CZ358997A3

CZ358997A3 - Direct-heating electric electrode boiler

Info

Publication number: CZ358997A3
Application number: CZ973589A
Authority: CZ
Inventors: Pavel Ing. Lang; Jiří George Mudr. Moudry
Original assignee: Pavel Ing. Lang
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-06-16
Also published as: CZ290263B6

Abstract

No information given.

Description

Vynález se týká přímotopného elektrického elektrodového kotle pro ohřev kapaliny.The invention relates to a direct heating electric electrode boiler for heating a liquid.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Z dosavadní praxe jsou známy odporové ohřívače vody a elektrodové ohřívače vody. Odporové ohřívače jsou technologicky náročné a z ekonomického hlediska nejsou pří1iš výhodné.Resistance water heaters and electrode water heaters are known in the art. Resistive heaters are technologically demanding and are not very economical.

Elektrodový ohřev vody je vlastně ohřev přímým průchodem elektrického proudu touto vodou. Jedná se o principiálně nejjednodušší způsob elektrického ohřevu vody a je vhodný k nej různějším technologickým účelům. Pokud se má voda pouze ohřívat bez nežádoucího elektrochemického rozkladu je nutné využít výhradně střídavý proud, protože změnami polarity elektrod se rozklad neustále ruší. Dosud známé konstrukce jsou tvořeny nádobou válcového tvaru a elektrodami, které jsou rovnoběžné s osou této válcové nádoby. U těchto kotlů je potřeba sledovat řadu ukazatelů jako je vzájemná vzdálenost elektrod, jejich vzdálenost od vnitřní stěny nádoby, vztah průměru elektrody a průměru nádoby a podobně. Jmenovitý výkon a další vlastnosti dosud vyráběných kotlů s válcovou nádobou je nutné dolaďovat například úpravou elektrické vodivosti vody nebo řízenímElectrode heating of water is actually heating by direct passage of electric current through this water. It is in principle the simplest way of electric water heating and is suitable for various technological purposes. If the water is only to be heated without undesirable electrochemical decomposition, it is necessary to use only alternating current, because the polarity of the electrodes changes continuously to the decomposition. The hitherto known structures consist of a cylindrical vessel and electrodes which are parallel to the axis of the cylindrical vessel. In these boilers, it is necessary to observe a number of indicators such as the distance between the electrodes, their distance from the inner wall of the vessel, the relationship between the electrode diameter and the vessel diameter and the like. The nominal output and other characteristics of the cylindrical tank boilers produced so far have to be fine-tuned, for example by adjusting the electrical conductivity of the water or by controlling

napájecího napětí. Rozměry, jako například průměr válcové nádoby kotle a délka elektrod dosavadních intuitivně navržených kotlů, vychází nevýhodně jak konstrukčně tak i ve výrobní a pořizovací ceně. Nízká výrobní cena a malé rozměry kotle jsou zvláště důležité při výrobě malých kotlů pro výkony do 40 kV na síťovém napětí 220/380V.supply voltage. The dimensions, such as the diameter of the cylindrical vessel of the boiler and the electrode length of the prior art intuitively designed boilers, are disadvantageous both in construction and in production and purchase price. Low production costs and small boiler dimensions are particularly important in the production of small boilers for outputs up to 40 kV at 220 / 380V mains voltage.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny přímotopným elektrickým elektrodovým kotlem pro ohřev kapaliny podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že sestává z alespoň jedné celoplastové elektrodové komory tvořené neuzemněným pláštěm opatřeným na svých koncích víky. V neuzemněném plášti je k alespoň jednomu víku ve směru osy válcového pláště umístěna nejméně jedna elektroda. Poměr mezí roztečným průměrem elektrod a průměrem elektrody je roven nejméně 3,6.The above drawbacks are largely overcome by the direct heating electric electrode boiler for heating the liquid according to the invention. Its essence is that it consists of at least one all-plastic electrode chamber formed by an ungrounded sheath provided with lids at its ends. In the ungrounded housing, at least one electrode is disposed to the at least one lid in the direction of the axis of the cylindrical housing. The ratio between the pitch and the diameter of the electrodes shall be at least 3.6.

