ЭЛЕКТРОДНЫЙ КОТЕЛ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК F24H1/20 

Описываемый электродный котел предназначен для нагрева жидкости проходящим через нее электрическим током.

Известен электродный котел высокого напряжения, содержащий корпус с патрубками, крышку, концентрично расположенные фазные и нулевые электроды и изоляционные экраны, установленные в межэлектродных зазорах.

Фазные электроды в этих котлах размещаются внутри нулевых электродов - металлических обечаек. Расстояние между фазными и нулевыми электродами определяется, в основном, допустимым падением потенциала на единицу длины токонроводящей жидкости, гарантирующим от вызывающего аварию котла электрического пробоя ее. Относительно большие расстояния между фазными и нулевыми электродами приводят к значительному превышению поверхности нулевого электрода по отношению к поверхности фазного электрода. Поэтому, а также вследствие действия закона падения потенциала в цилиндрическом электрическом поле, концентрация энергии, выделяющейся у поверхности фазных электродов, в несколько раз превышает концентрацию энергии у поверхности нулевых электродов, что вызывает чрезмерный перегрев жидкости в областях повышенной концентрации энергии. Образуются паровые пузырьки, которые нарушают нормальный режим работы котла и приводят к преждевременному износу фазных электродов. Для стабилизации режима работы котла в межэлектродном пространстве устанавливают изоляционные экраны.

Предлагаемый электродный котел отличается от известных тем, что изоляционные экраны выполнены в виде листов, изогнутых по спирали и установленных вертикально . Листы могут быть выполнены из эластйчного материала.

Электродный котел снабжен также механизмом регулирования угла закручивания экранов, который выполнен из закрепленных на внешних концах экранов обручей с отверстиями и поворотного вала со штифтами, входящими в отверстия обручей.

Экраны разделяют кольцевой зазор на определенное число параллельных слоев жидкости,

например воды, одинаковых электросопротивлений. При этом каждый слой воды, длина которого обеспечивает допустимое падение потенциала на единицу длины водяного слоя, расположен по спирали внутри межэлектродного зазора. Это дает возможность в несколько раз уменьшить поперечные размеры электродной группы и всего котла и одновременно уменьшить концентрацию энергии у поверхности фазного электрода. Кроме того, изменениэлектроду, можно добиться желаемого распределения коицентрации энергии по длине водяного спирального слоя. ;

Внутренние концы изоляционных вертикальных эластичных экранов неподвижно закреплены на фазных электродах, а внешние концы экранов неподвижно соединены в нескольких точках по высоте обручами, которые установлены с зазором внутри нулевых электродов таким образом, что могут вращаться относительпо нулевых электродов при помощи механизма поворота.

Поворот обручей вызывает изменение угла закручивания эластичных спиральных экранов, что приводит к изменению -поперечного сечения, а значит и электрического сопротивления каждого токопроводящего участка воды, заклЕоченного между соседними экранами.

Таким образом, мощность может изменяться от максимума, соответствующего максимальному зазору между изоляционными экранами, до минимума, приближающегося к нулю, соответствующего максимальному углу закручивания эластичных экранов, при котором ближайшие к фазным электродам участки экранов соприкасаются один с другим, что вызывает разрыв водяных токопроводящих участков и практически полное изолирование фазных электродов от нулевых и прекращение выделения мощности.

На фиг. 1 изображен описываемый котел, вертикальный разрез; на фиг. 2 - котел без механизма регулирования угла закручивания экранов, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - котел с механизмом регулирования угла закручивания экранов, вертикальный разрез; на фиг. 4 - котел, когда положение изоляционных экранов соответствует максимальной мощности котла, горизонтальный разрез; на фиг. 5 - фазная группа в положении, соответствующем минимальной мощности котла, горизонтальный разрез.

Электродный котел состоит из корпуса / с патрубками, верхней съемной крышки 2, на которой укреплены цилиндрические нулевые электроды 3, а внутри их концентрично расположены цилиндрические фазные электроды 4. Между нулевыми и фазными электродами установлены .изоляционные экраны 5, выполненные в виде вертикальных листовых спиралей.

Предлагается также другой вариант котлов (см. фиг. 3-5). Он состоит из корпуса 1 с патрубками, верхней съемной крышки 2, на которой закреплены нулевые цилиндрические электроды 3 и фазные электроды 4. В каждом межэлектродном кольцевом зазоре установлены изоляционные эластичные экраны 5, внутренние концы которых закреплены на фазных

электродах 4, а внешние концы скрепляются и дистанционируются в нескольких точках по высоте при помощи горизонтальных обручей 6, Которые могут поворачиваться внутри нулевых электродов 5. При этом в верхнем и нижнем обручах по окружности равномерно расположены сквозные отверстия, в которые попадают цилиндрические стержни, укрепленные на валу 7, получающем вращение от механизма поворота 8, смонтированного на крыщке.

Механизм поворота 8, получив сигнал на изменение мощности от датчиков системы регулирования, сообщает импульс вращательного движения валу 7, цилиндрические стержни которого, совершая движение вместе с валом, поворачивают обручи 6 всех трех электродных групп на соответствующий угол.

При этом изменяются зазоры между эластичными спиральными экранами 5 и, соответственно, меняется мощность, выделяющаяся в тепловыделяющем объеме воды.

Предлагаемый электродный котел имеет следующие преимущества.

Достигается желаемое распределение концентрации выделяющейся энергии во всем объеме водяного пространства; мощность регулируется в широких пределах без вертикальных перемещений элементов конструкции, что позволяет уменьшить габариты котла по вертикали и его металлоемкость; достигается равномерный по высоте естественный износ электродов, что увеличивает срок службы котла.

Предмет изобретения

1.Электродный котел высокого напряжения, содержащий корпус с патрубками, крышку, концентрично расположенные фазные и нулевые электроды и изоляционные экраны, установленные в межэлектродных зазорах, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, указанные изоляционные экраны выполнены в виде вертикально установленных листов, изогнутых по спирали.

2.Электродный котел по п. 1, отличающийся тем, что указанные листы выполнены из эластичного материала.

3.Электродный котел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен механизмом регулирования угла закручивания указанных экранов.

4.Электродный котел по пп. 1-3, отличающийся тем, что механизм регулирования угла закручивания выполнен в виде закрепленных на внешних концах экранов обручей с отверстиями и поворотного вала со штифтами, входящими в отверстия обручей.

Ж иг