RU80218U1 - FUEL HEATER - Google Patents

Abstract

Нагреватель текучей среды предназначен для использования в системах циркуляционного водяного отопления и обладает расширенным диапазоном мощностей изделий одной и той же конструкции. Нагреватель содержит защитный кожух (1), расположенный внутри него трубчатый корпус (2) с изолирующим слоем (5) и нагревательным элементом (6), защищенным защитным слоем (8). Диапазон мощностей расширен за счет установки на входе защитного корпуса (2) завихрителя (9), закручивающего поток воды вокруг продольной оси. 4 з.п. ф-лы, 2 ил..The fluid heater is designed for use in circulating water heating systems and has an extended power range for products of the same design. The heater contains a protective casing (1), a tubular body (2) located inside it with an insulating layer (5) and a heating element (6), protected by a protective layer (8). The range of capacities has been expanded due to the installation of a swirler (9) at the inlet of the protective housing (2), which swirls the flow of water around the longitudinal axis. 4 s.p. f-ly, 2 ill ..

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а более конкретно к устройствам для нагрева теплоносящей жидкости, в основном воды, для отопления и горячего водоснабжения отдельных зданий как в городах, так и сельской местности.The utility model relates to a power system, and more specifically to devices for heating a heat-transfer fluid, mainly water, for heating and hot water supply of individual buildings both in cities and rural areas.

Кроме того, полезная модель может использоваться в системах нагрева различных текучих сред, в том числе и воздуха.In addition, the utility model can be used in heating systems for various fluids, including air.

Известно устройство для нагрева проточной жидкости (электродный водонагреватель), содержащее защитный кожух, цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками и расположенный внутри него фазный электрод с тоководами. (См. ПМ RU 36493 U1).A device for heating a flowing fluid (electrode water heater) is known, comprising a protective casing, a cylindrical body with inlet and outlet nozzles and a phase electrode with current leads located inside it. (See PM RU 36493 U1).

Недостатком известного устройства является необходимость использовать при работе специально подготовленную электропроводящую жидкость, от качества которой зависит его работа.A disadvantage of the known device is the need to use a specially prepared electrically conductive liquid during operation, the quality of which depends on its operation.

Наиболее близким техническим решением является нагреватель текучей среды, содержащий защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен The closest technical solution is a fluid heater containing a protective casing, a tubular housing located inside it, over which is located

нагревательный элемент. (См. ПМ RU 68658 U1). При этом трубчатый корпус выполнен из нержавеющей стали. А нагревательный элемент выполнен в виде металлокерамического резистора, нанесенного на стеклокерамический слой на корпусе и защищенного стеклокерамическим слоем, нанесенным на него.heating element. (See PM RU 68658 U1). In this case, the tubular body is made of stainless steel. And the heating element is made in the form of a cermet resistor deposited on a glass-ceramic layer on the body and protected by a glass-ceramic layer deposited on it.

Устройство осуществляет нагрев любых текучих сред - не только электропроводящих, но при этом обладает существенным недостатком. При повышении мощности устройства (заявленный предел варьирования 0,5-20 кВт), велика вероятность перегрева отдельных участков нагревателя при превышении номинального значения напряжения в питающей сети. При этом происходит локальное закипание текучей среды (а это, в основном, жидкий теплоноситель) с образованием паро-газовой прослойки между внутренней стенкой корпуса и омывающей его текучей средой, что ведет к локальному перегоранию нагревателя. Также при усиленном нагреве возникает повышенный уровень посторонних, паразитных, шумов, разносимых по всей системе отопления, что приводит к дискомфорту.The device heats any fluids - not only electrically conductive, but also has a significant drawback. With an increase in the power of the device (the declared range of variation is 0.5-20 kW), there is a high probability of overheating of individual sections of the heater when the rated voltage in the supply network is exceeded. In this case, local boiling of the fluid occurs (and this is mainly a liquid coolant) with the formation of a vapor-gas layer between the inner wall of the housing and the fluid surrounding it, which leads to local burnout of the heater. Also, with enhanced heating, an increased level of extraneous, spurious, noise is transmitted throughout the heating system, which leads to discomfort.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик при повышении мощности устройства, снижение его габаритов.The task to which the utility model is directed is to improve operational characteristics while increasing the power of the device, reducing its size.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном нагревателе, содержащем защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен нагревательный элемент, согласно полезной модели, в трубчатом корпусе на входе расположен завихритель потока текучей среды, The problem is solved due to the fact that in the known heater containing a protective casing, a tubular housing located inside it, on top of which a heating element is located, according to a utility model, a fluid flow swirl is located in the tubular housing at the inlet,