Elektrody jsou umístěny s výhodou ve vrcholech pravidelného n-úhelníku, kde n je násobek čísla 3. Elektrody jsou ve výhodném provedení umístěny ve vrcholech pravidelného šestiúhelníku a mohou být zapojeny do hvězdy a/nebo trojúhelníku. Elektrody jsou umístěny na vnitřní straně obou vík elektrodové komory, přičemž elektrody na jednom víku zasahují dio 2/3 a elektrody na druhém víku do 1/3 délky elektrodové komory. Elektrody jsou s výhodou opatřeny na svém jednom konci kuželovým zakončením na kterém je vytvořen po jeho obvodu alespoň jeden zápích a po svém obvodu věncem s pilovitým zakončením pro zaříznutí do víka.The electrodes are preferably located at the apexes of a regular n-angle, where n is a multiple of 3. The electrodes are preferably located at the apexes of a regular hexagon and may be connected to a star and / or a triangle. The electrodes are located on the inside of both lids of the electrode chamber, with electrodes on one lid extending dio 2/3 and electrodes on the other lid up to 1/3 of the length of the electrode chamber. The electrodes are preferably provided at one end with a conical end on which at least one sting is formed around its circumference and on its circumference with a sawtooth rim for cutting into the lid.

Přímotopný elektrický elektrodový kotel podle tohoto řešení je ve výhodném provedení opatřen protimrazovým temperačním regulačním stupněm. Na výstupu k topnému systému může být umístěn v potrubí elektrický T-článek. Přímotopný elektrický elektrodový kotel může být opatřen přípojkou pro připojení k dalšímu kotli pro sestavení neomezených výkonů podle instalovaného příkonu elektrického proudu.The direct-heating electric electrode boiler according to this solution is preferably provided with an anti-freeze temperature control stage. At the outlet to the heating system an electrical T-cell can be placed in the pipeline. The direct-heating electric electrode boiler may be provided with a connection for connection to another boiler to assemble unlimited outputs according to the installed power input.

Přímotopný elektrický elektrodový kotel podle tohoto vynálezu je s výhodou opatřen bezpečnostním termostatem pro jištění teploty do 95°C. Tento termostat vzhledem k funkci celého zařízení, kdy dochází k tak zvanému samozhášecímu efektu, nemusí být v zařízení přítomen.The direct-heating electric electrode boiler according to the invention is preferably provided with a safety thermostat for ensuring a temperature of up to 95 ° C. This thermostat does not have to be present in the device due to the function of the whole device in which a so-called self-extinguishing effect occurs.

Výhodou kotle podle tohoto vynálezu je účinnost 99,2%. Elektrody mohou být umístěny blízko sebe a v případě potřeby se mohou dotýkat i pláště. Rozmístění elektrod do vrcholů pravidelného šestiúhelníku a jejich zapojení do hvězdy a/nebo trojúhelníku a jejich různá délka, umožňuje provést nastavení velkého množství regulačních stupňů. Zakončení elektrod zajišťuje jejich pevné připojení k víku při zajištění požadované těsnosti. Elektrický T-článek umožňuje zkrátit délku výstupního potrubí a tím i zmenšit celkové rozměry.An advantage of the boiler according to the invention is an efficiency of 99.2%. The electrodes may be placed close to each other and, if necessary, may also contact the housing. The positioning of the electrodes at the apexes of the regular hexagon and their connection to the star and / or the triangle, and their different lengths, allows the adjustment of a large number of control stages. The electrode ends ensure they are firmly attached to the lid while ensuring the required tightness. The electric T-cell allows the length of the outlet pipe to be shortened, thus reducing the overall dimensions.

