RU2494580C1

RU2494580C1 - Electrode liquid heater

Info

Publication number: RU2494580C1
Application number: RU2012105874/07A
Authority: RU
Inventors: Олег Леонидович Цыганко; Сергей Олегович Цыганко
Original assignee: Олег Леонидович Цыганко; Сергей Олегович Цыганко
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-09-27
Also published as: RU2012105874A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: in an electrode heater comprising a body, inside which there is a hollow cylinder, open at the top end and tightly fixed with its base to the bottom of the body and installed with a gap between its upper end and a cover of the heater body. Heating elements, each made in the form of coaxial cylindrical metal electrodes, are submerged inside the cylinder. Inner electrodes are made as solid with current conductors, and outer electrodes have through holes. The interelectrode space in each element is divided into a row of sections by horizontal waterproof dielectric partitions, and pipes for coolant supply and discharge are arranged in the lower part of the heater body. According to the invention, pipes for supply and discharge of heated coolant from the heater are connected with a pipe, where a valve is installed with a control unit to supply hot coolant for entry into the electrode heater.

EFFECT: electrode heater makes it possible to reduce or increase power consumption by a heater and to increase its reliability and efficiency of operation for coolant heating to required parameters.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам электродного нагрева жидких сред и касается вопроса создания таких устройств.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to devices for electrode heating of liquid media and relates to the creation of such devices.

Известен электродный нагреватель жидкости, состоящий из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, которые выполнены в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов и имеют тоководы, причем один из них выполнен сплошным. Межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде выполнены сквозные отверстия (Патент РФ №2127029, Н05В 3/60, 3/04, от 27.02.1999 г.)Known electrode fluid heater, consisting of a housing with a heated fluid and a number of heating elements, which are made in the form of coaxial cylindrical metal electrodes and have current leads, and one of them is solid. The interelectrode space in each element is divided into a series of sections by horizontal waterproof dielectric partitions, and through holes are made in each section in the outer electrode (RF Patent No. 2127029, Н05В 3/60, 3/04, dated February 27, 1999).

Известен также электродный нагреватель жидкости, состоящий из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, один из которых выполнен сплошных и имеющим тоководы. Межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде сделаны отверстия, причем внутри корпуса нагревателя размещен полый цилиндр, открытый с верхнего конца и герметично прикрепленный своим основанием ко дну корпуса нагревателя с зазором между своим верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя.Also known is an electrode fluid heater, consisting of a housing with a heated fluid and a series of heating elements, each of which is made in the form of coaxial cylindrical metal electrodes, one of which is solid and having current leads. The interelectrode space in each element is divided into a series of sections by horizontal waterproof dielectric partitions, and holes are made in each section in the outer electrode, and inside the heater body there is a hollow cylinder open from the upper end and hermetically attached with its base to the bottom of the heater body with a gap between its upper end and cover of the heater body.

Нагревательные элементы погружены вовнутрь цилиндра. Полость цилиндра в нижней части сообщена трубой подачи жидкого теплоносителя, а выход нагретого теплоносителя расположен также в нижней части корпуса нагревателя (Патент RU 2402180 С1 МПК Н05В 3/00 (2006.01) от 23.11.2009) - прототип.Heating elements are immersed inside the cylinder. The cavity of the cylinder in the lower part is communicated by the liquid coolant supply pipe, and the outlet of the heated coolant is also located in the lower part of the heater body (Patent RU 2402180 C1 IPC Н05В 3/00 (2006.01) from 11.23.2009) - prototype.

Однако в известном электродном нагревателе жидкости изменение подаваемой электрической мощности для нагрева единиц объема поступающей жидкости обеспечивается автономной системой автоматики (термореле) или иным оборудованием, что уменьшает надежность регулирования энергопотребления и надежность работы электродного нагревателя.However, in the known electrode fluid heater, a change in the supplied electric power for heating units of the volume of the incoming fluid is provided by an autonomous automation system (thermal relay) or other equipment, which reduces the reliability of energy consumption control and the reliability of the electrode heater.