например, в виде винтообразно закрученной, относительно продольной оси, не менее чем одной, пластины.for example, in the form of a screw-twisted, relative to the longitudinal axis, of at least one plate.

Наличие завихрителя потока текучей среды на входе трубчатого корпуса позволяет исключить локальный перегрев как внутренней поверхности корпуса, так и нагревательного элемента, за счет предупреждения создания паро-газовой смеси на границе внутренняя поверхность корпуса - текучая среда, обеспечивая более равномерный нагрев всего потока текучей среды.The presence of a swirl of the fluid flow at the inlet of the tubular casing eliminates local overheating of both the inner surface of the casing and the heating element, by preventing the creation of a vapor-gas mixture at the interface between the inner surface of the casing and the fluid, providing more uniform heating of the entire fluid flow.

При этом завихритель потока текучей среды может быть выполнен как в виде винтообразно закрученной, относительно продольной оси, не менее чем одной, пластины, так и в виде винтообразных ребер, расположенных вдоль внутренней поверхности трубчатого корпуса. Что расширяет конструктивные возможности полезной модели.In this case, the fluid flow swirl can be made in the form of a screw-like twisted relative to the longitudinal axis of at least one plate, and in the form of screw-shaped ribs located along the inner surface of the tubular body. Which extends the design capabilities of the utility model.

Предпочтительно выполнение завихрителя или из нержавеющей стали, или из термостойкой пластмассы. В этом случае предупреждается коррозия завихрителя в процессе эксплуатации и сохранение его геометрии.Preferably, the swirl is made of either stainless steel or heat-resistant plastic. In this case, corrosion of the swirl is prevented during operation and the preservation of its geometry.

Также предпочтительно и выполнение трубчатого корпуса из нержавеющей стали.It is also preferred that the tubular body is made of stainless steel.

На Фиг.1 дан общий вид нагревателя, с разрезом по защитному кожуху и с частичным выровом корпуса, без защитного слоя.Figure 1 shows a General view of the heater, with a cut along the protective casing and with a partial cutout of the housing, without a protective layer.

На Фиг.2 схематично изображено поперечное сечение нагревателя.Figure 2 schematically shows a cross section of a heater.