Další podstatnou výhodou jsou malé rozměry a malá hmotnost. Vzhledem ke své konstrukci je možné sestavit sestavu prakticky neomezených výkonů podle instalovaného příkonu elektrického proudu. Uvedený kotel je ekologicky čistý teplofikační zdroj, kotel může být použit v uzavřených i otevřených soustavách. Uchycení na stěnu může být provedeno pomocí několika vrutů. Celé zařízení je jednoduché, levné, trvanlivé a spolehlivé. Životnost elektrod je v podstatě shodná s životností celého ostatního vytápěcího zařízení. Elektrody jsou levné, snadno zhotovítelné. Vzhledem k tomu, že se elektrická energieAnother significant advantage is the small size and low weight. Due to its design it is possible to assemble a set of practically unlimited powers according to the installed power input. The boiler is an ecologically clean heating source, the boiler can be used in both closed and open systems. Wall mounting can be done with several screws. The whole device is simple, cheap, durable and reliable. The service life of the electrodes is basically the same as that of the entire other heating device. Electrodes are cheap, easy to manufacture. Because the electricity

- 4 - : .· • · • · · · · · · přeměňuje na teplo přímo v ohřívané vodě je ohřev velmi dynamický. Výkon kotle se pří správném nastavení přizpůsobuje vnějším klimatickým podmínkám, aniž by byla zapotřebí jakákoli přístrojová regulace nebo obsluha. Vzhledem k materiálu nedochází k zarůstání vnitřních ploch vodním kamenem. Uvedený kotel je kompatibilní se stávajícími zařízeními, například pro regulaci a podobně. Kotel může být opatřen dálkovým ovládáním a čerpadly pro dosažení potřebného tlaku.- 4 -: converts to heat directly in the heated water, the heating is very dynamic. The boiler output adapts to the external climatic conditions when adjusted correctly, without the need for any instrument control or operator. Due to the material, there is no overgrowth of the inner surfaces with limescale. Said boiler is compatible with existing equipment, for example for regulation and the like. The boiler can be equipped with a remote control and pumps to achieve the required pressure.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Uvedený vynález bude pro názornost popsán na konkrétním příkladu provedení přímotopného elektrického elektrodového kotle pro ohřev kapaliny podle tohoto vynálezu pomoci přiložených obr.The present invention will be described, by way of illustration, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

Na obr. 1 je znázorněno schematicky v bokorysu jedno možné provedení přímotopného elektrického elektrodového kotle.1 shows a schematic side view of one possible embodiment of a direct-heating electric electrode boiler. FIG.

Na obr. 2 je znázorněna v pohledu ze shora elektrodová komora tohoto kotle.FIG. 2 shows a top view of the electrode chamber of the boiler.

Na obr. 3 je v nárysu znázorněno zakončení elektrod.FIG. 3 is an elevational view of the electrode end.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příkladný přímotopný elektrický elektrodový kotel pro ohřev kapaliny sestává ze dvou celoplastových elektrodových komor 1 umístěných nad sebou a skloněných pod úhlem 5°An exemplary direct heating electric electrode boiler for heating a liquid consists of two all-plastic electrode chambers 1 placed one above the other and inclined at 5 °.

