Проточный электроводонагреватель

Изобретение относится к нагревателям текучей среды, в частности к водонагревателям с погруженными электронагревательными элементами. Задачей изобретения является повышение производительности за счет интенсификации теплообмена с одновременным уменьшением габаритов электроводонагревателя, улучшение технологичности за счет исключения сложных узлов герметизации. Для решения поставленной задачи проточный электроводонагреватель содержит корпус, входной и выходной патрубки, электронагревательный модуль, выполненный в виде кожуха, который выполнен в виде замкнутой емкости, содержащей полости 5, 6 и 7. Емкость закреплена в корпусе перпендикулярно его вертикальной оси посредством быстроразъемного соединения. Две полости 5 и 6 разделены перегородкой, в которой выполнено отверстие, а в полости 7 установлен элемент для направления потока воды, выполненный в виде фигурной пластины. В полостях 5 и 6 установлены электронагревательные элементы, например, W-образной формы. Внутри полости 5 закреплена сливная трубка. Устройство снабжено реле давления и термовыключателем, а также клеммами электропитания и светосигнальной арматурой. Входной и выходной концы каждого электронагревательного элемента герметично связаны, например, пайкой с емкостью. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к нагревателям текучей среды, в частности водонагревателям со средствами для получения тепла, а именно с погруженными электронагревательными элементами.

Известен электроводонагреватель, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, электронагревательный элемент, установленный внутри теплообменника. Теплообменник выполнен в виде замкнутой емкости, внутри которой в шахматном порядке установлены несколько электронагревательных элементов, прилегающих к стенкам емкости, датчик температуры (RU, з. №93057495, F 24 H 1/00, от 29.12.93, опубл. 27.10.95).

Указанный электроводонагреватель выбран заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Недостатком данного электроводонагревателя является то, что внутри замкнутой емкости теплообменника установлены в шахматном порядке и с зазором между ними электронагревательные элементы и датчик температуры, что предполагает довольно большие габариты емкости. Кроме того, между емкостью и корпусом электроводонагревателя имеется слой теплоизоляции, что удорожает и усложняет конструкцию.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются повышение производительности за счет интенсификации теплообмена с одновременным уменьшением габаритов электроводонагревателя, улучшение технологичности за счет исключения сложных узлов герметизации.

Поставленные задачи достигаются тем, что в проточном электроводонагревателе, содержащем корпус, установленный в корпусе теплообменный модуль, состоящий из кожуха, выполненного в виде замкнутой емкости, связанной с впускным и выпускным патрубками, реле давления, термовыключатель, светосигнальную арматуру, согласно изобретению замкнутая емкость установлена в корпусе перпендикулярно относительно его вертикальной оси и содержит несколько сообщающихся полостей, в, по меньшей мере, двух из них установлены трубчатые электронагревательные элементы, длина которых превышает ширину замкнутой емкости, а полость, связанная с впускным патрубком, снабжена элементом для направления потока воды в указанные выше полости.

Емкость теплообменного модуля имеет коробчатую форму.

Емкость теплообменного модуля имеет корытообразную форму.

Емкость теплообменного модуля имеет эллипсообразную форму.

Емкость теплообменного модуля имеет круглую форму.

Полости емкости разделены перегородками.

В каждой из перегородок выполнено, по меньшей мере, одно отверстие.

Емкость, перегородки и элемент для направления потока воды выполнены из антикоррозионного материала.

Емкость, перегородки и элемент для направления потока воды выполнены из материала с антикоррозионным покрытием.

Полость емкости, связанная с выпускным патрубком, снабжена сливной трубкой, закрепленной внутри нее и проходящей вне зоны электронагревательного элемента.

Электронагревательные элементы выполнены W-образной формы.

Электронагревательные элементы выполнены S-образной формы.

Электронагревательные элементы выполнены V-образной формы.

Электронагревательные элементы выполнены U-образной формы.

Входной и выходной концы электронагревательных элементов герметично связаны с емкостью.

Установка емкости перпендикулярно по отношению к вертикальной оси корпуса водонагревателя позволяет уменьшить его габариты по высоте.

Наличие в емкости нескольких сообщающихся полостей позволяет устанавливать в них несколько электронагревательных элементов, что повышает эффективность теплоотдачи и скорость нагрева воды.

Установка в полостях емкости электронагревательных элементов, длина которых значительно превышает ширину полостей, т.е. они изогнуты таким образом, что заполняют всю полость, что также повышает производительность электроводонагревателя.

Установка в полости емкости, связанной с впускным патрубком элемента для направления потока воды, обеспечивает поступление воды в полость, где установлен один из электронагревательных элементов таким образом, чтобы поток воды проходил вдоль всей его длины.

Выполнение емкости заявляемых форм, т.е. коробчатой, корытообразной, эллипсообразной и круглой, позволяет изменять габаритные размеры электроводонагревателя в целом, что расширяет номенклатуру выпускаемых изделий.

Наличие перегородок, разделяющих полости емкости, позволяет установить в полостях электронагревательные элементы изолированно друг от друга и в полученном малом объеме достичь максимально быстрого нагрева воды.

Выполнение в каждой из перегородок, по меньшей мере, одного отверстия для прохода воды обеспечивает перетекание нагреваемой воды из одной полости в другую.

Выполнение емкости, перегородок и элемента для направления потока воды из антикоррозионного материала или материала с антикоррозионным покрытием увеличивает их срок службы.

Снабжение полости емкости, связанной с выпускным патрубком, сливной трубкой, закрепленной внутри одной из полостей и проходящей через кожух вне зоны электронагревательного элемента, обеспечивает быстрый слив нагретой воды в выходной патрубок.

