Электроводонагреватель

 

Использование: в электрических водонагревателях , непосредственно устанавливаемых на водопроводные краны, преимущественно для бытовых нужд. Сущность изобретения: холодная вода подается через напорный патрубок 4 в змееобразный проход между электродами 2 и 3, нагревается под действием электрического тока, обусловленного наличием растворенных в ней солей, и далее горячая вода через сливной патрубок 5 поступает к потребителю. Температура воды на сливе при установленной потребляемой мощности 2 кВт регулируется изменением расхода через кран 6. Никелевое покрытие электродов 0,01 мм обеспечивает длительный русурс работы нагревателя, а связь открытого контакта 7 в сливной струе с водяным краном 6 - надежное заземление. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИА.ЛИСТИЧЕ(:<ИХ

РЕСПУ6ЛИК (19) (11) (51)5 F 24 Н 1/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР. (ГОСПАТЕНТ СССР)

9P,;., " ФЯ@1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " :" ь""" ."" "нц К ПАТЕНТУ (54) ЭЛЕКТРОВОДОНА(РЕВАТЕЛЬ (57) Использование: в электрических водонагревателях, непосредственно устанавли(21) 4884337/06 (22) 21,11,90 (46) 07,12.92, Бюл, ¹ 45 (75) Л. Е. Бродский, И. А. Курганов и А. Ю. Рыбаков (73) Научно-производственное предприятие

"Энергия" (56) Авторское свидетельство СССР

N 1562621, кл, Н 03 В 3/10, 1988, Авторское свидетельство СССР

N 1536177, кл. F 24 Н 1/20, 198f., Авторское свидетельство СССР

¹1506240,,кл. F 24 Н 1/20, 1987. ваемых на водопроводные краны, преимущественно для бытовых нужд. Сущность изобретения: холодная вода подается через напорный патрубок 4 в змееобразный проход между электродами 2 и 3, нагревается под действием электрического тока, обусловленного наличием растворенных в ней солей. и далее горячая вода через сливной патрубок 5 поступает к потребителю, Температура воды на сливе при установленной потребляемой мощности 2 кВт регулируется изменением расхода через кран 6. Никелевое покрытие электродов 0,01 мм обеспечивает длительный русурс работы нагревателя, а связь открытого контакта 7 в сливной струес водяным краном 6- надежное заземление. 2 з. и. ф-лы, 2 ил.

1780578

10 для своей работы специального четыреххо- 15

25

45

Изобретение относится к электроэнергетике и теплоснабжению и может быть использовано в электрических водонагревателях, непосредственно устанавливаемых на водопроводные краны, преимущественно для бытовых нужд.

Известны водонагреватели, которые могут быть использованы для получения теплой воды при наличии источника элЕктроэнергии и водопровода (1) и (2), Водонагреватель Дадашева (2) содержит нагревательный элемент и обеспечивает.постоянство потребляемой мощности, но является сложным и громоздким, он требует дового крана.

Электроводонагревател ь (1) монтирует- ся непосредственно на водопроводный кран, снабжен открытыми коаксиально pac- положенными и попарно связанными между собой электродами, имеющими вид полусфер, которые обеспечивают нагрев за счет электрического тока через воду, Его оеновны)м недостатком является зависимость температуры воды и потребляемой мощности от концентрации солей, которая изменяется в несколько раз в зависимости от районов страны.

Так. например, один и тот же макетный образец электроводонагревателя (1) в результате практических измерений потребляли из сети в г. Коврове Владимирской Обл. ток до 10 А (мощность до 2.2 к Вт), а в Ленинграде — ток до 2.5 А (мощность до 640 Вт), Поэтому в Ленинграде вода на сливном патрубке водонагревателя практически Оставалась холодной, а в Коврове при расходах 0 6 л вода нагревалась до температуры 70 С, при этом уменьшение расхода доводило во. ду до кипения. Это объясняется тем, что в

Ленинграде вода "мягкая" с малым количеством растворенных солей, à в Коврове достаточно "жесткая". Такой существенный разброс потребляемой мощности значительно снижает потребительские качества прибора. Если электроды нагревателя рассчитывать, например, на эксплуатацию в

Ленинграде с мощностью до 2 кВт. то в

Коврове такой нагреватель стайет причиной выхода из строя предохранителей бытовой электросети из-за недог1устимого потребления электроэнергии (до 10 кВт) .

Наиболее близким по техническому решению является устройство, которое содержит снабженный пэтрубкэми подвода и

ОтВОДа ВЕРтИКаЛЬнЫй КОРПУС, В ПОЛОСТИ КОторого установлены неподви>кно пластинчатые электроды. между которыми расположены изоляционные экраны, выполненные ка>кдый составным из подвиж35

40 ной и неподвижной частей, причем сумма высот последних превышает высоту каждого электрода. На концах каждой подвижной части закреплен дополнительный электрод, с целью увеличения срока службы за счет выравнивания плотности тока на поверхности фазных электродов последние выполне-. ны в виде перфорированных пластин, а дополнительный электрод закреплен на верхнем конце подвижной части каждого экрана (3).

