Номер инновационного патента: 24926

Опубликовано: 15.11.2011

Авторы: Аблинанов Ваит Аблитарович, Кешуов Сеитказы Асылсеитович, Барков Виктор Иванович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к установкам для получения горячей воды и может найти применение в автономных системах теплоснабжения агропромышленного комплекса, коммунально-бытового сектора и других отраслях.
Задача предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационной надежности электродного водонагревателя.
Электродный водонагреватель содержит корпус, электродную группу в виде многоэлементных электродов, токопроводящие шпильки и проходные изоляторы. Многоэлементный электрод состоит из пар элементов 1 - 11, 2 - 21...n - n1 с различными линейными размерами.
Технический результат заключается в повышении степени равномерности распределения плотности тока по всей поверхности электродов.

Текст

Смотреть все

(51) 05 3/60 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ агропромышленного комплекса,коммунальнобытового сектора и других отраслях. Задача предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационной надежности электродного водонагревателя. Электродный водонагреватель содержит корпус,электродную группу в виде многоэлементных электродов, токопроводящие шпильки и проходные изоляторы. Многоэлементный электрод состоит из пар элементов 1 - 11, 2 - 21 - 1 с различными линейными размерами. Технический результат заключается в повышении степени равномерности распределения плотности тока по всей поверхности электродов.(72) Кешуов Сейтказы Асылсеитович Барков Виктор Иванович Аблинанов Ваит Аблитарович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(57) Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к установкам для получения горячей воды и может найти применение в автономных системах теплоснабжения Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к установкам для получения горячей воды и может найти применение в автономных системах теплоснабжения агропромышленного комплекса,коммунальнобытового сектора и других отраслях. Известен электродный водонагреватель с пластинчатой формой электродов (Патент 299039 по МКИ Н 05 В 3/60). Электроды собраны в многопластинчатый пакет, также имеется пакет диэлектрических пластин. Мощность в диапазоне 25100 регулируется перемещением пакета диэлектрических пластин. Недостатки аналога - высокая интенсивность накипеобразования на электродах и металлоемкость. Причина недостатков - ухудшение теплообмена между жидкостью в межэлектродном пространстве и жидкостью в корпусе, что приводит к неравномерному распределению плотности тока,интенсивному парообразованию и, в итоге,выпадению накипи. Известен электродный водонагреватель (Патент 389636 по МКИ Н 05 В 3/60) для нагрева воды в водогрейных и паровых электрокотлах с цилиндрической формой электродов. Водонагреватель содержит фазный электрод,антиэлектрод. Мощность регулируется перемещением фторопластовой трубки в межэлектродном пространстве. Недостатки аналога - высокая металлоемкость,неравномерное распределение плотности тока по всей длине электродов. Причина недостатков - наличие большой поверхности цилиндрических электродов ухудшает качество нагретой воды, вследствие загрязнения ее продуктами электрохимического разложения железа под действием переменного тока. При регулировании мощности фторопластовой трубкой за счет ее перемещения вниз и вверх коэффициент мощности по длине электродов имеет различные значения, что приводит к неравномерному распределению плотности тока по длине электродов. Известен электроводонагреватель (прототип)(Патент СССР 1395906 по МКИ Н 05 В 3/60) состоящий из набора дугообразных стержней установленных по поперечной схеме(перпендикулярно направлению движению воды). Недостатки прототипа - высокая величина тока утечки между фазными электродами, и, как следствие, сужение диапазона регулирования мощности. Причина недостатков - между фазными электродами происходит утечка тока, так как высота диэлектрической перегородки недостаточна. Задача предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационной надежности электродного водонагревателя. Технический результат заключается в повышении степени равномерности распределения плотности тока, по всей поверхности электродов. Технический результат достигается за счет того,что в электродном водонагревателе, состоящем из 2 корпуса с электродной группой, электроды выполнены в виде многоэлементной конструкции,состоящей из набора пар элементов. