КОТЕЛ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ

Заявляемая полезная модель относится к электронике, а именно к устройствам для электродного нагрева жидкостей, и может найти применение в замкнутых системах отопления жилых и нежилых помещений преимущественно в сельской местности, при отсутствии централизованного теплоснабжения.
Известно устройство для нагрева проточной жидкости, встроенное непосредственно в трубопровод системы циркуляционного водяного отопления, содержащее цилиндрический корпус с разъемными входными и выходными патрубками и расположенными в нем нулевым и фазными электродами, выполненными в виде двух самостоятельных блоков, подсоединенных к внешней электрической цепи (см. SU 639158 А, 25.12.78. RU, F24D 3/08).
Недостатком известного устройства является его высокая себестоимость, ограниченность по мощности.
Этот недостаток обусловлен однофазным питанием устройства, а также высокой сложностью изготовления и сложностью монтажа электродов.
Известно также устройство для отопления помещений (см. патент РФ на п.м. №48032, опубл. 10.09.2005, F24D 3/08), включающее в себя устройство для отопления помещений, содержащее корпус с теплообменной камерой, заполненной теплоносителем, нагревательный элемент электродного типа и блок управления режимом нагрева, причем нагревательный элемент закреплен через диэлектрическую вставку изолированно в одной точке к корпусу так, что электрод непосредственно соединен с фазой переменного тока, а корпус имеет электрический контакт с
теплообменной камерой, при этом теплоноситель перемещается в магистрали под воздействием давления, создаваемого, например, насосом, корпус имеет электрический контакт с теплообменной камерой.
Недостатком известного устройства для отопления помещений являются высокая себестоимость и низкая надежность.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью заводского изготовления с учетом того, что устройство должно быть оснащено блоком управления режимом нагрева и насосом для создания давления в магистрали, а также тем, что нагревательный элемент, закрепленный через диэлектрическую вставку изолированно в одной точке к корпусу, не обеспечивает надежной изоляции.
Из известных, наиболее близким к заявляемому является принятое за прототип устройство для отопления помещений (см. патент 2133918, опубл. 27.07.1999, F24D 3/08), включающее в себя корпус с теплообменной камерой, заполненной теплоносителем, нагревательный элемент и блок управления режимом нагрева, причем нагревательный элемент выполнен проходным электродного типа с внутренним рабочим элементом, расположенным по направлению движения нагреваемого теплоносителя и охватывающим его с зазором наружным элементом, представляющим собой часть магистрали теплоносителя, изолированным, как и внутренний элемент, от магистрали теплоносителя, причем вывод фазовой нагрузки соединен с внутренним элементом, электроизолированным от охватывающего его наружного элемента, при этом блок управления имеет коммутирующий симмистор и полупроводниковый терморегулятор для отслеживания температуры нагрева, причем проходной электродный нагревательный элемент, использующий электропроводящие свойства теплоносителя (рабочей жидкости) и осуществляющий электролитический разогрев жидкости, например
воды, установлен преимущественно вертикально для задания направления движения теплоносителя в объеме теплообменной камеры, кроме того, нагревательный элемент выполнен из коррозионно-устойчивого материала, оснащен по концам диэлектрическими перфорированными втулками крепления.
Недостатком известного является высокая себестоимость устройства.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью изготовления корпуса с теплообменной камерой и блоком управления режимом нагрева.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности и прочности котла электродного водонагревательного при одновременном его упрощении, а также повышение эксплуатационных и технических качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном котле электродном водонагревательном, содержащем корпус, заполненный теплоносителем, и нагревательный элемент, согласно полезной модели, корпус выполнен из бесшовной толстостенной трубы, покрытой снаружи полимерно-порошковой краской, а изнутри - антикоррозийной краской и оснащен клеммами для подключения фазового, нулевого и заземляющего электрических проводников и выполнен в виде металлического цилиндра, являющегося одновременно рабочей камерой, внутри которой расположен электродный нагревательный элемент длиной 40-160 мм, прикрепленный к стенке корпуса посредством крепежно-изолирующего и, одновременно, токоподводящего фазового узла, выполненного в виде связанной с электродным нагревательным элементом удлиненной резьбовой шпильки, являющейся проводниковой клеммой для подключения электрического фазового проводника, внутреннего изолятора, жаропрочной прокладки, промежуточного и наружного изоляторов, причем входная и выходная
