Электрический накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в электрических накопительных водонагревателях. Электрический накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой содержит расходный анод и анод с установленным током, соединенные таким образом, что обеспечивается катодная защита даже при отсутствии электропитания. Расходный анод охватывает анод с установленным током так, что исключался любой контакт анода с установленным током с водой в водном баке до расхода расходного анода. Такое выполнение водонагревателя не требует отключения расходного анода в случае электропитания для предупреждения его чрезмерного расхода и обеспечивает катодную защиту водонагревателя даже при использовании системы электропитания в часы наименьшей нагрузки, когда питание отсутствует в течение продолжительного периода времени. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к электрическому накопительному водонагревателю с двойной катодной защитой.

Известны два вида катодной защиты электрического накопительного водонагревателя от коррозии, а именно: катодная защита посредством расходного анода, такого как магниевый, и катодная защита с использованием постоянного анода с установленным током.

Магниевый анод требуется периодически заменять в связи с его расходом, а анод с установленным током необходимо постоянно подпитывать из источника электрического тока в целях обеспечения катодной защиты.

В источнике информации WO 2007/010 335 описан электрический накопительный водонагреватель с регулируемой катодной защитой. Этот электрический накопительный водонагреватель является защищенным от коррозии в нормальных условиях эксплуатации и питания электрическим током посредством постоянного электрода с установленным током, а при отсутствии питания водонагреватель защищен расходным анодом. Расходный анод электрически подключен к баку водонагревателя через выключатель, предназначенный для прерывания электрического соединения в том случае, когда электрическое питание поступает на названный постоянный электрод с установленным током.

Как правило, работа такого устройства является удовлетворительной, но в действительности требует отсоединения расходного анода при электрическом питании с целью предупреждения его чрезмерного расхода.

Первой целью изобретения является усовершенствование известного прототипа, для чего предлагается новый тип электрического накопительного водонагревателя с двойной катодной защитой, в котором не требуется отключения расходного анода в случае электропитания для предупреждения его чрезмерного расхода.

Второй целью изобретения является обеспечение катодной защиты электрического накопительного водонагревателя даже при использовании системы электропитания в часы наименьшей загрузки, когда питание отсутствует в течение продолжительного периода времени, составляющего до 16 часов.

Объектом изобретения является накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой, содержащий расходный анод и анод с установленным током, отличающийся тем, что расходный анод охватывает анод с установленным током и выполнен таким образом, что предупреждается любой контакт анода с установленным током с водой в баке электрического водонагревателя до расхода расходного анода.

Согласно другим альтернативным признакам изобретения:

- анод с установленным током электрически контактирует с расходным анодом,

- расходный анод содержит углубление для размещения в нем анода с установленным током,

- расходный анод установлен на стойке или удерживающем кожухе посредством втулки из эластомера,

- анод с установленным током расположен на стойке или удерживающем кожухе посредством втулки из эластомера,

- эластомерная втулка расходного анода охватывает эластомерную втулку анода с установленным током,

- размеры расходного анода значительно превосходят размеры анода с установленным током,

- расходный анод и анод с установленным током выполнены по существу цилиндрическими,

- диаметр расходного анода значительно превосходит диаметр анода с установленным током,

- анод с установленным током выполнен из титана, а расходный анод - из магния.

Ниже изобретение подробнее поясняется описанием, приводимым в качестве не ограничивающего примера, со ссылкой на приложенные чертежи, на которых схематически изображено:

фиг.1 - электрический накопительный водонагреватель согласно изобретению;

фиг.2 - частичный вид в увеличении на устройство катодной защиты электрического накопительного водонагревателя на фиг.1;

фиг.3 - частичный вид, аналогичный виду на фиг.2, иллюстрирующий принцип действия изобретения;

фиг.4 - частичный вид, аналогичный виду на фиг.2 и 3, иллюстрирующий принцип действия изобретения после расхода расходного анода.

Идентичные или функционально эквивалентные элементы обозначены на фигурах 1-4 одинаковыми позициями.

Изображенный на фиг.1 электрический накопительный водонагреватель, обозначенный в целом позицией (1), содержит бак с удерживающим кожухом или стойкой (3), генератор напряжения (4), расходный анод (5) и анод (6) с установленным током.

Электрическая цепь катодной поляризации состоит из расходного анода (5), электрически контактирующего с анодом (6) с установленным током, выполненным, например, из титана.

Установка расходного магниевого анода (5) и титанового анода (6) с установленным током выполнена на удерживающем кожухе или стойке (3) с помощью одного из удерживающих изолирующих средств - втулок (7), (8) из эластомера, которые будут подробно описаны со ссылкой на фиг.2.

