Электродный нагреватель

 

Изобретение предназначено для нагрева жидкости и может быть использовано в системах отопления зданий или для нагрева воды в емкости, актуальность проблемы вызвана тем, что в разных регионах земли электрическая проводимость воды различается во много раз, поэтому необходимо производить водоподготовку перед заправкой систем отопления, если в системе отопления используется нагреватель электродного типа. Данное изобретение позволит отказаться от операции подготовки воды. Предлагаемый электродный нагреватель содержит соосно расположенные в корпусе фазный и нулевой электроды, в зазоре между которыми расположен электроизоляционный материал в виде пружины, один конец которой закреплен неподвижно, а второй снабжен приводом. Корпус нагревателя имеет подводящий и отводящий патрубки. Такое выполнение позволит расширить функциональные возможности нагревателя за счет нагрева жидкости с разной электрической проводимостью. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики, может быть использовано в системах отопления зданий или для нагрева жидкости в емкости.

Известен электроводонагреватель жидкости по а.с. N 165255 кл. H 05 B 3/60. Этот нагреватель содержит корпус, в котором размещены электроды, в виде многопластинчатого пакета, между электродами установлены диэлектрические пластины, собранные также в виде пакета со штоком, предназначенным для их перемещения в зазорах электрода. Мощность нагревателя регулируется путем перемещения диэлектрических пластин в зазоре между электродами.

Недостаток данного нагревателя состоит в том, что он может работать только со специально подготовленной водой, имеющей высокое удельное электрическое сопротивление.

Указанный недостаток устранен в электродном нагревателе жидкости по а.с. N 937911 кл. F 24 H 1/20 (прототип). Этот нагреватель содержит соосно установленные с образованием кольцевой камеры электроды, размещенные по оси герметично закрытого сверху корпуса, снабженного подводящими и отводящими патрубками и сообщенного с компенсационной емкостью, кольцевая камера между электродами сообщена нижней частью с полостью корпуса и заполнена гранулами теплостойкого, недеформирующегося, химически инертного к нагреваемой жидкости электроизоляционного материала. Такой нагреватель имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. его номинальная мощность не регулируется, кроме того, он может работать на номинальной мощности только на воде с низким удельным сопротивлением, в которой содержится много растворенных солей проводимости. Если нужно нагревать мягкую воду, то мощность нагревателя будет ниже номинальной.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей нагревателя. Указанная цель достигается тем, что в электродном нагревателе, содержащем соосно установленные фазный и нулевой электроды, в зазоре между которыми находится электроизоляционный материал, размещенные в корпусе, снабженном подводящим и отводящим патрубком, электроизоляционный материал в зазоре между электродами выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен неподвижно, а второй снабжен приводом.

Выполнение электроизоляционного материала в зазоре между электродами в виде пружины, один конец которой закреплен неподвижно, а второй снабжен приводом, расширяет функциональные возможности нагревателя, т.к. можно будет менять его номинальную мощность и применять нагреватель для нагрева жидкостей с различным удельным сопротивлением.

Предложенные признаки не были выявлены при проведении патентного поиска и поэтому соответствуют критерию "существенные отличия".

На чертеже изображен предложенный электродный нагреватель.

Он состоит из соосно установленных фазного 1 и нулевого 2 электродов, размещенных в корпусе 3, снабженном подводящим 4 и отводящим 5 патрубками.

В зазоре между электродами установлена пружина 6 из электроизоляционного материала, один конец которой неподвижно закреплен на корпусе, а второй снабжен приводом 7. Между витками пружины имеются зазоры a. Пружина 6 может быть выполнена целиком из электроизоляционного материала, например фторопласта, или из металла с электроизоляционным покрытием. Витки пружины в сечении могут быть различной конфигурации: круглыми, прямоугольными, квадратными и т.д.

Нагреватель работает следующим образом. При подаче напряжения на электроды 1 и 2 электрический ток идет по жидкости через зазоры a между витками пружины 6 и нагревает жидкость между электродами, причем более интенсивный нагрев происходит в зазорах пружины 6, т.к. плотность электрического тока в зазорах больше, чем в свободном объеме жидкости. Если пружину 6 сжать приводом 7 до соприкосновения витков, т.е. убрать зазоры, то электрический ток между электродами 1 и 2 прервется. В этом случае номинальная мощность нагревателя будет равна нулю. Если пружину 6 растягивать приводом 7, то зазоры будут увеличиваться, номинальная мощность нагревателя будет возрастать и достигнет максимума при определенной величине зазоров.

Максимальная величина зазоров зависит от удельного сопротивления жидкости. Чем меньше удельное сопротивление воды, тем меньше должна быть величина зазоров при заданной номинальной мощности. Таким образом, изменяя величину зазоров с помощью привода 7, можно изменять мощность нагревателя и устанавливать его номинальную мощность для жидкостей с различным удельным сопротивлением.

В зависимости от профиля сечения витков пружины 6 будет разным закон изменения мощности нагревателя от расстояния между витками пружины, т.е. от величины зазора a.

При круглом профиле сечения витков мощность нагревателя будет изменяться более резко при увеличении зазора a, чем при прямоугольном или квадратном профиле, т.к. сопротивление жидкости в зазорах при круглом профиле уменьшается более резко, чем при прямоугольном или квадратном профиле. Для получения требуемого закона изменения мощности нагревателя в зависимости от зазора a можно подобрать соответствующий профиль сечения витков пружины 6.

Подвод и отвод нагреваемой жидкости происходит через патрубки 4 и 5 соответственно.

При работе нагревателя наблюдается эффект саморегулирования мощности в зависимости от температуры нагреваемой жидкости.

Поскольку более интенсивный нагрев жидкости происходит в зазорах пружины 6, то в них образуются пузырьки пара, которые поглощаются окружающей жидкостью, отдавая ей свою теплоту. По мере прогрева жидкости интенсивность поглощения ею образующихся в зазорах пузырьков пара уменьшается. При нагреве жидкости до температуры, близкой к температуре ее кипения, поглощение пузырьков пара практически прекращается и они преграждают путь электрическому току через зазоры между витками пружины 6, т.е. нагреватель отключается.

При охлаждении жидкости происходит обратный процесс.

Формула изобретения

Электродный нагреватель, содержащий соосно установленные фазный и нулевой электроды, в зазоре между которыми расположен электроизоляционный материал, размещенные в корпусе, снабженном подводящим и отводящим патрубками, отличающийся тем, что электроизоляционный материал в зазоре между электродами выполнен в виде пружины, один конец которой закреплен неподвижно, а второй снабжен приводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1