Электронагреватель текучей среды

Авторы патента:

Шолом Владимир Юрьевич (RU)

Волкова Елена Борисовна (RU)

Никольская Валентина Викторовна (RU)

Казаков Андрей Михайлович (RU)

Кузеев Искандер Рустемович (RU)

F24H1/20 - с погруженными нагревательными элементами, например электрическими или трубчатыми камерами сгорания

Владельцы патента RU 2431085:

Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА (RU)

Использование: изобретение относится к теплоэнергетике и теплообменной технике, в частности к электронагревателям текучих сред и предназначено для проточного или циркуляционного подогрева воды и маловязких жидкостей (теплоносителей). Технический результат: повышение эксплуатационной надежности, ремонтопригодности и эффективности устройства, при увеличении диапазона нагревательной способности отдельного модуля и одновременном упрощении и оптимизации конструкции электронагревателя текучей среды. Сущность изобретения: электронагреватель текучей среды выполнен в виде нагревательного модуля, в состав которого входят трубчатый корпус, U-образной формы с подводящим и отводящим патрубками, верхние фланцевые крышки, в которых установлены трубчатые электронагревательные элементы с токопроводящими выводами и узлами герметизации. Такое выполнение позволяет значительно упростить процесс замены нагревательных элементов и обеспечивает повышение надежности устройства. Токопроводящие выводы нагревательных элементов параллельно связаны в единую цепь питания, замыкающуюся на устройстве управления нагревательного модуля. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и теплообменной технике, в частности к электронагревателям текучих сред, и предназначено для проточного или циркуляционного подогрева воды и маловязких жидкостей.

Известен электронагреватель по патенту RU N 2065670 от 20.08.1996, кл. Н05В 1/02, кл. F24H 1/20, содержащий корпус с установленными в нем электронагревательными элементами, U-образный трубопровод подвода холодной воды с краном для регулирования расхода, трубопровод отвода воды с местным гидравлическим сопротивлением, датчик расхода, содержащий мембрану, кожух, ограничитель прогиба мембраны, имеющий сквозное отверстие, выключатель питания электронагревательных элементов со штоком, входящим в отверстие ограничителя с возможностью движения и упирающийся в мембрану. Трубопровод подвода холодной воды присоединен к нижней части корпуса. Трубопровод отвода воды присоединен к корпусу в верхней части и расположен вне его. Колено трубопровода подвода холодной воды с присоединенным к нему датчиком расхода установлены не ниже верхней части теплопередающей поверхности электронагревательных элементов.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность теплообмена, обусловленная возникновением застойных зон в корпусе и неполное обтекание нагревательных элементов.

Известен электронагреватель текучей среды по патенту RU N 2220381 от 27.12.2003, кл. F24H 1/20, содержащий два трубчатых теплообменника U-образной формы, внутри которых коаксиально размещен трубчатый электронагреватель (ТЭН) с узлами герметизации и клеммами электропитания, при этом теплообменники установлены параллельно друг к другу, два близлежащих конца теплообменников соединены узлом герметизации, а два других конца соединены через второй узел герметизации с подводящим и отводящим патрубками. Сигнализатор наличия воды жестко закреплен на корпусе второго узла герметизации и гидравлически соединен с подводящим патрубком.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции узла герметизации и коаксиальный способ размещения ТЭН, сильно затрудняющие монтаж и замену нагревательных элементов.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является электроводонагреватель по патенту RU N 2119616 от 27.09.1998, кл. F24H 1/20, выполненный в виде нагревательного модуля, в состав которого входят корпус трубчатой формы с подводящим и отводящим патрубками, ТЭН с узлами герметизации, установленный внутри корпуса коаксиально по всей длине корпуса, датчик наличия жидкости в корпусе, выполненный в виде сигнализатора давления, чувствительный элемент которого связан гидравлическим каналом с внутренней полостью корпуса, термоограничитель и светоиндикатор работы ТЭНа.

Признаки данного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения:

- нагревательный модуль;

- трубчатый корпус;

- электронагревательные элементы, расположенные в корпусе;

- подводящий патрубок;

- отводящий патрубок.

Недостатками прототипа являются:

- низкая эксплуатационная надежность вследствие сквозного размещения нагревательного элемента в корпусе, что может привести к разгерметизации устройства при выходе из строя ТЭНа;

- низкая ремонтная технологичность, обусловленная конструкцией нагревателя, предполагающая полное удаление нагреваемой жидкости из устройства;

- сравнительно малый диапазон тепловой мощности, обусловленный нагревательной способностью ТЭНа и поверхностью теплообмена, что сильно ограничивает область применения каждого отдельного модуля.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности, ремонтопригодности и эффективности устройства, при увеличении диапазона нагревательной способности отдельного модуля и одновременном упрощении и оптимизации конструкции электронагревателя текучей среды, за счет выполнения корпуса U-образной формы, увеличения количества ТЭНов и выполнения в верхней части корпуса съемных фланцевых крышек, с установленными в них нагревательными элементами и узлами герметизации.