Выполнение электронагревательных элементов заявляемых форм, т.е. W, S, V, U-образными, обеспечивает максимальную производительность за счет эффективности теплообмена с одновременным уменьшением габаритов электроводонагревателя в целом.

Обеспечение герметичной связи, например пайкой, входного и выходного концов электронагревательных элементов с емкостью технологично и позволяет обеспечить надежность соединения без применения сложных узлов герметизации.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что заявляемый проточный электроводонагреватель соответствует критерию «новизна». Использование совокупности отличительных признаков не выявлено из изученного уровня техники, что говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень». Заявляемое устройство может быть изготовлено на любом промышленном предприятии, что соответствует критерию «промышленная применимость».

На одном из предприятий Челябинской области изготовлен и прошел испытания опытный образец устройства.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид электроводонагревателя, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Заявляемый проточный электроводонагреватель содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, электронагревательный модуль состоит из кожуха, выполненного в виде замкнутой емкости 4, которая содержит полости 5, 6 и 7. Емкость 4 закреплена в корпусе 1 посредством быстроразъемного соединения 8. Полости 5 и 6 разделены перегородкой 9, в которой выполнено отверстие 10, а в полости 7 установлен элемент 11 для направления потока воды, выполненный в виде фигурной пластины. В полостях 5 и 6 установлены электронагревательные элементы 13, например, W-образной формы. Внутри полости 5 закреплена сливная трубка 14. Устройство снабжено реле давления 15 и термовыключателем 16, а также клеммами электропитания и светосигнальным индикатором (не показано). Входной 17 и выходной 18 концы каждого электронагревательного элемента герметично связаны, например, пайкой 19 с емкостью 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче жидкости во входной патрубок 2 реле давления 15 срабатывает, включает микропереключатель (не показано), который замыкает электрическую сеть, включая электронагревательные элементы 13. Включается светосигнальный индикатор (не показано), информирующий потребителя о рабочем состоянии устройства. При уменьшении давления жидкости в сети или ее отсутствии срабатывает реле давления 15 и отключает посредством микропереключателя электропитание электронагревательных элементов 13.

Термовыключатель отключает электропитание электронагревательных элементов в случае аварийной ситуации.

Вода из входного патрубка 2 поступает в полость 7 и благодаря элементу 11 направляется вдоль него и попадает в полость 6, омывает один из электронагревательных элементов 13 и поступает вдоль перегородки 9 к отверстию 10 и переливается в полость 5, омывает по всей длине следующий электронагревательный элемент 13 и через сливную трубку 14 поступает в выходной патрубок к потребителю.

Благодаря тому, что длина электронагревательных элементов 13 значительно превышает ширину емкости 4, за счет выбора их оптимальной формы, например, W-образной, можно достичь высокой производительности за счет эффективности теплообмена устройства с одновременным сокращением его габаритов по высоте. При отсутствии давления воды или при ее отсутствии в системе вообще термовыключатель 16 автоматически отключает устройство от сети.

Благодаря тому, что входной 2 и выходной 3 патрубки связаны непосредственно только с полостями емкости 5, не требуется сложных узлов герметизации между ними. А герметизация входного 17 и выходного 18 концов электронагревательных элементов, например, пайкой 19 относительно емкости 5 также технологична, исключает сложные узлы герметизации.

Таким образом, заявляемое устройство технологично, надежно, обладает высокой производительностью, имеет небольшие габариты. Позволяет за счет подбора форм емкости и электронагревательных элементов удовлетворять потребности потребителей по габаритам электроводонагревателя, а также мощности устройства и производительности.

1. Проточный электроводонагреватель, содержащий корпус, установленный в корпусе теплообменный модуль, состоящий из кожуха, выполненного в виде замкнутой емкости с трубчатым электронагревательным элементом внутри и связанной с впускным и выпускным патрубками, реле давления, термовыключатель, светосигнальную арматуру, отличающийся тем, что замкнутая емкость установлена в корпусе перпендикулярно относительно его вертикальной оси и содержит несколько сообщающихся полостей, в, по меньшей мере, двух из них установлены трубчатые электронагревательные элементы, длина которых превышает ширину замкнутой емкости, а полость, связанная с впускным патрубком, снабжена элементом для направления потока воды в указанные выше полости.

2. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что емкость теплообменного модуля имеет коробчатую форму.

3. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что емкость теплообменного модуля имеет корытообразную форму.

4. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что емкость теплообменного модуля имеет эллипсообразную форму.

5. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что емкость теплообменного модуля имеет круглую форму.

6. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что полости емкости разделены перегородками.

7. Проточный электроводонагреватель по любому из пп.1 или 6, отличающийся тем, что в каждой из перегородок, по меньшей мере, одно отверстие.

8. Проточный электроводонагреватель по любому из пп.1 или 6, отличающийся тем, что емкость, перегородки и элемент для направления потока воды выполнены из антикоррозионного материала.

9. Проточный электроводонагреватель по любому из пп.1 или 6, отличающийся тем, что емкость, перегородки и элемент для направления потока воды выполнены из материала с антикоррозийным покрытием.

10. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что полость емкости, связанная с выпускным патрубком, снабжена сливной трубкой, закрепленной внутри нее и проходящей вне зоны электронагревательных элементов.

11. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены W-образной формы.

12. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены S-образной формы.

13. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены V-образной формы.

14. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что электронагревательные элементы выполнены U-образной формы.

15. Проточный электроводонагреватель по п.1, отличающийся тем, что входной и выходной концы каждого электронагревательного элемента герметично связаны с емкостью.