| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2095945
ЕЛЕКТРОДНИЙ Нагрівач РІДИНИ
Ім'я винахідника: Білків Володимир Олександрович; Петрошені Віктор Михайлович
Ім'я патентовласника: Білків Володимир Олександрович; Петрошені Віктор Михайлович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.12.04
Використання: в котлах, акумуляторних водонагрівачах, що живляться від електромережі, для отримання гарячої води і автономного теплопостачання. Суть винаходу: нагрівач являє собою коаксіально встановлені в корпусі на діелектричній перегородці центральний фазний електрод, екранує металевий циліндр і нульовий периферійний циліндричний електрод. Корпус забезпечений вхідним і вихідним патрубками для з'єднання з трубопроводами опалювальної системи, розширювальної ємністю і комутатором. Особливістю винаходу є електрична зв'язок екрану через комутатор з джерелом живлення і центральним фазним електродом, що дозволило поступово автоматично регулювати потужність, тепловий режим і температуру нагрівання води в діапазоні 30-90 o C.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до акумуляційних водонагрівачів електродного типу, призначене для роботи в автономних мережах водяного теплопостачання з використанням конвективних теплообмінників, радіаторів і може застосовуватися в якості нагрівачів води для технічних цілей, технологічних процесів.
Відомий електродний нагрівач [1] в якому за рахунок різниці потенціалів на електродах через електропровідну рідина, відповідно до закону Джоуля-Ленца, проходить електричний струм і вона нагрівається. У корпусі нагрівача, забезпеченому вхідним і вихідним патрубками, розширювальної компенсаційної ємністю, на діелектричній перегородці змонтовані концентрично фазний і нульовий електроди, пов'язані з комутатором. Між електродами поміщений діелектричний екран для автоматичної установки теплового балансу за рахунок регулювання електричної потужності, щоб в результаті підтримати приблизно постійну температуру нагрівання рідини.
Однак конструкція має обмежений обсяг використання в діапазоні працездатності, що забезпечується при мінімумі витрат води, що нагрівається.
Більш досконалими є водогрійні акумуляційні котли, в яких потужність регулюється за допомогою змін просторового положення екрану щодо фазного електрода, здійснюваних приводом поздовжнього переміщення наприклад, [2] [3] або осьового повороту [4] Рухомий екран забезпечує максимальну резистивное опір і мінімальну потужність нагрівача, при більш інтенсивному омивання фазного електрода, де відбувається найбільше тепловиділення. При максимальному екранування фазного електрода встановлюється мінімальна електричне навантаження, тобто знижується (до 25% від номінальної) споживана потужність нагрівача.
У винаході [3] трубчастий екран виконаний металевим, що додатково забезпечує вирівнювання щільності струму по довжині фазного електрода (на 13-20%). Екран забезпечує підвищення швидкості обмивання фазного електрода потоком рідини, що нагрівається, що дозволяє підвищити термін його служби і розширити діапазон застосування нагрівача.
Недоліками відомих пристроїв є наявність приводу, додаткових кінематичних зв'язків, засобів термостатирования комунікаційних роз'ємів, орієнтації екрану, автоматики регулювання і контролю, які помітно ускладнюють конструкцію і підвищують вартість, що економічно доцільно для промислових котлів високої напруги, що використовуються в системах теплопостачання, в технологічних процесах.
Практичне застосування цих відомих складних пристроїв в якості водогрійного котла в автономних опалювальних замкнутих системах житлових і виробничих приміщень, дачних будинків, котеджів, гаражів, майстерень, побутівок і т.п. не представляється можливим і доцільним.
Завданням, на вирішення якої спрямовано винахід, є створення універсального, автономного нагрівального пристрою, в якому потужність регулюється без зовнішнього приводу.
Необхідний технічний результат досягається тим, що у відомому електродному нагрівачі рідини, що містить терморегулятор, розширювальну ємність, комутатор і в термоізольованому корпусі якого, забезпеченому подає і верхнім відводить патрубками, коаксиально послідовно закріплені на діелектричної перегородці центральний фазний електрод, екранує металевий циліндр і нульовий циліндричний електрод , відповідно до винаходу, що екранує циліндр через комутатор електрично пов'язаний з джерелом живлення і центральним фазним електродом.
Відмінні ознаки забезпечили ступеневу автоматичне регулювання споживаної потужності нагрівача і, отже, нагрівання проточної води в заданому діапазоні температури за рахунок того, що металевий екран без додаткових приводів і механізмів виконує функції другого автономного або паралельного фазного електрода. При цьому не погіршуються основні функції екрану по інтенсифікації теплообміну проточною рідини і по вирівнюванню щільності струму уздовж центрального фазного електрода, діаметр якого вибраний з умови мінімальної напруженості електричного струму на його поверхні.
