды в пакете, что приведет к уменьшению мощности водонагревателя, т.е. снижению темпов нагрева протекающей воды.

СЛ

С

К недостаткам прототипа следует также отнести относительную сложность сборки и регулировки водонагревателя.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение технологичности.

Сущность изобретения заключается в том, что наружный электрод плотно установлен без зазора внутри корпуса, полый цилиндр узла регулировки плотно установлен также без зазора во внутреннем электроде по всей его длине и снабжен на обращенном к днищу корпуса участке опорной крестовиной, конец этого участка введен в гнездо, выполненное в днище корпуса, а биметаллический элемент выполнен U-образной формы и установлен в полости цилиндра, причем отогнутые концы этого элемента закреплены на обращенном к крышке торце цилиндра, а в основании- биметаллического элемента выполнено отверстие, соединяющее полость цилиндра с патрубком ввода воды.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - пакет электродов в сборе; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - терморегулирующий элемент в сборе в разрезе с привязкой к месту установки в устройстве; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.

Водонагреватель состоит из цилиндрического корпуса 1, крышки 2 с двухконтактным разьемом 3, размещенным в центре крышки 2. Крышка 2 соединяется с корпусом 1 при помощи накидной гайки 4. В нижней части стенки корпуса имеется отверстие, в котором устанавливается входной патрубок 5, закрепляемый гайкой 6. Большинство внутреннего объема корпуса 1 занимает пакет электродов (см. фиг. 2), состоящий из коаксиально расположенных цилиндрической формы электродов с контактными отростками 7-17, при этом электроды 7, 9, 11, 13, 15 и 17 и электроды 8, 10, 12,14 и 16, соответственно чередуясь между собой, представляют две цепи, где каждый из электродов в этих группах соединен между собой параллельно. Такое соединение практически осуществимо (см. фиг. 1) путем закрепления всех отростков одной цепи электродов на одном из внутренних концов штырей двухконтактного разъема 3. Для электрической изоляции этих двух цепей электродов друг от друга и обеспечения заданных зазоров между ними устанавливаются изолирующие стержни из диэлектрических материалов. Они формируются, например, в четыре группы 18-21. Установка упомянутых стержней на фиг. 1 не показана для удобства дальнейшего объяснения конструкции и работы устройства.

Таким образом, установка групп изолирующих стержней 18-21 обеспечила формирование зазоров между электродами: 7 и 8-22, 8 и 9-23, 9 и 10-24, 10 и 11-25, 11 и 12-26,

12 и 13-27, 13 и 14-28, 14 и 15-29, 15 и 16-30, 16 и 17-31.

Как уже отмечалось выше, собранные в пакет электроды 7-17 присоединяются своими контактными отростками соответственно к штырям двухконтактного разъема 3. Это соединение является одним из двух элементов крепления пакета электродов, размещенного внутри корпуса 1. Вторым элементом крепления пакета в устройстве

является терморегулирующий механизм.

Его основой служит полый цилиндр 32, изготавливаемый из пластмассы, который устанавливается в нише 33, расположенной внутри по центру дна корпуса 1. В нижнем

конце полого цилиндра 32 монтируется упорная, например, крестовина 34. Поскольку, как указывалось выше, упомянутый цилиндр 30 целесообразно изготавливать (как и корпус 1 с крышкой 2) из пластмассы,

то крестовина 34 может прессоваться (или отливаться) совместно с цилиндром 32. Полость цилиндра 35 занимает всю его длину и заканчивается дном с отверстием для крепления цилиндра 32 к корпусу 1. Форма

полости 35 в плане может быть прямоугольная, как показано на фиг. 1, 5 и 6, а также квадратной, круглой и эллипсовидной.

По верхнему торцу цилиндра 32 располагаются лепестки 36 и 37 двухлепесткового

клапана. Упомянутые лепестки перекрывают своими краями полость 35, а своими внутренними торцами жестко соединены с двухплечей биметаллической пружиной 38, при этом оставляют начальный зазор 39 в

клапане 36-37. Двухплечая пружина 38 имеет форму удлиненной лиры и может быть изготовлена совместно с лепестками 36 и 37 из одного материала. В ее основании имеется отверстие соосное с отверстием в дне

полости 35 цилиндра 32 и в нише 33 корпуса 1, через которые выводной патрубок 40, имеющий на своем верхнем конце буртик 41, скрепляет между собой и корпусом 1 полый цилиндр 32, двухплечую биметалли ческую пружину 38. шайбу заземления 42 с помощью гайки 43. На уровне дна корпуса в полом цилиндре 32 высверливается дренажное отверстие 44, а на буртике 41 напаивается заземляющая сетка 45, задача

которой снять напряжение с воды, протекающей через катодный нагреватель.

Пакет электродов насаживается на полый цилиндр 32 по каналу 46 (см. фиг. 3, образованному внутренним диаметром

электрода 17, до соприкосновения нижнего

торца пакета с крестовиной 34, При этом для сохранения максимального значения площади проходного сечения в зазорах 22- 31 необходимо обеспечить совпадение нижних торцов групп изолирующих стержней 18-21 с верхними поверхностями крестовины 34.

Установленный в корпусе 1 пакет электродов обеспечивает под собой наличие подэлектродного пространства 47, а над ним - надэлектродное пространство 48.

Водонагреватель работает следующим образом.

