Устройство для нагревания жесткой воды

Изобретение относится к устройствам для нагрева жесткой воды с помощью электроэнергии. Задачей изобретения является разработка устройства для нагрева жесткой воды, которое позволит снизить или исключить образование накипи, а именно снизить перегрев воды у греющей поверхности. При этом нагреватель должен эффективно передавать тепловую энергию воде, быть технологичным в изготовлении и иметь высокий кпд, и питаться от электросети общего назначения без дополнительных преобразователей. Поставленные задачи решаются разработкой конструкции нагревателя, позволяющей нагревающей поверхности совершать колебательные движения за счет соленоида, встроенного в нагреватель, соленоид питается от общей сети электропитания, нагревательная поверхность опирается на корпус соленоида через упругие подвесы, позволяющие этой поверхности совершать колебательные движения относительно корпуса соленоида. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для нагрева жесткой воды с помощью электроэнергии.

Уровень техники

Аналогом предлагаемого устройства является изобретение (RU 2005118148), представляющее собой парогенерирующее устройство, содержащее основной корпус, имеющий образованный в нем канал подачи пара, нагреватель, встроенный в основной корпус, для нагревания основного корпуса для нагрева воды, протекающей по каналу подачи пара, и регулирующий подачу воды клапан, установленный на входе канала подачи пара. Дополнительно содержащее некогезионное покрытие, образованное на внутренней поверхности канала подачи пара для предотвращения образования накипи в канале подачи пара.

Достоинство описанного устройства состоит в отсутствии возможности накипи отлагаться на нагревательной поверхности.

Недостатком устройства является нетехнологичность его изготовления, а также сложность в эксплуатации и профилактике.

Прототипом предложенного устройства является изобретение (RU 2002103138), предназначенное для предотвращения образования накипи, содержащее подключенный к генератору импульсов излучатель в виде соленоида и подвижного ферромагнитного сердечника, при этом постоянные магниты, установленные на направляющих соленоида и сердечнике, обращены друг к другу одноименными полюсами, отличающееся тем, что корпус устройства снабжен вентилем для создания вакуума внутри корпуса соленоида.

Достоинство описанного устройства состоит в повышении эффективности тепловых конвективных процессов, протекающих у поверхности теплообмена.

Недостатком способа является то, что источник колебаний требует особого генератора импульсов, что усложняет изготовление устройства и его эксплуатацию.

В устройствах для нагрева воды, известных ранее, часто происходит перегрев жесткой воды для интенсификации теплопередачи, что приводит и к повышенной скорости образования накипи.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка устройства для нагрева жесткой воды, которое позволит снизить или исключить образование накипи, а именно снизить перегрев воды у греющей поверхности. При этом нагреватель должен эффективно передавать тепловую энергию воде, быть технологичным в изготовлении и иметь высокий КПД, и питаться от электросети общего назначения без дополнительных преобразователей. Задача решается в устройстве для нагревания жесткой воды, не образующем накипи и содержащем омический нагреватель. Нагревающая поверхность совершает колебательные движения за счет соленоида, встроенного непосредственно в нагреватель, при этом электропитание нагревателя осуществляется по электропроводу, который встроен внутри упругих подвесов нагревающей пластины, нагревающая пластина опирается на корпус соленоида через упругие подвесы, нагреватель крепится к стенке аппарата через круглое отверстие посредством гайки, внутри нагревающей пластины имеется стальной сердечник, который является ярмом-приводом и крепежной базой для резьбового крепления колеблющейся части нагревателя к неподвижной его части.

Предлагаемое устройство для нагревания воды состоит из омического нагревателя 1 (фиг.1), который установлен в пластине 2, изготовленной из (например) алюминиевого сплава. Электропитание нагревателя 1 осуществляется по электропроводу 3, который встроен внутри упругих подвесов 5. Пластина 2 опирается на корпус соленоида 4 через упругие подвесы 5. Нагреватель крепится к стенке аппарата 6 через круглое отверстие посредством гайки 7. Внутри пластины 2 Имеется стальной сердечник 8, который является ярмом-приводом и крепежной базой для резьбового соединения 9. Соленоид состоит из наборного сердечника 11 и обмотки 10. Питание нагревателя осуществляется через встроенные контакты 12. Уплотнение аппарата осуществляется через упругое кольцо 13.