Поставленная задача достигается тем, что электронагреватель текучей среды, выполненный в виде нагревательного модуля, в состав которого входят трубчатый корпус с подводящим и отводящим патрубками, трубчатый электронагревательный элемент с узлами герметизации, датчик температуры и сигнализатор наличия жидкости, согласно изобретению содержит дополнительные трубчатые электронагревательные элементы, а трубчатый корпус выполнен U-образной формы, в верхней части которого расположены фланцевые крышки, в которых вертикально установлены трубчатые электронагревательные элементы с токопроводящими выводами, параллельно связанными в единую цепь питания, замыкающуюся на устройстве управления нагревательного модуля.

Существенными признаками заявленного устройства, отличительными от прототипа, являются:

- корпус выполнен в виде трубы U-образной формы;

- увеличено количество нагревательных элементов, имеющих независимое управление;

- токопроводящие выводы и узлы герметизации расположены в верхней части корпуса на фланцевой крышке.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен электронагреватель текучей среды, вид сбоку; на фиг.2 - электронагреватель текучей среды, вид сверху; на фиг.3 - электрическая схема.

Электронагреватель текучей среды выполнен в виде нагревательного модуля, в состав которого входят трубчатый корпус U-образной формы 1 с подводящим и отводящим патрубками 2, 3, верхние фланцевые крышки 4, в которых установлены трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы) - 5 с токопроводящими выводами 6, расположенными в верхней части корпуса и узлами герметизации, сигнализатор наличия жидкости 7 и датчики температуры 8. Необходимая мощность нагревательного устройства достигается за счет дополнительного присоединения отдельных модулей, либо отключением (включением) необходимого количества нагревательных элементов.

Токопроводящие выводы 6 ТЭНов 5 параллельно связаны в единую цепь питания, замыкающуюся на устройстве управления нагревательного модуля 9. Устройство управления нагревательного модуля 9 (например по патенту RU N 2105433 от 20.02.1996 Н05В 1/02, F24H 1/20, F24H 9/20) имеет кнопочную панель 10, позволяющую включать (выключать) ТЭНы независимо друг от друга, в любой последовательности.

Устройство работает следующим образом. Нагреваемая жидкость насосом подается в подводящий патрубок 2, при ее поступлении в устройство срабатывает сигнализатор наличия жидкости 7, тем самым автоматически включается электропитание трубчатых электронагревательных элементов 5. ТЭНы 5 нагреваются и передают свое тепло жидкости, протекающей внутри трубчатого корпуса 1. Из отводящего патрубка 3 выходит нагретая жидкость, которая используется по назначению. При достижении заданной температуры в системе циркуляции происходит автоматическое отключение ТЭНов, далее регулирование и поддерживание заданной температуры производится периодическим включением (выключением) необходимого количества трубчатых электронагревательных элементов 5. В случае прекращения поступления жидкости или недостаточного ее давления срабатывает сигнализатор наличия жидкости 7, который автоматически отключает электропитание трубчатых электронагревательных элементов 5. В случае перегрева жидкости выше допустимой температуры срабатывают датчики температуры 8, которые размыкают цепь электропитания.

Необходимо отметить, что предложенные нагревательные модули могут быть собраны в блоки, в зависимости от заданного режима нагрева жидкости. Так же нагревательные модули могут использоваться в разомкнутой системе циркуляции жидкости.

В настоящее время проводятся испытания образца на «Опытном заводе смазок и оборудования» г.Уфа. Образец состоит из 6 нагревательных модулей, установленных в гидравлической системе замкнутого цикла, предназначенной для подогрева реакционной смеси в емкостном аппарате с рубашкой.

Итак, заявленное изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность, ремонтопригодность и эффективность устройства, при увеличении диапазона нагревательной способности отдельного модуля и одновременном упрощении и оптимизации конструкции теплообменника.

Электронагреватель текучей среды, выполненный в виде нагревательного модуля, в состав которого входят трубчатый корпус с подводящим и отводящим патрубками, трубчатый электронагревательный элемент с узлами герметизации, датчик температуры и сигнализатор наличия жидкости, отличающийся тем, что содержит дополнительные трубчатые электронагревательные элементы, а трубчатый корпус выполнен U-образной формы, в верхней части которого расположены фланцевые крышки, в которых вертикально установлены трубчатые электронагревательные элементы с токопроводящими выводами, параллельно связанными в единую цепь питания, замыкающуюся на устройстве управления нагревательного модуля.