Заявленный водонагреватель предназначен, преимущество, для использования в быту при различных хозяйственных работах, например, при стирке белья, в душевых установках, мытье посуды и т.д.

Перед началом работы патрубок 5 необходимо присоединить к источнику водоснабжения, после чего открыть кран. Затем включить электропитание, но предварительно следует проверить присоединение заземления сетки 45 над выводным патрубком через заземляющую шайбу 42. Следует отметить, что изменение очередности подачи воды и электропитания в водонагреватель не приведет к нежелательным последствиям, если будет обеспечена герметичность корпуса 1 в местах его сочленения с крышкой 2, входным патрубком 5 и выводным патрубком 40.

При открытии крана (на чертеже не показан) источника водоснабжения вода поступит через патрубок 5 и начнет заполнять подэлектродное пространство 47. По мере подъема уровня воды в корпусе 1 она будет заполнять зазоры 22-31 между электродами пакета. Как только вода начнет заполнять упомянутые зазоры, сразу же она будет нагреваться. Заполняя зазоры и одновременно нагреваясь протекающим через нее электротоком, вода будет заполнять надэлектродное пространство и стекать в единственное отверстие - начальный зазор 39, оставленный между лепестками 36 и 37 двухлепесткового клапана. При этом нагревается двухплечая биметаллическая пружина 38 и вода устремляется сквозь заземляющую стенку 45. через выводной патрубок 40 к потребителю.

По мере нагревания пружины 38 последняя будет разгибаться, при этом разводятся лепестки 36 и 37 двухлепесткового. клапана, открывая (расширяя) зазор 39, т.е. увеличивая площадь его проходного сечения.

Скорость протекания поды по зазорам 22-31 будет регулироваться величиной проходного сечения отверстия 39, а его величиназависит от t воды, омывающей пружину 38.

В этой взаимозависимости заложена суть предлагаемого технического решения.

Таким образом, регулирование t° воды происходит за счет изменений ее количества, протекающего за единицу времени через зазор 39, регулируемый пружиной 38, связанной с лепестками 36 и 37 двухлепест0 кового клапана. При достижении водой заданной t° пружина 38 по мере повышения eet° разгибается, раскрывая (раздвигая) лепестки 36 и 37 клапана. При этом увеличивается проходное отверстие 39, тем самым

5 возрастает объем протекающей воды в единицу времени как в термочувствительном элементе, в который входит полый цилиндр 32 с двухлепестковым клапаном 36-37 и пружиной 38, так и в зазорах 22-31 между

0 электродами пакета после заполнения над- электродного пространства 48.

Поскольку количество выделяемого тепла находится в прямой зависимости от времени (Q 0,24J2R(ticafl.), то ускорение

5 протекания воды через пакет приведет к выходу из него менее нагретой воды, а попав в полость 35 и охладив пружину, 38, вызовет уменьшение площади сечения проходного отверстия 39. Так будет происхо0 дить регулирование t° в водонагревателе.

Наличие дренажного отверстия 44 в цилиндре 32 на уровне внутренней поверхности дна корпуса 1 обеспечит осушение полости корпуса 1 после окончания работы

5 водонагревателя, чем будет обеспечена более высокая эксплуатационная надежность в течение длительного времени (долговечность).

После окончания работы устройства не0 обходимо сначала выключить электропитание, а затем перекрыть кран подачи воды. Этим будет увеличена долговечность водонагревателя, т.к. исключается кипение (и об- разование накипи в зазорах между

5 электродами) остатков воды до ее полного истечения через дренажное отверстие 44. Формула изобретения Электродный проточный водонагреватель, содержащий цилиндрический корпус

0 из электроизоляционного материала с крышкой, коаксиально установленный в нем пакет цилиндрических электродов, узел регулирования температуры, расположенный по оси корпуса на его днище и выполненный

5 в виде пружинного биметаллического элемента и полого цилиндра,подсоединенного к патрубку выхода нагретой воды, и установленный на боковой стенке корпуса у его днища патрубок ввода воды, отличающий с я тем, что, с целью упрощения конструкции

и повышения технологичности, наружный электрод установлен без зазора внутри корпуса, полый цилиндр узла регулировки установлен также без зазора во внутреннем электроде и снабжен на обращенном к днищу корпуса участке опорной крестовиной, конец этого участка введен в гнездо, выполненное в днище корпуса, а биметаллический

элемент выполнен U-образной формы и установлен в полости цилиндра, причем отогнутые концы этого элемента закреплены на обращенном к крышке торце цилиндра, а в основании биметаллического элемента выполнено отверстие, соединяющее полость цилиндра с патрубком вывода воды.

Применение: нагрев воды в производственных и бытовых условиях. Сущность изобретения: пакет цилиндрических электродов установлен плотно внутри корпуса. Узел регулирования температуры расположен по оси корпуса на его днище и выполнен в виде полого цилиндра, плотно введенного во внутренний электрод пакета. В этот цилиндр введен U-образный биметаллический элемент, концы которого укреплены на торце полого цилиндра, а в основании этого элемента выполнено отверстие, соединяющее полость цилиндра с патрубком вывода воды. 6 ил.

272829Я ЯЗЗ

Vtf

J

W J7 if. 12 / / / /

40 Фиг.1

Фиг2

21

% 26 27 28 23 30

31

J7

Фиг.5

JS

55

56

Фиг.6