RU2042888C1

RU2042888C1 - Electrode water heater

Info

Publication number: RU2042888C1
Authority: RU
Inventors: Е.М. Белов; С.П. Гордиенко; С.А. Солодченкова; В.В. Чилап
Original assignee: Белов Евгений Михайлович
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: electrode water heater consists of inlet 1 and outlet 2 branch pipes of piping electrode 3, electrode 4 of Ш-shaped cross-section which is provided with through opening 5 made in its side, insulator 6, and insulating resilient spacers 7. The passageway of inlet branch pipe 8 is provided with resilient bushing 9 at its inlet end. Metallic sectors 10 of L-shaped cross- section, metallic washer 11 and coupling nut 12 are mounted on the bushing 9. Contacting surfaces of sectors 10 and washer 11 are conical. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электронагревателям воды и может быть использовано для получения горячей воды в быту при мытье посуды и умывании. The invention relates to electric water heaters and can be used to produce hot water in everyday life when washing dishes and washing.

Известен электронагреватель воды [1] содержащий снабженный патрубками подвода и отвода корпус, внутри которого установлены нулевой и фазный электроды, отличающийся тем, что с целью обеспечения безопасности он дополнительно содержит электронный блок распознавания нуля электрической сети, подключенный к указанным фазному и нулевому электродам, последний из которых установлен со стороны патрубка отвода. Внешний (нулевой) электрод имеет Ш-образное сечение с целью экранирования фазного электрода. Known electric water heater [1] comprising a housing equipped with inlet and outlet pipes, inside which there are zero and phase electrodes, characterized in that for the purpose of ensuring safety, it additionally contains an electronic zero recognition unit for the electric network connected to the specified phase and zero electrodes, the last of which is installed on the side of the branch pipe. The external (zero) electrode has a W-shaped cross-section in order to shield the phase electrode.

Недостатком этой конструкции является то, что в рабочем зазоре между фазным и нулевым электродами вода находится в квазистатическом состоянии, т. е. не имеется принудительной ее проточки. При этом тепло, выделенное при прохождении электрического тока между электродами, передается остальной воде путем теплопроводности и подмешивания горячей воды в холодную, а это снижает эффективность электронагревателя, так как струя по центральному каналу может быть значительно холоднее, чем по центру. Следует заметить, что по технике электробезопасности применение схемы распознавания нуля не освобождает от устройства надежного заземления нагревателя. The disadvantage of this design is that in the working gap between the phase and zero electrodes, the water is in a quasistatic state, i.e. there is no forced flow through it. In this case, the heat released during the passage of the electric current between the electrodes is transferred to the rest of the water through thermal conductivity and mixing of hot water into cold water, which reduces the efficiency of the electric heater, since the jet along the central channel can be much colder than in the center. It should be noted that, according to the electrical safety technique, the use of a zero recognition circuit does not exempt the heater from reliable grounding.

Известно также устройство для нагрева воды [2] содержащее разъемный корпус с электронагревателем и лабиринтный канал для воды, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности нагрева оно снабжено втулкой, установленной между частями корпуса, канал выполнен в виде рельефа на плоских противоположных сторонах втулки, а электронагреватель в виде электродных пластин, расположенных по периферии втулки, преимущественно на части ее. It is also known a device for heating water [2] comprising a detachable housing with an electric heater and a labyrinth channel for water, characterized in that in order to increase the heating efficiency it is provided with a sleeve installed between the parts of the housing, the channel is made in the form of a relief on the flat opposite sides of the sleeve, and an electric heater in the form of electrode plates located on the periphery of the sleeve, mainly on its part.

Недостатком этой конструкции является то, что выполнение канала в виде рельефа на двух половинах втулки является достаточно сложной технологической задачей, так как требует или литейного производства, или копировальных станков, что удорожает изготовление нагревателя. Кроме того, так как электродные пластины расположены не по всей длине канала, то нагрев воды происходит только на периферии и вода, проходя по остальной части канала, может только охладиться. The disadvantage of this design is that the implementation of the channel in the form of a relief on two halves of the sleeve is a rather complicated technological task, since it requires either foundry or copy machines, which makes the heater more expensive. In addition, since the electrode plates are not located along the entire length of the channel, the heating of water occurs only at the periphery and water passing through the rest of the channel can only cool.