- 5 k vodorovné ose pro odvedení plynů. Minimální životnost plastů je padesát let. Elektrodové komory X jsou tvořeny neuzemněným pláštěm 2 opatřeným na svých koncích víky 3. K víkům 3. ve směru osy válcového pláště 2 je ve vrcholech pravidelného šestiúhelníku umístěno šest elektrod 4. Poměr mezi roztečným průměrem 10 elektrod 4 a průměrem 11 elektrody 4 je roven nejméně 3,8. Elektrody 4 jsou zapojeny do hvězdy a/nebo trojúhelníku. Elektrody 4 jsou umístěny na vnitřní straně obou vík 3 elektrodové komory 1. Elektrody 4 na jednom víku 3. zasahují do 2/3 a elektrody 4 na druhém víku 3 do 1/3 délky elektrodové komory χ. Mezi konci elektrod 4 je volný prostor nebo jsou elektrody 4 spojeny pomocí spojky z izolačního materiálu. Provedení pomocí spojek je výhodnější, protože celá konstrukce je stabilnější a odolnější proti případným vibracím.- 5 to the horizontal gas evacuation axis. The minimum lifetime of plastics is fifty years. The electrode chambers X consist of a non-earthed sheath 2 provided with lids 3 at their ends. Six electrodes 4 are arranged at the apexes of the regular hexagon to the lids 3 in the direction of the axis of the cylindrical sheath. 3.8. The electrodes 4 are connected in a star and / or triangle. The electrodes 4 are located on the inside of both lids 3 of the electrode chamber 1. The electrodes 4 on one lid 3 extend into 2/3 and the electrodes 4 on the other lid 3 up to 1/3 of the length of the electrode chamber χ. There is a free space between the ends of the electrodes 4 or the electrodes 4 are connected by means of an insulating material connector. Coupling design is more advantageous as the entire structure is more stable and more vibration resistant.

Elektrody 4 jsou na svém jednom konci opatřeny kuželovým zakončením 5 na kterém jsou vytvořeny po jeho obvodu dva zápichy 7a po svém obvodu jsou elektrody 4 opatřeny věncem £ s pilovitým zakončením pro zaříznutí do víka 3..The electrodes 4 are provided at one end with a conical end 5 on which two recesses 7a are formed around its periphery and the electrodes 4 are provided with a ring 6 with a sawtooth end for cutting into the lid 3.

Přímotopný elektrický elektrodový kotel je opatřen protimrazovým temperačním regulačním stupněm. Na výstupu k topnému systému je umístěn v potrubí elektrický T-článekThe direct-heating electric electrode boiler is equipped with an antifreeze temperature control stage. At the outlet to the heating system there is an electrical T-cell in the pipeline

8. Kotel je opatřen přípojkou 9 pro připojení k dalšímu kotli pro sestavení néomezených výkonů podle instalovaného příkonu elektrického proudu.8. The boiler is equipped with a connection 9 for connection to another boiler to assemble unlimited outputs according to the installed power input.

Pro připojení k soustavě ústředního nebo etážového topení vyúsťují z kotle dvě plastové trubky ve vertikálních směrech, což umožňuje připojení ze všech směrů. Napájecí napětí je přivedeno na elektrody 4 z výstupů základní desetistupňové manuální regulace. Kotel může být použit v uzavřených i otevřených soustavách.For connection to a central or multi-storey heating system, two plastic pipes lead out of the boiler in vertical directions, allowing connection from all directions. The supply voltage is applied to the electrodes 4 from the outputs of the basic 10-stage manual control. The boiler can be used in both closed and open systems.

Regulaci příkonu kotle lze provádět v širokém rozsahu. Tento rozsah je dán počtem elektrod 4, jejich různou délkou a zapojením do hvězdy a/nebo trojúhelníku.Boiler input control can be performed in a wide range. This range is given by the number of electrodes 4, their different lengths, and the star and / or delta connection.

Ovládání kotle je umístěno na čelní straně celoplastové skřínky kotle, kde za transparentním okénkem je přístupná sestava ovládacích prvků včetně kontrolní signalizace.The boiler control is located on the front side of the all-plastic boiler box, where a set of control elements including control signaling is accessible behind the transparent window.