Изобретение относится к способам и техническим средствам нагрева и нагнетания токопроводящих жидкостей (ТПЖ) и может быть использовано в энергетике, в устройствах, предназначенных для перекачки и нагнетания ТПЖ в системах отопления и горячего водоснабжения зданий и сооружений, в различных производственных процессах, машинах и установках.

Накопительный водонагреватель, фланец накопительного водонагревателя и способ контроля образования накипи в водонагревателе // 2419028

Изобретение относится к устройствам и способам обнаружения образования накипи в водонагревателе. .

Электронагреватель // 2412403

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для обогрева жилых и производственных помещений и горячего водоснабжения, а также для нагрева гальванических ванн в производстве деталей приборо- и машиностроения.

Нагреватель-теплообменник // 2398161

Изобретение относится к области теплотехники и гидродинамики, а именно к подогревателям жидкости, и может быть использовано при проектировании котлов бойлеров, титанов, бытовых нагревательных приборов.

Конвекционный нагревательный прибор // 2392547

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в бытовых электронагревательных приборах, водонагревателях для промышленных целей, а также в отопительных системах частных жилых домов.

Устройство для отопления и горячего водоснабжения одноэтажных зданий // 2382950

Изобретение относится к области энергетики и, в частности, к установкам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. .

Электрический водонагреватель // 2382292

Изобретение относится к электробытовым нагревательным приборам и может быть использовано для нагрева воды в бытовых условиях. .

Водонагревательная установка // 2382291

Изобретение относится к энергетике, а именно к комбинированным устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной и ветровой энергии. .

Водонагреватель // 2382290

Изобретение относится к отопительным системам, работающим на принципе нагрева текучей среды, и касается конструкции электрического водонагревателя, предназначенного для обеспечения товарным теплом индивидуального, коттеджного или многоэтажного жилищного фонда, подвижных составов, железнодорожных вагонов и иного специального оборудования, а также на объектах сельского хозяйства, крестьянско-фермерского хозяйства.

Нагревательный блок // 2382289

Изобретение относится к бытовым электроприборам, в частности к проточным электронагревателям, и может быть применено для быстрого нагрева теплоносителя. .

Электрический накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой // 2451882

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в электрических накопительных водонагревателях

Способ нагрева жидкости (варианты) и устройство для нагрева жидкости (варианты) // 2453776

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в электроводонагревателях для нагрева воды

Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления // 2465521

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам и устройствам для нагревания жидкого теплоносителя

Конструкция водонагревателя // 2496061

Изобретение относится к конструкции водонагревательной системы, предназначенной для обеспечения горячей водой в бытовых (домашних) условиях. Технический результат, на решение которого направлено настоящее изобретение, состоит в разработке такого технического решения, которое даже в случае частого или только небольшого забора горячей воды исключает эффект запаздывания, в то же время создавая условия для благоприятного расхода энергии, требует небольших исходных капиталовложений и может выполнять свои функции даже в отсутствие подачи большого количества энергии. Технический результат достигается в водонагревательной системе с газовым водонагревательным устройством, которое подключено к впускной трубе для холодной воды и к выпускной трубе для горячей воды. Система дополнительно содержит электрический водонагреватель накопительного типа, встроенный по последовательной схеме в выпускную трубу для горячей воды и снабженный термостатом. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства или снаружи его. Накопительная емкость электрического водонагревателя может иметь накопительный объем менее 20 л. Электрический водонагреватель может быть установлен внутри газового водонагревательного устройства с возможностью поглощать и использовать тепло, выделяемое, но неиспользуемое указанным устройством. Электрический водонагреватель, установленный внутри газового водонагревательного устройства, может быть снабжен теплопроводным элементом, введенным в зону горения указанного устройства. Накопительная емкость электрического водонагревателя может быть покрыта теплоизоляционным материалом. Изобретение основано на осознании возможности скомбинировать преимущества газовых водонагревателей с преимуществами электрических водонагревателей, оснащенных небольшой емкостью, и обеспечить, за счет такой комбинации, условия для оптимального режима работы и практически неизменные общие габариты системы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Равновесный локально-термодинамический проницаемый тепловой излучатель с выровненным распределением потенциалов в пространстве // 2496062

Заявляемое техническое решение относится к области электронагревательных приборов, предназначенных для подогрева и испарения воды в расходном режиме и в составе замкнутых водяных и пароводяных контуров. Суть изобретения заключается в том, что равновесный локально-термодинамический проницаемый тепловой излучатель с выровненным распределением потенциалов в пространстве, содержащий перфорированные электроды, которые установлены на равном расстоянии с образованием сквозных каналов и расположены по электрическим фазам поочередно, имеет отверстие электрода, выполненное в виде округлого отверстия. Такое выполнение позволит выравнивать распределение потенциалов в пространстве. 11 ил.