Работа нагревателя осуществляется следующим образом.

На контакты 12 подают электрическое питание переменным током (например от общей промышленной сети - 220 В, 50 Гц), по электропроводам 3 питаются соленоид и нагревательный элемент 1, при этом нагревательный элемент 1 нагревается до заданной температуры, передает тепловую энергию стенке пластины 2, а от стенки пластины нагревается вода 14.

Соленоид, в соответствие с частотой питающего тока, притягивает и освобождает сердечник 8, который в данном случае является ярмом-приводом. Поскольку пластина 2 опирается на корпус соленоида через упругие подвесы 5, то она совершает колебательные движения в направлении стрелок (Фиг.1), для чего предусмотрен зазор 15 между пластиной и корпусом соленоида. В результате колебательного движения пластины в зоне касания нагретой пластины и воды создаются конвективные потоки воды, которые интенсифицируют теплообмен, при этом вода не перегревается, также снижая скорость образования накипи. Те же конвективные потоки динамически препятствуют когезии образовавшейся накипи на нагревательной поверхности.

Наличие конвективных потоков от поверхности, совершающей в жидкости колебательные движения, доказано нами экспериментально. Так, на фиг.2 видно, что при вибрации плоской поверхности в жидкости образуются потоки (направления движения жидкости обозначены стрелками), направленные от колеблющейся поверхности. Забор жидкости при этом происходит с краев диска, вызывая тем самым тангенциальные течения непосредственно у твердой поверхности. Эти течения способствуют обновлению жидкости у теплопередающей поверхности, что увеличивает коэффициент теплоотдачи и снижает температуру поверхности.

При реализации изобретения могут быть получены следующие результаты:

1. Повышается коэффициент теплоотдачи, т.е. интенсифицируется процесс теплообмена.

2. Снижается перегрев воды у греющей поверхности, что уменьшает образование накипи.

3. Развитая кинетика вблизи греющей поверхности ухудшает условия кристаллизации накипи, т.е. снижает ее образование.

4. Нагреватель прост и технологичен в изготовлении, имеет высокий КПД, поскольку не требует отдельного генератора колебаний, может быть легко установлен вместо применяемого ранее ТЭНа без существенного изменения конструкции аппарата.

Краткое описание прилагаемых фигур

На фигуре 1 изображен схематичный разрез предлагаемого нагревателя.

На фигуре 2 приведен фотоснимок, выполненный в ходе эксперимента с колеблющимся диском.

Устройство для нагревания жесткой воды, не образующее накипи, содержащее омический нагреватель, отличающееся тем, что нагревающая поверхность совершает колебательные движения за счет соленоида, встроенного непосредственно в нагреватель, при этом электропитание нагревателя осуществляется по электропроводу, который встроен внутри упругих подвесов нагревающей пластины, нагревающая пластина опирается на корпус соленоида через упругие подвесы, нагреватель крепится к стенке аппарата через круглое отверстие посредством гайки, внутри нагревающей пластины имеется стальной сердечник, который является ярмом-приводом и крепежной базой для резьбового крепления колеблющейся части нагревателя к неподвижной его части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики, а именно к способу очистки технологических поверхностей (электрофильтров, скрубберов, бункеров, силосов), теплообменных поверхностей энергетического оборудования (котлов, промышленных печей), и может быть использовано для разрушения и удаления скоплений и отложений твердых, связанных и сыпучих материалов, образующихся в производственных и природных условиях.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки поверхностей нагрева жаротрубных и газотрубных котлов и других теплообменных аппаратов от золовых отложений.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для предупреждения образования отложений на рабочих теплопередающих поверхностях теплообменной аппаратуры.
Изобретение относится к способу удаления накипи и может быть использовано как в промышленных, так и в бытовых условиях, например для удаления накипи из чайников или с «мокрой» части блоков цилиндров автотракторных двигателей или из других емкостей.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве подогревателя сетевой и горячей воды. .