Po instalaci kotle se topný systém napustí kapalinou a systém se odvzdušní. Poté se zapne jistič proudu přes který je kotel napájen. Přepnutím přepínače výkonových stupňů lze realizovat provoz kotle v požadovaném režimu. Po nastavení regulačních stupňů je provoz kotle řízen regulačním termostatem a to teplotou vody na výstupu kotle, nebo prostorovým termostatem v závislosti na teplotě v referenční místnosti. Po dosažení požadované teploty je ohřev kapaliny vypnut regulačním termostatem a při poklesu o 5°C znovu zapnut. V případě jeho poruchy je kotel vypnut bezpečnostním termostatem.After the boiler is installed, the heating system is filled with liquid and the system is vented. Then the circuit breaker is switched on through which the boiler is supplied. By switching the power switch it is possible to realize the boiler operation in the required mode. After setting the control stages, the boiler operation is controlled by a control thermostat, namely the water temperature at the boiler outlet or the room thermostat depending on the temperature in the reference room. When the desired temperature is reached, the heating of the liquid is switched off by the control thermostat and switched on again when the temperature drops by 5 ° C. In case of failure, the boiler is switched off by a safety thermostat.

Kotle lze provádět v různých variantách, především s příkonem do 40 kV. Vnější rozměry příkladného kotle jsou 600x300x275 mm, účinnost 99,2 %, maximální pracovní teplota 90°C, maximální pracovní přetlak 1,1 MPa, jmenovité napětí 3x380 V, 50 Hz, vodní objem kotle 3,7 litru, hmotnost 10.5 kg. Uchycení na stěnu je provedeno pomocí vrutů. Ke kotli lze rovněž připojit vyrovnávací akumulační nádrž.The boilers can be made in various variants, especially with the power input up to 40 kV. The external dimensions of an exemplary boiler are 600x300x275 mm, efficiency 99.2%, maximum working temperature 90 ° C, maximum working overpressure 1.1 MPa, rated voltage 3x380 V, 50 Hz, boiler water volume 3.7 liters, weight 10.5 kg. Wall mounting is done by screws. A buffer storage tank can also be connected to the boiler.

- 7 Průmyslová využitelnost- 7 Industrial Applicability

Přímotopný elektrický elektrodový kotel pro ohřev kapaliny podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění u teplovodních systémů ústředního vytápění bytů, rodinných domků, škol, nemocnic, administrativních, průmyslových a jiných objektů.The direct heating electric electrode boiler for the heating of liquids according to the invention will find application in hot-water central heating systems of flats, family houses, schools, hospitals, administrative, industrial and other objects.

Claims

PATENT CLAIMS

A direct-heating electric electrode boiler for heating a liquid, characterized in that it consists of at least one all-plastic electrode chamber (1) formed by an ungrounded sheath (2) provided at its ends with a lid (3) in which there is at least one lid (3) at least one electrode (4) is disposed in the direction of the axis of the cylindrical sheath (2), the ratio between the pitch diameter (10) of the electrodes (4) and the diameter (11) of the electrode (4) being at least 3.6.

Direct-heating electric electrode boiler according to claim 1, characterized in that the electrodes (4) are located at the vertices of a regular n-angle, where n is a multiple of the number 3.

Direct-heating electric electrode boiler according to claim 2, characterized in that the electrodes (4) are located at the apexes of a regular hexagon.

Direct-heating electric electrode boiler according to claim 3, characterized in that the electrodes (4) are connected in a star and / or a triangle.

Direct-heating electric electrode boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (4) are arranged on the inside of both lids (3) of the electrode chamber (1), wherein the electrodes (4) on one lid (3) engage up to 2/3 and the electrode (4) on the second lid (3) up to 1/3 of the length of the electrode chamber (1).

• · · φφ φ

Direct-heating electric electrode boiler according to any one of the above claims, characterized in that the electrodes (4) are provided at one end with a conical end (5) on which at least one recess (7) is formed on its periphery and on its periphery a ring (6) with a sawtooth end for cutting into the lid (3).

Direct-heating electric electrode boiler according to any of the above claims, characterized in that it is provided with an anti-freeze temperature control stage.

Direct electric boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that an electric T-cell (8) is arranged in the duct at the outlet to the heating system.

Direct-heating electric electrode boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a connection (9) for connection to another boiler to assemble unlimited outputs according to the installed power input.