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана принципиальная схема многоэлементных электродов электродного водонагревателя, на фиг. 2 показаны электроды,выполненные в виде рамок прямоугольной формы,на фиг.3 изображены электрические поля электродов в виде рамки, многоэлементных электродов и сплошных пластинчатых электродов,на фиг. 4 показаны зависимости мощности электродного водонагревателя от площади электродов различной конструкции, на фиг. 5 приведены зависимости металлоемкости электродов в виде рамки, многоэлементных электродов и пластинчатых электродов от мощности водонагревателя. Электродный водонагреватель содержит корпус,электродную группу в виде многоэлементных электродов, токопроводящие шпильки и проходные изоляторы. Многоэлементный электрод (фиг. 1) состоит из пар элементов 1 - 11, 2 - 21-1 с различными линейными размерами. Водонагреватель работает следующим образом. При подаче напряжения на многоэлементные электроды (фиг. 1, 2) между ними образуется электрическое поле, силовые линии 3 и эквипотенциальные поверхности 4 которого,показаны на фиг. 3 (3, а - для электродов в виде рамки, 3, 6 - для многоэлементных электродов, 3, в для пластинчатых электродов). Как видно силовые линии поля заполняют все межэлектродное пространство,вследствие взаимодействия всей поверхности элементов электрода одной фазы с элементами электрода другой фазы. Поэтому во всем межэлектродном пространстве через воду начинает протекать ток, что и обусловливает ее нагрев. Сравнивая полученную картину электрического поля электродов в виде рамки (фиг.3, а), многоэлементных электродов(фиг.3, б) с полем сплошных пластинчатых электродов (фиг.3, в), видим, что оно образуется во всем межэлектродном пространстве. Главное отличие состоит в том, что у многоэлементных электродов в создании поля участвует вся поверхность их элементов, тогда как у пластинчатых - только поверхности, обращенные друг к другу и края электродов. Электрическое поле многоэлементного электрода имеет неравномерное распределение силовых линий - это показывает, что напряженность электрического поля снижается в пространстве между элементами, пропорционально расстоянию между элементами, линейным размерам электродов и межэлектродному расстоянию. Поэтому,мощность предлагаемых электродов с увеличением расстояния между элементами одного электрода возрастает в меньшей степени, чем у пластинчатых электродов (фиг. 4). На фиг. 4 приведены зависимости изменения мощности от площади электродов зависимость 1-для сплошных пластинчатых электродов, зависимость 2 - для многоэлементных электродов, зависимость 3 - для электродов в виде рамки. Анализ зависимостей показывает, что многоэлементные электроды можно выполнять без потери мощности, тогда их мощность будет практически равна мощности сплошных электродов при условии где- высота многоэлементного электрода(0102)( 11121)(2) ср - среднее межэлектродное расстояние между элементами электрода(31323) /( 3)0 102 - высота элементов электрода 1112. . .1 - расстояние между элементами одного фазного электрода 31 323 - межэлектродное расстояние между элементами фазных электродов. Рассмотрим принципиальную схему многоэлементных электродов, показанную на(фиг.1). Из нее видим, что наибольшего эффекта выравнивания плотности тока можно добиться,изменяя следующие параметры расстояние между элементами одного электрода (11 121) межэлектродное расстояние между элементами (31 323) и угол наклона элементов (1 2), что приводит к более равномерному распределению плотности тока по всей длине электродов Т где- неравномерность распределения плотности тока- максимальная и минимальная величины плотности тока на-м элементе электрода. Линейные размеры элементов и параметры электродов изменяются в соответствии с условием инвариантности где- удельное сопротивление водылинейные размеры электродов- плотность тока- напряжение между электродами. Применение электродов предлагаемой конструкции показывает,что удельная металлоемкость,например,для мощности водонагревателя 10 кВт снижается с 0,065 кг/ кВт,для пластинчатых электродов до 0,03 кг/ кВт у многоэлементных (фиг.5). На фиг. 5 показаны зависимости металлоемкости электродной группы от мощности водонагревателя зависимость 1- для сплошных пластинчатых электродов, зависимость 2- для многоэлементных электродов, зависимость 3 для электродов в виде рамки. Результаты химического анализа сухого остатка на содержание окислов железа показывает, что содержание железа в нагретой воде снизилось на 0,150,3 мг/л при использовании многоэлементных электродов по сравнению с пластинчатыми электродами. После работы водонагревателя мощностью 25 кВт при использовании сплошных пластинчатых электродов на них образовался слой накипи толщиной 0,4 мм, тогда как при использовании многоэлементных электродов- 0,25 мм. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электродный водонагреватель, состоящий из корпуса, электродной группы в виде многоэлементных электродов, токопроводящих шпилек и проходных изоляторов, отличающийся тем, что многоэлементные электроды выполнены в виде пар элементов, линейные размеры которых отвечают следующему соотношению 0,707, где- высота многоэлементного электрода- среднее межэлектродное расстояние между элементами электрода. 2. Электродный водонагреватель по п.1 отличающийся тем,что многоэлементные электроды выполнены в виде рамок.

МПК / Метки

МПК: H05B 3/60

Метки: водонагреватель, электродный

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip24926-elektrodnyjj-vodonagrevatel.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Электродный водонагреватель</a>

Похожие патенты