Встроенное нагревательное устройство водонагревателя с тепловым аккумулятором // 2519115

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в водонагревателях для коммунально-бытового водоснабжения. Сущность изобретения в том, что дополнительное нагревательное устройство для нагрева воды в баке (1) водонагревателя с тепловым аккумулятором, рассчитанное на размещение внутри упомянутого бака, которое включается при каждом акте потребления воды и нагревает только воду внутри указанного дополнительного устройства и имеет камеру, впускной патрубок, ведущий в упомянутую камеру, выпускной патрубок, выходящий из упомянутой камеры, электрическое сопротивление, помещающееся внутри упомянутой камеры и регулируемое датчиком расхода в то время, когда необходима вода. Кроме того, предлагается водонагреватель с тепловым аккумулятором, содержащий накопительный бак, нагревательные устройства для нагрева накопленной воды в упомянутом баке, устройство регулирования температуры воды, накопленной в упомянутом баке, и упомянутое дополнительное нагревательное. При таком выполнении повышается эффективность нагрева воды. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Электрическая водонагревательная система // 2520783

Изобретение относится к электрическим приборам, в которых нагревается вода. Электрическая водонагревательная система с ограниченным отложением накипи содержит емкость для приема воды, ограничивающую внутреннее накопительное пространство для нагреваемой воды. Воду, хранимую в упомянутом внутреннем накопительном пространстве, можно нагревать посредством электрического нагревательного элемента, присутствующего в этом внутреннем накопительном пространстве. Кроме того, предусмотрены анодный элемент и катодный элемент, соединенные или выполненные с возможностью соединения с источником питания постоянного тока для создания разности потенциалов между катодным элементом и анодным элементом. Катодный элемент находится во внутреннем накопительном пространстве рядом с нагревательным элементом. При таком выполнении уменьшается количество отложение накипи на частях электрической водонагревательной системы. Предложенная водонагревательная система может быть установлена в чайниках, кофеварках, утюгах и в моечных машинах. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство для генерирования тепловой и электрической энергии // 2522269

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к генераторам тепловой и электрической энергии. Изобретение может быть использовано для нагрева жидкого теплоносителя с системой циркуляции нагреваемой среды. Устройство для генерирования тепловой и электрической энергии включает внешний механический возвратно-поступательный привод, магнитную систему с кольцевым зазором, в котором присутствует однородное магнитное поле, и токопроводящую обмотку (катушку), перемещающуюся в однородном магнитном поле кольцевого зазора, с проходящим через обмотку электрическим током, нагревающуюся при возвратно-поступательным перемещении ее в однородном магнитном поле кольцевого зазора магнитной системы за счет проходящего через нее электрического тока. Нагревающаяся обмотка выполнена из токопроводящей трубы в виде спирали, внутри которой циркулирует теплоноситель. Нагревающаяся обмотка может быть выполнена короткозамкнутой для обеспечения максимального съема тепловой энергии или с разрывом, к которому подключена полезная нагрузка, питающаяся электрическим током, проходящим через обмотку и нагрузку. Изобретение позволяет использовать тепло, выделяемое при прохождении тока в обмотке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электроводонагреватель // 2526602

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в электроводонагревателях. Сущность изобретения в том, что электроводонагреватель включает внутренний бак, в котором заключена камера накопления воды, и соединительную муфту, одним концом присоединенную ко внутреннему баку а другим концом соединенную с узлом подачи и слива воды, служащим для подачи воды в камеру накопления воды и слива воды из камеры накопления воды. При таком выполнении вода более легко и удобно отводится из камеры накопления, предотвращается отложение загрязнений во внутреннем баке и облегчается обслуживание водонагревателя, требующее слива воды. Водонагреватель имеет более высокие эффективность нагрева и срок службы. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения // 2541799

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения тепловой и электрической энергии в индивидуальных домах и квартирах. Сущность изобретения в том, что теплоэлектрический генератор для индивидуального энергоснабжения содержит подключенные друг к другу наружный и внутренний коробы, перекрытые с торцов крышками и днищами, образующими первичный и вторичный контуры, во внутреннем коробе расположена топка с газоходом, в котором расположены газовый коллектор и пластинчатый теплообменник, стенки и крышка наружного короба покрыты декоративными коробом и декоративной крышкой с образованием между ними щелей, стенки наружного и внутреннего коробов, крышек, днищ и вертикальных перегородок, соприкасающиеся с нагреваемой водой, выполнены с пазами, в которые вставлены ребра, представляющие собой теплоэлектрические секции, состоящие из последовательно соединенных термоэмиссионных преобразователей, концы которых соединены между собой контактными спаями, расположенных вдоль длины ребер в зонах нагрева и охлаждения, свободные концы с клеммами каждой теплоэлектрической секции присоединены к коллекторам с одноименными зарядами, соединенным с токовыводами. Такое выполнение повысит надежность и эффективность теплоэлектрического генератора. 13 ил.