части корпуса выполнены с резьбой, а нагревательный элемент расположен внутри корпуса в его средней части, при этом внутренний изолятор выполнен в виде частично охватывающей электродный нагревательный элемент седлообразной пластины, внутри которой проходит, связанная с электродным нагревательным элементом удлиненная резьбовая шпилька, являющаяся проводниковой клеммой, промежуточный изолятор выполнен в виде цилиндрической эбонитовой втулки, внутри которой проходит, связанная с электродным нагревательным элементом удлиненная резьбовая шпилька, являющаяся проводниковой клеммой, а наружный изолятор выполнен в виде полимерного цилиндрического колпачка, внутри которого проходит, связанная с электродным нагревательным элементом удлиненная резьбовая шпилька, являющаяся проводниковой клеммой, на которой сверху колпачка расположены зажимные элементы, нулевая и заземляющая клеммы выполнены в виде прикрепленных к корпусу шпилек с зажимными элементами, и все три токоведущие клеммы защищены изолирующими пластиковыми кожухами.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа выполнение корпуса котла электродного водонагревательного в виде металлического цилиндра, являющегося одновременно рабочей камерой из бесшовной толстостенной трубы, оснащенной клеммами для подключения фазового, нулевого и заземляющего электрических проводников, и расположение внутри корпуса электродного нагревательного элемента, прикрепленного к стенке корпуса посредством крепежно-изолирующего и, одновременно, токоподводящего фазового узла, обеспечивает, в совокупности признаков, упрощенную и надежную конструкцию котла, позволяющую использовать ее в автономной
циркуляционной системе отопления вдали от тепловых и газовых коммуникаций, т.е. одновременно, фазовый и нулевой электрические проводники обеспечивают возможность заявляемому электродному котлу быть не только нагревательным прибором, но и циркуляционным насосом, и обеспечивать естественную циркуляцию в системе отопления двух- трехэтажных объектов, поскольку процесс нагрева теплоносителя в котле электродном водонагревательном происходит за счет ионизации, т.е. расщепления молекул теплоносителя, а рабочая камера котла - цилиндрический корпус, где происходит процесс ионизации теплоносителя, имеет небольшой размер, поэтому происходит резкий разогрев теплоносителя и повышение его давления за счет разности температур между входом и выходом котла, поэтому заявляемый котел электродный водонагревательный является одновременно циркуляционным насосом и водонагревательным прибором, что также повышает его технические и эксплуатационные качества. Выполнение фазовой проводниковой клеммы для подключения электрического фазного проводника в виде связанной с электродным нагревательным элементом удлиненной резьбовой шпильки, на которой размещены изоляторы тепла и электричества, а именно внутреннего изолятора, жаропрочной прокладки, промежуточного и наружного изоляторов, позволяет повысить прочность, надежность и безопасность конструкции котла электродного водонагревательного, что также повышает его эксплуатационные и технические качества. Выполнение входной и выходной части корпуса котла с резьбой обеспечивает простоту монтажа котла к трубам автономной замкнутой системы отопления посредством муфтового соединения, а расположение внутри корпуса, в его средней части нагревательного элемента определенной длины (40-160 мм) позволяет производить котлы электродные водонагревательные большой и маленькой мощности (в зависимости от длины нагревательного элемента),
которые являются одновременно и нагревательным прибором, и циркуляционным насосом, поскольку, как уже упоминалось, дают возможность обеспечить естественную циркуляцию в автономной замкнутой системе отопления двух-трехэтажных объектов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Котел электродный водонагревательный», а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующему патентному законодательству.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого котла электродного водонагревательного, может быть многократно использована в производстве котлов электродных водонагревательных с получением технического результата, заключающегося в упрощении конструкции и снижении себестоимости, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, где: - на фиг.1 изображен продольный разрез котла электродного, водонагревательного;
- на фиг.2 изображен поперечный разрез котла электродного, водонагревательного;
- на фиг.3 изображена схема подключения котла электродного водонагревательного к замкнутой системе водяного отопления.