Основным недостатком прототипа является неравномерное нэгревание потока жидкости и поэтому неэффективное использование устройства вследствие перемешивания потока жидкости и связанного с этим ухудшения его теплоотдачи. Другим недостатком прототипа при традиционных материалах электродов является ограниченный ресурс работы, связанный с осаждением солей и окислов на контактных поверхностях при действии электрического тока, имеющего электрохимическую природу. В результате практической отработки установлено, что дюралевые электроды дают уже за 0,5 ч непрерывной работы обильный белый хлопьевидный осадок, изменяющий в 2 раза, потребляему о мощность; применение меди латуни или бронзы увеличивает ресурс до

1-2 ч, но в конечном счете на электродах выделяется осадок и также уменьшается вдвое потребляемая мощность; использование высоколегированной нержавеющей стали приводит к увеличению ресурса до

4-8 ч; но и в этом случае происходит постепенное снижение температуры воды в сливном патрубке нагревателя вплоть до практического прекращения нагрева вследствие сниженйя практически на порядок потребляемой мощности. Эт6 связано с окислением, осаждением солей и образованием непроводящих пленок на поверхности электродов. Конструкцию приходится делать разборкой и периодически очищать поверхности электродов, что вызывает определенные неудобства в эксплуатации.

Третьим недостатком прототипа является наличие алектрйческого потенциала в воде на сливе относительно "земли". Это связано с-токами утечки из межэлектродного пространства. Непосредственные замеры показывают, что при разных расходах напряжение в сливном патрубке относительно потенциала водопроводного. крана ("земли") изменяется в пределах 30 — 150 В, Целью предполагаемого изобретения является повышение экономичности нагревателя путем регулирования потребляемой мощности.

1780578

С этой целью в электроводонагрева- установленным в корпусе 1. Возвратно-потель, содержащий корпус с напорным и ступательное перемещение пакета экранов сливным патрубками, пластинчатыми элек- 12 относительно электродов 2 и 3 и корпуса тродами, между которыми расположены 1 осуществляется с йомощью поводкового изоляционные экраны, снабженные приво- 5 механизма 14 при вращении винта 13 бладом их перемещения, электроды поочеред- годаря ходовой посадке экранов 12 в нано соединены с противолежащимй npaenÿþùèõ отверстиях корпуса 1. стенками корпуса с образованием змеевид- . Поводковый механизм 14 закреплен íà паного канала. кете экранов 12. Экраны имеют площадь

Таким образом предполагаемое техни- 10 F=cxd и при вращении винта могут убиратьческое решение соответствует критерию ся в глухую. полость 15 корпуса 1. а также новизна выдвигаться в зону перекрытия электродов

Известно также применение защитных 2, 3, имеющую площадь Ф=ахЬ. Электроды покрытий, но только использование никеле- покрыты никелем, толщина покрытия 0 01 вого покрытия электродов обеспечивает не- 15 мм. обходимый ресурс при сравнительно Пластины электродов 2 и 3 имеют раздешевом производстве. Следует отметить, меры- 45х30 мм, площадь перекрытия что в процессе разработки были опробова- Ф=40хЗО мм, экраны имеют размер F=30x30 ны различные материалы электродов (алю- мм, расстояние между пластинами электроминий, медь, латунь, бронза, нержавеющая 20 дов h=3 мм, толщина экранов 12 составляет сталь и др.). а также покрытий: меднение, 1,5 мм. Зазоры между электродами 2 и 3

-цинкование, кадмирование и никелирова- образуют для воды змееобразный проход, ние. Оптимальным являетая никелирова- Штрих-пунктирной линией со стрелками поние. При этом в процессе эксплуатации на казан ход воды. электродах образуется тонкая окисная 25 Работает электроводонагреватель слепленка, которая однако остается проводя- дующим образом. щей и не допускает падения потребляемой Холодная вода подается через напормощности. Оригийальным в конструкции ный патрубок 4 в змееобразный проход нагревателя также является заземление по- между электродами 2 и 3; нагревается под тенциала сливной струи при монтаже на 30 действием электрического тока, обусловкран с помощью открытого контакта и лепе- ленного наличием растворенных в ней состка. закрепленного на.внутренней поверх- лей, и далее горячая вода через сливной ности напорного патрубка. патрубок 5 поступает к потребителю. ЭкраВышеуказанное позволяет утверждать, ны 12 выполнены из диэлектрического матечто предлагаемае решение удовлетворяет 35 риала и препятствуют прохождению критерию "существенные отличия"., электрического тока. Температура воды на