Для подключения генератора (4) защитного тока к электрическому накопительному водонагревателю (1) предусмотрены питающий изолированный проводник (9) и изолированный проводник (10) для соединения с баком (2) водонагревателя (1).

Как показано на фиг.2, расходный магниевый анод (5) содержит углубление для размещения в нем титанового анода (6) с установленным током, при этом в магниевом аноде (5) титановый анод (6) почти полностью утоплен.

Титановый анод (6) установлен на удерживающем кожухе или стойке (3) с помощью изолирующей гибкой втулки, например, из эластомера по наружной окружности удерживающего кожуха или стойки (3).

Внутреннее пространство эластомерной втулки (8) сообщено с атмосферой внутри изолирующей стойки (3) при полном отсутствии контакта с водой в баке водонагревателя.

Магниевый расходный анод (5) установлен на изолирующей стойке (3) или удерживающем кожухе с помощью изолирующей втулки (7) из эластомера, расположенной по периметру изолирующей стойки (3).

В случае применения нового расходного анода (5) пространство между эластомерными втулками (7) и (8) изолировано от воды в баке водонагревателя за счет того, что наружная радиальная втулка (7) полностью охватывает верхний конец удерживающего кожуха или стойки (3) с эластомерной втулкой (8).

Электрический проводник (9) с наружной изоляцией соединен с титановым анодом (6) с установленным током таким образом, что этот титановый анод (6) может постоянно питаться в периоды электроснабжения электрического накопительного водонагревателя.

Как показано на фиг.3, в начале работы титановый анод (6) с установленным током не контактирует с водой водонагревателя и ток, протекающий по этому титановому аноду, может лишь отводиться по магниевому расходному аноду (5). Вследствие того, что диаметр и общие размеры расходного анода (5) значительно превосходят и диаметр и размеры титанового анода (6) с установленным током, то плотность протекающего по магниевому аноду тока существенно меньше плотности тока титанового анода.

Однако подвод тока для катодной поляризации позволяет незначительно увеличить электрохимический защитный ток, который естественно образуется между расходным магниевым анодом (5) и баком (2) электрического накопительного водонагревателя, что таким образом повышает эффект.

Следовательно, благодаря изобретению электрический накопительный водонагреватель остается постоянно защищенным, даже в случае временного прекращения подачи электропитания за счет использования только электропитания в часы слабой нагрузки.

Таким образом, принцип действия электрического водонагревателя согласно изобретению практически идентичен принципу действия известного из уровня техники электрического водонагревателя, защищенного только магниевым расходным анодом.

Согласно фиг.4, магниевый расходный анод был практически израсходован. Пространство между втулками (7) и (8) заполнено, следовательно, по меньшей мере, частично водой, находящейся внутри бака водонагревателя, и титановый анод (6), по меньшей мере, частично контактирует с водой водонагревателя.

В этом случае принцип действия электрического водонагревателя согласно изобретению идентичен принципу действия известного из уровня техники электрического накопительного водонагревателя, снабженного титановым анодом с установленным током.

Изобретение, описанное со ссылкой на отдельный вариант выполнения, совершенно не ограничено им и включает в себя, наоборот, любое изменение формы и любой вариант выполнения в рамках и в духе изобретения.

1. Накопительный водонагреватель с двойной катодной защитой, содержащий расходный анод (5) и анод (6) с установленным током, отличающийся тем, что расходный анод (5) охватывает анод (6) с установленным током и выполнен таким образом, что исключает любой контакт анода (6) с установленным током с водой в баке (2) электрического водонагревателя (1) до расхода расходного анода (5).

2. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что анод (6) с установленным током электрически контактирует с расходным анодом (5).

3. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что расходный анод (5) содержит углубление для размещения в нем анода (6) с установленным током.

4. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что расходный анод (5) установлен на стойке (3) или удерживающем кожухе посредством втулки (7) из эластомера.

5. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что анод (6) с установленным током расположен на стойке (3) или удерживающем кожухе посредством втулки (8) из эластомера.

6. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что эластомерная втулка (7) расходного анода (5) охватывает эластомерную втулку (8) анода (6) с установленным током.

7. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что размеры расходного анода (5) значительно превосходят размеры анода (6) с установленным током.

8. Водонагреватель по п.7, отличающийся тем, что расходный анод (5) и анод (6) с установленным током выполнены, по существу, цилиндрическими.

9. Водонагреватель по п.8, отличающийся тем, что диаметр расходного анода (5) значительно превышает диаметр анода (6) с установленным током.

10. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что анод (6) с установленным током выполнен из титана, а расходный анод (5) - из магния.