Відсутність рухомих елементів дозволило забезпечити безпеку електроживлення нагрівача і належний захист від ураження електрострумом, що розширює його технологічні можливості.
Кожен з істотних ознак необхідний, а їх сукупність достатня для досягнення необхідного технічного результату, який є ефектом від суми ознак винаходу.
 |
 |
На фіг. 1 дан нагрівач, розріз; на фіг. 2-схема пристрою.
Корпус 1 (фіг. 1) нагрівача ємністю 12 ± 1 л через ізолюючі прокладки 2 встановлений в заземленому кожусі 3, в якому змонтовані подає 4, зливний 5 і верхній відвідний 6 патрубки. Корпус 1 закритий діелектричної монтажної перегородкою 7, несучої центральний фазний електрод 8 діаметром 20 мм і коаксіально встановлений екранує циліндр 9 діаметром 54 мм, пов'язані з джерелом живлення через комутатор 10 (фіг. 2) і нульовий периферійний циліндричний електрод 11 діаметром 94 мм. На перегородці 7 виявлено термодатчик 12, підключений до магнітного пускача 13.
У замкнутої опалювальній системі змонтовані радіатори 14 (фіг. 2), конвективні теплообмінники, а у верхній точці встановлена расширительная компенсаційна ємність 15 об'ємом 6 ± 0,5 л.
Ємність 15 служить для збору додаткового обсягу води, що утворюється внаслідок розширення при нагріванні, а й збору повітря, що виділяється з води при її нагріванні в корпусі 1. У водопровідній воді повітря розчинено приблизно 40 мг / л, а при нагріванні до максимальної розрахункової температури опалення розчинність повітря в воді зменшується приблизно до 3 мг / л. Бульбашки повітря спливають у водяному потоці і надходять в ємність 15, а потім в атмосферу.
Харчування електродного котла здійснюється від джерела промислової частоти напруги до 1000 В і виконано відповідно до "Правил експлуатації електроустановок споживачів. М. Енергоіздат, розділ 3.2, 6.1, 1992 р
Максимальне споживання струму 16 А, напруги 220 В промислової частоти 50 Гц. Споживана потужність при нагріванні води до 90 o C становить 3,3 кВт. Захист від ураження електричним струмом виконана відповідно до вимог ГОСТ 21570.0-87 до приладів класу 1.
Охолоджена в радіаторах 14 вода під дією гравітаційного напору тиском 0,2 МПа похилій магістралі надходить в корпус 1, де нагрівається електрострумом при наявності різниці потенціалів на нульовому 11 і фазному 8 (або фазних 8, 9) електродах по одному з режимів:
- при підключенні до джерела живлення центрального фазного електрода 8 і нейтральному екрані 9 температура води становить 30-38 o C;
- при підключенні до джерела живлення екрануючого циліндра 9 і знеструмленні електрода 8 нагрів теплоносія здійснюється до температури 63-72 o C;
- при паралельному підключенні центрального фазного 8 і циліндричного 9 електродів до джерела живлення температура нагріву становить 86-92 o C.
При наявності потенціалу на фазному електроді 8 і знеструмленому екрані 9 нагрівач має максимальне резистивное опір рідини і мінімальну споживану потужність.
При відключенні центрального електрода 8 від джерела живлення і підключенні циліндра 9 до фази електронагрів води станься в кільцевому зазорі між циліндрами 9 і 11, а всередині циліндра 9 здійснюється конвективний нагрів води.
При паралельному підключенні фазних електродів 8 і 9 до джерела живлення збільшується споживана потужність нагрівача і знижується питомий опір рідини, що спричиняє підвищення температури води в міжелектродному зазорі і в цілому всередині корпусу 1.
Нагріта вода піднімається вгору і через патрубок 6 надходить до радіаторів 14, де тепло конвективно передається навколишньому середовищу. Вода охолоджується і далі цикл повторюється. Необхідні перемикання електродів 9, 11 здійснюються за допомогою комутатора 10.
Рівень температури нагріву води в заданому діапазоні контролюється датчиком 12, від сигналів якого спрацьовує пускач 13, дискретно перевищує лінію електроживлення нагрівача, регулюючи енерговложеніе.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Електродний нагрівач рідини, що містить терморегулятор, розширювальну ємність, комутатор і в термоізольованому корпусі якого, забезпеченому подає і верхнім відводить патрубками, коаксиально послідовно закріплені на діелектричної перегородці центральний фазний електрод, екранує металевий циліндр і нульовий циліндричний електрод, який відрізняється тим, що екранує циліндр через комутатор електрично пов'язаний з джерелом живлення і центральним фазним електродом.
Версія для друку
Дата публікації 21.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.