Котел электродный водонагревательный типа (КВЭ-котел) представляет собой конструкцию, состоящую из металлического цилиндрического корпуса 1, являющегося одновременно рабочей камерой, покрытого снаружи полимерно-порошковой краской, а изнутри антикоррозийной краской. Цилиндрический корпус 1 выполнен из бесшовной толстостенной трубы и имеет входную резьбовую (нижнюю) часть 2 для поступления внутрь корпуса 1 котла теплоносителя 3 (воды) из автономной замкнутой системы отопления 4, включающей смонтированные с уклоном 3° от горизонтали Х-Х подводящие трубы 5 к подводящим патрубкам 6 радиаторов отопления 7 и смонтированные с уклоном 3° от горизонтали Х-Х отводящие горизонтальные трубы 8 от отводящих патрубков 9 радиаторов отопления 7. Выходная (верхняя) часть 10 цилиндрического корпуса 1 котла для выхода теплоносителя 3 из котла в подающую магистраль 11 автономной замкнутой системы отопления 4 также выполнена с резьбой для соединения цилиндрического корпуса 1 котла посредством муфтового соединения 12 с автономной замкнутой системой отопления 4. В средней части 13 цилиндрического корпуса 1 котла, т.е. непосредственно в рабочей камере, расположен выполненный из специального сплава электродный нагревательный элемент 14 длиной 110 мм, прикрепленный к стенке 15 цилиндрического корпуса 1 котла посредством крепежно-изолирующего и, одновременно, токоподводящего фазового узла 16, выполненного в виде связанной с электродным нагревательным элементом 14 удлиненной резьбовой шпильки 17, являющейся проводниковой клеммой 18 («Фаза»). Связанная с электродным нагревательным элементом 14 упомянутая удлиненная резьбовая шпилька 17 служит для подключения электрического фазного проводника и проходит через внутренний
изолятор 19, выполненный в виде частично охватывающей электродный нагревательный элемент 14 седлообразной пластины, в плоскости которой выполнено отверстие 20, через которое и проходит упомянутая, связанная с электродным нагревательным элементом 14 удлиненная резьбовая шпилька 17, являющаяся проводниковой клеммой 18. Между внутренним изолятором 19 и стенкой 15 цилиндрического корпуса 1 котла установлена жаропрочная резиновая прокладка 21, которая фиксируется от смещений проходящей через нее упомянутой удлиненной резьбовой шпилькой 17, являющейся проводниковой клеммой 18. В отверстии 22 стенки 15 цилиндрического корпуса 1 котла, непосредственно на упомянутой резиновой прокладке 21, установлен промежуточный эбонитовый изолятор 23, выполненный в виде цилиндрической втулки, внутри которой проходит, связанная с электродным нагревательным элементом 14 удлиненная резьбовая шпилька 17, являющаяся проводниковой клеммой 18. Промежуточный изолятор 23 изолирует цилиндрический корпус 1 котла от связанной с электродным нагревательным элементом 14 удлиненной резьбовой шпильки 17. Образованное в отверстии 22 стенки 15 цилиндрического корпуса 1 котла пространство 24 и 25 закрыто наружным изолятором 26, выполненным в виде полимерного цилиндрического колпачка, а пространство 27 между удлиненной резьбовой шпилькой 17 и наружным изолятором 26 закрыто шайбами 28 и 29, на которые сверху устанавливаются зажимные элементы 30. С корпусом 1 котла снаружи посредством сварки связаны короткие резьбовые шпильки 31 и 32 с зажимными элементами 33 и 34, соответственно. («Ноль», и «Заземление») соответственно, являющиеся токоведущими клеммами 35, 36, которые предназначены для подключения нулевого и заземляющего электрических проводников. Все три токоведущие клеммы 18, 31, 32 -
«Ноль», и «Заземление» - защищены изолирующими пластиковыми кожухами 37.
Котел электродный водонагревательный работает следующим образом.
Процесс нагрева теплоносителя в котле электродном водонагревательном происходит за счет ионизации, т.е. расщепления молекул теплоносителя. Рабочая камера котла - цилиндрический корпус 1, где происходит процесс ионизации теплоносителя (воды), имеет небольшой размер, поэтому происходит резкий разогрев теплоносителя и повышение его давления за счет разности температур между входом и выходом котла, поэтому заявляемый котел электродный водонагревательный является одновременно циркуляционным насосом и водонагревательным прибором. Котел вертикально монтируют, производя с помощью муфтового соединения 12 крепление к трубам автономной замкнутой системы отопления 4. Автономную систему отопления заполняют теплоносителем 3 (водой) и подсоединяют котел к внешней электрической сети. Холодная вода поступает в цилиндрический корпус 1 котла, где нагревается электродным нагревательным элементом 14, прикрепленным к стенке 15 цилиндрического корпуса 1 котла, посредством крепежно-изолирующего, токоподводящего фазового узла 16. Нагретая вода через подводящие трубы 5 и патрубки 6 поступает в радиаторы отопления 7. Подводящие к патрубкам 6 радиаторов отопления 7 трубы 5 и отводящие патрубки 9 от радиаторов отопления 7 с отводящими трубами 8 системы отопления монтируют с небольшим уклоном, например 3°, к горизонтальной плоскости, поэтому в системе отопления создается естественный циркуляционный напор нагретого теплоносителя. Охлажденный теплоноситель 3 от радиаторов отопления по отводящим трубам 8 поступает для последующего нагрева. Таким образом, «Котел электродный водонагревательный» является
одновременно нагревательным прибором и циркуляционным насосом, поскольку обеспечивает естественную циркуляцию в системе отопления одноэтажных, двухэтажных и трехэтажных объектов.
Применение настоящей полезной модели «Котел электродный водонагревательный» позволит повысить надежность котла электродного водонагревательного при одновременном упрощении его конструкции, повышении эксплуатационных качеств, снижении его себестоимости, упрощении и сокращении сроков его монтажа.