Изобретение относится к области волновой техники и может быть использовано для удаления солей и прочих отложений с поверхностей различного оборудования. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в водовоздушных теплообменниках, орошаемых водой для очистки поверхностей нагрева. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплообменной аппаратуре для удаления загрязнений с поверхности теплообмена. .

Изобретение относится к области защиты и очистки оборудования от солеотложений и обеспечивает повышение эффективности очистки за счет исключения «паразитного» эффекта разогрева ферромагнитного сердечника электромагнитного преобразователя, увеличения магнитострикционного эффекта в сердечнике при работе и расширения диапазона воздействия.

Изобретение относится к устройствам для получения и возбуждения колебаний широкого спектра частот и амплитуд и может использоваться для интенсификации процесса теплообмена и предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры.

Группа изобретений относится к области электроотопительной техники для электротранспорта. Нагревательный блок для транспортного электрокалорифера содержит по крайней мере одну рамку, внутреннее пространство которой поделено на две секции промежуточной пластиной, которая имеет два ряда отверстий для соединения спиральных нагревательных элементов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к стационарным установкам и теплообменной технике, и может быть использовано для нагрева воздуха, поступающего в шахту горнодобывающего предприятия.

Изобретение относится к управлению нагревателем к устройству для ухода за волосами. .

Изобретение относится к нагревательному прибору, более точно к электротермическому радиатору, заполненному маслом. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники, а именно к тепловентиляторам, и может быть использовано для отопления кабины водителя городского электротранспорта.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для нагрева жидкой или газообразной среды при помощи источника инфракрасного излучения. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники, в частности к тепловентиляторам, и может быть использовано для отопления салонов городского электротранспорта.

Изобретение относится к оборудованию для отопления и нагрева воздуха, а также поддержания на заданном уровне температур внутри салона электротранспорта. .

Изобретение относится к классу оборудования для отопления и нагрева воздуха, а также поддержания на заданном уровне температур внутри салона электротранспорта. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники. .

Изобретение относится к области электроотопительной техники, а также к составной части оборудования воздушно-тепловых завес дверных проемов салонов и тамбуров вагонов электротранспорта. Устройство нагрева воздуха содержит корпус с входом и выходом воздушного потока и размещенные в нем нагревательный узел и центробежный вентилятор. Нагревательный узел включает обечайку и заключенные в нее участки спиральных элементов, электрически соединенных последовательно и закрепленных своими концами на винтах, которые стягивают изоляторы. Изоляторы расположены на аксиально протяженных опорных пластинах, которые сформированы во внутренний узел в виде многогранника, крепящийся к обечайке. Центробежный вентилятор помещен к выходной стенке корпуса, установлен после нагревательного узла, имеет кожух в виде «улитки». Выходное отверстие кожуха соответствует выходному отверстию корпуса. Входное отверстие центробежного вентилятора, являясь конфузором, соответствует выходному отверстию обечайки нагревательного узла. Устройство может содержать полые уплощенные кольцеобразные держатели, которые расположены коаксиально обечайке нагревательного узла внутри нее. Кольцеобразные держатели удалены друг от друга к противоположным концам нагревательного узла и вместе с аксиально протяженными опорными пластинами образуют внутренний узел нагревательного узла 6, который крепится к его обечайке. Аксиально протяженные опорные пластины разнесены на кольцеобразных держателях в азимутальном направлении. Достигается расширение функциональных возможностей устройства нагрева воздуха с сохранением безынерционности и компактности устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Изобретение относится к устройствам для нагрева жесткой воды с помощью электроэнергии. Задачей изобретения является разработка устройства для нагрева жесткой воды, которое позволит снизить или исключить образование накипи, а именно снизить перегрев воды у греющей поверхности. При этом нагреватель должен эффективно передавать тепловую энергию воде, быть технологичным в изготовлении и иметь высокий кпд, и питаться от электросети общего назначения без дополнительных преобразователей. Поставленные задачи решаются разработкой конструкции нагревателя, позволяющей нагревающей поверхности совершать колебательные движения за счет соленоида, встроенного в нагреватель, соленоид питается от общей сети электропитания, нагревательная поверхность опирается на корпус соленоида через упругие подвесы, позволяющие этой поверхности совершать колебательные движения относительно корпуса соленоида. 2 ил.

Наверх