На фиг. 1 изображена схема электрово-. сливе при установленной потребляемой донагревателя; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. мощности 2 кВт регулируется изменением расхода через кран 6, Электроводонагреватель содержит кор- 40 Электроводонагреватель, потребляя из пус 1 с неподвижно закрепленными, попар- сети 2 кВт, способен обеспечить расход воносвязаннымимеждусобой пластинчатыми ды 0,6 л/мин при температуре до 70 С. что электродами 2 и 3, а также напорным 4 и являетсядостаточнымдлябольшинства бысливным 5 патрубками. Напорный патрубок товых нужд, Если при указанных расходах

4 представляет собой по существу резино- 45 вода остается. холодной вследствие малой еый шланг диаметром 14 мм, который за- концентрации солей, то потребитель вращакрепляется непосредственно на ет регулйровочный винт 13, перемещая экеодопроводный кран 6..Внутри сливного раны в глухую полость 15; и увеличивает патрубка 5 размещен открытый контакт 7, электрическую проводимость нагревателя. соединенный проводом 8 с заземляющим 50 При неизменном расходетокувеличивается контактом 9, выполненным в виде лепестка. и потребляемая мощность pcfcTGT. При дозакрепленного на внутренней гюверхности стижении регулируемой мощности величинапорного патрубка 4 по месту .тыка с во- ны 2,5-3 кВт могут срабатывать допроводным краном 6. Электрическая по- автоматические предохранители бытовой парная связь пластинчатых электродов 2 и 55 электросети, следовательно пользователь

3 осуществляется проводами 10 и 11, noq- винтом 13 ограничивает величину энергоключенным к бытовой электросети 220 В, 50,:" потребления на уровне 2 кВт, компенсируя

Гц. В рабочие зазоры между з ектродамй изменение концентрации солей в процессе введен пакет из трех пластинчат lx экранов эксплуатации, 12, связанных с регулировочным винтом 13, 1780578

7 8

Конструкция электроводонагревателя нагревателя, а открытый контакт 7, провод обеспечивает отношение эффективных пло- 8 и лепесток 9,-приживаемый к водопроводщадей при максимальном и мийймальном ному крану 6 во время монтажа, создают перекрытии экранами 12 междуэлектрод- надежное заземление сливной струи. ных промежутков, как (Ф- F/Ô=1/3. Выше- 5 По данному изобретению разработана указанные геометрическйе параметры КД и ведется подготовка серийного проиэмеждуэлектродных промежутков при нуле- водства, Экспериментальный образец исвом перекрытии выбраны таким образом, пытан в режиме непрерывной наработки 50 чтобы потреблять мощность. около 2 кВт для ч. При этом койтролировался потребляемый самой "мягкой" воды. При этом такая же 10 ток. Установлено, что он практически не измощность обеспечивается положением ре-: меняется с течением времени. Все корпусгулйровочного винта 13 при максимальном ные детали нагревателя выполнены из перекрытии при нагреве "жесткой" воды. " полистирола, что обеспечивает высокую

Это расширяет функциональные воз- технологйчность, простоту и дешевизну можности нагревателя, обеспечивая потре- 15. прибора. бителю при средней концентрации солей Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я максимально допустимые (по энергетиче- - 1. Электроводонагреватель. содержаским ограничением сети) расходы и нагрев щий Kopriyc с напорным и спивным патруб-. воды на основе простейшей регулировки. ками," устамовлейные в корпусе.

В процессе конструирования были про- 20 пластинчатйе электроды, между которыми работаны также возможности регулирова- . расположейы подвижные пластинчатые ния, эффективной площади пластинчатых иэоляционйые экраны, снабженные привоэлектродов за счет перемещения электро- дом их перемещения, о тл и ч а ю шийся дов по направляющйм в корпусе относи- тем,что.сцельюповышенияэкономичности тельно друг друга, . Однако такая 25 путем регулирования мощности, электроды конструкция оказалась менее надежной. поочередносоединеныспротиволежащими

Применение жестко закрепленных в проти- " стенками корпуса с образованием змеевидвоположных стенках корпуса электродов в ного канала . сочетании с перемещаемыми диэлектриче- 2; Йагреватель по и. 1, о т л и ч à ю. щ искими экранами исключает междуэлектрод- 30 и с я тем, что поверхности электродов снаб- . ные замыкания. Наличие глухой полости 15 жены никелевым покрытием. допускает повышение утечки из рабочей ка-: . 3. Нагреватель bio и. 1, о т л и ч а ю щ имеры по зазорам отверстий экранов. "Эти и с.я тем, что он дополнительно содержит утечки собираются в полость 15 и достаточ- соединенные проводом открытый и заземно хорошо герметиэируются резьбой регу- 35 лающий контакты, первый из которых раслировочного винта 13. Применение положен внутри сливного патрубка, а никелевого покрытия на электродах 2 и 3 второй выполнен в виде лепестка и закрепобеспечивает длительный ресурс работы лен на входном срезе напорного патрубка.

1780578

Составитель И,Курганов

Техред М.Моргентал

Редактор Н.Савина

Корректор М;Керецман

Производственно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4447 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5