Известен также многофазный электродный нагреватель воды [3] содержащий цилиндрический корпус с крышкой и патрубками ввода и вывода воды, установленную внутри корпуса с кольцевым зазором горизонтальную перегородку, делящую корпус на две камеры, и по меньшей мере два электрода, расположенных в нижней камере, отличающийся тем, что с целью повышения КПД водонагревателя и снижения его металлоемкости, электроды выполнены в виде одинаковых криволинейных пластин в форме спирали Архимеда и установленных с равным смещением относительно друг друга по периметру, в центре перегородки выполнено сквозное отверстие, наружный контур перегородки выполнен переменного профиля с участками, повторяющими контур расположенного под ним электрода, и уступами, соединяющими указанные участки в местах каждого из электродов, а нагреватель снабжен электроизоляционной трубкой, проходящей с зазором сквозь отверстие и соединенной с патрубком ввода воды. Also known is a multiphase electrode water heater [3] comprising a cylindrical housing with a lid and water inlet and outlet nozzles, a horizontal partition installed inside the housing with an annular gap, dividing the housing into two chambers, and at least two electrodes located in the lower chamber, characterized in that in order to increase the efficiency of the water heater and reduce its metal consumption, the electrodes are made in the form of identical curved plates in the form of an Archimedes spiral and installed with equal displacement relative to each other and along the perimeter, in the center of the partition, a through hole is made, the outer contour of the partition is made of a variable profile with sections repeating the contour of the electrode located below it, and ledges connecting these sections in the places of each of the electrodes, and the heater is equipped with an insulating tube passing with a gap through the hole and connected to the water inlet pipe.

Однако сложная форма электродов, а также наличие перегородок усложняют конструкцию нагревателя и технологию его изготовления. However, the complex shape of the electrodes, as well as the presence of partitions complicate the design of the heater and the technology for its manufacture.

Целью изобретения является упрощение конструкции нагревателя, а также упрощение монтажа и обеспечение надежности заземления при эксплуатации нагревателя в бытовых условиях. The aim of the invention is to simplify the design of the heater, as well as simplifying installation and ensuring the reliability of grounding during operation of the heater in a domestic environment.

Цель достигается тем, что в электродном нагревателе патрубки и электроды выполнены с фланцами, снабженными эластичными изоляционными прокладками, скрепленными между собой, причем внутренний электрод расположен соосно каналу входного патрубка с примыканием соответствующих торцев, а внешний электрод выполнен с отверстиями на его боковой поверхности, расположен в выходном патрубке с образованием кольцевого канала и снабжен изоляцией по всей поверхности. The goal is achieved by the fact that in the electrode heater the pipes and electrodes are made with flanges provided with elastic insulating spacers fastened together, the inner electrode being aligned with the channel of the inlet pipe adjacent to the ends, and the external electrode made with holes on its side surface, located in output pipe with the formation of an annular channel and is equipped with insulation over the entire surface.

Электродный нагреватель может дополнительно содержать эластичную втулку с торцевыми металлическими секторными накладками, имеющими уголковое сечение, причем металлические секторные накладки могут быть выполнены с соприкасающимися, наклонными к периферии конусными поверхностями. The electrode heater may further comprise an elastic sleeve with end metal sector pads having an angular section, moreover, metal sector pads can be made with contacting conical surfaces inclined to the periphery.

На чертеже представлена схема предлагаемого электродного нагревателя воды. The drawing shows a diagram of the proposed electrode water heater.

Электродный нагреватель воды состоит из входного 1 и выходного 2 патрубков, трубчатого электрода 3, электрода 4 Ш-образного сечения, который имеет на боковой поверхности сквозное отверстие 5, изолятора 6 и изоляционных эластичных прокладок 7. Канал входного патрубка 8 на своем входном конце содержит эластичную втулку 9, на которую установлены металлические сектора 10, которые имеют уголковое сечение, металлическая шайба 11 и накидная гайка 12. Соприкасающиеся поверхности секторов 10 и шайбы 11 имеют конусность. The electrode water heater consists of inlet 1 and outlet 2 nozzles, a tubular electrode 3, an W-shaped electrode 4, which has a through hole 5 on the side surface, an insulator 6 and elastic insulating gaskets 7. The channel of the inlet 8 at its inlet end contains an elastic a sleeve 9 on which metal sectors 10 are installed, which have an angular section, a metal washer 11 and a union nut 12. The contacting surfaces of the sectors 10 and the washer 11 have a taper.

Электродный нагреватель воды работает следующим образом. The electrode water heater operates as follows.

Вода поступает во входной патрубок 1 и проходит по зазору между внутренней поверхностью трубчатого электрода 3 и поверхностью центрального стержня электрода 4 Ш-образного сечения, а затем по зазору между внешней поверхностью трубчатого электрода 3 и поверхностью канавки Ш-образного электрода 4. При подаче напряжения на электроды через воду проходит электрический ток, который нагревает ее. Горячая вода через отвертия 5 поступает в выходной патрубок 2, а оттуда потребителю. Изолятор 6, который расположен или по всей внешней поверхности Ш-образного электрода 4, или по всей внутренней поверхности выходного патрубка 2, электрически развязывает Ш-образный электрод 4 и выходной патрубок 2, что не дает возможности протекания между ними тока при попадании фазы сетевого переменного тока на Ш-образный электрод 4. Water enters the inlet 1 and passes through the gap between the inner surface of the tubular electrode 3 and the surface of the central rod of the electrode 4 of the W-shaped section, and then through the gap between the outer surface of the tubular electrode 3 and the surface of the groove of the W-shaped electrode 4. When voltage is applied to electrodes through the water passes an electric current that heats it. Hot water through the holes 5 enters the outlet pipe 2, and from there to the consumer. The insulator 6, which is located either on the entire outer surface of the W-shaped electrode 4, or on the entire inner surface of the output pipe 2, electrically decouples the W-shaped electrode 4 and the output pipe 2, which makes it impossible for the current to flow between them when the phase of the network alternating current to the W-shaped electrode 4.