Нагреватель текучей среды (см. Фиг.1) содержит защитный кожух 1, внутри которого расположен трубчатый корпус 2 с резьбовыми патрубками, входным 3 и выходным 4. 5 - изолирующий слой, в виде стеклокерамического покрытия, нанесенного на корпус 2. 6 - нагревательный элемент, с контактными площадками 7, выполненный в виде резистивного слоя, поверх которого нанесен защитный слой 8 (см. Фиг.2) из стеклокерамики. Все нанесенные на корпус 2 слои (изолирующее стеклокерамическое покрытие 5, резистивный слой 6 и стеклосодержащий защитный слой 8) образованы с использованием широкоизвестной высокопроизводительной толстопленочной технологии, включающей последовательность операций нанесения, преимущественно методом трафаретной печати, и последующего вжигания комплекта композиционных паст. Это определяет относительно невысокую стоимость и хорошую воспроизводимость параметров нагревателя, с обеспечением высокой удельной мощности (до 50 Вт/см²). 9 - завихритель в виде винтообразно закрученной вокруг продольной оси пластины из нержавеющей стали. Стрелками (см. Фиг.2) условно показан закрученный поток текучей среды.The fluid heater (see Figure 1) contains a protective casing 1, inside of which there is a tubular body 2 with threaded nozzles, input 3 and output 4. 5 - insulating layer, in the form of a glass-ceramic coating deposited on the housing 2. 6 - heating element , with contact pads 7, made in the form of a resistive layer, on top of which a protective layer 8 (see Figure 2) of glass ceramic is applied. All layers deposited on the casing 2 (insulating glass-ceramic coating 5, resistive layer 6 and glass-containing protective layer 8) are formed using the well-known high-performance thick-film technology, including a sequence of deposition operations, mainly by screen printing, and subsequent burning of a set of composite pastes. This determines the relatively low cost and good reproducibility of the heater parameters, while ensuring high specific power (up to 50 W / cm ² ). 9 — a swirler in the form of a stainless steel plate screwed around a longitudinal axis. Arrows (see Figure 2) conditionally shows a swirling fluid flow.

Собранный нагреватель текучей среды встраивают в систему водяного отопления, преимущественно с принудительной циркуляцией, в удобном для монтажа месте при помощи резьбовых патрубков 3 и 4, расположенных на концах трубчатого корпуса 2. Систему отопления заполняют жидким теплоносителем и подсоединяют к внешней электрической цепи, используя тоководы The assembled fluid heater is built into the water heating system, mainly with forced circulation, in a convenient place for installation using threaded pipes 3 and 4 located at the ends of the tubular body 2. The heating system is filled with a heat transfer fluid and connected to an external electrical circuit using current leads

(не показано), которые подсоединены к контактным площадкам 7. Холодный жидкий теплоноситель нагревается в трубчатом корпусе 2 и подается в систему отопления, где охлаждается в радиаторах (отапливает помещение) и снова подается в корпус 2. При этом поток текучей среды, встречаясь с завихрителем 9, закручивается и омывает всю поверхность внутренней стенки трубчатого корпуса 2 по спирали. Что улучшает теплосъем с нее, повышает эксплуатационные характеристики и позволяет, при сохранении мощности нагревателя, снизить его габариты.(not shown), which are connected to the contact pads 7. The cold liquid coolant is heated in the tubular casing 2 and supplied to the heating system, where it is cooled in radiators (heats the room) and again supplied to the casing 2. At the same time, the fluid flow, meeting with the swirl 9, twists and washes the entire surface of the inner wall of the tubular body 2 in a spiral. This improves heat removal from it, increases operational characteristics and allows, while maintaining the power of the heater, to reduce its dimensions.

Claims (5)

1. Нагреватель текучей среды, содержащий защитный кожух, расположенный внутри него трубчатый корпус, поверх которого расположен нагревательный элемент, отличающийся тем, что в трубчатом корпусе, на входе, расположен завихритель потока текучей среды, например, в виде винтообразно закрученной относительно продольной оси не менее чем одной пластины.1. A fluid heater containing a protective casing, a tubular housing located inside it, on top of which a heating element is located, characterized in that in the tubular housing, at the inlet, a fluid flow swirl is located, for example, in the form of a screw-shaped screw relative to the longitudinal axis of at least than one plate. 2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что завихритель выполнен в виде винтообразных ребер, расположенных вдоль внутренней поверхности трубчатого корпуса.2. The heater according to claim 1, characterized in that the swirler is made in the form of helical ribs located along the inner surface of the tubular body. 3. Нагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что завихритель выполнен из нержавеющей стали.3. The heater according to claims 1 and 2, characterized in that the swirler is made of stainless steel. 4. Нагреватель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что завихритель выполнен из термостойкой пластмассы.4. The heater according to claims 1 and 2, characterized in that the swirler is made of heat-resistant plastic. 5. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из нержавеющей стали.

5. The heater according to claim 1, characterized in that the housing is made of stainless steel.