Задачей предлагаемого изобретения является создание надежного электродного нагревателя жидкости за счет применения принципа отрицательной обратной связи, т.е. чем выше температура теплоносителя на входе в нагреватель, тем меньше энергопотребление.The objective of the invention is to create a reliable electrode fluid heater by applying the principle of negative feedback, i.e. the higher the temperature of the coolant at the inlet to the heater, the lower the power consumption.

Это достигается тем, что у электродного нагревателя жидкости, состоящего из корпуса с нагреваемой жидкостью и ряда нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде коаксиальных цилиндрических металлических электродов, один из которых выполнен сплошным, имеющим тоководы, причем межэлектродное пространство в каждом элементе разделено на ряд секций горизонтальными водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками, а в каждой секции в наружном электроде выполнены сквозные отверстия, из которых вырывается пар нагретого теплоносителя и поступает в полость цилиндра, затем в зазор между верхним торцом и крышкой корпуса нагревателя опускается в нижнюю часть корпуса в трубопровод выхода из нагревателя, по изобретению труба входа жидкого теплоносителя в электродный нагреватель соединена с трубой выхода теплоносителя из нагревателя, причем на трубе соединяющей входную и выходную трубы нагревателя установлен кран с блоком управления для подачи горячего теплоносителя на вход в электродный нагреватель.This is achieved by the fact that the electrode fluid heater, consisting of a housing with a heated fluid and a series of heating elements, each of which is made in the form of coaxial cylindrical metal electrodes, one of which is solid, having current leads, and the interelectrode space in each element is divided into a number sections with horizontal waterproof dielectric partitions, and through holes are made in each section in the outer electrode, from which steam of heated heat escapes carrier and enters the cylinder cavity, then into the gap between the upper end and the cover of the heater body falls into the lower part of the body into the outlet pipe of the heater, according to the invention, the pipe for entering the heat transfer fluid into the electrode heater is connected to the pipe for leaving the heat carrier from the heater, and on the pipe connecting the input and an outlet pipe of the heater has a crane with a control unit for supplying hot coolant to the inlet of the electrode heater.

Соединение трубы входа жидкого теплоносителя в нагреватель и установкой на трубе крана с блоком управления позволяет уменьшить или увеличить потребление энергии нагревателем и повысить его надежность и оперативность работы для нагревания теплоносителя до необходимых параметров.The connection of the inlet pipe of the liquid coolant to the heater and the installation on the pipe of the crane with the control unit allows you to reduce or increase the energy consumption of the heater and increase its reliability and operational efficiency for heating the coolant to the required parameters.

Сущность изобретения поясняется рисунком, где представлен общий вид электронного нагревателя жидкости.The invention is illustrated in the figure, which shows a General view of an electronic fluid heater.

