Электродный нагреватель жидкости

 

Изобретение относится к теплотехнике и может найти применение в водонагревательных и отопительных системах. Сущность изобретения: электродный нагреватель содержит электродные пластины, соединенные со шнуром питания, диэлектрические пластины с лабиринтным каналом для жидкости и нагревательную камеру. Отличительной особенностью нагревателя является введение нагревательной камеры, на входе и выходе которой установлены диэлектрические пластины с лабиринтным каналом, причем оси входного и выходного отверстий камеры смещены по отношению друг к другу. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложение относится к теплотехнике и может быть использовано в устройствах водонагревателей и отопительных системах.

Известно устройство для электроподогрева воды, содержащее шнур электропитания, разъемный корпус, между частями которого установлена втулка. На противоположных сторонах втулки выполнен лабиринтный канал, а электронагреватель выполнен в виде электродных пластин, расположенных по периферии канала с обеих сторон втулки и соединенных с шнуром электропитания [1] Описываемый водонагреватель используется как для нагрева проточной воды, так и для нагрева воды в емкостях. В последнем случае нижняя часть корпуса снимается и втулка с электродными пластинами погружается в воду. Так как пластины при этом имеют непосредственный контакт с водой в емкости, то вода оказывается под опасным для жизни напряжением. Отсутствие электробезопасности является недостатком устройства.

При нагреве проточной воды известное устройство также имеет недостаток - низкая эффективность нагрева связанный с тем, что в устройстве возможность регулирования площади электродных пластин или расстояния между ними - параметров, от которых зависит температура воды. Если давление воды в магистрали будет небольшим, то вода в устройстве может достичь кипения.

Указанный недостаток ограничивает применение устройства, например одновременно для мытья посуды и в качестве душа, а также в широком диапазоне солености (электропроводимости) воды.

Целью предложения является повышение электробезопасности и эффективности нагревателя и расширение его возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в электродный нагреватель, содержащий электродные пластины, соединенные со шнуром электропитания, и диэлектрические пластины с лабиринтным каналом для жидкости, вводится нагревательная камера, на входе и выходе которой установлены упомянутые пластины с лабиринтным каналом, а электронные пластины установлены внутри камеры. Причем в устройстве имеется возможность изменять расстояние между электродными пластинами путем подключения шнура электропитания к соответствующей паре электродных пластин.

На фиг. 1 изображен предлагаемый электродный нагреватель жидкости; на фиг.2 и 3 разрезы по линиям А-А и Б-Б на фиг.1.

Электродный нагреватель содержит: диэлектрические пластины 1 и 2 с лабиринтным каналом 3 для жидкости, нагревательную камеру 4, внутри которой установлены электродные пластины 5, соединенные со шнуром электропитания 6.

Нагревательная камера 4 имеет первое 7 (входное) и второе 8 (выходное) отверстия, которые соединяются с лабиринтным каналом 3 диэлектрических пластин 1 (2), установленных на входе и выходе камеры 4. Причем оси отверстий 7 и 8 смещены по отношению друг к другу, а первое отверстие 7 приподнято над основанием камеры 4 (отверстия входное и выходное названы условно).

Канал 3 выполнен в виде рельефа на плоской поверхности пластин 1 и 2, причем на одном конце рельефа канал 3 переходит на противоположную сторону (в пластине 1 в начале рельефа, в пластине 2 в конце).

Количество пластин 1 (2), установленных с каждой стороны прогревательной камеры 4, определяется сечением и необходимой длиной канала 3, а также электропроводностью нагреваемой жидкости из соотношения (1).

(1) где l необходимая длина канала 3 со стороны входа (выхода) камеры 4; S сечение канала 3; ρ удельное электрическое сопротивление подогреваемой жидкости; U напряжение электропитания; I_доп. максимально допустимая по безопасности величина тока, исключающая поражение человека.

Электродные пластины 5 имеют клеммы 9 для подключения шнура 6 электропитания. Подключая шнур 6 с помощью переключателя (на фиг. не показан) к соответствующей паре пластин 5 (например, 5' и 5''; 5' и 5''') можно регулировать температуру нагрева жидкости.

Предлагаемый нагреватель может быть использован как для нагрева проточной жидкости (воды), так и для нагрева жидкости а емкости. При нагреве проточная воды вода, проходя через лабиринтный канал 3, поступает через отверстие 8 в нагревательную камеру 4, заполняя пространство между пластинами 5, нагреваясь при этом. По достижении воды в камере 4 уровня отверстия 7 нагретая вода стекает по лабиринтному каналу 3 к выходу.

В связи с тем, что в камере 4 установлено несколько электропроводных пластин 5 в нагревателе имеется возможность регулирования температуры воды не только изменением давления воды, но и подключением электросети к соответствующей паре пластин 5.

При высоком давлении воды в магистрали шнур электропитания 6 подключают к близкорасположенным пластинам, например, 5' и 5'' при низком к пластинам 5' и 5'''. Такая возможность позволяет использовать нагреватель для различных целей.

При нагреве жидкости в емкости электронагреватель в вертикальном положении погружается в жидкость (например, воду), при этом жидкость за счет естественного перепада давления снизу (по рисунку) через лабиринтный канал 3 поступает в камеру 4, заполняя пространство между электродными пластинами 5 и нагреваясь. Нагревая жидкость через лабиринтный канал 3 поднимается вверх. Таким образом жидкость в емкости нагревается. При выполнении нагревательной камеры 4 из теплопроводящего материала жидкость в емкости будет нагреваться и за счет передачи тепла от стенок камеры 4.

В связи с тем, что электродные пластины 5, соединенные с электросетью, отделены от входного и выходного отверстий нагревателя лабиринтным каналом 3, длина и сечение которого выбраны в соответствии с выражением (1) исходя из обеспечения безопасности электрическим током, в предлагаемом электродном нагревателе обеспечена полная электробезопасность.

Количество пластин 1 на входе и выходе нагревательной камеры 4 выбирается в зависимости от электропроводности нагреваемой жидкости.

Введение нагревательной камеры 4 позволяет использовать предлагаемый нагреватель и для получения пара, что расширяет его функциональные возможности. Для получения пара нагреватель опускают в воду так, чтобы верхнее (по рисунку) отверстие находилось снаружи. В таком положении нагревателя конвекции воды в камере 4 отсутствует и вода в камере 4 нагревается до кипения, при этом пар выходит наружу через верхнее отверстие.

Формула изобретения

1. Электронный нагреватель, содержащий электродные пластины, соединенные со шнуром электропитания, и диэлектрические пластины с лабиринтным каналом для жидкости, отличающийся тем, что он снабжен нагревательной камерой с входными и выходными отверстиями, при этом пластины с лабиринтным каналом установлены на входе и выходе камеры, а электродные пластины установлены внутри камеры.

2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что оси входного и выходного отверстий камеры смещены относительно друг друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3