Электроды 3 и 4 и патрубки 1 и 2 электроизолированы по своим фланцам эластичными прокладками 7, которые одновременно герметизируют полости, по которым протекает вода. При этом патрубки 1 и 2 электрически связаны между собой. The electrodes 3 and 4 and the nozzles 1 and 2 are electrically insulated along their flanges with elastic gaskets 7, which simultaneously seal the cavities through which water flows. In this case, the nozzles 1 and 2 are electrically connected to each other.

Для присоединения нагревателя к водопроводному крану ослабляют накидную гайку 12 и надевают патрубок 1 на кран, после чего затягивают накидную гайку 12. При этом эластичная втулка 9, установленная во входном патрубке 1, утолщается и надежно герметизирует соединение. Сектора с уголковым сечением 10 вследствие конусности своей поверхности и поверхности шайбы 7 сдвигаются к центру и образуют надежный электрический контакт между водопроводным краном и входным патрубком 1. Этим достигается надежное заземление нагревателя, что повышает безопасность его эксплуатации, так как невозможно пользоваться нагревателем не заземлив его. To connect the heater to the faucet, loosen the union nut 12 and put the pipe 1 on the tap, then tighten the union nut 12. At the same time, the elastic sleeve 9 installed in the inlet 1 thickens and reliably seals the connection. Sectors with angular section 10 due to the taper of their surface and the surface of the washer 7 are shifted to the center and form a reliable electrical contact between the water tap and the inlet pipe 1. This ensures reliable grounding of the heater, which increases the safety of its operation, since it is impossible to use the heater without grounding it.

Нагреватель способен создать расход воды от 1 л/мин при разности температур на входе и выходе +50^оС до 3 л/мин при разности температур на входе и выходе +20^оС.The heater is capable of creating a water flow rate of 1 l / min with a temperature difference at the inlet and outlet +50 ^о С to 3 l / min with a temperature difference at the inlet and outlet +20 ^о С.

Таким образом, предлагаемый электродный нагреватель воды в отличие от прототипа имеет простую конструкцию, так как электроды 3 и 4 и патрубки 1 и 2 выполнены в виде тел вращения. При этом повышается эффективность нагрева воды, так как зона нагрева достаточно протяженна и вода полностью омывает электроды. Данная конструкция позволяет наиболее эффективно использовать электроэнергию. Thus, the proposed electrode water heater, unlike the prototype, has a simple design, since the electrodes 3 and 4 and the nozzles 1 and 2 are made in the form of bodies of revolution. This increases the efficiency of heating the water, since the heating zone is quite long and the water completely washes the electrodes. This design allows the most efficient use of electricity.

Повышение эксплуатационных качеств электродного нагревателя воды по сравнению с прототипом в бытовых условиях обеспечивается тем, что потребитель легко может установить и снять нагреватель. При этом ему нет необходимости следить за наличием заземления, так как оно автоматически обеспечивается при закручивании накидной гайки 12. Improving the performance of the electrode water heater in comparison with the prototype in the domestic environment is ensured by the fact that the consumer can easily install and remove the heater. However, he does not need to monitor the presence of grounding, since it is automatically provided when tightening the union nut 12.

Кроме того, мощность нагревателя не зависит от положения вилки в розетке, так как изолятор 6 исключает наличие тока между Ш-образным электродом 4 и выходным патрубком 2. In addition, the power of the heater does not depend on the position of the plug in the socket, since the insulator 6 excludes the presence of current between the W-shaped electrode 4 and the output pipe 2.

Электродный нагреватель воды может с успехом применяться как в городских условиях во время сезонного и аварийного отключения горячей воды, так и в сельской местности, где вопрос с горячей водой стоит особенно остро. The electrode water heater can be successfully used both in urban conditions during seasonal and emergency shutdown of hot water, and in rural areas, where the issue of hot water is especially acute.

Электродный нагреватель воды может с успехом использоваться для нагрева других диссоциируемых жидкостей. An electrode water heater can be successfully used to heat other dissociable liquids.

Claims

1. ELECTRODE WATER HEATER, containing inlet and outlet nozzles and internal and external coaxial electrodes, the last of which has a W-shaped cross-section, characterized in that the nozzles and electrodes are made with flanges provided with elastic insulating spacers and fastened together, and the inner electrode located coaxially with the inlet pipe adjacent to the respective ends, and the external electrode is made with holes on its side surface, is located in the outlet pipe with the formation of an annular anal and provided with electrical insulation over the entire surface.

2. The heater according to claim 1, characterized in that it further comprises an elastic sleeve with end metal sector pads having an angular section, and a washer, the latter and metal sectronic pads made with contacting conical surfaces inclined to the periphery.