Электродный нагреватель жидкости состоит из корпуса 1 с нагреваемым жидким теплоносителем 2, ряда нагревательных элементов 3 и полого цилиндра 4, открытого с верхнего своего конца, и который прикреплен герметично своим основанием ко дну 5 корпуса 1 нагревателя и установлен с зазором между своим верхним открытым торцом 6 и верхней крышкой 7 корпуса нагревателя. В полость цилиндра погружены закрепленные на крышке 7 нагревательные элементы 3, выполненные в виде коаксиальных металлических электродов, разделенных на ряд секций 8 водонепроницаемыми диэлектрическими перегородками (на рисунке не показаны). Причем в наружном электроде каждой секции 8 имеются сквозные отверстия внизу 9 и вверху 10. В нижней части полости цилиндра 4 через дно 5 корпуса 1 введена труба 11 для подачи подлежащего нагреванию теплоносителя. Выход нагретой жидкости из нагревателя предусмотрен через трубу 12, расположенную в нижней части корпуса 1. Труба 11 подачи теплоносителя в нагреватель и труба 12 выхода теплоносителя соединены трубой 14, на которой установлен кран 13 с блоком управления.The electrode fluid heater consists of a housing 1 with a heated liquid coolant 2, a series of heating elements 3 and a hollow cylinder 4, open from its upper end, and which is sealed with its base to the bottom 5 of the heater housing 1 and is installed with a gap between its upper open end 6 and top cover 7 of the heater body. Heating elements 3 mounted on the lid 7 are immersed in the cylinder cavity, made in the form of coaxial metal electrodes, divided into a series of sections 8 by waterproof dielectric partitions (not shown in the figure). Moreover, in the outer electrode of each section 8 there are through holes at the bottom 9 and at the top 10. In the lower part of the cavity of the cylinder 4, a pipe 11 is introduced through the bottom 5 of the housing 1 to supply the heat carrier to be heated. The outlet of the heated fluid from the heater is provided through a pipe 12 located in the lower part of the housing 1. The pipe 11 for supplying the coolant to the heater and the pipe 12 for the output of the coolant are connected by a pipe 14 on which the valve 13 is installed with the control unit.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Жидкий теплоноситель поступает по трубе 11 в корпус 1 нагревателя, заполняя полость цилиндра 4, нагревательные элементы 3 и их секции 8 через отверстия 9 и 10. При включении нагревательных элементов 3 жидкий теплоноситель 2 в секциях 8 нагревается до состояния пара и через отверстия 10 вырывается в жидкое пространство вокруг нагревательных элементов 3, перемешивая слои жидкого теплоносителя и увеличивая их теплообмен. По мере выхода пара через отверстия 10 секции 8 снова заполняются жидким теплоносителем через отверстия 9. Нагретый таким образом жидкий теплоноситель, выливаясь из цилиндра 4 через его верхний торец 5, попадает в пространство между корпусом 1 нагревателя и стенками цилиндра 4, и выходит через трубу 12 нагревателя. При этом трубы 11 и 12 (входа и выхода из нагревателя) соединены между собой трубой 14, на которой установлен кран 13 с блоком управления. Частично, открывая и закрывая кран 13, мы подаем горячий теплоноситель на вход в нагреватель, что приводит к уменьшению или увеличению плотности теплоносителя, так как в нем образуются воздушные пузырьки, которые уменьшают или увеличивают электропроводность, и в результате чего для нагревания одного и того же объема жидкого теплоносителя до необходимой температуры расходуется меньше или больше электроэнергии, чем это требуется по прототипу.The liquid coolant enters through the pipe 11 into the heater body 1, filling the cavity of the cylinder 4, the heating elements 3 and their sections 8 through the openings 9 and 10. When the heating elements 3 are turned on, the liquid coolant 2 in the sections 8 is heated to the state of steam and through the holes 10 breaks out into the liquid space around the heating elements 3, mixing the layers of the liquid coolant and increasing their heat transfer. As steam exits through openings 10, sections 8 are again filled with liquid coolant through openings 9. The liquid coolant so heated, pouring out of cylinder 4 through its upper end 5, enters the space between the heater body 1 and the walls of cylinder 4, and exits through pipe 12 heater. In this case, the pipes 11 and 12 (inlet and outlet of the heater) are interconnected by a pipe 14, on which a crane 13 is mounted with a control unit. Partially, opening and closing the faucet 13, we supply the hot coolant to the heater inlet, which leads to a decrease or increase in the density of the coolant, since air bubbles form in it, which reduce or increase the electrical conductivity, and as a result, to heat the same volume of liquid coolant to the required temperature consumes less or more electricity than is required by the prototype.

Таким образом, достигается возможность сокращения времени и снижение или повышение энергопотребления для нагревания жидкого теплоносителя, а также повышается надежность электродного нагревателя, что выгодно отличает его от прототипа.Thus, it is possible to reduce time and reduce or increase energy consumption for heating the liquid coolant, and also increases the reliability of the electrode heater, which distinguishes it from the prototype.

Claims

An electrode fluid heater, consisting of a housing, inside of which there is a hollow cylinder open from the upper end and hermetically attached with its base to the bottom of the housing and installed with a gap between its upper end and the cover of the heater housing, with heating elements immersed in the cylinder, each of which made in the form of coaxial cylindrical metal electrodes, and the inner electrodes are made continuous with current leads, and the outer electrodes have through holes, interelectrode e space in each element is divided into a series of sections by horizontal waterproof dielectric partitions, and the supply and exit pipes of the heat carrier from the heater are located in the lower part of the heater casing, characterized in that the pipe of the liquid coolant inlet to the electrode heater is connected to the pipe of the coolant exit from the heater, and a pipe is connected to the heater inlet and outlet pipes with a control unit for supplying coolant to the input of the electrode heater